DE19703999A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Zuordnen einer Berechtigungseinrichtung zu einer Basisstation - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs, wie es der deutschen Patentanmeldung, Aktenzeichen 196 45 769.6, entnehmbar ist. Die Zuordnung ei­ ner als Fernbedienung ausgebildeten Berechtigungseinrichtung zu einer insbesondere einem Kraftfahrzeug zugehörigen Basis­ station erfolgt danach in einem zweistufigen Verfahren, wo­ bei die Basisstation im ersten Zuordnungsschritt ein Suchsi­ gnal aussendet, um im Signalreichweitenbereich anwesende Be­ rechtigungseinrichtungen zu ermitteln. Anwesende Berechti­ gungseinrichtungen empfangen das Suchsignal, vergleichen es mit einem in einem Speicher abgelegten Referenzsignal, und antworten bei Übereinstimmung von Suchsignal und Referenzsi­ gnal mit der Rücksendung eines Anwesenheitssignales. Die Rücksendung erfolgt zu einem auf den Eingang des Rufsignales bezogenen, für die jeweils rücksendende Berechtigungsein­ richtung charakteristischen Zeitpunkt, anhand dessen die Ba­ sisstation anwesende Berechtigungselemente eindeutig identi­ fiziert. Sie wählt anschließend von den anwesenden eines aus, und unterzieht es im zweiten Zuordnungsschritt einer Zuordnungsrichtigkeitsprüfung. Das Verfahren ermöglicht es, einer Basisstation mehrere Berechtigungseinrichtungen zuzu­ ordnen, und dabei eine schnelle Durchführung der Zuordnung zu gewährleisten.

Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von diesem bekannten Verfahren eine Möglichkeit anzugeben, die es erlaubt, eine Berechtigungseinrichtung mehreren Basisstationen zuzuordnen.

Vorteile der Erfindung

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkma­ len des Hauptanspruchs sowie eine zu dessen Durchführung ausgebildete Berechtigungseinrichtung gemäß den Unteransprü­ chen. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet die Zuordnung einer Berechtigungseinrichtung zu mehreren Basisstationen, etwa die Zuordnung einer Fernbedienung zu mehreren Kraft­ fahrzeugen, zu verschiedenen Gebäuden oder gleichzeitig zu Gebäuden und Fahrzeugen, ohne daß ein Benutzer besondere Handlungen vornehmen muß. Indem zunächst nur eine Erkennung einer zuzuordnenden Berechtigungseinrichtung nach einseiti­ ger Signalübertragung unmittelbar anhand eines von der Ba­ sisstation abgegebenen Suchsignales erfolgt, und erst an­ schließend eine Prüfung der Richtigkeit der Zuordnung, ar­ beitet das Verfahren sehr schnell. Vorteilhaft ist es, zu­ sätzlich die Zahl der einer Berechtigungseinrichtung zuord­ baren Basisstationen auf einen dem Verwendungszweck angepaß­ ten Wert zu begrenzen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Zeichnung

Es zeigen Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Zuordnungsvorrich­ tung,

Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung ihres Betriebes.

Beschreibung

In Fig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 10 eine Basisstation, die Teil eines Gerätes oder eines Gegenstandes oder einem solchen fest zugeordnet ist. Beispielsweise kann die Basis­ station Teil der Zugangseinrichtung zu einem Gebäude oder einem Kraftfahrzeug sein. Mit der Bezugszahl 20 bezeichnet ist eine, im folgenden Fernbedienung genannte Berechtigungs­ einrichtung, welche der Basisstation 10 funktionell über ei­ ne Signalübertragungsstrecke 30 berührungslos zugeordnet ist. Eine Fernbedienung 20 kann dabei mehreren Basisstatio­ nen 10 zugeordnet sein, wobei die Basisstationen 10 unter­ schiedlichen technischen Einrichtungen angehören können. Beispielsweise kann eine Fernbedienung gleichzeitig einem Fahrzeug und einem Gebäude zugeordnet sein. Die Fernbedie­ nung 20 kann beispielsweise ein Transponder sein. Basissta­ tion 10 und Fernbedienung 20 bilden zusammen ein hier als Fernwirkeinrichtung bezeichnetes Gesamtsystem.

