устройство для контроля доступа, а также устройство для записи-считывания

Формула изобретения

1. Устройство для контроля доступа, содержащее замок, имеющий запорный элемент, исполнительный элемент для запорного элемента, электронный ключ, приемный блок для приема идентификационных данных ключа и схему обработки для установления права доступа на основе принятых идентификационных данных, причем схема обработки взаимодействует с исполнительным элементом и/или запорным элементом для выборочного открытия или закрытия замка, в котором электронный ключ (5) содержит средство для создания емкостного ближнего поля, с помощью которого передаются идентификационные данные, и устройство для наведения емкостного ближнего поля на человека (4), несущего ключ, отличающееся тем, что приемный блок (8) выполнен в виде отдельного от замка и исполнительного элемента настенного или настольного устройства считывания (9), имеет, по меньшей мере, два электрода (12, 13) и включает, по меньшей мере, одну емкостную поверхность связи, так что при касании емкостной поверхности связи или при приближении к емкостной поверхности связи человека (4) замыкается цепь переменного тока и через приемный блок (8) проходит электрический ток, который может регистрироваться приемным блоком (8).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, два электрода вместе образуют приемный конденсатор.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно предусмотрен передающий блок для передачи данных электронному ключу (5).

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что передающий блок содержит средство для создания емкостного ближнего поля и наведения поля на человека (4), несущего ключ (5).

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что передающий блок имеет, по меньшей мере, два электрода, которые вместе образуют передающий конденсатор.

6. Устройство по одному из пп.1-5, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один из электродов приемного конденсатора образует одновременно один из электродов передающего конденсатора.

7. Устройство по одному из пп.1-5, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один из электродов выполнен в виде проводящей ток фольги на конструктивной детали приемного блока (8).

8. Устройство по одному из пп.1-5, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один из электродов образован в виде проводящего ток покрытия, в частности лакировки, приемного блока (8).

9. Устройство по одному из пп.1-5, отличающееся тем, что электроды (12, 13) приемного конденсатора расположены в электрической штепсельной розетке (11) или образованы в виде частей ее.

10. Устройство по одному из пп.1-5, отличающееся тем, что один электрод (12) приемного конденсатора расположен в плоскости поперек другого электрода (13) приемного конденсатора.

11. Устройство по одному из пп.1-5, отличающееся тем, что один электрод приемного конденсатора имеет круглую форму и другой электрод (13) приемного конденсатора образован соответственно частичной боковой поверхностью цилиндра с осью, расположенной поперек имеющего круглую форму электрода (12), причем предпочтительно радиус цилиндра соответствует в основном радиусу имеющему круглую форму электрода (12).

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что образованный круглой формы электрод (12) расположен внутри боковой поверхности другого электрода (13) и имеет изогнутое параллельно ей продолжение (14).

13. Устройство по одному из пп.1-5, отличающееся тем, что приемный блок (8) и при обстоятельствах передающий блок расположены в отдельном от замка (2) устройстве для считывания или устройстве (9) для записи-считывания и беспроволочным образом или с помощью кабеля соединены со схемой обработки.

14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что схема обработки расположена внутри устройства (9) для считывания или записи-считывания.

15. Устройство по одному из пп.1-5, отличающееся тем, что устройство (9) для считывания или для записи-считывания имеет интерфейс для передачи идентификационных данных, а также при обстоятельствах удостоверяющей информации электронного ключа (5) и информации о процессе закрытия или открытия на внешние устройства, как, например, систему регистрации времени и т.п.

16. Устройство для записи-считывания для устройства по одному из пп.1-15, отличающееся тем, что приемный блок (8) включает, по меньшей мере, одну емкостную поверхность связи, так что при касании емкостной поверхности связи или при приближении к емкостной поверхности связи человека (4), несущего электронный ключ (5), излучающий емкостное ближнее поле, замыкается цепь переменного тока и через приемный блок (8) проходит электрический ток, который может регистрироваться приемным блоком (8).

17. Устройство для записи-считывания по п.16, отличающееся тем, что приемный блок (8) имеет, по меньшей мере, два электрода (15, 16), которые вместе образуют приемный конденсатор.

