DE102007059347B4 - Method for transmitting data of a vehicle and associated device - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Übertragung von Daten (D) eines Fahrzeugs (2) mittels eines fahrzeuginternen optischen Freistrahl-Transceivers an eine mit einem externen optischen Freistrahl-Transceiver (7) versehene, Datenerfassungsstation (3), dadurch gekennzeichnet, dass die auf einer RFID-Plakette (8) hinterlegten Daten (D) mit Radiowellen an ein fahrzeuginternes RFID-Lesegerät (4) übertragen werden, von dort an den fahrzeuginternen optischen Freistrahl-Transceiver (5) weitergeleitet werden, dort in ein optisches Signal umgewandelt werden und an den externen optischen Freistrahl-Transceiver (7) der Datenerfassungsstation (3) ausgestrahlt werden.Method for transmitting data (D) of a vehicle (2) by means of an in-vehicle, free-jet optical transceiver to a data acquisition station (3) provided with an external free-jet optical transceiver (7), characterized in that the data recorded on an RFID tag ( 8) deposited data (D) with radio waves to an in-vehicle RFID reader (4) are transmitted from there to the in-vehicle optical free-jet transceiver (5), where they are converted into an optical signal and to the external optical free jet Transceiver (7) of the data acquisition station (3) are broadcast.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Übertragung von Daten eines Fahrzeugs an eine Datenerfassungsstation. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The The invention relates to a method for transmitting data of a Vehicle to a data collection station. The invention relates further to an apparatus for carrying out the method.
Eine automatische Identifizierung von Verkehrsteilnehmern kann vielseitig eingesetzt werden, beispielsweise zur Identifizierung eines Verkehrsteilnehmers, der gegen Verkehrsregeln verstößt, zur Identifizierung von Gefahrguttransportern auf kritischen Straßenabschnitten, wie beispielsweise Tunneleinfahrten, zur Identifikation und als Bezahlsystem an gebührenpflichtigen Autobahnen oder als automatische Zugangskontrolle für ein Firmengelände.A Automatic identification of road users can be versatile be used, for example to identify a road user, which violates traffic rules, for identification of dangerous goods transporters on critical road sections, such as Tunnel entrances, for identification and payment system to chargeable Highways or as automatic access control for a company premises.
Bisher erfolgt eine automatische Identifizierung von Fahrzeugen beispielsweise mittels ANPR („automatic number plate recognition”). Hierbei wird das Kennzeichen eines Fahrzeugs mit einer Videokamera graphisch erfasst und anschließend zur Weiterverarbeitung, beispielsweise zum Abgleich mit Fahndungslisten, digitalisiert.So far An automatic identification of vehicles takes place, for example by means of ANPR ("automatic number plate recognition "). This is the license plate of a vehicle with a video camera recorded graphically and then for further processing, for example for comparison with wanted lists, digitized.
Aus
Im
Zusammenhang mit einer Signalübertragung
von einem Fahrzeug ist in
In jüngster Zeit werden auch sogenannte RFID-Plaketten (Plakette zur „Radio Frequency Identification”), auf denen die Identifikationsdaten hinterlegt sind, zur Identifizierung von Fahrzeugen eingesetzt. RFID ist eine Technologie, die es ermöglicht, digital gespeicherte Informationen unter Nutzung von Radiowellen kontaktlos auszulesen. Es existieren zwei Bauformen von RFID-Plaketten: Sogenannte „aktive” RFID-Plaketten sind batteriebetrieben, wohingegen sogenannte „passive” RFID-Plaketten die Energie zur Versorgung ihres Mikrochips aus den empfangenen Funkwellen beziehen.In recently, Time is also called so-called RFID plaques (badge to "Radio Frequency Identification "), on which the identification data are stored, for identification used by vehicles. RFID is a technology that enables digital stored information using radio waves contactless read. There are two types of RFID tags: So-called "active" RFID tags are battery powered, whereas so-called "passive" RFID tags are the energy to supply their microchip from the received radio waves.
