JP6769950B2 - 複数の通信インタフェースを有するビーコン - Google Patents

Description

本発明は、データバックアップのためのメモリーユニットに関連づけられているマイクロコントローラーと、クロック回路と、及び通信回路とを有するビーコンに関連している。この通信回路は、アンテナと、第１のプロトコルを用いる第１のインタフェースと、及び第２のプロトコルを用いる第２のインタフェースとを有する。

図１に示すように、自身のパワーがパワーサプライ２によって供給される電子デバイスであって、データバックアップのためのメモリーユニット４及びクロック回路５に関連づけられているマイクロコントローラー３と、及び通信プロトコルを用いる通信回路６とを有するようなビーコン１が知られている。

このようなビーコンによって、その通信回路を介して、移動体電話、タブレット又はコンピューターのような移動体端末にメッセージをブロードキャストすることが可能になる。したがって、これらの移動体端末は、ビーコンの通信プロトコルと互換性がある。

送られるメッセージは、広告や興味のある事柄の形態であることができる。例えば、百貨店にあるビーコンが、この百貨店専用のアプリケーションがある移動体端末に、現在この百貨店で行われている閉店間際の特売を消費者に伝えるメッセージを送る。別の例において、空港エリアにあるビーコンが、特定のフライトの遅延を伝える情報を消費者に提供したり、到着する乗客に温度や湿度の情報を提供したりすることができる。

通常用いられる通信プロトコルは、Bluetoothプロトコルである。このBluetoothプロトコルは、１ｍＷ〜１００ｍＷにわたる送信出力に依存して１０ｍ〜１００ｍの範囲Ｄの異なる範囲をカバーする３つのクラスのトランスミッターを実際に定めている。

しかし、このBluetoothプロトコルの課題の１つは、生来的にセキュアではないということである。

このBluetoothプロトコルがセキュアでないために、機密性が高い要素を交換するために別のプロトコルを用いることが必要なことがある。例えば、Bluetoothプロトコルを用いる通信を暗号化するために用いられる暗号鍵である。

さらに、Bluetoothプロトコルの範囲が数十ｍであることによって、望まない第三者のデバイスによってデータが傍受される可能性がある。

本発明の目的は、複数の移動体端末にデータを送ることができつつ、セキュアな形態でプログラムないし構成されることができる通信ビーコンを提供することである。

このために、本発明は、データバックアップのためのメモリーユニットに関連づけられているマイクロコントローラーを有し、クロック回路及び通信回路を有する通信ビーコンに関する。当該ビーコンには、パワー供給ユニットによってパワーが供給され、前記通信回路は、第１のプロトコルを用いる第１のインタフェースユニットと、第２のプロトコルを用いる少なくとも１つの第２のインタフェースユニットと、及び前記インタフェースユニットのそれぞれに接続されているアンテナとを有し、前記第１のプロトコルは、データを受信するために用いられ、前記第２のプロトコルは、データを送信するために用いられる。

第１の好ましい実施形態において、前記第１のプロトコルは、１ｍ未満の範囲を有するプロトコルである。

第２の好ましい実施形態において、前記第２のプロトコルは、１ｍよりも大きい範囲を有するプロトコルである。

第３の好ましい実施形態において、前記第１のプロトコルは、近接場通信プロトコルである。

第４の好ましい実施形態において、前記第２のプロトコルは、Bluetooth（商標）通信プロトコルである。

第５の好ましい実施形態において、前記第１のインタフェースユニットによって用いられる前記第１のプロトコルも、データの送信を可能にする。

第６の好ましい実施形態において、当該ビーコンは、さらに、物理量を表すデータを与える少なくとも１つのセンサーを有し、この物理量を表すデータが、前記第２のインタフェースユニットによってブロードキャストされる。

別の好ましい実施形態の１つにおいて、前記センサーは、位置センサーである。

別の好ましい実施形態の１つにおいて、前記少なくとも１つのセンサーが与えたデータアイテムが、前記ビーコンの前記メモリーユニットに記録される。

別の好ましい実施形態の１つにおいて、前記第１のインタフェースユニットによってデータをダウンロードし、前記メモリーユニットに保存することができる。

別の好ましい実施形態の１つにおいて、前記第１のインタフェースユニットは、第１のアンテナに接続されており、前記第２のインタフェースユニットは、第２のアンテナに接続されている。

