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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR TRANSFERRING SUBSCRIPTION DATA AND NETWORK DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/043412
Kind Code:
A1
Abstract:
In the method for transferring subscription data of a publish-subscribe system by means of a network device of a network, the subscription data are characterised by at least one identifier, the at least one identifier comprising at least one item of location information in the form of geographic location coordinates and/or spatial grid coordinates. The network device is designed to receive and/or provide subscription data of a publish-subscribe system and is designed, on the basis of at least one item of location information, to filter an identifier that characterises the subscription data.

Inventors:
SAUER MARKUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/073565
Publication Date:
March 03, 2022
Filing Date:
August 26, 2021
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
H04W4/021
Foreign References:
US20190190999A12019-06-20
US20160198430A12016-07-07
US20180189303A12018-07-05
US20190289089A12019-09-19
US20160050269A12016-02-18
US20150199903A12015-07-16
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Claims:
Patentansprüche

1. Computer-implementiertes Verfahren zur Übertragung von Abonnementdaten (Al) eines Publish-Subscribe-Systems mittels eines Netzwerkgeräts (Dl, D2 ) eines Netzwerks (CG) , bei welchem die Abonnementdaten (Al) mit mindestens einem Bezeichner (B) gekennzeichnet werden, die mindestens eine Ortsinformation (P2, P3) in Form von geographischen Ortskoordinaten und/oder flächigen oder räumlichen Rasterkoordinaten und/oder hierarchischen und/oder semantischen Koordinaten umfasst.

2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei welchem die mindestens eine Ortsinformation (P2, P3) für einen Betrieb und/oder eine Funktion des Netzwerkgeräts (Dl, D2 ) herangezogen wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Funktion eine Funktion in einem Arbeits- und/oder Fertigungsverfahren ist, insbesondere zumindest ein Verfahrensschritt des Arbeits- und/oder Fertigungsverfahrens und/oder eine Information, vorzugsweise eine Sensor-Information zur Durchführung zumindest eines Verfahrensschritts des Arbeits- und/oder Fertigungsverfahrens und/oder eine Steuerfunktion zumindest eines Verfahrensschritts des Arbeits- und/oder Fertigungsverfahrens .

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Netzwerkgerät (Dl, D2 ) die Abonnementdaten (Al) bereitstellt und/oder entgegennimmt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die zumindest eine Ortsinformation (Pl, P2) eine OpenGeoLocalization-Information oder OpenGeoLocation- Information ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Bezeichner B eine Baum- und/oder Ordner- Struktur aufweist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Ortsinformation (P2, P3) eine Ebene (P2, P3) der Baum- oder Ordner-Struktur bildet.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Netzwerkgerät (Dl, D2 ) Abonnementdaten (Al) anhand der mindestens einen Ortsinformation (P2, P3) filtert .

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Netzwerkgerät wechselnd mehrere Ortspositionen einnimmt oder einzunehmen eingerichtet ist und bei welchem die Bezeichner wechselnd oder gleichzeitig mehrere Ortsinformationen (P2, P3) umfassen, wobei die Ortsinformationen (P2, P3) den mehreren Ortspositionen entsprechen .

10. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei welchem mindestens eine der Ortspositionen eine künftige und gegenwärtig noch nicht eingenommene Ortspositionen des Netzwerkgeräts (Dl, D2 ) ist.

11. Netzwerkgerät, ausgebildet zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Netzwerkgerät zur Übertragung von Abonnementdaten (Al) eines Publish-Subscribe-Systems ausgebildet ist und ausgebildet ist, einen Bezeichner (B) , welcher die Abonnementdaten (Al) kennzeichnet und welcher mindestens eine Ortsinformation (P2, P3) in Form von geographischen Ortskoordinaten und/oder flächigen oder räumlichen Rasterkoordinaten und/oder hierarchischen und/oder semantischen Koordinaten umfasst, anhand der mindestens einen Ortsinformation (P2, P3) zu filtern. 19

12. Netzwerkgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches ausgebildet ist, anhand der Ortsinformation (P2, P3) Abonnementdaten (Al) bereitzustellen und/oder Abonnementdaten (Al) entgegenzunehmen.

13. Netzwerkgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches als mobiles Netzwerkgerät (Dl, D2 ) ausgebildet ist, welches wechselnd mehrere Ortspositionen einzunehmen eingerichtet ist und welches ausgebildet ist, Abonnementdaten anhand mehrerer Ortsinformationen (P2, P3) bereitzustellen und/oder entgegenzunehmen, vorzugsweise zu filtern, wobei die mehreren Ortsinformationen den wechselnden Ortspositionen entsprechen.

14. Netzwerkgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem mindestens eine Ortsposition eine künftige und gegenwärtig noch nicht eingenommene Ortspositionen des Netzwerkgeräts (Dl, D2 ) ist.