Bei der Übertragung von Fahrzeug-Daten muss der fahrzeugseitige Datensender mindestens eine Reichweite von etwa 10 bis 20 m sowie eine ausreichend hohe Übertragungsrate haben, um eine sichere Datenübertragung, insbesondere von einem fahrenden Fahrzeug aus, zu gewährleisten. Daher werden zur automatischen Identifizierung von Fahrzeugen mittels RFID bisher allenfalls aktive RFID-Plaketten eingesetzt, die im Vergleich zu passiven RFID-Plaketten eine wesentlich höhere Reichweite haben.at the transmission of vehicle data, the vehicle-side data transmitter must have at least one Range of about 10 to 20 m and a sufficiently high transmission rate have to secure data transfer, especially from a moving vehicle to ensure. Therefore, to automatically identify vehicles using RFID used so far at best active RFID plaques, which in the Compared to passive RFID tags a much higher range to have.
Solche aktive RFID-Plaketten sind aber vergleichsweise teuer. Zudem ist eine Fahrzeugidentifikation mittels aktiver RFID-Plaketten vergleichsweise wartungsintensiv, da die RFID-Plakette ohne eigene Batterie nicht funktioniert, und somit die Batterie – oder bei integrierten Lösungen die gesamte Plakette – in regelmäßigen Abständen ausgetauscht werden muss.Such however, active RFID tags are comparatively expensive. In addition is a vehicle identification by means of active RFID tags comparatively maintenance-intensive, because the RFID badge does not work without its own battery, and thus the battery - or with integrated solutions the entire badge - in exchanged at regular intervals must become.
Um Energie zu sparen, befindet sich eine aktive RFID-Plakette normalerweise im Ruhezustand und wird nur nach einem speziellen Aktivierungssignal aktiviert. Daher kann bei Einsatz einer aktiven RFID-Plakette ferner das Problem bestehen, dass sie durch einen sogenannten „Denial-of-Service-Angriff” außer Funktion gesetzt werden kann. Hierbei wird die RFID-Plakette in Manipulationsabsicht durch permanentes Anfragen zum Senden von Daten gezwungen, und so die Batterie der RFID-Plakette entleert.Around To save energy, an active RFID badge is usually located at rest and will only after a special activation signal activated. Therefore, when using an active RFID tag further the problem is that they are disabled by a so-called "denial-of-service attack" can be set. Here, the RFID badge is in manipulation intent forced by permanent requests to send data, and so on emptied the battery of the RFID tag.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Übertragung von Daten eines Fahrzeugs anzugeben, das flexibel und einfach handhabbar ist und eine sichere Datenübertragung erlaubt. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung anzugeben.Of the Invention is based on the object, a method for transmission indicate data of a vehicle that is flexible and easy to handle is and a secure data transfer allowed. The invention is further based on the object, a to carry out Specify the device particularly suitable device.
Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Danach ist vorgesehen, die auf einer RFID-Plakette hinterlegten Daten eines Fahrzeugs zunächst über eine Radiofrequenz(RF)-Übertragungs strecke an ein im Fahrzeug befindliches RFID-Lesegerät zu übertragen. Von dort aus werden die Daten an einen fahrzeuginternen optischen Freistrahl-Transceiver weitergeleitet. Durch den Freistrahl-Transceiver werden die Daten in ein optisches Signal umgewandelt und über eine optische Freistrahl-Übertragungsstrecke an einen externen optischen Freistrahl-Transceiver einer, insbesondere ortsfesten, Datenerfassungsstation ausgestrahlt. Bei den zu übertragenden Daten handelt es sich insbesondere um Identifikationsdaten zur Identifizierung des Fahrzeugs, eines Gefahrenguts, oder ähnlichem.Regarding the Method, this object is achieved by the features of the claim 1. Thereafter, it is provided that deposited on an RFID badge Data of a vehicle first over a Radiofrequency (RF) transmission line to transmit to an in-vehicle RFID reader. From there, the Data to an in-vehicle optical beam transmitter forwarded. By the free jet transceiver, the data converted into an optical signal and an optical free-jet transmission path to a external optical free jet transceiver a, in particular stationary, data acquisition station broadcast. In the to be transferred Data are, in particular, identification data for identifying the Vehicle, a dangerous goods, or similar.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die RFID-Datenübertragung nur in der unmittelbaren Umgebung des Fahrzeugs, nämlich von der RFID-Plakette zu einem im Fahrzeug befindlichen RFID-Lesegerät. Hierdurch kann vorteilhafterweise eine kostengünstige RFID-Plakette mit geringer Reichweite zur Speicherung der Daten eingesetzt werden.In the method according to the invention, the RFID data transmission takes place only in the immediate vicinity of the vehicle, namely from the RFID badge to an in-vehicle RFID reader. As a result, an inexpensive RFID badge with a short range can advantageously be used to store the data.
Die Übertragung der Daten vom Fahrzeug zur Datenerfassungseinheit erfolgt dann mittels optischer Freistrahl-Datenübertragung. Eine solche Freistrahl-Datenübertragung ist wesentlich effizienter als eine herkömmliche RF-Übertragung. Dieser Effizienzgewinn kann vorteilhaft in die verschiedenen Übertragungsparameter wie Sendeleistung, Distanzen und Datenrate investiert werden. Insbesondere die Datenrate kann mit optischen Technologien erheblich gesteigert werden, bis zu einigen Gigabit pro Sekunde. Damit eignet sich die optische Freistrahlkommunikation besonders zur Übertragung von Daten eines mit hoher Geschwindigkeit, beispielsweise 100 km/h, fahrenden Fahrzeugs.The transfer the data from the vehicle to the data acquisition unit then takes place by means of optical free jet data transmission. Such free jet data transmission is much more efficient than a traditional RF transmission. This efficiency gain can be advantageous in the various transmission parameters such as transmission power, Distances and data rate are invested. In particular, the data rate can be significantly increased with optical technologies until to a few gigabits per second. Thus, the optical free-jet communication is suitable especially for transfer of high-speed data, for example 100 km / h, moving vehicle.
Vorteilhafterweise wird zur Speicherung der Daten eine passive RFID-Plakette eingesetzt, die durch das RFID-Lesegerät mit Energie versorgt wird. Eine solche passive RFID-Plakette ist wartungsfrei und langlebig. Auch durch einen sogenannten „Denial-of-Service-Angriff” kann die RFID-Plakette nicht außer Funktion gesetzt werden, da sie nicht mit einer eigenen Batterie versehen ist.advantageously, is used to store the data a passive RFID badge, through the RFID reader is energized. Such a passive RFID badge is maintenance-free and durable. Even through a so-called "denial of service attack" can RFID badge not except Function can be set as they do not have their own battery is provided.
Zweckmäßigerweise werden die auf der RFID-Plakette hinterlegten Daten bei einer Frequenz von 13,56 MHz an das RFID-Lesegerät übertragen. Dies ermöglicht den Einsatz von gängigen, insbesondere standardisierten, RFID-Plaketten zur Speicherung der Daten.Conveniently, The data stored on the RFID tag will be stored at a frequency of 13.56 MHz transmitted to the RFID reader. This allows the use of common, in particular standardized, RFID plaques for storing the Dates.
