WO2020225058A1 - System zur bereitstellung und verarbeitung von sensordaten - Google Patents

System zur bereitstellung und verarbeitung von sensordaten Download PDF

Info

Publication number
WO2020225058A1
WO2020225058A1 PCT/EP2020/061923 EP2020061923W WO2020225058A1 WO 2020225058 A1 WO2020225058 A1 WO 2020225058A1 EP 2020061923 W EP2020061923 W EP 2020061923W WO 2020225058 A1 WO2020225058 A1 WO 2020225058A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sensor
unit
message
data
container
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/061923
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thorbjörn BUCK
Duc Hanh Bui Tran
Christoph SÖLLNER
Original Assignee
BSH Hausgeräte 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 BSH Hausgeräte GmbH filed Critical BSH Hausgeräte GmbH
Priority to EP20723108.5A priority Critical patent/EP3963835A1/de
Publication of WO2020225058A1 publication Critical patent/WO2020225058A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/2803—Home automation networks
    • H04L12/283—Processing of data at an internetworking point of a home automation network
    • H04L12/2834—Switching of information between an external network and a home network
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/2803—Home automation networks
    • H04L12/2823—Reporting information sensed by appliance or service execution status of appliance services in a home automation network
    • H04L12/2825—Reporting to a device located outside the home and the home network
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/2803—Home automation networks
    • H04L2012/284—Home automation networks characterised by the type of medium used
    • H04L2012/2841—Wireless
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/2803—Home automation networks
    • H04L2012/2847—Home automation networks characterised by the type of home appliance used
    • H04L2012/285—Generic home appliances, e.g. refrigerators

