Die Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem zur Ermöglichung einer asymmetrischen Kommunikation eines aktiven Benutzers mit einem passiven Benutzer.

Aus dem Stand der Technik sind Kommunikationssysteme, insbesondere zur bidirektionalen Audio- und Videokommunikation, zur Fitness- und Aktivitätsverfolgung sowie Fernsteuerungssysteme, insbesondere zur Hausautomatisierung, bekannt. Derartige Kommunikationssysteme sind in der Regel Cloud-basiert und umfassen auf der einen Seite ein Endgerät, beispielsweise ein Mobiltelefon mit einer App, ein Armband, eine Smartwatch, oder ein intelligentes Haushaltsgerät, sowie auf der anderen Seite einen zentralen Server, der Dienste bereitstellt, sowie Daten des Benutzers aufzeichnet und verarbeitet, insbesondere Daten, die aus den physischen Aktivitäten des Benutzers stammen.

Derartige Kommunikationssysteme werden unter der Annahme entwickelt und eingesetzt, dass die Benutzer bereit und in der Lage sind, ein Endgerät wie ein Mobiltelefon, einen Computer, ein Fitnessband oder eine Smartwatch zu bedienen. Sie stellen den Nutzern meist nur eine bestimmte Art von Dienst zur Verfügung: Kommunikation, Fitness-Tracking oder Hausautomatisierung. Sie benötigen meist einen externen Server oder eine Gruppe von Servern, die auch als Cloud bezeichnet werden.

Zudem müssen zur Nutzung derartiger Systeme Benutzeridentifizierungsdaten wie z. B. eine Telefonnummer angegeben werden. Die Aufzeichnung und Sammlung von Daten des Benutzers erfolgt über das Endgerät. Handelt es sich beim Endgerät um ein Smartphone, so muss eine entsprechende Anwendung installiert werden. Aufgrund der gespeicherten Benutzerdaten sind solche Systeme häufig Ziel von Cyberangriffen. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, um eine sichere Interaktion zwischen einem ersten Endgerät, das von einem aktiven Nutzer verwendet wird, und einem zweiten Endgerät, das einem passiven Benutzer verwendet wird, bereitzustellen, sowie insbesondere Kommunikations-, Überwachungs- und Fernsteuerungsdienste zu bieten.

Ein passiver Benutzer ist in diesem Zusammenhang eine Person, die nicht in der Lage oder willens ist, ein Endgerät wie einen Computer, ein Mobiltelefon oder ein Gerät mit Körpersensoren wie eine Smartwatch oder ein Fitnessband zu bedienen. Hingegen ist ein aktiver Benutzer eine Person, die in der Lage und willens ist, ein Endgerät wie einen Computer, ein Mobiltelefon, eine Smartwatch oder dergleichen zu bedienen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einem passiven Benutzer eine Lösung zur Verfügung zu stellen, die es ihm ermöglicht, an einer Audio- und Videokommunikationssitzung teilzunehmen, ohne ein Endgerät, wie z.B. einen Computer oder ein Mobiltelefon, aktiv bedienen zu müssen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, aktiven Benutzern die Möglichkeit zu geben, aus der Ferne und in Echtzeit Vitalparameter des passiven Benutzers wie Herzfrequenz, Blutdruck, Blutsauerstoff, Atemfrequenz und Atemfrequenz sowie Bewegungen des Benutzers zu überwachen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, aktive Benutzer in die Lage zu versetzen, aus der Feme akustische oder visuelle Sensoren zur Überwachung des passiven Benutzers oder des Raums in der Nähe des passiven Benutzers abzufragen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, aktive Benutzer mit Mitteln zur Fern- und Echtzeitmessung von Umgebungsparametern in der Nähe des passiven Benutzers, wie z.B. Raumtemperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck, Luftzusammensetzung oder dergleichen bereitzustellen sowie die Möglichkeit bereitzustellen, Aktoren in der Nähe des passiven Benutzers wie z.B. intelligente Schalter, Steckdosen, oder Glühbirnen zu steuern. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht drin, den Zugriff auf Sensoren und Aktoren in der Umgebung des passiven Benutzers durch gegenseitige Authentifizierung zu sichern.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die kommunizierten Daten, die gemessenen Parameter und die gesendeten Befehle zur Steuerung von Aktoren zwischen den vom aktiven Benutzer verwendeten Endgerät und dem Endgerät des passiven Benutzers durch kryptographische Techniken zu schützen.

Diese und andere Aufgaben werden durch ein Kommunikationsverfahren und ein Kommunikationssystem gemäß des unabhängigen Patentanspruchs gelöst.

