SISTEMA Y MÉTODO PARA CONTROL DE ACCESO Y PAGO MEDIANTE UN DISPOSITIVO ELECTRÓNICO PARA VEHÍCULOS CON COMUNICACIONES INALÁMBRICAS
D E S C R I P C I Ó N
OBJETO DE LA INVENCIÓN La presente memoria descriptiva se refiere a una solicitud de una Patente de Invención correspondiente a un sistema y método para control de acceso y pago mediante un dispositivo electrónico para vehículos con comunicaciones inalámbricas, que realiza transacción electrónica y emplea comunicaciones inalámbricas, incorporando medios de provisión de servicios con movilidad, concretamente procedimiento especifico para 802.15.1 (Bluetooth), para 802.11 y para 802.15.4, definiendo una nueva forma de provisión de servicios y permitiendo efectuar pagos, control de acceso, telemetría, telediagnóstico y comunicación de voz, imágenes y video con agentes externos, utilizando un conjunto de tecnologías y procedimientos dimanados de un dispositivo móvil para ser empleado desde vehículos.
CAMPO DE LA INVENCIÓN
Esta invención tiene su aplicación dentro del campo de las telecomunicaciones, especialmente dentro del campo de las comunicaciones inalámbricas con dispositivos electrónicos que hagan uso de tecnología
802.15.1 (Bluetooth) o 802.11 o 802.15.4. La invención tiene su aplicación especifica
para la transferencia de información de servicios de control de acceso y de telepago.
También puede ser aplicado en los sectores de la automatización de procesos y la gestión de colas de servicios .
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Por parte del solicitante no se tiene conocimiento de la existencia en la actualidad de una invención que incorpore en su contexto el contenido de la presente memoria descriptiva, que se efectúa a continuación.
Los antecedentes más próximos a la presente invención, lo constituyen las Patentes y solicitudes que se describen a continuación. Por la Patente de Invención 1-2001-021860-4 solicitada a nombre de INTIUM, se conocen métodos, asi como sistemas para la consecución de conectividad y handoff para dispositivos computadores de bajo consumo, especialmente dispositivos portátiles (ordenadores portátiles, de mano tipo PDA y teléfonos móviles) sin hilos y de corto alcance, en interior de edificios, donde haya infraestructura LAN y servicios IP.
En exteriores de edificios y más aún en espacios abiertos, la infraestructura de redes de área local y servicios IP, es inexistente o está limitada.
La invención que se describe en esta memoria, propone una solución en espacios abiertos y exteriores.
La especificación SDP service discovery protocol de Bluetooth.2, que define un mecanismo para aplicaciones, funcionando en dispositivos Bluetooth, descubran qué servicios están disponibles y sus características.
Sin embargo, SDP no proporciona acceso a los servicios, sólo informa sobre ellos. Tampoco habilita negociación de los parámetros del servicio ni gestiona pago por el servicio .
La invención objeto de esta memoria propone una solución para incorporar provisión de servicios en movilidad, de control de acceso y pago electrónico, en un perfil Bluetooth con la denominación de profile de servicios GCT. La Patente de Invención US 20030172028 de
IBM, que comprende sistemas y dispositivos personales con tarjeta SIM para sistema personal de pago, permite comprar empleando un dispositivo inalámbrico como un teléfono celular o una PDA, operar autorizaciones de pago de transacciones comerciales.
Define un perfil para operar la recarga y el consumo de crédito de una tarjeta electrónica de pago, para dispositivos inalámbricos celulares o Bluetooth.
Esta Patente de Invención está limitada al ámbito de las compras en máquinas expendedoras con tarjetas prepago y no aborda las problemáticas del control de acceso, ni las transacciones de pago en lugares o sitios donde el usuario es cliente, tal y
como puede ser grandes superficies, gasolineras, peaje, supermercados, etc.