Definitions

  • the invention relates to a system for providing and processing sensor data that are recorded by a sensor unit.
  • Sensor units can be used at different locations in a household to collect sensor data relating to the household.
  • different sensor units can be installed in or on different storage containers in order to record sensor data relating to the filling level in the different storage containers.
  • one or more of the sensors can be used at different locations in a household to collect sensor data relating to the household.
  • different sensor units can be installed in or on different storage containers in order to record sensor data relating to the filling level in the different storage containers.
  • the different sensor units can have at least partially different (possibly proprietary) data interfaces for the transmission of data.
  • the data interfaces of the different sensor units can differ with regard to the semantics of the transmitted data messages. Furthermore, for reasons of cost, the sensor units typically have relatively limited communication capabilities.
  • a system for providing and / or processing sensor data is described.
  • the system can especially be used for
  • the system comprises at least one sensor unit that is set up to acquire sensor data. Furthermore, the sensor unit is set up to send the sensor data in a sensor message.
  • the sensor message can be sent using a specific communication method and / or communication protocol. Exemplary communication methods or communication protocols are: Bluetooth Low Energy (BLE), ZigBee, ANT, ANT +, z-wave, and / or Enocean.
  • BLE Bluetooth Low Energy
  • ZigBee ZigBee
  • ANT ANT +
  • z-wave / or Enocean.
  • the communication method and / or communication protocol used by the sensor unit, with which the sensor message is sent can be limited to a range of 20 meters or less or of 10 meters or less.
  • the sensor unit is set up to send the sensor message (with the sensor data) without the presence of a communication link with a (in particular with any) potential recipient.
  • the sensor message can also be sent by the sensor unit when there is no static communication link between the sensor unit and any potential recipient.
  • the sensor message can also be sent by the sensor unit when the sensor unit is not coupled to any potential recipient in terms of communication technology.
  • the sensor message can be broadcast. The sensor message typically does not show the data address of a potential recipient of the sensor message.
  • the system further comprises at least one intermediate unit (as a potential recipient).
  • the intermediate unit is preferably part of a domestic appliance (for example a refrigerator, a stove, an oven, a hob, a washing machine, a dishwasher, a dryer, etc.).
  • the intermediate unit can be set up to receive the sensor message.
  • the intermediate unit can be set up to repeatedly or continuously check via a communication interface or by means of a communication module of the intermediate unit whether a sensor unit in the vicinity of the intermediate unit has sent a sensor message.
  • the intermediate unit can comprise a communication module (possibly in the form of a separate adapter) that is set up to receive sensor messages that have been sent according to at least one communication method and / or communication protocol used by the sensor unit.
  • the intermediate unit can be set up to send an intermediate message based on the received sensor message, which includes the sensor data from the sensor message or data derived therefrom, via a (possibly wireless) communication link to a central unit (e.g. to a backend -Server) to send.
  • the communication link can include, for example, a LAN, a WLAN and / or a 3G, 4G or 5G communication link.
  • the intermediate unit can have a communication module which is designed to send intermediate messages to the central unit.
  • the intermediate message can display or include an address of the central unit.
  • the system further comprises the central unit which is set up to receive the intermediate message.
  • the central unit can be designed to evaluate the intermediate message, in particular the data contained therein.
  • the central unit can be set up to initiate a measure on the basis of the sensor data or the data derived therefrom from the intermediate message.
  • the central unit can be set up as a measure to cause the intermediate unit (from which the intermediate message was received) to effect an output (with regard to the sensor data) to a user of the intermediate unit.
  • a domestic appliance belonging to a user of the sensor unit (which sent the original sensor message) can be prompted to produce an output (with regard to the sensor data).
  • the sensor data can include information relating to the filling level of a container. This information can optionally be output as output on a domestic appliance and / or on the intermediate unit and / or on an electronic device of a user.
  • the system enables efficient and reliable use of sensor units in a household.
  • the one or more intermediate units (in particular household appliances) of a household can be used to forward sensor data from the sensor units to a central unit in a reliable and efficient manner.
  • the central unit can then automatically provide services (such as the automatic ordering of food and / or spare parts).
  • the intermediate unit can be configured to add metadata relating to the intermediate unit to the intermediate message.
  • the metadata can be an identifier, for example for the intermediate unit.
  • the central unit can be set up to evaluate the metadata of an intermediate message, for example in order to determine a user and / or a user account for the intermediate unit.
  • the system preferably has a plurality of intermediate units which are each set up to receive the sensor message from a sensor unit and to send an intermediate message to the central unit via a respective communication link based on the received sensor message.
  • the intermediate units can e.g. can be provided by different household appliances in one or more (possibly neighboring) households.
  • the use of several intermediate units, each of which forwards a sensor message as an intermediate message, increases the reliability of the transmission of the sensor data from a sensor unit to the central unit.
  • the central unit can be set up to receive the intermediate messages from the different intermediate units. Furthermore, the central unit can be set up to identify intermediate messages that are based on the same sensor message. For this purpose, a sensor identifier of the sensor unit can be evaluated, which is contained in the various intermediate messages. Furthermore, cryptographic data and / or a counter value of the originally sent sensor message (which were also transmitted in the respective intermediate messages) can be evaluated. In this way it can be reliably effected that a measure is initiated only on the basis of the sensor data or the data derived therefrom of a (single) intermediate message, the intermediate messages based on the same sensor message. Reliable operation of the system can thus be made possible even when the same sensor message is transmitted multiple times in different intermediate messages.
  • the sensor unit and the intermediate unit can each be assigned to a user and / or a user account. Possibly. the central unit can be set up to access a database which includes an assignment of different sensor units to different users and / or user accounts and / or which includes an assignment of different intermediate units to different users and / or user accounts.
  • the user and / or the user account of the sensor unit and the intermediate unit can be different.
  • the intermediate unit of a user can be set up to forward a sensor message from the sensor unit of another user to the central unit.
  • an intermediate unit of a neighboring household can be used to forward a sensor message from a household. The reliability of the transmission of sensor data from a sensor unit can thus be further increased.
  • the sensor message can comprise a sensor identifier (or a sensor ID) for the sensor unit that sent the sensor message.
  • An intermediate unit can be set up to include the sensor identifier in the intermediate message.
  • the central unit can be set up to determine a user and / or a user account for the sensor unit on the basis of the sensor identifier.
  • the central unit can be set up to initiate a measure (e.g. a measure dependent on the identified user) as a function of the sensor identifier. In this way, user-specific services can be provided in an efficient manner by the system described.
  • the sensor message can include cryptographic data.
  • exemplary cryptographic data are the value of a hash chain and / or the counter value for a level of the hash chain.
  • the cryptographic data can e.g. an authentication of the sensor message and / or an encryption of the data of the sensor message can be effected.
  • the cryptographic data can be used to display a sequence of the sensor messages from a sensor unit (in particular using the counter value of a hash chain).
  • the intermediate unit can be set up to include the cryptographic data in the intermediate message.
  • the central unit can be set up to authenticate the sensor unit on the basis of the cryptographic data and / or to decrypt the intermediate message on the basis of the cryptographic data.
  • the cryptographic data of an intermediate message can be used to reliably duplicate a sensor message that has been sent via to identify different intermediate units. The use of cryptographic data can further increase the reliability of the transmission of sensor data to a central unit.
  • the sensor unit typically comprises at least one communication unit which is set up to send the sensor message with the sensor data.
  • the sensor unit can comprise a memory unit which is set up to store cryptographic data for sending and / or for encrypting the sensor message.
  • the sensor unit can include an energy store which is set up to store electrical energy for operating the sensor unit. A sensor unit that can be used flexibly and independently can thus be provided.
  • the sensor unit can e.g. be designed for a lid for covering a container. As an alternative or in addition, the sensor unit can optionally be part of a lid for covering a container.
  • the container can be used to store a substance (e.g. food or washing powder).
  • a sensor unit can thus be provided which can be used for a substance management system in a household.
  • the sensor unit can comprise at least one content sensor which is set up to record sensor data relating to the substance in the container.
  • the content sensor can in particular comprise a distance sensor which is set up to record sensor data relating to the distance between the distance sensor and the surface of the substance in the container.
  • the central unit can be set up to determine the fill level of the substance in the container on the basis of the sensor data. Alternatively or in addition, the central unit can be set up as a measure to initiate a reorder of the substance stored in the container and / or to send information relating to the substance stored in the container to an electronic device (e.g. a smartphone) of a user of the system send.
  • an electronic device e.g. a smartphone
  • the comfort for a user of the system can thus be increased further.
  • FIG. 1a shows an exemplary sensor unit for a container
  • FIG. 1b shows an exemplary system for providing and / or processing sensor data.
  • FIG. 1 a shows an exemplary sensor unit 110 designed as a lid, the lid being set up to cover a receptacle (i.e. a container) 120.
  • the lid can have a thread 113 with which the lid can be screwed into a corresponding thread (not shown) of the container 120 in order to close the container 120 with the thread 113.
  • a substance 121 (in particular a liquid or powdery substance) can be located in the container 120.
  • the amount of substance 121 that is in the container 120 can e.g. are indicated by the level 122 of the substance 121 in the container 120.
  • Exemplary substances 121 are (edible) powders or liquids and / or washing powders or washing liquids.