18. Устройство для записи-считывания по п.16, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один из электродов образован в виде проводящей ток фольги на конструктивной части приемного блока.

19. Устройство для записи-считывания по одному из пп.16-18, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один из электродов выполнен в виде проводящего ток покрытия, в частности лакирования, приемного блока.

20. Устройство для записи-считывания по одному из пп.16-18, отличающееся тем, что два электрода (15, 16) приемного конденсатора расположены параллельно друг другу.

21. Устройство для записи-считывания по п.20, отличающееся тем, что один (16) из двух параллельно расположенных электродов (15, 16) расположен внутри параллельной проекции другого электрода (15) и предпочтительно имеет меньшую поверхность.

22. Устройство для записи-считывания по одному из пп.16-18, отличающееся тем, что оно имеет интерфейс для передачи идентификационных данных а также, при обстоятельствах удостоверяющей информации электронного ключа и информации о процессе закрытия-открытия на внешние устройства, как, например, систему регистрации времени и т.д.

Описание изобретения к патенту

Данное изобретение относится к устройству для контроля доступа с замком, имеющим запорный элемент, исполнительным элементом для запорного элемента, электронным ключом, приемным блоком для приема идентификационных данных ключа и схемой обработки для установления права доступа на основе принятых идентификационных данных, причем схема обработки взаимодействует с исполнительным элементом и/или запорным элементом для выборочного открытия или закрытия замка. Далее изобретение относится к устройству для записи-считывания для подобного рода устройства.

Под электронными ключами ниже подразумеваются различные конструкции, в частности карты, брелки для ключей и комбинации из механических и электронных ключей.

Устройства контроля доступа известны в различном исполнении. Например, известны радиотелеуправляемые замки, в частности, для закрытия или открытия автомобильных дверей, причем предусмотрен мобильный электронный ключ, который с помощью радиосвязи передает идентификационные данные приемнику замка, при необходимости в закодированном виде. Замок имеет электрическую схему для обработки, при необходимости декодирования принятой информации, причем срабатывает, как только на основе принятых идентификационных данных будет установлено право доступа. Наряду с подобного рода радиотелеуправляемыми замками существуют также системы контроля доступа, при которых применяется ключ с приемопередатчиком, использующим спутниковую связь. Для приведения в действие замка ключ, использующий спутниковую связь, должен располагаться лишь на расстоянии нескольких сантиметров от передающего-/приемного блока замка, причем индуктивно перебираются идентификационные данные, накопленные в памяти ключа, использующего спутниковую связь.

Также известны так называемые "Human Area Networks (HAN)", в которых для обмена между, по меньшей мере, двумя электронными устройствами в качестве передающей среды используется кожа человека, несущего электронное устройство. Передача данных осуществляется при этом не электромагнитными волнами или светом, а с помощью слабых электрических полей на поверхности кожи. Речь при этом идет также о емкостном ближнем поле, как правило, предусмотрен передатчик, который создает емкостное ближнее поле и имеет средство наведения ближнего поля на кожу соответствующего человека. Данные, наложенные на электрическое поле, затем принимаются и соответственно обрабатываются приемником.

Из ЕР 1239420 А1 известна система идентификации, при которой в том же самом объекте создается отдельное поле, в которое, по меньшей мере, частично должен попасть пользователь. Происходит соединение поля на пользователе и вторичного поля в его окружении. Датчик кода, который несется пользователем, распознает вторичное поле и отправляет в этом случае свой сигнал кода, с помощью которого подтверждается авторизация.

Целью настоящего изобретения является упрощение контроля доступа и улучшение существующих систем контроля доступа, направленное на повышение надежности, при которых уменьшаются возможности манипулирования людей, не обладающих правом доступа, предотвращается ошибочное функционирование, а также повышается надежность и срок службы, а также создаются благоприятные условия для пользователя.