Den Kern der Basisstation 10 bildet ein Mikroprozessor 13, welcher insbesondere die Ausgabe von Signalen durch die Ba­ sisstation 10 veranlaßt und überwacht, und eingehende Signa­ le auswertet. Er verfügt über einen Speicher 15, worin ein Programm zur Durchführung eines Zuordnungsprüfdialoges abge­ legt ist. Mit dem Mikroprozessor 13 verbunden ist eine Sen­ de/Empfangseinrichtung 11 zur Abgabe bzw. Entgegennahme von Signalen an bzw. von einer Fernbedienung 20. Über die Sen­ de/Empfangseinrichtung 11 abzugebende bzw. eingehende Signa­ le werden bzw. sind teilweise verschlüsselt. Zwischen Mikro­ prozessor 13 und Sende/Empfangseinrichtung 11 ist deshalb zur Verschlüsselung ausgehender Signale ein Codierer 14 ge­ schaltet, zur Entschlüsselung eingehender Signale ein Deco­ dierer 12. Zur Durchführung der Verschlüsselung bzw. der Entschlüsselung greifen Codierer 14 und Decodierer 12 je­ weils auf einen Speicher 31 zu, worin ein für die Basissta­ tion 10 charakteristischer kryptographischer Schlüsselcode abgelegt ist. Dem Mikroprozessor 13 ist daneben ein weiterer Speicher 15 zugeordnet. Darin befinden sich unter anderem eine Seriennummer 16, ein Herstellercode 17, sowie ein Ver­ zeichnis 18 mit den Gruppennummern 181G, 182G, . . ., 18iG mit i = 1, 2, . . ., M der der Basisstation 10 zugeordneten Fernbe­ dienungen 20 sowie den zu den Gruppennummern gehörenden Her­ stellercodes 181H, 182H, . . ., 18iH mit i = 1, 2, . . ., M der Fernbedienungen. Bei der Seriennummer 16 handelt es sich um einen für eine Basisstation 10 und alle zugeordneten Fernbe­ dienungen 20 charakteristischen Code. Der Herstellercode 17 wird durch den Hersteller der Basisstation 10 vergeben und bezeichnet sie eindeutig, die Gruppennummern 181G, 182G, . . ., 18iG dienen zur Unterscheidung von einer gemeinsamen Basisstation 10 zugeordneten Fernbedienungen 20 mit gleichen Seriennummern 16. Des weiteren mit dem Mikroprozessor 13 ver­ bunden sind Betätigungsmittel 19, welche einen Benutzer eine manuelle Einflußnahme auf die Funktion des Mikroprozessors 13 gestatten und beispielsweise, wie in Fig. 1 angedeutet, als Tastenfeld ausgeführt sind; beliebige andere Ausgestal­ tungen, etwa als Spracheingabesystem sind ebenso möglich.

Die Fernbedienung 20 verfügt über eine zur basisstationssei­ tigen Sende/Empfangseinrichtung 11 korrespondierende Sen­ de/Empfangseinrichtung 21 zum Empfang von von der Basissta­ tion 10 abgegebenen Signalen bzw. zur Abgabe von Signalen an die Basisstation 10. Analog zur Basisstation 10 ist der Sen­ de/Empfangseinrichtung 21 ein Decodierer 22 zur Entschlüsse­ lung codierter Signale nachgeschaltet. Mit diesen verbunden ist ein Mikroprozessor 24, welcher über Sen­ de/Empfangseinrichtung 21 und Decodierer 22 eingegangene Si­ gnale verarbeitet und abhängig vom Ergebnis Folgemaßnahmen einleitet. Insbesondere kontrolliert der Mikroprozessor 24 die Abgabe von Signalen an die Basisstation 10 über die Sen­ de/Empfangseinrichtung 21. Sie erfolgt, um Abhören oder Nachahmen auszuschließen, in der Regel in verschlüsselter Form. Zwischen Mikroprozessor 24 und Sen­ de/Empfangseinrichtung 21 ist deshalb - analog zur Basissta­ tion 10 - ein Codierer 23 geschaltet.