  • the sensor unit 110 comprises at least one content sensor 114, which is set up to detect sensor data relating to the content, in particular relating to the substance 121, in a container 120.
  • the content sensor 114 can in particular comprise a distance sensor which is set up to measure the distance 124 between the position 123 of the content sensor 114 (in the screwed-in state) and the level 112 of the substance 121 contained in the container 120.
  • the (substance) sensor data of the at least one content sensor 114 can be processed by a control unit 111 of the sensor unit 110 (for example in order to determine the fill level 122 on the basis of the substance sensor data).
  • the sensor data and / or data derived therefrom can be sent via a communication unit 117 of the sensor unit 110 (in a sensor message).
  • the communication unit 117 can be set up to send the data via a wireless (for example Bluetooth and / or Zigbee) communication method.
  • the sensor unit 110 can have a memory unit 116 for storing data and / or an (possibly rechargeable) electrical energy store or battery 115 for supplying electrical energy to the components 111, 112, 114, 116, 117, 118 of the sensor unit 110.
  • the sensor unit 110 can furthermore have a closure sensor 112 which is set up to detect whether the lid closes a container 120 or not.
  • the closure sensor 112 can be set up to detect whether the cover (possibly completely) has been screwed onto a container 120 or not.
  • the locking sensor 112 may e.g. comprise a button which is actuated mechanically by a wall of the container 120 when the lid is applied to the container 120.
  • Fig. 1a shows a cover with an integrated sensor unit 110.
  • a separate sensor unit 110 can be provided if necessary, e.g. can be attached to the lid of a container 120.
  • the system 100 comprises one or more sensor units 110, which are each set up to acquire sensor data.
  • the sensor data of a sensor unit 110 can be sent as a sensor message 141.
  • Communication methods such as Bluethooth (especially Bluetooth Low Energy, BLE), ZigBee, Z-Wave, ANT / ANT +, Enocean or a proprietary communication method can be used.
  • the system 100 further comprises one or more receiving or intermediate units 140 which are set up to receive a sensor message sent by a sensor unit 110 141 to receive.
  • the one or more intermediate units 140 can be set up to communicate with a central unit 101 (eg with a server) via a (wireless) communication network 102, in particular in order to provide data relating to a received sensor message 141 (eg in the form of an intermediate message 142).
  • the central unit 101 can be set up to exchange data with one or more personal electronic devices 130 (e.g. a smartphone, a tablet PC, a laptop PC, etc.) of a user of the system 100 via a (wireless) communication network 102.
  • data relating to the sensor data of the one or more sensor units 110 of the system 100 can be provided to a user on the device 130.
  • the central unit 101 can have access to a database 103 in order to process the sensor data provided by a sensor unit 110.
  • the database 103 can e.g. Information relating to the capacity of the one or more containers 120 and / or information relating to the density of different substances 121 and / or information relating to users or user accounts of the different sensor units 110 and / or intermediate units 140.
  • the system 100 described in this document is used in particular to acquire and process decentrally acquired sensor measured values.
  • the system 100 comprises at least one sensor unit 110, which has a communication module 117 (preferably for wireless communication).
  • the sensor units 110 are also referred to in this document as transmitters which, in response to certain events, transmit a measured value (i.e. sensor data) by at least one measurement of a measured variable with a suitable transducer, e.g. an optical transducer, and send the measured value without confirmation of a communication connection by means of the communication module 117 of the respective sensor unit 110.
  • the one or more sensor units 110 or transmitters can e.g. be mounted on one or more storage containers 120.
  • the system 100 further comprises one or more intermediate units 140, which are also referred to in this document as system master (SMM).
  • An intermediate unit or an SMM 140 can, for example, be part of a domestic appliance (for example an oven, a range, a ok
  • Different intermediate units or SMMs 140 can thus be arranged at different points in a household.
  • An SMM 140 can be set up to carry out one or more different communication methods (for example WLAN, Bluetooth Legacy and / or Bluetooth Low Energy), in particular for the reception of sensor messages 141 from one or more sensor units or transmitters 110 the SMM 140 comprise a receiver component that always waits for sensor messages 141 from one or more transmitters 110 when the power supply to the SMM 140 is switched on. Any other communication technologies and protocols can be provided via a suitable adapter, which can optionally be connected to an SMM 140.
  • a suitable adapter which can optionally be connected to an SMM 140.
  • an SMM 140 can at least partially be outsourced to a configurable runtime component, the runtime component being located in a central unit 101 (e.g. in a mainframe on the Internet) can be and / or can be executed locally in a suitable computing machine (for example a suitable higher-level SMM 140 of the system 100).
  • a central unit 101 e.g. in a mainframe on the Internet
  • a suitable computing machine for example a suitable higher-level SMM 140 of the system 100.
  • the runtime component and / or the SMM 140 have information in order to determine the sensor type of the sending sensor unit 110 from a received sensor message 141 (in particular from a tuple of sensor ID and sensor measured value) (for example, metadata such as measured value type , Measured variable, date of manufacture, digital signature, etc.). Furthermore, the runtime component and / or the SMM 140 can, if necessary, use the sensor ID to assign the sensor unit 110 to a specific user and / or to a specific household and, if necessary, determine what should happen with the measured value based thereon.
  • a received sensor message 141 in particular from a tuple of sensor ID and sensor measured value
  • the runtime component and / or the SMM 140 can, if necessary, use the sensor ID to assign the sensor unit 110 to a specific user and / or to a specific household and, if necessary, determine what should happen with the measured value based thereon.
  • an SMM 140 can be set up not to process a received sensor message 140, but rather to forward it unchanged via a communication network 102, eg the Internet, to a runtime component specified in the sensor message 141 to a central unit 101.
  • a sensor unit 110 is not statically coupled to a receiver station (for example to an intermediate unit 140).
  • a sensor unit 110 sends a sensor message 141 with a measured value “if you are lucky”. The measured value is then possibly received by at least one SMM 140 and forwarded.
  • a hash chain can be used to encrypt and / or sign a sensor message 141. Possibly.
  • the measured values can be encrypted in a sensor message 141.
  • the central unit 101 can be set up to determine a user, in particular a user account, of the sending sensor unit 110 in a message 141, 142 on the basis of the sensor ID.
  • the central unit 101 can, if necessary, receive intermediate messages 142 from several SMMs 140 which relate to the same sensor message 141 of a sensor unit 110.
  • the central unit 101 can be set up to identify duplicate intermediate messages 142 (from different intermediate units 140) and, if necessary, to sort them out.
  • the reliability of the data transmission can be increased by the redundant transmission of a sensor message 141 from a sensor unit 110.
  • all SMMs or intermediate units 140 can be used for forwarding a sensor message 141 (possibly also SMMs 140 from a neighboring household).
  • the central unit 101 can be set up to determine usable information, for example a sensor identifier, a user affiliation and / or the sensor and measured value type, from a relatively large number of incoming intermediate messages 142 of the same type.
  • the central unit 101 can be set up to evaluate and / or decode a received intermediate message 142 (e.g. a received Protocol Data Unit (PDU)).
  • PDU Protocol Data Unit
  • the central unit 101 can be set up to initiate one or more measures as a function of a received intermediate message 142, e.g.
  • the central unit 101 can optionally be arranged locally in a local network of a household.
  • a sensor unit 110 described in this document can be used to expand a function of an already existing device (e.g. to measure the fill level of a container 120 of a domestic appliance, such as a coffee machine).
  • a sensor unit 110 can be set up to sign and / or encrypt a message 141.
  • the value of the calculation of a hash chain can be stored in the storage unit 116 of the sensor unit 110.
  • a hash chain is a repeated application of a cryptographic hash function to a specific initial vector (IV). The number of possible transmissions is limited by the length of the hash chain.
  • the sensor unit 110 can e.g. send the nth hash chain as a signature, and the central unit 101 can use the (n-1) th hash chain value to check whether the signature is correct.
  • a message 141 or a sensor unit 110 can thus be authenticated. Possibly.
  • the data of a sensor message 141 can also be encrypted. Different sensor units 110 can use different initial vectors in order to enable the sensor units 110 to be uniquely identified. Using a hash chain, a one-time pad (OTP) can thus be provided for data transmission.
  • OTP one-time pad
  • Each household appliance embodied as an SMM 140 can be used to receive and / or forward the sensor message 141 received by a sensor unit 110 (also from another user and / or from another household). For example, in a laundry room in an apartment building, it may be sufficient that a single domestic appliance is designed as an SMM 140. Sensor units 110 from other users can then also transmit sensor messages 141 to central unit 101 via SMM 140 (for example to measure the filling level in different containers 120 for detergents). The association between a sensor message 141 and the sensor unit 110 can then, if necessary, only take place in the central unit 101. Furthermore, based on the received sensor message 141 or intermediate message 142, a user-specific measure can be initiated.
  • An SMM 140 can be configured to filter sensor messages 141, e.g. to prevent a DoS attack (Denial-of-Service) on the central unit 101. For example, an SMM 140 can evaluate the digital signature of a sensor message 141 and discard a sensor message 141 that does not match.
  • DoS attack Denial-of-Service
  • a sensor message 141 from a sensor unit 110 can be received by a plurality of SMMs 140 and each sent as an intermediate message 142 to the central unit 101.
  • Each SMM 140 can have metadata such as Add the serial number and / or the machine type of the sending SMM 140 to the respective intermediate message 142.
  • the central unit 101 can evaluate the individual intermediate messages 142. On the basis of the sensor ID, it can be established that a plurality of intermediate messages 142 are one or more sensor messages 141 from the same sensor unit 110. Furthermore, on the basis of the counter value for the hash chain, it can be determined whether it is a current sensor message 141 from sensor unit 110 or an outdated sensor message 141 (or possibly a malicious message). In particular, duplicates of the same sensor message 141 can be identified and sorted out via the counter value. The central unit 101 can also be set up to assign a received intermediate message 142 to a user account on the basis of the sensor ID and on the basis of the lookup table on a database 103.
  • measured values from different sensor units 110 can be sent to one in an efficient and reliable manner Central unit 101 are transmitted, for example to automatically initiate measures such as an automatic reorder.

