EP4480064A1 - Verfahren zur kommunikation in einem kommunikationssystem mit elektrowerkzeugen, kommunikationssystem und elektrowerkzeug - Google Patents

Verfahren zur kommunikation in einem kommunikationssystem mit elektrowerkzeugen, kommunikationssystem und elektrowerkzeug

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Publication number
EP4480064A1
EP4480064A1 EP22839850.9A EP22839850A EP4480064A1 EP 4480064 A1 EP4480064 A1 EP 4480064A1 EP 22839850 A EP22839850 A EP 22839850A EP 4480064 A1 EP4480064 A1 EP 4480064A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
network unit
unit
power tools
data
communication system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22839850.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jan Koegel
Cankal ALTUN
Abhishek Joshi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP4480064A1 publication Critical patent/EP4480064A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • H04L67/125—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks involving control of end-device applications over a network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote monitoring or remote control of equipment in a power distribution network
    • H02J13/13—Circuit arrangements for providing remote monitoring or remote control of equipment in a power distribution network characterised by the transmission of data to equipment in the power network
    • H02J13/1331—Circuit arrangements for providing remote monitoring or remote control of equipment in a power distribution network characterised by the transmission of data to equipment in the power network using wireless data transmission
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote monitoring or remote control of equipment in a power distribution network
    • H02J13/13—Circuit arrangements for providing remote monitoring or remote control of equipment in a power distribution network characterised by the transmission of data to equipment in the power network
    • H02J13/1331—Circuit arrangements for providing remote monitoring or remote control of equipment in a power distribution network characterised by the transmission of data to equipment in the power network using wireless data transmission
    • H02J13/1335—Circuit arrangements for providing remote monitoring or remote control of equipment in a power distribution network characterised by the transmission of data to equipment in the power network using wireless data transmission involving a local wireless network, e.g. Wi-Fi®, ZigBee® or Bluetooth®
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for

Definitions

  • the invention is based on a method for communication in a communication system with power tools, each of which forms an edge node in the communication system, with a network unit, in particular a network unit designed as a gateway, which is arranged in particular at the operating site of the power tools and which uses a wireless connection , in particular a WLAN/WiFi connection, a Bluetooth low-energy connection and/or a LoRaWAN connection, is connected directly to the power tools, and to at least one end device, in particular one Computer, a smartphone and / or a charger, which are provided as a user interface for the network unit.
  • a network unit in particular a network unit designed as a gateway, which is arranged in particular at the operating site of the power tools and which uses a wireless connection , in particular a WLAN/WiFi connection, a Bluetooth low-energy connection and/or a LoRaWAN connection, is connected directly to the power tools, and to at least one end device, in particular one Computer, a smartphone and / or a charger, which are provided as
  • data from the power tools are collected and processed by the network unit and in at least one further method step the power tools are controlled or regulated by the network unit using a local closed control circuit.
  • the communication system is preferably provided to create secure communication, in particular secure data exchange, between the participants in the communication system in order to be able to store and process the data from the power tools.
  • “Provided” should be understood to mean, in particular, specially programmed, designed and/or equipped.
  • the fact that an object is provided for a specific function is to be understood in particular to mean that the object fulfills and/or executes this specific function in at least one application and/or operating state.
  • the place of operation is in particular formed by a spatially limited area, which forms a current place of use of the power tools.
  • the operating site is preferably designed as a factory site, a company site, a construction site and/or as a company location. All power tools of the communication system are preferably located at the same operating site.
  • the network unit is co-located with the power tools.
  • the power tools are preferably designed as hand-held power tools, sensors, fire alarms, cameras, actuating elements or other electrical devices located at the operating site, which allow data to be exchanged with the network unit.
  • Each power tool at the operating site preferably forms an edge node.
  • an “edge node” is to be understood in particular as a participant, in particular a node device, in the communication system, which is connected in particular wirelessly to the network unit and is set up in such a way that it has at least one parameter, in particular a process parameter, influencing parameter and/or sends environmental parameters to the network entity.
  • the power tools and thus the edge nodes are preferably connected directly to the network unit, in particular in terms of data transmission tied together.
  • the power tools have at least one computing unit, at least one memory unit and at least one communication unit. “Established” should be understood to mean, in particular, specially programmed, specially designed and/or specially equipped. The fact that an object is set up for a specific function is to be understood in particular to mean that the object fulfills and/or executes this specific function in at least one application and/or operating state.
  • the network unit is preferably intended to record, evaluate, filter and secure the data from the power tools.
  • the network unit is preferably provided to control or regulate the power tools depending on the recorded data.
  • the wireless connection between the network unit and the power tools could be Bluetooth, Zigbee, Z-Wave, 6L0WPAN, NFC, WiFi Direct, GSM, LTE, NB-loT,LTE-M, Z-Wave Long Range, Thread , HomeKit, DotDot and/or a Sidewalk connection.
  • the network unit is designed in particular as a fog unit, a LAN switch, a router and/or the like in the communication system.
  • the network unit is preferably provided to evaluate the data from the power tools in real time, in particular free of cloud communication, which is in particular more time-consuming, at the operating site.
  • the network unit preferably has a computing unit for processing the data from the power tools.
  • the network unit preferably uses the data from the power tools to create a device map, in particular a three-dimensional one, of the power tools located at the operating site.
  • the device card preferably has all the power tools located at the operating site.
  • the device card is preferably created by the network unit using a signal strength of respective power tool signals from the power tools.
  • the network unit carries out theft monitoring.
  • the network unit preferably carries out a tool diagnosis on the electric tools.
  • a "tool diagnosis” is to be understood in particular as a check of the power tools, in particular, a fault-free function and battery condition of the power tools is checked.
  • the terminals are preferably in the form of measuring devices, portable terminals, environmental sensors or the like.
  • the terminals preferably access the data from the power tools via the network unit.
  • the end devices access the data from the power tools directly via the power tools.
  • cognitive data processing is to be understood in particular as independent and intelligent data processing that simulates human thought processes and is intended for learning, reasoning and/or human-computer interaction.
  • cognitive data processing consists of recognizing information, processing information and recording states and behaviors.
  • the network unit is preferably set up in such a way that it can derive a conclusion for the control or regulation of the power tools by means of cognitive data processing from at least the recorded data of the power tools.
  • a “local control and/or regulation circuit” is to be understood in particular as a control and/or regulation process which is carried out in particular at the operating site and takes place free of any communication outside of the network and electric tool communication.
  • a control or regulation signal is preferably transmitted wirelessly from the network unit to the power tools.
  • the configuration according to the invention of the method for communication in a communication system with electric tools advantageously allows efficient data storage and data evaluation of electric tools at an operating site.
  • secure communication can be provided between the power tools and the network unit.
  • data processing of the power tools can advantageously be carried out quickly and locally at the operating site.
  • Advantageously fast and secure data processing can be made possible, in particular independent of location and in particular independent of an Internet connection.
  • An optimization of the power tools depending on the status of the operating site can advantageously be achieved flexibly.
  • communication in particular data exchange, takes place between the network unit and a server unit, in particular a server unit designed as a cloud server, which is arranged in particular outside the operating location of the power tools, with the server unit in particular using an internet connection, in particular a LAN and/or an LTE connection, is connected to the network unit.
  • the server unit is preferably by means of an LPWAN, a Sigfox, a LoRa, an NB-loT and/or a similar connection that a person skilled in the art deems useful for communicating and exchanging data between a server unit and a network unit.
  • the server unit, in particular the cloud server is preferably formed from network devices.
  • the network devices are designed in particular as firewalls, storage arrays, backup devices, servers or the like.
  • the fact that the server unit is arranged outside the place of operation is to be understood in particular to mean that the physical network devices are arranged outside of the place of operation.
  • the network unit is preferably designed as a communication interface between the power tools and the server unit.
  • the network unit is preferably set up to make the data from the power tools located at the operating site available to the server unit, the power tools and/or the end devices.
  • the server unit in particular the cloud server, preferably stores data transmitted from the network unit to the server unit in a method step. In a method step, the server unit preferably makes the stored data available to a user.
  • the data is preferably made available to a user via an Internet connection.
