WO2007041727A1 - Messgerät bzw. anordnung mit einem messgerät - Google Patents

Messgerät bzw. anordnung mit einem messgerät Download PDF

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WO2007041727A1
WO2007041727A1 PCT/AT2006/000362 AT2006000362W WO2007041727A1 WO 2007041727 A1 WO2007041727 A1 WO 2007041727A1 AT 2006000362 W AT2006000362 W AT 2006000362W WO 2007041727 A1 WO2007041727 A1 WO 2007041727A1
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WO
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measuring device
display
information
communication module
data
Prior art date
Application number
PCT/AT2006/000362
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Günter SCHREIER
Peter Kastner
Alexander Kollmann
Jürgen MORAK
Original Assignee
Austrian Research Centers Gmbh - Arc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Austrian Research Centers Gmbh - Arc filed Critical Austrian Research Centers Gmbh - Arc
Priority to EP06774760A priority Critical patent/EP1935208A1/de
Publication of WO2007041727A1 publication Critical patent/WO2007041727A1/de

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link

Definitions

  • the invention relates to a measuring device according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method according to the preamble of claim 11.
  • the acquisition, storage and processing of measurement data plays an important role in many areas of everyday life (reading the display of various equipment, measuring devices, for example, for power consumption).
  • a large number of measuring instruments already have standardized wired (USB, RS232, ...) as well as wireless (infrared, BlueTooth) interfaces that allow the acquisition of the respective measured value by means of appropriate reader for further processing (eg: blood pressure monitor with serial interface, Blood glucose meter with infrared interface, ).
  • the data transmission or the further processing takes place today largely on or by means of PC. Due to the rapid developments in the mobile phone sector, as well as the
  • these devices can be used to record measured values on the mobile, at the point of care and, on the other hand, to forward them via the data channel (GPRS / UMTS) to a central database for storage or evaluation support interfaces such as BlueTooth or Infrared
  • NFC Near Field Communication
  • RFID Radio Frequency Identification
  • NFC operates in a frequency range of 13.56 MHz and offers a data transfer rate of a maximum of 424 kBit / s with a maximum range of 20 centimeters.
  • the parameters for NFC are already specified by ISO 18092, ECMA 340 or ETSI TS 102 190. This closes a gap left open by the existing systems: it involves bridging very small distances (in the cm range), which results in two communicating devices having to come so close together that it is almost a touch can speak to communicate with each other.
  • Typical applications include multimedia, wireless data transfer, eTicketing and cashless payments.
  • the aim of the invention is the extension of a measuring device or creation of a
  • Measuring device that is set up for the acquisition and transmission of measurement data.
  • the simple design which is easy adaptation of existing measuring devices, ease of use, ease of use and operational safety value.
  • the procedure according to the invention makes it possible to record and transmit the corresponding measurement data accurately and reliably for the user.
  • a corresponding data transmission module as e.g. is provided in a mobile phone or a read head, close to the measurement data output unit, i. to the antenna or RFID tag to bring the meter.
  • the area of the display is provided for this purpose; this is the most noticeable and recognizable area on the meter.
  • the provision of measurement data via NFC has so far been disregarded, but allows an easy-to-use method of establishing contact between devices and transmitting information without requiring too much technical knowledge from the users.
  • FIG. 1 shows the basic structure of a measuring and transmission chain
  • FIG. 3 the attachment of an antenna
  • FIG. 4 shows the arrangement of an NFC-enabled mobile phone to the display of
  • FIG. 6 shows a schematic circuit diagram of an arrangement according to the invention for equipping existing measuring systems with NFC technology as well as the integration of the NFC communication module into the display driver.
  • FIG. 7 shows a communication module integrated in the display driver.
  • Fig. 1 the basic structure of a measuring device is shown, which serves for the detection and transmission of measurement data via wireless, NFC-based data interface.
  • the NFC communication module 300 is connected to the meter 100.
  • a corresponding integrated hardware (information processing unit) 200 serves as an interface of these two components and automatically assumes the measured value of the current or last measurement and transmits it to the communication module 300. Via antenna 400, the measured value is then the data transmission module (eg mobile phone with NFC communication interface or read head ) 500 for receiving or forwarding to a database 700 via data channel (GPRS / UMTS) 600 provided.
  • the data transmission module eg mobile phone with NFC communication interface or read head
  • GPRS / UMTS data channel
  • the measured value display or the display 140 (FIG. 2) is the central element in the human-machine interface since it presents the measured data and possibly further information to the user in a corresponding form. Nevertheless, the measured value is in a "static" form and can not be used in this way for further processing or storage, unless the measured value is, as described in the introduction, provided via additional interfaces for further processing No integrated interface is the method of choice to date
  • Fig. 2 shows the schematic structure of the proposed system for
  • the current measured value is present directly at the measuring sensor 110 or the processing unit 120 of the measuring device.
  • the representation of the measured value is performed by an alphanumeric display 140, e.g. via a standardized 7-segment display on LCD resp. LED base. Additional information (battery charger, status flags, ...) can also be displayed with the appropriate display design.
  • An essential criterion for integrating an NFC-based communication module 300 into measuring devices or systems already on the market is the ease of adaptability or integration.
  • the access to the internal memory or data bus is often only possible with considerable modification or redesign the circuit can be realized.