Abstract

Es wird ein System (100) zur Bereitstellung und/oder Verarbeitung von Sensordaten beschrieben. Das System (100) umfasst zumindest eine Sensoreinheit (110), die eingerichtet ist, Sensordaten zu erfassen und die Sensordaten in einer Sensor-Nachricht (141) zu versenden; wobei die Sensor-Nachricht (141) ohne Vorliegen einer Kommunikationsverbindung mit einem potentiellen Empfänger versendet wird. Außerdem umfasst das System (100) zumindest eine Zwischeneinheit (140), die eingerichtet ist, die Sensor-Nachricht (141) zu empfangen und auf Basis der empfangenen Sensor-Nachricht (141) eine Zwischen-Nachricht (142), die die Sensordaten oder davon abgeleitete Daten umfasst, über eine Kommunikationsverbindung (102) an eine Zentraleinheit (101) zu senden. Des Weiteren umfasst das System (100) die Zentraleinheit (101), die eingerichtet ist, die Zwischen-Nachricht (142) zu empfangen und auf Basis der Sensordaten oder der davon abgeleiteten Daten aus der Zwischen-Nachricht (142) eine Maßnahme zu veranlassen.

Description

5 System zur Bereitstellung und Verarbeitung von Sensordaten
Die Erfindung betrifft ein System zur Bereitstellung und Verarbeitung von Sensordaten, die von einer Sensoreinheit erfasst werden.
10 In einem Haushalt können an unterschiedlichen Stellen Sensoreinheiten verwendet werden, um Sensordaten in Bezug auf den Haushalt zu erfassen. Beispielsweise können unterschiedliche Sensoreinheiten in bzw. an unterschiedlichen Vorratsbehältern verbaut sein, um Sensordaten in Bezug auf den Füllstand in den unterschiedlichen Vorratsbehältern zu erfassen. Alternativ oder ergänzend können durch ein oder mehrere
15 Sensoreinheiten Gesten eines Nutzers für die Gestenbedienung eines Hausgeräts erfasst werden.
Die unterschiedlichen Sensoreinheiten können zumindest teilweise unterschiedliche (ggf. proprietäre) Datenschnittstellen zur Übertragung von Daten aufweisen. Insbesondere
>0 können sich die Datenschnittstellen der unterschiedlichen Sensoreinheiten in Bezug auf die Semantik der übertragenen Daten-Nachrichten unterscheiden. Des Weiteren weisen die Sensoreinheiten aus Kostengründen typischerweise relativ begrenzte Kommunikationsfähigkeiten auf.
>5 Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, eine effiziente und zuverlässige Verwendung von Sensoreinheiten in einem Haushalt zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind insbesondere in den abhängigen Patentansprüchen
50 definiert, in nachfolgender Beschreibung beschrieben oder in der beigefügten Zeichnung dargestellt.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein System zur Bereitstellung und/oder zur Verarbeitung von Sensordaten beschrieben. Das System kann insbesondere für
55 sogenannte„Smart Home“ Anwendungen in einem Haushalt verwendet werden. Das System umfasst zumindest eine Sensoreinheit, die eingerichtet ist, Sensordaten zu erfassen. Des Weiteren ist die Sensoreinheit eingerichtet, die Sensordaten in einer Sensor-Nachricht zu versenden. Die Sensor-Nachricht kann dabei mit einem bestimmten Kommunikationsverfahren und/oder Kommunikationsprotokoll versendet werden. Beispielhafte Kommunikationsverfahren bzw. Kommunikationsprotokolle sind: Bluetooth Low Energy (BLE), ZigBee, ANT, ANT+, z-wave, und/oder Enocean. Das von der Sensoreinheit verwendete Kommunikationsverfahren und/oder Kommunikationsprotokoll, mit dem die Sensor-Nachricht gesendet wird, kann auf eine Reichweite von 20 Metern oder weniger oder von 10 Metern oder weniger begrenzt sein.
Die Sensoreinheit ist eingerichtet, die Sensor-Nachricht (mit den Sensordaten) ohne Vorliegen einer Kommunikationsverbindung mit einem (insbesondere mit irgendeinem) potentiellen Empfänger zu versenden. Insbesondere kann die Sensor-Nachricht von der Sensoreinheit auch dann gesendet werden, wenn keine statische Kommunikationsverbindung zwischen der Sensoreinheit und irgendeinem potentiellen Empfänger besteht. Alternativ oder ergänzend kann die Sensor-Nachricht von der Sensoreinheit auch dann gesendet werden, wenn die Sensoreinheit mit keinem potentiellen Empfänger kommunikationstechnisch gekoppelt ist. Beispielsweise kann ein Broadcast der Sensor-Nachricht erfolgen. Die Sensor-Nachricht zeigt typischerweise keine Daten-Adresse eines potentiellen Empfängers der Sensor-Nachricht anzeigen.
Das System umfasst ferner zumindest eine Zwischeneinheit (als potentiellen Empfänger). Die Zwischeneinheit ist bevorzugt Teil eines Hausgeräts (z.B. eines Kühlschranks, eines Herdes, eines Ofens, eines Kochfeldes, einer Waschmaschine, einer Spülmaschine, eines Trockners, etc.). Die Zwischeneinheit kann eingerichtet sein, die Sensor-Nachricht zu empfangen. Insbesondere kann die Zwischeneinheit eingerichtet sein, wiederholt oder kontinuierlich über eine Kommunikationsschnittstelle bzw. mittels eines Kommunikationsmoduls der Zwischeneinheit zu überprüfen, ob eine Sensoreinheit im Umfeld der Zwischeneinheit eine Sensor-Nachricht gesendet hat. Zu diesem Zweck kann die Zwischeneinheit ein Kommunikationsmodul (ggf. in Form eines separaten Adapters) umfassen, das eingerichtet ist, Sensor-Nachrichten zu empfangen, die gemäß zumindest einem von der Sensoreinheit verwendeten Kommunikationsverfahren und/oder Kommunikationsprotokoll versendet wurden. Des Weiteren kann die Zwischeneinheit eingerichtet sein, auf Basis der empfangenen Sensor-Nachricht eine Zwischen-Nachricht, die die Sensordaten aus der Sensor- Nachricht oder davon abgeleitete Daten umfasst, über eine (ggf. drahtlose) Kommunikationsverbindung an eine Zentraleinheit (z.B. an einen Backend-Server) zu senden. Die Kommunikationsverbindung kann z.B. eine LAN, eine WLAN und/oder eine 3G, 4G oder 5G Kommunikationsverbindung umfassen. Die Zwischeneinheit kann ein Kommunikationsmodul aufweisen, das ausgebildet ist, Zwischen-Nachrichten an die Zentraleinheit zu versenden. Dabei kann die Zwischen-Nachricht eine Adresse der Zentraleinheit anzeigen bzw. umfassen.
Das System umfasst ferner die Zentraleinheit, die eingerichtet ist, die Zwischen-Nachricht zu empfangen. Des Weiteren kann die Zentraleinheit ausgebildet sein, die Zwischen- Nachricht, insbesondere die darin enthaltenen Daten, auszuwerten. Insbesondere kann die Zentraleinheit eingerichtet sein, auf Basis der Sensordaten oder der davon abgeleiteten Daten aus der Zwischen-Nachricht eine Maßnahme zu veranlassen. Beispielsweise kann die Zentraleinheit eingerichtet sein, als Maßnahme die Zwischeneinheit (von der die Zwischen-Nachricht empfangen wurde) zu veranlassen, eine Ausgabe (bzgl. der Sensordaten) an einen Nutzer der Zwischeneinheit zu bewirken. Alternativ oder ergänzend kann als Maßnahme ein Hausgerät eines Nutzers der Sensoreinheit (die die ursprüngliche Sensor-Nachricht versendet hat) veranlasst werden, eine Ausgabe (bzgl. der Sensordaten) zu bewirken. Beispielsweise können die Sensordaten Information in Bezug auf den Füllstand eines Behälters umfassen. Diese Information kann ggf. als Ausgabe an einem Hausgerät und/oder an der Zwischeneinheit und/oder an einem elektronischen Gerät eines Nutzers ausgegeben werden.
Das System ermöglicht eine effiziente und zuverlässige Nutzung von Sensoreinheiten in einem Haushalt. Dabei können die ein oder mehreren Zwischeneinheiten (insbesondere Hausgeräte) eines Haushalts dazu genutzt werden, in zuverlässiger und effizienter Weise Sensordaten der Sensoreinheiten an eine Zentraleinheit weiterzuleiten. Durch die Zentraleinheit können dann automatisch Dienstleistungen erbracht werden (wie z.B. das automatische Bestellen von Nahrungsmitteln und/oder Ersatzteilen).
Die Zwischeneinheit kann eingerichtet sein, Metadaten in Bezug auf die Zwischeneinheit zu der Zwischen-Nachricht hinzuzufügen. Die Metadaten können z.B. einen Identifikator für die Zwischeneinheit umfassen. Die Zentraleinheit kann eingerichtet sein, die Metadaten einer Zwischen-Nachricht auszuwerten, z.B. um einen Nutzer und/oder ein Nutzer-Konto für die Zwischeneinheit zu ermitteln.
Das System weist bevorzugt mehrere Zwischeneinheiten auf, die jeweils eingerichtet sind, die Sensor-Nachricht einer Sensoreinheit zu empfangen, und auf Basis der empfangenen Sensor-Nachricht jeweils eine Zwischen-Nachricht über eine jeweilige Kommunikationsverbindung an die Zentraleinheit zu senden. Die Zwischeneinheiten können z.B. durch unterschiedliche Hausgeräte in ein oder mehreren (ggf. benachbarten) Haushalten bereitgestellt werden. Durch die Verwendung von mehreren Zwischeneinheiten, die jeweils eine Sensor-Nachricht als Zwischen-Nachricht weiterleiten, kann die Zuverlässigkeit der Übermittlung der Sensordaten einer Sensoreinheit an die Zentraleinheit erhöht werden.
Die Zentraleinheit kann eingerichtet sein, die Zwischen-Nachrichten der unterschiedlichen Zwischeneinheiten zu empfangen. Des Weiteren kann die Zentraleinheit eingerichtet sein, Zwischen-Nachrichten, die auf derselben Sensor-Nachricht basieren, zu identifizieren. Zu diesem Zweck kann ein Sensor-Identifikator der Sensoreinheit ausgewertet werden, der in den unterschiedlichen Zwischen-Nachrichten enthalten ist. Des Weiteren können kryptographische Daten und/oder ein Zählerwert der ursprünglich gesendeten Sensor- Nachricht (die mit in die jeweiligen Zwischen-Nachrichten übertragen wurden) auswertet werden. So kann zuverlässig bewirkt werden, dass nur auf Basis der Sensordaten oder der davon abgeleiteten Daten einer (einzigen) Zwischen-Nachricht, der auf derselben Sensor-Nachricht basierenden Zwischen-Nachrichten, eine Maßnahme veranlasst wird. Es kann somit auch bei mehrfacher Übertragung der gleichen Sensor-Nachricht in unterschiedlichen Zwischen-Nachrichten ein zuverlässiger Betrieb des Systems ermöglicht werden.
