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Die Erfindung betrifft ein Türsicherheitssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei bekannten Türsicherheitssystemen ist ein Lese- und Auswertegerät mit einem Entsperrelement kombiniert an einer zu sichernden Tür angeordnet. Ein von einer Zugang begehrenden Person mitgeführter Datenträger wird in den Lesebereich des Lese- und Auswertegerätes eingeführt, das im Falle einer Auswertung des Datenträgers als zugangsberechtigt das Entsperrelement aktiviert. Die Tür kann dann in üblicher Weise durch Betätigen einer Türklinke oder durch einfaches Aufdrücken oder Aufziehen geöffnet werden.
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Da bei nachgerüsteten Türsicherungssystemen an vorhandenen Türen zumeist kein Netzstromanschluss vorhanden ist oder eine Leitungsführung innerhalb der Tür oder deren Zarge nicht möglich ist, erfolgt der Betrieb des Türsicherheitssystems aus Batterien oder Akkus. Je nach Art des Türsicherheitssystems als elektronischer Schließzylinder, elektronischer Beschlag, elektronisches Schloss oder Türsummer ist der Bauraum für eine Kombination aus Entsperrelement, Lese- und Auswertegerät sowie Akku- oder Batteriefach sehr begrenzt und damit die Lesereichweite wie auch die Batterielebensdauer oder Akkuzykluszeit gering. Um sowohl die Elektronik des Entsperrelements als auch die Elektronik des Lese- und Auswertegeräts in den Schließelementen oder Beschlägen unterzubringen, ist eine stark miniaturisierte Bauweise erforderlich, die wenig Spielraum für universelle und zukünftige Lesegeräte sowie neue Datenträgertechnologien bietet. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitssystem für Türen dahingehend zu verbessern, dass eine längere Batterielebensdauer oder Akkuzyklusdauer erreicht wird und das Lese- und Auswertegerät einfacher an Neuentwicklungen angepasst werden kann, ohne dass dazu ein Austausch der in der Tür oder im Türrahmen angeordneten Bestandteile des Sicherheitssystems erforderlich ist.
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Diese Aufgabe wird bei einem Sicherheitssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale dieses Anspruchs gelöst.
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Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Bei der Erfindung wird das Sicherheitssystem in zwei räumlich getrennte Komponenten unterteilt, nämlich das Entsperrelement, das in einem Schließblech, einem Schließzylinder oder einem Schloss der Tür angeordnet ist und in ein Lese- und Auswertegerät, das getrennt vom Entsperrelement an oder in der Nähe der Tür angeordnet ist und mit dem Entsperrelement über eine Funkverbindung gekoppelt ist. Bei diesem Konzept kann das in der Tür oder im Türrahmen angeordnete Gerät, nämlich das Entsperrelement einfacher und preiswerter aufgebaut werden, da auf eine Miniaturisierung der Lese- und Auswerteelektronik verzichtet werden kann. Da diese Elektronikkomponenten im separaten Lese- und Auswertegerät angeordnet sind, müssen sie nicht von derselben Batterie bzw. demselben Akku betrieben werden, wodurch die Batterielebensdauer bzw. der Akkuzyklus des Entsperrelements verlängert wird.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Beschlag und die Klinke wegen Wegfall der Elektronik des Lese- und Auswertegerätes kleinere Abmessungen aufweisen kann und damit eleganter wirkt. Auf Seiten der Tür liegen keine Komponenten des Entsperrelements auf der ungeschützten Seite, wodurch diese nicht dem Vandalismus ausgesetzt sind und auch für Angriffe nur noch eine kleine Angriffsfläche bieten. Auch Verbindungsdrähte zwischen dem Lese- und Auswertegerät im ungeschützten Bereich und dem im geschützten Bereich untergebrachten Entsperrelement entfallen, wodurch der mechanische Aufbau des Schlosses einfacher gestaltet werden kann.