La especificación SIM Access Profile de Bluetoothl.2 que define un procedimiento y protocolo para acceder a tarjetas SIM a través de Bluetooth, da una guia de interoperabilidad para las aplicaciones en el cliente y en el servidor que pueden estar instalados en coches.
Sin embargo, SIM Acces Profile es especifico para GSM 11.11. y usa Bluetooth como mecanismo de conexión entre los dos dispositivos, pero no proporciona acceso a redes Bluetooth externas al coche ni gestiona servicios de control de acceso y pago, que si son solucionados por la invención objeto de esta memoria.
Por la Patente de Invención solicitada con el número PCT/IB03/01941 de Nokia, comprende sistemas y dispositivos personales con comunicaciones de corto alcance como Bluetooth, IrDA o similares para la emisión de tickets comprados usando un sistema de pago. La problemática del pago mediante mensajes
SMS y las plantillas de gráficos para la generación de tickets mediante mensajes MMS son el foco de esta Patente. La invención objeto de la presente memoria presenta una solución más completa, que abarca entre otros, la automatización de los mensajes en las transacciones de pago y solucionan las limitaciones de las técnicas SMS/MMS en cuanto a los largos tiempos de conexión y la necesidad del usuario de interactuar a
través de menú para rellenar datos.
La Patente alemana de E-PASS, comprende sistemas y dispositivos para realizar compras a través de un portal, empleando un teléfono móvil y PDA.
El objeto de esta Patente está en el uso de una tarjeta inteligente que se incorpora a una PDA. Las comunicaciones inalámbricas Bluetooth, se proponen como mecanismo de transmisión de los datos de la tarjeta inteligente al teléfono móvil, que es el que comunica realmente con el portal de compra. La necesidad de que el usuario disponga de dos dispositivos y el requisito de las comunicaciones móviles distancian el foco de esta patente del contenido de la presente memoria, donde las comunicaciones inalámbricas privadas Bluetooth, 802.11 y UWB son el mecanismo escogido.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El sistema y método para control de acceso y pago mediante un dispositivo electrónico para vehículos con comunicaciones inalámbricas que la invención propone, soluciona la problemática planteada en los servicios de control de acceso y telepago, especialmente en lo que se refiere a los procedimientos de automatización, gestión de colas y provisión de servicios mediante telecomunicaciones frente a los mecanismos tradicionales de uso de tarjetas de pago y de retirada de ticket en las barreras de acceso a peajes y aparcamientos.
De forma más concreta, el sistema y método para control de acceso y pago mediante un dispositivo electrónico para vehículos con comunicaciones inalámbricas objeto de la invención, se configura como el resultado de la aplicación de tecnología de sistemas embebidos, microelectrónica, telecomunicaciones y procedimientos para proveer de control de acceso y telepago para vehículos en movimiento a baja velocidad, desde un dispositivo electrónico, con independencia de que el mismo sea de bolsillo o instalado en un vehículo, sin necesidad de tarjetas o ticket, empleando tecnología inalámbrica Bluetooth o 802.15.1, 802.11 o 802.15.4. La invención incorpora un dispositivo móvil para vehículos, que incorpora a su vez nuevos medios de provisión de servicios con movilidad para tecnología de comunicaciones inalámbrica, permitiendo la comunicación con otros dispositivos y la comunicación al punto de conexión inalámbrico y a través de ella al sitio donde el controlador esté instalado, para acceder al control de acceso y de pago.
La invención incorpora un punto de conexión inalámbrico especializado como Bluetooth y 802.11 a, b, 802.15.4, con la característica de permitir conexiones incluso de dispositivos en movimiento a baja velocidad, y permitiendo el punto de acceso inalámbrico la conexión LAN al sitio donde el controlador esté instalado para acceder al control de acceso y de pago.
La invención también define un Profile de servicios de movilidad GCT que proporciona el método de encapsular, securizar y de protocolo de intercambio de los datos de control de acceso y de telepago entre el
dispositivo de usuario y el punto de conexión inalámbrico y entre éste y el controlador.