  • the measured value must be processed accordingly.
  • the measured value is coded by means of special hardware in the display driver 130.
  • This driver 130 is now able to control the individual segments of the display or, if it is a pixel display, the individual pixels in such a way that the overall appearance represents the measured value or the information to be displayed.
  • the tapped signal levels at the input of the display 140 correspond to the control of the respective display element. This possibility proves to be particularly useful if the contents of the measured value memory 122 or the measuring sensor 110 can not be accessed directly.
  • the tapped, coded measured value must be prepared or brought into a standardized form in order to be taken over by the NFC communication module 300.
  • This module can be realized in the form of an information processing unit 200 with a microcontroller ( ⁇ C) 210, external memory 220 and optional amplifier 230.
  • ⁇ C microcontroller
  • ⁇ C microcontroller
  • the module can be flexibly adapted to the respective requirements.
  • Many ⁇ C also support the possibility of being able to process analogue data, which are subsequently digitized internally. This possibility of measuring value preparation can also be taken into consideration, in particular, when the measured value can be tapped directly from the sensor 110.
  • the circuit design of the measuring device 100 allows the measured data to be read out directly from the measured value memory 122 of the measuring device and further processed.
  • the ⁇ C 210 has the task of the present information in a Informationsl. Data string, which can then be passed to the NFC communication module 300. If an NFC-capable mobile telephone 500 is brought into the vicinity of the antenna, the measured value can be automatically taken over, displayed and / or transmitted to the database 700 for documentation.
  • NFC technology over already used communication technologies like BlueTooth or Infrared is that there is no configuration required to establish a connection between two devices and thus an information flow. If two NFC-capable devices - or their transmitting devices (antennas) - brought close enough to each other, the data exchange is automatically initialized by definition.
  • the user can take over the data in an intuitive manner by placing an NFC-enabled mobile telephone 500 on the display 140 or in the immediate vicinity of the display 140 brings (Fig. 3, Fig. 4).
  • a major challenge in the adaptability of an NFC-enabled communication module 300 in measuring devices or measuring systems from different manufacturers is to transmit the information occurring in countless variations standardized from the meter via NFC to the mobile device. It should be remembered that the information presented may be both alphanumeric representations and bit information.
  • the transmitted information string (“RFID taglet”) should be able to display a "screenshot" of the display or the displayed information (to encode) or to encrypt and decrypt by decoding on reading or receiving system again in a corresponding form for the authorized user or to decrypt.
  • RFID tag 410 is normally sufficiently large to structure the information displayed on display 140, e.g. in Extensible Markup Language (XML) format.
  • XML Extensible Markup Language
  • the preparation of the tapped information in the XML format is performed by the ⁇ C 210 and preferably includes at least three essential entries:
  • Each RFID taglet is given a unique name or ID.
  • Decoding or optional representation rule In most cases it will be a uniform resource locator (URL) from which the decoding rule can be downloaded, or the decoding rule will be sent along with it.
  • URL uniform resource locator
  • the basic procedure of the decoding process is shown in FIG.
  • the stored tag information RFID taglet
  • a software installed on the mobile phone extracts the parameters defined in the RFID taglet (name, decourl, value).
  • the uniquely identifiable decoding rule is searched in the memory of the mobile phone. If a corresponding decoding rule has been found, the encoded information can be decoded and converted into a display format that can be read by the user (representation rule).
  • the decoding or representation rule is essentially a file (StyleSheet), which describes how the software running on the mobile phone has to handle the information received from the NFC communication module or in which way the information has to be displayed.
  • the corresponding display platform is the browser already integrated in modern mobile phones.
  • the corresponding decoding rule serves as StyleSheet with the extension to extract the respective individual values from the entire information string and to provide them with additional information (labeling, corresponding unit). For example: presentation of the information string 1208060
  • the first value corresponds to the first 3 digits of the "Value" entry - without further decoding.
  • the unit is mm / Hg.
  • the extracted values are then integrated into the StyleSheet in the second step and can thus be displayed in the browser of the mobile phone. For example, it is possible to replicate the display itself in the software exactly on the display of the mobile phone and thus represent the value. Of course it is also possible the extracted ones Caching values continue to process or forward to a central database 700.
  • Fig. 6 shows schematically a possible circuit structure of a measuring device according to the invention.
  • the measurement data is supplied to the information processing unit (210, 220, 230) preceding the NFC communication module 300.
  • the information processing unit 210, 220, 230
  • different transmission paths A, B, C, D, E and F are provided, the corresponding different signals corresponding to the measured measured values are transmitted to the information processing unit 200 and output via the NFC communication module 300.
  • the desired receiving point 700 database or data processing
  • Information processing unit 200 a memory 122 (FIG. 6) for further information displayed on the display 140 to be assigned.
  • This information does not necessarily have to be displayed on the display 140 but may also be associated with the information string created by the information processing unit 200 of the display, e.g. the device identifier or other data not of interest to the user of the measuring device 100, but which are of interest to the receiver of the measuring data and provide the latter with more details about the measuring device 100 and the residual data.
  • the information processing unit 200 also creates the
  • the information processing unit 200 determines the format of the information string, e.g. XML format, or adds the data information string e.g. the device name or its ID and possibly decoding or representation requirements added.