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Das Entsperrelement kann ferner individuell auf den Einsatzort abgestimmt werden und als elektronischer Schließzylinder, elektronischer Beschlag, elektronisches Schloss oder elektronischer Türsummer ausgebildet sein. Die Schnittstelle zum Lese- und Auswertegerät kann hierbei in allen Fällen durch eine Funkverbindung realisiert werden. Dadurch ist es möglich, ein standardisiertes Lese- und Auswertegerät mit allen Arten von Entsperrelementen zu koppeln, da lediglich die entsprechende Schnittstelle im Lese- und Auswertegerät angepasst werden muss.
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Im Übrigen kann die Lese- und Auswertelektronik unverändert von Geräten übernommen werden, die über eine andere Schnittstelle oder auch galvanisch mit einem Türsummer verbunden sind. Fortschritte oder Änderungen in der Technologie von Datenträger und Lese- und Auswertegerät sind ohne Änderungen der elektronischen und mechanischen Entwicklung des Entsperrelements einfach durch Modifizierung des separaten Lese- und Auswertegeräts möglich. Zum Betrieb des Lese- und Auswertegerätes lassen sich Standardbatterien oder Standardakkus einsetzen, die auch vom Nutzer wechselbar sind. Bauliche Einschränkungen, wie sie beim Entsperrelement bestehen, müssen nicht berücksichtigt werden. Dementsprechend kann das Lese- und Auswertegerät auch mit einem leistungsstarken Leser ausgestattet werden, der einen größtmöglichen Leseabstand des Datenträgers von der Leseantenne ermöglicht. Auch lässt sich das Lese- und Auswertegerät einfacher in ein Netzwerk einbinden, da die Kabelführung entweder stationär erfolgen kann oder ein Zugang über eine WLan-Schnittstelle verträglich mit der verfügbaren Energie aus der Batterie oder dem Akku erscheint.
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Gemäß einer Weiterbildung kann die Funkverbindung einen im Lese- und Auswertegerät angeordneten NF-Sender und einen im Entsperrelement angeordneten NF-Empfänger umfassen, wobei vom Lese- und Auswertegerät zum Entsperrelement ein einen Aktor des Entsperrelements steuerndes Freigabesignal übertragbar ist.
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Der Vorteil einer Funkverbindung im NF-Bereich besteht darin, dass die Funksignale eine große Eindringtiefe besitzen und daher auch von abschirmenden Metallteilen nur wenig gedämpft werden. Die Umgebung und der Aufbau einer Tür bzw. eines Türrahmens sind daher für die Stabilität und Reichweite der Funkverbindung unproblematisch.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass für den Stand-by-Betrieb des NF-Empfängers im Entsperrelement nur ein geringer Ruhestrom erforderlich ist und somit dessen Batterie oder Akku in Zeiten fehlender Aktivität des Aktors nur wenig belastet wird.
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Die Funkverbindung kann auch einen im Lese- und Auswertegerät angeordneten NF-Sender, einen im Entsperrelement angeordneten NF-Empfänger sowie einen im Entsperrelement angeordneten UHF-Sender und einen im Lese- und Auswertegerät angeordneten UHF-Empfänger umfassen. Dabei wird im NF-Bereich vom Lese- und Auswertegerät zum Entsperrelement ein den UHF-Sender des Entsperrelements aktivierendes codiertes Wecksignal übertragen und wenigstens im UHF-Bereich werden Authentifizierungsdaten sowie Steuer- und Statusdaten übertragen. Nach gültiger Authentifizierung kann ein einen Aktor des Entsperrelements steuerndes Freigabesignal übertragen oder generiert werden.
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Weiterhin kann die Funkverbindung in einem Lese- und Auswertegerät angeordneten NF-Sender, einen im Entsperrelement angeordneten NF-Empfänger sowie jeweils einen im Lese- und Auswertegerät sowie im Entsperrelement angeordneten UHF-Transceiver umfassen. Dabei werden im NF-Bereich vom Lese- und Auswertegerät zum Entsperrelement ein den UHF-Transceiver des Entsperrelements aktivierendes codiertes Wecksignal und im UHF-Bereich Authentifizierungsdaten sowie Steuer- und Statusdaten übertragen, wobei nach gültiger Authentifizierung ein einen Aktor des Sperrelements steuerndes Freigabesignal übertragbar oder generierbar ist.