Ein erfindungsgemäßes Kommunikationssystem ist zur asymmetrischen Kommunikation zumindest eines aktiven Benutzers mit einem passiven Benutzer ausgebildet und umfasst einen persönlichen Server, der in einer räumlich begrenzten Umgebung des passiven Benutzers angeordnet ist und der über eine Schnittstelle eine Vielzahl persönlicher Geräte in der Umgebung ansteuert. Vorzugsweise handelt es sich dabei um persönliche Geräte, auf die der passive Benutzer Zugriff hat. Ferner umfasst das Kommunikationssystem zumindest ein Endgerät des aktiven Benutzers, das außerhalb der Umgebung angeordnet ist und das mit dem persönlichen Server über ein Wide Area Netzwerk, insbesondere das Internet, in Verbindung steht. Erfindungsgemäß sind als persönliche Geräte zumindest eine erste Kamera, ein Bildschirm, ein Mikrofon und ein Lautsprecher vorgesehen. Der persönliche Server ist dazu ausgebildet, zwischen diesen persönlichen Geräten und dem Endgerät eine bidirektionale Audio- und Videokommunikation bereitzustellen.

Die persönlichen Geräte können in ein einziges Gerät integriert sein, beispielsweise in ein Tablet oder einen Fernsehapparat. Das Gerät wird im Lebensraum des passiven Benutzers platziert. Nach dem Einschalten erscheint ein Bild (z.B. Enkelkinder, Natur etc.) am Bildschirm. Das Gerät ist immer eingeschaltet und bereit, Anrufe entgegenzunehmen. Die Client-Software zum Betrieb des Geräts kann zusammen mit dem persönlichen Server im Gerät integriert sein, sodass der passive Benutzer kein zusätzliches Gerät oder Software benötigt. Erfindungsgemäß kann der persönliche Server dazu ausgebildet sein, die bidirektionale Audio- und Videokommunikation in Reaktion auf eine Anfrage des Endgeräts bereitzustellen, ohne dass dabei der passive Benutzer ein Bedienelement eines persönlichen Geräts aktiv betätigen muss. Ein ankommender Anruf wird dann automatisch entgegengenommen. Der Anrufer erscheint am Bildschirm und kann auch die den Passiven Benutzer sehen und hören. Es gibt vorzugsweise keine Knöpfe oder aktive Felder am Bildschirm, die zur Bedienung des Gerätes verwendet werden können.

Das Gerät kann jedoch auch mit einem Hörer oder einem leicht zu bedienenden physischen Knopf ausgestattet werden, damit die angerufene Person entscheiden kann, ob sie den Anruf entgegennehmen möchte. Dadurch bleibt die Privatsphäre gewährleistet. Der optionale Knopf oder Hörer zum Entgegennehmen des Anrufs dient auch dazu die Privatsphäre des passiven Benutzers zu gewährleisten.

Erfindungsgemäß wird somit ein System zumindest zur automatischen Anrufannahme unter Wahrung des Datenschutzes für Personen bereitgestellt, die Probleme mit der Bedienung moderner Technik haben.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass als weiteres persönliches Gerät eine zweite Kamera vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, die Umgebung zu überwachen und Bilder oder Videos an den persönlichen Server zu senden, wobei der persönliche Server dazu ausgebildet ist, die Bilder oder Videos dem Endgerät zu übermitteln.

Um die Privatsphäre des passiven Benutzers zu wahren, kann als zweite Kamera oder zusätzlich zur zweiten Kamera eine Infrarotkamera vorgesehen sein, die nur eine Silhouette eines Objekts und das Wärmeverteilungsmuster an der Oberfläche des Objektes durch verschiedene Farben darstellt und keine weiteren Details des passiven Benutzers wiedergeben kann. Dadurch kann die Mobilität, Körperhaltung, oder ungewöhnliche Position und das Temperaturverteilungsmuster an der Haut oder Kleidung des passiven Benutzers festgestellt werden. Durch Vergleich der aufgenommenen Bilder mit Referenzbildern können Anomalien detektiert werden um Verwandte oder Pflegepersonal zu benachrichtigen. Die aufgenommenen Bilder werden vorzugsweise ausschließlich im Endgerät verarbeitet und anschließend vernichtet. Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass als weiteres persönliches Gerät ein Körpersensor, beispielsweise eine Smart Watch, vorgesehen ist, der dazu ausgebildet ist, körperbezogene Daten des passiven Benutzers, beispielsweise Herzfrequenz, Blutdruck, Blutsauerstoff, Atemfrequenz und Atemfrequenz sowie Bewegungen des Benutzers, zu ermitteln und an den persönlichen Server zu senden, wobei der persönliche Server dazu ausgebildet ist, die körperbezogenen Daten dem Endgerät zu übermitteln.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass als weiteres persönliches Gerät ein Sensor vorgesehen ist, der dazu ausgebildet ist, Sensordaten der Umgebung, beispielsweise akustische oder visuelle Daten sowie Raumtemperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck, Luftzusammensetzung oder dergleichen zu ermitteln und an den persönlichen Server zu senden, wobei der persönliche Server dazu ausgebildet ist, die Sensordaten dem Endgerät zu übermitteln.