  • the design of the method means that data streams between the power tools and the server unit can advantageously be kept low.
  • only relevant data can be stored in the server unit.
  • the cognitive data processing is carried out exclusively by the network unit.
  • the cognitive data processing by the network entity runs free of any interaction from the server entity.
  • the evaluated data of the cognitive data processing are preferably sent to the server unit in a method step.
  • the design of the method means that data streams between the power tools and the server unit can advantageously be kept low.
  • the power tools can be regulated or controlled by means of the network unit with an advantageously higher bandwidth.
  • the latency between power tools and network unit can advantageously be kept low.
  • the optimization of the power tools to changing states, in particular of the power tools, their requirements and/or the operating location can be carried out without interaction with the server unit.
  • the network unit in particular the gateway, uses a computing power of the electric tools for data processing.
  • the network unit preferably has at least one arithmetic unit that is compatible with the power tools, in particular of a similar design, a memory unit and a communication unit.
  • the processing power of the network unit can advantageously be increased by the configuration of the method.
  • the communication in particular the data exchange, takes place in the communication system between the network unit and the server unit, in particular at preset time intervals.
  • the time interval is preferably a time interval between two scheduled communications between the network unit and the server unit.
  • the communication between the network unit and the server unit preferably takes place in a time interval of no more than 24 hours, preferably no more than 12 hours, particularly preferably no more than 6 hours and particularly particularly preferably no more than 3 hours.
  • the time interval could also have a different time interval that a person skilled in the art would consider reasonable.
  • data from the power tools that have been filtered by the network unit are preferably transmitted to the server unit.
  • the design of the method makes it possible to ensure that important data from the power tools is backed up in the server unit. At the same time, a permanently high load on the data rate can be avoided. Furthermore, it is proposed that in at least one method step the communication, in particular the data exchange, is encrypted in the communication system using asymmetric cryptography, in particular a public key infrastructure.
  • Asymmetric cryptography is intended in particular to mean an encryption method for between two identities, in particular between the power tools/the end device and the network unit, between the network unit and the server unit, between two power tools/two end devices and/or between the power tools and the server unit, data to be communicated are understood, each identity having different information for encryption and / or decryption of the data.
  • a "public key infrastructure” is to be understood in particular as an encryption method which is based on asymmetric cryptography, with at least one private key and at least one public key existing for an identity set up as the recipient of data, and with the public key being set up for this purpose is to encrypt data and the private key is set up to decrypt the data encrypted with the public key.
  • Authentication and/or data transmission of the power tools by/to the server unit or the network unit preferably takes place via a connection of the power tools to the server unit via the network unit or with a connection of the power tools to the network unit.
  • an authentication and/or a data transmission of the electric tools takes place/takes place directly through/to the server unit.
  • the server unit is preferably designed as the primary decentralized certification authority of the communication system.
  • the network unit is preferably designed as a local certification authority.
  • a “certification authority” is to be understood in particular as a security tool for authenticating the participants in a communication system.
  • the configuration of the method enables advantageously secure communication between a plurality of power tools and/or between power tools and the network unit/the server unit.
  • the design can advantageously high secrecy of a Data packet are made possible. An advantageously simple and precise assignment of power tools in the communication system can take place.
  • the communication in particular the data exchange of encrypted data, take place wirelessly and directly between the power tools.
  • the communication between the power tools preferably takes place wirelessly, in particular by means of the WLAN/WiFi connection, the Bluetooth low-energy connection and/or the LoRaWAN.
  • direct data exchange between power tools can be provided by the configuration of the method.
  • the communication in addition to the communication between the power tools and the network unit, the communication, in particular the data exchange of encrypted data, takes place wirelessly and directly between the power tools and the server unit.
  • secure communication between the machine tool and the server unit can be achieved through the configuration of the method.
  • An advantageously high level of functionality of the machine tool can be achieved, in particular since the machine tool can be securely networked with the server unit, in particular the Internet.
  • a communication system for carrying out a method according to the invention is proposed, with electric tools, which each form an edge node in the communication system, with a network unit, in particular a network unit designed as a gateway, which is arranged in particular at the operating site of the electric tools and which, by means of a wireless connection, in particular a WLAN/WiFi connection, a Bluetooth low-energy connection and/or a LoRaWAN connection, is connected directly to the power tools, and to at least one end device, in particular a computer, a smartphone and/or a charger, which User interface for the network unit are provided.
  • the network unit preferably has at least one memory unit, one computing unit and one communication unit.
  • the memory unit of the network unit is preferably intended to store the data from the power tools.
  • the computing unit of the network unit is preferably provided to enable cognitive data processing.
  • the terminals are preferably intended to read out and/or process the data from the power tools from the network unit.
  • the communication system preferably has at least one server unit, in particular a cloud server.
  • the server unit is preferably set up in such a way that it provides access for the terminal devices to read out and/or process data.
  • the power tools in the communication system are preferably set up in such a way that they provide an access option for the terminals in the communication system for data reading and/or processing.
  • the communication system, in particular the power tools is preferably set up in such a way that the power tools can be regulated or controlled directly by the terminal device.
  • a power tool of a communication system which forms an edge node in the communication system, with at least one memory unit, a computing unit and a communication unit, which is provided for the, in particular wireless, transmission of data to at least one network unit, the communication unit is set up in such a way that the power tool can be controlled or regulated by means of the network unit, depending on cognitive data processing.
  • the memory unit of the power tools is preferably provided to store data from the power tools.
  • the arithmetic unit of the power tools is preferably provided to process the data of the power tools.
  • the network unit is preferably provided for secure communication with the network unit, the server unit and/or the terminals.
  • An advantageously high level of functionality can be achieved by the design of the power tool according to the invention particularly since the power tool can be connected to the network unit and/or the server unit via a secure connection.
  • Advantageously precise monitoring of the power tool can be made possible, in particular when it is used with other power tools at a common operating location.
  • the computing unit be set up in such a way that the network unit can access computing power of the computing unit to carry out the cognitive data processing.
  • Advantageously efficient data processing can be carried out as a result of the design of the power tool.
  • the method according to the invention, the communication system according to the invention and/or the power tool according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above.
  • the method according to the invention, the communication system according to the invention and/or the power tool according to the invention can have a number of individual elements, components and units as well as method steps that differs from the number specified here in order to fulfill a function described herein.
  • values lying within the specified limits should also be considered disclosed and can be used as desired.
  • FIG. 2 a part of the communication system according to the invention in a schematic representation, with four power tools which communicate according to the method according to the invention,
  • Figure 1 shows a method for communication in a communication system 10 with power tools 12.
  • the power tools 12 each form an edge node in the communication system 10.
  • the communication system 10 has a network unit 14, in particular a network unit 14 designed as a gateway.
  • the network unit 14 is arranged at the operating location of the power tools 12 .
  • the network unit 14 is connected to the power tools 12 wirelessly.
  • the network unit 14 is connected directly to the power tools 12 by means of a WLAN/WiFi connection, a Bluetooth low-energy connection and/or a LoRaWAN connection.
  • the network unit 14 is connected to at least one terminal 18 which is provided as a user interface for the network unit 14 .
  • the end device 18 can be formed by a computer, a smartphone and/or a charging device, for example.
  • data from the power tools 12 are collected and processed by the network unit 14 for cognitive data processing.
  • the power tools 12 are controlled or regulated by the network unit 14 by means of the data by means of a local closed control or regulating circuit.
  • the data from the power tools 12 are transferred from the network unit 14 recorded, evaluated, filtered and secured.
  • the communication system 10 has the network unit 14, in particular the network unit 14 designed as a gateway.
  • the communication system 10 has three terminals 18 .
  • the terminals 18 are designed in particular as a computer, a smartphone and/or a tablet.
  • the communication system 10 has two local servers 26 .
  • the local server 26 is formed in particular by a local data store, in particular a file server.
  • the local server 26 is in particular integrated into a local network of the operating site.
  • the local servers 26 are arranged at the operating location of the power tools 12 .
  • the network unit 14 and a server unit 16 of the communication system 10 are set up in such a way that the local server 26 can access their data.
  • the network unit 14 has a secure data store.
  • the secured data store has two security classes for the stored data.
