DE102014012517B4 - Vorrichtungsnähe - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Bestimmen der Nähe einer ersten Vorrichtung zu einer zweiten Vorrichtung, wobei die erste Vorrichtung und die zweite Vorrichtung in der Lage sind, als Teil eines Maschennetzes mittels Maschennetzpaketen (400), die ein Feld für die Lebenszeit (430) umfassen, zu kommunizieren, wobei das Verfahren bei der zweiten Vorrichtung umfasst: Empfangen eines ersten Pakets mit ersten Nutzdaten und einem ersten Lebenszeitwert, wobei der erste Lebenszeitwert so ist, dass eine das erste Paket empfangende Vorrichtung veranlasst wird, die ersten Nutzdaten nicht weiter zu übertragen; und Erzeugen, in Abhängigkeit vom ersten Paket, eines zweiten Pakets mit zweiten Nutzdaten und einem zweiten Lebenszeitwert, wobei die zweiten Nutzdaten indikativ für die Nähe der ersten Vorrichtung zu der zweiten Vorrichtung sind und der zweite Lebenszeitwert so ist, dass eine das zweite Paket empfangende Vorrichtung veranlasst wird, die zweiten Nutzdaten weiter zu übertragen, wobei das zweite Paket in Abhängigkeit davon erzeugt wird, ob die Näheindikation über einem vorbestimmten Näheschwellwert liegt.

Description

  • Diese Erfindung betrifft die Bestimmung der Nähe einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung.
  • Die Notwendigkeit, eine Vielzahl von Gegenständen mit der Fähigkeit Nachrichten zu senden und zu empfangen auszustatten, nimmt zu. Im Fall eines Eigenheims ist es beispielsweise gewünscht, dass die Gegenstände in einem Raum in der Lage sind, miteinander zu kommunizieren, und auch potentiell in der Lage sind, mit dem Internet oder einer Cloud zu kommunizieren. Beispielsweise kann der Raum eine Lampe, einen Lichtschalter, ein Fenster oder eine Tür aufweisen. Es kann gewünscht sein, dass jeder dieser Gegenstände in der Lage ist, mit den anderen zu kommunizieren, so dass das Eigenheim automatisiert werden kann.
  • Um Gegenstände in die Lage zu versetzen, miteinander zu kommunizieren, können sie mit einer Kommunikationsvorrichtung ausgestattet werden, die mit ähnlichen Kommunikationsvorrichtungen, die mit anderen Gegenständen verbunden sind, kommunizieren kann. Um den größten Nutzen aus dieser Architektur zu ziehen, muss eine große Anzahl von Gegenständen in der Lage sein, miteinander zu kommunizieren. Das Ergebnis kann ein Netz aus vielen Kommunikationsvorrichtungen sein, die jeweils einem entsprechenden Gegenstand zugeordnet sind. Da viele dieser Gegenstände selbst auf keine Stromversorgung zugreifen können oder keine solche benötigen (beispielsweise ein Fenster, eine Tür, auf einem Regal gelagerte Pakete etc.), ist es gewünscht, dass die Vorrichtungen, die stellvertretend für die Gegenstände kommunizieren, batteriebetriebene Vorrichtungen sind, die nur eine geringe Energiemenge verbrauchen. Es ist auch wünschenswert, dass diese Vorrichtungen in der Lage sind, drahtlos miteinander zu kommunizieren, so dass es keine Notwendigkeit für zwischen ihnen verlaufende Kabel gibt.
  • Kommunikationsvorrichtungen, die mit anderen Kommunikationsvorrichtungen kommunizieren können sind etwa aus den Dokumenten US 2014/0113560 A1 , US 2013/0065584 A1 , US 2012/00220351 A1 und Goosen, C. A.; „Design and Implementation of a Bluetooth 4.0 LE Infrastructure for Mobile Devices”; (Bachelorarbeit der Universität Ulm, 16. Mai 2014) bekannt.
  • Ein geeignetes Kommunikationsverfahren für ein solches Netz ist die Verwendung eines Maschennetzprotokolls bzw. Protokoll eines vermaschten Netzes (engl. mesh network protocol). Dies erlaubt einer ersten Vorrichtung, eine Nachricht an eine zweite Vorrichtung zu senden, die sich außerhalb des Kommunikationsbereichs der ersten Vorrichtung befinden kann, indem die Nachricht über eine oder mehrere dazwischenliegende Vorrichtungen übertragen wird. Historisch betrachtet sind Maschennetzprotokolle üblicherweise um das Konzept aufgebaut, dass Vorrichtungen Nachrichten unter Verwendung komplexer Routingtabellen senden. Solche komplexen Routingtabellen erfordern eine Rechenleistung, die dazu neigt, den Stromverbrauch der Vorrichtungen zu erhöhen. Solche Maschennetzprotokolle neigen auch dazu, nach proprietären Protokollen zu arbeiten. Das bedeutet, dass die Vorrichtungen speziell für die Aufgabe der Kommunikation gemäß einem bestimmten Maschennetz hergestellt werden müssen. Dies ist nicht wünschenswert, da es die Kosten der Vorrichtungen, die in einer Vielzahl von Örtlichkeiten installiert und/oder an eine Vielzahl verschiedener Vorrichtungen angebracht werden können, erhöht.
  • 1 zeigt ein Beispiel eines Netzes. Das Netz umfasst eine Reihe von Vorrichtungen 1. Jede Vorrichtung kann drahtlos mit den anderen Vorrichtungen, die sich in ihrem wirksamen Bereich befinden, kommunizieren. Die Vorrichtungen können Signale von einer Vorrichtung zu einer anderen über weitere andere Vorrichtungen verbreiten. Zum Beispiel, wenn Vorrichtung 1a ein Signal überträgt, kann dieses Signal von den Vorrichtungen 1b und 1c, die sich innerhalb des Bereichs von Vorrichtung 1a befinden, empfangen werden. Die Vorrichtungen 1b und 1c können das von Vorrichtung 1a empfangene Signal weiterleiten, so dass es von Vorrichtung 1d, die sich außerhalb des Bereichs von Vorrichtung 1a befindet, empfangen werden kann. Dieses Kommunikationsverfahren erlaubt es mit Vorrichtungen zu kommunizieren, obwohl sie sich außerhalb des direkten Bereichs der jeweils anderen befinden.
  • 1 zeigt eine weitere Vorrichtung 1e, die sich außerhalb des Drahtlosbereichs aller Vorrichtungen 1a bis 1d befindet. In einem elementaren Maschennetz kann keine der Vorrichtungen 1a bis 1d unter Verwendung des Netzprotokolls mit Vorrichtung 1e kommunizieren. Beispielsweise können die Vorrichtungen 1a und 1e, wie bei 2 veranschaulicht, an ein kabelgebundenes Netz angeschlossen sein und das Vorrichtungspaar kann in der Lage sein, über dieses kabelgebundene Netz zu kommunizieren. Das kabelgebundene Netz kann erwartungsgemäß ein anderes Protokoll als das Drahtlosprotokoll verwenden. Eine Folge davon ist, dass Vorrichtung 1a nicht einfach Nachrichten des Netzprotokolls an Vorrichtung 1e weiterleiten kann, was die Kommunikation mit Vorrichtung 1e ungünstig gestaltet.
  • 2 zeigt ein zwei Maschennetze 20, 21 umfassendes Kommunikationssystem. Das erste Maschennetz 20 umfasst eine Reihe von Vorrichtungen 22, 23, die ad hoc miteinander kommunizieren können, um Daten untereinander zu übertragen. Eine dieser Vorrichtungen, 23, ist in der Lage, über eine Verbindung 24 mit einer Vorrichtung 25 im zweiten Netz 21 zu kommunizieren. Die Verbindung 24 benutzt ein anderes Protokoll als das Netzprotokoll. Im zweiten Netz 21 können die Vorrichtungen 25 und Vorrichtung 26 miteinander ad hoc kommunizieren. Die Vorrichtungen 23 und 25 sind ausgelegt, Nachrichten des Netzprotokolls aus Netz 20 über die Verbindung 24 weiterzugeben und sie in Netz 21 einzuspeisen und umgekehrt. Auf diese Art können Vorrichtungen 22, die keine direkte Kommunikationsmöglichkeit mit den Vorrichtungen in Netz 21 aufweisen, mit den Vorrichtungen 25 und 26 kommunizieren. Die Vorrichtungen 23 und 25 dienen als Brücke oder Tunnel zwischen den Netzen 20 und 21.