別の好ましい実施形態の１つにおいて、前記ビーコンには、前記ビーコンにパワーを供給するエネルギー回収システムが設けられている。

別の好ましい実施形態の１つにおいて、前記第１のインタフェースユニットは、前記ビーコンにパワーを供給するエネルギー回収システムとして用いられる。

別の好ましい実施形態の１つにおいて、前記通信回路は、さらに、第３のプロトコルを用いる第３のインタフェースユニットを有する。

別の好ましい実施形態の１つにおいて、前記第３のプロトコルは、前記第２のプロトコルの範囲よりも大きい範囲を有するプロトコルである。

別の好ましい実施形態の１つにおいて、前記通信回路が第３のプロトコルを用いる第３のインタフェースユニットを有するような他のビーコンとの通信が前記第３のプロトコルによって可能になり、これによって、これらのビーコンの間でネットワークが作られる。

非限定的な例としてのみ与えられ添付図面に示されている本発明の少なくとも１つの実施形態についての下記の詳細な説明を読むことで、本発明の目的、利点及び特徴が明白になるであろう。

従来技術によるビーコンを示した図である。 本発明に係るビーコンを示した図である。 本発明の第１の変形実施形態に係るビーコンを示した図である。 本発明の第２の実施形態に係るビーコンを示した図である。 ２つのアンテナを有するビーコン及びエネルギー回収システムを示した図である。 本発明の第３の実施形態に係るビーコンを示した図である。

図２は、本発明に係るビーコン１００を示している。このビーコン１００は、電子デバイスが中に配置されたハウジング１０２の形態である。この電子デバイスには、パワー供給ユニット１０４によってパワーが供給される。このパワー供給ユニット１０４は、電池、アキュムレーター又は太陽電池のような自律的なユニットであることができる。このような自律的なユニットの利点は、エネルギーに関して独立していることができることである。

電子デバイスは、メモリーユニット１０８に関連づけられた計算ユニット又はマイクロコントローラー１０６を有する。このメモリーユニット１０８は、データを格納するために用いられ、フラッシュ技術（ＮＯＲ、ＮＡＮＤ）を用いる非揮発性メモリーユニットであることができる。

電子デバイスは、さらに、ビーコン１００のタイミングのため、かつ、データを記憶する正確なタイムベースとして、クロック回路１１０を有する。

電子デバイスには、さらに、外部との通信のために少なくとも１つのアンテナ１１４を有する通信回路１１２を有する。この通信回路１１２は、さらに、移動体である電話、タブレット、コンピューター又は腕時計のような専用デバイス２００にデータを送ることができる。

このようにして、この通信回路１１２によって、メモリーユニット１０８に格納することができる構成データと情報データを送受信することができる。

構成データは、ビーコンの伝送周波数や消費パラメーターであることができ、情報データは、特定のアプリケーションと関連する位置データや注意喚起データのようなデータであることができる。

好ましいことに、本発明によると、通信回路１１２は、第１のインタフェースユニット１１６及び少なくとも１つの第２のインタフェースユニット１１８を有し、第１のインタフェースユニット１１６は、第１のプロトコルＰ１にしたがって動作し、第２のインタフェースユニット１１８は、第２のプロトコルＰ２にしたがって動作する。

第１の実施形態において、第１のプロトコルＰ１を用いる第１のインタフェースユニット１１６は、データを受信するために用いられ、第２のプロトコルＰ２を用いる第２のインタフェースユニット１１８は、情報を送信するために用いられる。したがって、第１のインタフェースユニット１１６及び第２のインタフェースユニット１１８が同じアンテナ１１４を共有しているが、図５に示すように各インタフェースユニットが自身のアンテナ１１４に接続されているようにすることを想到することができることを理解できるであろう。

このような２つのインタフェースユニットを有する構成によって、第１のインタフェースユニット１１６及び第２のインタフェースユニット１１８のために２つの異なるプロトコルを用いることが可能になる。すなわち、データを送受信するための２つの異なるプロトコルを用いることができる。したがって、このような一又は複数のビーコンの管理者は、第１のプロトコルＰ１を用いることによって一又は複数のビーコン１００と通信し、他方で、ビーコン１００は、第２のプロトコルＰ２を介してクライアント移動体端末２００と通信することができる。管理者は、例えば、移動体である電話、タブレット、コンピューター又は腕時計であることができる管理者端末３００を介して、ビーコン１００と通信する。

