СИСТЕМА ОСВЕЩЕНИЯ, ИСТОЧНИК СВЕТА, УСТРОЙСТВО И СПОСОБ АВТОРИЗАЦИИ УСТРОЙСТВА ИСТОЧНИКОМ СВЕТА
LIGHTING SYSTEM, LIGHT SOURCE, DEVICE AND METHOD FOR AUTHORISATION OF LIGHT SOURCE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к области кодированных систем света. В таких системах источник света передает, при использовании, информацию с помощью света, который излучается источником света так, что люди не могут ощущать кодирование информации в свете, в то время как другие устройства, такие как удаленный контроллер, позволяют извлекать информацию из излучаемого света. Информацией является, например, идентификатор источника света. Другое устройство может быть указано для источника света при работе, принимает излучаемый свет на светочувствительном датчике и способно извлекать информацию из сигнала, сгенерированного датчиком. Извлеченная информация может содержать идентификатор источника света, который может быть использован для адресации источника света, когда сообщения управления посылаются назад на источник света для управления работой источника света. Сообщения управления часто посылаются с помощью другого канала связи, например, с помощью инфракрасного излучения или с помощью радиосигналов. Источник света может принимать сообщения управления и использовать идентификатор, который является частью сообщения управления, для определения, адресовано ли сообщение управления на этот источник света. Если да, команда управления сообщения управления выполняется источником света. Посредством использования этого механизма пользователь может просто управлять источником света, указывая удаленному контроллеру на источник света и запрашивая конкретный световой эффект. Должно быть отмечено, что это другое устройство может быть другим источником света, который принимает свет от первого источника света, и с помощью этого механизма этот другой источник света может управлять источником света.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Опубликованная заявка на патент WO2008/139360A1 описывает способ и систему для управления системой освещения. Удаленный контроллер используется для измерения влияния одного или более источников света в различных позициях, например, в офисе. Эти измерения сохраняются на центральном контроллере и используются для управления, позже, излучением света источников света системы освещения, чтобы получить конкретный шаблон (модель) освещения в офисе. В варианте осуществления источники света системы освещения могут передавать свой идентификатор (ID) источника света, закодированный в свете, который излучается источником света. Удаленный контроллер способен извлекать ID источника света из принятого света, и удаленный контроллер характеризует другие особенности принятого света. Полученная информация передается на центральный контроллер для хранения на центральном контроллере и для более позднего использования, когда центральный контроллер должен управлять системой освещения, чтобы получить конкретный шаблон освещения.
Удаленный контроллер может посылать пользовательский запрос на центральный контроллер для приема конкретного шаблона света в конкретном местоположении. Центральный контроллер может затем управлять источниками света системы освещения, и это управление основано на ранее принятых измерениях.
В варианте осуществления удаленный контроллер способен непосредственно связываться с источниками света системы освещения для непосредственного управления источниками света. Таким образом, помимо управления источниками света с помощью центрального контроллера, система освещения упомянутой заявки на патент также содержит традиционную подсистему кодированного света, в которой удаленный контроллер способен непосредственно управлять одним или более источниками света.
В рассмотренной подсистеме кодированного света и традиционных системах кодированного света существует огромный риск смешивания удаленных контроллеров. Если различные удаленные контроллеры находятся в одной и той же комнате, каждый из удаленных контроллеров может принимать информацию от источника света и может предоставлять команды управления источнику света, идентификатор источника света которого принимается. Например, если система указанной заявки на патент используется в офисе, удаленный контроллер может находиться на каждом из столов для управления светом на соответствующих столах. Эти удаленные контроллеры могут быть также использованы для приема информации каждого из источников света системы освещения, и, фактически, удаленные контроллеры могут быть использованы для управления каждым источником света. Однако это не желательно, например, в офисе, так как каждый служащий может пожелать различные настройки за своим столом.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача настоящего изобретения заключается в предоставлении системы кодированного кодированного освещения, которая предотвращает смешивание различных удаленных контроллеров.
Первый аспект изобретения предоставляет систему освещения, как заявлено в пункте 1 формулы изобретения. Второй аспект изобретения предоставляет источник света, как заявлено в пункте 13 формулы изобретения. Третий аспект изобретения предоставляет устройство, как заявлено в пункте 14 формулы изобретения. Четвертый аспект изобретения предоставляет способ, как заявлено в пункте 15 формулы изобретения. Преимущественные варианты осуществления определены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Система освещения, в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, содержит источник света для излучения света, устройство для управления источником света, первый канал связи от источника света к этому устройству и второй канал связи от этого устройства к источнику света. Первый канал связи сформирован посредством модулирования информации в излучаемом свете источника света. Источник света содержит генератор опросного вызова, передатчик источника света, приемник источника света и средство авторизации. Генератор опросного вызова генерирует опросный вызов с криптографической функцией, которая принимает аргумент, содержащий первый криптографический ключ. Передатчик источника света передает опросный вызов с помощью первого канала связи. Приемник источника света принимает ответ от устройства с помощью второго канала связи. Средство авторизации авторизует устройство для управления источником света посредством сопоставления принятого ответа с опорным сигналом, и, если принятый ответ совпадает с опорным сигналом, устройство авторизуется. Устройство содержит приемник устройства, генератор ответа и передатчик устройства. Приемник устройства принимает опросный вызов с помощью первого канала связи. Генератор ответа генерирует ответ с криптографической функцией, которая принимает аргументы, содержащие принятый опросный вызов и второй криптографический ключ. Передатчик устройства передает ответ на источник света с помощью второго канала связи.
Решение настоящего изобретения для решения проблемы смешивания устройств заключается в предоставлении криптографических ключей и криптографической функции в источнике света и в устройстве таким образом, чтобы опросный вызов, который сгенерирован источником света, зависел от первого криптографического ключа, и таким образом, чтобы ответ, который сгенерирован устройством, зависел от принятого криптографического опросного вызова и второго криптографического ключа. Источник света ожидает конкретного ответа, который является опорным сигналом, и это ожидание основано на использовании корректной комбинации первого криптографического ключа и второго криптографического ключа. Например, в симметричной криптографической системе первый криптографический ключ и второй криптографический ключ должны быть одними и теми же, чтобы позволить устройству генерировать ответ, который ожидается посредством источника света. Таким образом, использование криптографических ключей предоставляет механизм, который может быть использован для подсоединения конкретного устройства к конкретным источникам света. Источник света только позволяет устройству управлять источником света, если устройство будет в состоянии генерировать корректный ответ, другими словами, если устройство имеет корректный второй криптографический ключ. Например, посредством программирования конкретных комбинаций криптографических ключей в источниках света и устройствах системы освещения, предотвращается смешивание устройств.