Der persönliche Server kann dazu ausgebildet sein, die zweite Kamera und/oder den Körpersensor und/oder den Sensor auf Anfrage des Endgeräts zu aktivieren. Dadurch wird erreicht, dass die Fernüberwachung der Umgebung, die Fernmessung der körperbezogenen Daten und/oder die Fernmessung der Umgebungsdaten erst auf Befehl des aktiven Benutzers gestartet wird.

Der persönliche Server kann dazu ausgebildet sein, die Bilder oder Videos und/oder die körperbezogenen Daten und/oder die Sensordaten in Echtzeit und ohne Zwischenspeicherung an das Endgerät zu übermitteln. Dadurch wird sichergestellt, dass die Bilder oder Videos der zweiten Kamera, die körperbezogenen Messdaten des Körpersensors und/oder die Sensordaten nicht durch einen Hacker abgegriffen und missbraucht werden können. Insbesondere kann der persönliche Server zu diesem Zweck dazu ausgebildet sein, einen unidirektionalen Streaming-Kanal von Bildern, Videos, Messdaten und/oder Sensordaten zum Endgerät ohne Möglichkeit der Zwischenspeicherung bereitzustellen. Auch das Endgerät des aktiven Benutzers kann derart ausgebildet sein, dass eine Speicherung der angezeigten Bilder, Videos, Messdaten und/oder Sensordaten nicht möglich ist. Dies ermöglicht dem aktiven Benutzer nicht nur die Kommunikation mit dem passiven Benutzer, sondern eine weitergehende Wahrnehmung der Umgebung und der körperbezogenen Daten des passiven Benutzers, sodass dies bereits einem persönlichen Besuch nahe kommt.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass als weiteres persönliches Gerät ein Aktor, beispielsweise ein intelligenter Schalter, eine steuerbare Steckdose oder eine steuerbare Glühbirne vorgesehen ist, wobei der persönliche Server dazu ausgebildet ist, Befehle zur Steuerung des Aktors vom Endgerät entgegenzunehmen und an den Aktor zu übermitteln, sowie Zustand oder Zustandsänderung des Aktors zu ermitteln. Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der persönliche Server dazu ausgebildet ist, die Kommunikation zwischen den persönlichen Geräten und den Endgeräten durch gegenseitige Authentifizierung, insbesondere durch Nutzung kryptographischer Schlüssel und Zertifikate, die in einer Zugangsverwaltungsanwendung am persönlichen Server verwaltet werden, zu sichern. Durch gegenseitige Authentifizierung mit Hilfe von digitalen Zertifikaten werden nur bestimmte aktive Benutzer den passiven Benutzer erreichen können. Zusätzlich werden die Daten zwischen dem Gerät und dem Browser des aktiven Benutzers verschlüsselt.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der persönliche Server dazu ausgebildet ist, mehrere aktive Benutzer mit mehreren Endgeräten zu verwalten.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der persönliche Server dazu ausgebildet ist, eine bidirektionale Kommunikation zwischen den Endgeräten ohne Einbeziehung der persönlichen Geräte bereitzustellen. Dadurch wird erreicht, dass mehrere aktive Benutzer ohne Einbeziehung des passiven Benutzers miteinander kommunizieren können, beispielsweise in Form eines Chat-Rooms.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass ein Fernsehapparat vorgesehen ist, der zumindest eines der persönlichen Geräte, vorzugsweise den Bildschirm und den Lautsprecher, umfasst, wobei der persönliche Server dazu ausgebildet ist, den Fernsehapparat über eine bestehende und proprietäre Infrarot-Schnittstelle des Fernsehapparats fernzusteuern. Zu diesem Zweck kann der persönliche Server mit einer programmierbaren Infrarot- Schnittstelle ausgestattet sein, welche die Funktion einer Infrarot-Fernbedienung des Fernsehapparats übernimmt. Somit kann der aktive Benutzer über den persönlichen Server den Fernsehapparat des passiven Benutzers aktivieren und den Bildschirm sowie den Lautsprecher des Fernsehapparats erfindungsgemäß als persönliche Geräte benutzen.

