WO2011134655A1 - Vorrichtung, system und verfahren zur identifizierung eines künstlich erzeugten magnetfelds auf einem mobiltelefon - Google Patents

Vorrichtung, system und verfahren zur identifizierung eines künstlich erzeugten magnetfelds auf einem mobiltelefon Download PDF

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WO2011134655A1
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mobile phone
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signal
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Philipp Paul Spangenberg
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Baimos Technologies Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus, a system and a method for identifying an artificially generated magnetic field on a mobile telephone.
  • the present invention is therefore based on the technical problem of providing a novel locking system, which without additional keys in a secure way access to
  • this device has at least one magnetic field sensor which is suitable for measuring the magnetic field of the earth, and at least one evaluation unit for evaluating a measurement signal of the magnetic field sensor on the basis of the artificially generated magnetic field and at least one with the
  • Evaluation unit connected functional unit for performing a function by the mobile phone as a result of the evaluation of the
  • the illustrated device makes it possible to determine whether a mobile phone is in the region of an artificially generated magnetic field by means of a mobile phone (e.g., smartphone, PDA, or the like). Based on the evaluation of a measurement signal of the artificially generated magnetic field, the mobile phone can perform a specific function.
  • a mobile phone e.g., smartphone, PDA, or the like.
  • a signal can be transmitted to a control unit, which leads to an access authorization for the user of the mobile telephone.
  • the mobile phone on the basis of the evaluation of the measurement signal alone, to perform a function which makes it possible to identify the artificially generated magnetic field, For example, the comparison with data stored in the mobile phone about possible artificial magnetic fields and the subsequent display of a signature or the currently measured magnetic field.
  • access controls can be advantageously realized via a mobile phone, so that no more keys, smart cards or other access systems are required more.
  • the approach of the present invention is therefore particularly advantageous for access systems as used in companies or for a flexible or mobile use.
  • the doors could be unlocked or the car started.
  • the invention utilizes an existing magnetic field sensor to measure the static earth's magnetic field to measure a suitable artificially generated magnetic field and generate a signal in response thereto.
  • the transmitted signal may, for example, be an enable signal with which the
  • the transmitted signal can also be a signature, ie a characteristic of the artificially generated magnetic field. This can then be further evaluated by the receiver.
  • the artificially generated magnetic field is a time-varying magnetic field. Since the earth's magnetic field is static, one can easily distinguish a time-varying magnetic field from this.
  • One aspect is that known magnetic field sensors for measuring the earth's magnetic field are initially not suitable for time-varying magnetic fields. Therefore, the artificially generated magnetic field must be suitably adapted to meet the requirements of the magnetic field sensor.
  • the magnetic field is temporally variable in its magnetic field strength and / or orientation. Such variations are particularly suitable for providing artificially generated magnetic fields with a signature, so that they differ sufficiently clearly from the static earth magnetic field.
  • the frequency of the temporal change is variable.
  • Another characteristic for the demarcation of the static earth magnetic field can represent the temporal change of a frequency. In this way, on the one hand different
  • the mobile telephone preferably has a second data channel which receives at least one second signal and compares it with the first signal.
  • a second data channel which receives at least one second signal and compares it with the first signal.
  • the possibilities of transmission or reception via the first and / or the second data channel include data transmission with Bluetooth and / or IrDA and / or WLAN.
  • the transmission on the data channels can be done in different ways.
  • Modern mobile phones generally have a Bluetooth, infrared or WLAN interface, which can be used for this alone or in combination, possibly also with other data transmission methods.
  • the signals only have to be transmitted over short distances, so that these types of transmission are particularly suitable.
  • the first and / or the second signal is transmitted or received in encrypted form.
  • the first and / or the second signal is transmitted or received in encrypted form.
  • the signals can be suitably encrypted. In this way, merely measuring the properties of the artificially generated magnetic field is no longer sufficient to gain access.
  • Encryption used.
  • the information from the signals could be encrypted and checked after transmission.
  • the evaluation unit is designed to evaluate measurement signals from a plurality of artificially generated magnetic fields.
  • the evaluation unit is designed to evaluate measurement signals from a plurality of artificially generated magnetic fields.
  • several artificially generated magnetic fields to be present in space or to be staggered in time. This allows a more accurate localization of a key.
  • specific knowledge about the different magnetic fields must be present in the mobile phone. It would also be possible to use this information e.g. to transfer to the mobile phone via a data channel.
  • the technical problem is solved by a system for identifying an artificially generated magnetic field with a mobile telephone.
  • the system comprises a device as described above and a source of the artificially generated magnetic field.
  • the source of the artificially generated magnetic field could be located near, for example, the door to be opened, and thus accurately the sensitive area define.
  • the mobile phone can evaluate the measurement signal and then transmit a suitable control signal.