Обычно в области систем освещения только один или несколько осветительных приборов были доступны для каждой комнаты, и проблема смешивания устройств не была актуальной. Обычно только устройства известных брендов могут связываться с источником света того же бренда на основании конкретных для этого бренда протоколов связи. В области систем кодированного освещения создан стандарт, и устройства, такие как устройства конкретного бренда, могут управлять источниками света других брендов. Таким образом, риск смешивания устройств становится более значимой проблемой. Дополнительно, сегодня множество систем освещения используют миниатюрные излучатели света и, фактически, количество источников света в системе освещения увеличивается, что может еще раз привести к проблеме большего смешивания. На основании признания, что использование опросного вызова и ответа, которые сгенерированы с криптографической функцией, имеющей криптографический ключ в качестве одного из аргументов, может решить проблему смешивания, изобретатели осознали, что такой механизм может быть реализован в источнике света и в устройстве системы кодированного освещения. Должно быть отмечено, что опросный вызов должен иметь достаточно цифр для предотвращения коллизии между различными опросными вызовами, сгенерированными различными источниками света. Криптографическая функция должна быть функцией, которая генерирует такие отличительные опросные вызовы. Дополнительно, криптографическая функция может быть функцией кодирования, хэш-функцией или основанной на шифровании функцией.
Ответ и опорный сигнал совпадают, если подобие между опорным сигналом и ответом является достаточно высоким. В варианте осуществления совпадение может обозначать, что ответ и опорный сигнал равны. В другом варианте осуществления ответ и опорный сигнал совпадают, если более чем предварительно определенное количество цифр этих двух чисел равны. В еще одном дополнительном варианте осуществления опорный сигнал и ответ совпадают, если разность между двумя значениями ниже предварительно определенного максимального значения.
Авторизация обозначает, в контексте настоящего изобретения, что устройство авторизации имеет корректный криптографический ключ, и что устройство может управлять источником света. Она не означает, что устройство аутентифицировано. Другими словами, в результате авторизации источник света знает, что команда управления, которая послана вместе с ответом, должна быть выполнена, или что команды управления, которые будут посланы на источник света в интервале времени после момента авторизации, должны быть выполнены для управления излучением света посредством излучателя света источника света. Однако, источник света точно не знает, какое конкретное устройство является устройством, которое авторизовано.
Устройство системы освещения может быть любым устройством, которое сконфигурировано для приема света источника света, выведения информации света, и которое сконфигурировано для передачи информации назад на источник света с помощью второго канала связи. Таким образом, каждое устройство, которое сконфигурировано для управления источником света, может быть устройством системы освещения. Опционально, устройство может быть другим источником света, который является ведущим в системе освещения, обозначая, что этот другой источник света управляет операцией источника света системы освещения. В варианте осуществления устройство является удаленным контроллером для управления источником света.
Должно быть отмечено, что упомянутая заявка на патент WO2008/139360A1 рассматривает возможность неправильного использования раскрытой в ней системы освещения и рассматривает возможное решение. Было предложено предоставить механизм управления доступом для устройства посредством центрального контроллера системы освещения с криптографией открытого ключа или криптографией симметрического ключа. Таким образом, упомянутая заявка на патент указывает на решение, которое содержит введение центрального контроллера. Такое решение отлично от решения настоящего изобретения и является относительно дорогим.
В варианте осуществления источник света содержит предварительно запрограммированный уникальный идентификатор источника света, и генератор опросного вызова сконфигурирован для использования этого уникального идентификатора источника света в качестве дополнительного аргумента для криптографической функции. Таким образом, сгенерированный опросный вызов также зависит от уникального числа, и, таким образом, сгенерированный опросный вызов является уникальным и не сталкивается с проблемами других источников света. Это особенно выгодно, когда несколько источников света используются в одной и той же области, и когда устройство должно принять уникальный опросный вызов для предотвращения, чтобы опросные вызовы различных источников света были смешаны посредством устройства. Если специалист в данной области техники хочет иметь уникальный опросный вызов, кажется логичным сгенерировать случайное число с достаточными цифрами таким образом, чтобы вероятность генерирования одного и того же опросного вызова посредством различных источников света была низкой. Однако, чтобы сгенерировать случайное число относительно большое и, таким образом, дорогое, блоки аппаратного обеспечения должны быть включены в источники света, что приводит к относительно дорогим источникам света. Посредством использования уникального идентификатора, который, например, предварительно запрограммирован в источнике света на момент изготовления источника света, или который, например, запрограммирован в источнике света, когда источник света был установлен, предотвращается использование такого дорогого генератора случайных чисел в каждом из источников света. Таким образом, решение варианта осуществления является относительно дешевым решением для предотвращения генерирования конфликтующих опросных вызовов. Должно быть отмечено, что идентификатор источника света является числом с достаточными цифрами, чтобы иметь в наличии достаточное количество уникальных идентификаторов источников света.
В дополнительном варианте осуществления первым каналом связи является односторонний канал вещания. Другими словами, информация, которая передается через первый канал связи, передается от источника света и может быть принята множеством приемников, способных принять информацию вещания. Должно быть отмечено, что вещание по определению происходит не во всех направлениях, но может быть также направлено на конкретную область: свет, который излучен источником света, излучен по направлению к конкретной области, и все устройства, которые находятся в луче света, могут принять информацию с помощью излучаемого света. Должно быть отмечено, что устройства могут принять информацию после отражения света от объекта, такого как стена или пол.
В дополнительном варианте осуществления передатчик источника света сконфигурирован для регулярного вещания идентификатора с помощью первого канала связи, и причем передатчик источника света дополнительно сконфигурирован для регулярного вещания сгенерированного опросного вызова в качестве идентификатора. Таким образом, другими словами, никакой идентификатор источника света не передается, но передается сгенерированный опросный вызов. Это предоставляет частное преимущество, так как если другое устройство пытается проникнуть в систему освещения, это устройство не может обнаружить на основании информации в излучаемом свете, от какого конкретного источника света происходит информация.