Die Sensoreinheit und die Zwischeneinheit können jeweils einem Nutzer und/oder einem Nutzer-Konto zugewiesen sein. Ggf. kann die Zentraleinheit eingerichtet sein, auf eine Datenbasis zuzugreifen, die eine Zuweisung von unterschiedlichen Sensoreinheiten zu unterschiedlichen Nutzern und/oder Nutzer-Konten umfasst, und/oder die eine Zuweisung von unterschiedlichen Zwischeneinheiten zu unterschiedlichen Nutzern und/oder Nutzer- Konten umfasst. Der Nutzer und/oder das Nutzer-Konto der Sensoreinheit und der Zwischeneinheit können unterschiedlich sein. Mit anderen Worten, die Zwischeneinheit eines Nutzers kann eingerichtet sein, eine Sensor-Nachricht der Sensoreinheit eines anderen Nutzers an die Zentraleinheit weiterzuleiten. Beispielsweise kann eine Zwischeneinheit eines benachbarten Haushalts dazu genutzt werden, eine Sensor-Nachricht eines Haushalts weiterzuleiten. So kann die Zuverlässigkeit der Übertragung von Sensordaten von einer Sensoreinheit weiter erhöht werden.
Wie bereits oben dargelegt, kann die Sensor-Nachricht einen Sensor-Identifikator (bzw. eine Sensor-ID) für die Sensoreinheit umfassen, die die Sensor-Nachricht versendet hat. Eine Zwischeneinheit kann eingerichtet sein, den Sensor-Identifikator in die Zwischen- Nachricht aufzunehmen. Ferner kann die Zentraleinheit eingerichtet sein, auf Basis des Sensor-Identifikators einen Nutzer und/oder ein Nutzer-Konto für die Sensoreinheit zu ermitteln. Alternativ oder ergänzend kann die Zentraleinheit eingerichtet sein, in Abhängigkeit von dem Sensor-Identifikator eine Maßnahme (z.B. eine von dem identifizierten Nutzer abhängige Maßnahme) zu veranlassen. So können durch das beschriebene System in effizienter Weise Nutzer-spezifische Dienstleistungen bereitgestellt werden.
Die Sensor-Nachricht kann kryptographische Daten umfassen. Beispielhafte kryptographische Daten sind der Wert einer Hash-Chain und/oder der Zählerwert für eine Stufe der Hash-Chain. Durch die kryptographischen Daten können z.B. eine Authentifizierung der Sensor-Nachricht und/oder eine Verschlüsselung der Daten der Sensor-Nachricht bewirkt werden. Alternativ oder ergänzend kann durch die kryptographischen Daten eine Reihenfolge der Sensor-Nachrichten einer Sensoreinheit angezeigt werden (insbesondere durch den Zählerwert einer Hash-Chain).
Die Zwischeneinheit kann eingerichtet sein, die kryptographischen Daten in die Zwischen- Nachricht aufzunehmen. Des Weiteren kann die Zentraleinheit eingerichtet sein, die Sensoreinheit auf Basis der kryptographischen Daten zu authentifizieren und/oder die Zwischen-Nachricht anhand der kryptographischen Daten zu entschlüsseln. Alternativ oder ergänzend können die kryptographischen Daten einer Zwischen-Nachricht dazu verwendet werden, zuverlässig Duplikate einer Sensor-Nachricht, die über unterschiedliche Zwischeneinheiten weitergeleitet wurde, zu identifizieren. Durch die Verwendung von kryptographischen Daten kann die Zuverlässigkeit der Übertragung von Sensordaten an eine Zentraleinheit weiter erhöht werden.
Die Sensoreinheit umfasst typischerweise zumindest eine Kommunikationseinheit, die eingerichtet ist, die Sensor-Nachricht mit den Sensordaten zu versenden. Des Weiteren kann die Sensoreinheit eine Speichereinheit umfassen, die eingerichtet ist, kryptographische Daten zum Versenden und/oder zum Verschlüsseln der Sensor- Nachricht zu speichern. Ferner kann die Sensoreinheit einen Energiespeicher umfassen, der eingerichtet ist, elektrische Energie für den Betrieb der Sensoreinheit zu speichern. Es kann somit eine flexibel und autark einsetzbare Sensoreinheit bereitgestellt werden.
Die Sensoreinheit kann z.B. für einen Deckel zum Abdecken eines Behälters ausgebildet sein. Alternativ oder ergänzend kann die Sensoreinheit ggf. Teil eines Deckels zum Abdecken eines Behälters sein. Dabei kann der Behälter ggf. zur Aufbewahrung einer Substanz (z.B. eines Nahrungsmittels oder eines Waschpulvers) verwendet werden. Es kann somit eine Sensoreinheit bereitgestellt werden, die für ein Verwaltungssystem von Substanzen in einem Haushalt verwendet werden kann.
Die Sensoreinheit kann zumindest einen Inhaltssensor umfassen, der eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf die Substanz in dem Behälter zu erfassen. Der Inhaltssensor kann insbesondere einen Abstandssensor umfassen, der eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf den Abstand zwischen dem Abstandssensor und der Oberfläche der Substanz in dem Behälter zu erfassen.
Die Zentraleinheit kann eingerichtet sein, auf Basis der Sensordaten den Füllstand der Substanz in dem Behälter zu ermitteln. Alternativ oder ergänzend kann die Zentraleinheit eingerichtet sein, als Maßnahme eine Nachbestellung der in dem Behälter gelagerten Substanz zu veranlassen, und/oder Information in Bezug auf die in dem Behälter gelagerte Substanz an ein elektronisches Gerät (z.B. an ein Smartphone) eines Nutzers des Systems zu senden. So kann der Komfort für einen Nutzer des Systems weiter erhöht werden. Es ist zu beachten, dass jegliche Aspekte des in diesem Dokument beschriebenen Systems in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden können. Insbesondere können die Merkmale der Patentansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
Figur 1a eine bespielhafte Sensoreinheit für einen Behälter; und
Figur 1b ein beispielhaftes System zur Bereitstellung und/oder zur Verarbeitung von Sensordaten.
Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der effizienten Bereitstellung und Verarbeitung von Sensordaten von ein oder mehreren Sensoreinheiten. In diesem Zusammenhang zeigt Fig. 1a eine beispielhafte, als Deckel ausgebildete, Sensoreinheit 110, wobei der Deckel eingerichtet ist, ein Behältnis (d.h. einen Behälter) 120 abzudecken. Insbesondere kann der Deckel ein Gewinde 113 aufweisen, mit dem der Deckel in ein entsprechendes Gewinde (nicht dargestellt) des Behältnisses 120 eingeschraubt werden kann, um das Behältnis 120 mit dem Gewinde 113 zu verschließen.
In dem Behältnis 120 kann sich eine Substanz 121 (insbesondere eine flüssige oder pulverförmige Substanz) befinden. Die Menge der Substanz 121 , die sich in dem Behältnis 120 befindet, kann z.B. durch den Füllstand 122 der Substanz 121 in dem Behältnis 120 angezeigt werden. Beispielhafte Substanzen 121 sind (essbare) Pulver oder Flüssigkeiten und/oder Waschpulver oder Waschflüssigkeiten.
Die Sensoreinheit 110 umfasst zumindest einen Inhaltssensor 114, der eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf den Inhalt, insbesondere in Bezug auf die Substanz 121 , in einem Behältnis 120 zu erfassen. Der Inhaltssensor 114 kann insbesondere einen Abstandssensor umfassen, der eingerichtet ist, den Abstand 124 zwischen der Position 123 des Inhaltssensors 114 (im eingeschraubten Zustand) und dem Füllstand 112 der in dem Behältnis 120 enthaltenen Substanz 121 zu messen. Die (Substanz-) Sensordaten des zumindest einen Inhaltssensors 114 können von einer Steuereinheit 111 der Sensoreinheit 110 verarbeitet werden (z.B. um auf Basis der Substanz-Sensordaten den Füllstand 122 zu ermitteln). Alternativ oder ergänzend können die Sensordaten und/oder davon abgeleitete Daten über eine Kommunikationseinheit 117 der Sensoreinheit 110 (in einer Sensor-Nachricht) versendet werden. Die Kommunikationseinheit 117 kann eingerichtet sein, die Daten über ein drahtloses (z.B. Bluetooth und/oder Zigbee) Kommunikationsverfahren zu versenden. Des Weiteren kann die Sensoreinheit 110 eine Speichereinheit 116 zur Speicherung von Daten und/oder einen (ggf. wiederaufladbaren) elektrischen Energiespeicher bzw. Batterie 115 zur elektrischen Energieversorgung der Komponenten 111 , 112, 114, 116, 117, 118 der Sensoreinheit 110 aufweisen.
Die Sensoreinheit 110 kann ferner einen Verschlusssensor 112 aufweisen, der eingerichtet ist, zu detektieren, ob der Deckel ein Behältnis 120 verschließt oder nicht. Insbesondere kann der Verschlusssensor 112 eingerichtet sein, zu detektieren, ob der Deckel (ggf. vollständig) auf ein Behältnis 120 aufgeschraubt wurde oder nicht. Der Verschlusssensor 112 kann z.B. einen Taster umfassen, der mechanisch durch eine Wand des Behältnisses 120 betätigt wird, wenn der Deckel auf das Behältnis 120 aufgebracht wird.
Fig. 1a zeigt einen Deckel mit integrierter Sensoreinheit 110. Alternativ kann ggf. eine separate Sensoreinheit 110 bereitgestellt werden, die z.B. an dem Deckel eines Behältnisses 120 befestigt werden kann.
Fig. 1 b zeigt ein beispielhaftes System 100 zur Verarbeitung der Sensordaten von Sensoreinheiten 110. Das System 100 umfasst ein oder mehrere Sensoreinheiten 110, die jeweils eingerichtet sind, Sensordaten zu erfassen. Die Sensordaten einer Sensoreinheit 110 können als Sensor-Nachricht 141 versendet werden. Dabei können Kommunikationsverfahren wie z.B. Bluethooth (insbesondere Bluetooth Low Energy, BLE), ZigBee, Z-Wave, ANT / ANT+, Enocean oder ein proprietäres Kommunikationsverfahren verwendet werden.
