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Die
Erfindung richtet sich auf eine Schließanordnung, insbesondere Türschließanordnung
zur verifizierten Zugangs-, Zugriffs-, oder Freigabeverschaffung
auf Grundlage einer elektronischen Verarbeitung von verifikationsrelevanten,
insbesondere autorisierungs- oder identitätsspezifischen Daten, wobei
diese Daten durch wenigstens eine anwenderseitig zu führende Schaltungseinrichtung
bereitgestellt werden.
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Aus
DE 198 53 207 C2 ist
eine Schließvorrichtung
bekannt, die eine Schließmechanik
und eine Zutrittskontrollelektronik umfasst. Die Zutrittskontrollelektronik
ist derart ausgebildet, dass diese eine Verifikationsprüfung von
auf elektromagnetischem Wege bereitgestellten Schaltungssignalen
einer Zutritt verlangenden Person durchführt und basierend auf dem Ergebnis
der Verifikationsprüfung
eine Ansteuerung der Schließmechanik
vornimmt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schließanordnung
zu schaffen, die sich durch eine hohe Funktions- und Manipulationssicherheit auszeichnet,
und vorteilhaft in typische Schlossperipherien, Tür-, oder
Zargenstrukturen einbindbar ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Schließvorrichtung
mit einer Schließmechanik,
und einer Zutrittskontrollelektronik zur Generierung eines für den Schließzustand
der Schließmechanik
maßgeblichen
Auswertungsergebnisses auf Grundlage einer durch eine Autorisierungseinrichtung
bereitgestellten Signalsequenz die im Umgebungsbereich der Schließvorrichtung
erfassbar ist, wobei die Zutrittskontrollelektronik wenigstens eine Elektrodeneinrichtung
umfasst zur Abwicklung der Übertragung
jener Signalsequenz zwischen der Autorisierungseinrichtung und einem
Auswertungsbereich der Zutrittskontrollelektronik auf Grundlage quasistatischer
feldelektrischer Wechselwirkungseffekte.
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Dadurch
wird es auf vorteilhafte Weise möglich,
eine Schließvorrichtung
zu schaffen bei welcher die Abstimmung des Schließzustandes
auf Grundlage von Daten erfolgt, die durch ein moduliertes E-Feld
in den unmittelbaren Umgebungsbereich der Schließmechanik eingekoppelt werden.
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Vorzugsweise
ist die Elektrodeneinrichtung derart ausgebildet, dass diese Feldänderungen
in einem, einem Anwender zugänglichen
Bereich erfassen und ab einer einstellbaren Annäherungs-Schwelle reagieren
kann.
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Es
ist möglich,
die Vorrichtung derart aufzubauen, dass eine Türknaufeinrichtung in das durch die
Elektrodeneinrichtung bereitgestellte Erfassungssystem einbezogen
ist. Die Entriegelungseinrichtung kann sich auch im Türrahmen
befinden
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Weiterhin
ist es möglich
eine Schlossblech- oder zur Türblattseite
frei liegende Beschlageinrichtung in die Elektrodeneinrichtung einzubinden,
insbesondere mit dieser zu koppeln.
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Es
ist auch möglich,
die Schließvorrichtung derart
aufzubauen, dass eine im Bereich einer Schließzylinderstirnseite liegende
Struktur in die Elektrodeneinrichtung einbezogen ist.
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Die
schließvorrichtungsseitig
vorgesehene Zutrittskontrollelekt ronik ist mit Vorteil derart konfiguriert,
dass durch diese ein seitens der anwenderseitig zu führenden
Schaltung erfassbares Wecksignal bereitgestellt wird.
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Die
Erfindung erfasst auch eine Identifizierungseinrichtung zur Bereitstellung
einer Signalsequenz zur Durchführung
einer Zutrittskontrolle im Bereich einer Schließvorrichtung mittels vorgenannter Zutrittskontrollelektronik.
Insbesondere umfasst die Erfindung auch eine derartige Identifizierungseinrichtung,
die derart ausgebildet ist, dass diese im Bereich der Türeinrichtung
durch ein in diesem Bereich ausgesendetes Wecksignal zur Aussendung
einer Identifizierungssignalsequenz aktivierbar ist.