  • the system preferably has a control unit for evaluating the first signal. In this case, the transmitted signal can be evaluated after reception in the control unit, in order to determine whether the correct magnetic field has been evaluated and if necessary enable access or even trigger an alarm.
  • system further comprises a second communication unit for transmitting the second signal to the mobile telephone.
  • a first signal may be compared with the received second signal to verify the location of the mobile phone or to grant access.
  • the device described above may be implemented in a mobile telephone.
  • a mobile phone that they always carry with them. In this way, due to the location and the evaluation of a
  • the object on which the invention is based can also be achieved by a method for identifying an artificially generated magnetic field with a mobile telephone, the method comprising the following steps: measuring at least one artificially generated magnetic field with one
  • Magnetic field sensor suitable for measuring the earth's magnetic field; Evaluating a measuring signal of the magnetic field sensor and performing a function in the mobile telephone as a result of the evaluation of the
  • Fig. 1 shows a schematic embodiment of the
  • Fig. 2 shows another schematic embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows an artificially generated magnetic field 2, which can extend over a specific and spatially limited area.
  • this magnetic field 2 is a mobile phone 1, which has one or more electronic magnetic field sensors 3.
  • Magnetic field sensors 3 are nowadays preferably used to determine the orientation or viewing direction of the mobile telephone 1 by means of the static magnetic field of the earth. This allows the mobile phone 1, for example, to use for navigation.
  • Mobile phone 1 can be used for that artificially generated
  • Mobile phone 1 are located, ie, it can be determined whether the mobile phone 1 is located in a particular area. This can be the effective range of the artificially generated magnetic field 2. As indicated in Fig. 1, it may be in the signature 5 of the artificially generated magnetic field 2 to act a variable magnetic field. However, it is also conceivable that it is a static magnetic field. For example, an angle between the geomagnetic field and the artificially generated magnetic field 2 could be used.
  • the signature 5 can be further processed either directly or in the form of a different kind of signal (eg transmitted via the data channel 7).
  • the mobile telephone 1 has a signal evaluation unit 4.
  • This signal evaluation unit 4 can be in the knowledge of one or more signatures 5, wherein the signatures 5 can comprise various suitable combinations of field strength, orientation or temporal change of the aforementioned values.
  • This case is of particular interest when it is to be determined whether the mobile phone 1 is located in a specific area, that is to say in an area of action of an artificially generated magnetic field 2. If the special area of an artificially generated magnetic field 2 completely or partially filled, it can be determined on the basis of the known signature 5 of the special magnetic field 2, whether the mobile phone 1 detects this. In the case of detection, it is ensured that the mobile phone 1 is in artificially generated magnetic field 2 and thus in the specific area. Subsequently, a signal, for example an identification signal, can be sent via the data channel 7.
  • a signal for example an identification signal
  • Fig. 2 is outlined that a mobile phone 6 outside the special area and thus outside of the artificially generated magnetic field 2, the signature 5 of the special magnetic field 2 can not successfully recognize and evaluate.
  • the signal evaluation unit 4 does not need to know in advance the signature 5 of the artificially generated magnetic field 2, but rather can transmit it via another data channel 7, for example Bluetooth, IrDA, WLAN or the like. via the corresponding communication units 8 to the Signal evaluation unit 3 of the mobile phone 1 are transmitted. Other types of transmission, such as over the Internet are conceivable. A combination of different transmission types for the data channels is also possible. This embodiment may be advantageous if different magnetic fields 2 are present in the same environment and / or eg the signature 5 of FIG.
  • Magnetic fields 2 should remain unique or changeable.
  • a more accurate location of the mobile phone 1 can be achieved by multiple fields. For example, it may be determined whether the mobile phone 1 is in the interior of an automobile or outside.
  • the signature 5 of the special magnetic field 2 is known only in parts or not at all prior to the detection and evaluation of the magnetic field 2 on the mobile telephone 1 of the signal evaluation unit 4.
  • a found signature 5 is not assigned to the mobile phone 1 a certain artificially generated magnetic field, but each received from the signal evaluation unit 4 signature 5 to the control unit 9 of the artificially generated
  • a more accurate evaluation for example, the strength of the artificially generated magnetic field 2
  • the position of the mobile telephone 1 in relation to the artificially generated magnetic field 2 can be further restricted.
  • the signature 5 of the artificially generated magnetic field 2 should be matched to the electronic magnetic field sensor 3 in the mobile phone 1 in order to ensure good recognition.
  • the artificially generated magnetic field 2 may have a signature similar to that of the earth's magnetic field and differ, for example, by a specific sequence of changes in the magnetic field orientation, which in turn affects the signature 5.
  • the electronic magnetic field sensor 3 in the mobile phone 1 which has been optimized for example for the detection of the earth's magnetic field, optimal for the detection and evaluation of a special
  • Magnetic field 2 are located).