  • Es kann vorteilhaft sein, manche Verhaltensaspekte einer an das Maschennetz angeschlossenen Vorrichtung zu steuern. Manche Aspekte ihres Verhaltens können verändert werden, beispielsweise in Abhängigkeit von ihrem umliegenden Umfeld. Beispielsweise wäre es zweckmäßig, an das Maschennetz angeschlossene Lampen zu haben, damit sie sich automatisch ein- oder ausschalten können, sobald sich ein Benutzer in einem Gebäude bewegt. In einem anderen Beispiel kann es für das Maschennetz zweckmäßig sein, ein gewisses Serviceniveau zu erhalten, das die Übertragung von Nachrichten von einer Vorrichtung zu einer anderen Vorrichtung sicherstellt, auch wenn die Energie mancher dazwischenliegender weiterleitender Vorrichtungen knapp wird und sie dadurch weniger in der Lage sind, Nachrichten weiterzuleiten. In diesen Beispielen kann es zweckmäßig sein, den Ort (absolut oder relativ zu anderen Vorrichtungen) der Netzvorrichtungen zu kennen, so dass ihr Verhalten geeigneterweise gesteuert werden kann. Somit besteht ein Bedarf für ein Verfahren zur Nähebestimmung von Vorrichtungen zu anderen Vorrichtungen in einem Maschennetz.
  • Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum Bestimmen der Nähe einer ersten Vorrichtung zu einer zweiten Vorrichtung bereitgestellt, wobei das Verfahren bei der zweiten Vorrichtung umfasst: Empfangen eines ersten Pakets mit ersten Nutzdaten und einem ersten Lebenszeitwert, wobei der erste Lebenszeitwert so ist, dass eine das erste Paket empfangende Vorrichtung veranlasst wird, die ersten Nutzdaten nicht weiter zu übertragen; und Erzeugen, in Abhängigkeit vom ersten Paket, eines zweiten Pakets mit zweiten Nutzdaten und einem zweiten Lebenszeitwert, wobei die zweiten Nutzdaten indikativ für die Nähe der ersten Vorrichtung zu der zweiten Vorrichtung sind und der zweite Lebenszeitwert so ist, dass eine das zweite Paket empfangende Vorrichtung veranlasst wird, die zweiten Nutzdaten weiter zu übertragen.
  • Die Nutzdaten des zweiten Pakets können einen Identifikator für die erste Vorrichtung, einen Identifikator für die zweite Vorrichtung und die Näheindikation umfassen.
  • Die zweite Vorrichtung kann ausgelegt sein, eine oder mehrere andere Vorrichtungen anzuweisen, in Abhängigkeit von der Näheindikation eine Handlung durchzuführen.
  • Die erste und die zweite Vorrichtung können sich in einem Netz von Vorrichtungen befinden, das eine dritte Vorrichtung umfasst, wobei das Verfahren bei der dritten Vorrichtung ferner das Empfangen und ein Analysieren des ersten Pakets und eines Pakets, das die Anweisung enthält, und in Abhängigkeit von der Analyse das Nichtbefolgen der Anweisung umfassen kann. Bei der dritten Vorrichtung und bei Nichtbefolgen der Anweisung kann das Verfahren ferner ein Erzeugen und ein Übertragen eines dritten Pakets umfassen, das eine Nachricht umfasst, die darauf hinweist, dass die Anweisung nicht befolgt wurde.
  • Das zweite Paket kann in Abhängigkeit von der Näheindikation erzeugt werden, wenn diese über einem vorbestimmten Näheschwellwert liegt.
  • Das zweite Paket kann in Abhängigkeit von der Näheindikation erzeugt werden, wenn diese unter einem vorbestimmten Näheschwellwert liegt und innerhalb eines vorbestimmten Zeitraumes nach dem Empfangen des ersten Pakets kein Paket empfangen wird, das indikativ für die Nähe der ersten Vorrichtung zu einer anderen Vorrichtung ist.
  • Das Verfahren kann bei der zweiten Vorrichtung ferner umfassen: Empfangen eines dritten Pakets mit dritten Nutzdaten und einem dritten Lebenszeitwert in Abhängigkeit vom ersten Paket, wobei die dritten Nutzdaten indikativ für die Nähe der ersten Vorrichtung zu einer dritten Vorrichtung sind und der dritte Lebenszeitwert so ist, dass eine das dritte Paket empfangende Vorrichtung dazu veranlasst wird, die dritten Nutzdaten weiter zu übertragen; und Verarbeiten der dritten Nutzdaten, um die angezeigte Nähe der ersten Vorrichtung zu der dritten Vorrichtung mit der angezeigten Nähe der ersten Vorrichtung zu der zweiten Vorrichtung zu vergleichen. Das Verfahren kann bei der zweiten Vorrichtung ferner das Erzeugen und Aussenden eines vierten Pakets in Abhängigkeit vom Vergleich umfassen, wobei das vierte Paket Nutzdaten umfasst, die ausgelegt sind, eine weitere Vorrichtung zur Durchführung einer ersten Handlung zu veranlassen. Das Verfahren kann bei der zweiten Vorrichtung ferner ein Durchführen einer zweiten Handlung in Abhängigkeit vom Vergleich umfassen.
  • Die erste und die zweite Vorrichtung können sich in einem Netz von Vorrichtungen befinden, das eine dritte Vorrichtung umfasst, wobei das Verfahren bei einer dritten Vorrichtung ferner umfassen kann: Empfangen des ersten Pakets, das einen Identifikator für die erste Vorrichtung umfasst; und Bestimmen, ob ein drittes Paket erzeugt werden soll, abhängig davon, ob die dritte Vorrichtung das zweite Paket empfängt oder nicht, wobei das dritte Paket dritte Nutzdaten und einen dritten Lebenszeitwert in Abhängigkeit vom ersten Paket umfasst, wobei die dritten Nutzdaten indikativ für die Nähe der ersten Vorrichtung zu der dritten Vorrichtung sind und der dritte Lebenszeitwert so ist, dass eine das dritte Paket empfangende Vorrichtung veranlasst wird, die dritten Nutzdaten weiter zu übertragen.
  • Das Verfahren kann bei der zweiten Vorrichtung ferner ein Messen einer Eigenschaft des empfangenen ersten Pakets umfassen, wobei die Eigenschaft wenigstens eine aus Signalstärke, Signallaufzeit, Signalankunftszeit, Signalqualität und Signalfehler ist.
  • Die erste und die zweite Vorrichtung können in der Lage sein, in einem Maschennetz zu kommunizieren.
  • Die erste und die zweite Vorrichtung können in der Lage sein, gemäß einem Drahtloskommunikationsprotokoll zu arbeiten, das einen Sendepakettyp definiert. Das Verfahren kann bei der zweiten Vorrichtung ferner umfassen: Empfangen eines ersten Sendepakets des Sendepakettyps, wobei das Sendepaket das erste Paket umfasst; und Aussenden eines zweiten Sendepakets des Sendepakettyps, wobei das zweite Sendepaket das zweite Paket umfasst. Das Drahtloskommunikationsprotokoll kann Bluetooth Low Energy sein.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt ist eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung bereitgestellt, umfassend: einen Sendeempfänger, der ausgelegt ist, von einer ersten Vorrichtung ein erstes Paket mit ersten Nutzdaten und einem ersten Lebenszeitwert zu empfangen, wobei der erste Lebenszeitwert so ist, dass eine das erste Paket empfangende Vorrichtung veranlasst wird, die ersten Nutzdaten nicht weiter zu übertragen; einen Prozessor, der ausgelegt ist, das erste Paket zu verarbeiten und in Abhängigkeit vom ersten Paket ein zweites Paket mit zweiten Nutzdaten und einem zweiten Lebenszeitwert zu erzeugen, wobei die zweiten Nutzdaten indikativ für die Nähe der ersten Vorrichtung zu der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung sind und der zweite Lebenszeitwert so ist, dass eine das zweite Paket empfangende Vorrichtung veranlasst wird, die zweiten Nutzdaten weiter zu übertragen.
  • Gemäß einem dritten Aspekt ist ein Kommunikationssystem bereitgestellt, wobei dieses umfasst: eine erste Vorrichtung, die ausgelegt ist, ein erstes Paket mit ersten Nutzdaten und einem ersten Lebenszeitwert zu übertragen, wobei der erste Lebenszeitwert so ist, dass eine das erste Paket empfangende Vorrichtung veranlasst wird, die ersten Nutzdaten nicht weiter zu übertragen, und eine zweite Vorrichtung, die ausgelegt ist, das erste Paket zu empfangen und in Abhängigkeit vom ersten Paket ein zweites Paket mit zweiten Nutzdaten und einem zweiten Lebenszeitwert zu erzeugen, wobei die zweiten Nutzdaten indikativ für die Nähe der ersten Vorrichtung zu der zweiten Vorrichtung sind und der zweite Lebenszeitwert so ist, dass eine das zweite Paket empfangende Vorrichtung veranlasst wird, die zweiten Nutzdaten weiter zu übertragen.