Das System 100 umfasst ferner ein oder mehrere Empfangs- bzw. Zwischeneinheiten 140, die eingerichtet sind, eine von einer Sensoreinheit 110 gesendete Sensor-Nachricht 141 zu empfangen. Die ein oder mehreren Zwischeneinheiten 140 können eingerichtet sein, über ein (drahtloses) Kommunikationsnetz 102 mit einer Zentraleinheit 101 (z.B. mit einem Server) zu kommunizieren, insbesondere um Daten in Bezug eine empfangene Sensor-Nachricht 141 bereitzustellen (z.B. in Form einer Zwischen-Nachricht 142).
Die Zentraleinheit 101 kann eingerichtet sein, mit ein oder mehreren persönlichen elektronischen Geräten 130 (z.B. einem Smartphone, einem Tablet PC, einem Laptop PC, etc.) eines Nutzers des Systems 100 über ein (drahtloses) Kommunikationsnetz 102 Daten auszutauschen. Insbesondere können einem Nutzer auf dem Gerät 130 Daten in Bezug auf die Sensordaten der ein oder mehreren Sensoreinheit 110 des Systems 100 bereitgestellt werden.
Die Zentraleinheit 101 kann Zugriff auf eine Datenbank 103 haben, um die von einer Sensoreinheit 110 bereitgestellten Sensordaten zu verarbeiten. Die Datenbank 103 kann z.B. Information in Bezug auf das Fassungsvolumen der ein oder mehreren Behältnisse 120 und/oder Information in Bezug auf die Dichte von unterschiedlichen Substanzen 121 und/oder Information in Bezug auf Nutzer bzw. Nutzer-Konten der unterschiedlichen Sensoreinheiten 110 und/oder Zwischeneinheiten 140 umfassen.
Das in diesem Dokument beschriebene System 100 dient insbesondere der Erfassung und Verarbeitung dezentral erfasster Sensormesswerte. Das System 100 umfasst mindestens eine Sensoreinheit 110, die über ein Kommunikationsmodul 117 (bevorzugt für eine drahtlose Kommunikation) verfügt. Die Sensoreinheiten 110 werden in diesem Dokument auch als Sender bezeichnet, die auf bestimmte Ereignisse hin einen Messwert (d.h. Sensordaten) durch mindestens eine Messung einer Messgröße mit einem geeigneten Messwandler, z.B. einem optischen Messwandler, generieren, und den Messwert ohne Bestätigung einer Kommunikationsverbindung mittels des Kommunikationsmoduls 117 der jeweiligen Sensoreinheit 110 versenden. Die ein oder mehreren Sensoreinheiten 110 bzw. Sender können z.B. auf ein oder mehreren Vorratsbehältern 120 montiert sein.
Das System 100 umfasst ferner ein oder mehrere Zwischeneinheiten 140, die in diesem Dokument auch als System Master (SMM) bezeichnet werden. Eine Zwischeneinheit bzw. ein SMM 140 kann z.B. Teil eines Hausgeräts (etwa eines Ofens, eines Herdes, eines io
Kühlschranks, einer Waschmaschine, eines Trockners, etc.) sein. In einem Haushalt können somit an unterschiedlichen Stellen unterschiedliche Zwischeneinheiten bzw. SMMs 140 angeordnet sein.
Ein SMM 140 kann eingerichtet sein, ein oder mehrere unterschiedliche Kommunikationsverfahren (z.B. WLAN, Bluetooth Legacy und/oder Bluetooth Low Energy) auszuführen, insbesondere für den Empfang von Sensor-Nachrichten 141 von ein oder mehreren Sensoreinheiten bzw. Sendern 110. Zu diesem Zweck kann der SMM 140 eine Empfängerkomponente umfassen, die mit Einschalten der Stromversorgung des SMM 140 stets auf Sensor-Nachrichten 141 von ein oder mehreren Sendern 110 wartet. Über einen geeigneten Adapter, der ggf. mit einem SMM 140 verbunden werden kann, können bei Bedarf beliebige andere Kommunikationstechniken und -Protokolle bereitgestellt werden.
Um der Herausforderung einer sich in relativ kurzen Zyklen ändernden Sensorlandschaft zu begegnen, kann die Funktionslogik eines SMM 140 zumindest teilweise in eine konfigurierbare Runtime-Komponente ausgelagert werden, wobei die Runtime- Komponente beispielsweise in einer Zentraleinheit 101 (z.B. in einem Großrechner im Internet) angesiedelt sein kann und/oder lokal in einer geeigneten Rechenmaschine (z.B. einem geeigneten höherwertigen SMM 140 des Systems 100) ausgeführt werden kann.
Die Runtime-Komponente und/oder der SMM 140 weisen Informationen auf, um aus einer empfangenen Sensor-Nachricht 141 (insbesondere aus einem Tupel aus Sensor-ID und Sensor-Messwert) den Sensortyp der sendenden Sensoreinheit 110 zu bestimmen (beispielsweise können Metadaten wie Messwerttyp, Messgröße, Herstellungsdatum, digitale Signatur, etc. ermittelt werden). Des Weiteren können die Runtime-Komponente und/oder der SMM 140 ggf. anhand der Sensor-ID die Sensoreinheit 110 einem bestimmten Nutzer und/oder einem bestimmten Haushalt zuordnen, und ggf. basierend darauf bestimmen, was mit dem Messwert geschehen soll.
Ggf. kann ein SMM 140 eingerichtet sein, eine empfangene Sensor-Nachricht 140 nicht zu verarbeiten, sondern unverändert über ein Kommunikationsnetzwerk 102, z.B. das Internet, an eine in der Sensor-Nachricht 141 angegebene Laufzeitkomponente an eine Zentraleinheit 101 weiterzuleiten. In dem beschriebenen System 100 ist eine Sensoreinheit 110 nicht statisch an eine Empfängerstation (z.B. an einen Zwischeneinheit 140) gekoppelt. Eine Sensoreinheit 110 sendet„auf gut Glück" eine Sensor-Nachricht 141 mit einem Messwert. Der Messwert wird dann ggf. von mindestens einem SMM 140 empfangen und weitergeleitet.
Um eine sichere Übermittlung von Daten zu gewährleisten (z.B. in Bezug auf Replay, ggf. Abhörsicherheit) kann z.B. eine Hash-Chain zum Verschlüsseln und/oder zum Signieren einer Sensor-Nachricht 141 verwendet werden. Ggf. kann eine Verschlüsselung der Messwerte in einer Sensor-Nachricht 141 erfolgen.
Die Zentraleinheit 101 kann eingerichtet sein, auf Basis der Sensor-ID in einer Nachricht 141 , 142 einen Nutzer, insbesondere ein Nutzer-Konto, der sendenden Sensoreinheit 110 zu ermitteln.
Die Zentraleinheit 101 kann ggf. von mehreren SMMs 140 Zwischen-Nachrichten 142 empfangen, die sich auf dieselbe Sensor-Nachricht 141 einer Sensoreinheit 110 beziehen. Die Zentraleinheit 101 kann eingerichtet sein, doppelte Zwischen-Nachrichten 142 (von unterschiedlichen Zwischeneinheiten 140) zu identifizieren und ggf. auszusortieren. Durch die redundante Übertragung einer Sensor-Nachricht 141 einer Sensoreinheit 110 kann die Zuverlässigkeit der Datenübertragung erhöht werden. Dabei können ggf. alle SMMs bzw. Zwischeneinheiten 140 für das Weiterleiten einer Sensor- Nachricht 141 verwendet werden (ggf. auch SMMs 140 aus einem benachbarten Haushalt).
Des Weiteren kann die Zentraleinheit 101 eingerichtet sein, aus einer relativ hohen Anzahl von eingehenden gleichartigen Zwischen-Nachrichten 142 nutzbare Informationen, etwa einen Sensor-Identifikator, eine Nutzerzugehörigkeit und/oder den Sensor- und Messwerttyp zu ermitteln. Die Zentraleinheit 101 kann eingerichtet sein, eine empfangene Zwischen-Nachricht 142 (z.B. eine empfangene Protocol Data Unit (PDU)) auszuwerten und/oder zu dekodieren. Des Weiteren kann die Zentraleinheit 101 eingerichtet sein, in Abhängigkeit von einer empfangenen Zwischen-Nachricht 142, ein oder mehrere Maßnahmen zu veranlassen, wie z.B.
• Benachrichtigen eines Nutzers des Systems 100; • Setzen einer Statusnachricht und/oder eines Zustands in einem Hausgerät. Beispielsweise kann ein Nutzer über eine Ausgabe an einem Hausgerät darüber informiert werden, dass ein Behälter 120 nachgefüllt oder ersetzt werden muss;
• Weiterleiten des Messwerts aus einer Zwischen-Nachricht 142 an ein anderes System (z.B. an ein Kundenzentrum); und/oder
• eine automatische Nachbestellung eines Inhaltsstoffes 121 eines Behälters 120.
Die Zentraleinheit 101 kann ggf. lokal in einem lokalen Netz eines Haushalts angeordnet sein.
Eine in diesem Dokument beschriebene Sensoreinheit 110 kann dazu genutzt werden, eine Funktion eines bereits existierenden Geräts zu erweitern (z.B. um den Füllstand eines Behälters 120 eines Hausgeräts, etwa einer Kaffeemaschine, zu messen).
Wie bereits oben dargelegt, kann eine Sensoreinheit 110 eingerichtet sein, eine Nachricht 141 zu signieren und/oder zu verschlüsseln. Zu diesem Zweck kann bei der Produktion einer Sensoreinheit 110 der Wert der Berechnung einer Hash-Chain in der Speichereinheit 116 der Sensoreinheit 110 gespeichert werden. Dabei ist eine Hash- Chain eine wiederholte Anwendung einer kryptographischen Hash-Funktion auf einen bestimmten Initialvektor (IV). Dabei ist die Anzahl der möglichen Übertragungen durch die Länge der Hash-Chain begrenzt. Die Sensoreinheit 110 kann z.B. den n-ten Hash-Chain als Signatur versenden, und es kann von der Zentraleinheit 101 mittels des (n-1)-ten Hash-Chain Wertes überprüft werden, ob die Signatur korrekt ist. So kann eine Authentisierung einer Nachricht 141 bzw. einer Sensoreinheit 110 erfolgen. Ggf. kann auch eine Verschlüsselung von Daten einer Sensor-Nachricht 141 erfolgen. Unterschiedliche Sensoreinheiten 110 können unterschiedliche Initialvektoren verwenden, um eine eindeutige Identifizierung der Sensoreinheiten 110 zu ermöglichen. Mittels einer Hash-Chain kann somit ein One-Time-Pads (OTP) für die Datenübertragung bereitgestellt werden.