Zur Durchführung der Signalverarbeitung in der Fernbedienung 20, d. h. der Decodierung eingehender und der Codierung ausge­ hender Signale, sowie zur Steuerung des Betriebes des Mikro­ prozessors 24 ist Decodierer 22, Codierer 23 und Mikropro­ zessor 24 ein Speicher 25 zugeordnet. Er ist in mehrere Be­ reiche 251, 252, 253, . . ., 25n mit n = 1, 2, 3, . . ., L, geglie­ dert, von denen übersichtlichkeitshalber drei angedeutet sind. Jeder Speicherbereich 251, . . ., 25n enthält jeweils ei­ nen Speicherplatz 26 zur Ablage einer Seriennummer, einen Speicherplatz 27 zur Ablage einer Gruppennummer sowie einen Speicherplatz 31 zur Ablage eines kryptographischen Schlüs­ selcodes. Die Funktion der in den Speicherplätzen 26, 27, 31 abgelegten Codes entspricht der der gleich bezeichneten, im Speicher 15 der Basisstation 10 abgelegten Codes. So ist die Seriennummer 26 ein für eine aus Basisstation 10 und zuge­ ordneten Berechtigungseinrichtungen 20 bestehende Fernwir­ keinrichtung charakteristischer Code, der zweckmäßig vom Hersteller oder vom Anwender der Gesamtvorrichtung festge­ legt wird und identisch ist mit der in der Basisstation 10 vorhandenen Seriennummer 16. Die Gruppennummer 27 - ihr ent­ spricht jeweils ein Gruppennummereintrag 18iG im Verzeichnis 18 im Speicher 15 der Basisstation 10 - dient zur Unter­ scheidung mehrerer dieselbe Seriennummer aufweisender Fern­ bedienungen 20. Sie wird der Fernbedienung 20 in einer be­ sonderen Anlernbetriebsart durch die Basisstation 10 zugwie­ sen. Den im Speicher 31 abgelegten kryptographischen Schlüs­ selcode verwenden Decodierer 22 und Codierer 23 zur Ent­ schlüsselung eingehender bzw. zur Verschlüsselung ausgehen­ der Signale. Er ist, abhängig vom eingesetzten Kommunikati­ onsverfahren, identisch mit dem im Speicher 31 der Basissta­ tion abgelegten Schlüsselcode oder steht mit diesem im Zu­ sammenhang. Jeder Speicherbereich 251, . . ., 25n verfügt des weiteren über einen Platz zur Ablage von Nutzungsinformatio­ nen betreffend den Funktionsumfang einer Basisstation 10. Beispielsweise kann bei Verwendung in einem Kraftfahrzeug durch die Nutzungsinformation 28 der Aktionsradius für die Gültigkeit einer Basisstation 20 auf einen bestimmten Wert eingeschränkt werden. Im Speicher 25 befindet sich außerdem ein der Fernbedienung 20 vom Hersteller zugewiesener Her­ stellercode 29.

Jeweils in einem Speicherbereich 251, . . ., 25n abgelegte Seri­ ennummern, kryptographische Schlüsselcodes und Nutzungsinfor­ mationen sind einer einzelnen Basisstation 10 zugeordnet. Eine Fernbedienung 20 kann somit entsprechend der Zahl der Speicherbereiche 251, . . ., 25n mehreren - L - Basisstationen 10 zugeordnet sein. Zweckmäßig ist die Anzahl L auf einen an dem vorgesehenen Verwendungszweck orientierten Wert festge­ setzt. Bei Fernbedienungen für Kraftfahrzeuge und Gebäude kann dieser Wert bei für Privatpersonen bestimmten Einrich­ tungen beispielsweise vier, bei für Fahrzeugvermietungen be­ stimmten Einrichtungen beispielsweise 500 betragen.

Zwischen Basisstation 10 und Fernbedienung 20 besteht eine Funkstrecke 30 zur Übertragung berührungslos übertragbarer Signale zwischen der geräteseitigen Sen­ de/Empfangseinrichtung 11 und der Sende/Empfangseinrichtung 21 auf Seiten der Fernbedienung 20. Als Signalträger werden zweckmäßig Infrarotsignale oder Hochfrequenzsignale einge­ setzt.