データを送受信するために２つの異なるプロトコルを用いることができることによって、データを受信するためにセキュアなプロトコルを用いることができる。

好ましい実施形態の１つによると、第１のインタフェースユニット１１６は、第１のプロトコルＰ１として近接場通信（ＮＦＣ）プロトコルを用いる。このＮＦＣプロトコルは、短距離の高周波無線通信技術のプロトコルであり、約１０ｃｍの距離Ｄ１までの周辺装置との間の情報交換を可能にする。第２のインタフェースユニット１１８は、第２のプロトコルＰ２としてBluetoothプロトコルを用いる。その範囲Ｄ２は、信号強度に依存して１０ｍ〜１００ｍである。さらに好ましくは、Ｐ２プロトコルは、Bluetooth低エネルギー（ＢＬＥ）プロトコルのような低エネルギープロトコルであることができる。

この実施形態において、以下の２つの手段によってデータ受信がセキュアになる。

第１に、ＮＦＣプロトコルを用いて信号の範囲を小さくすることによって、通信がセキュアになる。このことによって、第三者によって信号が傍受されるのを防ぐ。第２に、通信を暗号化するための暗号鍵交換を行うための外部信号が必要なくなるように、ＮＦＣプロトコルが符号化アルゴリズムを直接組み入れる。

このように、本発明によって、ビーコンが管理者を通して構成データ又は情報データをセキュアに受信することができ、ＮＦＣプロトコルで可能な範囲よりも大きな範囲における移動体デバイス２００にデータを送信することができる。

結果的に、ビーコンをプログラムするためにデータを送信することを望む管理者は、まず、第１のプロトコルＰ１、すなわち、近接場通信（ＮＦＣ）プロトコル、を介してビーコンとの接続を確立する。このことによって、管理者はセキュアな手法で、データを送信してビーコンをプログラムすることができる。例えば、これらのデータアイテムは、ビーコンの動作に関連していたり、ビーコン１００がブロードキャストする情報に関連していたりする。

ビーコン１００がこれらのデータアイテムを受信すると、ビーコンはこれらを、自身を構成したり、又はこのデータに関連する情報アイテムを送信したりするために用いる。これらのデータアイテムに関連する情報の送信時に、第２のプロトコルを用いる第２のインタフェースユニット１１８が選択されて、動作に入る。

図３に示す第１の変形実施形態において、ビーコン１００は、さらに、多かれ少なかれ規則的な間隔で測定を行う少なくとも１つのセンサー１２０を有し、前記間隔を構成することができる。このセンサー１２０は、情報データを提供し、これを前記のように異なる移動体デバイス２００に送信することができる。

例えば、センサー１２０は、高度を判断することができる圧力センサーであり、この場合に、その高度をハイカーに送り、センサーが位置する高度がハイカーに知らされる。この高度情報は、腕時計などに取り付けられた携行可能な高度計を補償するためにも用いることができる。

別の例において、センサー１２０は、位置センサーである。ＧＰＳセンサのようなこの位置センサーは、緯度経度の座標に関するデータを提供して、これによって、ユーザーは自分がどこにいるかを知ることができる。これらの複数のビーコン１００を有するネットワークは、ナビゲーション動作を行うように用いることができる。ユーザーの移動体デバイス２００は、受信信号の強度を測定するように構成している。受信信号の強度が強いほど、ビーコンが近くにある。

図４に示す第２の実施形態において、第１のインタフェースユニット１１６が双方向に通信することができるようにされている。これは、ビーコン１００にデータを送ることを可能にする第１のプロトコルＰ１を用いる第１のインタフェースユニット１１６を、ビーコン１００から管理者端末３００へとデータを送信するために用いることができるためである。この能力によって、データをセキュアに転送することができる。

この能力は、例えば、ビーコンから構成情報をダウンロードしたり、センサーからのデータのテーブルを中央端末に送ることを可能にしたりするために用いることができる。

このことによって、別の実施形態において、エネルギー強度が強いプロトコル（Bluetooth）であることができるＰ２プロトコルを用いる第２のインタフェースユニット１１８を規則的な間隔で短いメッセージのみを送信するように用いて、潜在的なクライアント／消費者／乗客の注意を引きつけることが可能になる。潜在的なクライアント／消費者／乗客がＰ２プロトコルを介して受信したメッセージに興味がある場合、その人は、エネルギー強度が比較的強くないプロトコルを介して提示又はメッセージの詳細を得るためにビーコンに近づかなければならない（例えば、ＮＦＣビーコンが受動性であり移動体電話にあるリーダーによって活性化される）。