Jedes als SMM 140 ausgebildete Hausgerät kann dazu verwendet werden, die von einer Sensoreinheit 110 empfangene Sensor-Nachricht 141 zu empfangen und/oder weiterzuleiten (auch von einem anderen Nutzer und/oder aus einem anderen Haushalt). Beispielsweise kann es in einer Waschküche eines Mehrfamilienhauses ausreichen, dass ein einziges Hausgerät als SMM 140 ausgebildet ist. Es können dann auch Sensoreinheiten 110 von anderen Nutzern (z.B. zur Messung des Füllstands in unterschiedlichen Behältern 120 für Waschmittel) über den SMM 140 Sensor-Nachrichten 141 an die Zentraleinheit 101 übermitteln. Die Zuordnung zwischen einer Sensor- Nachricht 141 und der Sensoreinheit 110 kann dann ggf. erst in der Zentraleinheit 101 erfolgen. Des Weiteren kann basierend auf der empfangenen Sensor-Nachricht 141 bzw. Zwischen-Nachricht 142 eine Nutzer-spezifische Maßnahme eingeleitet werden.
Ein SMM 140 kann ausgebildet sein, Sensor-Nachrichten 141 zu filtern, z.B. um einen DoS-Angriff (Denial-of-Service) auf die Zentraleinheit 101 zu verhindern. Beispielsweise kann ein SMM 140 die digitale Signatur einer Sensor-Nachricht 141 auswerten, und eine nicht passende Sensor-Nachricht 141 verwerfen.
Wie bereits oben dargelegt, kann eine Sensor-Nachricht 141 einer Sensoreinheit 110 von mehreren SMMs 140 empfangen und jeweils als Zwischen-Nachricht 142 an die Zentraleinheit 101 gesendet werden. Jeder SMM 140 kann dabei Metadaten, wie z.B. die Seriennummer und/oder den Maschinentyp des sendenden SMM 140, zu der jeweiligen Zwischen-Nachricht 142 zufügen.
Die Zentraleinheit 101 kann die einzelnen Zwischen-Nachrichten 142 auswerten. Dabei kann auf Basis der Sensor-ID festgestellt werden, dass es sich bei mehreren Zwischen- Nachrichten 142 um ein oder mehrere Sensor-Nachrichten 141 der gleichen Sensoreinheit 110 handelt. Des Weiteren kann auf Basis des Zählerwerts für die Hash- Chain ermittelt werden, ob es sich um eine aktuelle Sensor-Nachricht 141 der Sensoreinheit 110 oder um eine veraltete Sensor-Nachricht 141 (oder ggf. um eine böswillige Nachricht) handelt. Insbesondere können über den Zählerwert Duplikate der gleichen Sensor-Nachricht 141 identifiziert und aussortiert werden. Die Zentraleinheit 101 kann ferner eingerichtet sein, auf Basis der Sensor-ID und auf Basis der Lookup-Tabelle auf einer Datenbank 103 eine empfangene Zwischen-Nachricht 142 einem Nutzer-Konto zuzuweisen.
Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen können in effizienter und zuverlässiger Weise Messwerte von unterschiedlichen Sensoreinheiten 110 an eine Zentraleinheit 101 übermittelt werden, z.B. um automatisch Maßnahmen wie eine automatische Nachbestellung einzuleiten.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip des vorgeschlagenen Systems veranschaulichen sollen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. System (100) zur Bereitstellung und/oder Verarbeitung von Sensordaten; wobei das System (100) umfasst,
- zumindest eine Sensoreinheit (110), die eingerichtet ist, Sensordaten zu erfassen und die Sensordaten in einer Sensor-Nachricht (141) zu versenden; wobei die Sensor-Nachricht (141) ohne Vorliegen einer Kommunikationsverbindung mit einem potentiellen Empfänger versendet wird;
- zumindest eine Zwischeneinheit (140), die eingerichtet ist, die Sensor-Nachricht (141) zu empfangen und auf Basis der empfangenen Sensor-Nachricht (141) eine Zwischen-Nachricht (142), die die Sensordaten oder davon abgeleitete Daten umfasst, über eine Kommunikationsverbindung (102) an eine Zentraleinheit (101) zu senden; und
- die Zentraleinheit (101), die eingerichtet ist,
- die Zwischen-Nachricht (142) zu empfangen; und
- auf Basis der Sensordaten oder der davon abgeleiteten Daten aus der Zwischen-Nachricht (142) eine Maßnahme zu veranlassen.
2. System (100) gemäß Anspruch 1 , wobei
- das System (100) mehrere Zwischeneinheiten (140) umfasst, die jeweils eingerichtet sind, die Sensor-Nachricht (141) zu empfangen und auf Basis der empfangenen Sensor-Nachricht (141) eine Zwischen-Nachricht (142) über eine Kommunikationsverbindung (102) an die Zentraleinheit (101) zu senden; und
- die Zentraleinheit (101) eingerichtet ist,
- die Zwischen-Nachrichten (142) der unterschiedlichen Zwischeneinheiten (140) zu empfangen; und
- Zwischen-Nachrichten (142), die auf derselben Sensor-Nachricht (141) basieren, zu identifizieren, insbesondere um nur auf Basis der Sensordaten oder der davon abgeleiteten Daten einer Zwischen-Nachricht (142) der auf derselben Sensor-Nachricht (141) basierenden Zwischen-Nachrichten (142) eine Maßnahme zu veranlassen.
3. System (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- die Sensoreinheit (110) und die Zwischeneinheit (140) jeweils einem Nutzer und/oder einem Nutzer-Konto zugewiesen sind; und
- der Nutzer und/oder das Nutzer-Konto der Sensoreinheit (110) und der Zwischeneinheit (140) unterschiedlich sind.
4. System (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zentraleinheit (140) Teil eines Hausgeräts ist.
5. System (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- zwischen der Sensoreinheit (110) und der Zwischeneinheit (140) keine statische Kommunikationsverbindung besteht; und/oder
- die Sensoreinheit (110) und die Zwischeneinheit (140) nicht miteinander kommunikationstechnisch gekoppelt sind.
6. System (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- die Sensor-Nachricht (141) einen Sensor-Identifikator für die Sensoreinheit (110) umfasst;
- die Zwischeneinheit (140) eingerichtet ist, den Sensor-Identifikator in die Zwischen- Nachricht (142) aufzunehmen; und
- die Zentraleinheit (101) eingerichtet ist,
- auf Basis des Sensor-Identifikators einen Nutzer und/oder ein Nutzer-Konto für die Sensoreinheit (110) zu ermitteln; und/oder
- die Maßnahme in Abhängigkeit von dem Sensor-Identifikator zu veranlassen.
7. System (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- die Sensor-Nachricht (141) kryptographische Daten, insbesondere einen Wert einer Hash-Chain und einen Zählerwert für eine Stufe der Hash-Chain, umfasst;
- die Zwischeneinheit (140) eingerichtet ist, die kryptographischen Daten in die Zwischen-Nachricht (142) aufzunehmen; und
- die Zentraleinheit (101) eingerichtet ist, die Sensoreinheit (110) auf Basis der kryptographischen Daten zu authentifizieren und/oder die Zwischen-Nachricht (142) anhand der kryptographischen Daten zu entschlüsseln.
8. System (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- die Sensoreinheit (110) zumindest eine Kommunikationseinheit (117) umfasst, die eingerichtet ist, die Sensor-Nachricht (141) mit den Sensordaten zu versenden; und/oder
- die Sensoreinheit (110) eine Speichereinheit (116) umfasst, die eingerichtet ist, kryptographische Daten zum Versenden und/oder zum Verschlüsseln der Sensor- Nachricht (141) zu speichern; und/oder
- die Sensoreinheit (110) einen Energiespeicher (115) umfasst, der eingerichtet ist, elektrische Energie für den Betrieb der Sensoreinheit (110) zu speichern.
9. System (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- die Sensoreinheit (110) für einen Deckel zum Abdecken eines Behälters (120) ausgebildet ist und/oder Teil eines Deckels zum Abdecken eines Behälters (120) ist;
- der Behälter (120) zur Aufbewahrung einer Substanz (121) verwendet wird; und
- die Sensoreinheit (110) zumindest einen Inhaltssensor (114) umfasst, der eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf die Substanz (121) in dem Behälter (120) zu erfassen.
10. System (100) gemäß Anspruch 9, wobei
- der Inhaltssensor (114) einen Abstandssensor umfasst, der eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf einen Abstand (124) zwischen dem Abstandssensor und einer Oberfläche der Substanz (121) in dem Behälter (120) zu erfassen; und
- die Zentraleinheit (101) eingerichtet ist, auf Basis der Sensordaten einen Füllstand (122) der Substanz (121) in dem Behälter (120) zu ermitteln.
11. System (100) gemäß Anspruch 10, wobei die Maßnahme umfasst, Veranlassen einer Nachbestellung der in dem Behälter (120) gelagerten Substanz (121) und/oder Senden von Information in Bezug auf die in dem Behälter (120) gelagerte Substanz (121) an ein elektronisches Gerät (130) eines Nutzers des Systems (100).
12. System (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zentraleinheit (101) eingerichtet ist, als Maßnahme die Zwischeneinheit (140) zu veranlassen, eine Ausgabe an einen Nutzer der Zwischeneinheit (140) zu bewirken; und/oder ein Hausgerät eines Nutzers der Sensoreinheit (110) zu veranlassen, eine Ausgabe zu bewirken.
13. System (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Zwischeneinheit (140) eingerichtet ist, wiederholt oder kontinuierlich über eine Kommunikationsschnittstelle der Zwischeneinheit (140) zu überprüfen, ob eine Sensoreinheit (110) im Umfeld der Zwischeneinheit (140) eine Sensor-Nachricht (141) gesendet hat.
14. System (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein
Kommunikationsverfahren, mit dem die Sensor-Nachricht (141) gesendet wird, eine Reichweite von 20 Metern oder weniger oder von 10 Metern oder weniger aufweist.
15. System (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Zwischeneinheit (140) eingerichtet ist, Metadaten in Bezug auf die Zwischeneinheit (140) zu der Zwischen-Nachricht (142) hinzuzufügen.
PCT/EP2020/061923 2019-05-03 2020-04-29 System zur bereitstellung und verarbeitung von sensordaten WO2020225058A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20723108.5A EP3963835A1 (de) 2019-05-03 2020-04-29 System zur bereitstellung und verarbeitung von sensordaten