Anhand des Flußdiagrammes in Fig. 2 wird nachfolgend die Funktionsweise der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung er­ läutert. Den Ablaufschritten ist dabei jeweils ein Buchstabe B bzw. F vorangestellt, an dem ersichtlich ist, ob der be­ treffende Ablaufschritt in der Basisstation 10: B oder in der Fernbedienung 30: F stattfindet. Der Zuordnungsprozeß wird üblicherweise durch die Betätigung eines beispielsweise mechanischen, elektrischen oder elektrooptischen Auslöseme­ chanismus durch einen Benutzer eingeleitet, Schritt 100. Im Falle der Anwendung in der Tür eines Kraftfahrzeuges kann der Auslösemechanismus z. B. im Betätigen des Türgriffes be­ stehen. Dadurch leitet der Mikroprozessor 13 der Basisstati­ on 10 die Abgabe eines Suchsignales durch die Sen­ de/Empfangseinrichtung 11 ein, Schritt 102. Das Suchsignal beinhaltet im wesentlichen eine, vorzugsweise in Form eines Startbits realisierte, Startsequenz zur Aktivierung der Fernbedienungen 20 sowie die im Speicher 15 abgelegte Seri­ ennummer 16. Zweckmäßig ist es unverschlüsselt. Das Suchsi­ gnal wird von allen innerhalb der Reichweite der Funkstrecke 30 befindlichen Fernbedienungen 20 über deren Sen­ de/Empfangseinrichtung 21 empfangen, Schritt 104. Alle er­ reichten Fernbedienungen 20 aktivieren sich daraufhin, Schritt 106, und prüfen, ob sie der das Suchsignal aussen­ denden Basisstation 10 zugeordnet sind. Sie setzen hierzu einen Laufindex n auf den Wert 1, Schritt 108 und laden an­ schließend aus dem Speicher 25 die Seriennummer 26 aus dem ersten Speicherbereich 251 in den Mikroprozessor 24. Das mitübertragene Startbit dient zur Synchronisation des Mikro­ prozessors 24 auf das empfangene Suchsignal. Der Mikropro­ zessor 24 prüft nun, ob die aus dem ersten Speicherbereich 251 ausgelesene Seriennummer mit der im Suchsignal übertra­ genen Seriennummer übereinstimmt, Schritt 112. Ergibt die Prüfung eine Nichtübereinstimmung, stellt der Mikroprozessor 24 fest, ob die geprüfte Seriennummer aus dem letzten Spei­ cherbereich 25L stammt, Schritt 114. Ist das nicht der Fall, erhöht er den Laufindex n um 1, Schritt 116, und wiederholt die Schritte 110 und 112. Wurden alle Speicherbereiche 251, 252, . . ., 25L überprüft, und eine Übereinstimmung bezüglich der mit dem empfangenen Suchsignal übertragenen Seriennummer nicht festgestellt, wird die Zuordnung abgebrochen, Schritt 115.

Ergibt eine Prüfung im Schritt 112 eine Übereinstimmung der empfangenen mit einer gespeicherten Seriennummer, aktiviert der Mikroprozessor 24 den zugehörigen Speicherbereich 25n, und leitet die Abgabe eines Antwortsignales an die Basissta­ tion 10 ein, Schritt 120. Das Antwortsignal ist zweckmäßig ein kurzes, einfaches Signal, beispielsweise die Gruppennum­ mer 26 aus dem aktivierten Speicherbereich 25n. Auch kann als Antwortsignal etwa die empfangene Seriennummer an die sendende Basisstation 10 zurückgeschickt werden, wobei die Rücksendung in einem vorgegebenen Zeitfenster ab dem Eingang des Suchsignales erfolgt. Der Basisstation 10 wird auf diese Weise ebenfalls die Gruppennummer mitgeteilt. Das letztere Verfahren ist in der deutschen Anmeldung, Aktenzeichen 196 45 769.6, näher erläutert, auf die hierzu verwiesen wird.

Nach Empfang des Antwortsignales von der Fernbedienung 20 leitet der basisstationsseitige Mikroprozessor 13 eine Zu­ ordnungsrichtigkeitsprüfung ein. Sie erfolgt zweckmäßig im Wege des bekannten Challenge-Response-Verfahrens. Die Basis­ station 10 setzt hierbei über seine Sen­ de/Empfangseinrichtung 11 ein verschlüsseltes Challenge- Signal ab, welches von der Fernbedienung 20 empfangen, deco­ diert, mit Hilfe des Herstellercodes und des kryptographischen Schlüsselcodes aus dem aktivierten Spei­ cherbereich 25n umcodiert, im Codierer 23 wieder codiert, und über die Sende/Empfangseinrichtung 21 als Response-Sig­ nal an die Basisstation 10 zurückgesendet wird. Während­ dessen ermittelt der Mikroprozessor 13 der Basisstation 10 aus dem zuvor abgesendeten Challenge-Signal ein Soll-Res­ ponse-Signal. Die Berechnung erfolgt aus dem Challenge-Sig­ nal nach einem vorgegebenen Algorithmus unter Verwendung des im Speicher 31 abgelegten kryptographischen Schlüs­ selcodes sowie des im Speicher 15 vorhandenen, sich aus der Gruppennummer ergebenden Herstellercodes 181H, 182H, . . ., 18iH der Fernbedienung. Das Soll-Responsesignal vergleicht der Mikroprozessor 13 mit dem von der Fernbedienung 20 emp­ fangenen Responsesignal. Stimmen beide nicht überein, sind Basisstation 10 und Fernbedienung 20 einander nicht zugehö­ rig. Der Mikroprozessor 13 leitet dann für diesen Fall vor­ gesehene Folgemaßnahmen ein, beispielsweise sperrt er das der Basisstation 10 zugeordnete Gerät gegen Benutzung. Dabei erfolgt zweckmäßig, beispielsweise durch optische oder aku­ stische Anzeige, ein Hinweis an den Benutzer, daß eine Zu­ ordnung nicht erfolgt ist. Auch können weitere Anschlußmaß­ nahmen vorgesehen sein, etwa eine Wiederholung des Zuord­ nungsverfahrens beginnend mit Schritt 102. Ergibt die Zuord­ nungsrichtigkeitsprüfung eine Übereinstimmung zwischen Re­ sponsesignal und dem im Mikroprozessor 13 ermittelten Soll-Res­ ponse-Signal, erfolgt eine Bestätigung, daß die Zuordnung richtig ist. Zweckmäßig erfolgt sie in für die Benutzer op­ tisch oder akustisch wahrnehmbarer Form und führt beispiels­ weise zur Freigabe des der Basisstation 10 zugeordneten Ge­ rätes.