  • Das Kommunikationssystem kann ferner mehrere Drahtlosknoten umfassen, die sich innerhalb einer vorbestimmten Fläche befinden und ein Maschennetz ausbilden, wobei jeder Knoten einer Region innerhalb der Fläche zugeordnet ist, wobei die zweite Vorrichtung einer der mehreren Drahtlosknoten ist und ein bestimmter Knoten der mehreren Drahtlosknoten dazu ausgelegt ist, das zweite Paket zu empfangen und in Abhängigkeit vom zweiten Paket und der mit dem bestimmten Knoten zugehörigen Region eine Handlung durchzuführen. Das Kommunikationssystem kann ferner eine Verwaltungsvorrichtung umfassen, die in der Lage ist, im Maschennetz zu kommunizieren, wobei die Verwaltungsvorrichtung dazu ausgelegt ist, ein drittes Paket mit Nutzdaten zu erzeugen und zu übertragen, die in der Lage sind, einer bestimmten Region zugeordnete Vorrichtungen eine bestimmte Handlung durchführen zu lassen.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun anhand eines Beispiels mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei in den Zeichnungen:
  • 1 eine ein Maschennetz umfassende Konfiguration zeigt;
  • 2 überbrückte Maschennetze zeigt;
  • 3 ein beispielhaftes Maschenpaketformat veranschaulicht;
  • 4 ein mehrere drahtlose Kommunikationsvorrichtungen umfassendes Maschennetz zeigt; und
  • 5 eine schematische Abbildung einer beispielhaften Kommunikationsvorrichtung zeigt.
  • Die nachfolgende Beschreibung wird dargelegt, um es Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung zu ermöglichen, die Erfindung herzustellen und einzusetzen, und wird im Kontext einer bestimmten Anwendung bereitgestellt. Verschiedene Modifikationen der offenbarten Ausführungsformen werden für Fachleute auf dem Gebiet der Erfindung leicht erkennbar sein.
  • Die hier definierten Grundprinzipien können auf andere Ausführungsformen und Anwendungen angewandt werden, ohne vom Wesen und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Somit soll die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt sein, sondern ihr soll der weitest mögliche, mit allen hier offenbarten Prinzipien und Merkmalen zu vereinbarende Schutzumfang gewährt werden.
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft drahtlose Kommunikationsvorrichtungen, die in der Lage sind, als Teil eines Maschennetzes, das gemäß einem Netzprotokoll arbeitet, zu kommunizieren. In den hier beschriebenen Beispielen sind die Vorrichtungen in der Lage, gemäß einem Netzprotokoll, das unter Verwendung eines Drahtloskommunikationsprotokolls (z. B. wie etwa Bluetooth Low Energy (BLE)) umgesetzt ist, zu arbeiten. Das Betreiben der Vorrichtungen gemäß einem Netzprotokoll wird in den folgenden Absätzen beschrieben.
  • Die Vorrichtungen sind in der Lage, gemäß einem Drahtloskommunikationsprotokoll, das einen Sendepakettyp definiert, zu kommunizieren. Der Sendepakettyp ist durch das Drahtloskommunikationsprotokoll nicht als an eine bestimmte Vorrichtung adressiert definiert. Das ist deshalb, weil der Sendepakettyp gemäß einem Drahtloskommunikationsprotokoll übertragen wird, das ohne Kenntnis der Existenz der Netzstruktur, die an der Transportschicht innerhalb des Maschennetzes vorliegt, ist.
  • Das Maschennetz wird nicht durch das Drahtloskommunikationsprotokoll definiert. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung verwendet den Sendepakettyp gemäß dem Drahtloskommunikationsprotokoll, um Maschennetzdatenpakete zu senden. Die Maschennetzdatenpakete sind geeignete Transportschichtdatenpakete. Wenn die drahtlose Kommunikationsvorrichtung ein Datenpaket des Sendepakettyps empfängt, überprüft sie, ob die Nutzdaten ein Maschennetzdatenpaket umfassen. Ist dies der Fall, kann sie überprüfen, ob das Maschennetzdatenpaket zuvor von der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung empfangen wurde. Falls das Paket zuvor von der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung empfangen wurde, kann sie entscheiden, das Maschendatenpaket nicht weiter zu übertragen. Falls das Paket nicht zuvor von der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung empfangen wurde, dann überprüft sie einen Lebenszeitwert des Maschendatenpakets, um zu sehen, ob er gleich einem vorbestimmten Schwellwert ist. Falls der Lebenszeitwert nicht gleich dem vorbestimmten Schwellwert ist, dann überträgt die Vorrichtung das Maschendatenpaket innerhalb eines Datenpakets des Sendepakettyps weiter. Bei der Weiterübertragung ist der einzige Anteil des Maschendatenpakets, der verändert wird, der Lebenszeitwert, so dass er die Tatsache widerspiegelt, dass das Paket empfangen und weiterübertragen wurde. Somit bleiben die Nutzdaten des Maschendatenpakets bei der Weiterübertragung unverändert. Falls der Lebenszeitwert jedoch gleich dem vorbestimmten Schwellwert ist, überträgt die Kommunikationsvorrichtung das Maschendatenpaket nicht weiter.
  • 3 veranschaulicht ein Format eines beispielhaften Maschennetzpakets 400. Das Paket 400 kann ein Nachrichtenfeld einer höheren Schicht 410, ein Feld für den Nachrichtenauthentifizierungscode (MAC) 420 und ein Feld für die Lebenszeit (Time-To-Live, TTL) 430 umfassen.
  • Das Paket 400 kann innerhalb der Nutzdaten eines Sendepakets umfasst sein, welches beispielsweise ein nichtverbindbares Bluetooth-Low-Energy-Werbepaket sein kann. Das Paket 400 kann ein Netztransportschichtpaket sein, das eine Vorrichtung auf der Transportschicht verarbeiten kann, um die Weiterübertragung der Nachricht durch ein Netz zu ermöglichen.
  • Das Nachrichtenfeld der höheren Schicht 410 kann eine Nachricht umfassen, die von einer Vorrichtung erzeugt wird, um an eine oder mehrere andere Vorrichtungen gesendet zu werden. Die Inhalte der Nachricht der höheren Schicht können für die Verarbeitung in einer Schicht, die höher ist als die Transportschicht (z. B. auf dem Anwendungsniveau), vorgesehen sein und somit kann sie für die Transportschicht undurchsichtig sein. Das Nachrichtenfeld der höheren Ebene 410 kann die Kennzahl des Senders und eine Seriennummer umfassen. Die Seriennummer kann für den bestimmten Sender eindeutig sein. Das Paar aus Senderkennzahl und Seriennummer kann verwendet werden, um eine bestimmte Nachricht innerhalb des Maschennetzes eindeutig zu identifizieren. Die Nachricht der höheren Schicht 410 kann als die Nutzdaten des Pakets angesehen werden, da sie die Information enthält, die der Zweck für die Übertragung des Pakets ist. Beispielsweise kann ein Lichtschalter, der eine Netzvorrichtung ist, eine Lampe, die ebenfalls eine Netzvorrichtung ist, dazu anweisen wollen sich einzuschalten und kann somit eine geeignete Nachricht für diese Lampe auf einer Anwendungsschicht erzeugen. Paket 400 kann anschließend mit der Nachricht der Anwendungsschicht ausgebildet werden, die in der Nachricht der höheren Schicht 410 beinhaltet ist. Die Nutzdaten des Netztransportpakets 400 können auch als statischer Inhalt des Netztransportpakets 400 beschrieben werden, weil sie bei ihrer Weiterübertragung durch das Maschennetz nicht verändert werden.
  • Das Paket 400 kann ein MAC-Feld 420 umfassen, das verwendet werden kann, um das Paket zu identifizieren und zu authentifizieren. Der MAC kann basierend auf den Inhalten des Nachrichtenfelds der höheren Schicht 410 berechnet werden.
  • Das TTL-Feld 430 kann allgemein als ein Lebenszeitfeld 430 beschrieben werden, das die Lebenszeit des Netztransportpakets 400 innerhalb des Maschennetzes definiert. Das Lebenszeitfeld 430 des Netztransportpakets 400 kann von einer empfangenden Vorrichtung verwendet werden, um zu bestimmen, ob das empfangene Netztransportpaket 400 weiterübertragen werden soll oder nicht. Wenn eine Vorrichtung ein Paket 400 weiterüberträgt, dann überträgt die Vorrichtung das Paket weiter, wobei die Felder 410 und 420 in identischem Zustand zu denen des Paketinhalts beim Empfang des Pakets durch die Vorrichtung sind, außer dass sie den TTL-Wert verringert z. B. um eins. Jede Vorrichtung ist ausgelegt, keine Maschenpakete, die sie mit einem TTL-Wert von null empfängt, weiter zu übertragen. Auf diese Weise verhindert der TTL-Wert, dass Nachrichten unbegrenzt in einem Maschennetz zirkulieren. Mit diesem Verhalten vor Augen kann der Ursprungswert des TTL-Werts abhängig von den Eigenschaften des Netzes gesetzt werden. Ein großes oder unzuverlässiges Netz kann einen höheren Anfangs-TTL-Wert erfordern als ein kleineres, zuverlässigeres Netz. In anderen Implementierungen könnte der TTL-Wert auf andere Weisen interpretiert werden: beispielsweise könnte er bei jeder Weiterübertragung bis zu einer vorher gesetzten Grenze erhöht werden.