  • An RFID tag 410 has the advantage that the last measured value is always available without significantly attacking the energy reserves of the measuring device 100; even at Voltage drop due to empty batteries in the measuring instrument, the last measured value is stored persistently and readable via NFC.
  • the NFC communication module 300 can exchange the data via antenna 400 bidirectionally directly with the mobile telephone (I) or writes directly to a passive RFID tag 410 in the first step (II).
  • the RFID tag 410 is either fixedly mounted in the effective range of the antenna 400 and serves only as a persistent buffer, which is then read in the second step, from the NFC-enabled mobile phone (III) or in the form of a contactless chip card as an exchangeable disk on the Measured values of the respective user of the measuring device are stored (eg hospital operation).
  • Fig. 7 shows the desired integration of the NFC communication module 300 and the information processing unit 200 in the display driver 130.
  • this compact module it is possible to display the information that is displayed on the NFC interface for transmission to the receiving unit To make available.
  • the procedure according to the invention is particularly advantageous for

Landscapes

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Telephone Function (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Messgerät und ein Verfahren zur Erfassung und Übertragung von mit dem Messgerät ermittelten Messdaten, die auf einem Display (140) des Messgerätes (100) angezeigt werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Messgerät (100) ein NFC-Kommunikationsmodul (300) aufweist, dessen zur Abgabe der ermittelten Messdaten an ein geräteexternes Datenübertragungsmodul (500) dienende Datenabgabeeinheit in Form einer Antenne (400) oder eines RFID-Tags (410) im Bereich des Display (140) des Messgerätes (100) angeordnet ist

Description

Messgerät bzw. Anordnung mit einem Messgerät
Die Erfindung betrifft ein Messgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 11.
Die Erfassung, Speicherung und Verarbeitung von Messdaten spielt in vielen Bereichen des Alltags eine wichtige Rolle (Ablesen der Anzeige von verschiedensten Apparaturen, Messgeräten, z.B. für Stromverbrauch). Eine große Zahl von Messgeräten verfügt bereits über standardisierte verdrahtete (USB, RS232,...) als auch drahtlose (Infrarot, BlueTooth) Schnittstellen, die die Erfassung des jeweiligen Messwerts mittels entsprechendem Lesegerät zur weiteren Verarbeitung erlaubt (z.B.: Blutdruckmessgerät mit serieller Schnittstelle, Blutzuckermessgerät mit Infrarotschnittstelle,...). Die Datenübertragung bzw. die Weiterverarbeitung (graphische Darstellung, Trends, Statistiken) erfolgt heutzutage größtenteils an bzw. mittels PC. Durch die raschen Weiterentwicklungen am Mobiltelefonsektor, sowie der
Ausstattung der Mobiltelefone mit den entsprechenden Schnittstellen können diese Geräte dazu benutzt werden, um einerseits Messwerte mobil, am „Point of Care" zu erfassen und anderseits über den Datenkanal (GPRS/UMTS) an eine zentrale Datenbank zur Speicherung bzw. Auswertung weiterzuleiten. Viele Mobiltelefone unterstützen Schnittstellen wie BlueTooth oder Infrarot. Der
Einsatz dieser Technologien erfordert einerseits oft einen hohen Konfigurationsaufwand und stellt weiters auch eine für den Laien schwer zu handhabende und nicht intuitive Methode der Datenerfassung dar.
Bekannt ist ferner der Einsatz von Near Field Communication (NFC) Technologie. Unter NFC versteht man die drahtlose Kommunikation zwischen elektronischen Geräten, die auf Basis von Radio Frequency Identification (RFID) miteinander kommunizieren. NFC arbeitet in einem Frequenzbereich von 13,56 MHz und bietet eine Datenübertragungsrate von maximal 424 kBit/s bei einer Reichweite von maximal 20 Zentimetern. Die Parameter für NFC sind bereits durch ISO 18092, ECMA 340 beziehungsweise ETSI TS 102 190 spezifiziert. Dabei wird eine Lücke geschlossen, die von den bestehenden Systemen offen gelassen wurde: Es geht um die Überbrückung sehr geringer Distanzen (im cm- Bereich), die darauf hinausläuft, dass sich zwei kommunizierende Geräte so nahe kommen müssen, dass man beinahe von einer Berührung sprechen kann, um miteinander kommunizieren zu können. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, dass ein Benutzer seinen Willen zur Kommunikation einfach durch das „in die Nähe - Bringen" zweier Geräte - ohne weitere Konfigurationsschritte - ausdrücken kann. Die Firmen Sony, Philips und Nokia gründeten 2004 gemeinsam das NFC-Forum (www.nfc-forum.org), das die Implementierung und Standardisierung der NFC-Technik vorantreibt und die Kompatibilität zwischen Geräten und Diensten sicherstellen soll.
Es ist abzusehen, dass in naher Zukunft eine große Zahl von mobilen Endgeräten (z.B. Mobiltelefonen) NFC Technologie unterstützt. Typische Anwendungen liegen in den Bereichen Multimedia, drahtlose Datenübertragung sowie eTicketing und bargeldloser Zahlungsverkehr.