Устройство контроля доступа, предложенное для решения этой задачи, в основном отличается тем, что электронный ключ имеет средство для создания емкостного ближнего поля, с помощью которого передаются идентификационные данные, и устройство для наведения емкостного ближнего поля на человека, несущего ключ, и что приемный блок образован в виде отдельного от замка и исполнительного элемента настенного или настольного устройства считывания и включает, по меньшей мере, одну емкостную поверхность связи, так что при касании емкостной поверхности связи или при приближении к емкостной поверхности связи человека замыкается цепь переменного тока и через приемный блок проходит электрический ток, который может регистрироваться приемным блоком. Благодаря тому, что теперь передача идентификационных данных от электронного ключа к замку осуществляется с помощью емкостного ближнего поля, электронный ключ не должен находиться в непосредственной близости к приемнику замка и не обязательна отдельная активизация замка, например, нажатием кнопки. Напротив, достаточно, когда электронный ключ находится вблизи тела соответствующего пользователя, например в кармане брюк, портфеле или т.п., причем излучение и передача идентификационных данных осуществляется с помощью емкостного ближнего поля, которое наводится электронным ключом на поверхность тела соответствующего пользователя. Как только человек, несущий ключ, приблизится к емкостной поверхности связи замка или коснется поверхности связи или части, соединяющей проводящим ток образом поверхность связи, через емкостное ближнее поле произойдет собственная передача данных от передатчика ключа приемному блоку, причем произойдет замыкание цепи переменного тока, которое вызовет прохождение электрического тока через замок, который может регистрироваться приемным блоком. Идентификационные данные при этом, например, могут накладываться на несущую частоту, генерированную электронным ключом.

Таким образом, существенно повышается качество обслуживания устройства контроля доступа при открытии замка в отношении человека, пользующегося этим устройством, и, кроме того, обеспечивается, что передача данных происходит только в случае, когда человек, несущий ключ, приблизится к особому приемному блоку или коснется его, так что возможности манипуляции у третьих лиц почти исключаются. Далее благодаря тому обстоятельству, что в соответствии с изобретением применяется емкостное ближнее поле, расход энергии системы контроля доступа чрезвычайно низкий, и, в частности, низким является потребление тока электронным ключом. В целом благодаря емкостному ближнему полю возникают чрезвычайно малые токи, которые, даже если они передаются через кожу пользователя, полностью безвредны для человеческого организма.

Переоборудование существующих замков облегчается благодаря тому, что приемный блок и при необходимости все электрические схемы, требуемые для обработки принятых данных, расположены в отдельном от замка приемном блоке, так что сам замок не должен заменяться, поскольку речь идет о замке с электрическим приводом.

Наличие отдельного от замка приемного блока несет с собой также преимущество в том, что приемный блок может быть образован без учета конструктивных особенностей замка в отношении оптимизации обращения и качества приема. Далее внешний приемный блок, который может быть выполнен в виде настенного устройства для считывания, более простым способом оснащается другими функциями. В частности, могут быть предусмотрены дополнительные виды контроля идентификации и права доступа, как сканер отпечатков пальцев, сканер радужной оболочки или клавиатура для ввода кода доступа. Подобного рода дополнительные возможности контроля могут быть предусмотрены в качестве замены для контроля доступа, обеспечивающего электронным ключом, при сбое работы ключа или в качестве дополнительных ступеней защиты.

Дополнительно осуществление приемного блока в виде отдельного от замка блока облегчает привязку приемного блока к внешним и внутренним коммуникационным сетям или к банку данных, например системе регистрации времени и т.п.

Что касается возможности конкретной конструкции приемного блока, то предпочтительным образом предусмотрено, что приемный блок имеет, по меньшей мере, два электрода, которые вместе образуют приемный конденсатор. Как правило, самым предпочтительным будет при этом, если электроды приемного конденсатора расположены в таком месте приемного блока, через которое пропускается большая часть электрического тока.

Протекание электрического тока через приемный блок зависит от конкретного конструктивного исполнения отдельных частей приемного блока, как, например, корпус и крышка корпуса, а также равным образом от ситуации со встройкой приемного блока. В зависимости от конкретных свойств приемного блока, а также ситуации с установкой возникают более или менее сильные поля рассеяния, так что следует обратить внимание на то, что электроды приемного конденсатора располагаются в месте, через которое проходит электрический ток, так что происходит замыкание цепи переменного тока, например, через стенку, в которой установлен приемный блок, и полом назад к человеку, несущему электронный ключ, а также ключом и может осуществляться обмен данными.