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Während bei einem Freigabesignal im NF-Bereich keine Sicherheit gegen Manipulation möglich ist, erhöht die zusätzliche einseitige oder wechselweise Übertragung von Authentifizierungsdaten im UHF-Bereich die Sicherheit gegen Manipulation erheblich. In diesem Fall wird durch das codierte NF-Signal der UHF-Sender oder -Transceiver im Entsperrelement aktiviert und anschließend werden Authentifizierungsdaten wenigstens im UHF-Bereich übertragen.
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Bei einer bidirektionalen Variante mit UHF-Transceivern hat ein zusätzlicher NF-Kanal trotzdem Vorteile. Da ein UHF-Empfänger nämlich im Stand-by-Betrieb wesentlich mehr Energie benötigt als ein NF-Empfänger, wird durch diese Maßnahme der Energiebedarf reduziert und der UHF-Transceiver nur dann zugeschaltet, wenn er benötigt wird. Im UHF-Bereich hingegen ist der Austausch komplexer Authentifizierungsdaten bidirektional schneller möglich als im NF-Bereich, so dass dieses Sicherheitsmerkmal ohne große Verzögerungszeit für den Nutzer ablaufen kann. Die UHF-Transceiver können ferner zur Übertragung von Steuer- und Statusdaten verwendet werden, z. B. um das Entsperrelement in einen Zustand der Dauerfreigabe zu versetzen oder die Dauerfreigabe aufzuheben. Ferner ist es möglich, umgekehrt vom Entsperrelement Statusdaten zum Lese- und Auswertegerät zu übermitteln.
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Gemäß einer Weiterbildung kann das Entsperrelement Statussensoren aus der Menge Sensoren für Batteriezustand, Tür-, Fallen- und Riegelpositionen umfassen und die Statusinformationen über die Funkverbindung zum Lese- und Auswertegerät übertragen.
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Dadurch kann beispielsweise eine zur Neige gehende Batterie rechtzeitig erkannt und ausgetauscht werden. Ferner können Informationen erhalten werden, die den Status von Tür-, Fallen- und Riegelpositionen umfassen und diese Informationen können protokolliert werden, sei es im Lese- und Auswertegerät oder in einer Zentrale, die mit dem Lese- und Auswertegerät über eine Netzwerkschnittstelle verbunden ist. Das Lese- und Auswertegerät kann durch einen Akku oder eine Batterie mit Energie versorgt werden und einen Näherungssensor aufweisen, mittels dem es aktivierbar ist.
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Bei dieser Lösung lässt sich der Energiebedarf des Lese- und Auswertegerätes verringern. Dies geschieht dadurch, dass eine Annäherung an das Lese- und Auswertegerät durch einen Näherungssensor erfasst wird und daraufhin je nach Bedarf die übrigen Komponenten des Lese- und Auswertegerätes aktiviert werden. Der Datenträgerleser als größter Energieverbraucher wird nach dem Lesevorgang möglichst schnell wieder abgeschaltet.
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Das Lese- und Auswertegerät kann eine Echtzeituhr sowie einen Ereignisspeicher umfassen, in dem Zugangswünsche und Türereignisse mit Echtzeitmarken verknüpft speicherbar sind.
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Dadurch lassen sich alle relevanten Zustands- und Ereignisdaten protokollieren.
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Das Lese- und Auswertegerät kann einen Speicher für Datenträgernummern verknüpft mit Berechtigungsdaten sowie einen Vergleicher mit gelesenen Datenträgernummern aufweisen.
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Eine Zugangsberechtigung kann so durch Lesen von Kartennummern ausgewertet werden, wobei der Umfang der Berechtigung durch die gespeicherten Daten im Lese- und Auswertegerät abgelegt ist und jeweils durch Vergleich eine Berechtigung erteilt oder verweigert wird.