  • the signature is recognized only with specific knowledge (which makes up the signature) and other devices perceive the changes in the magnetic field only as "noise” or because of the inertia of the sensor or due to tolerances in the field
  • the change in magnetic flux density due to the material-specific magnetic permeability of substances / objects in the room can be used for locating.
  • This is advantageous insofar as, for example, for a "Keyless Go" system, the interior Outside / exterior demarcation plays a very large role and an artificial magnetic field 2 at this limit changes significantly by the different magnetic permeability between air / vehicle / air. This change is measurable and characteristic.
  • Magnetic fields are present in space, or are active in succession in the time interval. Thus, it is possible to achieve even more accurate localization of keys. For this, specific knowledge about the specific magnetic fields in the mobile phone must be present (similar to the recognition of the signature).
  • the signatures 5 exchanged via the data channels and / or reference values and / or signals can be encrypted accordingly.
  • a challenge-response method or a digital signature is preferably used.
  • the known challenge-response method for example, the received signature or contained in the signature
  • Encrypt information and the control unit can check this after receiving it over the data channel.
  • the basis for this is that a cryptographic key is known to both partners. This cryptographic key may change, but it must be known to both partners.
  • the digital signature in the sense of a public-private key infrastructure (PKI) method enables the control unit 9 to check the data transmitted via the data channel 7 on their origin. This is possible if a corresponding PKI certificate for the creation of digital signatures is installed on the mobile phone 1 and the
  • Mobile phone 1 to be signed accordingly by the control unit 2. Encryption of the data via a PKI certificate is additionally possible.
  • the certificates on the partners do not have to be the same, but are issued and managed by a trusted center.

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Abstract

Vorrichtung zur Identifizierung eines künstlich erzeugten Magnetfeldes (2) in einem Mobiltelefon (1), aufweisend zumindest einen Magnetfeldsensor (3) der zur Messung des Magnetfelds der Erde geeignet ist (2); zumindest eine Auswerteeinheit (4) zur Auswertung eines Messsignals des Magnetfeldsensors aufgrund des künstlich erzeugten Magnetfeldes (2); und zumindest eine mit der Auswertungseinheit (4) verbundene erste Kommunikationseinheit (8) zur Übermittlung eines ersten Signals über einen ersten Datenkanal (7) an eine Kontrolleinheit (9) als Folge der Auswertung des Messsignals.

Description

Patentbeschreibung Vorrichtung, System und Verfahren zur Identifizierung eines künstlich erzeugten Magnetfelds auf einem Mobiltelefon
1. Technisches Gebiet Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, ein System und ein Verfahren zur Identifizierung eines künstlich erzeugten magnetischen Feldes auf einem Mobiltelefon.
2. Stand der Technik
Heutzutage werden für Schließsysteme häufig mechanische Schlüssel verwendet. Auf diese Weise kann der Zutritt, beispielsweise zu geschützten Bereichen wie Wohnungen, Büros oder Fahrzeugen reguliert werden.
Nachteilig an solchen Schließsystemen ist jedoch, dass jede Person die im Besitz eines Schlüssels ist, das zugehörige Schloss öffnen kann. Bei Verlust des Schlüssels muss unter Umständen das gesamte Schloss ausgewechselt werden. Darüber hinaus stellen solche Schlüssel einen zusätzlichen Ballast dar.
In den letzten Jahren haben sich verschiedene andere Schließsysteme basierend auf elektronischen Komponenten etabliert. Zum Beispiel kann der Zugang durch Chipkarten geregelt werden. Weitere Möglichkeiten sind Transponder und insbesondere„keyless" Systeme, die z.B. das berührungslose Entriegeln und Starten eines PKWs ermöglichen.
Alle diese Systeme haben jedoch gemeinsam, dass man einen
zusätzlichen, speziellen Chip o.ä. benötigt, um einen Zugang zu ermöglichen. Dies ist häufig unbequem und ärgerlich, wenn man den jeweiligen Schlüssel vergisst oder verliert. Darüber hinaus könnten hohe Kosten durch den Austausch eines Schlosses entstehen. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die technische Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Schließsystem bereitzustellen, welches ohne zusätzliche Schlüssel auf sichere Art und Weise den Zugang zu
beschränkten Bereichen ermöglicht und dabei die oben genannten Probleme zumindest teilweise lösen kann.
3. Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der Ansprüche der vorliegenden Erfindung, insbesondere durch eine Vorrichtung zur Identifizierung eines künstlich erzeugten Magnetfeldes in einem
Mobiltelefon. Diese Vorrichtung weist in einem Ausführungsbeispiel zumindest einen Magnetfeldsensor auf, der zur Messung des Magnetfelds der Erde geeignet ist, sowie zumindest eine Auswerteeinheit zur Auswertung eines Messsignals des Magnetfeldsensors aufgrund des künstlich erzeugten Magnetfelds und zumindest eine mit der
Auswerteeinheit verbundene Funktionseinheit zum Ausführen einer Funktion durch das Mobiltelefon als Folge der Auswertung des
Messsignals. Die erläuterte Vorrichtung ermöglicht es, mithilfe eines Mobiltelefons (z.B., Smartphone, PDA, o.ä.) festzustellen, ob sich ein Mobiltelefon im Bereich eines künstlich erzeugten Magnetfeldes befindet. Basierend auf der Auswertung eines Messsignals des künstlich erzeugten Magnetfeldes kann das Mobiltelefon eine bestimmte Funktion durchführen.
Beispielsweise kann ein Signal an eine Kontrolleinheit übermittelt werden, welches zu einer Zugangsberechtigung für den Nutzer des Mobiltelefons führt. Denkbar ist aber auch, dass das Mobiltelefon anhand der Auswertung des Messsignals alleine eine Funktion ausführt, die eine Identifizierung des künstlich erzeugten Magnetfelds ermöglicht, beispielsweise den Vergleich mit im Mobiltelefon gespeicherten Daten über mögliche künstliche Magnetfelder und die nachfolgende Anzeige einer Signatur o.a. des gerade gemessenen Magnetfelds. Auf diese Weise lassen sich Zugangskontrollen vorteilhaft über ein Mobiltelefon verwirklichen, sodass keine weiteren Schlüssel, Chipkarten oder anderweitige Zugangssysteme mehr benötigt werden. Der Ansatz der vorliegenden Erfindung ist daher besonders vorteilhaft geeignet für Zugangssysteme wie sie bei Firmen verwendet werden oder auch für einen flexiblen oder mobilen Einsatz.
Darüber hinaus ist auch ein Einsatz für Automobile denkbar.
Beispielsweise könnten, basierend auf einem Signal des Mobiltelefons, die Türen entriegelt oder das Auto gestartet werden. Die Erfindung nutzt in einem Ausführungsbeispiel einen vorhandenen Magnetfeldsensor zur Messung des statischen Erdmagnetfeldes, um ein geeignetes künstlich erzeugtes Magnetfeld zu vermessen und in Abhängigkeit davon ein Signal zu erzeugen. Bei dem übertragenen Signal kann es sich beispielsweise um ein Freischaltesignal handeln, mit dem das
Mobiltelefon einen Empfänger anweist, einen Zugang freizugeben. Es kann sich bei dem übertragenen Signal auch um eine Signatur handeln, also eine Charakteristik des künstlich erzeugten Magnetfeldes. Dieses kann dann vom Empfänger weiter ausgewertet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem künstlich erzeugten Magnetfeld um ein zeitlich veränderliches Magnetfeld. Da das Erdmagnetfeld statisch ist, kann man ein zeitlich veränderliches Magnetfeld hiervon leicht unterscheiden. Ein Aspekt ist jedoch, dass bekannte Magnetfeldsensoren zum Messen des Erdmagnetfeldes zunächst nicht für zeitlich veränderliche Magnetfelder geeignet sind. Daher muss das künstlich erzeugte Magnetfeld geeignet angepasst werden, um die Anforderungen des Magnetfeldsensors erfüllen zu können. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Magnetfeld in seiner magnetischen Feldstärke und / oder Ausrichtung zeitlich veränderlich. Solche Variationen sind besonders geeignet, um künstlich erzeugte Magnetfelder mit einer Signatur zu versehen, sodass sie sich von dem statischen Erdmagnetfeld hinreichend deutlich unterscheiden.
Besonders bevorzugt ist die Frequenz der zeitlichen Veränderung veränderlich. Ein weiteres Merkmal zur Abgrenzung vom statischen Erdmagnetfeld kann die zeitliche Veränderung einer Frequenz darstellen. Auf diese Weise lassen sich einerseits verschiedenste
Signaturen erzeugen, die andererseits auch genügend Unterscheidungskraft besitzen, um sie vom Erdmagnetfeld, bzw. auch anderen künstlich erzeugten Magnetfeldern zu unterscheiden.
In einer weiteren Ausführungsform verfügt das Mobiltelefon bevorzugt über einen zweiten Datenkanal, der mindestens ein zweites Signal empfängt und mit dem ersten Signal vergleicht. Es sind Umgebungen denkbar, in denen mehrere künstlich erzeugte Magnetfelder existieren und von einem Mobiltelefon erkannt werden. In diesem Fall ist es sinnvoll, wenn das Mobiltelefon ein zweites Signal empfängt, welches mit einem ersten Signal verglichen werden kann. Auf diese Weise kann bestimmt werden, ob das richtige künstlich erzeugte Magnetfeld gemessen wurde.