La invención también dispone de un sistema controlador de las transacciones de acceso, de un sistema controlador de las trasacciones de telepago, asi como una red de comunicaciones inalámbricas y medios de gestión de movilidad en esa red. También la invención cuenta con mecanismos de seguridad AES, puede adoptar adicionalmente SSL en la transferencia de los datos y cuenta con un computador en el cual se alojará el controlador de acceso y el de pago .
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
El sistema y método para control de acceso y pago mediante un dispositivo electrónico para vehículos con comunicaciones inalámbricas que se describe, presenta tres partes totalmente diferenciadas. A saber:
Dispositivo de usuario. - Red inalámbrica y
Controlador de los datos Control de Acceso y Telepago. En la parte correspondiente al dispositivo de usuario, se constatan las siguientes partes:
El módulo controlador de la busqueda/localización de los dispositivos del sistema de acceso detecta la proximidad del dispositivo a la
célula Bluetooth (o 802.11a, b o 802.15.4 ) y causa que el dispositivo establezca una conexión PCA/PTP cuando está en modo inactivo. Además el dispositivo puede ser buscado por la célula mientras tiene una conexión establecida y el módulo controlador de conexión PCP/PTP y búsqueda de dispositivos, es especifico y está desarrollado al efecto y para el establecimiento de la conexión PCA/PTP, la puesta en servicio de los protocolos a utilizar: Bluetooth (o 802.11a, b o 802.15.4), asi como para encriptación AES y para el control de los fallos de conexión si estos se producen. - El dispositivo queda localizado en la red con un identificador único.
- Una vez existe la conexión PCA/PTP, el módulo controlador de acceso y telepago establece la sesión de acceso y de telepago con el usuario/dispositivo. El módulo controlador de acceso y de telepago, es especifico y está desarrollado al efecto y para el establecimiento de la Sesión PCA/PTP, la puesta en servicio de los protocolos a utilizar puede incorporar TCP/IP, asi como para el control de los fallos de sesión si estos se producen.
- La sesión se establece como conclusión de la autentificación de usuario/dispostivo para el servicio.
A partir de ese momento la sesión se encuentra a la escuha permanente, esperando eventos del servicio de acceso o del de telepago. Los eventos pueden ser de dos tipos: transacción y fin de la
se s ión .
En el caso de acceso, el controlador es el que producirá un evento de transacción de acceso inmediatamente después de haber autentificado al usuario.
En el caso de telepago, tanto el controlador como el usuario/dispositivo pueden producir un evento transacción de pago.
Para la seguridad de los datos que se intercambian entre el dispositivo y el punto de acceso se emplea cifrado AES (FIPS197) . Entre el punto de conexión inalámbrico y el controlador puede emplearse
SSL, en el caso de las transacciones de pago.
Cuando se produce un evento del tipo transacción, se crean los componentes que reúnen la información necesaria del dispositivo móvil y del setup de acceso o del de pago, se ordena el alamcenamiento de la transacción de acceso o de la orden de pago y se envia un evento informativo de la transacción al dispositvo o a un agente externo.
- El evento contiene la información necesaria para poder ser representada en una interface del dispositivo con el fin de informar al usuario del estado (ejemplos de información tipo: acceso [iniciado, completado, fallido] , orden de pago [iniciado, completado, fallido] ) .
Tanto el controlador como el usuario/dispositivo pueden producir un evento fin de la sesión. La sesión termina y el dispositivo queda a la
espera de que se inicie una nueva sesión.
- Para la seguridad de la información que el dispositivo intercambia con el controlador de acceso o el de telepago y teniendo en cuenta la optimización de los recursos del dispositivo, se utiliza el módulo de cifrado de los datos, que se ha desarrollado específicamente en la parte cliente y permite empleo de SSL, en caso de transacciones de pago.
El proceso continúa hasta que el dispositivo vuelve al modo inactivo por degradación de la comunicación o porque el módulo controlador de conexión PCP/PTP y búsqueda de dispositivos cierra la conexión.