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Die
Erfindung erfasst weiterhin auch ein Türsystem mit einer Schließmechanik
die eine türblattseitige
und eine zargenseitige Schlossstruktur umfasst, welche auf elektromechanischem
Wege in einen Freigabe- oder einen Sperrzustand bringbar ist, und
mit einer Zutrittskontrollelektronik zur Generierung eines für den Schließzustand
der zargenseitigen Schlossstruktur maßgeblichen Auswertungsergebnisses
auf Grundlage einer durch eine mobile, anwenderseitig zu führende Autorisierungseinrichtung
in Form eines modulierten elektrischen Feldes bereitgestellten Signalsequenz
die im Umgebungsbereich der Schließmechanik erfassbar ist, wobei
die Zutrittskontrollelektronik ein Empfangselektrodensystem umfasst,
das unter Einschluss der türblattseitigen
Schlossstrukturen gebildet ist zur Abwicklung der Übertragung
jener Signalsequenz zwischen der Autorisierungseinrichtung und einem
Auswertungsbereich der Zutrittskontrollelektronik auf Grundlage des
modulierten elektrischen Feldes. Die türseitigen Komponenten der Schließmechanik
sind vorzugsweise nicht geerdet. Es ist möglich, an der Türe auch Übertragungselektroden
in Form nicht geerdeter, Metall-Folienstrukturen (z.B. in der Art
eines Aufklebeelementes) vorzusehen die als Empfangselektroden fungieren.
Diese Folienstrukturen können
auf rein kapazitivem Wege mit weiteren, zargenseitig vorgesehenen Übertragungselektroden
gekoppelt sein und damit eine besonders wirkungsvolle Signalübertragung
ermöglichen.
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Die
zargenseitige Schlossstruktur ist vorzugsweise als elektromechanische
Falzklappenbaueinheit ausgeführt
durch welche ein türseitig
vorstehender Sperrzapfen entweder gefangen, oder freigegeben werden
kann. Die Zutrittskontrollelektronik kann unmittelbar in diese Baueinheit
integriert sein. Es ist jedoch auch möglich, die Zutrittskontrollelektronik
als Plug-and-play Baugruppe auszuführen die z.B. über die üblicherweise
zu der Falzklappenbaueinheit führende
mehradrige Leitung mit dieser gekoppelt werden kann.
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Zur
Realisierung der Empfangsystemkomponenten, sowie der Sendersystemkomponenten
wird auf die auf die Anmelderin zurückgehenden Patentanmeldungen
DE 103 15 845 und DE 10
2004 048 956.4 verwiesen. Der Offenbarungsinhalt dieser Anmeldungen
ist durch diese Bezugnahme vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung
eingebunden.
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Weitere
Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
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1 eine
Schemadarstellung zur Erläuterung
der Funktionsweise eines erfindungsgemäßen Systems;
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2 eine
perspektivische Skizze zur Erläuterung
einer Türknaufeinrichtung
mit einer erfindungsgemäßen Sperrelektronik;
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3 eine
perspektivische Skizze eines Schlosszylinders mit einer integrierten
Sperrelektronik.
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1 zeigt
schematisch ein erfindungsgemäßes System
zur elektronischen Freigabe/Sperrung einer Türschlossvorrichtung. Das System
umfasst eine anwenderseitig zu tragende Schaltungseinrichtung BEU
(Body-Emitter-Unit) und eine türseitige
Schaltungseinrichtung BDU (Body-Detector-Unit). Das System kann
weiterhin auch eine zusätzliche
Weckschaltung (Wake-up-Unit)
WUU enthalten, die separat von der BDU ausgebildet sein kann, oder
auch in diese schaltungstechnisch integriert sein kann.
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Die
BDU umfasst eine Elektrodeneinrichtung 1 an welcher unter
bestimmten Betriebszuständen ein
nach Maßgabe
einer Sendeschaltung 2 ein im Hinblick auf einen bestimmten
Dateninhalt moduliertes E-Feld (z.B. unter Rückgriffnahme auf FSK, ASK, (Q-)PSK
-Modulationsverfahren) anliegt.