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Das Lese- und Auswertegerät kann eine Netzwerkschnittstelle zur Übermittlung von Zustandsinformationen und Zugangswünschen an eine Zentrale oder zum Update des internen Speichers mit aktualisierten Datenträgernummern verknüpft mit Berechtigungsdaten umfassen.
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Durch die Netzwerkverbindung können Zustands- und Ereignisinformationen fern abgefragt werden und ebenso der Umfang von Berechtigungsdaten durch Fernwartung aktualisiert werden.
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Alternativ kann der Datenträger in einem erweiterten Speicherbereich Zugangsdaten aufweisen, über die das Lese- und Auswertegerät steuerbar ist.
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Bei einer solchen, als Network an Card bezeichneten Lösung benötigt das Lese- und Auswertegerät keinen eigenen Speicher für Berechtigungsdaten, sondern die Berechtigung erfolgt vielmehr über entsprechende Befehle und Einträge auf der Berechtigungskarte, die dann vom Lese- und Auswertegerät umgesetzt werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.
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In der Zeichnung zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Türsicherheitssystems aus einem Lese- und Auswertegerät sowie einem Entsperrelement,
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Das in 1 dargestellte Türsicherungssystem umfasst ein Lese- und Auswertegerät 10 sowie ein Entsperrelement 12. Während das Entsperrelement 12 in der Tür oder im Türrahmen angeordnet ist und dazu dient, den Schließmechanismus der Tür bei einem berechtigten Zugangswunsch freizugeben, ist das Lese- und Auswertegerät 10 abgesetzt vom Entsperrelement im ungeschützten Bereich auf der Tür oder an der Wand angeordnet. Der schematische Aufbau des Entsperrelements 12 ist bei den möglichen Ausführungen gleich, lediglich die Ausgestaltung des Aktors ist an den Schließmechanismus angepasst. Bei einer Anordnung im Schließblech ist der Aktor als Türsummer ausgestaltet, während er bei einer Anordnung im Schloss der Tür als Kupplungselement ausgebildet ist, mit dem eine Klinke mit den Betätigungsorganen einer Falle und/oder eines Riegels gekuppelt wird oder bei einer Anordnung in einem Profilzylinder der Aktor einen Mitnehmer steuert, der seinerseits bei Aktivierung und Drehung eines Knaufes Falle und Riegel betätigen kann.
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Im Einzelnen umfasst das Lese- und Auswertegerät 10 einen Prozessor 14, an den ein Datenträgerleser 18 angeschlossen ist. Im vorliegenden Fall handelt es sich um einen RFID-Leser, in dessen Lesebereich ein Datenträger 30 eingeführt wird, worauf die in einem Speicher 32 abgelegten Daten gelesen werden können.
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Es besteht nun die Möglichkeit, eine gelesene Datenträgernummer mit in einem Speicher 26 abgelegten Daten aus einer zulässigen Datenträgernummer und Berechtigungsdaten zu vergleichen und im Falle eines gewährbaren Zugangswunsches durch den Prozessor 14 ein Steuersignal an das Entsperrelement 12 zu übermitteln und dessen Aktor 36 zu aktivieren. Dies geschieht, indem zunächst über einen NF-Sender 22 ein codiertes Wecksignal im Bereich von 8 KHz an einen NF-Empfänger 38 im Entsperrelement gesendet wird, das die im Entsperrelement 12 befindlichen Komponenten in Betriebsbereitschaft setzt. Durch Codierung des Wecksignals sollen Fehlereinflüsse durch andere NF-Signale vermieden werden. Nachdem die Betriebsbereitschaft hergestellt wurde, wird nun zwischen den Prozessoren 14 im Lese- und Auswertegerät sowie 34 im Entsperrelement durch Austausch verschlüsselter Informationen über den Transceiver 24 und 40 im UHF-Bereich eine Authentifizierung durchgeführt.