В другом варианте осуществления передатчик источника света сконфигурирован для регулярного вещания ответа вместо опросного вызова, если устройство авторизовано источником света. Начиная вещать ответ вместо опросного вызова, устройство может обнаружить в принятом свете, что информация, содержащаяся в излучаемом свете, равна ответу, который был послан ранее. Это является формой обратной связи, и, таким образом, устройство знает, что оно авторизовано источником света, и, таким образом, устройство знает, что может управлять источником света.
В варианте осуществления передатчик устройства передает сообщение с помощью второго канала связи. Сообщение содержит идентификатор источника света. Передатчик устройства сконфигурирован для использования сгенерированного ответа в качестве идентификатора в сообщении. Другими словами, никакой идентификатор источника света не используется для адресации на источник света, но ответ используется в качестве идентификатора. Это приводит к дополнительным преимуществам с точки зрения обеспечения секретности: устройства, которые в состоянии принять сообщения второго канала связи, не в состоянии обнаружить, какими источниками света управляет устройство. В частности, если это использовано в комбинации с предыдущим вариантом осуществления, в котором передатчик источника света передает опросный вызов вместо идентификатора, источник света передает первый псевдо идентификатор, и устройство передает второй псевдо идентификатор. Таким образом, невозможно для других устройств, которые пытаются атаковать систему, обнаружить, какой конкретный источник света выпустил первый псевдо идентификатор, и для других устройств невозможно обнаружить, какой конкретный источник света адресован в сообщении. Должно быть отмечено, что когда псевдо идентификаторы используются для источника света, может быть более трудно идентифицировать сообщения, принятые с помощью второго канала связи, в качестве являющихся сообщением, адресованным на источник света. Источник света может обрабатывать все сообщения и сверять ответ каждого сообщения с опорным сигналом, чтобы решить эту проблему. Если есть совпадение, сообщение было, с наибольшей вероятностью, адресовано на этот источник света. Альтернативно, источник света может также вычислять ожидаемый ответ и фильтровать сообщения на основании вычисленного ответа.
В другом варианте осуществления генератор опросного вызова использует предварительно сгенерированный опросный вызов или предварительно принятый ответ также в качестве аргумента для криптографической функции. Предварительно сгенерированный опросный вызов и предварительно принятый ответ являются предварительно сгенерированными числами. Это означает, что как только такое предварительно сгенерированное число будет использовано в качестве аргумента, опросный вызов изменится на другое значение. Таким образом, смотря во времени, последовательные опросные вызовы изменяются. Изменение опросных вызовов делает систему освещения более безопасной относительно атак системы. Хотя эти атакующие устройства могут записывать опросный вызов, который излучен источником света, и впоследствии переданный ответ устройства, атакующие устройства не имеют сведений, какой ответ необходимо послать, как только изменится опросный вызов. Источник света может иметь память для хранения предварительно сгенерированных опросных вызовов или предварительно принятых ответов, таким образом, предыдущее число является доступным, когда источник света начинает работать после периода бездействия. Должно быть отмечено, что, когда источник света использован впервые, нет доступного предварительно сгенерированного числа. Таким образом, источник света не может использовать предварительно сгенерированное число в своем первом использовании, но может использовать число, которое было предварительно сохранено в памяти во время изготовления источника света. Такое предварительно сохраненное число может быть фиксированным числом, которое является одним и тем же числом для всех источников света, например, 0, или может быть случайным числом, которое отлично для различных источников света.
В варианте осуществления источник света может генерировать (и передавать) один и тот же опросный вызов на основании конкретного предварительно сгенерированного числа в течение предварительно определенного интервала времени. После предварительно определенного интервала генератор опросного вызова может переключиться на использование другого предварительно сгенерированного числа, в качестве аргумента для криптографической функции. Таким образом, в регулярные моменты времени источник света начинает передавать другой опросный вызов. В другом варианте осуществления источник света переключился на использование другого предварительно сгенерированного числа с момента времени, только когда устройство было авторизовано.
В варианте осуществления генератор опросного вызова также генерирует опорный сигнал криптографической функции, которая принимает аргументы, содержащие сгенерированный опросный вызов и первый криптографический ключ. Выгодно сгенерировать опорный сигнал в соответствии с настоящим вариантом осуществления, когда источник света должен проверить, является ли второй криптографический ключ тем же, что и первый криптографический ключ - в этом случае, сгенерированный опорный сигнал является тем же, что и сгенерированный ответ.
В дополнительном варианте осуществления источник света содержит предварительно определенный уникальный идентификатор источника света, и источник света дополнительно содержит средство связи источника света, которое конкатенирует опросный вызов с идентификатором источника света. Конкатенация идентификатора источника света и опросного вызова передается передатчиком источника света вместо передачи одного только опросного вызова. Таким образом, информация, которая передается с помощью первого канала связи, также содержит идентификатор источника света, что может быть выгодным, когда устройство должно знать, от какого конкретного источника света исходит опросный вызов. Однако частный эффект, рассмотренный в другом варианте осуществления, не присутствует в настоящем варианте осуществления.
В другом варианте осуществления устройство дополнительно содержит средство конкатенации устройства для конкатенации сгенерированного ответа с принятым опросным вызовом. Конкатенация опросного вызова и ответа передается передатчиком устройства вместо передачи только одного ответа. Таким образом, источник света может обнаружить в принятой конкатенации, что включен опросный вызов, который был предварительно послан с помощью первого канала связи, и, следовательно, источник света немедленно понимает, что принятая информация (содержащая ответ) адресована на этот источник света и, фактически, должна соответствовать ответу с опорным сигналом. Это предотвращает источник света от необходимости соответствовать ответу каждого приемника с опорным сигналом, так как становится немедленно очевидно, какие принятые конкатенации адресованы на этот источник света.