Для простого открытия или закрытия замка достаточно ненаправленного обмена данными между электронным ключом через приемный блок с замком. Согласно предпочтительному усовершенствованному варианту, однако, предусмотрен двусторонний обмен данными, причем предусмотрен передающий блок для передачи данных электронному ключу. Подобного рода обратный канал от передающего блока к ключу может служить, например, целям кодирования и передачи дополнительных данных, которые в итоге могут храниться в памяти ключа и при следующем процессе открытия передаваться обратно замку или схеме обработки. Обратная передача подобного рода данных может, например, осуществляться с целью, что подобного рода данные в результате переправляются от приемного блока в центральный банк данных или в систему, относящуюся к человеку, например систему регистрации времени.

Передающий блок предпочтительно имеет средство для создания емкостного ближнего поля и для наведения поля на человека, несущего ключ. Передающее устройство при этом может опять же иметь, по меньшей мере, два электрода, которые вместе образуют передающий конденсатор. При этом исполнение может быть таковым, что электроды приемного конденсатора и электроды передающего конденсатора образованы независимо друг от друга и отдельно друг от друга. Однако конструкция с преимуществом выполняется таким образом, что, по меньшей мере, один из электродов приемного конденсатора одновременно образован также одним из электродов передающего конденсатора. При этом либо единственный электрод может представлять одновременно электрод приемного конденсатора и электрод передающего конденсатора, причем каждый конденсатор дополнительно имеет другой электрод, либо могут быть предусмотрены всего два электрода, которые попеременно образуют приемный конденсатор и передающий конденсатор.

Конкретное исполнение электродов определяется различным образом, причем предпочтительной является конструкция, при которой, по меньшей мере, один из электродов образован в виде проводящей ток фольги на конструктивной части приемного блока. Вместо проводящей ток фольги может быть также предусмотрено, что, по меньшей мере, один из электродов выполнен в виде проводящего ток покрытия, в частности лакирования, конструктивной части приемного блока.

Для облегчения монтажа приемного блока и получения возможности простого исполнения конструкции в виде настенного устройства для считывания предпочтительно предусмотрено, что электроды приемного конденсатора расположены в электрической штепсельной розетке или образованы в виде части ее. Чтобы получить особо благоприятное расположение электродов, в частности, внутри электрической штепсельной розетки существуют различные возможности. При этом установке на стенке достигаются хорошие условия рассеяния, по сравнению с полом, предпочтительно благодаря тому, что один электрод приемного конденсатора расположен в плоскости поперек к другому электроду приемного конденсатора, причем могут особенно хорошо учитываться данные имеющей цилиндрическую форму штепсельной розетки, если это соответствует предпочтительной конструкции, когда один электрод приемного конденсатора образован круглой формы и другой электрод приемного конденсатора образован соответственно частичной боковой поверхностью цилиндра с осью, расположенной поперек к имеющему круглую форму электроду, причем предпочтительно радиус цилиндра в основном соответствует радиусу, имеющему круглую форму электрода. При этом при достижении хорошей приемной характеристики получается особенно компактная и экономящая место конструкция. Для повышения внутренней емкости приемного конденсатора эта конструкция предпочтительно может быть усовершенствована таким образом, что образованный круглой формы электрод несет внутри боковой поверхности другого электрода расположенное и параллельно изогнутое к ней продолжение.

Для случая горизонтальной установки отдельного приемного или считывающего блока, т.е. для применения в качестве настольного прибора для считывания, предпочтительной является конструкция, при которой два электрода приемного конденсатора расположены параллельно друг другу, причем особенно предпочтительно, если один из двух параллельно расположенных электродов расположен внутри параллельной проекции другого электрода и предпочтительно имеет меньшую поверхность.