Description:
Beschreibung

Verfahren zur Übertragung von Abonnementdaten und Netzwerkgerät

Die Erfindung betri f ft ein Verfahren zur Übertragung von Abonnementdaten und ein Netzwerkgerät .

Anwendungen sowohl im industriellen Umfeld als auch im Consumer-Umfeld basieren zunehmend auf immer größeren und komplexeren Netzwerken von verteilten Netzwerkgeräten . Solche Netzwerkgeräte sind beispielsweise Sensoren, loT-Geräte , loT- Gateways , Edge-Geräte , Cloud-Dienste , Smartphones oder Aug- mented/Virtual-Reality-Geräte . Ein Vorteil eines Einsatzes solcher verteilten Netzwerkgeräte ist eine fortwährend mögliche Kommunikation zwischen diesen Netzwerkgeräten, welche eine starke Interaktion der Netzwerkgeräte miteinander erlaubt .

In bekannten Industriesystemen wird die Kommunikation von Netzwerkgeräten miteinander bisher statisch vorgesehen und entsprechend entwickelt . Immer stärker auf kommende Anforderungen hinsichtlich einer Anwendungs- und Konfigurations flexibilität , aber auch die zunehmende Mobilität von rechenleis- tungs- und funktionsstarken Netzwerkgeräten erfordern neuartige Kommunikations-Paradigmen . Solche Anforderungen bestehen z . B . bei autonomen Autos , autonomen Transport fahrzeugen, Drohnen, Smartphones , oder High-Altitude-Plattformen und beim Einsatz von Low-Cost-Komponenten, z . B . „Wegwerf "-Sensorik . Ein Ansatz aktueller Technologie- und Architekturentwicklungen besteht in einer gemeinsamen Kopplung der Netzwerkgeräte zur Interaktion, also einer Kopplung mittels Gruppe- zu- Gruppe-Verbindungen . Dies steht im Gegensatz zu einer bisher üblichen starren Konfiguration aller Interaktionskanäle , z . B . mittels REST-API s oder anderen Request-Response-Techniken, bei welchen j edes Netzwerkgerät mit einer entsprechenden Gegenkomponente mittels einer Viel zahl von Eins- zu-eins- Verbindungen verbunden ist . Um Gruppe- zu-Gruppe-Verbindungen zu ermöglichen, werden heute beispielsweise Publish-Subscribe-Systeme , insbesondere realisiert mittels MQTT , DDS , WAMP oder ZeroMQ, eingesetzt . Bei solchen Publish-Subscribe-Systemen geschieht die Kommunikation nicht mehr über eine Geräteadresse , also gerätezentriert , sondern datenzentriert über Abonnements auf zuvor publi zierte Topics , d . h . technische Themengebiete . Beispielsweise können drei Sensoren A, B, C auf einem Topic mit der Bezeichnung „temperature" kontinuierlich ihre Sensorwerte in Form von Temperaturwerten publi zieren . Z . B . publi ziert Sensor A auf „temperature/A" , der Sensor B auf „temperature/B" und der Sensor C auf „temperature/C" . Zwei Datenkonsumkomponenten E , F abonnieren das Topic „temperature" . In diesem System würden die Datenkonsumkomponenten E , F alle Sensorwerte , die auf dem Topic publi ziert werden, erhalten, ohne dabei die Sensoren A, B, C kennen zu müssen . Fällt ein Sensor, z . B . der Sensor A, aus , arbeitet das Netzwerk weiter, ohne dass Konfigurationsanpassungen vorgenommen werden müssen . Kommt ein weiterer Sensor D hinzu, gilt dasselbe ohne erforderliche Anpassungen der Konfiguration .

Gleichwohl lassen sich dynamische Netzwerke bislang nicht einfach hinsichtlich räumlicher Anforderungen flexibel konfigurieren und einrichten .

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Übertragung von Abonnementdaten bereitzustellen . Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, mittels welchem bevorzugterweise ein Publish-Subscribe-System flexibel an räumliche Anforderungen angepasst werden kann . Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, verbesserte Netzwerkgeräte anzugeben, mittels welchen das verbesserte Verfahren ausgeführt werden kann .

Diese Aufgabe der Erfindung wird mit einem Verfahren zur Übertragung von Abonnementdaten mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie mit einem Netzwerkgerät mit den in Anspruch 11 angegebenen Merkmalen gelöst . Bevorzugte Weiterbil- düngen der Erfindung sind in den zugehörigen Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung angegeben .

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Übertragung von Abonnementdaten eines Publish-Subscribe-Systems mittels eines Netzwerkgeräts eines Netzwerks werden die Abonnementdaten mit mindestens einem Bezeichner gekennzeichnet , der mindestens eine Ortsinformation in Form von geographischen Ortskoordinaten und/oder flächigen oder räumlichen Rasterkoordinaten und/oder hierarchischen und/oder semantischen Koordinaten umfasst .