  • In manchen Situationen kann es wünschenswert sein, dass Vorrichtungen in einem Maschennetz (das wie oben beschrieben arbeiten kann) in der Lage sind, das Verhalten und die Handlungen anderer Vorrichtungen im Netz zu beeinflussen. Für manche Handlungen kann es zweckmäßig sein, dass eine Vorrichtung über ihre Umgebung und über ihre benachbarten Vorrichtungen Bescheid weiß. Beispielsweise wie in obigem Beispiel beschrieben kann es zweckmäßig sein, dass eine Gruppe von Netzvorrichtungen, wie etwa Glühbirnen, in der Lage sind, die Position eines Benutzers zu bestimmen, so dass die Glühbirnen im selben Raum wie der Benutzer eingeschaltet werden können und die Glühbirnen in anderen Räumen ausgeschaltet werden können. Der Benutzer kann eine Vorrichtung (wie etwa ein Smartphone) tragen, die in der Lage ist, mit anderen Vorrichtungen im Maschennetz zu kommunizieren. Wie nachfolgend detaillierter beschrieben, würde dies den Netzvorrichtungen erlauben, die Gegenwart eines Benutzers in ihrem umliegenden Umfeld zu detektieren und ihr Verhalten (und das Verhalten anderer Vorrichtungen) dementsprechend zu ändern.
  • In einem anderen Beispiel kann es zweckmäßig sein, dass eine Netzvorrichtung, die sich an einer festgelegten Position befindet, über andere benachbarte fest positionierte Netzvorrichtungen Bescheid weiß, so dass sie ihre Fähigkeit, Maschenpakete weiter zu übertragen, gemäß der Anzahl von (und vorzugsweise Zuverlässigkeit von) ihren benachbarten Vorrichtungen anpassen kann. Das kann helfen sicherzustellen, dass Maschenpakete im Netz verbreitet werden.
  • 4 zeigt ein beispielhaftes Maschennetz 300, das eine Vielzahl von Gegenständen umfasst, wobei jeder Gegenstand mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung ausgestattet ist, die dem Gegenstand erlaubt, unter Verwendung des Netzprotokolls zu kommunizieren. Dieses Maschennetz 300 umfasst Lampen 110, 120, 130, 140, 150, 210, 220, 240 und 250, einen Ventilator 160 und Lichtschalter 170 und 270, die jeweils mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung ausgestattet sind, die die Kommunikation über das Maschennetz 300 ermöglicht.
  • Ein Smartphone 260 kann ebenfalls Teil des Maschennetzes 300 sein oder in der Lage sein, von den Vorrichtungen im Maschennetz 300 detektiert zu werden. Das Smartphone 260 kann tragbar sein und kann detektiert werden, sobald es in den Bereich einer Vorrichtung im Netz 300 gerät, was dazu führen kann, dass Vorrichtungen im Netz bestimmte Handlungen durchführen, wie nachfolgend beschrieben.
  • Manche der Vorrichtungen im Maschennetz 300 können sich in festgelegten physischen Positionen befinden und ihnen zugehörige Regionen aufweisen. Beispielsweise können die Lampen 110, 120, 130, 140, 150, der Ventilator 160 und der Lichtschalter 170 einer anderen Region, wie etwa einem ersten Raum 100 und Lampen 210, 220, 230, 240, 250 und der Lichtschalter 270, einer anderen Region etwa einem zweiten Raum 200, zugeordnet sein. Die Region, zu der eine Vorrichtung gehört, kann auf der Vorrichtung und/oder auf einer Maschennetzverwaltungsvorrichtung, wie etwa dem Smartphone 260 und/oder einem Server (nicht gezeigt), gespeichert sein, die in der Lage ist, Netznachrichten zu empfangen und zu senden (was über eine Brücke, wie oben mit Bezug auf 2 beschrieben, geschehen kann).
  • Eine tragbare Vorrichtung, wie etwa ein Smartphone 260, kann nicht einer Region zugehörig sein, da es in der Lage ist, sich an verschiedene Positionen zu bewegen. Das Smartphone 260 kann ausgelegt sein, in einem Modus zu arbeiten, der es ermöglicht, dass seine Nähe zu anderen Netzvorrichtungen bestimmt wird. Das Smartphone 260 kann ausgelegt sein, in regelmäßigen Abständen ein „Näheereignis”-Paket, d. h. ein Maschenpaket mit einem TTL-Wert, der einen vorbestimmten Wert (z. B. null) hat, zu übertragen. Wie oben erwähnt, wird keine Netzvorrichtung, die ein Maschenpaketpaket mit einem TTL-Wert von null empfängt, dieses Paket weiterübertragen. Das Näheereignispaket kann Nutzdaten aufweisen, die Informationen, wie etwa einen Identifikator für das Smartphone 260 und/oder eine Pakettypindikation, wie etwa ein Näheereignispakettyp, umfassen. Dies erlaubt Netzvorrichtungen, die das Näheereignispaket empfangen, zu bestimmen, dass sich das Smartphone 260 physisch in der Nähe dieser Vorrichtungen befindet. Beispielsweise kann die Lampe 250 sich innerhalb des Übertragungsbereichs des Smartphones 260 befinden und in der Lage sein, das Näheereignispaket zu empfangen. Da das Näheereignispaket einen TTL-Wert von null hat und die Nutzdaten Informationen umfassen, die indikativ für seinen Pakettyp sind, ist die Lampe 250 in der Lage zu bestimmen, dass das Paket direkt vom Smartphone 260 empfangen wurde und nicht über eine andere Netzvorrichtung weitergeleitet wurde. Somit ist die Lampe 250 in der Lage zu bestimmen, dass sich das Smartphone 260 in der Nähe befindet.
  • In Reaktion auf ein Empfangen des Näheereignispakets kann die Lampe 250 anschließend ein „Nähebericht-”Paket erzeugen und übertragen. Dieses Paket kann andere Vorrichtungen im Maschennetz 100 informieren, dass sich die Lampe 250 in der Nähe des Smartphones 260 befindet. Damit der Nähebericht an andere Vorrichtungen im Maschennetz gesendet werden kann, hat der TTL-Wert einen Wert, der größer als eins ist, so dass er von zumindest einer Vorrichtung weiterübertragen werden kann. Das Näheberichtpaket kann Nutzdaten umfassen, die Informationen, wie etwa einen Identifikator für das Smartphone 260, einen Identifikator für die Lampe 250, die der Lampe zugehörigen Region (z. B. einen Gruppenidentifikator), eine Näheindikation des Smartphones 260 zu der Lampe 250 und/oder andere Informationen umfassen.
  • In manchen Fällen kann eine Vorrichtung entscheiden, keinen Nähebericht in Reaktion auf den Empfang eines Näheereignispakets zu erzeugen und zu übertragen. Dies kann der Fall sein, wenn die Vorrichtung beispielsweise bereits zuvor ein Näheereignispaket empfangen hat und vor kurzem einen Nähebericht mit derselben oder einer ähnlichen Information gesendet hat. Somit kann eine Netzvorrichtung ausgelegt sein, Näheberichte in Abhängigkeit von ihr übertragenen vorhergehenden Näheberichten zu übertragen. Das würde helfen zu vermeiden, dass das Maschennetz mit Näheberichten überschwemmt wird.
  • Der Nähebericht von der Lampe 250 kann den Schalter 170 erreichen (z. B. über die Weitergabe durch Lampen 220, 130 und 150), der die Lampen im Raum 100 steuern kann. Der Schalter 170 kann in der Lage sein, auf die Nutzdaten des Näheberichts zuzugreifen und diese zu verarbeiten, was ihm erlaubt zu bestimmen, dass das Smartphone 260 sich in der Nähe der Lampe 250 befindet. Der Schalter 170 kann dafür ausgelegt sein, auf Grundlage dieser Information eine Handlung durchzuführen. Beispielsweise gehört der Schalter 170 zu dem Raum 100 und bestimmt, dass sich das Smartphone in Raum 200 befindet, weil die Lampe 250 zu diesem Raum gehört, und somit entscheidet der Schalter 170 von ein auf aus zu wechseln (oder aus zu bleiben), so dass die Lampen in Raum 100 ausgeschaltet sind.