Bevorzugt umfassen die Möglichkeiten der Übermittlung bzw. des Empfangs über den ersten und / oder den zweiten Datenkanal eine Datenübertragung mit Bluetooth und / oder IrDA und / oder WLAN. Die Übertragung auf den Datenkanälen kann auf verschiedene Arten erfolgen. Moderne Mobiltelefone verfügen im Allgemeinen über eine Bluetooth- , Infrarot- bzw. WLAN-Schnittstelle, die hierfür alleine oder in Kombination, gegebenenfalls auch mit weiteren Datenübertragungsverfahren, einfach eingesetzt werden können. Häufig müssen die Signale nur über kurze Distanzen übertragen werden, so dass diese Übertragungsarten besonders geeignet sind. Jedoch ist es auch denkbar, die Signale z.B. über eine Internetverbindung zu übertragen, je nach
Einsatzzweck.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das erste und / oder das zweite Signal verschlüsselt übertragen bzw. empfangen. Um Missbrauch zu vermeiden, beispielsweise um den Zugang zu
sicherheitsrelevanten Bereichen weiter abzusichern, können die Signale geeignet verschlüsselt werden. Auf diese Weise reicht ein bloßes Messen der Eigenschaften des künstlich erzeugten Magnetfeldes nicht mehr aus, um Zugang zu erhalten.
Vorzugsweise wird ein Challenge-Response-Verfahren zur
Verschlüsselung verwendet. Hierbei könnten die Informationen aus den Signalen verschlüsselt und nach der Übertragung geprüft werden.
Hierzu ist es bevorzugt, wenn den beiden Kommunikationspartnern ein kryptographischer Schlüssel bekannt ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Auswerteeinheit ausgebildet, um Messsignale von mehreren künstlich erzeugten Magnetfeldern auszuwerten. Grundsätzlich ist es möglich, dass mehrere künstlich erzeugte Magnetfelder im Raum vorhanden oder zeitlich gestaffelt aktiv sind. Hierdurch ist eine genauere Lokalisierung eines Schlüssels möglich. Es ist jedoch zu bedenken, dass in diesem Fall spezifisches Wissen über die verschiedenen Magnetfelder im Mobiltelefon vorhanden sein muss. Es wäre aber auch möglich, diese Informationen z.B. über einen Datenkanal auf das Mobiltelefon zu übertragen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die technische Aufgabe gelöst durch ein System zur Identifizierung eines künstlich erzeugten Magnetfeldes mit einem Mobiltelefon. Das System umfasst eine Vorrichtung wie oben beschrieben und eine Quelle für das künstliche erzeugte magnetische Feld. Die Quelle für das künstlich erzeugte Magnetfeld könnte in der Nähe z.B. der zu öffnenden Tür angebracht sein und auf diese Weise den sensitiven Bereich genau definieren. In diesem sensitiven Bereich kann das Mobiltelefon das Messsignal auswerten und anschließend ein geeignetes Kontrollsignal übermitteln. Bevorzugt weist das System eine Kontrolleinheit zur Auswertung des ersten Signals auf. Das übertragene Signal kann hierbei nach dem Empfang in der Kontrolleinheit ausgewertet werden, um zu ermitteln, ob das richtige Magnetfeld ausgewertet wurde und gegebenenfalls Zugang ermöglichen oder auch einen Alarm auslösen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das System ferner eine zweite Kommunikationseinheit zum Übertragen des zweiten Signals an das Mobiltelefon auf. In dieser Ausführungsform kann ein erstes Signal mit dem empfangenen zweiten Signal verglichen werden, um die Ortung des Mobiltelefons zu überprüfen, bzw. um Zugang zu gewähren.
In einem weiteren Aspekt kann die oben beschriebene Vorrichtung in einem Mobiltelefon verwirklicht sein. Heutzutage verfügen die meisten Menschen über ein Mobiltelefon, welches sie immer mit sich führen. Auf diese Weise kann aufgrund der Ortung und der Auswertung eines
Messsignals des Mobiltelefons der Zugang zu speziellen Bereichen (z.B. zugangsbeschränkte Büros, Labors oder Automobile) gewährt werden. Insbesondere werden keine weiteren Schlüssel benötigt. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe auch durch ein Verfahren zur Identifizierung eines künstlich erzeugten Magnetfeldes mit einem Mobiltelefon gelöst werden, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Messen mindestens eines künstlich erzeugten Magnetfeldes mit einem
Magnetfeldsensor, der zum Messen des Erdmagnetfelds geeignet ist; Auswerten eines Messsignals des Magnetfeldsensors und Ausführen einer Funktion im Mobiltelefon als Folge der Auswertung des
Messsignals. 4. Kurze Beschreibung der begleitenden Figuren
Im Folgenden werden Aspekte der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Die Figuren zeigen:
Fig. 1: zeigt eine schematische Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung; und
Fig. 2: zeigt eine weitere schematische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5. Detaillierte Beschreibung von bevorzugten
Ausfuhrungsformen Figur 1 zeigt ein künstlich erzeugtes Magnetfeld 2, welches sich über einen speziellen und räumlich begrenzten Bereich erstrecken kann. In diesem Magnetfeld 2 befindet sich ein Mobiltelefon 1, welches über einen oder mehrere elektronische Magnetfeldsensoren 3 verfügt. In Mobiltelefonen 1 wird heutzutage eine Vielzahl von Sensoren verbaut, z.B. Lichtsensoren, Bewegungssensoren und elektronische
Magnetfeldsensoren 3. Die Magnetfeldsensoren 3 werden heutzutage vorzugsweise dafür verwendet, mittels des statischen Magnetfeldes der Erde die Ausrichtung bzw. Blickrichtung des Mobiltelefons 1 zu ermitteln. Damit lässt sich das Mobiltelefon 1 beispielsweise zur Navigation verwenden.