Vorteilhaft umfassen die Abonnementdaten den Bezeichner oder der Bezeichner verweist auf die Abonnementdaten .

Bei bislang bekannten Verfahren abonnieren Netzwerkgeräte unabhängig von ihrem räumlichen Kontext Abonnementdaten, und fügen den entsprechenden Abonnementdaten, beispielsweise Temperaturwerten, Ortsinformationen hinzu und filtern erst dann auf Applikationsebene nach Empfang der Abonnementdaten abschließend räumlich . Es wird folglich ein großer Netzwerkverkehr hervorgerufen, der erfindungsgemäß vermieden werden kann . Denn vorteilhaft können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Abonnementdaten von Publish-Subscribe-Systemen mittels der Ortsinformation auf einen oder mehrere räumliche Kontexte eingeschränkt werden .

Bei einer räumlichen Bewegung, d . h . einem Ortswechsel , von Netzwerkgeräten werden bislang auch die Netzwerke gewechselt . Damit werden Publish-Subscribe-Systeme bislang räumlich und physikalisch voneinander getrennt und eine Verbindung der Netzwerkgeräte auf die j eweils erreichbaren Netzwerkgeräte reduziert . Dieser Ansatz ist j edoch sehr statisch und limitiert eine Flexibilität von Verbindungen von Netzwerkgeräten auf sich räumlich überlagernde Netzwerke . Weiterhin sind bei solchen bekannten Lösungen zudem Proxy-Mechanismen in der Infrastruktur erforderlich, um räumlich bereichsübergrei fende Abonnements einzurichten . Mittels des erfindungsgemäßen Ver- fahrens hingegen ist ein Ortswechsel von Netzwerkgeräten erheblich flexibler möglich . Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens können also Abonnementdaten mobiler Netzwerkgeräte ortspezi fisch, d . h . die aktuellen Ortsinformationen berücksichtigend, dynamisch verwaltet werden .

Weiterhin vorteilhaft können auf die Ortsinformation angepasste und bezeichnerbasierte Zugangssicherungen und Datenschutzmaßnahmen herangezogen werden, sodass mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auch besondere ortsabhängige Si- cherheitsanf orderungen leicht erfüllt werden können .

Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft mittels bekannter Publish-Subscribe-Systeme ausgeführt werden, sodass insoweit keine komplexeren Anpassungen erforderlich sind . Folglich lassen sich bestehende Netzwerke leicht zur Aus führung des erfindungsgemäßen Verfahrens aufrüsten . Die Verwaltung auf Applikationsebene kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens dynamisch erfolgen . Ein Eingri f f bzw . eine Anpassung in tieferen Net zwerklayern ist nicht erforderlich .

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die mindestens eine Ortsinformation für einen Betrieb und/oder eine Funktion des Netzwerkgeräts herangezogen .

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ist die Funktion vorteilhaft eine Funktion in einem Arbeits- und/oder Fertigungsverfahren, insbesondere zumindest ein Verfahrensschritt des Arbeits- und/oder Fertigungsverfahrens und/oder eine Information, vorzugsweise eine Sensor- Information zur Durchführung zumindest eines Verfahrensschritts des Arbeits- und/oder Fertigungsverfahrens und/oder eine Steuerfunktion zumindest eines Verfahrensschritts des Arbeits- und/oder Fertigungsverfahrens .

Auf diese Weise können Arbeits- und/oder Fertigungsverfahren diej enigen Abonnementdaten, welche zur Durchführung der Arbeits- und/oder Fertigungsverfahren notwendig oder vorteil- haft sind, heranziehen . Vorteilhaft können Netzwerkgeräte , deren Funktion oder Betrieb Abonnementdaten erfordern, welche einem bestimmten räumlichen Bereich, also einer bestimmten Ortsinformation, zugeordnet sind, zielgerichtet diese und vorzugsweise nur diese Abonnementdaten abonnieren, sodass die Netzwerkkommunikation zur Übertragung dieser Abonnementdaten besonders gering gehalten werden kann . Folglich skalieren Netzwerke mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erheblich besser mit der Anzahl der Netzwerkgeräte werden als nach bisher bekannten Verfahren .

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens stellt das Netzwerkgerät die Abonnementdaten bereit und/oder nimmt sie entgegen . Das Netzwerkgerät kann also eine publizierende Komponente des Netzwerks , etwa einen Sensor, und/oder eine abonnierende Komponente des Netzwerks , etwa eine Steuer- und/oder Regel- und/oder Auswerteinrichtung, bilden .

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ist die zumindest eine Ortsinformation bevorzugt eine OpenGeoLocation- Information . Die OpenGeoLocation- Information ist vorteilhaft in Ebenen oder mit Baum- und/oder Ordnerstruktur strukturiert . Auf diese Weise kann mittels Platzhaltern eine Ortsinformation hierarchisch, etwa nach der Genauigkeit der Ortsinformation, gefiltert werden .