図６に示す第３の実施形態において、ビーコンは、第１のインタフェースユニット１１６、第２のインタフェースユニット１１８及び第３のインタフェースユニット１３０を備える通信回路１１２を有し、第１のインタフェースユニット１１６は、第１のプロトコルＰ１にしたがって動作し、第２のインタフェースユニット１１８は、第２のプロトコルＰ２にしたがって動作し、第３のインタフェースユニット１３０は、第３のプロトコルＰ３にしたがって動作する。この場合において、第１のプロトコルＰ１がＮＦＣタイプの超短距離プロトコルであり、第２のプロトコルＰ２がBluetoothタイプの中短距離プロトコルであり、第３のプロトコルＰ３がＧＳＭ（登録商標）又はＵＭＴＳタイプの長距離プロトコルであることを想到することができる。

このような実施形態によって、第３のプロトコルＰ３を別の形態の通信に用いることが可能になる。より詳細には、第３のプロトコルＰ３にしたがって動作するこの第３のインタフェースユニット１３０は、好ましいことに、ネットワーク４００内における通信を可能にする。第１のプロトコルＰ１を用いる第１のインタフェースユニット１１６がプログラミングデータのようなデータを受信するように用いられ、第２のプロトコルＰ２を用いる第２のインタフェースユニット１１８が情報を送信するように用いられることを思い出していただきたい。この場合に、第３のプロトコルＰ３にしたがって動作する第３のインタフェースユニット１３０は、ネットワーク４００上でこの情報を送信及び／又は受信するように用いられる。

例えば、小売り業者Ｘは、商品を売っており、この第３の実施形態に係るビーコンを装備している。Ｐ１プロトコルを用いる第１のインタフェースユニット１１６によって、管理者がデータアイテムＡによって前記ビーコンをプログラムすることが可能になる。Ｐ２プロトコルを用いる第２のインタフェースユニット１１８によって、このデータアイテムＡをこのＰ２プロトコルと互換性があるすべてのデバイスにブロードキャストすることが可能になり、第３のインタフェースユニット１３０がＰ３プロトコルを用いて、このデータアイテムＡを小売り業者Ｘの別の販売位置にある別のビーコンに送信する。

このようにして、この第３のプロトコルＰ３を用いる他のすべてのビーコンにデータアイテムＡをブロードキャストするために、ビーコンのプログラミング動作を１つのみ有することが可能になる。

もちろん、Ｐ３プロトコルを用いるこの第３のインタフェースユニット１３０は、位置判断のような他の機能に用いることができる。このために、第３のインタフェースユニット１３０は、信号を送り応答を待つことによってＰ３プロトコルを用いる他のビーコンと通信するように用いられる。このとき、計算ユニット１０６は、受信した応答の強度レベルを分析することができる。実際に、受信した応答の強度が小さいほど、他のビーコンの位置が遠い。これによって、複数のビーコンに対する相対的位置を有することができる。これらのビーコンに地理的な座標も提供される場合、位置を確立することができる。この第３のインタフェースユニット１３０は、第１及び第２のインタフェースユニットと共通なアンテナを有するように、自身のアンテナを有することができる。

添付の請求の範囲において定められる本発明の範囲から逸脱せずに、上記の本発明の異なる実施形態に対して、当業者に明白な様々な改変及び／又は改善及び／又は組み合わせを行うことができることを理解することができるであろう。

もちろん、ZigBee、Wi-Fi又はWiMaxプロトコルのような他のプロトコルも用いることができる。

さらに、本発明に係るビーコンは、環境発電（エネルギーハーベスティング）を行うように設計されることができる。このために、ビーコンには、震動性、化学的、太陽、風又は熱的なエネルギーを用いてビーコンに電気を供給するエネルギー回収システム１２２が設けられる。同様に、第１のプロトコルＰ１を用いる第１のインタフェースユニット１１６がデータを受信するように用いられることを想到することができる。このことは、図５に示すように、第１のインタフェースユニット１１６がこのエネルギー回収システム１２２を有し、この第１のインタフェースによって受信される信号がエネルギー回収システムによって用いられて、パワーを供給したり、ビーコンを充電したりすることを意味していることがわかるであろう。