Ziel der Erfindung ist die Erweiterung eines Messgerätes bzw. Erstellung eines
Messgerätes, das zur Erfassung und auch zur Übertragung von Messdaten eingerichtet ist. Insbesondere ist auf den einfachen Aufbau, die leicht Adaption von bestehenden Messgeräten, die einfache Bedienung, Benutzerfreundlichkeit und Betriebssicherheit Wert gelegen.
Diese Vorgaben werden bei einem Messgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 mit den im Kennzeichen des Anspruches 1 angeführten Merkmalen gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die im Kennzeichen des Anspruches 11 angeführten Merkmale charakterisiert.
Die erfindungsgemäße Vorgangsweise ermöglicht eine exakte und für den Benutzer einfache und betriebssichere Möglichkeit, die entsprechenden Messdaten zu erfassen und zu übertragen. Dazu ist es erforderlich, ein entsprechendes Datenübertragungsmodul, so wie es z.B. in einem Handy bzw. einem Lesekopf vorgesehen ist, nahe an die Messdatenabgabeeinheit, d.h. an die Antenne bzw. den RFID-Tag, des Messgerätes zu bringen. Insbesondere ist dazu der Bereich des Displays vorgesehen; dies ist der am Messgerät auffälligste und gut erkennbare Bereich. Die Bereitstellung von Messdaten via NFC wurde bis jetzt außer Acht gelassen, ermöglicht aber eine einfach zu handhabende Methode, Kontakt zwischen Geräten herzustellen und Information zu übertragen, ohne dass allzu große technische Kenntnisse bei den Benutzern vorausgesetzt werden müssen.
Die Merkmale des Anspruches 2 geben vorteilhafte Anordnungen der die Messdaten abgebenden Einheiten, d.h. der Antenne oder des RFID-Tags, wieder. Gleiches gilt für das Merkmal des Anspruches 3. Der vorteilhafte Abgriff der Messdaten bzw. Messwerte und deren Abgriff sind in den Ansprüchen 5 bis 7 angeführt. Damit wird die Möglichkeit geboten, die tatsächlich auf dem Display des Messgerätes aufscheinenden Messdaten und allfällige Zusatzinformationen an die gewünschte Stelle zu übertragen.
Ein einfacher Aufbau des Messgerätes ergibt sich mit den Merkmalen der Ansprüche 8 bis 10.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau einer Mess- und Übertragungskette,
Fig. 2 den schematischen Aufbau einer Anordnung zur Übernahme des Messwertes,
Fig. 3 die Anbringung einer Antenne, Fig. 4 die Anordnung eines NFC-fähigen Mobiltelefons zum Display des
Messgerätes, um die Daten via NFC zu erfassen,
Fig. 5 den Ablauf der Dekodierung des Speicherinhaltes,
Fig. 6 ein schematisches Schaltungsschema einer erfindungsgemäßen Anordnung für die Ausstattung vorhandener Messsysteme mit NFC-Technologie sowie die Integration des NFC-Kommunikationsmoduls in den Displaytreiber.
Fig. 7 zeigt ein im Displaytreiber integriertes Kommunikationsmodul.
In Fig. 1 ist der prinzipielle Aufbau eines Messgerätes dargestellt, das zur Erfassung und Übertragung von Messdaten via drahtloser, NFC-basierter Datenschnittstelle dient. An das Messgerät 100 wird das NFC-Kommunikationsmodul 300 angeschlossen.
Eine entsprechende integrierte Hardware (Informationsverarbeitungseinheit) 200 dient als Schnittstelle dieser beiden Komponenten und übernimmt automatisch den Messwert der aktuellen bzw. letzten Messung und übergibt diesen an das Kommunikationsmodul 300. Via Antenne 400 wird der Messwert dann dem Datenübertragungsmodul (z.B. Mobiltelefon mit NFC Kommunikationsschnittstelle oder Lesekopf) 500 zur Entgegennahme bzw. zur Weiterleitung an eine Datenbank 700 via Datenkanal (GPRS / UMTS) 600 zur Verfügung gestellt.
Die Messwertanzeige bzw. das Display 140 (Fig. 2) ist das zentrale Element in der Mensch-Maschine-Schnittstelle, da sie dem Benutzer die Messdaten und gegebenenfalls weitere Informationen in entsprechender Form präsentiert. Nichts desto trotz liegt der Messwert in einer „statischen" Form vor und kann in dieser Weise nicht für weitere Verarbeitung bzw. Speicherung herangezogen werden, außer der Messwert wird, wie in der Einleitung beschrieben, via zusätzlicher Schnittstellen zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung gestellt. Liegt keine integrierte Schnittstelle vor, ist bis dato die Methode der Wahl zur
Datenerfassung die aufwendige, fehleranfällige Transkription der dargestellten Information in papier- als auch elektronischer Form. Die Möglichkeit, das Display zu fotografieren und in weiterer Folge durch aufwendige Bilddatenverarbeitung die abgebildete Information (z.B. den aktuellen Messwert) zu extrahieren, stellt eine Möglichkeit der einfachen Datenerfassung dar; das wesentliche Problem dieser Methode liegt darin, dass die zugrunde liegende Bildverarbeitung für jedes Display speziell adaptiert werden muss, was mit einem entsprechenden Aufwand verbunden ist. Der wesentliche Vorteil von NFC-Technologie besteht einerseits darin, dass bestehende Messsysteme leicht und kostengünstig mit dieser Technologie nachgerüstet werden können. Nach Integration des NFC-Kommunikationsmoduls 300 in das Messgerät 100 selbst kann der Benutzer seinen Willen zum Datenaustausch alleine durch das „in die Nähe-Bringen" des Lesegeräts 500 (z.B. NFC-fähiges Mobiltelefon oder Lesekopf) zur Sendeeinrichtung (Antenne) 400 bzw. 410 zum Ausdruck bringen.