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bildet die Ortsinformation zweckmäßig eine Ebene der Baum- oder Ordner-Struktur . Auf diese Weise kann nach der Ortsinformation, vorzugsweise nach einer Ebene der Ortsinformation, gefiltert werden .

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung filtert das Netzwerkgerät vorzugsweise Abonnementdaten anhand der mindestens einen Ortsinformation . Vorteilhaft kann so der Netzwerkverkehr im Netzwerk gering gehalten werden, da Netzwerkgeräte lediglich Abonnementdaten übertragen müssen, welche mit den Netzwerkge- raten aktuell im räumlichen Zusammenhang, d . h . in einem Zusammenhang betref fend die Ortsinformation, stehen .

Vorzugsweise nimmt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Netzwerkgerät wechselnd mehrere , vorzugsweise unterschiedliche , Ortspositionen ein oder das Netzwerkgerät ist eingerichtet , mehrere Ortspositionen wechselnd einzunehmen und der mindestens eine oder die mehreren Bezeichner umfassen gleichzeitig oder wechselnd mehrere , vorzugsweise nicht-identische , Ortsinformationen, wobei die mehreren Ortsinformationen j eweils einer der Ortspositionen entsprechen .

Auf diese Weise können mobile Netzwerkgeräte sich bei der Übertragung von Abonnementdaten auf solche Abonnementdaten beschränken, welche mit einer solchen Ortsinformation gekennzeichnet sind, welche eine Ortsposition angeben, an der sich das mobile Netzwerkgerät aufhält oder aber sich auf solche Abonnementdaten beschränken, welche mit einer solchen Ortsinformation gekennzeichnet sind, die Ortspositionen entlang einer vorgesehenen Bewegungstra ektorie des Netzwerkgeräts entsprechen .

Vorzugsweise handelt es sich bei der Ortsposition um die aktuelle Ortsposition, an welcher sich das Netzwerkgerät aktuell befindet , wenn es Abonnementdaten übertragt .

Alternativ und ebenfalls bevorzugt ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mindestens eine der Ortspositionen eine künftige und gegenwärtig noch nicht eingenommene Ortspositionen des Netzwerkgeräts . Die Ortsinformation zu der künftigen, gegenwärtigen Ortsposition ist vorzugsweise verschieden von der Ortsinformation zu der aktuell eingenommenen Ortsposition .

In dieser Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Netzwerkgerät folglich bereits Abonnementdaten bereitstellen oder Abonnementdaten entgegennehmen, welche spezifisch für eine Ortsposition sind, welche das Netzwerkgerät noch nicht eingenommen hat , sondern welche das Netzwerkgerät erst in der Zukunft einnehmen wird . Insbesondere dynamische Netzwerkgeräte wie autonome Lagerfahrzeuge , auch bekannt als „Autonomous Guided Vehi cl es" , können somit bereits während ihrer Fahrt zu einem Zielort auf künftige Aufgabenallokation und Anforderungen am Zielort reagieren und etwa künftig am Zielort anfallende Aufgaben im Vorhinein übernehmen oder freie Kapazitäten im Vorhinein mitteilen .

Das erfindungsgemäße Netzwerkgerät ist zur Entgegennahme und/oder zur Bereitstellung von Abonnementdaten eines Pub- lish-Subscribe-Systems ausgebildet . Das erfindungsgemäße Netzwerkgerät ist ausgebildet , einen Bezeichner, welcher die Abonnementdaten kennzeichnet , anhand mindestens einer Ortsinformation zu filtern .

Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Netzwerkgerät ausgebildet , einen solchen Bezeichner, welcher mindestens eine Ortsinformation in Form von geographischen Ortskoordinaten und/oder flächigen oder räumlichen Rasterkoordinaten und/oder hierarchischen und/oder semantischen Koordinaten umfasst , anhand der mindestens einen Ortsinformation zu filtern .

Vorzugsweise handelt es sich bei der Ortsinformation um eine aktuelle Ortsinformation des Netzwerkgeräts , d . h . die Ortsinformation kennzeichnet den Ort , an welchem sich das Netzwerkgerät befindet , wenn es den Bezeichner anhand der mindestens einen Ortsinformation filtert .

Bevorzugt ist das Netzwerkgerät gemäß der Erfindung ausgebildet , anhand der Ortsinformation Abonnementdaten bereitzustellen und/oder Abonnementdaten entgegenzunehmen .