Как уже упоминалось, приемный блок должен быть выполнен в виде отдельного от замка блока, причем связь с замком может осуществляться беспроволочным способом или с помощью кабеля. Приемный блок при этом предпочтительно может быть объединен вместе с другими конструктивными частями или схемами закрывающего устройства, как, например, передающий блок или схема обработки, во внешнее считывающее устройство или устройство для записи-считывания. Схема обработки, которая производит обработку принятых от электронного ключа данных на предмет удостоверения доступа, при этом предпочтительно может быть расположена внутри внешнего считывающего устройства или устройства для записи-считывания, так что внешнее считывающее устройство или устройство для записи-считывания объединяет все компоненты, которые являются необходимыми для предложенного в соответствии с изобретением контроля доступа, так что подобного рода внешнее считывающее устройство или устройство для записи-считывания всего только должно электрически соединяться с традиционным имеющим электрический привод замком. Таким способом и образом существенно упрощается переоборудование и оборудование существующих замков.

Соединение считывающего устройства или устройства для записи-считывания с другими находящимися внутри дома системами предпочтительно обеспечивается благодаря тому, что считывающее устройство или устройство для записи-считывания имеет интерфейс для передачи идентификационных данных, а также при необходимости удостоверяющей информации электронного ключа и информации о процессе закрытия или открытия на внешние устройства, как, например, система регистрации времени и т.п.

Изобретение ниже более подробно поясняется с помощью примера осуществления, схематически представленного на чертежах. Где показывают: фиг.1 - схематическое изображение предложенного в соответствии с изобретением устройства контроля доступа, фиг.2 показывает упрощенную схему замещения конструкции согласно фиг.1, фиг.3 и 4 - схематическое изображение отдельного от замка приемного блока, фиг.5 и 6 - модифицированную конструкцию приемного блока и фиг.7 и 8 - другую модифицированную конструкцию приемного блока.

На фиг.1 схематически изображена дверь с открывающим дверь человеком, а также отдельные паразитные, потерянные и соединительные емкости. Дверь обозначена позицией 1 и имеет замок 2 с выполненным в виде округлой дверной ручки исполнительным элементом 3. Человек 4 несет электронный ключ 5, который лежит, например, в кармане брюк. Электронный ключ создает при этом емкостное ближнее поле, предпочтительно с несущей частотой, на которую накладываются идентификационные данные. Емкостное ближнее поле наводится на поверхность тела человека 4 и затем направляется дальше на настенное считывающее устройство 9, имеющее приемный блок 8. Данные, принятые приемным блоком, при необходимости после обработки по проводу 10 передаются замку 2. При этом электронный ключ 5 имеет в отношении к полу емкость утечки на землю C_st. На переходе между электронным ключом 5 и человеком 4 можно наблюдать емкость связи C_k. Далее между человеком 4 и полом 6 имеет место емкость потерь C_v. Наконец, приемный блок по отношению к полу имеет емкость C_z.

Соответствующая упрощенная схема замещения представлена на фиг.2, где опять же приведены описанные емкости. При этом C_v балансирует все емкости, которые являются следствием электрических токов, которые замыкаются передающим устройством не через приемный конденсатор приемника, проходят мимо него и таким образом не служат соединению между приемником и передающим устройством. C_st балансирует емкости, которые имеются в распоряжении в виде суммы для емкостной связи передающего электрода на полу в отношении пола. C_k балансирует емкости, которые имеются в распоряжении в виде суммы для емкостной связи человека 4 со вторым электродом. C_z балансирует емкости, которые имеются в распоряжении для емкостной связи от приемного блока 8 или настенного считывающего устройства 9 с полом. При этом на фиг.2 настенное считывающее устройство снова обозначено позицией 9 и имеет приемный конденсатор. Параметры приемного конденсатора должны быть выбраны таким образом, чтобы с одной стороны через приемный конденсатор замыкался достаточный электрический ток и чтобы с другой стороны напряжение на конденсаторе стало не слишком малым. Если емкость приемного конденсатора слишком мала, то через него замыкается слишком малый электрический ток. Правда, слишком большая емкость приемного конденсатора ведет к нарушениям такого рода, что напряжение на конденсаторе u=q/c становится неудовлетворительно низким.