Insbesondere kann der elektronische Magnetfeldsensor 3 im
Mobiltelefon 1 dafür verwendet werden, das künstlich erzeugte
Magnetfeld 2 zu erkennen und auszuwerten. Wie in Fig. 1 skizziert, kann anhand der Signatur 5 des künstlich erzeugten Magnetfeldes das
Mobiltelefon 1 geortet werden, d.h., es kann ermittelt werden, ob sich das Mobiltelefon 1 in einem bestimmten Bereich befindet. Dies kann der Wirkungsbereich des künstlich erzeugten Magnetfeldes 2 sein. Wie in Fig. 1 angedeutet, kann es sich bei der Signatur 5 des künstlich erzeugten Magnetfeldes 2 um ein veränderliches Magnetfeld handeln. Es ist jedoch auch denkbar, dass es sich um ein statisches Magnetfeld handelt. Beispielsweise könnte ein Winkel zwischen dem Erdmagnetfeld und dem künstlich erzeugten Magnetfeld 2 verwendet werden. Die Signatur 5 kann entweder direkt oder in Form eines anders gearteten Signals weiterverarbeitet (z.B. über den Datenkanal 7 übermittelt) werden.
Das Mobiltelefon 1 verfügt über eine Signalauswertungseinheit 4. Diese Signalauswertungseinheit 4 kann in Kenntnis einer oder mehrerer Signaturen 5 sein, wobei die Signaturen 5 verschiedene geeignete Kombinationen von Feldstärke, Ausrichtung oder auch zeitlicher Änderung der vorgenannten Werte umfassen können.
Dieser Fall ist dann besonders von Interesse, wenn festgestellt werden soll, ob sich das Mobiltelefon 1 in einem speziellen Bereich, also in einem Wirkungsbereich eines künstlich erzeugten Magnetfeldes 2 befindet. Wird der spezielle Bereich von einem künstlich erzeugten Magnetfeld 2 ganz oder teilweise ausgefüllt, kann auf Grund der bekannten Signatur 5 des speziellen Magnetfeldes 2 festgestellt werden, ob das Mobiltelefon 1 diese erkennt. Im Fall der Erkennung ist sichergestellt, dass sich das Mobiltelefon 1 in künstlich erzeugten Magnetfeld 2 und somit im speziellen Bereich befindet. Anschließend kann ein Signal, beispielsweise ein Identifizierungssignal, über den Datenkanal 7 gesendet werden.
In Fig. 2 ist skizziert, dass ein Mobiltelefon 6 außerhalb des speziellen Bereichs und somit außerhalb des künstlich erzeugten Magnetfeldes 2, die Signatur 5 des speziellen Magnetfeldes 2 nicht erfolgreich erkennen und auswerten kann.
Weiterhin muss der Signalauswertungseinheit 4 die Signatur 5 des künstlich erzeugten Magnetfeldes 2 nicht vorab bekannt sein, sondern diese kann über einen anderen Datenkanal 7 z.B. Bluetooth, IrDA, WLAN o.ä. über die entsprechenden Kommunikationseinheiten 8 an die Signalauswertungseinheit 3 des Mobiltelefons 1 übermittelt werden. Auch andere Übertragungsarten, wie beispielsweise über das Internet sind denkbar. Eine Kombination verschiedener Übertragungsarten für die Datenkanäle ist auch möglich. Diese Ausführungsform kann dann vorteilhaft sein, wenn verschiedene Magnetfelder 2 in der gleichen Umgebung vorhanden sind und / oder z.B. die Signatur 5 der
Magnetfelder 2 einzigartig oder veränderbar bleiben soll. Insbesondere kann durch mehrere Felder eine genauere Ortung des Mobiltelefons 1 erreicht werden. Beispielsweise kann bestimmt werden, ob sich das Mobiltelefon 1 im Innenraum eines Automobils oder außerhalb befindet.