Das erfindungsgemäße Netzwerkgerät ist besonders bevorzugt als mobiles Netzwerkgerät ausgebildet , welches wechselnd mehrere Ortspositionen einnehmen kann und welches ausgebildet ist , Abonnementdaten anhand wechselnder Ortsinformationen bereitzustellen und/oder entgegenzunehmen und vorzugsweise zu filtern, wobei die wechselnden Ortsinformationen den wechselnden Ortspositionen entsprechen . Bevorzugt kennzeichnen die wechselnden Ortsinformationen j eweils die wechselnden Ortspositionen, d . h . die j eweiligen Ortsinformationen enthalten eine Information über die j eweiligen Ortspositionen .

Vorzugsweise handelt es sich bei den Ortspositionen um die j eweils aktuellen Ortspositionen des Netzwerkgeräts , d . h . um diej enigen Ortspositionen, an welchen sich das Netzwerkgerät aktuell befindet , wenn es Abonnementdaten bereitstellt und/oder entgegennimmt und/oder filtert . Auf diese Weise können mobile Netzwerkgeräte ihre Übertragung von Abonnementdaten an den j eweiligen räumlichen Kontext anpassen und nur Abonnementdaten mit Bezeichnern mit Ortsinformationen eines solchen Orts bereitstellen oder entgegennehmen oder nach einem solchen Ort filtern, an dem sich das Netzwerkgerät aktuell befindet .

Vorzugsweise ist bei dem erfindungsgemäßen Netzwerkgerät mindestens eine Ortsposition eine künftige , d . h . vorgesehene , und gegenwärtig noch nicht eingenommene Ortspositionen des Netzwerkgeräts , d . h . eine Ortsposition, welche verglichen mit demj enigen Zeitpunkt , an welchem das Netzwerkgerät Abonnementdaten anhand dieser Ortsposition kennzeichnende Ortsinformation bereitstellt und/oder entgegennimmt und/oder filtert , in der Zukunft von den Netzwerkgerät eingenommen wird und welche an dem Zeitpunkt , an welchem das Netzwerkgerät Abonnementdaten anhand dieser Ortsposition kennzeichnende Ortsinformation bereitstellt und/oder entgegennimmt und/oder filtert , noch nicht von dem Netzwerkgerät eingenommen wird .

In dieser Weiterbildung der Erfindung kann das erfindungsgemäße Netzwerkgerät folglich bereits Abonnementdaten bereitstellen oder Abonnementdaten entgegennehmen, welche spezifisch für eine Ortsposition sind, welche das Netzwerkgerät noch nicht eingenommen hat , sondern welche das Netzwerkgerät erst in der Zukunft einnehmen wird . Insbesondere dynamische Netzwerkgeräte wie autonome Lagerfahrzeuge , auch bekannt als „Autonomous Guided Vehi cl es" , können somit bereits während ihrer Fahrt zu einem Zielort auf künftige Aufgabenallokation und Anforderungen am Zielort reagieren und etwa voraussichtlich künftig am Zielort gestellte Aufgaben übernehmen oder freie Kapazitäten im Vorhinein mitteilen . Auf diese Weise lässt sich mittels der erfindungsgemäßen Netzwerkgeräte flexibel auf künftige oder vorhersehbare Anforderungen reagieren . Vorteilhaft können autonome Lagert ahrzeuge während des Betriebsablaufs autonom künftige Übergaben von Waren oder sonstigen Gegenständen untereinander verabreden, sobald ein Bedarf an solchen Übergaben absehbar ist . Insbesondere kann mittels solcher Übergaben von Waren oder Gegenständen eine räumliche Verteilung von Lagert ahrzeugen beeinflusst oder gesteuert werden .

Ein erfindungsgemäßes Netzwerk umfasst Netzwerkgeräte nach einem der vorhergehenden Ansprüche .

Vorteilhaft kann j edes abonnierende und/oder publi zierende Netzwerkgerät seinen für die seine Funktion nötigen räumlichen Kontext selbstbestimmen . Er kann sich auch für mehrere Kontexte unterschiedlicher Granularität mehrfach subskribieren .

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Aus führungsbeispiels näher erläutert .

Die einzige Zeichnungs figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Netzwerk mit erfindungsgemäßen Netzwerkgeräten zur Aus führung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Übertragung von Abonnementdaten .