Sämtliche Clientsoftware zum Betrieb der Endgeräte für den passiven Benutzer kann zusammen mit dem persönlichen Server im selben Gerät integriert sein, sodass der passive Benutzer keinerlei zusätzliches Gerät oder Software benötigt.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass in der Umgebung Hardware-Beacons angeordnet sind, wobei der passive Benutzer als weiteres persönliches Gerät einen Transceiver trägt, und wobei der persönliche Server dazu ausgebildet ist, aus den vom Transceiver empfangenen Messdaten der Signale der Hardware-Beacons den Standort des passiven Benutzers in der Umgebung zu bestimmen.

Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen sein, dass in der Umgebung passive Infrarotsensoren (PIR-Sensoren) angeordnet sind, wobei der persönliche Server dazu ausgebildet ist, aus den von den Infrarotsensoren empfangenen Messdaten den Standort des passiven Benutzers in der Umgebung zu bestimmen. Die passiven Infrarotsensoren detektieren Bewegungen des passiven Benutzers und kommunizieren beispielsweise über Bluetooth oder einen WiFi-Transceiver mit dem persönlichen Server. Der persönliche Server stellt dadurch den Zeitpunkt und den Raum in dem zuletzt Bewegung detektiert wurde, fest. Aktive Benutzer können die Information in Echtzeit abfragen.

Zusätzlich kann der persönliche Server die letzten Orte und Zeitpunkte, an denen eine Bewegung des passiven Benutzers detektiert wurde, feststellen, und Verwandte oder Pflegepersonal über Mangel an Mobilität z.B. per Email oder SMS benachrichtigen. In dieser Ausführungsform muss der passive Benutzer keinen Transceiver am Körper tragen. Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die persönlichen Geräte zumindest zum Teil in einen elektronischen Bilderrahmen integriert sind. Die persönlichen Geräte und der persönliche Server könnten jedoch auch gemeinsam in Form eines Mini-Computers mit externem Bildschirm, Kamera, Mikrophon und Lautsprecher realisiert werden.

Erfindungsgemäß wird ein sicheres, geschlossenes, verteiltes, digitales und asymmetrisches Kommunikationssystem bereitgestellt, das Senioren und pflegebedürftigen Personen (passiven Benutzern) eine menschenwürdige und sichere Kommunikation mit Betreuungspersonen und Angehörigen (aktiven Benutzern) bei gleichzeitiger Fernüberwachung ihrer vitalen Funktionen und ihrer Umgebung erlaubt.

Aktive Benutzer verwenden den existierenden Browser auf ihren Computern oder mobilen Telefonen, besuchen eine URL (z.B. https://tante-heidi.ddns.net) und initialisieren einen Anruf. Knöpfe auf der Webseite ermöglichen Fernmessung von vitalen Funktionen wie Blutdruck, Herzrate etc. Es ist keine neue Software oder Neukauf von Geräten erforderlich. Der existierende Browser auf dem Computer oder Mobiltelefon des aktiven Benutzers wird für Kommunikation verwendet.

Auf Seiten einer übergeordneten Hilfsorganisation, wie Krankenhaus, Altersheim, Sozialhilfe ist keine Lernkurve erforderlich. Es erfordert keine Abhängigkeit von großen Internetfirmen wie Amazon, Google, Facebook, Apple, etc. Es ist kein zentraler Server oder "Cloud" erforderlich. Die einzigen Abhängigkeiten sind: Internetverbindung (Internet-Dienstanbieter), Dynamischer DNS, Stromversorgung.

Der persönliche Server kann über einen existierenden Router oder ein Modem mit integriertem Router in einem Haushalt, Krankenhaus, Pflegeheim, etc. mit dem Internet verbunden werden. Eine Verbindung mit Hilfe einer SIM-Karte und einem LTE Modem ist auch denkbar und möglich. Das Gerät ist immer eingeschaltet und über Internet erreichbar.

Als Dienste des persönlichen Servers können Videotelefonie, die Generierung von Zertifikaten für Browser der Benutzer, oder ein Email Service angeboten werden. Der persönliche Server kann auch als SMS -Generator verwendet werden, der Meldungen zu den vorgesehenen Benutzern sendet. Der passive Benutzer kann durch Drücken eines leicht zu betätigenden (physischen) Knopfes eine vorgegebene Meldung an einen aktiven Benutzer senden und damit um einen Anruf bitten. Ein aktiver Benutzer kann auf der Hauptseite einen Videoanruf initiieren oder Fernmessungen von Herzrate, Umweltparametern, etc. vornehmen, oder Aktoren wie Schalter, Lichter, etc. steuern.