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Mit dieser Authentifizierung wird erreicht, dass eine gegen Manipulation und Missbrauch weitgehend geschützte Kommunikation zwischen dem Lese- und Auswertegerät und dem Entsperrelement durchgeführt wird und der Aktor 36 des Entsperrelements nicht durch ein einfaches Funksignal von einem nicht Berechtigten aktiviert werden kann. Anstelle eines Vergleichs von im Speicher 26 gespeicherten Daten mit einer Datenträgernummer des Datenträgers 30 können in einem erweiterten Bereich des Speichers 32 des Datenträgers 30 auch Berechtigungsdaten abgelegt sein, die ohne Speichervergleich direkt im Prozessor 14 für entsprechende Zugangswünsche genutzt werden. Der Ablauf der Kommunikation zwischen dem Lese- und Auswertegerät 10 und dem Entsperrelement 12 ist jedoch gleich.
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Die Nutzung eines NF-Kanals für eine Übertragung des Wecksignals vom Sender 22 zum Empfänger 38 und eines weiteren Kanals im UHF-Bereich für Authentisierungssignale sowie Steuer- und Zustandssignale zwischen dem Transceiver 24 und dem Transceiver 40 liegt daran, dass für den Stand-by-Betrieb ein Empfänger im Niederfrequenzbereich zweckmäßiger ist, da er dann weniger Energie verbraucht, für Authentifizierung hingegen ein Transceiver im UHF-Bereich, da dieser eine größere Bandbreite für eine schnelle Übertragung der Signale besitzt, so dass der Nutzer nach Einführen des Datenträgers 30 in den Lesebereich des Datenträgerlesers 18 möglichst schnell Zugang erhält. Beim Austausch der Authentifizierungsdaten im schmalbandigen NF-Bereich würde der Authentisierungsvorgang wesentlich länger dauern und damit die Zeit zwischen Vorhalten des Datenträgers und Aktivierung des Aktors unzumutbar lange dauern.
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Eine Beschränkung ausschließlich auf den UHF-Bereich wäre allerdings nicht sinnvoll, da UHF-Empfänger einen höheren Ruhestrom benötigen und damit die Batterie 42 übermäßig belasten würde.
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Um Kosten zu reduzieren, ist es allerdings auch möglich, Authentifizierungsdaten vom Lese- und Auswertegerät 10 zum Entsperrelement 12 ebenfalls im NF-Bereich vom Sender 22 zum Empfänger 38 zu senden und für den Rückkanal im UHF-Bereich nur einen Sender statt eines Transceivers 40 im Entsperrelement 12 zu verwenden. Damit wäre noch eine akzeptable Geschwindigkeit für den Authentifizierungsprozess erreichbar, dafür aber weniger Bauteile weniger Kosten und ein geringerer Energieverbrauch im Entsperrelement 12 nötig.
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Um auch eine Batterie 16 im Lese- und Auswertegerät 10 möglichst stromsparend zu betreiben, ist der Datenträgerleser 18 nicht ständig in Betrieb, sondern wird nur bei Annäherung und Anschalten des Lese- und Auswertegeräts 10 durch einen passiven Infrarotsensor 20 aktiviert. Gleiches gilt auch für andere Komponenten im Lese- und Auswertegerät, die nur bedarfsweise eingeschaltet werden müssen.
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Im Lese- und Auswertegerät 10 ist außerdem eine Echtzeituhr 28 angeordnet, die es ermöglicht, im Datenträger 30 gespeicherte Daten auf zeitliche Gültigkeit zu überprüfen oder Ereignisse mit Zeitmarken zu versehen und beispielsweise im Speicher 26 abzuspeichern oder über eine WLan-Schnittstelle 46 und ein angeschlossenes Netzwerk an eine hier nicht dargestellte Zentrale zu übermitteln. Neben Ereignissen, wie Zugangswünschen, die im Lese- und Auswertegerät 10 generiert werden, können mittels eines Sensors 44 im Entsperrelement auch Zustände und Ereignisse erfasst und im UHF-Bereich zum Lese- und Auswertegerät übertragen werden. Hierbei kann es sich um Zustände wie Batterieladung, Türstatus, Fallen- und Riegelstatus der Tür handeln. In diesem Falle ist der hier als Sensor 44 dargestellte Sensor in mehrere Sensoren für die einzelnen Statusangaben unterteilt.