Das in Figur 1 dargestellte erfindungsgemäße Netzwerk ist ein Netzwerk GN zum Gebäudemanagement einer mehrere Gebäude umfassenden Industrieanlage . Mittels des Netzwerks GN wird - neben anderen an sich bekannten Aufgaben des Gebäudemanagements - eine Temperatur in mehreren Bereichen einzelner Gebäude S I , S2 der Industrieanlage geregelt . Das Netzwerk GN ist als IoT-Net zwerk, d . h . als „Internet-of- Things"-Net zwerk, ausgebildet , welches über das Netzwerk GN miteinander verbundene Geräte aufweist , die im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Temperatursteuerung Dl und Temperatursensoren D2 umfassen . Die Temperatursteuerung Dl steuert - parallel zur Aus führung anderer Temperatursteueraufgaben - die Temperatur in dem Gebäude S2 und zieht dazu die aktuell in dem Gebäude S2 vorherrschende Temperatur heran, welche mittels der Temperatursensoren D2 erfasst wird . Dazu fordert die Temperatursteuerung Dl sämtliche Daten der Temperatursensoren D2 in dem Gebäude S2 an . Zur Kommunikation von Temperatursteuerung Dl und Temperatursensoren D2 wird bei dem Netzwerk GN ein Abonnementsystem herangezogen . Bei dem Abonnementsystem agieren die Temperatursensoren D2 als Datenbereitstellungskomponenten und veröf fentlichen Ihre Daten DU , D12 , D13 als Abonnementdaten Al mittels eines für die Temperatursensoren D2 und die Temperatursteuerung Dl zugänglichen Bus-Systems . Die Abonnementdaten Al werden mit den Temperatursensoren D2 und mit der Temperatursteuerung Dl beispielsweise mittels drahtloser Verbindungen WL1 und WL2 ausgetauscht .

Die Abonnementdaten Al enthalten einen Bezeichner B, welcher eine thematische Beschreibung der Abonnementdaten enthält . Somit können einzelne Netzwerkgeräte des Netzwerks GN anhand des Bezeichners B die Relevanz der Abonnementdaten Al für den Betrieb und/oder die Funktion des Netzwerksgeräts ermitteln .

Bei dem Abonnementsystem sind die Bezeichner B baumartig aufgebaut , d . h . die Bezeichner B weisen eine Abfolge von sich weiter verästelnden Ebenen PI , P2 , P3 , P4 auf , welche mittels eines Trennzeichens voneinander getrennt sind . Im dargestellten Aus führungsbeispiel sind die Trennzeichen als Forward- Slashes , also als vorwärts geneigte Schrägstriche „/" , ausgestaltet . Grundsätzlich können aber auch sonstige beliebige Trennzeichen Verwendung finden . Die Ebenen PI , P2 , P3 , P4 des Bezeichners sind wildcardfähig, d . h . einzelne Ebenen PI , P2 , P3 , P4 müssen nicht expli zit angegeben werden, um Bezeichner B des Abonnementsystems auf zufinden . Insbesondere können einzelne oder mehrere der Ebenen PI , P2 , P3 , P4 mittels Platzhaltern als „beliebig bezeichnet" benannt werden . Im dargestellten Aus führungsbeispiel werden Platzhalter in Form von Plus zeichen „+" eingesetzt .

Im dargestellten Aus führungsbeispiel umfassen die wildcardfähigen Bezeichner B Ortsinformationen in Form von rasterbasierten Raumbeschreibungen . Mittels der Ortsinformationen der Bezeichner B können Netzwerkgeräte D2 , Dl ihre Abonnements für Topics auf räumliche Bereiche und Kontexte einschränken .

Im dargestellten Aus führungsbeispiel wird als Publish- Subscribe-System das System „MQTT" eingesetzt , welches in oben beschriebener und an sich bekannter Weise Platzhalter, in dieser Beschreibung auch als Wildcard bezeichnet , in Form von Plus zeichen „+" verwendet (https : / /docs . oasisopen . org/mqtt/mqtt/ v5 . 0/ os/mqtt-v5 . 0-os . html#_Toc3901241 ) .

Im an sich bekannten Publish-Subscribe-System MQTT kennzeichnet beispielsweise eine Bezeichnung „v2 /+/temperature" sowohl Abonnementdaten mit der Bezeichnung „v2 / livingroom/- temperature" als auch Abonnementdaten mit der Bezeichnung „v2 / kitchen/temperature" . Auf der zweiten Ebene der Bezeichnung der Abonnementdaten des Abonnements ist eine Wildcard „+" eingetragen, sodass Publikationsdaten mit beliebigen Ortsinformationen von einem so eingerichteten Abonnement umfasst werden .