Claims (15)

1. データバックアップのためのメモリーユニット（１０８）に関連づけられている計算ユニット（１０６）を有し、クロック回路（１１０）及び通信回路（１１２）を有するビーコン（１００）であって、
   当該ビーコンには、パワー供給ユニット（１０４）によってパワーが供給され、
   前記通信回路は、第１のプロトコル（Ｐ１）を用いる第１のインタフェースユニット（１１６）と、前記第１のプロトコル（Ｐ１）とは異なる第２のプロトコル（Ｐ２）を用いる少なくとも１つの第２のインタフェースユニット（１１８）と、及び前記第１および第２のインタフェースユニットが通信することを可能にする少なくとも１つのアンテナ（１１４）とを有し、
   前記第１のプロトコルは、前記ビーコンの管理者端末（３００）から、前記ビーコンをプログラムするためのデータを含むデータを受信するために用いられるセキュアなプロトコルであり、
   前記第２のプロトコルは、前記管理者端末とは異なる１つ以上のクライアント移動体端末（２００）へ、前記ビーコンをプログラムするためのデータに関連するデータを送信するために用いられ、
   前記ビーコンには、前記ビーコンにパワーを供給するエネルギー回収システムが設けられ、
   前記第１のインタフェースユニット（１１６）は、前記ビーコンにパワーを供給するエネルギー回収システムとして用いられることを特徴とするビーコン。
2. 前記第１のプロトコル（Ｐ１）は、前記第２のプロトコル（Ｐ２）の、データを送受信可能な範囲よりも小さい、データを送受信可能な範囲を有するプロトコルである
   ことを特徴とする請求項１に記載のビーコン。
3. 前記第１のプロトコル（Ｐ１）は、１ｍ未満の範囲（Ｄ１）を有するプロトコルである
   ことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のビーコン。
4. 前記第２のプロトコル（Ｐ２）は、１ｍよりも大きい範囲（Ｄ２）を有するプロトコルである
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のビーコン。
5. 前記第１のプロトコル（Ｐ１）は、近接場通信プロトコルである
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のビーコン。
6. 前記第２のプロトコル（Ｐ２）は、Bluetooth（商標）通信プロトコルである
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のビーコン。
7. 前記第１のインタフェースユニット（１１６）によって用いられる前記第１のプロトコル（Ｐ１）も、データの送信を可能にする
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のビーコン。
8. 当該ビーコンは、さらに、物理量を表すデータを与える少なくとも１つのセンサー（１２０）を有し、
   この物理量を表すデータが、前記第２のインタフェースユニットによってブロードキャストされる
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のビーコン。
9. 前記センサー（１２０）は、位置センサーである
   ことを特徴とする請求項８に記載のビーコン。
10. 前記少なくとも１つのセンサー（１２０）が与えたデータアイテムが、前記ビーコンの前記メモリーユニット（１０８）に記録される
    ことを特徴とする請求項８または９のいずれかに記載のビーコン。
11. 前記第１のインタフェースユニット（１１６）によってデータをダウンロードし、前記メモリーユニット（１０８）に保存することができる
    ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のビーコン。
12. 前記第１のインタフェースユニットは、第１のアンテナに接続されており、前記第２のインタフェースユニットは、第２のアンテナに接続されている
    ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のビーコン。
13. 前記通信回路（１１２）は、さらに、第３のプロトコル（Ｐ３）を用いる第３のインタフェースユニット（１３０）を有する
    ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のビーコン。
14. 前記第３のプロトコル（Ｐ３）は、前記第２のプロトコル（Ｐ２）の範囲よりも大きい範囲を有するプロトコルである
    ことを特徴とする請求項１３に記載のビーコン。
15. 前記通信回路（１１２）が第３のプロトコル（Ｐ３）を用いる第３のインタフェースユニット（１３０）を有するような他のビーコンとの通信が前記第３のプロトコル（Ｐ３）によって可能になり、
    これによって、これらのビーコンの間でネットワークが作られる
    ことを特徴とする請求項１３又は１４のいずれかに記載のビーコン。

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