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Die
Modulation dieses E-Feldes erfolgt unter Berücksichtigung von Daten, die
seitens einer Schlüsselschaltung 3 generiert
werden. Die Spannungsversorgung der BEU erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel
unter Verwendung einer Batterie. Die BEU ist hier beispielhaft als
Scheckkarten-artiges Element ausgebildet. Die BEU kann auch anderweitig
gestaltet, insbesondere in einen Schlüsselkopf integriert sein. Die
Datengenerierung kann unter Berücksichtigung
später
noch erläuterter
Verschlüsselungskonzepte
erfolgen.
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Die
BEU ist bei diesem Ausführungsbeispiel so
ausgebildet, dass diese über
ein Wecksignal aus einem im wesentlichen passiven und durch einen
allenfalls äußerst geringen
Energieverbrauch gekennzeichneten Schlafmodusbetrieb in einen Wachmodus geschaltet
werden kann.
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Dieser
Moduswechsel kann bewerkstelligt werden, indem über ein seitens der BEU vorgesehenes
Schnittstellenorgan, vorzugsweise die Elektrodeneinrichtung 1 ein
Signalereignis zu einem hochohmigen Komparator-Port vordringen kann.
Sofern dieses Signalereignis ein bestimmtes durch den Komparator
festgestelltes Kriterium erfüllt,
kann die BEU zur Ausgabe einer Identifikations- oder Autorisierungssignalsequenz aktiviert
werden. Diese Identifikations- oder Autorisierungssignalsequenz
ist in Form eines quasistatisch modulierten E-Feldes im Umgebungsbereich
der BDU erfassbar.
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Befindet
sich ein Anwender hinreichend nahe an der entsprechenden Türeinrichtung 4,
so kann die Identifikations- oder Autorisierungssignalsequenz von
einer Tür-
oder Zargen-seitigen Elektrodeneinrichtung aufgegriffen und ebenfalls
einem Eingangsport einer türseitigen
Auswertungsschaltung (BDU) zugeführt
werden. Jene türseitige
Auswertungsschaltung BDU umfasst eine Elektrodeneinrichtung 11,
eine Eingangssignalverstärkungsschaltung 12,
und eine Signalauswertungsschaltung 13.
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Anhand
der Signalauswertungsschaltung 13 kann überprüft werden, ob die im Bereich
der Eingangssignalverstärkungsschaltung
aufbereitete Signalsequenz hinsichtlich ihres Dateninhaltes bestimmte
Prüfkriterien
erfüllt.
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Erfüllt die
Signalsequenz bestimmte Prüfkriterien,
so kann in Abhängigkeit
von dem Prüfergebnis eine
Leistungsstufe 14 angesteuert werden, durch welche der
Schaltzustand einer elektromechanischen Struktur 15 einstellbar
ist. Die elektromechanische Struktur 15 kann so ausgebildet
sein, das durch diese unmittelbar für den Verriegelungszustand
der Türeinrichtung 4 maßgebliche
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Verriegelungselemente,
z.B. eine Sperrnase, oder Falzklappe angesteuert werden. Es ist
auch möglich, über diese
elektromechanische Struktur den Koppelungszustand eines mechanischen Übertragungssystems
festzulegen, so dass eine Änderung des
Verriegelungszustandes der Türeinrichtung
unter Nutzung etwaiger seitens eines Anwenders beispielsweise auf
eine Klinkeneinrichtung 16, oder eine Schließzylindereinrichtung 17 aufgebrachter
manueller Betätigungskräfte erfolgt.
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Die
im Bereich der BDU aus der empfangenen Signalsequenz extrahierten
Informationsinhalte können
auch anderweitigen Datenverarbeitungsabläufen, z.B. einer Zeit- oder
Anwesenheitserfassung zur Verfügung
gestellt werden.
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Die
Signalprüfung
im Bereich der Signalauswertungsschaltung 13 kann unter
Zugriff auf weitere Datensysteme insbesondere netzwerkbasiert erfolgen.
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Die
Elektrodeneinrichtung 11 der BDU kann in eine zu einer
Türseite
hin freiliegende Struktur, insbesondere Klinke, Schlossblech oder
Zylinderstirnseite integriert sein, so dass eine wirkungsvolle Erfassung
der seitens der BEU emittierten Signalsequenzen ermöglicht ist.