Respecto a la parte de la red inalámbrica, debe indicarse lo siguiente: • El módulo gestor de la red inalámbrica se encarga de coordinar la conexión del dispositivo de usuario cuando cambia de punto de conexión, mientras se desplaza por la zona dónde está operativo el servicio.
• El módulo gestor es responsable de que una conexión establecida desde un punto de conexión no se interrumpa en el itinerario del usuario hasta otro punto de conexión.
Respecto a la parte del controlador de los datos Control de Acceso y Telepago, debe indicarse lo siguiente:
• Subsistema receptor, encargado de proporcionar al sistema los mecanismos de registro y validación de las transacciones de acceso o de telepago asi como comunicación a través de Internet con otros servicios.
• Esta implementación de controlador especifica está optimizada para validación y almacenamiento de las transacciones de acceso y de telepago y para la comunicación a través de Internet con otros servicios. La aplicación industrial de la invención o uso está formada por el dispositivo electrónico de usuario, el dispositivo electrónico de punto de recepción y control de los datos y el dispositivo electrónico de gestión de la red inalámbrica.
Como sipnosis debe indicarse que la invención se configura como un dispositivo electrónico para vehículos, que actúa como terminal de usuario, con Tecnología de comunicaciones inalámbrica Bluetooth (802.15.1) o 802.11a, b o 802.15.4 (UWB), que implementa el profile-de-servicios-de-movilidad GCT.
En la invención se contempla un procedimiento de provisión de servicios profile-de-servicios-de- movilidad GCT. Método para la operación de servicios de pago, telemetría, telediagnóstico a través de una red de telecomunicaciones inalámbrica (Bluetooth u otro) , protocolos y métodos asociados, proporcionando un nuevo procedimiento de encapsular, de securizar y de protocolo de intencambio de los datos de control de
acceso y de telepago entre el dispositivo y el punto de conexión inalámbrico y entre éste y el controlador.
El protocolo que define el Profile-de- servicios-de-movilidad GCT se construye sobre el nivel SDP del stack Bluetooth, o del nivel de enlace de 802.11 o de la próxima definición del nivel de enlace de 802.15.4, tanto en el dispositivo como en el punto de conexión inalámbrico, y este protocolo permite la comunicación bidireccional de los datos entre el dispositivo y el controlador.
La comunicación de los datos se produce en dos pasos: uno entre el dispositivo y el punto de conexión inalámbrico y el segundo entre el punto de conexión inalámrico y el controlador. La seguridad de los datos en las comunicaciones se proporciona por la combinación de dos mecanismos, de la siguiente manera. A saber:
- AES(FIPS197) que es el mecanismo utilizado para la seguridad de los datos del servicio entre el dispositivo y el punto de conexión inalámbrico. - Entre el punto de conexión inalámbrico y el controlador del sistema de la Sesión PCA/PTP sobre un stack TCP/IP, puede emplear SSL, en el caso de las transacciones de pago. - Dispositivo electrónico de recepción de los datos del dispositivo de usuario.
- Dispositivo electrónico de gestión de la red inalámbrica.
Con el fin de clarificar la comprensión de los elementos empleados en la invención, debe indicarse lo siguiente. A saber: - AES (FIPS197) : Advanced Encryption Standard del organismo FIPS de USA.
Bluetooth ó 802.15.1: tecnología inalámbrica de corto alcance que permite conectar dos dispositivos (fijos, portátiles, móviles y periféricos, PDA, teléfonos móviles) . Es un estándar de la organización IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) , que aparecen gracias a los acuerdos entre las principales compañías tecnológicas. Todo dispositivo equipado con Bluetooth se puede sincronizar sólo por el hecho de mantenerse dentro del radio de alcance. Las principales características de esta tecnología son: • No necesita licencia (opera en la banda de 2,4 GHz que no requiere licencia) .
• Alcanza anchos de banda entre 500 Kbps y 1 Mbps .