Bevorzugt wird die RFID-Plakette an einem Nummernschild, an einer Gefahrgutplakette oder einer sonstigen ähnlichen Identifizierungsplakette des Fahrzeugs angebracht. Wird die RFID-Plakette beispielsweise am Nummernschild angebracht, kann die Hinterlegung der Daten zweckmäßigerweise bei der Zulassung des Fahrzeugs durch die Zulassungsbehörde erfolgen. Das RFID-Lesegerät ist vorzugsweise in unmittelbarer Nähe des Nummernschilds bzw. der Plakette, insbesondere dahinter angebracht, sodass die Daten durch die kurze Übertragungsstrecke besonders fehlersicher von der RFID-Plakette an das RFID-Lesegerät übertragen werden.Prefers The RFID badge is attached to a license plate, on a dangerous goods badge or any other similar Identification badge of the vehicle attached. For example, if the RFID badge becomes attached to the license plate, the deposit of the data may expediently when the vehicle is registered by the approval authority. The RFID reader is preferred close the number plate or badge, in particular behind it, so that the data through the short transmission distance especially fail-safe transmitted from the RFID tag to the RFID reader.
In einer vorteilhaften Variante werden zur Datenübertragung auf der Freistrahl-Übertragungsstrecke Kommunikationslaser eingesetzt, die Lichtwellen im sichtbaren, ultravioletten oder infraroten Spektralbereich erzeugen. In einer besonders vorteilhaften Alternativausführung des Verfahrens greift der Freistrahl-Transceiver zur Datenübertragung auf mindestens einen Scheinwerfer des Fahrzeugs zu. Die Freistrahlübertragung erfolgt also über die gewöhnliche Fahrzeugbeleuchtung, z. B. über Scheinwerfer-LEDs. Dem von dem Scheinwerfer erzeugten sichtbaren Licht werden hierbei die Daten sozusagen aufmoduliert, beispielsweise in Form einer für das menschliche Auge nicht wahrnehmbaren Fluktuation der Lichtintensität. Dies hat den Vorteil, dass kein zusätzlicher optischer Sender am Fahrzeug angebracht werden muss. Wiederum alternativ können für die Datenübertragung und Beleuchtungszwecke verschiedene Leuchtkörper vorgesehen sein, die aber in einem Scheinwerfer integriert sind. Ein solcher Scheinwerfer umfasst beispielsweise zusätzlich zu einer Anzahl von gewöhnlichen Beleuchtungs-LEDs einen Kommunikationslaser zur Datenübertragung.In an advantageous variant for data transmission on the free-jet transmission path Communication laser used, the light waves in the visible, ultraviolet or generate infrared spectral range. In a particularly advantageous Alternatively execution of the method uses the free-jet transceiver for data transmission on at least one headlight of the vehicle too. The free jet transmission is done over the ordinary Vehicle lighting, z. B. over Headlight LEDs. The visible generated by the headlight In this case, the data is light-modulated, as it were, for example in the form of a for the human eye imperceptible fluctuation of light intensity. This has the advantage that no additional optical transmitter must be attached to the vehicle. Again, alternatively can for data transmission and illumination purposes, various luminous bodies may be provided, however integrated in a headlight. Such a headlight includes, for example, additionally to a number of ordinary ones Illumination LEDs a communication laser for data transmission.
Vorteilhafterweise wird die Authentizität der RFID-Plakette nach einem Challenge-Response-Protokoll überprüft. Bei einem solchen Challenge-Response-Verfahren wird durch eine mit dem externen optischen Freistrahl-Transceiver datenübertragungstechnisch verbundene Applikation der Datenerfassungsstation eine zufällige Aufforderung („Challenge”) an die RFID-Plakette gesendet. Von der RFID-Plakette wird über einen Kryptoalgorithmus und einen in der RFID-Plakette gespeicherten, individuellen, geheimen Schlüssel eine Antwort („Response”) erzeugt und an die Applikation der Datenerfassungsstation zurück geschickt. Von der Applikation wird abschließend die Antwort auf deren Korrektheit geprüft. Ist die Antwort korrekt, dann wird die RFID-Plakette als authentisch identifiziert. So können selbst bei einer unverschlüsselten Übertragung keine geheimen Informationen aus der RFID-Plakette extrahiert werden. Dadurch wird insbesondere auch unterbunden, diese Informationen zu nutzen, um RFID-Plaketten zu klonen oder zu fälschen.advantageously, becomes the authenticity the RFID badge checked for a challenge-response protocol. at Such a challenge-response procedure is by a with the external optical freewheel transceiver associated with data transmission Application of the data collection station a random request ("Challenge") to the RFID badge sent. From the RFID badge is over a Crypto algorithm and a stored in the RFID tag, individual, secret key generates a response ("Response") and sent back to the application of the data collection station. The application finally concludes with the answer Correctness checked. If the answer is correct, then the RFID tag will be authentic identified. So can even with an unencrypted transmission none secret information extracted from the RFID badge. This also prevents, in particular, this information to use to clone or fake RFID badges.