Если, в соответствии с предварительно описанным вариантом осуществления, идентификатор источника света конкатенирован с опросным вызовом, средство конкатенации устройства может также конкатенировать идентификатор источника света со сгенерированным ответом и/или с принятым опросным вызовом. Если идентификатор источника света конкатенирован, даже более очевидно для источника света, что сообщение, содержащее конкатенацию, адресовано на этот источник света. Должно быть отмечено, что частный эффект, который был рассмотрен в другом варианте осуществления, не присутствует в настоящем варианте осуществления.
В варианте осуществления устройство дополнительно содержит средство приема команды управления, которое принимает от пользователя команду управления для управления источником света. Передатчик устройства передает команду управления вместе с ответом, например, в одном сообщении. Источник света дополнительно содержит контроллер источника света, который способен выполнить команды управления, которые приняты вместе с ответом. Контроллер источника света выполняет команду управления, только если устройство авторизовано источником света.
Управление источником света зависит от авторизации устройства посредством источника света. Таким образом, предоставлен механизм безопасного доступа, который разрешает только конкретным устройствам, которые имеют корректный второй криптографический ключ, управлять источником света. В настоящем варианте осуществления сообщение управления уже послано с ответом на источник света и, фактически, никакие дополнительные сообщения управления нельзя послать от устройства на источник света. В результате, вариант осуществления является относительно эффективным относительно полосы передачи.
В другом варианте осуществления источник освещения разрешает прием команды управления источником света с помощью второго канала связи во время предварительно определенного интервала времени после момента времени, когда устройство авторизовано источником света. Источник света дополнительно содержит контроллер источника света для выполнения принятой команды управления источником света. Таким образом, контроллер источника света управляет операцией излучателя света источника света, если выполнена принятая команда управления источником света.
В соответствии с вариантом осуществления, связь опросный вызов-ответ использована для авторизации устройства и в последующей связи устройство может послать команды управления источником света на источник света в течение предварительно определенного интервала времени. Таким образом, после авторизации есть временной интервал, в течение которого устройству разрешено передать команду управления источником света без повторной авторизации. Это не требует, чтобы устройство приняло (возможно, измененный) опросный вызов повторно (извлекая опросный вызов из излучаемого света источника света), и устройство не должно передавать ответ назад, и, таким образом, пользователь может перемещать устройство в другую позицию, где свет, излучаемый излучателем света, не падает на светочувствительный датчик устройства.
Вариант осуществления может быть объединен с другим ранее рассмотренным вариантом осуществления. Устройство может быть уведомлено об авторизации на основании более раннего описанного варианта осуществления. В ранее описанном варианте осуществления излучатель света начинает передавать ответ с помощью первого канала связи после авторизации, которая является индикацией для устройства, что был начат предварительно определенный интервал.
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, источник света предоставлен для использования в системе в соответствии с первым аспектом изобретения. Источник света содержит то же средство, что и источник света системы, в соответствии с изобретением.
В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения, устройство предоставлено для использования в системе в соответствии с первым аспектом изобретения. Устройство содержит то же средство, что и источник света системы, в соответствии с изобретением.
Источник света в соответствии со вторым аспектом изобретения и устройство в соответствии с третьим аспектом изобретения предоставляет то же самое преимущество, что и система освещения в соответствии с первым аспектом изобретения, и имеет аналогичные варианты осуществления с аналогичными эффектами, что и соответствующие варианты осуществления системы освещения.
В другом варианте осуществления предоставлен осветительный прибор, который содержит источник света в соответствии со вторым аспектом изобретения.
В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения, способ авторизации устройства посредством источника света для разрешения устройству управлять источником света. Способ содержит этапы: i) генерирование опросного вызова с криптографической функцией, принимающей аргумент, содержащий первый криптографический ключ, ii) передачу опросного вызова от источника света на упомянутое устройство с помощью первого канала связи, сформированного посредством модулирования информации в излучаемом свете источника света, iii) прием опросного вызова из первого канала связи, iv) генерирование ответа с криптографической функцией, принимающей принятый опросный вызов и второй криптографический ключ в качестве аргументов, v) передачу ответа от устройства на источник света с помощью второго канала связи, vi) прием ответа из второго канала связи и vii) авторизацию устройства посредством сопоставления принятого второго псевдо идентификатора с опорным сигналом, и, если принятый второй псевдо идентификатор совпадает с опорным сигналом, устройство является авторизованным источником света.
Способ, в соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения, предоставляет то же преимущество, что и система освещения в соответствии с первым аспектом изобретения, и имеет аналогичные варианты осуществления с аналогичными эффектами, что и соответствующие варианты осуществления системы освещения.
Этапы i), ii), vi) и vii) выполняются посредством средства источника света. Этапы iii), iv) и v) выполняются посредством устройства.
В варианте осуществления предоставлен компьютерный программный продукт, который содержит команды для того, чтобы вынуждать процессор источника света выполнять этапы генерирования опросного вызова с криптографической функцией, принимающей аргумент, содержащий первый криптографический ключ, и авторизации устройства посредством сопоставления принятого второго псевдо идентификатора с опорным сигналом.
В другом варианте осуществления предоставлен компьютерный программный продукт, который содержит команды для того, чтобы вынуждать процессор устройства выполнять этап генерирования ответа с криптографической функцией, принимающей принятый опросный вызов и второй криптографический ключ в качестве аргументов.
Должно быть отмечено, что настоящее изобретение не ограничено источниками света или устройством, которое содержит только аппаратное обеспечение специального назначения, такое как генератор опросного вызова, передатчик источника света, приемник источника света, средство авторизации, приемник устройства, генератор ответа и/или передатчик устройства. В варианте осуществления источник света и/или устройство могут иметь процессор общего назначения, который запрограммирован для выполнения по меньшей мере одной из задач или по меньшей мере части задач генератора опросного вызова, передатчика источника света, приемника источника света, средства авторизации, приемника устройства, генератора ответа и/или передатчика устройства.
Эти и другие аспекты настоящего изобретения очевидны и будут объяснены со ссылками на варианты осуществления, описанные ниже.
Должно быть оценено специалистами в данной области техники, что два или более из вышеупомянутых вариантов осуществления, реализаций и/или аспектов настоящего изобретения могут быть объединены любым образом, считающимся полезным.