На фиг.3 изображен вид сбоку и на фиг.4 вид спереди имеющего цилиндрическую форму настенного устройства для считывания, которое, например, установлено в электрической штепсельной розетке 11. Внутри розетки 11 изображен первый электрод 12 и второй электрод приемного конденсатора. При этом для улучшения характера рассеяния в отношении пола 6 второй электрод 13 расположен в основном перпендикулярно к имеющему круглую форму первому электроду 12. Второй электрод при этом образован изогнутым параллельно цилиндрической боковой поверхности розетки 11. Угол охвата при этом может выбираться по согласованию с соответствующими запросами между 0 и 360°. Для подгонки внутренней емкости приемного конденсатора электрод 12 может дополняться дополнительной частью 14, как это показано на фиг.5 и 6. Продолжающая часть 14 образована при этом изогнутой параллельно электроду 13 и для целей подгонки может варьироваться по своей глубине t.

Электроды 12 и 13 могут образовываться, к примеру, из достаточно проводящего ток материала (например, металла), достаточно проводящей ток фольги (например, металлической фольги), достаточно проводящего ток покрытия, достаточно проводящего ток лакирования или другим способом.

Электрод 12 может также образовываться торцевой поверхностью настенного считывающего устройства или устанавливаться на ней, как также электрод 13 может образовываться розеткой 11 настенного считывающего устройства, частями ее или на ней. Торцевая поверхность розетки 11 в предпочтительном исполнении может быть круглой или четырехугольной.

При установке в электрической штепсельной розетке 11 электрод 12 может быть образован самой или на обычной имеющейся в продаже глухой крышке.

В изображении согласно фиг.7 и 8 приемный блок, например, выполнен в виде настольного прибора для считывания для горизонтального расположения. При этом предусмотрено два параллельных электрода 15 и 16 приемного конденсатора. При таком осуществлении внутренняя емкость приемного конденсатора особенно хорошо может подгоняться путем варьирования длины l₂ и/или l₃. Разумеется, в распоряжении имеются также обычные в электротехнике средства для подгонки (l₁, l₄, расстояние между электродами 15 и 16). Характеристика рассеяния и характеристика связи электродов 15 и 16 в зависимости от применения (настенное считывающее устройство при установке на столе, настольное считывающее устройство) особенно хорошо может подгоняться с помощью длин l₁, l₂, l₃, l₄ и расстояния между электродами.

Электроника, необходимая наряду с электродами в розетке 11, может располагаться на пригодных для этого местах (между электродами, рядом с электродами или впереди, или позади отдельных электродов).

В целом предпочтительны исполнения устройств для записи-считывания в виде настенного устройства для считывания, настольного устройства для считывания и терминала для считывания.

Настенное устройство для считывания при этом предусмотрено для установки на стене. Оно содержит электроды для передачи и приема, считывающую электронику, обрабатывающую электронику для удостоверения права доступа, а также разрешающий элемент, как, например, реле или полупроводниковый разрешающий элемент (МОП-транзистор, транзистор). В качестве опции могут быть предусмотрены сигнальные устройства, как, например, светодиодный индикатор и/или зуммер. Снабжение энергией может осуществляться от сети или батарей. Схема обработки и разрешающий элемент также могут быть установлены в отдельном корпусе (например, в надежной области).

Настольное считывающее устройство обычным образом устанавливается или располагается вблизи компьютера. Его задачей является передача данных от электронного ключа компьютеру и обратно от компьютера электронному ключу. Настольное считывающее устройство содержит электроды для передачи и приема, электронику для считывания, а также в случае надобности электронику, которая позволяет передачу данных компьютеру. В качестве опции могут быть предусмотрены также сигнальные устройства, как, например, светодиодный индикатор и/или зуммер. Снабжение энергией может осуществляться от сети, от компьютера или батарей.

Терминал для считывания чаще всего применяется в виде блока для считывания данных, включая блок передачи. При этом данные могут передаваться также на большие расстояния, например 1 км. Часто терминал применяется также в качестве декодирующего устройства интерфейса. Данные в интерфейсе таким образом обмениваются с прибором, что полностью сохраняется протокол интерфейса, имеющий значение для прибора. При этом он чаще всего устанавливается на приборе или в приборе (если технически возможно). Терминал для считывания может, если это необходимо, записывать данные на электронный ключ.