Es ist auch denkbar, dass die Signatur 5 des speziellen Magnetfelds 2 nur in Teilen oder gar nicht vor der Erkennung und Auswertung des Magnetfeldes 2 am Mobiltelefon 1 der Signalauswertungseinheit 4 bekannt ist. In diesem Fall wird eine gefundene Signatur 5 nicht auf dem Mobiltelefon 1 einem bestimmten künstlich erzeugten Magnetfeld zugeordnet, sondern jede von der Signalauswerteeinheit 4 empfangene Signatur 5 an die Kontrolleinheit 9 des künstlich erzeugten
Magnetfeldes 2 über den anderen Datenkanal 7 übermittelt und die Entscheidung, ob die passende Signatur 5 erkannt wurde und das Mobiltelefon 1 somit im künstlich erzeugten Magnetfeld 2 und somit im speziellen Bereich ist, der Kontrolleinheit 9 überlassen. Darüber hinaus ist es auch möglich, ein anders geartetes Signal über den Datenkanal 7 zu übermitteln. Dieses Signal ist vorzugsweise geeignet, um die Signatur 5 eindeutig darzustellen.
Es kann im Folgenden auch noch eine genauere Auswertung (z.B. der Stärke des künstlich erzeugten Magnetfeldes 2) erfolgen, worüber sich die Position des Mobiltelefons 1 im Verhältnis zum künstlich erzeugten Magnetfeld 2 noch weiter einschränken lässt.
Dankbar ist, dass die Signatur 5 des künstlich erzeugten Magnetfeldes 2 auf den elektronischen Magnetfeldsensor 3 im Mobiltelefon 1 abgestimmt sein sollte, um eine gute Erkennung zu gewährleisten. So kann beispielsweise das künstlich erzeugte magnetische Feld 2 eine ähnliche Signatur 5 wie das Magnetfeld der Erde aufweisen und sich beispielsweise durch eine spezielle Folge von Veränderungen der Magnetfeldausrichtung unterscheiden, was sich wiederum auf die Signatur 5 auswirkt. Mit einem solchen Verfahren wird es möglich, den elektronischen Magnetfeldsensor 3 im Mobiltelefon 1 welcher beispielsweise für die Erkennung des Erdmagnetfelds optimiert wurde, optimal für die Erkennung und Auswertung eines speziellen
Magnetfeldes 2 zu verwenden.
Um dies zu erreichen, kann es erforderlich sein, dass die Parameter des künstlich erzeugten Magnetfelds 2 angepasst werden. Beispielsweise werden heute schon Magnetfelder zu Lokalisierung von„Keyless Go" Schlüsseln in und um ein Fahrzeug verwendet. Die Frequenzen dieser Felder können in der Art beschaffen sein, dass ein elektronischer Magnetfeldsensor 3 im Mobiltelefon 1 dieses nicht erkennt. Wird beispielsweise die Frequenz wesentlich reduziert, vorzugsweise in den Bereich von wenigen Hertz, kann es ermöglicht werden, dass der elektronische Magnetfeldsensor 3 im Mobiltelefon 1 das spezielle Magnetfeld 2 erkennt. Gleichzeitig muss sichergestellt sein, dass keine Interferenzen mit anderen Systemen entstehen (z.B. mit anderen Anwendungen die auf den elektronischen Kompass des Geräts zurückgreifen oder die sich in der Nähe des künstlich erzeugten
Magnetfeldes 2 befinden). Eine mögliche Art der Implementierung ist, dass die Signatur nur mit spezifischen Wissen (was die Signatur ausmacht) erkannt wird und andere Geräte die Veränderungen im Magnetfeld nur als„Rauschen" wahrnehmen oder auf Grund der Trägheit des Sensors bzw. auf Grund von Toleranzen in der
Signalausweitung nicht wahrgenommen wird.
Darüber hinaus kann die Veränderung der magnetischen Flussdichte durch die materialspezifische magnetische Permeabilität von Stoffen / Gegenständen im Raum zur Ortung verwendet werden. Dies ist insoweit vorteilhaft, da beispielsweise für ein„Keyless Go" System die Innenraum / Außenraum-Abgrenzung eine sehr große Rolle spielt und sich ein künstliches Magnetfeld 2 an dieser Grenze durch die unterschiedliche magnetische Permeabilität zwischen Luft/Fahrzeug/Luft signifikant ändert. Diese Änderung ist messbar und charakteristisch.
Grundsätzlich ist es möglich, dass mehrere künstlich erzeugte
Magnetfelder im Raum vorhanden sind, bzw. im zeitlichen Intervall nacheinander aktiv sind. Somit ist es möglich eine noch genauere Lokalisierung von Schlüsseln zu erreichen. Hierfür muss (ähnlich wie für die Erkennung der Signatur) spezifisches Wissen über die speziellen magnetischen Felder im Mobiltelefon l vorhanden sein.
