DE102015009199A1

DE102015009199A1 - Personenselektives Verfahren der Zutrittskontrolle

Info

Publication number: DE102015009199A1
Application number: DE102015009199.9A
Authority: DE
Inventors: Jörgen Betz; Marcus Wongturan; Klaus Meister
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-07-15
Filing date: 2015-07-15
Publication date: 2017-01-19

Abstract

Vorgestellt wird ein personenselektives Verfahren der Zutrittskontrolle zwischen mindestens einem portablen Gerät und einem Schließsystem. Das portable Gerät weist Sendemittel auf, die für eine induktive Kopplung von NFC-Signalen ausgelegt sind. Unter Ausnutzung parasitärer Effekte des Sendemittels wird bei Aussendung eines NFC-Signals kapazitive Kopplung bewirkt. Über den Körper und/oder die Körperoberfläche des Trägers des portablen Geräts erfolgt kapazitive Übertragung auf eine Koppelfläche des Schließsystems. Außerdem verfügen portables Gerät und Schließsystem über Sende- und Empfangsmittel für Bluetooth-Signale. Nach einem Weckvorgang, der durch Berühren oder Betätigen des Schließsystems durch den Benutzer ausgelöst wird, wird eine Bluetooth-Verbindung zwischen Schließsystem und portablem Gerät hergestellt. Anschließend sendet das portable Gerät mindestens ein NFC-Signal aus, welches kapazitive Kopplung bewirkt. Kann das Schließsystem dieses kapazitive Signal als Pegeländerung detektieren, ist dies der Beleg, dass der Träger des portablen Geräts jene Person ist, die aktuell das Schließsystem berührt oder betätigt. Über die Bluetooth-Verbindung werden Identifikationsmerkmale und Informationen zwischen portablem Gerät und Schließsystem ausgetauscht, um zu prüfen, ob eine gültige Zutrittsberechtigung des portablen Geräts vorliegt. Vorgestellt wird ein alternatives personenselektives Verfahren der Zutrittskontrolle. Die angestrebte Personenselektivität wird durch Abgleich aufgesprochener akustischer Signale des Benutzers mit gespeicherten digitalisierten akustischen Signalen des Benutzers erreicht. Die Klärung der gültigen Zutrittsberechtigung des portablen Geräts erfolgt durch Bluetooth-Übertragungen wie im ersten Verfahren. Dieses Verfahren hat einen zusätzlichen Vorteil: es klärt nicht nur, ob der Benutzer, der das Schließsystem betätigt und ein Passwort aufspricht, jener Benutzer ist, der das portable Gerät trägt, sondern klärt zusätzlich, ob der Benutzer zur Nutzung des portablen Geräts berechtigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur personenselektiven Zugangskontrolle mittels der Übertragung von Informationen und/oder Daten unter Verwendung mindestens eines Schließsystems und mindestens eines portablen, von einem Benutzer getragenen Geräts.
Unter „Schließsystem” verstehen wir grundsätzlich jede Einheit, die auf Anforderung bei Vorliegen einer gültigen Berechtigung einen Zutritt erlaubt – also z. Bsp. elektronische Schließzylinder, elektronische Beschläge, Steuergeräte mit Eingabeeinheiten usw. Mit dem Begriff „portables Gerät” bezeichnen wir jede tragbare mobile Einheit, die mittels Sende- und Empfangsmitteln über drahtlose Kommunikationsverbindungen Daten austauschen kann und die im Rahmen unserer Schrift auch Träger von Zutrittsberechtigungs-Daten sein kann. Dies können reine Funkschlüssel sein – also tragbare mobile Einheiten, die mittels Sende- und Empfangsmitteln über drahtlose Kommunikationsverbindungen Zutrittsberechtigungs-Daten und Systeminformationen austauschen – aber beispielsweise auch Smartphones, Tablets oder ähnliches, die additiv mit Software bzw. spezifischen Apps ausgestattet sind.
In den letzten 20 Jahren wurden zunehmend mechatronische Systeme zur Prüfung der Zutrittsberechtigung eingesetzt, bei denen Nutzer Magnetkarten, Chipschlüssel, Chipkarten oder Transponder als Berechtigungsträger mit sich führen. Diese mechatronischen Systeme sind sehr viel leistungsfähiger als die mechanischen, erlauben flexible Anpassungen der Schließberechtigungen an den sich aktuell ändernden Bedarf und ermöglichen zeitgesteuerte Nutzungen und Protokollierungen der erfolgten Zutritte. Aber auch bei ihnen müssen körperliche Berechtigungsträger mitgeführt werden, die vergessen, verloren oder verlegt werden können und die zur Erlangung des Zutritts aus Kleidung, Taschen oder Geldbeuteln entnommen und in Leseeinheiten eingeführt oder vor Leseeinheiten gehalten und anschließend wieder verstaut werden müssen.