  • In einem anderen Beispiel können sowohl die Vorrichtung 220 als auch 250 ein Näheereignispaket vom Smartphone 260 empfangen (von derselben Übertragung durch das Smartphone 260 oder Übertragungen zu verschiedenen Zeitpunkten). Die Vorrichtungen 220 und 250 können beide in der Lage sein, ein Nähemaß von der Vorrichtung 220 oder 250 zu dem Smartphone 260 bestimmen, indem sie das Näheereignis empfangen. Die Vorrichtungen 220 oder 250 können in der Lage sein, ein Nähemaß auszubilden, beispielsweise durch Messen der Signalstärke (z. B. RSSI) des erhaltenen Näheereignisses. Andere Maßnahmen können eingesetzt werden, wie etwa Signalphase, Signalqualität und/oder Signalfehler des empfangenen Näheereignisses. Die Vorrichtungen 220 und 250 können auch auf die Näheereignisnachricht antworten, so dass die Signallaufzeit als Weg zum Messen der Nähe bestimmt werden kann.
  • Die Vorrichtung 220 erzeugt und überträgt dann ihren Nähebericht ebenso wie Vorrichtung 250. Die Vorrichtungen 220 und 250 empfangen den Bericht der jeweils anderen (z. B. direkt voneinander oder durch eine andere Vorrichtung, z. B. das Smartphone 260, weitergeleitet). Die Vorrichtung 220 kann anschließend den im Nähebericht von der Lampe 250 enthaltenen RSSI-Wert mit dem RSSI-Wert, der aus dem Näheereignis vom Smartphone bestimmt wurde, vergleichen und bestimmen, ob es näher oder weiter weg vom Smartphone 260 ist als die Lampe 250. Die Lampe 250 kann auch einen ähnlichen Vergleich durchführen. Wenn beispielsweise die Lampe 220 bestimmt, dass sie dem Smartphone 260 näher als die Lampe 250 ist, kann sie sich einschalten (oder eingeschaltet bleiben). Dementsprechend kann die Lampe 250 bestimmen, dass sie weiter weg ist als Lampe 220 und sich ausschalten (oder ausgeschaltet bleiben). Alternativ dazu kann die Lampe 220 ein Maschenpaket erzeugen und senden, das die Lampe 250 anweist sich auszuschalten, anstatt dass sich Lampe 250 automatisch ausschaltet.
  • Weitere Vorrichtungen, wie etwa Schalter 270, Lampe 210 etc. können auch das Näheereignis vom Smartphone 260 detektieren und senden anschließend jeweils ihre Näheberichte. Die Näheberichte können durch andere Vorrichtungen im Maschennetz 300 verarbeitet und/oder weitergeleitet werden. Auf diese Weise können die Vorrichtungen im Netz 300 die Informationen in den Näheberichten zusammentragen und die Nähe von anderen Vorrichtungen zum Smartphone 260 erfahren. Basierend auf den zusammengetragenen Informationen können die Vorrichtungen Handlungen durchführen. Beispielsweise kann die Lampe 210 Berichte von den Lampen 220, 240, 250 zusammentragen und die RSSI-Werte für jede dieser Lampen vergleichen. Darauf basierend kann die Lampe 210 beispielsweise bestimmen, dass sie den höchsten RSSI-Wert hat und damit die dem Smartphone 260 am nächsten gelegene Lampe ist. Die Lampe 210 kann dann ein Paket übertragen, das die anderen Lampen anweist sich auszuschalten. Die Lampe 220 kann jedoch auch die RSSI-Werte der Lampen 220, 240, 250 sowie 210 und ihren eigenen RSSI-Wert zusammengetragen haben. Daraus kann die Lampe 220 bestimmen, dass sie dem Smartphone 260 näher ist als die Lampe 210. Somit, wenn die Lampe 220 das von der Lampe 210 stammende Paket mit der Anweisung, die Lampen auszuschalten, empfängt, kann die Lampe 220 diese Anweisung ignorieren und sich selbst einschalten (oder eingeschaltet bleiben). Die Lampe kann dann auf die Anweisung reagieren und die anderen Lampen informieren, dass die Anweisung nicht befolgt wurde und dass die Lampe 220 in Wirklichkeit die nächstgelegene ist und dadurch wird sich die Lampe 210 ausschalten, sobald sie diese Antwort empfängt.
  • Eine Vorrichtung kann ausgelegt sein, einen Nähebericht zu erzeugen, wenn die vom Näheereignispaket stammende Näheindikation über einem vorbestimmten Schwellwert liegt. Beispielsweise kann die Lampe 130 das Näheereignis vom Smartphone 260 empfangen. Aus dem empfangenen Näheereignis kann ein schwacher RSSI-Wert bestimmt werden. Somit kann die Lampe 130 entscheiden, keinen Nähebericht zu erzeugen. Die Entscheidung kann darauf basieren, dass der RSSI-Wert keinen vorbestimmten RSSI-Schwellwert erreicht. Unter gewissen Umständen kann die Lampe 130 später entscheiden, den Nähebericht zu erzeugen und zu übertragen. Wenn beispielsweise die Lampe 130 keinen Nähebericht von einer anderen Vorrichtung empfängt, der für die Nähe des Smartphones 260 zu dieser anderen Vorrichtung indikativ ist, dann kann es sein, dass sich die Vorrichtungen im Maschennetz der Gegenwart des Smartphones 260 möglicherweise nicht bewusst sind. Somit kann, auch wenn der RSSI-Schwellwert nicht erreicht wird, die Lampe 130 eine vorbestimmte Zeitdauer abwarten, um zu sehen, ob sie andere Näheberichte empfängt, und wenn das nicht der Fall ist, wird sie einen Nähebericht für das Smartphone 260 erzeugen und senden. Die vorbestimmte Wartezeit kann von der Anzahl von Netzvorrichtungen, die jede Vorrichtung umgeben, abhängen. Beispielsweise wenn sie von einer relativ geringen Anzahl von Vorrichtungen umgeben sind, können Maschenpakete länger brauchen, um eine Vorrichtung zu erreichen, und die vorbestimmte Zeit sollte somit verglichen mit einer Vorrichtung, die von einer relativ großen Anzahl von Vorrichtungen umgeben ist, länger sein.
  • Eine Vorrichtung kann einen RSSI-Schwellwert in Abhängigkeit von der Anzahl und/oder Nähe der benachbarten Vorrichtungen auswählen. Beispielsweise kann eine große Fläche eine relativ geringe Anzahl von Netzvorrichtungen umfassen und der RSSI-Schwellwert kann somit für diese Vorrichtungen herabgesetzt werden, um ihren „Detektionsbereich” effektiv zu vergrößern, so dass, wenn eine tragbare Vorrichtung, die die Netzereignispakete aussendet, in diese Region eintritt, ihre Gegenwart und Nähe detektiert werden kann, was anschließend anderen Netzvorrichtungen berichtet wird. Andererseits würde eine kleine Fläche, die eine relativ große Menge an Netzvorrichtungen umfasst, von einem für diese Vorrichtungen höheren RSSI-Schwellwert profitieren. Dies würde die Anzahl der erzeugten, übertragenen und durch das Maschennetz weitergeleiteten Näheberichte einschränken und somit dem gesamten Netz Energie sparen.
  • Eine Vorrichtung kann die Näheereignis- und die Näheberichtpakete verwenden, um zu bestimmen, welche anderen Netzvorrichtungen sich in der Nähe dieser Vorrichtung befinden. Auf diese Art können die fest positionierten Vorrichtungen die Dichte der Vorrichtungen um sie herum bestimmen und diese Bestimmung anderen Vorrichtungen berichten. Die Vorrichtungen können ihre RSSI-Schwellwerte oder ihre vorbestimmten Wartezeiten abhängig von dieser Bestimmung setzen oder anpassen. Vorrichtungen, die eine festgelegte physische Position haben, können anderen Vorrichtungen erlauben, ihr Umfeld durch Übertragen des Näheereignispakets bei der Initialisierung, in regelmäßigen Abständen oder auf Anweisung zu bestimmen. In Reaktion auf ein Empfangen eines Näheereignispakets erzeugte Näheberichte können anschließend mit anderen Vorrichtungen geteilt werden, so dass jede Vorrichtung in der Lage sein kann, eine lokale oder regionale Topologie zu bestimmen.
  • Näheberichte, die erzeugt und gesendet werden, weil tragbare und/oder fest positionierte Vorrichtungen Näheereignispakete übertragen, können bei einer Maschennetzverwaltungsvorrichtung empfangen werden, die die Berichte zusammentragen kann, um eine globale Topologie, die einen relativen Messwert für die Nähe einer jeden Netzvorrichtung in Relation zu anderen Netzvorrichtungen bereitstellt, zu bestimmen. Jeder Nähebericht kann als Teilinformation über die Topologie des Netzes angesehen werden. Durch Zusammentragen und Verarbeiten von zunehmend mehr Näheberichten aus verschiedenen Quellen kann eine detailliertere und genauere globale Topologie bestimmt werden.
  • In einem alternativen Beispiel kann Information über die Topologie eines Maschennetzes durch Beobachtung, wie eine Näheereignisnachricht mit einem niedrigen TTL-Wert (z. B. eins oder zwei) durch das Netz verbreitet wird, bestimmt werden.