Anstelle von Ortsinformationen in Form von Raumbezeichnungen „kitchen" oder „livingroom" werden im gezeigten Aus führungsbeispiel hingegen raster-basierte Raumbeschreibung mit inkre- mentell in Abhängigkeit der Codelänge wachsender Genauigkeit eingesetzt . Diese Ortsinformationen werden im dargestellten Aus führungsbeispiel mittels an sich bekannter Open Location Codes ( OLG ) (https : / /en . wikipedia . org/wiki/Open_Location_Code ) oder daraus abgeleiteter Plus Codes (https : / /plus . codes/ ) gebildet . Diese unterteilen die Welt in sphärische Sektoren, wobei stets j e eine Stelle des Open Location Codes eine hori zontale Sektor-Adresse und eine weitere sich unmittelbar anschließende Stelle eine vertikale Sektor-Adresse beschreibt . Ein Paar von Stellen des Open Location Codes beschriebt also einen Ort . Jedes weitere folgende Paar von Stellen teilt seinerseits den in dem vorherigen Paar beschriebenen Sektor wieder in kleinere Sektoren ein . Open Location Codes umfassen vier solcher aufeinander folgenden Sektorenangaben, bis eine finale Angabe von Sub-Sektoren erfolgt . Beispielsweise beschreibt 8FWH oder 8 FWH0000+ einen in etwa dem Raum München entsprechenden Sektor, während 8 FWH3JRX+RF die Einfahrt zum Eingang Nord am Siemens Standort München Perlach mit einer Sektorfläche von ca . 14m x 14m beschreibt . Open Location Codes sind nur ein Beispiel für eine mögliche Codierung, wie sie für das hier beschriebene Verfahren erforderlich ist . In weiteren, nicht eigens dargestellten Aus führungsbeispielen können andere geographische Ortskoordinaten in Form von Ortsrasterangaben oder Flächen- und/oder Raumaufteilungen und-/oder hierarisch strukturierten semantischen Kontexten herangezogen werden .

Die oben beschriebenen Ortsinformationen werden nun im dargestellten Aus führungsbeispiel in die wildcardfähigen Bezeichner B eingetragen . Dies geschieht dadurch, dass in den Topics des Publish-Subscribe Systems standardmäßig ein per Wildcard filterbarer Block für die räumliche Zuordnung vorgesehen wird . Jedes Element der räumlichen Information muss per Wildcard filterbar sein . Am Beispiel MQTT und OLG wird das beispielsweise wie folgt realisiert :

Während Abonnementdaten bislang mit dem Bezeichner B der Form <topic-level- l>/<topic-level-2> gekennzeichnet sind, werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Abonnementdaten der Form < topic- level- 1>/ <OLC_0>/ <OLC_1>/ < topic- level-2 > herangezogen . Die Ebene Pl des Bezeichners B ist folglich mit „topic-level- 1" , also beispielsweise einer Angabe einer technischen Messgröße wie der Temperatur bezeichnet . Die Ebenen P2 und P3 stellen Ortsinformationen in Form von Open Location Codes dar . Die Ebene P4 des Bezeichners B ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem zusätzlichen Messparameter gebildet .

Alle Ebenen P2 , P3 des Bezeichners B des Open Location Codes können nach der Spezi fikation des MQTT-Protokolls durch Wildcards im Abonnement ersetzt werden . Die relative Position der Raumcodes im Bezeichner B ist grundsätzlich beliebig . Für MQTT ist eine Platzierung am Ende aber vorteilhaft , da dann das Multi-Level Wildcard # bei Abonnements mit kürzeren Raumcodes angewendet werden kann .

Ein Abonnent , j eweils beispielsweise ein Netzwerkgerät , das sich für Abonnementdaten in einem bestimmten räumlichen Sektor interessiert , richtet dann durch Anwendung der Wildcards ein entsprechendes Abonnement ein . Am Beispiel des obigen München-Beispiels würde das wie folgt aussehen :

Ein Abonnent J, der sich für Publikationen im Großbereich München interessiert , würde ein Abonnement mittels folgendem Bezeichner B einrichten :

< topic- level- 1>/ 8 / F/W/H/+/+/+/+/+/ +/< topic- level-2 > .

Ein Abonnent K, der sich nur für Publikationen im fokussierten Bereich „Einfahrt Siemens München Perlach Nord" interessiert , würde ein Abonnement unter folgender Bezeichnung B einrichten :

< topic- level- 1>/ 8 / F/W/H/ 3/ J/R/X/R/ F/ <topic-level-2> .

Die Netzwerkgeräte , die beispielsweise am Bereich Einfahrt Siemens München Perlach Nord Daten publi zieren, würden ihre kodierte Position, d.h. Ortsinformationen, in ihren Bezeichnet aufnehmen, z.B.

< topic- level- 1>/ 8/F/W/H/3/J/R/X/R/F/ <topic-level-2> .

Netzwerkgeräte, die beispielsweise am Bereich „Eingang Siemens München Perlach Süd" Daten publizieren, würden ihre kodierte Position in ihren Bezeichner B aufnehmen, z.B.

< topic- level- 1>/ 8/F/W/H/3/J/Q/W/F/H/ <topic-level-2>

Abonnent J würde sowohl die Daten von „Einfahrt Siemens Mün- chen-Perlach Nord" als auch von „Eingang Siemens München Perlach Süd" empfangen, Abonnent K nur die von „Eingang Siemens München Perlach Süd" .