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019206395.0A DE102019206395A1 (de) 2019-05-03 2019-05-03 System zur Bereitstellung und Verarbeitung von Sensordaten
DE102019206395.0 2019-05-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020225058A1 true WO2020225058A1 (de) 2020-11-12

Family

ID=70480291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/061923 WO2020225058A1 (de) 2019-05-03 2020-04-29 System zur bereitstellung und verarbeitung von sensordaten

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3963835A1 (de)
DE (1) DE102019206395A1 (de)
WO (1) WO2020225058A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117614799A (zh) * 2023-12-12 2024-02-27 中国人民解放军军事科学院系统工程研究院 一种基于模型分层映射的传感器协议适配方法及装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130217333A1 (en) * 2012-02-22 2013-08-22 Qualcomm Incorporated Determining rewards based on proximity of devices using short-range wireless broadcasts
US20150281364A1 (en) * 2014-04-01 2015-10-01 Google Inc. Associating broadcasting device data with user account

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160081127A1 (en) * 2013-04-30 2016-03-17 Radiopulse Inc. Smart home device and network management system
US11171803B2 (en) * 2014-02-08 2021-11-09 Switchmate Home Llc Smart home communications architecture
US9610476B1 (en) * 2016-05-02 2017-04-04 Bao Tran Smart sport device
US9872155B2 (en) * 2016-02-18 2018-01-16 Vivint, Inc. Event triggered messaging

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130217333A1 (en) * 2012-02-22 2013-08-22 Qualcomm Incorporated Determining rewards based on proximity of devices using short-range wireless broadcasts
US20150281364A1 (en) * 2014-04-01 2015-10-01 Google Inc. Associating broadcasting device data with user account

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117614799A (zh) * 2023-12-12 2024-02-27 中国人民解放军军事科学院系统工程研究院 一种基于模型分层映射的传感器协议适配方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019206395A1 (de) 2020-11-05
EP3963835A1 (de) 2022-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3314977B1 (de) Systeme, verfahren und vorrichtung zum konfigurieren eingebetteter vorrichtungen
DE112019003309T5 (de) Vorrichtung für einen sicheren sendungsempfang mit delegierungskette
CN109254789A (zh) 智能设备电控固件烧写方法、系统、智能设备及服务器
WO2013071999A1 (de) Smart home-gerät, smart home-steuereinheit, smart home-system und verfahren zur einbindung eines smart home-geräts in ein smart home-system
EP3559920A1 (de) Verfahren zum betrieb einer getränkezubereitungsmaschine, getränkezubereitungsmaschine und computerprogramm
US20110295992A1 (en) Server and method for providing device management service and device receiving the device management service
WO2020225058A1 (de) System zur bereitstellung und verarbeitung von sensordaten
CN109523661A (zh) 一种安全监控方法、装置、系统、服务器及可读存储介质
CN107231245A (zh) 上报监控日志的方法及装置、处理监控日志的方法及装置
EP2850860B1 (de) Sicherung eines energiemengenzählers gegen unbefugten zugriff
EP2929665B1 (de) Verfahren, anordnung zur verarbeitung von informationen in einem haushaltsgerät sowie haushaltsgerät
CN108093077A (zh) 异常处理方法、装置以及服务器
DE102012222573A1 (de) Vorrichtung zum Einsatz in einem Messsystem zur Erfassung von übertragener Energie
EP2701360B1 (de) Hausgerät mit Kommunikationsmodul
WO2017042195A1 (de) System und kommunikationsmodul zur steuerung eines haushaltsgerätes
CN115484034A (zh) 一种智能家电设备通信校验的方法及智能家电系统
EP3028430B1 (de) Anrichtung zum erlauben von zugriff auf definierte addresse hinsichtlich zugriffsliste
WO2022022997A1 (de) Kanalbasierte kommunikation in einem iot-netzwerk
CN107920003B (zh) 一种管理家电设备的方法、设备和系统
DE102013223949B4 (de) Verfahren zum Ermöglichen einer Fernsteuerung und/oder Fernüberwachung des Betriebs von Haushaltsgeräten mithilfe einer Kommunikationseinrichtung und entsprechendes System
CN109087489A (zh) 基于lorawan的周界报警系统
EP4136824A1 (de) Gerät zum einsatz im internet der dinge
US20160344727A1 (en) Characterizing a client apparatus on at least one server apparatus
WO2013117405A1 (de) Verfahren zur personalisierung einer smart meter vorrichtung mit einem sicherheitsmodul
WO2020120051A1 (de) Verfahren, vorrichtungen und system zur bereitstellung eines leistungsgegenstandes

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20723108

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020723108

Country of ref document: EP

Effective date: 20211203