Ferner kann vorgesehen sein, dass der persönliche Server über einen Infrarot- Transmitter einen existierenden Fernsehapparat des passiven Benutzers steuern kann. Der Infrarot-Transmitter übernimmt dabei die Funktion einer Fernbedienung, sodass der aktive Benutzer über den persönlichen Server den Fernsehapparat einschalten kann. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Fernsehapparat den persönlichen Server als Signalquelle benutzt, sodass die Videosignale des persönlichen Servers am Fernsehapparat angezeigt werden. Der bestehende Fernsehapparat des passiven Benutzers kann somit als erfindungsgemäßes persönliches Gerät, nämlich als Bildschirm und Lautsprecher, verwendet werden.

Der passive Benutzer sieht ein statisches Bild auf dem Bildschirm (Bilderrahmen) oder sieht eine Sendung an (Fernsehapparat), bis jemand anruft. Falls kein Hörer oder Knopf im System integriert ist, wird die Verbindung automatisch hergestellt. Der aktive Benutzer erscheint am Bildschirm und kann mit dem passiven Benutzer kommunizieren. Falls ein Knopf oder Hörer im System integriert ist, kann der passive Benutzer den Hörer abheben oder den Knopf drücken, um den Anruf entgegenzunehmen.

Der passive Benutzer trägt Körpersensoren, wie z.B. eine “smart-watch”. Das Gerät kommuniziert über Bluetooth mit den Körpersensoren in Echtzeit und ermittelt Messwerte für Herzrate, Blutsauerstoffgehalt, Temperatur, etc..

Ein aktiver Benutzer kann diese Fernmessungen von einem Browser triggern, also auslösen, und die Messergebnisse in Echtzeit in seinem Browser sehen. Auf eine ähnliche Weise können beliebige weitere Sensoren mit dem Gerät integriert werden, um Umgebungsparameter wie Raumtemperatur, Luftfeuchtigkeit, Lichtintensität, Zusammensetzung der Luft und Anteile bestimmter Gase (z.B. CODetektor), etc. zu messen. Auch Aktoren wie Lichtschalter oder andere elektromechanische Geräte können dem System hinzugefügt und ferngesteuert werden.

Das Gerät ist mit einer auf ladbaren Batterie ausgestattet und kann selbst bei Stromausfall über ein LTE-Modem kommunizieren.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen beispielhaft beschrieben, wobei:

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm des asymmetrischen Kommunikationssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 ein schematisches Blockdiagramm eines Endgeräts zeigt, das in dem System von Fig. 1 verwendet wird;

Fig. 3 ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform des Kommunikationssystems zeigt, bei der elektronische Hardware-Beacons verwendet werden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 und Fig. 2 ist die zentrale Komponente in dieser Erfindung der persönliche Server 200. Er umfasst den in Fig. 2 dargestellten Computer 500, einschließlich eines Betriebssystems 610 und verschiedenen Anwendungen, nämlich einer Webserveranwendung 601 , einer Zugangsverwaltungsanwendung 602, einer Sensorsteuerungsanwendung 603, einer Aktorsteuerungsanwendung 604, einem Audio-, Video- und Textkommunikationsmodul 605, sowie einer Webclientanwendung 606. Die Anwendungen 601 - 606 sind untereinander und mit dem Betriebssystem 610 über Software-Schnittstellen 518, beispielsweise einem Datenbus, verbunden. Der Computer 500 verfügt über eine Verarbeitungseinheit 501 und eine Reihe von Hardware-Schnittstellen, nämlich einer WiFi-Schnittstelle 510, einer Bluetooth- Schnittstelle 511 , einer USB-Schnittstelle 512, einer Ethernet-Schnittstelle 513, einer Audio-Schnittstelle 514, einer Video-Schnittstelle 515 sowie einer Modem-Schnittstelle 516 zu externen Einheiten. In weiteren Ausführungsformen der Erfindung können eine programmierbare Infrarot-Schnittstelle oder andere Hardware-Schnittstellen vorgesehen sein. Die besagten Schnittstellen werden kollektiv als Hardware-Schnittstellen 517 bezeichnet. Die Modem-Schnittstelle 516 kann ein herausnehmbares Modul wie eine SIM-Karte umfassen, um eine Verbindung über einen Mobilfunknetzbetreiber herzustellen.