  • Näheberichte, die in Reaktion auf direkt oder indirekt empfangene Näheereignisnachrichten erzeugt wurden, können von der Maschennetzverwaltungsvorrichtung zusammengetragen und verarbeitet werden, um die Topologieinformation zu bestimmen. Basierend auf der Topologieinformation kann die Maschennetzverwaltungsvorrichtung Handlungen bestimmen, die von manchen oder allen der Vorrichtungen im Maschennetz durchgeführt werden sollen. Beispielsweise kann die Netzverwaltungsvorrichtung die von jeder Vorrichtung im Netz verbrauchte Energiemenge optimieren, indem sie auf Netznachrichten hört und indem sie die Topographieinformation analysiert, um eine optimale Lauschzeit für jede Vorrichtung zu bestimmen, und anschließend Anweisungen an jede Vorrichtung sendet, um ihre Lauschzeit einzustellen.
  • Die Maschennetzverwaltungsvorrichtung kann eine Vorrichtung, wie etwa das Smartphone, sein, die sich physisch in der Region der Netzvorrichtungen befindet, oder sie kann ein Server sein, der sich außerhalb des Deckungsbereichs des Maschennetzes befindet und in der Lage ist, Netznachrichten über eine Brücke (wie oben mit Bezug auf 2 beschrieben) zu senden und zu empfangen. Die Maschennetzverwaltungsvorrichtung kann Nachrichten senden, die bestimmte Vorrichtungen zum Durchführen bestimmter Handlungen veranlassen, basierend auf der zusammengetragenen Näheinformation und anderen Informationen über die Vorrichtungen (z. B. in welcher Region sie sich befinden). Beispielsweise kann das Smartphone 260 Informationen darüber haben, zu welchem Raum jede Vorrichtung innerhalb des Maschennetzes zugehörig ist. Die Vorrichtungen im Maschennetz 300 können Näheereignispakete übertragen, die das Smartphone 260 bestimmen lassen, dass es sich in Raum 200 befindet, basierend auf höheren RSSI-Werten von Vorrichtungen in Raum 200 als von Vorrichtungen in Raum 100. Folglich kann das Smartphone 260 dann ein Paket erzeugen und übertragen, das die Vorrichtungen in Raum 100 anweist, sich abzuschalten.
  • Wie oben erwähnt stellt ein Empfangen eines Näheereignispakets eine Näheindikation der übertragenden Vorrichtung zu der empfangenden Vorrichtung bereit. Diese Indikation kann sein, dass die übertragende Vorrichtung sich in einer bestimmten Region (z. B. in einem bestimmten Gebäudeteil) befindet. Durch das Messen von Merkmalen des Signals von der Übertragung des Näheereignispakets können weitere Informationen abgeleitet werden. Zum Beispiel kann eine Vorrichtung den RSSI-Wert messen, um die Distanz zwischen der übertragenden und der empfangenden Vorrichtung zu schätzen. Der RSSI-Wert oder eine Distanzberechnung aus dem RSSI-Wert kann verwendet werden, um zu bestimmen, wie nahe eine übertragende Vorrichtung einer empfangenden Vorrichtung ist. Mehrere Vorrichtungen können den RSSI-Wert messen und diese Messungen (durch Näheberichte) teilen, um zu helfen, die Position der übertragenden Vorrichtung zu triangulieren.
  • Zusätzliche Näheinformation aus anderen Quellen (z. B. Detektieren von WiFi-Zugangspunkten etc.) kann mit der Näheinformation aus dem Näheereignispaket kombiniert und an andere Netzvorrichtungen im Näheberichtpaket gesendet werden.
  • Eine oder mehrere Vorrichtungen im Maschennetz (z. B. das Smartphone 260) können in der Lage sein, Informationen bereitzustellen, die zur Bestimmung ihrer absoluten Position verwendet werden können, beispielsweise ein Bild eines Strichcodes, der die Position angibt, Informationen aus einem globalen Satellitennavigationssystem (GNSS), eine aus Signalen dreier Mobiltelefontransmitter berechnete Position oder Informationen, die von einem Benutzer manuell bereitgestellt wurden, beispielsweise eine Position auf einer Karte. Die absolute Positionsinformation kann mit der relativen Näheinformation, die aus den Näheberichten bestimmt wird, kombiniert werden, so dass die absoluten Positionen anderer Netzvorrichtungen geschätzt werden können.
  • Wie oben erwähnt, umfasst jeder der Gegenstände (Lampen, Schalter etc.) eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung, die dem Gegenstand ermöglicht, über ein Drahtloskommunikationsprotokoll zu kommunizieren. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 500. Die Vorrichtung 500 kann eine Antenne 501, die an einen Sendeempfänger 502 angeschlossen ist, umfassen. Die Vorrichtung 500 kann den Sendeempfänger 502 einsetzen, um mit zumindest einer anderen Kommunikationsvorrichtung gemäß dem Kommunikationsprotokoll zu kommunizieren. Die Vorrichtung 500 kann auch einen Prozessor 503 umfassen, der in der Lage ist, eine Reihe von Programmbefehlen auszuführen, die in einem Speicher 504 gespeichert werden können. Der Speicher 504 kann ein nichtflüchtiger Speicher sein, der in nichttransistorischer Form einen vom Prozessor 503 ausführbaren Programmcode speichert, um die Vorrichtung 500 zu veranlassen, gemäß dem Kommunikationsprotokoll zu kommunizieren und die hier beschriebenen Nähebestimmungsprozesse durchzuführen. Der Speicher 504 kann auch Daten wie Näheschatzungen (z. B. RSSI-Daten oder davon abgeleitete Daten) und Daten aus empfangenen Näheberichten speichern. Der Prozessor 503 kann ein Mikroprozessor sein. Der Speicher 504 kann Teil des Prozessors 503 oder über einen Bus an den Prozessor 503 angeschlossen sein. Während der Prozessor 503 und der Sendeempfänger 502 in 5 als getrennte Elemente gezeigt werden, versteht es sich, dass zumindest der Prozessor 503 und der Sendeempfänger 502 in ein Element integriert sein können, beispielsweise indem sie auf einen einzigen Chip integriert sind.
  • Die Vorrichtung 500 kann auch eine Spannungsquelle (nicht gezeigt) umfassen. Die Spannungsquelle kann eine Batterie sein. Alternativ dazu kann es sein, dass die Vorrichtung keine Stromquelle umfasst und an eine externe Spannungsquelle, wie etwa eine Netzsteckdose, angeschlossen ist.
  • Die Kommunikationsvorrichtung umfasst auch eine Schnittstelle 505 zum Senden und Empfangen von Daten, die unter Verwendung des Kommunikationsprotokolls gesendet und empfangen werden. Eine Entität einer höheren Schicht, z. B. eine Objektsteuerung, die eine Anwendung sein kann, kann Nachrichtendaten einer höheren Schicht über die Schnittstelle 505 zum Senden über das Protokoll bereitstellen. Nachrichtendaten einer höheren Schicht aus einem empfangenen Paket können, z. B. der Steuerung, über die Schnittstelle 505 bereitgestellt werden. Die Schnittstelle 505 kann eine kabelgebundene Verbindung sein. Die kabelgebundene Verbindung kann an Sensoren erfolgen, um äußere Ereignisse wahrzunehmen, wie etwa die Betätigung eines Lichtschalters in der oben beschriebenen Heimumgebung, oder eine Verbindung an Geräte, um Steuersignale an diese Geräte auszugeben, wie etwa die Lampe in der oben beschriebenen Heimumgebung.
  • Die hier beschriebenen Vorrichtungen können drahtlose Kommunikationsvorrichtungen sein, die gemäß demselben Drahtloskommunikationsprotokoll arbeiten. Das Drahtloskommunikationsprotokoll kann ein Protokoll mit relativ kurzer Reichweite sein. Beispielsweise kann der Wirkungsbereich einer jeden Vorrichtung weniger als 25 m betragen. Diese Eigenschaft kann es den Vorrichtungen erlauben, weniger Energie für das Übertragen und/oder Empfangen zu verwenden, als es in einem Protokoll mit längerer Reichweite zu erwarten wäre. In einem Beispiel können die Vorrichtungen gemäß dem Bluetooth-Protokoll, insbesondere dem Bluetooth-Low-Energy-Protkoll (BLE-Protokoll), betrieben werden. Die Vorrichtungen können andere Protokolle, beispielsweise IEEE 802.11 oder ZigBee verwenden.
  • Die hier beschriebenen Vorrichtungen können eine sekundäre Kommunikationsschnittstelle umfassen, die ein anderes, zweites, physisches und/oder logisches Kommunikationsprotokoll als das für die Kommunikation über das Maschennetz verwendete unterstützen. Beispiele der Protokolle, die von der sekundären Kommunikationsschnittstelle unterstützt werden können, umfassen Drahtlosprotokolle, wie die oben erwähnten, und auch kabelgebundene Protokolle, wie etwa Ethernet, USB oder HomePlug.