Модификации и вариации системы, устройств, способа и/или компьютерного программного продукта, которые соответствуют описанным модификациям и вариациям системы, могут осуществляться специалистом в данной области техники на основании настоящего раскрытия.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На чертежах:
Фиг. 1 схематично показывает вариант осуществления системы освещения в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения,
Фиг. 2 схематично показывает другой вариант осуществления системы освещения,
Фиг. 3 схематично показывает первый вариант осуществления протокола, который реализован системой освещения или выполнен способом в соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения,
Фиг. 4 схематично показывает второй вариант осуществления протокола,
Фиг. 5 схематично показывает третий вариант осуществления протокола,
Фиг. 6 схематично показывает четвертый вариант осуществления протокола, и
Фиг. 7 схематично показывает вариант осуществления способа в соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения.
Должно быть отмечено, что элементы, обозначенные одними и теми же ссылочными позициями на различных фигурах, имеют одни и те же структурные особенности и одни и те же функции или являются одними и теми же сигналами. Там, где функция и/или структура такого элемента была объяснена, нет необходимости повторно объяснять то же самое в подробном описании.
Фигуры являются просто схематичными и не начерчены в масштабе. В частности для ясности, некоторые измерения являются сильно преувеличенными.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Первый вариант осуществления системы 100, в соответствии с первым аспектом изобретения, показан на Фиг. 1. Система 100 содержит источник 110 света и удаленный контроллер 150. Система содержит первый канал связи, сформированный информацией, которая модулируется в свете 116, излучаемом источником 110 света. Система 100 дополнительно содержит второй канал связи, сформированный радиоволнами 160, переданными от удаленного контроллера 150.
Источник 110 света содержит излучатель 114 света, который может излучать свет 116. Информация может быть модулирована в излучаемом свете 116 таким образом, чтобы человек не мог воспринимать информацию в излучаемом свете 116, в то время как удаленный контроллер 150 в состоянии извлечь информацию из света 116. Альтернативно, модулированная информация может быть видимой, когда визуальный осмотр желаем человеку, например, когда источник света и удаленный контроллер должны выполнить процедуру соединения в пару. Источник 110 света содержит генератор 118 опросного вызова, который генерирует опросный вызов с криптографической функцией. Криптографическая функция принимает по меньшей мере первый криптографический ключ в качестве аргумента. Опросный вызов выдается в передатчик 112 источника света, который передает опросный вызов с помощью первого канала связи. Другими словами передатчик 112 источника света генерирует возбуждающий сигнал для излучателя 114 света. В зависимости от возбуждающего сигнала излучатель 114 света находится в состоянии излучения света или не излучения света. Возбуждающий сигнал генерируется в передатчике источника света таким образом, что опросный вызов кодируется в свет 116.
Удаленный контроллер 150 содержит приемник 152 удаленного контроллера, который содержит светочувствительный датчик для преобразования принятого света в электрический сигнал, и который содержит средство для извлечения информации, которая кодируется в свете. Таким образом, приемник 152 удаленного контроллера принимает опросный вызов, который кодируется в свете 116. Принятый опросный вызов выдается в генератор 154 ответа удаленного контроллера 150. Генератор ответа генерирует ответ с криптографической функцией, которая принимает номер аргумента, по меньшей мере включающего в себя опросный вызов и второй криптографической ключ. Криптографическая функция может быть той же криптографической функцией, как криптографическая функция генератора 118 опросного вызова источника 110 света. Ответ, который генерируется генератором 154 ответа, выдается в передатчик 156 удаленного контроллера. В беспроводной системе, как система на Фиг. 1, передатчик 156 удаленного контроллера дополнительно передает сигнал на антенну 162 таким образом, чтобы ответ передавался с помощью второго канала связи, используя радиоволны 160, на источник 110 света. Должно быть отмечено, что варианты осуществления настоящего изобретения не ограничены вторым каналом связи с помощью радиоволн. Могут быть также использованы другие среды связи, такие как, например, инфракрасный свет.
Источник 110 света содержит антенну 124 для приема радиоволн 160, которые излучаются удаленным контроллером 150. Если используется другая среда связи, антенна может не быть необходимой, но должно быть предоставлено другое средство, которое принимает сигналы с помощью другой среды связи. Антенна 124 подсоединена к приемнику 122 источника света для приема ответа, который передается с помощью второго канала связи посредством удаленного контроллера 150. Принятый ответ выдается в средство 120 авторизации, которое может авторизовать удаленный контроллер 150 для управления источником 110 света. Средство 120 авторизации сопоставляет принятый ответ с опорным сигналом, и если совпадение найдено, удаленный контроллер 150 авторизуется источником 110 света.
Ответ и опорный сигнал совпадают, если подобие между опорным сигналом и ответом является достаточно высоким. В варианте осуществления совпадение может обозначать, что ответ и опорный сигнал равны. В другом варианте осуществления ответ и опорный сигнал совпадают, если больше чем предварительно определенное количество цифр этих двух чисел равны. В еще одном дополнительном варианте осуществления опорный сигнал и ответ совпадают, если разность между двумя значениями ниже предварительно определенного максимального значения. Тест, который выполняется для выяснения, совпадают ли ответ и опорный сигнал, должен соответствовать криптографической системе, которая была использована. Можно использовать, например, криптографическую функцию, которая генерирует опросный вызовы и ответ, какие, например, первые две цифры отличаются от других сгенерированных опросных вызовов и ответа, когда используемые ключи отличаются по меньшей мере одной цифрой. В такой системе можно распределить различные ключи различным устройствам, чтобы разрешить устройствам с различными ключами управлять одним конкретным источником света.
В варианте осуществления генератор опросного вызова также генерирует опорный сигнал ref. Этот опорный сигнал используется, когда принимается ответ, и если этот принятый ответ соответствует сгенерированному опорному сигналу, удаленный контроллер 150, 250 может быть авторизован источником 110, 210 света.
В варианте осуществления, как показано на Фиг. 1, средство авторизации может быть подсоединено к генератору 118 опросного вызова. Если удаленный контроллер 150 авторизуется средством авторизации, принятый ответ выдается в генератор 118 опросного вызова таким образом, чтобы принятый ответ мог быть использован в качестве одного из аргументов криптографической функции для сгенерированного другого опросного вызова. В другом варианте осуществления средство 120 авторизации может быть подсоединено к передатчику источника света для передачи принятого ответа, если удаленный контроллер 150 авторизован посредством источника 110 света.