• Los dispositivos pueden estar separados hasta 10 m (esta distancia estándar puede ser aumentada con repetidores) . • Supera obstáculos. No precisa visión directa entre los dispositivos.
- LAN: red de área local. - L2CAP: Bluetooth Logical Link Control and
Adaptation Protocol, gestiona el multiplexado, segmentación y reensamblado de paquetes de datos y también maneja la información de la calidad del servicio .
LMP: Bluetooth Link Manager Protocol, gestiona el establecimiento del nivel de enlace.
- PCA: profil e-de-servi ci os-de-movilidad GCT de esta invención: perfil GCT de servicios de control de acceso para tecnologías Bluetooth (802.15.1) o 802.11a, b o 802.15.4 (UWB).
RFCOM: protocolo Bluetooth que emula puertos serie sobre L2CAP. Este protocolo está definido en el estándar ETSI TS 07.10.
- PTP: profil e-de-servíci os-de~movilidad GCT de esta invención: perfil GCT de servicios de telepago para tecnologías Bluetooth (802.15.1) o 802.11a, b o 802.15.4 (UWB) . * - SDP: Bluetooth Service Discovery Protocol, permite a las aplicaciones saber que servicios Bluetooth están disponibles para un dispositivo determinado .
- Setup_localización: Conjunto de datos que define las características de un dispositivo de usuario y que son necesarios para el servicio de Control de Acceso de esta invención.
- Setup_pago: Conjunto de datos que define las características de un dispositivo de usuario y que son necesarios para el servicio de Telepago de esta
invención.
- SSL: Secure sockets layer. Protocolo de comunicaciones estándar IETF de Internet que proporciona dos mecanismos de seguridad útiles para comercio electrónico:
• El protocolo garantiza que la información que se transmite no puede ser descifrada si se intercepta.
• El servidor está obligado a usar un certificado que concede una autoridad de certificación, que garantiza al usuario que el servidor con el que está operando es el autorizado y no está siendo suplantado por otro servidor ilegal que pudiera hacer fraude. - TCP/IP: protocolo de comunicaciones estándar para redes de área local e Internet.
- Ultra Wide Band ó 802.15.4 (UWB): es una tecnología de radio todavía en desarrollo. En la actualidad no hay estándares de UWB para su utilización en las redes inalámbricas de área local en la banda de 3,1 GHz a 10,6 GHz . Dos grupos de trabajo están en estos momentos intercambiando información para la redacción de estos estándares, uno norteamericano, IEEE 802.15, y otro europeo, ETSI ERM TG31.:
• IEE 805.15 TG3a
El grupo de estándares 802.15 define WPAN o red personal inalámbrica de área local como aquella en
la que los dispositivos considerados son los que los usuarios llevan consigo (hand held) . El estándar 802.15.3a en aplicaciones comerciales de sistemas multimedia y de imágenes digitales será ratificado en 2004 para velocidad 20Mbps o superior.
• ETSI ERM TG31
El objetivo es generar un estándar sencillo, barato, de bajo consumo y de elevada velocidad de transmisión (>100Mbps) para redes inalámbricas de área local con calidad de servicio (QoS) para las transmisiones multimedia. También se pretende que este estándar no compita con los estándares 802.11. Actualmente el trabajo se divide en dos especificacionesERM/TG31A para los estándares UWB de tipo general y ERM/TG31B para los estándares UWB de sistemas móviles (radares a bordo, etc.). - WiFi ó 802.11a, b, g: tecnología de radio que se utiliza para sustituir los cables en redes de área local (LAN) . WLAN: wireless LAN. Es un estándar que ha sido desarrollado por el IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) . La versión 802.11b opera en la banda sin licencia de 2,4GHz y tiene ancho de banda de llMbps. La versión 802.11a opera en la banda de 5GHz y tiene ancho de banda de 54Mbps. Otro estándar 802. llg opera en 2,4GHz pero con 54Mbps de ancho de banda.