Durch die weltweite Verbreitung von Mobilfunkendgeräten in den letzten Jahren wurde auch die Verwendung dieser Geräte als Berechtigungsträger und zur Prüfung von Zutrittsberechtigungen in Erwägung gezogen. Der riesenhafte Erfolg der Smartphones und die zu beobachtende Identifikation der Nutzer mit ihren Smartphones lässt solche Gedanken weiter reifen. Je mehr das ständige Mitführen eines Smartphones für die Nutzer zur Selbstverständlichkeit wird, desto mehr bietet sich die Idee an, solche Smartphones auch als Berechtigungsträger für Zutritte einzusetzen. Warum noch separate Chipkarten oder Transponder verwenden, wenn doch das Smartphone sowieso mitgeführt wird?
Besonders im Kfz-Bereich sind elektronische Schließsysteme bekannt, die sich mit sogenannten Funkschlüsseln betätigen lassen. Solche Schließsysteme verfügen jeweils über eine Sende/Empfangseinheit. Sendet ein Funkschlüssel Anforderungssignale – oftmals ausgelöst durch eine manuelle Betätigung des Schlüsselinhabers am Schlüssel – an die Sende/Empfangseinheit eines Schließsystems, nimmt dieses eine drahtlose Kommunikationsverbindung mit dem Funkschlüssel auf, um das Vorliegen einer Zutrittsberechtigung des Funkschlüssels zu prüfen. Dazu sendet der Funkschlüssel Datensignale. Stellt das Schließsystem Vorliegen einer gültigen Berechtigung fest, erhält der Funkschlüssel eine Zutrittsfreigabe.
In der DE19738938A1 wird ein elektronisches Schließsystem vorgestellt, welches mit einem aktiven Transponderschlüssel betätigt wird. Dieser wird dicht vor das Schließsystem gehalten und sendet einen Identitätscode an das Schließsystem, der vom Schließsystem geprüft wird. Liegt eine gültige Berechtigung vor, kann der Schlüsselträger durch Betätigung des Außenknaufs des Schließsystems Zutritt erlangen.
Die zunehmende Verbreitung solcher Systeme führt am Markt zu dem Wunsch, mit größeren Reichweiten der Funkverbindung arbeiten zu können: dies würde den Nutzern erlauben, bei Zutrittsbegehr den Schlüssel bzw. das portable Gerät mit der Zutrittsberechtigung nicht mehr aus der Tasche ziehen zu müssen, um ihn direkt am Schließsystem vorzuhalten. Stattdessen kann der Funkschlüssel bzw. das portable Gerät bei Annäherung des Nutzers an die Tür in der Tasche des Schlüsselträgers verbleiben und die Kommunikation zwischen Schließsystem und Schlüssel erfolgt in für den Nutzer komfortabler Weise ohne Herausziehen des Schlüssels. Für diesen Ablauf hat sich die Bezeichnung „handsfree” eingebürgert. Besser wäre allerdings die Bezeichnung „handsfree key”. Denn nur die Nutzung des Schlüssels selbst bleibt „handsfree”. Zur Öffnung des Schließsystems hingegen muss der Nutzer üblicherweise noch einen Drehknauf drehen oder einen Türdrücker betätigen.
Der Einsatz solcher Systeme mit größerer Kommunikationsreichweite führt allerdings zu Auswahlproblemen, sobald sich mehrere Personen mit Funkschlüsseln bzw. portablen Geräten in Kommunikationsreichweite des Schließsystems befinden.
Es kann geschehen, dass bei der Selektion der Nutzer Fehler geschehen: so ist es denkbar, dass das Schließsystem einem an sich berechtigten Nutzer bzw. seinem Funkschlüssel eine Zutrittsfreigabe erteilt, obwohl dieser Nutzer zu diesem Augenblick nur zufällig am betroffenen Schließsystem vorbeigeht und aktuell überhaupt keinen Zutritt wünscht. So könnte es geschehen, dass ein unberechtigter Dritter diesen Sachverhalt nutzt und unberechtigten Zutritt erlangt.
Es könnte auch geschehen, dass mehrere Berechtigte sich vor dem Schließsystem befinden, dass das Schließsystem einen der Nutzer zur Kommunikation auswählt und ihm Zutrittsfreigabe erteilt, dass aber ein anderer Berechtigter tatsächlich den Zutritt nutzt. Bei einer eventuellen Protokollierung der gewährten Zutritte würden in beiden vorgenannten Fällen falsche Zutrittsidentitäten erfasst.
So ergibt sich ein Dilemma: aus Komfortgründen wäre eine Informationsübertragung mit hoher Reichweite (> 50 cm) erstrebenswert, weil sich dann der Benutzer mit einer bequemen handsfree-Lösung Zugang verschaffen könnte. Andererseits kann nur durch eine Übertragung mit geringer Reichweite (wenige cm) sichergestellt werden, dass nur jener Person Zutritt gewährt wird, die jenen Funkschlüssel bzw. jenes portable Gerät mit sich führt, dem Zutrittsfreigabe gewährt worden ist.
Somit kommt es idealerweise darauf an, Lösungen zu finden, die mit hoher Reichweite arbeiten und somit handsfree-Nutzung ermöglichen, die aber trotzdem „personenselektiv” wirken. Gemäß unserer Definition wirkt ein Verfahren dann „personenselektiv”, wenn es sicherstellen kann, dass nur jener Person Zutritt gewährt wird, die jenen Funkschlüssel bzw. jenes portable Gerät mit sich führt, dem Zutrittsfreigabe gewährt worden ist.