  • a first of the two security classes is provided for a first part of the data store, which has a normal security level.
  • the first part of the data store contains impersonal data of the participants in the communication system 10 .
  • a second of the two security classes is provided for a second part of the data memory, which has an increased security level.
  • the second part of the data memory includes personal data of the participants in the communication system 10.
  • a communication in particular an exchange of data, takes place between the network unit 14 and the server unit 16, in particular a server unit 16 designed as a cloud server.
  • the server unit 16 is arranged outside the operating location of the power tools 12 .
  • the server unit 16 is connected to the network unit 14 by means of an Internet connection, in particular a LAN and/or an LTE connection.
  • the server unit 16 is designed as a cloud server made up of network devices.
  • the network devices are designed, inter alia, as firewalls, storage arrays, backup devices, servers or the like.
  • the network unit 14 is designed as a communication interface between the server unit 16 and the power tools 12 .
  • the server unit 16, in particular the cloud server stores data transmitted from the network unit 14 to the server unit 16 Data.
  • the server unit 16 makes the stored data available to a user.
  • the data is made available to a user via an Internet connection.
  • the server unit 16 has a secure data store.
  • the secured data store has two security classes for the stored data.
  • a first of the two security classes is provided for a first part of the data store, which has a normal security level.
  • the first part of the data store contains impersonal data of the participants in the communication system 10 .
  • a second of the two security classes is provided for a second part of the data memory, which has an increased security level.
  • the second part of the data memory includes personal data of the participants in the communication system 10.
  • the cognitive data processing is carried out exclusively by the network unit 14 .
  • the cognitive data processing of the network unit 14 takes place independently of any interaction with the server unit 16 .
  • an increased dust concentration in the air at the operating site is detected by an electric tool 12 embodied as a dust measuring device.
  • the signal from the sensor is evaluated by the network unit 14 by means of data processing.
  • the network unit 14 communicates as a result of the data processing with an electric tool 12 embodied as a dedusting unit.
  • the evaluated data from the data processing are sent from the network unit 14 to the server unit 16 .
  • the network unit 14, in particular the gateway uses a computing power of the power tools 12 for data processing.
  • the communication in particular the data exchange, takes place in the communication system 10 between the network unit 14 and the server unit 16, in particular at preset time intervals. The time intervals can be set by a user via the server unit 16.
  • the communication, in particular the data exchange, in the communication system 10 by means of an asymmetric cryptography, in particular a public key infrastructure, encrypted.
  • an authentication and/or a data transmission of the power tools 12 takes place through/to the server unit 16 or the network unit 14 via a connection of the power tools 12 to the server unit 16 via the network unit 14 or with a connection of the power tools 12 to the network unit 14.
  • the server unit 16 is designed as the primary, decentralized certification authority of the communication system 10 .
  • the network unit 14 is designed as a local certification authority. Both the network unit 14 and the server unit 16 have an additional security memory in which certification data of the participants in the communication system 10 are stored.
  • the power tool 12 is configured as the edge node in the communication system 10 .
  • the power tools 12 shown in FIG. 1 are designed as hand-held power tools. However, the power tools 12 could also be in the form of smartphones, sensors, fire alarms, actuating elements, cameras or the like.
  • the power tool 12 has a memory unit 20 , a computing unit 22 and a communication unit 24 .
  • the communication unit 24 is provided for the, in particular wireless, transmission of data to at least the network unit 14 .
  • the communication unit 24 is set up in such a way that the power tool 12 can be controlled or regulated by means of the network unit 14 depending on the cognitive data processing.
  • the arithmetic unit 22 is set up in such a way that the network unit 14 can access a computing power of the arithmetic unit 22 for carrying out the cognitive data processing (FIG. 1).
  • the network unit 14 has arithmetic units, memory units and communication units which are compatible with the power tools 12 and are in particular similar in design.
  • communication in particular the exchange of encrypted data, takes place wirelessly and directly between the Power tools 12 instead (Fig. 2).
  • the communication between the power tools 12 takes place wirelessly in a method step.
  • the communication between the power tools 12 takes place in a method step using the WLAN/WiFi connection, the Bluetooth low-energy connection and/or the LoRaWAN.
  • the communication system 10 in FIG. 3 has two network units 14 .
  • the communication takes place wirelessly and directly between the two network units 14 .
  • the two network units 14 exchange data from the power tools 12 located in the communication system 10 .
  • the data exchange between the two network units 14 is encrypted using asymmetric cryptography.
  • the communication in addition to the communication between the power tools 12 and the network unit 14, the communication, in particular the data exchange of encrypted data, takes place wirelessly and directly between the power tools 12 and the server unit 16 (FIG. 4).
  • the data from the power tools 12 are transmitted directly to the server unit 16 and stored in the server unit 16 .
  • the data stored in the server unit 16 are read out by a user using the terminals 18 .
  • the user accesses the server unit 16
  • the user is verified.
  • the data exchange is encrypted using asymmetric cryptography.

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Kommunikation in einem Kommunikationssystem (10) mit Elektrowerkzeugen (12), welche jeweils einen Edge-Knoten im Kommunikationssystem (10) bilden, mit einer Netzwerkeinheit (14), insbesondere eine als Gateway ausgebildete Netzwerkeinheit (14), welche insbesondere am Betriebsort der Elektrowerkzeuge (12) angeordnet ist und welche mittels einer drahtlosen Verbindung, insbesondere einer WLAN/WiFi Verbindung, einer Bluetooth-Low-Energy Verbindung und/oder einer LoRaWAN Verbindung direkt, mit den Elektrowerkzeugen (12) verbunden ist, und mit zumindest einem Endgerät (18), insbesondere einem Computer, einem Smartphone und/oder einem Ladegerät, welche als Benutzerschnittstelle für die Netzwerkeinheit (14) vorgesehen sind. Es wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt zur kognitiven Datenverarbeitung Daten der Elektrowerkzeuge (12) von der Netzwerkeinheit (14) gesammelt und verarbeitet werden und in zumindest einem weiteren Verfahrensschritt die Elektrowerkzeuge (12) mittels einem lokalen geschlossenen Steuer- oder Regelkreislauf von der Netzwerkeinheit (14) gesteuert oder geregelt werden.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Kommunikation in einem mit Elektrowerk-
Stand der Technik
Es ist bereits ein Verfahren zur Kommunikation in einem Kommunikationssystem mit Elektrowerkzeugen, welche jeweils einen Edge-Knoten im Kommunikationssystem bilden, mit einer Netzwerkeinheit, insbesondere eine als Gateway ausgebildete Netzwerkeinheit, welche insbesondere am Betriebsort der Elektrowerkzeuge angeordnet ist und welche mittels einer drahtlosen Verbindung, insbesondere einer WLAN/WiFi Verbindung, einer Bluetooth-Low-Energy Verbindung und/oder einer LoRaWAN Verbindung, direkt mit den Elektrowerkzeugen verbunden ist, und mit zumindest einem Endgerät, insbesondere einem Computer, einem Smartphone und/oder einem Ladegerät, welche als Benutzerschnittstelle für die Netzwerkeinheit vorgesehen sind, vorgeschlagen worden.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Kommunikation in einem Kommunikationssystem mit Elektrowerkzeugen, welche jeweils einen Edge-Knoten im Kommunikationssystem bilden, mit einer Netzwerkeinheit, insbesondere eine als Gateway ausgebildete Netzwerkeinheit, welche insbesondere am Betriebsort der Elektrowerkzeuge angeordnet ist und welche mittels einer drahtlosen Verbindung, insbesondere einer WLAN/WiFi Verbindung, einer Bluetooth-Low-Energy Verbindung und/oder einer LoRaWAN Verbindung, direkt mit den Elektrowerkzeugen verbunden ist, und mit zumindest einem Endgerät, insbesondere einem Computer, einem Smartphone und/oder einem Ladegerät, welche als Benutzerschnittstelle für die Netzwerkeinheit vorgesehen sind.
Es wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt zur kognitiven Datenverarbeitung Daten der Elektrowerkzeuge von der Netzwerkeinheit gesammelt und verarbeitet werden und in zumindest einem weiteren Verfahrensschritt die Elektrowerkzeuge mittels einem lokalen geschlossenen Steuer- oder Regelkreislauf von der Netzwerkeinheit gesteuert oder geregelt werden.