In Fig. 2 sind die Anwendungen 601 - 606, das Betriebssystem 610, die Verarbeitungseinheit 501 und die Schnittstellen 517 dargestellt. Diese kommunizieren über interne Schnittstellen 518.

Gemäß Fig. 1 befindet sich ein passiver Benutzer 100 in einer begrenzten, mit gestrichelten Linien dargestellten Umgebung 600, beispielsweise in einer Wohnung. Der passive Benutzer 100 trägt einen Körpersensor 206, der über eine drahtlose Verbindung, beispielsweise über die Bluetooth-Schnittstelle 511 , mit dem persönlichen Server 200 verbunden ist. Der persönliche Server 200 ist über eine drahtgebundene Verbindung 250 mit einem externen Modem mit Router 210 verbunden. Das Modem mit Router 210 bietet über WAN-Verbindungen 450 Konnektivität mit einem WAN (Wide Area Network) 400, beispielsweise dem Internet, und in Folge mit einem ersten Endgeräten 310 und einem zweiten Endgerät 320 aktiver Benutzer 110. In einer Ausführungsform kann das Modem mit Router 210 ein integraler Bestandteil des persönlichen Servers 200 sein, wie in Figur 2 dargestellt und mit dem Bezugszeichen 516 bezeichnet.

Der persönliche Server 200 ist über drahtgebundene oder drahtlose Verbindungen 250 mit mehreren peripheren Geräten in der Umgebung 600 verbunden. Dabei handelt es sich beispielsweise um eine erste Kamera 201 , eine zweite Kamera 202, einen Bildschirm 203, ein Mikrofon 204, ein Lautsprecher 205, einen oder mehrere Aktoren 207, sowie einen oder mehrere Sensoren 208. In Ausführungsformen der Erfindung können einzelne oder alle der Geräte weggelassen werden. Zudem kann jedes der peripheren Geräte ein integraler Bestandteil des persönlichen Servers 200 sein. Ein Tablet mit einem eingebauten Steckplatz für eine SIM-Karte wäre ein Beispiel für einen persönlichen Server 200 mit mehreren integrierten peripheren Geräten.

In einer Ausführungsform der Erfindung stellt der persönliche Server 200 eine Verbindung zur ersten Kamera 201 über eine der Schnittstellen 510, 511 , 512, 513 oder 515 her. Der Hauptzweck der ersten Kamera 201 ist die Zweiwege- Videokommunikation mit dem passiven Benutzer 100.

In einer Ausführungsform der Erfindung verbindet sich der persönliche Server 200 mit der zweiten Kamera 202 über eine der Schnittstellen 510, 511 , 512, 513 oder 515. Der Hauptzweck der zweiten Kamera 202 ist die unidirektionale Videoüberwachung der Umgebung 600.

In einer Ausführungsform der Erfindung verbindet sich der persönliche Server 200 mit dem Bildschirm 203 über eine der Schnittstellen 510, 511 , 512, 513 oder 515. Der Hauptzweck des Bildschirms 203 ist die Videokommunikation mit dem passiven Benutzer 100.

In einer Ausführungsform der Erfindung verbindet sich der persönliche Server 200 mit dem Mikrofon 204 über eine der Schnittstellen 510 - 514. Der Hauptzweck des Mikrofons 204 ist die Audiokommunikation mit dem passiven Benutzer 100.

In einer Ausführungsform der Erfindung verbindet sich der persönliche Server 200 mit dem Lautsprecher 205 über eine der Schnittstellen 510 - 514. Der primäre Zweck des Lautsprechers 205 ist die Audiokommunikation mit dem passiven Benutzer 100.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist der persönliche Server 200 mit dem Aktor 207 über eine oder mehrere der Schnittstellen 510, 511 , 512 oder 513 verbunden. Ein Aktor ist in der Regel ein elektromechanisches Gerät, beispielsweise ein Netzstecker, ein Schalter, eine Lampe oder ein anderes elektrisches Gerät, das ein- und ausgeschaltet oder gesteuert werden kann. Ein Aktor ist in der Regel in der Lage, Befehle zu empfangen, Befehle auszuführen und den Status zu melden.

In einer Ausführungsform der Erfindung verbindet sich der persönliche Server 200 mit dem Sensor 208 über eine oder mehrere der Schnittstellen 510, 511 , 512, oder 513. Ein Sensor kann ein Gerät sein zum Erfassen von Umgebungsparametern wie Temperatur, Feuchtigkeit, Luftdruck, Breitengrad, Licht, elektromagnetische Felder oder Gase. Ein Sensor ist normalerweise in der Lage, Befehle zu empfangen, Befehle auszuführen und Messergebnisse zu melden.