Die Datenerfassung kann so ohne weitere Benutzeraktion ablaufen. Um dem Benutzer eine intuitive Methode zur Datenerfassung zu bieten, wird die erfindungsgemäße Vorgangsweise vorgeschlagen. Fig. 2 zeigt den schematischen Aufbau des vorgeschlagenen Systems zur
Bereitstellung des Messwerts via NFC-Schnittstelle. Der aktuelle Messwert liegt direkt am Messsensor 110 bzw. der Verarbeitungseinheit 120 des Messgeräts vor. In vielen Fällen erfolgt die Darstellung des Messwertes durch ein alphanumerisches Display 140, z.B. über ein standardisiertes 7-Segmentanzeige auf LCD bzw. . LED Basis. Zusatzinformationen (Batterieladekotrolle, Statusflags,...) können bei entsprechendem Displaydesign auch dargestellt werden.
Ein wesentliches Kriterium, um einen NFC basierten Kommunikationsmodul 300 in bereits am Markt befindliche Messgeräte bzw. Systeme zu integrieren, stellt die leichte Adaptier- bzw. Integrierbarkeit dar. Der Zugriff auf den internen Speicher bzw. Datenbus ist oft nur mit erheblichen Umbau bzw. Redesign der Schaltung realisierbar. Im konkreten Anwendungsfall wird vorgeschlagen, die Signale direkt an den Kontaktstellen des Displays bzw. am Ausgang des Displaytreibers (Datenleitung) 130 abzugreifen.
Zur Ansteuerung der einzelnen Segmente a, b, c, d, e, f, g der Nummernanzeige bzw. der Zusatzsegmente muss der Messwert entsprechend aufbereitet werden. Dazu wird der Messwert mittels spezieller Hardware im Displaytreiber 130 codiert. Dieser Treiber 130 ist nun in der Lage, die einzelnen Segmente der Anzeige bzw. wenn es sich um eine Pixelanzeige handelt, die einzelnen Bildpunkte so anzusteuern, dass das Gesamterscheinungsbild den Messwert bzw. die darzustellende Information repräsentiert. Die abgegriffenen Signalpegel am Eingang des Displays 140 entsprechen der Ansteuerung des jeweiligen Displayelements. Diese Möglichkeit erweist sich vor allem dann als nützlich, wenn auf den Inhalt des Messwertspeichers 122 oder den Messsensor 110 nicht direkt zugegriffen werden kann.
Nichtsdestotrotz muss der abgegriffene, codierte Messwert aufbereitet bzw. in eine standardisierte Form gebracht werden um vom NFC-Kommunikationsmodul 300 übernommen werden zu können. Dieses Modul kann in Form einer Informationsverarbeitungseinheit 200 mit einem Microcontroller (μC) 210, externen Speicher 220 und optionalen Verstärker 230 realisiert werden. Unter einem μC versteht man einen elektronischen Bauteil, dessen Funktionalität durch eine Software, die auf dem Bauteil selbst implementiert ist, definiert ist. Durch die freie Programmier- sowie Konfigurierbarkeit moderner μC kann das Modul sehr flexibel an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Viele μC unterstützen auch die Möglichkeit, analog vorliegende Daten, die in weiterer Folge intern digitalisiert werden, verarbeiten zu können. Auch diese Möglichkeit der Messwertaufbereitung kann vor allem dann in Betracht gezogen werden, wenn der Messwert direkt vom Sensor 110 abgegriffen werden kann.
Natürlich ist es auch denkbar, wenn es das Schaltungsdesign des Messgerätes 100 erlaubt, die Messdaten direkt vom Messwertspeicher 122 des Messgeräts auszulesen und weiter zu verarbeiten.
Der μC 210 hat die Aufgabe, die vorliegende Information in einen Informationsbzw. Datenstring zu codieren, der dann dem NFC- Kommunikationsmoduls 300 übergeben werden kann. Wird nun ein NFC fähiges Mobiltelefon 500 in die Nähe der Antenne gebracht, kann der Messwert automatisch übernommen, angezeigt und/oder zur Dokumentation in die Datenbank 700 übertragen werden.
Der wesentliche Vorteil von NFC Technologie gegenüber bereits eingesetzten Kommunikationstechnologien wie BlueTooth oder Infrarot besteht darin, dass keinerlei Konfigurationsaufwand betrieben werden muss, um eine Verbindung zwischen zwei Geräten und somit einen Informationsfluss herzustellen. Werden zwei NFC fähige Geräte - bzw. deren Sendeeinrichtungen (Antennen) - nahe genug zueinander gebracht, so wird der Datenaustausch per Definition automatisch initialisiert. Durch die entsprechende Anordnung der Antenne 400 unter dem Display 140 bzw. Integration der Antenne 400 in das Display 140 selbst kann der Benutzer die Daten in einer intuitiven Art und Weise übernehmen, indem er ein NFC-fähiges Mobiltelefon 500 auf das Display 140 legt bzw. in unmittelbare Nähe des Displays 140 bringt (Fig. 3, Fig. 4).