Vorzugsweise ist das Kommunikationssystem dazu vorgesehen, eine sichere Kommunikation, insbesondere einen sicheren Datenaustausch, zwischen den Teilnehmern im Kommunikationssystem zu schaffen, um die Daten der Elektrowerkzeuge speichern und verarbeiten zu können. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Der Betriebsort ist insbesondere von einem räumlich begrenzten Bereich gebildet, welcher einen aktuellen Einsatzort der Elektrowerkzeuge bildet. Der Betriebsort ist bevorzugt als ein Fabrikgelände, ein Firmengelände, eine Baustelle und/oder als ein Unternehmensstandort ausgebildet. Bevorzugt befinden sich alle Elektrowerkzeuge des Kommunikationssystems an demselben Betriebsort. Vorzugsweise befindet sich die Netzwerkeinheit am gleichen Betriebsort wie die Elektrowerkzeuge. Die Elektrowerkzeuge sind vorzugsweise als Handwerkzeugmaschinen, Sensoren, Feuermelder, Kameras, Betätigungselemente oder andere sich am Betriebsort befindende elektrische Geräte, welche einen Datenaustausch mit der Netzwerkeinheit ermöglichen, ausgebildet. Jedes Elektrowerkzeug am Betriebsort bildet vorzugsweise einen Edge-Knoten aus. Unter einem „Edge-Kno- ten“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Teilnehmer, insbesondere ein Knotengerät, im Kommunikationssystem verstanden werden, welcher insbesondere drahtlos mit der Netzwerkeinheit verbunden ist und derart eingerichtet ist, dass dieser zumindest einen Parameter, insbesondere ein Prozessparameter, Einflussparameter und/oder Umweltparameter an die Netzwerkeinheit sendet.
Vorzugsweise sind die Elektrowerkzeuge und damit die Edge-Knoten jeweils, insbesondere datenübertragungstechnisch, direkt mit der Netzwerkeinheit verbunden. Insbesondere weisen die Elektrowerkzeuge zumindest eine Recheneinheit, zumindest eine Speichereinheit und zumindest eine Kommunikationseinheit auf. Unter „eingerichtet“ soll insbesondere speziell programmiert, speziell ausgelegt und/oder speziell ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion eingerichtet ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem An- wendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
Die Netzwerkeinheit ist vorzugsweise dazu vorgesehen, die Daten der Elektrowerkzeuge zu erfassen, auszuwerten, zu filtern und zu sichern. Bevorzugt ist die Netzwerkeinheit dazu vorgesehen, die Elektrowerkzeuge in Abhängigkeit der erfassten Daten zu steuern oder zu regeln. Es ist denkbar, dass die drahtlose Verbindung zwischen der Netzwerkeinheit und den Elektrowerkzeugen als eine Bluetooth, Zigbee, Z-Wave, 6L0WPAN, NFC, WiFi Direct, GSM, LTE, NB- loT,LTE-M, Z-Wave Long Range, Thread, HomeKit, DotDot und/oder einer Sidewalk Verbindung ausgebildet ist. Die Netzwerkeinheit ist insbesondere als eine Fog-Einheit, ein LAN-Switch, ein Router und/oder dergleichen im Kommunikationssystem ausgebildet. Vorzugsweise ist die Netzwerkeinheit dazu vorgesehen, die Daten der Elektrowerkzeuge in Echtzeit, insbesondere frei von einer, insbesondere zeitaufwändigeren, Cloudkommunikation, am Betriebsort zu bewerten. Vorzugsweise weist die Netzwerkeinheit eine Recheneinheit zu einer Verarbeitung der Daten der Elektrowerkzeuge auf. Bevorzugt erstellt die Netzwerkeinheit in einem Verfahrensschritt mittels der Daten der Elektrowerkzeuge eine, insbesondere dreidimensionale, Gerätekarte der sich am Betriebsort befindenden Elektrowerkzeuge. Die Gerätekarte weist vorzugsweise alle sich im Betriebsort befindenden Elektrowerkzeuge auf. Vorzugsweise wird in einem Verfahrensschritt die Gerätekarte mittels einer Signalstärke von jeweiligen Elektrowerkzeugsignalen der Elektrowerkzeuge von der Netzwerkeinheit erstellt. In einem Verfahrensschritt wird von der Netzwerkeinheit eine Diebstahlüberwachung durchgeführt. Vorzugsweise wird bei der Diebstahlüberwachung zumindest festgestellt, ob eines der Elektrowerkzeuge seinen Betriebsort und/oder einen zugeschriebenen Arbeitsplatz am Betriebsort verlässt. Bevorzugt wird in einem Verfahrensschritt von der Netzwerkeinheit eine Werkzeugdiagnose an den Elektrowerkzeugen durchgeführt. Unter einer „Werkzeugdiagnose“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Überprüfung der Elektrowerkzeuge verstanden werden, insbesondere wird eine fehlerfreie Funktion und ein Batteriezustand der Elektrowerkzeuge überprüft. Vorzugsweise sind die Endgeräte als Messgeräte, tragbare Endgeräte, Umweltsensoren o. dgl. ausgebildet In einem Verfahrensschritt greifen die Endgeräte vorzugsweise auf die Daten der Elektrowerkzeuge über die Netzwerkeinheit zu. In einem Verfahrensschritt greifen die Endgeräte auf die Daten der Elektrowerkzeuge direkt über die Elektrowerkzeuge zu.
Unter einer „kognitiven Datenverarbeitung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine selbstständige und intelligente Datenverarbeitung verstanden werden, welche menschliche Gedankenprozesse simuliert und zum Lernen, Schlussfolgern und/oder zur Mensch-Computer Interaktion vorgesehen ist. Insbesondere ist die kognitive Datenverarbeitung aus einer Erkennung von Informationen, Verarbeitung von Informationen und Erfassung von Zuständen und Verhaltensweisen gebildet. Vorzugsweise ist die Netzwerkeinheit derart eingerichtet, dass diese mittels der kognitiven Datenverarbeitung durch zumindest der erfassten Daten der Elektrowerkzeuge eine Schlussfolgerung zur Steuerung oder Regelung der Elektrowerkzeuge ableiten kann. Unter einem „lokalen Steuer- und/oder Regelkreislauf“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Steuer- und/oder Regelprozess verstanden werden, welcher insbesondere am Betriebsort durchgeführt wird und frei von einer Kommunikation außerhalb der Netzwerk- und Elektrowerkzeugkommunikation erfolgt. Vorzugsweise wird beim Verfahrensschritt des Steuerns oder des Regelns der Elektrowerkzeuge drahtlos ein Steueroder Regelsignal von der Netzwerkeinheit an die Elektrowerkzeuge übertragen.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens zur Kommunikation in einem Kommunikationssystem mit Elektrowerkzeugen kann vorteilhaft eine effiziente Datenspeicherung und Datenauswertung von Elektrowerkzeugen an einem Betriebsort durchgeführt werden. Es kann vorteilhaft eine sichere Kommunikation zwischen den Elektrowerkzeugen und der Netzwerkeinheit bereitgestellt werden. Vorteilhaft kann eine Datenverarbeitung der Elektrowerkzeuge vorteilhaft schnell und lokal am Betriebsort durchgeführt werden. Es kann insbesondere ortsunabhängig und insbesondere unabhängig von einer Internetanbindung eine vorteilhaft schnelle und sichere Datenverarbeitung ermöglicht werden. Es kann eine Optimierung der Elektrowerkzeuge in Abhängigkeit von Zuständen des Betriebsorts vorteilhaft flexibel erreicht werden. Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt eine Kommunikation, insbesondere ein Datenaustausch, zwischen der Netzwerkeinheit und einer Servereinheit, insbesondere eine als Cloud-Server ausgebildete Servereinheit, welche insbesondere außerhalb des Betriebsorts der Elektrowerkzeuge angeordnet ist, stattfindet, wobei die Servereinheit insbesondere mittels einer Internetverbindung, insbesondere einer LAN und/oder einer LTE Verbindung, mit der Netzwerkeinheit verbunden ist. Die Servereinheit ist vorzugsweise mittels einer LPWAN, einer Sigfox, einer LoRa, einer NB-loT und/oder einer ähnlichen einem Fachmann für Sinnvoll erscheinenden Verbindung zum Kommunizieren und zum Datenaustausch zwischen einer Servereinheit und einer Netzwerkeinheit. Vorzugsweise ist die Servereinheit, insbesondere der Cloud- Server, aus Netzwerkgeräten ausgebildet. Die Netzwerkgeräte sind insbesondere als Firewalls, Storage Arrays, Backupgeräte, Server o. dgl. ausgebildet. Darunter, dass die Servereinheit außerhalb des Betriebsorts angeordnet ist, soll insbesondere verstanden werden, dass die physischen Netzwerkgeräte außerhalb des Betriebsorts angeordnet sind. Vorzugsweise ist die Netzwerkeinheit als eine Kommunikationsschnittstelle zwischen den Elektrowerkzeugen und der Servereinheit ausgebildet. Die Netzwerkeinheit ist vorzugsweise dazu eingerichtet, die Daten der sich am Betriebsort befindenden Elektrowerkzeuge der Servereinheit, den Elektrowerkzeugen und/oder den Endgeräten zur Verfügung zu stellen. Vorzugsweise speichert die Servereinheit, insbesondere der Cloud-Server, in einem Verfahrensschritt von der Netzwerkeinheit an die Servereinheit übertragene Daten. In einem Verfahrensschritt stellt die Servereinheit vorzugsweise die gespeicherten Daten einem Benutzer zur Verfügung. Vorzugsweise werden die Daten einem Benutzer mittels einer Internetverbindung zur Verfügung gestellt. Durch die Ausgestaltung des Verfahrens können Datenströme zwischen den Elektrowerkzeugen und der Servereinheit vorteilhaft gering gehalten werden. Es können vorteilhaft lediglich relevante Daten in der Servereinheit gespeichert werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die kognitive Datenverarbeitung ausschließlich von der Netzwerkeinheit durchgeführt wird. Vorzugsweise läuft die kognitive Datenverarbeitung von der Netzwerkeinheit frei von einer Interaktion von der Servereinheit ab. Vorzugsweise werden in einem Verfahrensschritt die ausgewerteten Daten der kognitiven Datenverarbeitung an die Servereinheit geschickt. Durch die Ausgestaltung des Verfahrens können Datenströme zwischen den Elektrowerkzeugen und der Servereinheit vorteilhaft gering gehalten werden. Es kann eine Regelung oder Steuerung der Elektrowerkzeuge mittels der Netzwerkeinheit mit einer vorteilhaft höheren Bandbreite bereitgestellt werden. Es kann vorteilhaft die Latenz zwischen Elektrowerkzeugen und Netzwerkeinheit gering gehalten werden. Es kann vorteilhaft die Optimierung der Elektrowerkzeuge an sich verändernde Zustände, insbesondere der Elektrowerkzeuge, deren Anforderungen und/oder des Betriebsorts, frei von einer Interaktion mit der Servereinheit durchgeführt werden.
Das Weiteren wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt die Netzwerkeinheit, insbesondere das Gateway, eine Rechenleistung der Elektrowerkzeuge zur Datenverarbeitung nutzt. Vorzugsweise weist die Netzwerkeinheit zumindest eine mit den Elektrowerkzeugen kompatible, insbesondere ähnlich ausgebildete, Recheneinheit, eine Speichereinheit und eine Kommunikationseinheit auf. Durch die Ausgestaltung des Verfahrens kann die Rechenleistung der Netzwerkeinheit vorteilhaft erhöht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt die Kommunikation, insbesondere der Datenaustausch, im Kommunikationssystem zwischen der Netzwerkeinheit und der Servereinheit, insbesondere in voreingestellten Zeitintervallen, stattfindet. Das Zeitintervall ist vorzugsweise ein Zeitabstand zwischen zwei planmäßigen Kommunikationen zwischen der Netzwerkeinheit und der Servereinheit. Vorzugsweise findet in einem Verfahrensschritt die Kommunikation zwischen der Netzwerkeinheit und der Servereinheit in einem Zeitintervall von maximal 24 Stunden, bevorzugt von maximal 12 Stunden, besonders bevorzugt von maximal 6 Stunden und insbesondere besonders bevorzugt von maximal 3 Stunden statt. Das Zeitintervall könnte jedoch auch einen anderen von einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Zeitabstand aufweisen. Vorzugsweise werden in einem Verfahrensschritt bei der Kommunikation zwischen der Netzwerkeinheit und der Servereinheit von der Netzwerkeinheit gefilterte Daten der Elektrowerkzeuge an die Servereinheit Übertagen. Durch die Ausgestaltung des Verfahrens kann ein Sichern von wichtigen Daten der Elektrowerkzeuge in der Servereinheit sichergestellt werden. Gleichzeitig kann insbesondere eine dauerhaft hohe Belastung der Datenrate vermieden werden. Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt die Kommunikation, insbesondere der Datenaustausch, im Kommunikationssystem mittels einer asymmetrischen Kryptografie, insbesondere einer Public-Key-Infra- struktur, verschlüsselt wird. Unter „asymmetrischer Kryptografie“ soll insbesondere eine Verschlüsselungsmethode für zwischen zwei Identitäten, insbesondere zwischen den Elektrowerkzeugen/dem Endgerät und der Netzwerkeinheit, zwischen der Netzwerkeinheit und der Servereinheit, zwischen zwei Elektrowerkzeu- gen/zwei Endgeräten und/oder zwischen den Elektrowerkzeugen und der Servereinheit, zu kommunizierenden Daten verstanden werden, wobei jede Identität jeweils unterschiedliche Informationen für eine Verschlüsselung und/oder eine Entschlüsselung der Daten aufweist. Unter einer „Public-Key-Infrastruktur“ soll insbesondere eine Verschlüsselungsmethode verstanden werden, welche auf der asymmetrischen Kryptografie basiert, wobei zu einer als Empfänger von Daten eingerichteten Identität jeweils zumindest ein privater Schlüssel und zumindest ein öffentlicher Schlüssel existiert und wobei der öffentliche Schlüssel dazu eingerichtet ist, Daten zu verschlüsseln und der private Schlüssel dazu eingerichtet ist, die mit dem öffentlichen Schlüssel verschlüsselten Daten zu entschlüsseln. Vorzugsweise erfolgen/erfolgt eine Authentifizierung und/oder eine Datenübertragung der Elektrowerkzeuge durch/an die Servereinheit oder der Netzwerkeinheit über eine Verbindung der Elektrowerkzeuge mit der Servereinheit über die Netzwerkeinheit oder mit einer Verbindung der Elektrowerkzeuge mit der Netzwerkeinheit. Es ist aber auch denkbar, dass eine Authentifizierung und/oder eine Datenübertragung der Elektrowerkzeuge direkt durch/an die Servereinheit erfolgen/erfolgt. Es ist weiterhin denkbar, dass eine Authentifizierung und/oder eine Datenübertragung direkt durch/an die Elektrowerkzeuge zwischen einander erfolgen/erfolgt. Vorzugsweise ist die Servereinheit als die primäre dezentrale Zertifizierungsstelle des Kommunikationssystems ausgebildet. Die Netzwerkeinheit ist vorzugsweise als eine lokale Zertifizierungsstelle ausgebildet. Unter einer „Zertifizierungsstelle“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Sicherheitstool zur Authentifizierung der Teilnehmer eines Kommunikationssystems verstanden werden. Durch die Ausgestaltung des Verfahrens kann eine vorteilhaft sichere Kommunikation zwischen mehreren Elektrowerkzeugen und/oder zwischen Elektrowerkzeugen und der Netzwerkeinheit/der Servereinheit ermöglicht werden. Durch die Ausgestaltung kann eine vorteilhaft hohe Geheimhaltung eines Datenpakets ermöglicht werden. Es kann eine vorteilhaft einfache und genaue Zuordnung von Elektrowerkzeugen im Kommunikationssystem erfolgen.