  • Die hier beschriebenen Vorrichtungen können ein Maschennetz mit anderen drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen bilden. Die Vorrichtungen können ausgelegt sein, manche oder alle Nachrichten, die sie erhalten, weiterzuleiten. Die Nachrichten können über einen Sendepakettyp, der im Drahtloskommunikationsprotokoll definiert wird, gesendet und empfangen werden. Alle Vorrichtungen im Netz können insofern gleichrangig sein, als dass sie auf Netzebene identische Rollen einnehmen.
  • Die gemäß den hier beschriebenen Beispielen ausgelegten Vorrichtungen können in Hardware, Software oder jeder geeigneten Kombination aus Hardware und Software umgesetzt sein. Die empfangende Vorrichtung der hier beschriebenen Beispiele kann beispielsweise Software umfassen für die Ausführung auf einem oder mehreren Prozessoren (wie etwa auf einer CPU und/oder GPU) und/oder einem oder mehreren dezidierten Prozessoren (wie etwa ASICs) und/oder einem oder mehreren programmierbaren Prozessoren (wie etwa FPGAs), die geeignet programmiert sind, um Funktionalitäten des Datenverarbeitungssystems bereitzustellen, und/oder heterogenen Prozessoren, die eine oder mehrere dezidierte, programmierbare und Mehrzweckprozessorfunktionalitäten umfassen. In den hier beschriebenen Beispielen umfassen die Vorrichtungen einen oder mehrere Prozessoren und einen oder mehrere Speicher, auf denen Programmcode gespeichert ist, wobei die Datenprozessoren und die Speicher so sind, dass sie in Kombination die beanspruchten Datenverarbeitungssysteme bereitstellen und/oder die beanspruchten Verfahren durchführen.
  • Die hier beschriebenen Datenverarbeitungseinheiten (z. B. Prozessor 503) müssen nicht als getrennte Einheiten bereitgestellt werden und repräsentieren Funktionalitäten, die (a) auf beliebige Art kombiniert werden können und (b) selbst eine oder mehr Datenverarbeitungsentitäten umfassen können. Datenverarbeitungseinheiten können durch sämtliche geeignete Hardware- und Softwarefunktionalitäten oder Kombinationen aus Hardware- und Softwarefunktionalitäten bereitgestellt werden.
  • Jedes beliebige oder mehrere der hier beschriebenen Verfahren können von einer oder mehreren physischen Verarbeitungseinheiten durchgeführt werden, die einen Programmcode ausführen, der die Einheit(en) veranlasst, die Datenverarbeitungsverfahren durchzuführen. Jede physische Verarbeitungseinheit kann ein beliebiger geeigneter Prozessor, wie etwa eine CPU oder GPU (oder ein Kern davon) sein, oder eine Hardware mit festgelegter Funktion oder programmierbare Hardware. Der Programmcode kann in nichttransistorischer Form auf einem maschinenlesbaren Medium, wie etwa einer integrierten Speicherschaltung, oder einem optischen oder magnetischen Speicherort gespeichert werden. Ein maschinenlesbares Medium kann mehrere Speicher umfassen, wie etwa Speicher auf dem Chip (engl. on-chip memories), Computerarbeitsspeicher und nichtflüchtige Speichervorrichtungen.
  • Die Anmelderin offenbart hiermit gesondert jedes einzelne hier beschriebene Merkmal und jede beliebige Kombination aus zwei oder mehreren solcher Merkmale, sofern solche Merkmale oder Kombinationen durchführbar sind, basierend auf der vorliegenden Beschreibung als Ganzes, angesichts des Allgemeinwissens eines Fachmanns auf dem Gebiet der Erfindung, ungeachtet dessen, ob solche Merkmale oder Kombinationen aus Merkmalen die hier offenbarten Probleme lösen und ohne Einschränkung des Schutzbereichs der Ansprüche. Die Anmelderin weist darauf hin, dass Aspekte der vorliegenden Erfindung aus solchen einzelnen Merkmalen oder Merkmalkombinationen bestehen können. Angesichts der vorangehenden Beschreibung wird es Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung vorgenommen werden können.

Claims (20)

  1. Verfahren zum Bestimmen der Nähe einer ersten Vorrichtung zu einer zweiten Vorrichtung, wobei die erste Vorrichtung und die zweite Vorrichtung in der Lage sind, als Teil eines Maschennetzes mittels Maschennetzpaketen (400), die ein Feld für die Lebenszeit (430) umfassen, zu kommunizieren, wobei das Verfahren bei der zweiten Vorrichtung umfasst: Empfangen eines ersten Pakets mit ersten Nutzdaten und einem ersten Lebenszeitwert, wobei der erste Lebenszeitwert so ist, dass eine das erste Paket empfangende Vorrichtung veranlasst wird, die ersten Nutzdaten nicht weiter zu übertragen; und Erzeugen, in Abhängigkeit vom ersten Paket, eines zweiten Pakets mit zweiten Nutzdaten und einem zweiten Lebenszeitwert, wobei die zweiten Nutzdaten indikativ für die Nähe der ersten Vorrichtung zu der zweiten Vorrichtung sind und der zweite Lebenszeitwert so ist, dass eine das zweite Paket empfangende Vorrichtung veranlasst wird, die zweiten Nutzdaten weiter zu übertragen, wobei das zweite Paket in Abhängigkeit davon erzeugt wird, ob die Näheindikation über einem vorbestimmten Näheschwellwert liegt.
  2. Verfahren zum Bestimmen der Nähe einer ersten Vorrichtung zu einer zweiten Vorrichtung, wobei die erste Vorrichtung und die zweite Vorrichtung in der Lage sind, als Teil eines Maschennetzes mittels Maschennetzpaketen (400), die ein Feld für die Lebenszeit (430) umfassen, zu kommunizieren, wobei das Verfahren bei der zweiten Vorrichtung umfasst: Empfangen eines ersten Pakets mit ersten Nutzdaten und einem ersten Lebenszeitwert, wobei der erste Lebenszeitwert so ist, dass eine das erste Paket empfangende Vorrichtung veranlasst wird, die ersten Nutzdaten nicht weiter zu übertragen; und Erzeugen, in Abhängigkeit vom ersten Paket, eines zweiten Pakets mit zweiten Nutzdaten und einem zweiten Lebenszeitwert, wobei die zweiten Nutzdaten indikativ für die Nähe der ersten Vorrichtung zu der zweiten Vorrichtung sind und der zweite Lebenszeitwert so ist, dass eine das zweite Paket empfangende Vorrichtung veranlasst wird, die zweiten Nutzdaten weiter zu übertragen, wobei das zweite Paket in Abhängigkeit davon erzeugt wird, ob die Näheindikation unter einem vorbestimmten Näheschwellwert liegt und ob kein Paket, das indikativ für die Nähe der ersten Vorrichtung zu einer anderen Vorrichtung ist, innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne nach dem Erhalt des ersten Pakets erhalten wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Nutzdaten des zweiten Pakets einen Identifikator für die erste Vorrichtung, einen Identifikator für die zweite Vorrichtung und die Näheindikation umfassen.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Vorrichtung ausgelegt ist, eine oder mehrere andere Vorrichtungen anzuweisen, in Abhängigkeit von der Näheindikation eine Handlung durchzuführen.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die erste und die zweite Vorrichtung sich in einem Netz von Vorrichtungen befinden, das eine dritte Vorrichtung umfasst, wobei das Verfahren ferner, bei der dritten Vorrichtung, das Empfangen und ein Analysieren des ersten Pakets umfasst und eines Pakets, das diese Anweisung enthält, und in Abhängigkeit von der Analyse ein Nichtbefolgen der Anweisung.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend, bei der dritten Vorrichtung und bei Nichtbefolgen der Anweisung, ein Erzeugen und Übertragen eines dritten Pakets, das eine Nachricht umfasst, die anzeigt, dass die Anweisung nicht befolgt wurde.
  7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend, bei der zweiten Vorrichtung: Empfangen eines dritten Pakets mit dritten Nutzdaten und einem dritten Lebenszeitwert, wobei die dritten Nutzdaten indikativ für die Nähe der ersten Vorrichtung zu einer dritten Vorrichtung sind und der dritte Lebenszeitwert so ist, dass eine das dritte Paket empfangende Vorrichtung veranlasst wird, die dritten Nutzdaten weiter zu übertragen; und Verarbeiten der dritten Nutzdaten, um die angezeigte Nähe der ersten Vorrichtung zu der dritten Vorrichtung mit der anzeigten Nähe der ersten Vorrichtung zu der zweiten Vorrichtung zu vergleichen.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend: bei der zweiten Vorrichtung das Erzeugen und Aussenden eines vierten Pakets in Abhängigkeit vom Vergleich, wobei das vierte Paket Nutzdaten umfasst, die ausgelegt sind, dass eine andere Vorrichtung zum Durchführen einer ersten Handlung veranlasst wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend, bei der zweiten Vorrichtung, das Durchführen einer zweiten Handlung in Abhängigkeit vom Vergleich.