В варианте осуществления удаленный контроллер 150 может дополнительно содержать средство 158 приема команды управления, которое может быть использовано пользователем для выдачи команды управления для управления источником 110 света. Принятая команда управления предоставляется удаленному передатчику контроллера, который передает команду управления с помощью второго канала связи на источник света. Удаленный контроллер 150 может посылать команду управления совместно с ответом в одном сообщении на источник 110 света, или команда управления может быть послана в отдельном сообщении на источник 110 света с включением ответа в сообщение.
На Фиг. 2 предоставлен другой вариант осуществления системы 200 освещения. Система 200 освещения содержит источник 210 света и удаленный контроллер 250. Система дополнительно содержит два канала связи, которые аналогичны каналам связи системы 100 на Фиг. 1. Таким образом, свет 116, излучаемый излучателем 114 света от источника света 210, содержит информацию, которая невидимо кодируется в свет 116, таким образом, формируя первый канал связи. Второй канал связи формируется радиоволнами 160, которые передаются удаленным контроллером 250 и которые принимаются источником 210 света. Источник 210 света содержит процессор 212, который выполняет задачи генератора 118 опросного вызова, передатчика 112 источника света, приемника 122 источника света и/или средства 120 авторизации источника 110 света на Фиг. 1. Удаленный контроллер 250 содержит процессор 254, который выполняет задачи генератора 154 ответа и/или передатчика 156 удаленного контроллера 150 на Фиг. 1. Должно быть отмечено, что источники 110, 210 света и/или удаленный контроллер 150, 250 могут иметь процессор, который запрограммирован для выполнения всех или только некоторых задач блоков 118, 112, 120, 122, 152, 154, 156 аппаратного обеспечения специального назначения, и могут все еще иметь некоторые блоки 118, 112, 120, 122, 152, 154, 156 аппаратного обеспечения специального назначения. Дополнительно, процессоры 212, 254 могут иметь энергозависимую и/или энергонезависимую память, в которой хранится информация. В энергонезависимой памяти процессора 212 источника 210 света может быть сохранен уникальный идентификатор (ID) источника света, который может также быть использован в качестве аргумента криптографической функции при генерировании опросного вызова. Дополнительно, процессоры 212, 254 могут быть сконфигурированы для выполнения других задач, таких как конкатенация опросного вызова (или ответа) с ID источника света. Источник 110, 210 света и/или удаленный контроллер 150, 250 могут также иметь аппаратное обеспечение специального назначения для выполнения конкатенации различных типов информации. Дополнительно, процессор 212 источника 210 света может быть использован для управления работой в качестве источника света в соответствии с командами управления, которые принимаются от удаленного контроллера.
Система 100 на Фиг. 1 и система 200 на Фиг. 2 предоставляют средство для выполнения протокола для авторизации удаленного контроллера 150, 250 посредством источника света 110, 210. На Фиг. 3, 4, 5 и 6 рассмотрены варианты осуществления протокола.
На Фиг. 3 показан протокол 300 авторизации. Действия, выполненные источником 110, 210 света, представлены в левой стороне 312 фигуры. Обмен информацией с помощью каналов передачи представлен в средней части 314 этой фигуры. Если изображена точечная линия (такая, как линия 302) в средней части 314, то используется первый канал связи, который использует свет, который передается источником 110, 210 света, в качестве несущей передачи. Если изображена пунктирная линия (такая, как линия 304) в средней части 314, то используется второй канал связи, который использует, например, радиоволны или инфракрасный свет в качестве несущей передачи. Действия, выполненные на удаленном контроллере 150, 250, представлены в правой стороне 316 фигуры. Вертикальное направление является измерением времени. Действие, показанное наверху фигуры, выполняется раньше, чем действие, выполняемое внизу фигуры.
Как видно на Фиг. 3, первое действие, которое выполняется в момент времени t1, является генерированием опросного вызова . Опросный вызов  генерируется с криптографической функцией f(...), и один из аргументов криптографической функции f(...) является первым криптографическим ключом key1. В других вариантах осуществления криптографическая функция f(...) может принимать больше аргументов. Сгенерированный опросный вызов  передается от источника 110, 210 света на удаленный контроллер 150, 250 с помощью первого канала 302 связи. Затем удаленный контроллер 150, 250 генерирует во второй момент времени t2, ответ  с криптографической функцией f(...). Аргументами криптографической функции являются по меньшей мере принятый опросный вызов  и второй криптографический ключ key2. Сгенерированный ответ  передается от удаленного контроллера 150, 250 на источник 110, 210 света с помощью второго канала 304 связи. В третий момент времени источник 110,210 света сопоставляет принятый ответ  с опорным сигналом. Если есть совпадение, другими словами, если подобие между опорным сигналом и принятым ответом  является достаточно высоким, удаленный контроллер 150, 250 авторизуется для управления источником 110, 210 света.
Опросный вызов  должен быть достаточно длинным числом для предотвращения коллизии между различными опросными вызовами, сгенерированными различными источниками света. В варианте осуществления опросный вызов составляет по меньшей мере 80 бит в длину. В другом варианте осуществления опросный вызов составляет по меньшей мере 128 в длину. Дополнительно, криптографическая функция f(...) должна быть функцией, которая генерирует отличительные опросные вызовы , если значения аргументов отличаются. Другими словами криптографическая функция должна иметь отличительный характер.
В вариантах осуществления на Фиг. 1 и Фиг. 2 источник света авторизует удаленный контроллер для управления источником света. Однако удаленный контроллер 150, 250 может также быть другим типом устройства, например, другим источником света, который является ведущим (устройством) системы освещения и который должен управлять другими источниками света в системе освещения. Хотя в вариантах осуществления на Фиг. 1 и Фиг. 2 два канала связи являются разными каналами, так как один канал использует видимый свет в качестве несущей информации, а другой канал использует радиоволны или инфракрасный свет в качестве несущей информации. Однако, когда используются два источника света, и один источник света должен управлять другим источником света, первый канал связи и второй канал связи могут быть сформированы посредством модулирования информации в видимом свете. В такой конфигурации разность между первым каналом связи и вторым каналом связи, главным образом, формируется источником света, который модулирует информацию в свете.