Ferner wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt die Kommunikation, insbesondere der Datenaustausch verschlüsselter Daten, drahtlos und direkt zwischen den Elektrowerkzeugen stattfindet. Vorzugsweise findet die Kommunikation zwischen den Elektrowerkzeugen drahtlos, insbesondere mittels der WLAN/WiFi Verbindung, der Bluetooth-Low-Energy Verbindung und/oder der LoRaWAN statt. Durch die Ausgestaltung des Verfahrens kann ein vorteilhaft direkter Datenaustausch zwischen Elektrowerkzeugen bereitgestellt werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt, zusätzlich zur Kommunikation zwischen den Elektrowerkzeugen und der Netzwerkeinheit, die Kommunikation, insbesondere der Datenaustausch verschlüsselter Daten, drahtlos und direkt zwischen den Elektrowerkzeugen und der Servereinheit stattfindet. Durch die Ausgestaltung des Verfahrens kann eine vorteilhaft sichere Kommunikation zwischen der Werkzeugmaschine und der Servereinheit erreicht werden. Es kann eine vorteilhaft hohe Funktionalität der Werkzeugmaschine erreicht werden, insbesondere da eine sichere Vernetzung der Werkzeugmaschine mit der Servereinheit, insbesondere dem Internet, ermöglicht werden kann.
Ferner wird ein Kommunikationssystem zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, mit Elektrowerkzeugen, welche jeweils einen Edge-Knoten im Kommunikationssystem bilden, mit einer Netzwerkeinheit, insbesondere eine als Gateway ausgebildete Netzwerkeinheit, welche insbesondere am Betriebsort der Elektrowerkzeuge angeordnet ist und welche mittels einer drahtlosen Verbindung, insbesondere einer WLAN/WiFi Verbindung, einer Blue- tooth-Low-Energy Verbindung und/oder einer LoRaWAN Verbindung, direkt mit den Elektrowerkzeugen verbunden ist, und mit zumindest einem Endgerät, insbesondere einem Computer, einem Smartphone und/oder einem Ladegerät, welche als Benutzerschnittstelle für die Netzwerkeinheit vorgesehen sind. Vorzugsweise weist die Netzwerkeinheit zumindest eine Speichereinheit, eine Recheneinheit und eine Kommunikationseinheit auf. Die Speichereinheit der Netzwerkeinheit ist vorzugsweise dazu vorgesehen, die Daten der Elektrowerkzeuge abzuspeichern. Die Recheneinheit der Netzwerkeinheit ist vorzugsweise dazu vorgesehen, die kognitive Datenverarbeitung zu ermöglichen. Die Endgeräte sind vorzugsweise dazu vorgesehen, die Daten der Elektrowerkzeuge aus der Netzwerkeinheit auszulesen und/oder zu bearbeiten. Vorzugsweise weist das Kommunikationssystem zumindest eine Servereinheit, insbesondere einen Cloud-Server, auf. Die Servereinheit ist vorzugsweise derart eingerichtet, dass diese eine Zugriffsmöglichkeit zur Datenauslesung und/oder -bearbeitung für die Endgeräte bereitstellt. Vorzugsweise sind die Elektrowerkzeuge im Kommunikationssystem derart eingerichtet, dass diese eine Zugriffsmöglichkeit für die Endgeräte im Kommunikationssystem zur Datenauslesung und/oder -bearbeitung bereitstellen. Vorzugsweise ist das Kommunikationssystem, insbesondere die Elektrowerkzeuge, derart eingerichtet, dass die Elektrowerkzeuge direkt vom Endgerät geregelt oder gesteuert werden können. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kommunikationssystems kann vorteilhaft eine effiziente Datenspeicherung und Datenauswertung von Elektrowerkzeugen an einem Betriebsort durchgeführt werden. Es kann vorteilhaft eine sichere Kommunikation zwischen den Elektrowerkzeugen und der Netzwerkeinheit bereitgestellt werden. Vorteilhaft kann eine Datenverarbeitung der Elektrowerkzeuge vorteilhaft schnell und lokal am Betriebsort durchgeführt werden. Es kann eine Optimierung der Elektrowerkzeuge in Abhängigkeit von Zuständen des Betriebsorts vorteilhaft flexibel erreicht werden.
Des Weiteren wird ein Elektrowerkzeug eines erfindungsgemäßen Kommunikationssystems vorgeschlagen, welches einen Edge-Knoten im Kommunikationssystem bildet, mit zumindest einer Speichereinheit, einer Recheneinheit und einer Kommunikationseinheit, welche zum, insbesondere drahtlosen, Übertragen von Daten an zumindest eine Netzwerkeinheit, vorgesehen ist, wobei die Kommunikationseinheit derart eingerichtet ist, dass das Elektrowerkzeug mittels der Netzwerkeinheit, in Abhängigkeit einer kognitiven Datenverarbeitung, gesteuert oder geregelt werden kann. Die Speichereinheit der Elektrowerkzeuge ist vorzugsweise dazu vorgesehen, Daten der Elektrowerkzeuge zu speichern. Die Recheneinheit der Elektrowerkzeuge ist bevorzugt dazu vorgesehen, die Daten der Elektrowerkzeuge zu bearbeiteten. Die Netzwerkeinheit ist vorzugsweise zu einem sicheren Kommunizieren mit der Netzwerkeinheit, der Servereinheit und/oder den Endgeräten vorgesehen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Elektrowerkzeugs kann eine vorteilhaft hohe Funktionalität erreicht werden, insbesondere da die Elektrowerkzeugmaschine über eine sichere Verbindung mit der Netzwerkeinheit und/oder der Servereinheit verbunden werden kann. Es kann eine vorteilhaft genaue Überwachung des Elektrowerkzeugs ermöglicht werden, insbesondere bei einer Verwendung mit weiteren Elektrowerkzeugen an einem gemeinsamen Betriebsort.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Recheneinheit derart eingerichtet ist, dass die Netzwerkeinheit auf eine Rechenleistung der Recheneinheit zum Durchführen der kognitiven Datenverarbeitung zugreifen kann. Durch die Ausgestaltung des Elektrowerkzeugs kann eine vorteilhaft effiziente Datenverarbeitung durchgeführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren, das erfindungsgemäße Kommunikationssystem und/oder das erfindungsgemäße Elektrowerkzeug soll/sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann/können das erfindungsgemäße Verfahren, das erfindungsgemäße Kommunikationssystem und/oder das erfindungsgemäße Elektrowerkzeug zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten sowie Verfahrensschritten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.
Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen: Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Verfahren und ein erfindungsgemäßes Kommunikationssystem in einer schematischen Darstellung, Fig. 2 ein Teil des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems in einer schematischen Darstellung, mit vier Elektrowerkzeugen, welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kommunizieren,
Fig. 3 ein weiterer Teil des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems in einer schematischen Darstellung, mit zwei Netzwerkeinheiten, welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kommunizieren und
Fig. 4 ein weiterer Teil des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems mit einer Servereinheit und zwei Elektrowerkzeugen, welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren miteinander kommunizieren, in einer schematischen Darstellung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Figur 1 zeigt ein Verfahren zur Kommunikation in einem Kommunikationssystem 10 mit Elektrowerkzeugen 12. Die Elektrowerkzeuge 12 bilden jeweils einen Edge-Knoten im Kommunikationssystem 10. Das Kommunikationssystem 10 weist eine Netzwerkeinheit 14, insbesondere eine als Gateway ausgebildete Netzwerkeinheit 14, auf. Die Netzwerkeinheit 14 ist am Betriebsort der Elektrowerkzeuge 12 angeordnet. Die Netzwerkeinheit 14 ist drahtlos mit den Elektrowerkzeugen 12 verbunden. Die Netzwerkeinheit 14 ist mittels einer WLAN/WiFi Verbindung, einer Bluetooth-Low-Energy Verbindung und/oder einer LoRaWAN Verbindung direkt mit den Elektrowerkzeugen 12 verbunden. Die Netzwerkeinheit 14 ist mit zumindest einem Endgerät 18, welches als Benutzerschnittstelle für die Netzwerkeinheit 14 vorgesehen ist, verbunden. Das Endgerät 18 kann beispielsweise von einem Computer, einem Smartphone und/oder einem Ladegerät gebildet sein. In einem Verfahrensschritt werden zur kognitiven Datenverarbeitung Daten der Elektrowerkzeuge 12 von der Netzwerkeinheit 14 gesammelt und verarbeitet. Mittels der Daten werden in einem weiteren Verfahrensschritt die Elektrowerkzeuge 12 mittels eines lokalen geschlossenen Steuer- oder Regelkreislaufs von der Netzwerkeinheit 14 gesteuert oder geregelt. In einem Verfahrensschritt werden die Daten der Elektrowerkzeuge 12 von der Netzwerkeinheit 14 erfasst, ausgewertet, gefiltert und gesichert Das in Figur 1 gezeigte Kommunikationssystem 10 weist vier Elektrowerkzeuge 12 auf, welche jeweils den Edge- Knoten im Kommunikationssystem 10 bilden. Das Kommunikationssystem 10 weist die Netzwerkeinheit 14, insbesondere die als Gateway ausgebildete Netzwerkeinheit 14, auf. Das Kommunikationssystem 10 weist drei Endgeräte 18 auf. Die Endgeräte 18 sind insbesondere als ein Computer, ein Smartphone und/oder ein Tablet ausgebildet. Das Kommunikationssystem 10 weist zwei lokale Server 26 auf. Der lokale Server 26 ist insbesondere von einem lokalen Datenspeicher, insbesondere einem Dateiserver, gebildet. Der lokale Server 26 ist insbesondere in ein lokales Netzwerk des Betriebsorts eingebunden. Die lokalen Server 26 sind am Betriebsort der Elektrowerkzeuge 12 angeordnet. Die Netzwerkeinheit 14 und eine Servereinheit 16 des Kommunikationssystems 10 sind derart eingerichtet, dass die lokalen Server 26 auf deren Daten zugreifen kann. Die Netzwerkeinheit 14 weist einen gesicherten Datenspeicher auf. Der gesicherte Datenspeicher weist zwei Sicherheitsklassen für die abgespeicherten Daten auf. Eine erste der zwei Sicherheitsklassen ist für einen ersten Teil des Datenspeichers vorgesehen, welcher eine normale Sicherheitsstufe aufweist. Der erste Teil des Datenspeichers weist unpersönliche Daten der Teilnehmer des Kommunikationssystems 10 auf. Eine zweite der zwei Sicherheitsklassen ist für einen zweiten Teil des Datenspeichers vorgesehen, welcher eine erhöhte Sicherheitsstufe aufweist. Der zweite Teil des Datenspeichers umfasst persönliche Daten der Teilnehmer des Kommunikationssystems 10.
In einem Verfahrensschritt findet eine Kommunikation, insbesondere ein Datenaustausch, zwischen der Netzwerkeinheit 14 und der Servereinheit 16, insbesondere eine als Cloud-Server ausgebildete Servereinheit 16 statt. Die Servereinheit 16 ist außerhalb des Betriebsorts der Elektrowerkzeuge 12 angeordnet. Die Servereinheit 16 ist mittels einer Internetverbindung, insbesondere einer LAN und/oder einer LTE-Verbindung, mit der Netzwerkeinheit 14 verbunden. Die Servereinheit 16 ist als ein Cloud-Server aus Netzwerkgeräten ausgebildet. Die Netzwerkgeräte sind unter anderem als Firewalls, Storage Arrays, Backupgeräte, Server o. dgl. ausgebildet. Die Netzwerkeinheit 14 ist als Kommunikationsschnittstelle zwischen der Servereinheit 16 und den Elektrowerkzeugen 12 ausgebildet. In einem Verfahrensschritt speichert die Servereinheit 16, insbesondere der Cloud-Server, von der Netzwerkeinheit 14 an die Servereinheit 16 übertragene Daten. In einem Verfahrensschritt stellt die Servereinheit 16 die gespeicherten Daten einem Benutzer zur Verfügung. Die Daten werden in einem Verfahrensschritt einem Benutzer mittels einer Internetverbindung zur Verfügung gestellt.
Die Servereinheit 16 weist einen gesicherten Datenspeicher auf. Der gesicherte Datenspeicher weist zwei Sicherheitsklassen für die abgespeicherten Daten auf. Eine erste der zwei Sicherheitsklassen ist für einen ersten Teil des Datenspeichers vorgesehen, welcher eine normale Sicherheitsstufe aufweist. Der erste Teil des Datenspeichers weist unpersönliche Daten der Teilnehmer des Kommunikationssystems 10 auf. Eine zweite der zwei Sicherheitsklassen ist für einen zweiten Teil des Datenspeichers vorgesehen, welcher eine erhöhte Sicherheitsstufe aufweist. Der zweite Teil des Datenspeichers umfasst persönliche Daten der Teilnehmer des Kommunikationssystems 10.
Die kognitive Datenverarbeitung wird ausschließlich von der Netzwerkeinheit 14 durchgeführt. Die kognitive Datenverarbeitung der Netzwerkeinheit 14 läuft frei von einer Interaktion mit der Servereinheit 16 ab. Beispielsweise wird in einem Verfahrensschritt eine erhöhte Staubkonzentration in der Luft am Betriebsort durch ein als ein Staubmessgerät ausgebildetes Elektrowerkzeug 12 erfasst. In einem weiteren Verfahrensschritt wird das Signal des Sensors von der Netzwerkeinheit 14 mittels der Datenverarbeitung ausgewertet. In einem weiteren Verfahrensschritt kommuniziert die Netzwerkeinheit 14 als Ergebnis der Datenverarbeitung mit einem als eine Entstaubungseinheit ausgebildeten Elektrowerkzeug 12. In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Entstaubungseinheit mittels der Kommunikation von der Netzwerkeinheit 14 eingeschaltet, gesteuert oder geregelt. In einem Verfahrensschritt werden die ausgewerteten Daten der Datenverarbeitung von der Netzwerkeinheit 14 an die Servereinheit 16 geschickt. In einem Verfahrensschritt nutzt die Netzwerkeinheit 14, insbesondere das Gateway, eine Rechenleistung der Elektrowerkzeuge 12 zur Datenverarbeitung. In einem Verfahrensschritt findet die Kommunikation, insbesondere der Datenaustausch, im Kommunikationssystem 10 zwischen der Netzwerkeinheit 14 und der Servereinheit 16, insbesondere in voreingestellten Zeitintervallen, statt. Die Zeitintervalle können von einem Benutzer über die Servereinheit 16 eingestellt werden. In einem Verfahrensschritt wird die Kommunikation, insbesondere der Datenaustausch, im Kommunikationssystem 10 mittels einer asymmetrischen Kryptografie, insbesondere einer Public-Key-Infrastruktur, verschlüsselt. In einem Verfahrensschritt erfolgen/erfolgt eine Authentifizierung und/oder eine Datenübertragung der Elektrowerkzeuge 12 durch/an die Servereinheit 16 oder der Netzwerkeinheit 14 über eine Verbindung der Elektrowerkzeuge 12 mit der Servereinheit 16 über die Netzwerkeinheit 14 oder mit einer Verbindung der Elektrowerkzeuge 12 mit der Netzwerkeinheit 14. Es ist aber auch denkbar, dass in einem Verfahrensschritt eine Authentifizierung und/oder eine Datenübertragung der Elektrowerkzeuge 12 direkt durch/an die Servereinheit 16 erfolgen/erfolgt. Es ist weiterhin denkbar, dass in einem Verfahrensschritt eine Authentifizierung und/oder eine Datenübertragung direkt durch/an die Elektrowerkzeuge 12 zwischen einander erfolgen/erfolgt. Die Servereinheit 16 ist als die primäre dezentrale Zertifizierungsstelle des Kommunikationssystems 10 ausgebildet. Die Netzwerkeinheit 14 ist als eine lokale Zertifizierungsstelle ausgebildet. Sowohl die Netzwerkeinheit 14 als auch die Servereinheit 16 verfügen über einen zusätzlichen Sicherheitsspeicher, worin jeweils Zertifizierungsdaten der Teilnehmer des Kommunikationssystems 10 hinterlegt sind.