Claims (8)

1. Verfahren zum Zuordnen einer Berechtigungseinrichtung zu einer Basisstation mit den Schritten

• - Abgabe eines Suchsignales durch die Basisstation,
• - Empfang des Suchsignales durch die Berechtigungseinrich­ tung, Vergleich des Suchsignales mit einem vorabgespei­ cherten, einer Basisstation zugeordneten Referenzsignal, Abgabe eines Antwortsignales durch die Berechtigungsein­ richtung bei Übereinstimmung des Suchsignales mit einem Referenzsignal, dadurch gekennzeichnet, daß in der Berechtigungseinrichtung (20) ein empfangenes Suchsi­ gnal mit einem weiteren vorabgespeicherten, einer anderen Basisstation (10) zugeordneten Referenzsignal verglichen wird, wenn es mit dem ersten nicht übereinstimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß nach Eingang eines Antwortsignales in der Basisstation (10) jene eine Zuordnungsrichtigkeitsprüfung einleitet, in der die Anwesenheit eines übereinstimmenden kryptographischen Codeschlüssels in Basisstation (10) und Berechtigungsein­ richtung (20) geprüft wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Suchsignal ein unverschlüsseltes Signal verwendet und in mehreren Berechtigungseinrichtungen (20) dasselbe Suchsi­ gnal als Referenzsignal abgespeichert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechtigungseinrichtung (20) bei Übereinstimmung eines Suchsignales mit einem Referenzsignal weitere vorabgespei­ cherte Informationen (28) aktiviert, welche in einem nach­ folgenden Signalaustausch zumindest teilweise an die Basis­ station (10) übermittelt werden.

5. Berechtigungseinrichtung zur Durchführung eines Verfah­ rens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

• - einen Speicher (25) zur Ablage mehrerer, verschiedenen Basisstationen (10) zugeordneter Referenzsignale,
• - eine Empfangseinrichtung (21) zum Empfang von von einer Basisstation (10) abgegebenen Suchsignalen,
• - eine Verarbeitungseinrichtung (22, 23, 24), welche Mit­ tel zum Vergleich eines Suchsignales mit allen abgespei­ cherten Referenzsignalen beinhaltet,
• - sowie eine Sendeeinrichtung (21) zur Abgabe eines Ant­ wortsignales bei Übereinstimmung eines empfangenen Such­ signales mit einem der abgespeicherten Referenzsignale (26)

6. Berechtigungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (22, 23, 24) ein empfangenes Suchsignal nacheinander mit allen abgespeicher­ ten Referenzsignalen vergleicht.

7. Berechtigungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (22, 23, 24) bei Übereinstimmung eines empfangenen Suchsignales mit einem ab­ gespeicherten Referenzsignal eine weitere im Speicher (25) abgelegte Information aktiviert, welche zur Prüfung der Richtigkeit der Zuordnung zu einer durch das Suchsignal cha­ rakterisierten Basisstation (10) dient.

8. Berechtigungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zahl (L) der Speicherplätze (251, 252, . . ., 25n) zur Ablage von Referenzsignalen und damit die Zahl der möglichen Zuordnungen zu verschiedenen Basisstationen (10) begrenzt ist auf einen am vorgesehenen Verwendungszweck orientierten Wert.