Как показано на Фиг. 3, удаленный контроллер 150, 250 может передавать команду управления на источник 110, 210 света вместе со сгенерированным ответом . Если принятый ответ  соответствует опорному сигналу, принятая команда команды управления выполняется источником света в четвертый момент времени, таким образом, управляя работой источника света в соответствии с командой команды управления. В некоторых настройках, в частности, когда ответ не должен точно совпадать с опорным сигналом, некоторые биты или цифры ответа могут быть избыточными, и в таких случаях избыточные биты или цифры могут быть использованы для передачи команды на источник света.
На Фиг. 4 показан другой вариант осуществления протокола 400 авторизации. В первый момент времени t1 источник света 110, 210 генерирует опросный вызов  с криптографической функцией f(...), которая принимает уникальный идентификатор источника света  и первый криптографический ключ в качестве аргументов. Таким образом, сгенерированный опросный вызов  отличается от других опросных вызовов, сгенерированных в другом источнике света, так как в других источниках света идентификатор источника света отличается. Источник света 110, 210 передает сгенерированный опросный вызов  в регулярные моменты времени с помощью первого канала связи 302. В конкретный момент времени удаленный контроллер 150, 250 принимает переданный опросный вызов  и генерирует ответ  тем же способом, который рассмотрен в протоколе 300 авторизации согласно Фиг. 3. Сгенерированный ответ  передается на источник 110, 210 света с помощью второго канала 304 связи. Источник 110, 210 света принимает переданный ответ  и сопоставляет принятый ответ с опорным сигналом ref. Если есть совпадение, ответ  передается назад на удаленный контроллер 150, 250 с помощью первого канала 302 связи. В тот же момент времени, что и момент времени, когда удаленный контроллер 150, 250 был авторизован для управления источником 110, 210 света, начинается интервал времени 406, в течение которого разрешено управлять источником света с помощью посылки команд управления с помощью второго канала 304 связи на источник 110, 210 света. На Фиг. 4 показано, что в течение интервала времени 406 удаленный контроллер 150, 250 передает две команды управления, команду 1, команду 2, на источник 110, 210 света, и что источник 110, 210 света выполняет команды управления таким образом, чтобы работа источника 110, 210 света управлялась в соответствии с принятыми командами.
На Фиг. 5 показан другой вариант осуществления протокола 500 авторизации. Должно быть отмечено, что на Фиг. 5 никакие действия не представлены со стороны удаленного контроллера 150, 250, однако, удаленный контроллер 150, 250 может отвечать на принятые опросные вызовы  таким же образом, как было представлено в другом варианте осуществления протоколов 300, 400, 600 авторизации согласно Фиг. 3, 4 и 6.
Фиг. 5 изображает вариант осуществления источника 110, 210 света, в котором источник 110, 210 света использует предварительно сгенерированный опросный вызов  для генерирования опросного вызова . Как показано, во второй момент времени t2 сгенерированный опросный вызов  генерируется с криптографической функцией f(...), которая принимает опросный вызов  генерированный в первый момент времени t1, в качестве одного из аргументов. То же самое относится к третьему моменту времени t3, когда опросный вызов  сгенерированный во второй момент времени t2, используется в качестве одного из аргументов криптографической функции f(...). В варианте осуществления на Фиг. 5 каждый сгенерированный опросный вызов  повторяющимся образом передается в течение интервала времени. В другом варианте осуществления сгенерированный опросный вызов  не изменяется до тех пор, пока удаленный контроллер 150, 250 не авторизуется источником 110, 210 света. После авторизации, в первом варианте осуществления, принятый ответ  может быть использован в качестве аргумента криптографической функции f(...), и во втором варианте осуществления может быть использован предварительно сгенерированный опросный вызов .
На фиг. 6 предоставлен дополнительный вариант осуществления протокола 600 авторизации. Протокол 600 авторизации аналогичен протоколу 300 авторизации на Фиг. 3, однако, больше информации передается с помощью каналов связи, и больше информации используется для генерирования ответа . Вместо того, чтобы передавать только сгенерированный опросный вызов , уникальный идентификатор  источника света конкатенируется со сгенерированным опросным вызовом . Должно быть отмечено, что символ ″o″ используется для указания конкатенации двух значений. Конкатенация  уникального идентификатора  и сгенерированного опросного вызова  передается с помощью первого канала связи от источника 110, 210 света на удаленный контроллер 150, 250. Сразу после передачи конкатенации , источник 110, 210 света генерирует опорный сигнал ref, который используется в более поздний момент времени для сопоставления с принятым ответом . Опорный сигнал ref представляет ожидаемый ответ. Опорный сигнал ref генерируется с криптографической функцией, которая принимает первый криптографический ключ и переданную конкатенацию  в качестве аргументов.
Если идентификатор  источника света всегда имеет одно и то же количество цифр, удаленный контроллер может вычислить идентификатор  источника света из принятой конкатенации . В показанном варианте осуществления на Фиг. 6 сгенерированный ответ  не только основан на принятом опросном вызове , но также и на идентификаторе  источника света, так как конкатенация  является аргументом криптографической функции f(...). Однако вариант осуществления не ограничен использованием конкатенации  при генерировании ответа  - вместо использования конкатенации  в качестве аргумента может быть использован только опросный вызов . Затем сгенерированный ответ  конкатенируется с принятым опросным вызовом  или с принятым идентификатором  источника света или конкатенируется с принятым соединением  идентификатора  источника света и опросного вызова . В конкретном варианте осуществления на Фиг. 6 сгенерированный ответ  конкатенируется с принятым соединением  и, фактически, конкатенация  передается от удаленного контроллера 150, 250 на источник 110, 210 света с помощью второго канала 304 связи.
Источник 110, 210 света может обнаружить, посредством простого осмотра первых цифр принятой конкатенации , значение идентификатора  источника света, и, таким образом, источник 110, 210 света может легко обнаружить, адресована ли переданная информация на источник 110, 210 света. Дополнительно, в источнике 110, 210 света ответ  извлекается из принятой конкатенации и сопоставляется с опорным сигналом ref. Если есть совпадение, другими словами, если опорный сигнал ref равен ответу , удаленный контроллер 150, 250 авторизуется источником 110, 210 света для управления источником 110, 210 света.