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Die
zur Aussendung eines Wecksignales vorgesehene Weckschaltung WUU
kann, sofern sie nicht in die BDU integriert ist, so ausgeführt sein, dass
deren Spannungsversorgung permanent, oder zumindest über einen
längeren
Zeitraum gewährleistet
ist. Die WUU kann so konfiguriert sein, dass diese kontinuierlich,
oder vorzugsweise gepulst ein Wecksignal aussendet, das seitens
der BEU erfassbar ist, sobald sich diese hinreichend nahe an der
anzusteuernden Türeinrichtung
befindet.
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Es
ist möglich, über das
Wecksignal eine Spannungsversorgung der BEU und/oder der BDU zu
realisieren. Die WUU umfasst bei diesem Ausführungsbeispiel eine Sendeelektrode 111 an
welche ein nach Maßgabe
eines Wecksignalmodulators 112 generiertes Signal anliegt.
Dieses Signal kann gerichtet abgestrahlt werden. Dieses Signal kann
Informationsinhalte enthalten, die bei der Generierung der seitens
der BEU zu generierenden Signalsequenz Berücksichtigung finden.
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Die
BDU und die ggf. hiervon diskrete WUU können beide in eine Türblatteinrichtung,
oder auch zargenseitig vorgesehen sein. Der Signaltransfer zwischen
BEU und BDU gestaltet sich vorzugsweise wie folgt:
Bei Annäherung der
BEU an die Türeinrichtung
wird türseitig,
bzw. seitens der WUU ein Wecksignal WS emittiert. Dieses Wecksignal
WS liegt in Form eines modulierten, quasistatischen E-Feldes an der Elektrodeneinrichtung 1 und
damit als Spannungssignal am hochohmigen Komparatorport der Sendeschaltung 2 an.
Sofern das Spannungssignal ein bestimmtes Signalmuster aufweist,
wird die Schlüsselschaltung 3 aktiviert
und ein als Autorisierungsnachweis geeigneter Dateninhalt in Form
eines modulierten E-Feldes an die Elektrodeneinrichtung 1 angelegt. Dieses
modu lierte Feld ist über
parasitäre
Feldeffekte im Bereich der Elektrodeneinrichtung 11 abgreifbar.
Sofern der permanente Energieverbrauch der WUU über ein Haus- oder Bordnetz
gedeckt wird, ist es möglich,
das Wecksignal permanent auszusenden.
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In 2 ist
eine Türknaufeinrichtung
dargestellt. Der Türknauf 1011 fungiert
als Teilfläche
der Empfangselektrode 11 der BDU. Die BDU ist mit einer
hier nicht näher
gezeigten elektromechanischen Sperreinrichtung operativ gekoppelt.
Diese Sperreinrichtung bestimmt den Freigabezustand eines Sperrfingers 1015 der
Türknaufeinrichtung.
Erweist sich ein seitens der BDU aufgegriffenes Signal als zulässig, so
wird die Sperreinrichtung in einen Freigabezustand gebracht, in
welchem ein Drehung des Knaufkopfes 1011 auf den Sperrfinger 1015 übertragen wird.
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Die
Ausführungen
zu 1 und 2 gelten sinngemäß auch für 3.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
befindet sich die Elektrodeneinrichtung 11 im Bereich der
Stirnfläche
eines Schließzylinders.
Nach Maßgabe
des Informationsinhaltes eines an die Elektrodeneinrichtung 11 angelegten
elektrischen Feldes kann die in den Schließzylinder integrierte BDU den Schließzylinder
in einen Zustand schalten, in welchem eine mechanische Drehung des
Zylinderkerns 20 in Verbindung mit einem mechanischen Schlüssel ermöglicht ist.
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Funktionsbeschreibung – Zugangsberechtigung/Keyless
Access
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Der
Bewohner eines Hauses nähert
sich einer Haustüre.
Er trägt
wenigstens eine ihn als hinsichtlich des Zutritts zu jenem Haus
berechtigte Person ausweisende Identifikationseinheit (BEU) in Form
eines Schlüssels,
Schlüsselanhängers oder
einer Benutzerkarte körpernah
bei sich. Körpernah
bedeutet insbesondere auch:
- – in der
Brieftasche, die in der Kleidung (Hose, Jacke, Mantel)
- – in
einer mitgeführten
Tasche (Damenhandtasche, Aktentasche, Rucksack)
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Streckt
der Benutzer die Hand in Richtung Türgriff, wird dies ab einer
bestimmten Distanz detektiert und die erforderlichen Systemkomponenten (Steuergerät) geweckt.