Beim Start des persönlichen Servers 200 wird die Web-Client-Anwendung 606 gestartet. Der Web-Client 606 verbindet sich mit dem Webserver 601 und initiiert einen Chat-Raum unter Verwendung des Kommunikationsmoduls 605.

Das Kommunikationsmodul 605 nutzt den Webserver 601 , um Audio, Video und Text an den Webclient 606 zu übertragen, und Audio oder Video vom passiven Benutzer 100 zu empfangen. Der Web-Client 606 verbindet sich über eine oder mehrere der Schnittstellen 517 mit der Kamera 202, dem Mikrofon 204 und dem Lautsprecher 205.

Am Ende der Startsequenz ist der persönliche Server 200 bereit, Anfragen von den Endgeräten 310, 320 aktiver Benutzer 110 zu akzeptieren, so dass aktive Benutzer 110 dem Chatraum beitreten können. Ein aktiver Benutzer 110 verwendet einen Web-Client, in der Regel einen Browser, auf einem Computer oder mobilen Endgerät 310, um eine Anfrage an den Webserver 601 zu senden. Der Webserver 601 bedient die Homepage des persönlichen Servers 200. Die Startseite wird auf den Endgeräten 310, 320 angezeigt. Sie enthält eine Reihe von Elementen, die von einem aktiven Benutzer 110 ausgewählt werden können. Ein aktiver Benutzer 110 kann sich entscheiden, dem Chatroom beizutreten. Ein aktiver Benutzer 110 kann ein Element auf der empfangenen Homepage auswählen, um die Vitalfunktionen des passiven Benutzers 100 über die Körpersensoren 206 zu messen. In diesem Fall wird eine Anfrage vom dem Web-Client auf dem Endgerät 310, 320 des aktiven Benutzers 110 über WAN-Verbindungen 450 an das Modem mit Router 210 in der Umgebung 600 des passiven Benutzers 100 gesendet. Die Anfrage wird über eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung 250 an den persönlichen Server 200 weitergeleitet und erreicht den Webserver 601 . Der Webserver 601 leitet die empfangene Anfrage an eine Sensorsteuerungsanwendung 603 weiter. Die Sensorsteuerungsanwendung 603 kommuniziert über interne Schnittstellen 518 mit dem Betriebssystem 610 und mit der Verarbeitungseinheit 501 , die ihrerseits den Zugang zu einer Bluetooth-Schnittstelle 511 ermöglicht.

Die von der Sensorsteuerungsanwendung 603 erzeugten Befehle werden über die Bluetooth-Schnittstelle 511 an die Körpersensoren 206 übertragen. Die Befehle können eine Messung des Herzschlags, des Blutsauerstoffgehalts, des Blutdrucks, der Körpertemperatur, der Bewegung und der Beschleunigung oder anderer von den Körpersensoren 206 messbarer Parameter des passiven Benutzers 100 bewirken.

Die von den Körpersensoren 206 gemessenen Werte werden über die drahtlose Verbindung 230 an den persönlichen Server 200 gesendet und über interne Schnittstellen 518 an die Sensorsteuerungsanwendung 603 weitergeleitet. Die Sensorsteuerungsanwendung 603 verarbeitet die empfangenen Daten und leitet die verarbeiteten Informationen an den Webserver 601 weiter. Der Webserver 601 liefert eine Seite mit den empfangenen Daten an das Endgerät 310, 320 des aktiven Benutzers 110. Der Web-Client auf dem Endgerät 310, 320 zeigt das Ergebnis der Messung dem aktiven Benutzer 110 an.

In Analogie zur obigen Beschreibung kann der aktive Benutzer auf den oder die Sensoren 208 in der Umgebung 600 des passiven Benutzers 100 zugreifen, Messungen initiieren und die Messwerte auf dem Endgerät 310, 320 anzeigen. In einer Ausführungsform kann ein aktiver Benutzer 110 auf der Homepage des persönlichen Servers 200 ein Element zur Steuerung eines oder mehrerer Aktoren 207 auswählen und über die Aktorsteueuerungsanwendung 604 Befehle senden sowie Statusinformationen des ausgewählten Aktors 207 empfangen. Die Verbindung 250 zwischen dem persönlichen Server 200 und dem Aktor 207 kann drahtgebunden oder drahtlos sein.