Удаленный контроллер 150, 250 может посылать, вместе с конкатенацией , команду управления command, и если удаленный контроллер 150, 250 авторизуется источником 110, 210 света, принятая команда управления command выполняется источником 110, 210 света таким образом, чтобы излучение света посредством источника 110, 210 света изменялось в соответствии с командой управления command.
На Фиг. 7 предоставлен способ 700 в соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения. Способ 700 содержит этапы i) генерирования 702 опросного вызова с криптографической функцией f(...), принимающей первый криптографический ключ в качестве аргумента, ii) передачи 704 опросного вызова от источника света на устройство с помощью первого канала связи, сформированного посредством модулирования информации в излучаемом свете источника света, iii) приема 706 опросного вызова из первого канала связи, iv) генерирования 708 ответа с криптографической функцией, принимающей принятый опросный вызов и второй криптографический ключ в качестве аргументов, v) передачи 710 ответа от устройства на источник света с помощью второго канала связи, vi) приема 712 ответа от второго канала связи и vii) авторизации 714 устройства посредством сопоставления принятого второго псевдо идентификатора с опорным сигналом, и, если принятый второй псевдоидентификатор совпадает с опорным сигналом, устройство авторизуется источником света.
В варианте осуществления предоставлен компьютерный программный продукт, который содержит команды для того, чтобы вынуждать процессор источника света выполнять этапы генерирования опросного вызова с криптографической функцией, принимающей аргумент, содержащий первый криптографический ключ, и авторизации устройства посредством сопоставления принятого второго псевдоидентификатора с опорным сигналом. Компьютерный программный продукт может дополнительно содержать команды для по меньшей мере частичного выполнения этапа передачи опросного вызова от источника света на устройство с помощью первого канала связи, сформированного посредством модулирования информации в излучаемом свете источника света, и для по меньшей мере частичного выполнения этапа приема ответа от второго канала связи.
В другом варианте осуществления предоставлен компьютерный программный продукт, который содержит команды для того, чтобы вынуждать процессор устройства выполнять этап генерирования ответа с криптографической функцией, принимающей принятый опросный вызов и второй криптографический ключ в качестве аргументов. Компьютерный программный продукт может дополнительно содержать команды для по меньшей мере частичного выполнения этапа, принимающего опросный вызов с помощью первого канала связи, и для по меньшей мере частичного выполнения этапа передачи 710 ответа от устройства на источник света с помощью второго канала связи.
Должно быть оценено, что настоящее изобретение также распространяется на компьютерные программы, в частности компьютерные программы по или в несущей, адаптированной для применения на практике настоящего изобретения. Программа может быть в форме исходной программы, объектного кода, источника промежуточного кода и объектного кода, такого как частично скомпилированная форма, или в любой другой форме, подходящей для использования при реализации способа в соответствии с изобретением. Должно быть оценено, что такая программа может иметь множество различных архитектурных структур. Например, программный код, реализующий функциональность способа или системы в соответствии с настоящим изобретением, может быть подразделен на одну или более подпрограмм. Множество различных способов для распределения функциональности среди этих подпрограмм будут очевидны для специалиста в данной области техники. Подпрограммы могут быть сохранены вместе в одном выполняемом файле для формирования отдельной программы. Такой выполняемый файл может содержать выполняемые компьютером команды, например, команды процессора и/или команды интерпретатора (например, команды интерпретатора JAVA). Альтернативно, одна или более или все подпрограммы могут быть сохранены по меньшей мере в одном внешнем файле библиотеки и связаны с главной программой как статически, так и динамически, например, во времени выполнения. Главная программа содержит по меньшей мере одно обращение по меньшей мере к одной из подпрограмм. Кроме того, подпрограммы могут содержать обращения функций друг к другу. Вариант осуществления, относящийся к компьютерному программному продукту, содержит выполняемые компьютером команды, соответствующие каждому из этапов обработки, по меньшей мере одного из сформулированных способов. Эти команды могут быть подразделены на подпрограммы и/или быть сохранены в одном или более файлах, которые могут быть связаны статически или динамически. Другой вариант осуществления, относящийся к компьютерному программному продукту, содержит выполняемые компьютером команды, соответствующие каждому из средств по меньшей мере одной из систем и/или сформулированных продуктов. Эти команды могут быть подразделены на подпрограммы и/или сохранены в одном или более файлах, которые могут быть связаны статически или динамически.
Носитель компьютерной программы может быть любым объектом или устройством, способным переносить программу. Например, носитель может включать в себя запоминающий носитель, такой как ROM, например, CD-ROM или полупроводниковую ROM, или магнитный носитель записи, например, дискету или жесткий диск. Дополнительно, носитель может быть передаваемым носителем, таким как электрический или оптический сигнал, который может быть передан с помощью электрического или оптического кабеля или посредством радио или других средств. Когда программа осуществляется в таком сигнале, носитель может быть составлена таким кабелем или другим устройством, или средством. Альтернативно, носитель может быть интегральной схемой, в которую внедрена программа, причем интегральная схема адаптируется для выполнения или для использования, в исполнении, соответствующего способа.
Должно быть отмечено, что вышеупомянутые варианты осуществления иллюстрируют, а не ограничивают настоящее изобретение, и что специалисты в данной области техники будут в состоянии сконструировать множество альтернативных вариантов осуществления, не отступая от области приложенной формулы изобретения.
В формуле изобретения любые опорные знаки, помещенные между круглыми скобками, не должны быть рассмотрены как ограничивающие формулу изобретения. Использование глагола "содержать" и его спряжений не исключает присутствие элементов или этапов, кроме тех, которые заявлены в формуле изобретения. Указания единственного числа, стоящие перед элементом, не исключают наличия множества таких элементов. Настоящее изобретение может быть реализовано посредством аппаратного обеспечения, содержащего несколько отличных элементов, и посредством должным образом запрограммированного компьютера. В пункте формулы изобретения на устройство, перечисляющем некоторые средства, некоторые из этих средств могут быть осуществлены одним и тем же элементом аппаратного обеспечения. Простой факт, что определенные средства изложены во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает, что комбинация этих средств не может быть использована для выгоды.