Ab einer Distanz von 10-15 cm zwischen Hand und Griff startet ein
Datentransfer zur Identifizierung. Die erforderliche Authentifizierung erfolgt
während
die Hand sich dem Türgriff
weiter nähert.
Wird die Hand in den inneren Bereich des Griffes eingeführt und
damit die Absicht des Öffnens
eindeutig, so wird dies ebenfalls und gesondert detektiert.
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Alternativ
kann bestimmt werden, dass die Öffnungsabsicht
erst bei Berührung
eine bestimmten Zone des Griffes, z.B. der Innenseite des Griffes
eindeutig ist. Die Schlosseinrichtung wird elektromechanisch in
einen Zustand gebracht, in welchem der Verriegelungszustand aufgehoben
ist, oder z.B. durch manuelle Betätigung eines Türknaufs
oder einer Türklinke
abschließend
aufgehoben werden kann. Durch die entsprechenden elektromechanischen
Komponenten können
für die
Türentriegelung
maßgebliche kinematische
Kopplungen geschaffen, und/oder Sperrungen aufgehoben werden. Wird
der Türgriff nicht
betätigt,
schließt
die Verriegelung nach einer geeigneten Zeitspanne.
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Der
Schließvorgang
könnte
auch automatisch erfolgen, wie das Öffnen. Wird gewünscht, dass das
Schließen
als gesonderter Vor gang vom autorisierten Anwender bewusst durchgeführt wird,
so kann beispielsweise im Griff eine gesonderte Elektrode untergebracht
werden. Der Benutzer kann nach dem Schließen der Tür diese gesondert gekennzeichnete
Fläche
berühren,
um die Verriegelung der Tür
einzuleiten. Dazu muss sich der elektronische Schlüssel beim
Benutzer befinden.
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Ggf.
wird in den Schlüssel
zusätzlich
eine klassische Fernbedienung integriert, welche bedarfsweise die
Bedienung über
eine Distanz von bis zu 20m ermöglicht.
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Die
anwenderseitig zu führende
Schaltungseinrichtung, die sog. Body-Emitter-Unit BEU kann als eine
in einen mechanischen Schlüssel,
insbesondere Schlüsselknopf
integrierte Schlüssel/Identifikationseinheit
ausgebildet sein.
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Die
BEU ist die Schnittstelle zwischen Impulsgeber und dem Menschen. Über sie
können
Impulse zum Wecken, Detektieren und Identifizieren an die Haut des
Menschen übergeben
werden.
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Die
gesamte Einheit umfasst vorzugsweise noch eine Batterie, einen Pegelshifter
und einen Microcontroller, welcher den Identifikationscode und weitere
Logik (Firmware) beinhaltet.
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Body Detektor
Unit in der tür-
oder zargenseitigen Struktur
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Die
BodyDetektorUnit ist die Schnittstelle zwischen Mensch und Impulsempfänger. Über sie werden
Impulse zum Wecken, Detektieren und Identifizieren an das türseitige
System übergeben.
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Zur
gesamten Einheit gehört
noch ein Filter, ein OP, ein Microcontroller und weitere Logik (Firmware).
Von diesem Controller aus, wird das Steuergerät angesprochen und weitere
notwendige Einstellungen zum Datentransfer zwischen Schlüssel und
Griff durchgeführt.
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Die
BDU ermöglicht
die Unterscheidung zwischen Annäherung,
Einführen
der Hand in den inneren Bereich des Griffes und Berührung (Schließen) durch
Umschaltung der Eingangsimpedanz (EIS).
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Kommunikation
zwischen Schlüssel
und Türgriff
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Die
erfindungsgemäße Technik
unterscheidet sich von der Funktechnik. Die Kommunikation zwischen
Schlüssel
und Türgriff
startet, wie oben beschrieben, bei Annäherung der Hand des Benutzers an
den Türgriff
ab einer Distanz von 10 cm. Zuvor wird das System geweckt. Für das Wecken
sind 3 verschiedene Szenarien denkbar, die im Folgenden beschrieben
und dargestellt werden. Allen ist gemein, dass der Schlüssel und
der Empfänger
im Türgriff
jeweils merken, ob sie zueinander gehören.