Natürlich ist es auch möglich, den Ort der zur Kommunikation vorgesehen Position bzw. die Antenne 400 und/oder den optionalen RFID-Tag 410 an einer anderen Stelle des Messgerätes zu wählen bzw. anzubringen und durch eine entsprechende Kennzeichnung für den Benutzer zu markieren (Fig. 3).
Eine wesentliche Herausforderung in der Adaptierbarkeit eines NFC-fähigen Kommunikationsmoduls 300 in Messgeräte bzw. Messsysteme verschiedener Hersteller besteht darin, die in unzähligen Varianten vorkommende Information standardisiert vom Messgerät via NFC an das Mobilfunkgerät zu übertragen. Es ist zu bedenken, dass es sich bei der dargestellten Information sowohl um alphanumerische Darstellungen als auch um Bit - Information handeln kann. Der übertragene Informationsstring („RFID-Taglet") soll in der Lage sein, einen „Screenshot" des Displays bzw. der dargestellten Information abzubilden (zu codieren) bzw. zu verschlüsseln und durch Decodierung am Lese- bzw. Empfangssystem wieder in entsprechender Form für den autorisierten Benutzer lesbar zu machen bzw. zu entschlüsseln.
Der interne Speicher eines NFC - Kommunikationsmoduls 300 oder eines optionalen
RFID-Tags 410 ist im Normalfall hinreichend groß, um die Information, die am Display 140 dargestellt wird, strukturiert, z.B. im Extensible Markup Language (XML) -Format, ablegen zu können. Die Aufbereitung der abgegriffenen Information in das XML-Format erfolgt durch den μC 210 und beinhaltet vorzugsweise zumindest drei wesentliche Einträge:
1. Name des RFID-Taglets (name)
Jedes RFID-Taglet wird mit einem eindeutigen Namen bzw. ID versehen.
2. Ort der Dekodierungs- bzw. optional Repräsentationsvorschrift (Decourl) In den meisten Fällen wird es sich um einen Uniform Resource Locator (URL) handeln, von der die Dekodierungsvorschrift heruntergeladen bzw. bezogen werden kann, oder die Dekodierungsvorschrift wird mitgeschickt.
3. Information (Value)
Die codierte Information selbst.
Beispiel: Codierung absoluter Messwerte im XML-Format:
<taginfo>
<name>BOSOpc</name> <decourl>http://downloadlocation.at/taglet_bosopc.xml</decourl>
<value>1208060</value> </taginfo>
Beispiel: Codierung abgegriffener Messwerte direkt am Display
<taginfo>
<name>BOSOpc</name>
<decourl>http://downloadlocation.at/taglet_bosopc.xml</decourl> <value>0110000;1101101 ;1111110;1111111 ;1111110;10111111</value> </taginfo>
Beispiel: Codierung abgegriffener Werte einer Pixelgrafik
<taginfo> <name>PIX</name>
<dl>http://downloadlocation.at/ taglet_bosopc.xml </dl>
<value row=1 >0000000100000000000000001000000000010000000001 </value> <value row=2>0000000100000000000000001000000000010000000001 </value> <value row=3>0000000100000000000000001000000000010000000001 </value> </taginfo> Diese Methode der Datenübertragung ermöglicht andererseits auch eine größtmögliche Flexibilität hinsichtlich verschiedener Daten, Hersteller und Meßsystemen selbst.
Der prinzipielle Ablauf des Decodierungsvorganges ist in Fig. 5 dargestellt. Nach dem Heranführen des Mobiltelefons 500 an das NFC-Kommunikationsmodul 300 wird die gespeicherte Taginformation (RFID-Taglet) automatisch an das Mobiltelefon übertragen und gegebenenfalls zwischengespeichert. Eine am Mobiltelefon installierte Software extrahiert die im RFID-Taglet definierten Parameter (name, decourl, value). Im ersten Schritt wird die eindeutig identifizierbare Decodierungsvorschrift im Speicher des Mobiltelefons gesucht. Wurde eine entsprechende Decodierungsvorschrift gefunden, kann die codierte Information decodiert und in eine für den Benutzer lesbare Darstellungsform umgewandelt werden (Repräsentationsvorschrift). Im Fall, dass noch keine entsprechende Decodierungsvorschrift gefunden wurde, kann automatisch eine Internetverbindung hergestellt und die entsprechende Decodierungsvorschrift vom Hersteller oder einer Bibliothek bezogen, im Speicher abgelegt und zur Decodierung der Information herangezogen werden. Natürlich ist es auch denkbar, die Decodierungsvorschrift auch über NFC vom Messsystem selbst zu beziehen.
Die Decodierungs- bzw. Repräsentationsvorschrift ist im Wesentlichen eine Datei (StyleSheet), in der beschrieben ist, wie die am Mobiltelefon laufende Software die vom NFC-Kommunikationsmodul bezogen Information zu behandeln hat bzw. in welcher Art und Weise die Information dargestellt werden muss. Als entsprechende Darstellungsplattform bietet sich der schon in modernen Mobiltelefonen integrierte Browser an. In diesem Fall dient die entsprechende Decodierungsvorschrift als StyleSheet mit der Erweiterung, die jeweiligen Einzelwerte aus dem gesamten Informationsstring zu extrahieren und mit Zusatzinformation (Beschriftung, entsprechende Einheit) zu versehen. z.B.: Darstellung des Informationsstrings 1208060
In der Decodierungsvorschift ist angegeben, dass
- der erste Wert den ersten 3 Stellen des „Value" Eintrages - ohne weitere decodierung - entspricht.