  10. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste und die zweite Vorrichtung sich in einem Netz befinden, das eine dritte Vorrichtung umfasst, wobei das Verfahren bei einer dritten Vorrichtung ferner umfasst: Empfangen des ersten Pakets, das einen Identifikator für die erste Vorrichtung umfasst; und Bestimmen, ob ein drittes Paket erzeugt werden soll in Abhängigkeit davon, ob die dritte Vorrichtung das zweite Paket empfängt oder nicht, wobei das dritte Paket dritte Nutzdaten und einen dritten Lebenszeitwert in Abhängigkeit vom ersten Paket aufweist, wobei die dritten Nutzdaten indikativ für die Nähe der ersten Vorrichtung zu der dritten Vorrichtung sind und der dritte Lebenszeitwert so ist, dass eine das dritte Paket empfangende Vorrichtung die dritten Nutzdaten weiterüberträgt.
  11. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend, bei der zweiten Vorrichtung, Messen einer Eigenschaft des empfangenen ersten Pakets, wobei diese Eigenschaft wenigstens eine aus Signalstärke, Signallaufzeit, Signalankunftszeit, Signalqualität und Signalfehler ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste und die zweite Vorrichtung in der Lage sind gemäß einem Drahtloskommunikationsprotokoll, das einen Sendepakettyp definiert, zu arbeiten.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Verfahren bei der zweiten Vorrichtung umfasst: Empfangen eines ersten Sendepakets des Sendepakettyps, wobei das Sendepaket das erste Paket umfasst; und Aussenden eines zweiten Sendepakets des Sendepakettyps, wobei das zweite Sendepaket das zweite Paket umfasst.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Drahtloskommunikationsprotokoll Bluetooth Low Energy ist.
  15. Drahtlose Kommunikationsvorrichtung, umfassend: einen Sendeempfänger, der ausgelegt ist, von einer ersten Vorrichtung ein erstes Paket mit ersten Nutzdaten und einem ersten Lebenszeitwert zu empfangen, wobei der erste Lebenszeitwert so ist, dass eine das erste Paket empfangende Vorrichtung veranlasst wird, die ersten Nutzdaten nicht weiter zu übertragen; einen Prozessor, der ausgelegt ist, das erste Paket zu verarbeiten und in Abhängigkeit vom ersten Paket ein zweites Paket mit zweiten Nutzdaten und einem zweiten Lebenszeitwert zu erzeugen, wobei die zweiten Nutzdaten indikativ für die Nähe der ersten Vorrichtung zu der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung sind und der zweite Lebenszeitwert so ist, dass eine das zweite Paket empfangende Vorrichtung veranlasst wird, die zweiten Nutzdaten weiter zu übertragen, wobei die erste Vorrichtung und die zweite Vorrichtung in der Lage sind, als Teil eines Maschennetzes mittels Maschennetzpaketen (400), die ein Feld für die Lebenszeit (430) umfassen, zu kommunizieren, und wobei das zweite Paket in Abhängigkeit davon erzeugt wird, ob die Näheindikation über einem vorbestimmten Näheschwellwert liegt.
  16. Drahtlose Kommunikationsvorrichtung, umfassend: einen Sendeempfänger, der ausgelegt ist, von einer ersten Vorrichtung ein erstes Paket mit ersten Nutzdaten und einem ersten Lebenszeitwert zu empfangen, wobei der erste Lebenszeitwert so ist, dass eine das erste Paket empfangende Vorrichtung veranlasst wird, die ersten Nutzdaten nicht weiter zu übertragen; einen Prozessor, der ausgelegt ist, das erste Paket zu verarbeiten und in Abhängigkeit vom ersten Paket ein zweites Paket mit zweiten Nutzdaten und einem zweiten Lebenszeitwert zu erzeugen, wobei die zweiten Nutzdaten indikativ für die Nähe der ersten Vorrichtung zu der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung sind und der zweite Lebenszeitwert so ist, dass eine das zweite Paket empfangende Vorrichtung veranlasst wird, die zweiten Nutzdaten weiter zu übertragen, wobei die erste Vorrichtung und die zweite Vorrichtung in der Lage sind, als Teil eines Maschennetzes mittels Maschennetzpaketen (400), die ein Feld für die Lebenszeit (430) umfassen, zu kommunizieren, und wobei das zweite Paket in Abhängigkeit davon erzeugt wird, ob die Näheindikation unter einem vorbestimmten Näheschwellwert liegt und ob kein Paket, das indikativ für die Nähe der ersten Vorrichtung zu einer anderen Vorrichtung ist, innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne nach dem Erhalt des ersten Pakets erhalten wird.
  17. Kommunikationssystem, umfassend: eine erste Vorrichtung und eine zweite Vorrichtung, die in der Lage sind, als Teil eines Maschennetzes mittels Maschennetzpaketen (400), die ein Feld für die Lebenszeit (430) umfassen, zu kommunizieren, die erste Vorrichtung, die ausgelegt ist, ein erstes Paket mit ersten Nutzdaten und einem ersten Lebenszeitwert zu übertragen, wobei der erste Lebenszeitwert so ist, dass eine das erste Paket empfangende Vorrichtung veranlasst wird, die ersten Nutzdaten nicht weiter zu übertragen, und die zweite Vorrichtung, die ausgelegt ist, ein erstes Paket zu empfangen und in Abhängigkeit vom ersten Paket ein zweites Paket mit zweiten Nutzdaten und einem zweiten Lebenszeitwert zu erzeugen, wobei die zweiten Nutzdaten indikativ für die Nähe der ersten Vorrichtung zu der zweiten Vorrichtung sind und der zweite Lebenszeitwert so ist, dass eine das zweite Paket empfangende Vorrichtung veranlasst wird, die zweiten Nutzdaten weiter zu übertragen, wobei das zweite Paket in Abhängigkeit davon erzeugt wird, ob die Näheindikation über einem vorbestimmten Näheschwellwert liegt.
  18. Kommunikationssystem, umfassend: eine erste Vorrichtung und eine zweite Vorrichtung, die in der Lage sind, als Teil eines Maschennetzes mittels Maschennetzpaketen (400), die ein Feld für die Lebenszeit (430) umfassen, zu kommunizieren, die erste Vorrichtung, die ausgelegt ist, ein erstes Paket mit ersten Nutzdaten und einem ersten Lebenszeitwert zu übertragen, wobei der erste Lebenszeitwert so ist, dass eine das erste Paket empfangende Vorrichtung veranlasst wird, die ersten Nutzdaten nicht weiter zu übertragen, und die zweite Vorrichtung, die ausgelegt ist, ein erstes Paket zu empfangen und in Abhängigkeit vom ersten Paket ein zweites Paket mit zweiten Nutzdaten und einem zweiten Lebenszeitwert zu erzeugen, wobei die zweiten Nutzdaten indikativ für die Nähe der ersten Vorrichtung zu der zweiten Vorrichtung sind und der zweite Lebenszeitwert so ist, dass eine das zweite Paket empfangende Vorrichtung veranlasst wird, die zweiten Nutzdaten weiter zu übertragen, wobei das zweite Paket in Abhängigkeit davon erzeugt wird, ob die Näheindikation unter einem vorbestimmten Näheschwellwert liegt und ob kein Paket, das indikativ für die Nähe der ersten Vorrichtung zu einer anderen Vorrichtung ist, innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne nach dem Erhalt des ersten Pakets erhalten wird.
  19. Kommunikationssystem nach Anspruch 17 oder 18, wobei das Kommunikationssystem mehrere Drahtlosknoten umfasst, die sich innerhalb einer vorbestimmten Fläche befinden und ein Maschennetz ausbilden, wobei jeder Knoten einer Region innerhalb dieser Fläche zugeordnet ist und die zweite Vorrichtung einer der mehreren Drahtlosknoten ist, wobei ein bestimmter Knoten aus den mehreren Drahtlosknoten ausgelegt ist, das zweite Paket zu empfangen und in Abhängigkeit vom zweiten Paket und der dem bestimmten Knoten zugehörigen Region eine Handlung durchzuführen.
  20. Kommunikationssystem nach Anspruch 19, wobei das Kommunikationssystem eine Verwaltungsvorrichtung umfasst, die in der Lage ist im Maschennetz zu kommunizieren, wobei die Verwaltungsvorrichtung ausgelegt ist, ein drittes Paket mit Nutzdaten zu erzeugen und zu übertragen, die in der Lage sind, einer bestimmten Region zugehörige Vorrichtungen zur Durchführung einer bestimmten Handlung zu veranlassen.
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