Um den Datenschutz alternativ oder zusätzlich noch weiter zu erhöhen, werden in einer weiteren Variante des Verfahrens die Daten zwischen der RFID-Plakette und der Applikation der Datenerfassungsstation verschlüsselt übertragen. Ausschließlich eine berechtigte Datenerfassungsstation ist dabei in der Lage, die empfangenen Daten zu entschlüsseln, sodass eine besonders gute Datensicherheit gewährleistet wird.Around the data protection alternatively or additionally to be further increased in a further variant of the method, the data between the RFID sticker and the application of the data acquisition station encrypted transfer. Exclusively a legitimate data collection station is able to do this to decrypt received data, so that a particularly good data security is guaranteed.
In einer weiteren Variante des Verfahrens ist vorgesehen, dass das in Kombination mit einer passiven RFID-Plakette eingesetzte RFID-Lesegerät während des Stillstands des Fahrzeugs deaktiviert wird. Anders als im Fahrbetrieb, in dem die RFID-Plakette über das interne RFID-Lesegerät mit Energie versorgt wird, ist im Stillstand somit auch die RFID-Plakette deaktiviert. Die passive RFID-Plakette kann aber dennoch optional über ein mobiles RFID-Lesegerät direkt ausgelesen werden.In a further variant of the method is provided that the RFID reader used in combination with a passive RFID tag during the Standstill of the vehicle is deactivated. Unlike in driving, in which the RFID badge over the internal RFID reader is supplied with energy, is thus at a standstill, the RFID badge disabled. The passive RFID badge can still optionally via a mobile RFID reader be read out directly.
Bezüglich der Vorrichtung wird die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 9. Da nach umfasst die Vorrichtung ein im Fahrzeug befindliches RFID-Lesegerät zum Einlesen der auf einer RFID-Plakette gespeicherten Daten, sowie einen, mit dem RFID-Lesegerät datenübertragungstechnisch verbundenen, fahrzeuginternen optischen Freistrahl-Transceiver zur Ausstrahlung der Daten an eine, mit einem externen optischen Freistrahl-Transceiver versehene, Datenerfassungsstation.With respect to the device, the above object is achieved by the invention The device comprises an RFID reading device located in the vehicle for reading in the data stored on an RFID tag, as well as a vehicle-internal optical free-jet transceiver connected to the RFID reading device for transmitting the data to a data transmission technology , Data acquisition station provided with an external optical free-jet transceiver.
Die Vorrichtung ist dabei insbesondere dazu ausgebildet, die Daten des Fahrzeugs gemäß dem oben beschriebenen Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 an die Datenerfassungsstation zu übertragen.The In this case, the device is in particular designed to store the data of the Vehicle according to the above described method according to one of claims 1 to 8 to the data acquisition station transferred to.
Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die einzige
Figur in schematischer Darstellung eine Vorrichtung
Die
Vorrichtung
Die
z. B. am Straßenrand
fest installierte Datenerfassungsstation
Die
Daten D sind auf einer RFID-Plakette
Durch
diesen Freistrahl-Transceiver
Claims (11)
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