Das Elektrowerkzeug 12 ist als der Edge-Knoten im Kommunikationssystem 10 ausgebildet. Die in Figur 1 gezeigten Elektrowerkzeuge 12 sind als Handwerkzeugmaschinen ausgebildet. Die Elektrowerkzeuge 12 könnten jedoch auch als Smartphones, Sensoren, Feuermelder, Betätigungselemente, Kameras o. dgl. ausgebildet sein. Das Elektrowerkzeug 12 weist eine Speichereinheit 20, eine Recheneinheit 22 und eine Kommunikationseinheit 24 auf. Die Kommunikationseinheit 24 ist zum, insbesondere drahtlosen, Übertragen von Daten an zumindest die Netzwerkeinheit 14 vorgesehen. Die Kommunikationseinheit 24 ist derart eingerichtet, dass das Elektrowerkzeug 12 mittels der Netzwerkeinheit 14, in Abhängigkeit der kognitiven Datenverarbeitung, gesteuert oder geregelt werden kann. Die Recheneinheit 22 ist derart eingerichtet, dass die Netzwerkeinheit 14 auf eine Rechenleistung der Recheneinheit 22 zum Durchführen der kognitiven Datenverarbeitung zugreifen kann (Fig. 1). Die Netzwerkeinheit 14 weist mit den Elektrowerkzeugen 12 kompatible, insbesondere ähnlich ausgebildete, Recheneinheiten, Speichereinheiten und Kommunikationseinheiten auf.
In einem Verfahrensschritt findet die Kommunikation, insbesondere der Datenaustausch verschlüsselter Daten, drahtlos und direkt zwischen den Elektrowerkzeugen 12 statt (Fig. 2). Die Kommunikation zwischen den Elektrowerkzeugen 12 findet in einem Verfahrensschritt drahtlos statt. Die Kommunikation zwischen den Elektrowerkzeugen 12 findet in einem Verfahrensschritt mittels der WLAN/WiFi Verbindung, der Bluetooth-Low-Energy Verbindung und/oder der LoRaWAN statt.
Das Kommunikationssystem 10 in Figur 3 weist zwei Netzwerkeinheiten 14 auf. In einem Verfahrensschritt findet die Kommunikation drahtlos und direkt zwischen den zwei Netzwerkeinheiten 14 statt. In einem Verfahrensschritt tauschen die zwei Netzwerkeinheiten 14 Daten der sich im Kommunikationssystem 10 befindenden Elektrowerkzeuge 12 aus. In einem Verfahrensschritt wird der Datenaustausch zwischen den zwei Netzwerkeinheiten 14 mittels der asymmetrischen Kryptografie verschlüsselt.
In einem Verfahrensschritt findet, zusätzlich zur Kommunikation zwischen den Elektrowerkzeugen 12 und der Netzwerkeinheit 14, die Kommunikation, insbesondere der Datenaustausch verschlüsselter Daten, drahtlos und direkt zwischen den Elektrowerkzeugen 12 und der Servereinheit 16, statt (Fig. 4). In einem Verfahrensschritt werden die Daten der Elektrowerkzeuge 12 direkt an die Servereinheit 16 übermittelt und in der Servereinheit 16 gespeichert. In einem Verfahrensschritt werden die in der Servereinheit 16 gespeicherten Daten von einem Benutzer mittels der Endgeräte 18 ausgelesen. In einem Verfahrensschritt wird bei einem Zugriff von dem Benutzer auf der Servereinheit 16 der Benutzer verifiziert. In einem Verfahrensschritt wird beim Zugriff von dem Benutzer auf der Servereinheit 16 der Datenaustausch mittels der asymmetrischen Kryptografie verschlüsselt.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Kommunikation in einem Kommunikationssystem (10) mit Elektrowerkzeugen (12), welche jeweils einen Edge-Knoten im Kommunikationssystem (10) bilden, mit einer Netzwerkeinheit (14), insbesondere eine als Gateway ausgebildete Netzwerkeinheit (14), welche insbesondere am Betriebsort der Elektrowerkzeuge (12) angeordnet ist und welche mittels einer drahtlosen Verbindung, insbesondere einer WLAN/WiFi Verbindung, einer Bluetooth-Low- Energy Verbindung und/oder einer LoRaWAN Verbindung direkt, mit den Elektrowerkzeugen (12) verbunden ist, und mit zumindest einem Endgerät (18), insbesondere einem Computer, einem Smartphone und/oder einem Ladegerät, welche als Benutzerschnittstelle für die Netzwerkeinheit (14) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt zur kognitiven Datenverarbeitung Daten der Elektrowerkzeuge (12) von der Netzwerkeinheit (14) gesammelt und verarbeitet werden und in zumindest einem weiteren Verfahrensschritt die Elektrowerkzeuge (12) mittels einem lokalen geschlossenen Steuer- oder Regelkreislauf von der Netzwerkeinheit (14) gesteuert oder geregelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt eine Kommunikation, insbesondere ein Datenaustausch, zwischen der Netzwerkeinheit (14) und einer Servereinheit (16), insbesondere eine als Cloud-Server ausgebildete Servereinheit (16), welche insbesondere außerhalb des Betriebsorts der Elektrowerkzeuge (12) angeordnet ist, stattfindet, wobei die Servereinheit (16) insbesondere mittels einer Internetverbindung, insbesondere einer LAN und/oder einer LTE Verbindung, mit der Netzwerkeinheit (14) verbunden ist
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die kognitive Datenverarbeitung ausschließlich von der Netzwerkeinheit (14) durchgeführt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt die Netzwerkeinheit (14), insbesondere das Gateway, eine Rechenleistung der Elektrowerkzeuge (12) zur Datenverarbeitung nutzt Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt die Kommunikation, insbesondere der Datenaustausch, im Kommunikationssystem (10) zwischen der Netzwerkeinheit (14) und der Servereinheit (16), insbesondere in voreingestellten Zeitintervallen, stattfindet. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt die Kommunikation, insbesondere der Datenaustausch, im Kommunikationssystem (10) mittels einer asymmetrischen Kryptografie, insbesondere einer Public-Key-Infra- struktur, verschlüsselt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt die Kommunikation, insbesondere der Datenaustausch verschlüsselter Daten, drahtlos und direkt zwischen den Elektrowerkzeugen (12) stattfindet. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt, zusätzlich zur Kommunikation zwischen den Elektrowerkzeugen (12) und der Netzwerkeinheit (14), die Kommunikation, insbesondere der Datenaustausch verschlüsselter Daten, drahtlos und direkt zwischen den Elektrowerkzeugen (12) und der Servereinheit (16), stattfindet. Kommunikationssystem (10) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit Elektrowerkzeugen (12), welche jeweils einen Edge-Knoten im Kommunikationssystem (10) bilden, mit einer Netzwerkeinheit (14), insbesondere eine als Gateway ausgebildete Netzwerkeinheit (14), welche insbesondere am Betriebsort der Elektrowerkzeuge (12) angeordnet ist und welche mittels einer WLAN/WiFi Verbindung, einer Bluetooth-Low- Energy Verbindung und/oder einer LoRaWAN Verbindung direkt mit den Elektrowerkzeugen (12) verbunden ist, und mit zumindest einem Endgerät (18), insbesondere einem Computer, einem Smartphone und/oder einem Ladegerät, welche als Benutzerschnittstelle für die Netzwerkeinheit (14) vorgesehen sind. Elektrowerkzeug (12) eines Kommunikationssystems (10) nach Anspruch 9, welches einen Edge-Knoten im Kommunikationssystem (10) bildet, mit zumindest einer Speichereinheit (20), einer Recheneinheit (22) und einer Kommunikationseinheit (24), welche zum, insbesondere drahtlosen, Übertragen von Daten an zumindest eine Netzwerkeinheit (14) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinheit (24) derart eingerichtet ist, dass das Elektrowerkzeug (12) mittels der Netzwerkeinheit (14), in Abhängigkeit einer kognitiven Datenverarbeitung, gesteuert oder geregelt werden kann. Elektrowerkzeug (12) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (22) derart eingerichtet ist, dass die Netzwerkeinheit (14) auf eine Rechenleistung der Recheneinheit (22) zum Durchführen der kognitiven Datenverarbeitung zugreifen kann.
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