In einer Ausführungsform erzeugt die Zugangsverwaltungsanwendung 602 Schlüssel und Zertifikate, auch als Berechtigungsnachweise bezeichnet, für berechtigte aktive Benutzer 110. Diese sind üblicherweise verpackt, zum Beispiel zum Beispiel im PKCS#12-Format verpackt und werden an berechtigte aktive Benutzer 110 verteilt. In einer Ausführungsform sind die Berechtigungsnachweise geschützte Passwörter und werden per E-Mail an die berechtigten aktiven Benutzer 110 gesendet. Die Anmeldeinformationen werden dann vom Web-Client auf dem Endgerät 310, 320 verwendet, um das Gerät gegenüber dem Webserver 601 zu authentifizieren. In einer Ausführungsform können die Anmeldeinformationen von einer dritten Partei oder einer Zertifizierungsstelle bereitgestellt werden. In einer Ausführungsform kann der Webserver 601 einen Satz von Schlüsseln und Zertifikaten verwenden, um sich gegenüber den Web-Clients auf den Geräten 310, 320 zu authentifizieren.

In einer Ausführungsform verwenden das Endgerät 310, 320 und der Webserver 601 die oben erwähnten Anmeldeinformationen, um sich gegenseitig zu authentifizieren und Schlüssel zur Verschlüsselung der Kommunikation abzuleiten oder zu übertragen.

In Fig. 3 wird nun eine Ausführungsform mit einem Hardware-Beacon 700 beschrieben. Im Kontext dieser Ausführungsform sind die Hardware-Beacons 700 elektronische Sender. Derartige Hardware-Beacons sind eine Klasse von Bluetooth Low Energy BLE Geräten, die ihre Kennung an nahegelegene tragbare elektronische Geräte senden. Diese Technologie ermöglicht es Smartphones, Tablets, Smartwatches, Fitness-Trackern und anderen Geräten, Aktionen auszuführen, wenn sie sich in der Nähe eines Hardware-Beacons 700 befinden. In dieser Ausführungsform werden mehrere Beacons 700 verwendet, um den Standort des passiven Benutzers 100 innerhalb der Grenzen der Umgebung 600 festzustellen. Es sind mehrere Beacons 700 in der Umgebung 600 des passiven Benutzers 100 installiert. Der passive Benutzer 100 trägt einen Transceiver 206A, der periodisch Signale von den Beacons 700 empfängt und die Stärke der empfangenen Signale aller Beacons 700 misst. Der Transceiver 206A kann ein integraler Bestandteil des Körpersensors 206 sein. Der Transceiver 206A sendet die gemessenen Leistungspegel über eine drahtlose Verbindung 230A an den persönlichen Server. Die Sensorsteuerungsanwendung 603 schätzt die Entfernung des passiven Benutzers 100 von mindestens drei Beacons 700 und berechnet, beispielsweise durch Triangulation den Standort des passiven Benutzers 100 innerhalb der Grenzen der Umgebung 600.

Ein aktiver Benutzer 110 kann eine Anfrage an den Webserver 601 senden, um die Standortinformationen zu erhalten. Die berechneten Standortinformationen werden dann vom Webserver 601 an den aktiven Benutzer 110 gesendet und im Webclient auf dem Endgerät 310, 320 des aktiven Benutzers 110 angezeigt.

Bezugszeichenliste

100 Passiver Benutzer 500 Computer

110 Aktiver Benutzer 501 Verarbeitungseinheit

200 Persönlicher Server 510 WiFi-Schnittstelle

201 Erste Kamera 511 Bluetooth-Schnittstelle

202 Zweite Kamera 512 USB-Schnittstelle

203 Bildschirm 513 Ethernet-Schnittstelle

204 Mikrofon 514 Audio-Schnittstelle

205 Lautsprecher 515 Video-Schnittstelle

206 Körpersensor 516 Modem-Schnittstelle

206A Transceiver 517 Hardware-Schnittstelle

207 Aktor 518 Software-Schnittstelle

208 Sensor 600 Umgebung

210 Modem mit Router 601 Webserveranwendung

230 Drahtlose Verbindung 602 Zugangsverwaltungsanwendung

230A Drahtlose Verbindung 603 Sensorsteuerungsanwendung

250 Verbindung 604 Aktorsteuerungsanwendung

310 Erstes Endgerät 605 Kommunikationsmodul

320 Zweites Endgerät 606 Webclientanwendung

400 Wide Area Netzwerk (WAN) 610 Betriebssystem

450 WAN-Verbindung 700 Beacon