- dass es sich dabei um „Blutdruck systolisch" (Label) handelt
- die Einheit mm/Hg ist.
Die extrahierten Werte werden dann im zweiten Schritt in das StyleSheet eingebunden und können so im Browser des Mobiltelefons dargestellt werden. So ist es z.B. möglich, das Display selbst softwaretechnisch exakt am Display des Mobiltelefons nachzubilden und so den Wert darzustellen. Es ist natürlich auch möglich die extrahierten Werte zwischenzuspeichern, weiter zu verarbeiten bzw. an eine zentrale Datenbank 700 weiterzuleiten.
Das vorgesehene NFC-Kommunikationsmodul 300 hat eine entsprechende Schnittstelle zum Messsensor 110, zum Messsystem 121 oder zum Displaytreiber 130. Sofern dem NFC-Kommunikationsmodul 300 ein μC 210 vorgeschaltet ist, besitzt dieser die entsprechende Schnittstelle. Von Vorteil ist es, wenn das NFC-Kommunikationsmodul 300 ebenfalls im Bereich des Displays 140 angeordnet ist, sodass eine kompakte Einheit von Kommunikationsmodul 300 und Antenne 400 und optionalem. RFID-Tag 410 erstellt wird. Von dem NFC-Kommunikationsmodul 300, das am Messgerät 100 angeordnet ist, kann eine Übertragung zu jedem beliebigen NFC-fähigem Empfangsgerät erfolgen.
Fig. 6 zeigt schematisch einen möglichen Schaltungsaufbau eines erfindungsgemäßen Messgerätes. Die Messdaten werden der Informationsverarbeitungseinheit (210, 220, 230) zugeführt, die dem NFC- Kommunikationsmodul 300 vorgeschaltet ist. Wie in Fig. 6 dargestellt, sind unterschiedliche Übertragungswege A, B, C, D, E und F vorgesehen, die entsprechende unterschiedliche, den gemessenen Messwerten entsprechenden Signale an die Informationsverarbeitungseinheit 200 übertragen und über den NFC- Kommunikationsmodul 300 abgegeben werden. An der gewünschten Empfangsstelle 700 (Datenbank- oder Datenverarbeitung) für diese Daten können diese bei entsprechender Vorgabe ausgewertet werden.
Des weiteren kann dem Displaytreiber 130 und/oder der
Informationsverarbeitungseinheit 200 ein Speicher 122 (Fig. 6) für weitere am Display 140 zur Anzeige gebrachte Informationen zugeordnet sein. Diese Informationen müssen nicht unbedingt am Display 140 angezeigt werden, sondern können auch dem von der Informationsverarbeitungseinheit 200 erstellten Infomnationsstring der Anzeige zugeordnet werden, z.B. die Gerätekennung oder weitere für den Benutzer des Messgerätes 100 nicht interessante Daten, die jedoch für den Empfänger der Messdaten von Interesse sind und diesem nähere Einzelheiten über das Messgerät 100 und die Restdaten liefern. Die Informationsverarbeitungseinheit 200 erstellt des Weiteren auch das
Übertragungsprotokoll für die Messdaten und die zu übermittelnden Informationen. Die Informationsverarbeitungseinheit 200 bestimmt das Format des Daten- bzw. Informationsstrings, z.B. XML-Format, bzw. fügt dem Daten-Informationsstring z.B. den Gerätenamen bzw. dessen ID und allenfalls Decodierungs- bzw. Repräsentationsvorschriften hinzu.
Ein RFID-Tag 410 hat den Vorteil, dass der letzte Messwert immer verfügbar ist, ohne die Energiereserven des Messgerätes 100 wesentlich anzugreifen; selbst bei Spannungseinbruch durch leere Batterien im Messgerät ist der letzte Messwert persistent gespeichert und via NFC ablesbar.
Man erkennt in Fig. 6, dass das NFC-Kommunikationsmodul 300 die Daten via Antenne 400 direkt mit dem Mobiltelefon bidirektional austauschen kann (I) oder im ersten Schritt direkt auf einen passiven RFID-Tag 410 schreibt (II). Der RFID-Tag 410 ist entweder fest im Wirkbereich der Antenne 400 angebracht und dient lediglich als persistenter Zwischenspeicher, der dann, im zweiten Schritt, vom NFC- fähigen Mobiltelefon ausgelesen wird (III) oder in Form einer kontaktlosen Chipkarte als austauschbarer Datenträger auf dem die Messwerte des jeweiligen Anwenders des Messgerätes abgespeichert werden (z.B. Krankenhausbetrieb).