Damit das System (das Verfahren zur Ortung) nicht getäuscht werden kann, können die über die Datenkanäle ausgetauschten Signaturen 5 und / oder Referenzwerte und / oder Signale entsprechend verschlüsselt werden. Hierbei kommt vorzugsweise ein Challenge-Response- Verfahren oder eine digitale Signatur zum Einsatz.
Das bekannte Challenge-Response-Verfahren kann beispielsweise die empfangene Signatur bzw. die in der Signatur enthaltenen
Informationen verschlüsseln und die Kontrolleinheit kann dies nach Empfang über den Datenkanal prüfen. Grundlage hierfür ist, dass ein kryptographischer Schlüssel beiden Partnern bekannt ist. Dieser kryptographische Schlüssel kann sich auch ändern, muss aber wiederum beiden Partnern bekannt sein.
Die digitale Signatur im Sinne eines Public-Private-Key-Infrastructure (PKI) Verfahrens ermöglicht es der Kontrolleinheit 9 die über den Datenkanal 7 übertragenen Daten auf deren Herkunft zu prüfen. Dies ist möglich, wenn auf dem Mobiltelefon 1 ein entsprechendes PKI-Zertifikat für die Erstellung von digitalen Signaturen installiert ist und das
Mobiltelefon 1 die Daten für die Kontrolleinheit 2 entsprechend vor dem Versand signiert. Umgekehrt kann auch der Datenverkehr zum
Mobiltelefon 1 entsprechend von der Kontrolleinheit 2 signiert sein. Eine Verschlüsselung der Daten über ein PKI-Zertifikat ist zusätzlich möglich. Entsprechend der Grundlagen von PKI müssen die Zertifikate auf den Partnern nicht gleich sein, sondern werden von einer vertrauenswürdigen Zentrale ausgestellt und verwaltet.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zur Identifizierung eines künstlich erzeugten
Magnetfeldes
(2) in einem Mobiltelefon (1), aufweisend: a) zumindest einen Magnetfeldsensor
(3) der zur Messung
des Magnetfelds der Erde geeignet ist (2); b) zumindest eine Auswertungseinheit
(4) zur Auswertung
eines Messsignals des Magnetfeldsensors (3) aufgrund des künstlich erzeugten Magnetfelds; und zumindest eine mit der Auswerteeinheit verbundene Funktionseinheit (8) zum Ausführen einer Funktion durch das Mobiltelefon als Folge der Auswertung des Messsignals.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das künstlich erzeugte Magnetfeld (2) ein zeitlich veränderliches Magnetfeld ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Magnetfeld in seiner magnetische Feldstärke und / oder Ausrichtung zeitlich veränderlich ist.
Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch 2 oder 3, wobei die Frequenz der zeitlichen Veränderung veränderlich ist.
5· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Funktionseinheit ausgebildet ist, ein erstes Signal über einen ersten Datenkanal (7) an eine Kontrolleinheit (9) zu übermitteln.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Mobiltelefon (1) über einen zweiten Datenkanal (7) mindestens ein zweites Signal (5) empfängt und mit dem ersten Signal vergleicht.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 oder 6, wobei die Übermittlung bzw. der Empfang über den ersten und / oder den zweiten Datenkanal eine Datenübertragung mit
Bluetooth und / oder IrDA und / oder WLAN umfasst.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 - 7, wobei das erste und / oder das zweite Signal verschlüsselt übertragen bzw. empfangen werden.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei ein Challenge-Response- Verfahren zur Verschlüsselung verwendet wird.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit ausgebildet ist, um Messsignale von mehreren künstlich erzeugten Magnetfeldern auszuwerten.
11. System zur Identifizierung eines künstlich erzeugten Magnetfeldes (2) mit einem Mobiltelefon (1), aufweisend a) eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10; und b) eine Quelle für das künstliche erzeugte magnetische Feld (2);
12. System nach Anspruch 11 ferner aufweisend c) eine Kontrolleinheit (9) zur Auswertung des ersten Signals.
13. System nach Anspruch 11 oder 12 ferner aufweisend eine
Kommunikationseinheit zum Übertragen des zweiten Signals an das Mobiltelefon.
14. Mobiltelefon mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 10.
15. Verfahren zur Identifizierung eines künstlich erzeugten
Magnetfeldes (2) mit einem Mobiltelefon nach Anspruch 14 wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: a) Messen mindestens eines künstlich erzeugten Magnetfeldes (2) mit einem Magnetfeldsensor, der zum Messen des Erdmagnetfelds geeignet ist; b) Auswerten eines Messsignals des Magnetfeldsensors; und c) Ausführen einer Funktion im Mobiltelefon als Folge der Auswertung des Messsignals.
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