Das zuvor gezeigte abstrakte Ausführungsbeispiel ist vergleichsweise statisch. Ein dynamischeres Ausführungsbeispiel mit mobilen Komponenten ist ein Logistikszenario in der Fertigung :

In diesem dynamischeren Ausführungsbeispiel sind 16 Werkshallen W00 bis W33 auf einem Gelände in einem räumlichen Vier- mal-vier-Raster angeordnet. Autonome Lagerfahrzeuge, auch bekannt als „Autonomous Guided Vehicles" , können in und zwischen den Werkshallen W00 bis W33 fahren. Die autonomen Lagerfahrzeuge nehmen nur an der Aufgabenallokation teil und empfangen nur Anforderungen, die im Quadranten ihrer aktuellen Position publiziert werden.

Schematisch ist dies vereinfacht wie folgt realisiert:

Der Bezeichner der Abonnementdaten hat in diesem Ausführungsbeispiel die folgende Ordnerstruktur

<Topic>/ <QuadrantX>/ <QuadrantY>/ <SubQuadrantX>- /<SubQuadrantY> . <Topic> übernimmt hier die Rolle des <topic- level-l> des vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiels. Bei dieser Ordnerstruktur repräsentieren die letzten vier mit Forward-Slashes getrennten Ebenen Ortsinformationen . Eine bevorzugt statt findende Kenntlichmachung der Ortsinformation mit einer den Ortsinformationen vorangestellten Ebene „<CodeGPosition>" entfällt in dieser Beschreibung aus Über- sichtlichkeitsgründen . D . h . in einer aus führlichen Darstellung bleibt <Topic> stets durch „<Topic>/<CodeGPosition>" ersetzt zu denken .

Aufgaben sind dann beispielsweise von W10 im Subquadranten SubQuadrantX=l , SubQuadrantY=O unter folgendem Bezeichner publi ziert : <Topic>/ 0/ 0/ l / 0 .

Das autonome Lagerf ahrzeug passt seine abonnierten Bezeichner dann dynamisch an seine eigene Position, d . h . an seinen aktuellen Ort , an .

Befindet sich das autonome Lagerf ahrzeug in Werkshalle W33 , also dem Subquadranten SubQuadrantX=3 , SubQuadrantY=3 und damit im Quadranten QuadrantX=l , QuadrantY=l , so ergibt sich folgender abonnierter Bezeichner - welcher nicht mit der vorherigen Beispielanforderung übereinstimmt : <Topic>/ l / l /+/+ .

Bewegt sich das das autonome Lagerf ahrzeug nun und befindet sich dann in Werkshalle Wi l , also in dem Subquadranten Sub- QuadrantX =1 , SubQuadrantY= 1 und damit im Quadranten Quad- rantX=0 , QuadrantY=0 , so ergibt sich folgendes abonnierte Topic, welches dann mit der vorherigen Anforderung übereinstimmt und somit die Anforderung an das autonome Lagerfahrzeug weiter leitet : <Topic>/ 0/ 0/+/+ .

In einer weiteren Ausprägung werden die räumlichen Topics und die Möglichkeit , entsprechende Abonnements für diese einzurichten, nur über bezeichnerspezi fische Zugangsbeschränkungsund Autorisierungsmechanismen zugänglich gemacht . Dies erlaubt räumlich gebundene Zugangs- , Sicherheits- , und Privacy- Mechanismen . In einer weiteren Ausprägung werden statt einfachen topiclevel basierten Wildcards reguläre Ausdrücke verwendet . In einer weiteren Ausprägung werden Abonnements auf mehrere f eingranulare räumliche Sektoren eingerichtet , um sich auf eine spezi fische geometrische Form über eine Annäherung zu subskribieren .

In einem weiteren, dynamischeren Aus führungsbeispiel , welches dem vorhergehend beschriebenen Aus führungsbeispiel im Übrigen entspricht , abonnieren die autonomen Lagerf ahrzeuge Topics zu künftig erreichten Orten, an welche Sie infolge ihres j eweils geplanten Fahrweges gelangen werden . Beispielsweise können zwei autonome Lagerf ahrzeuge miteinander eine künftige Übergabe eines mit einem dieser autonomen Lagerf ahrzeuge gefahrenen Gegenstands mittels Abonnementdaten an einem solchen Ort verabreden, an welchem sich die beiden Lagerf ahrzeuge aufgrund ihrer j eweils geplanten Wege später einmal begegnen werden . Dazu können autonome Lagerf ahrzeuge j eweils Angebote von Entgegennahmen an den Orten ihrer geplanten Fahrroute ausschreiben und autonome Lagerf ahrzeuge einen Bedarf an einer Abnahme ihres aktuell beförderten Gegenstands an einem Ort ihrer - ansonsten einzuhaltenden - Fahrroute ankündigen .

Solche Übergaben von Gegenständen zwischen Lagerf ahrzeugen können etwa aufgrund eines unvorhergesehen auf getretenen Bedarfs an Lagerf ahrzeugen, etwa von Lagerf ahrzeugen mit einer bestimmten Spezi fikation, erforderlich sein .