In Fig. 7 zeigt die anzustrebende Integration des NFC-Kommunikationsmoduls 300 sowie der Informationsverarbeitungseinheit 200 in den Displaytreiber 130. Mit diesem kompakten Modul ist es möglich, die Informationen, die am Display dargestellt wird, über die NFC-Schnittstelle zur Übertragung an die Empfangseinheit zur Verfügung zu stellen. Die erfindungsgemäße Vorgangsweise ist insbesondere vorteilhaft zur
Übertragung von medizinischen Messwerten, oder für Verbraucherdaten von Strom, Gas oder Wasser oder für die Übertragung von Fahrtdaten, z.B. Kilometerständen.
Bezugszeichenliste:
100 Messgerät
110 Sensor 120 Verarbeitungseinheit
121 Meßsystem
122 Speicher 130 Displaytreiber 140 Display
200 Informationsverarbeitungseinheit 210 μC 220 Speicher 230 Verstärker
300 NFC Kommunikationsmodul
400 Antenne
410 optionaler RFID Tag mit bestimmter Speichergröße
500 NFC fähiges Mobiltelefon
510 Display
600 Übertragungskanal (GPRS/UMTS)
700 Datenbank und Datenverarbeitung

Claims

Patentansprüche:
1. Messgerät zur Erfassung und Übertragung von mit dem Messgerät ermittelten Messdaten, die auf einem Display (140) des Messgerätes (100) angezeigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Messgerät (100) ein NFC-Kommunikationsmodul (300) aufweist, dessen zur Abgabe der ermittelten Messdaten an ein geräteextemes Datenübertragungsmodul (500) dienende Datenabgabeeinheit in Form einer Antenne (400) und/oder eines RFI D-Tags (410) im Bereich des Display (140) des Messgerätes (100) angeordnet ist.
2. Messgerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (400), insbesondere eine Rahmenantenne, oder der RFID-Tag (410) neben oder hinter dem Display (140) angeordnet oder in das Display (140) integriert oder auf dieses aufgebracht sind.
3. Messanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (400) oder der RFID-Tag (410) in einer oder vor einer, insbesondere für das Display (140) vorgesehene, Gehäuseausnehmung des Messgerätes (100) angeordnet sind.
4. Messgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das geräteexterne Datenübertragungsmodul (500) von einer NFC- Kommunikationsschnittstelle in einem Handy oder einem Lesekopf eines Laptops, PDA oder Computers gebildet ist.
5. Messgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwert des Messsensors (110) und/oder eine am Display abzubildende Information am Ausgang des Displaytreibers (130) oder an den Pixelkontakten bzw. Zuleitungen zu den einzelnen Segmenten des Displays (140) abgegriffen und gegebenenfalls über eine Informationsverarbeitungseinheit (200), insbesondere einem μC (210) und einem Speicher (220), dem NFC-Kommunikationsmodul (300) zugeführt sind.
6. Messgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das NFC-Kommunikationsmodul (300) im Displaytreiber (130) integriert ist und der Messwert des Messsensors (110) und/oder die am Display (140) abzubildende Information vom Kommunikationsmodul (300) oder der diesem gegebenenfalls vorgeschalteten Informationsverarbeitungseinheit (200) der Antenne (400) zugeführt wird. W 2
12
7. Messgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Messsystem (121) ein Speicher (122) für mit dem Messwert gemeinsam zu übertragende Informationen angeschlossen ist.
8. Messgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwert direkt im Messsystem (121) vom Kommunikationsmodul (300) oder der diesem gegebenenfalls vorgeschalteten Informationsverarbeitungseinheit (200) am Displaytreiber (130) abgegriffen wird oder über einen AD-Wandler vom Messsensor (110) der Informationsverarbeitungseinheit (200) gegebenenfalls allenfalls gemeinsam mit weiteren Informationen zugeführt wird.
9. Messgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das NFC-Kommunikationsmodul (300) an die Informationsverarbeitungeinheit (200) und an das NFC-Kommunikationsmodul (300) zumindest eine Antenne (400) und optional ein, insbesonders passiver RFID-Tag (410) angeschlossen ist.
10. Messgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zu übertragende Daten- bzw. Informationsstring, der Messwerte und/oder Informationen umfasst, in einem Speicher der Informationsverarbeitungseinheit (200) und/oder in einem, insbesondere passiven, RFID-Tag (410) gespeichert vorliegt.
11. Verfahren zur Übertragung von von einem Messgerät, insbesondere gemäß den Ansprüchen 1 bis 10, ermittelten Messdaten, die mit einer Anzeigeeinheit auf einem Display des Messgerätes angezeigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Messdaten des Messgerätes einem NFC-Kommunikationsmodul zugeführt und von diesem über eine(n) im Bereich des Display des Messgerätes angeordnete(n) Antenne oder RFID-Tag an ein geräteexternes Datenübertragungsmodul abgegeben werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die am Display abzubildende Information am Displaytreiber, an den Pixelkontakten bzw. Zuleitungen zu den Segmenten des Displays oder, am Messsystem oder am Sensor abgegriffen wird, und dass die Messwerte und die zu übertragende Information zu einem gemeinsamen Daten- bzw. Informationsstring verknüpft werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Daten- bzw. Informationsstring vor einer Übertragung in einem Zwischenspeicher (220) oder in einem passiven RFID-Tag (410) zwischengespeichert wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationsverarbeitungseinheit (200) mit einem externen NFC Kommunikationsmodul zum Zecke der Konfiguration und/oder Identifikation bidirektional kommuniziert.
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