Ein solches bekanntes drahtloses System der Informationsübertragung beruht auf einer kapazitiven Kopplung zwischen einem portablen Gerät und einem Schließsystem über den menschlichen Körper. Solche Systeme werden bspw. in der US-Patentschrift 4,591,854 , der US-Patentschrift 5,914,701 und der US-Patentschrift 5,796,827 offenbart. Ein Benutzer trägt das portable Gerät handsfree bei sich. Das Gerät verfügt über Sendemittel für kapazitive Übertragung. Sobald diese senden und der Benutzer eine mit dem Schließsystem verbundene Kopplungsfläche berührt, fließt Information. Auf diese Weise kann ein Zugangscode übertragen und somit eine handsfree-key-Nutzung personenselektiv realisiert werden. Nachteilig an diesem System ist das schlechte Signal-Rauschverhältnis, was Qualität und Quantität der Informationsübertragung stark beeinträchtigt.
Zur Lösung dieser Problematik wird in der EP 1 929 673 B1 eine Übertragung über zwei Kommunikationskanäle vorgeschlagen. Zu diesem Zweck verfügt das portable Gerät über ein Paar von Elektroden und Steuermittel zum Anlegen einer Wechselspannung für die kapazitive Informationsübertragung zwischen portablem Gerät und Schließsystem über einen ersten Kommunikationskanal. Außerdem verfügt das portable Gerät über eine RFID-Antenne und über einen aktiven oder passiven RFID-Transponder und daran gekoppelt eine RFID-Antenne zum Übertragen von Informationen zwischen Schließsystem und portablem Gerät über einen zweiten Kommunikationskanal, wobei Informationen über den ersten und den zweiten Kommunikationskanal übertragen werden und wobei über den ersten Kommunikationskanal und/oder über den zweiten Kommunikationskanal vom portablen Gerät an das Schließsystem übermittelte Daten mit im Schließsystem gespeicherten Daten abgeglichen werden und bei einer gewünschten Übereinstimmung der Benutzer zum Zutritt zu einem Objekt berechtigt wird.
Kennzeichnend für diese Lösung ist, dass das portable Gerät für Übertragungen im ersten Kommunikationskanal mit einem Paar von Elektroden und mit Steuermitteln zum Anlegen einer Wechselspannung für die kapazitive Informationsübertragung zwischen portablem Gerät und Schließsystem ausgestattet sein muss. Und dass es für Übertragungen im zweiten Kommunikationskanal „über eine RFID-Antenne und über einen aktiven oder passiven RFID-Transponder und daran gekoppelt eine RFID-Antenne” verfügen soll. Will man aber serienmäßige Smartphones, Tablets oder ähnliches als portable Geräte einsetzen, ergibt sich als Nachteil der geschilderten Lösung, dass Smartphones, Tablets oder ähnliches serienmäßig nicht mit den oben aufgeführten Sendemitteln für die kapazitive Übertragung ausgestattet sind.
In der WO2013130396A2 wird ein elektronisches Gerät beschrieben, das ein Element besitzt, welches einerseits für eine NFC-Kommunikation verwendet werden kann und andererseits zur Erfassung von sensorischen Daten verwendet werden kann. Dieses Element besteht beispielsweise aus leitfähigen Strukturen, die je nach Konfiguration eine Elektrode für eine kapazitive Kopplung oder eine Spule für induktive Kopplung bilden, beispielsweise in Form einer Leiterschleife. Bei kapazitiver Konfiguration des Elements ist es möglich, sensorische Daten – wie beispielsweise einen Fingerabdruck oder eine Berührung zu erfassen. Weiterhin kann das Element für eine kapazitiv gekoppelte NFC-Kommunikation genutzt werden, da in dieser Konfiguration eine Elektrode gebildet wurde, die bei der induktiven Konfiguration nicht zur Verfügung steht. Bei der kapazitiven Konfiguration benötigt auch der Kommunikationspartner ebenfalls eine Elektrode für eine kapazitive Kommunikation. Bei induktiver Konfiguration des Elements wird eine induktiv gekoppelte NFC-Kommunikation ermöglicht, wobei der Kommunikationspartner ebenfalls über induktive Mittel für die Kommunikation verfügen muss. Somit ist eine Kommunikation nicht möglich, wenn das Element kapazitiv konfiguriert ist und der Kommunikationspartner nur über Mittel für eine induktive Kopplung verfügt oder wenn das Element induktiv konfiguriert ist und der Kommunikationspartner nur über Mittel für eine kapazitive Kopplung verfügt. Im vorgestellten elektronischen Gerät, das wohl ein Apple-Smartphone beschreibt, wird für die NFC-Kommunikation via kapazitiver Kopplung ein Mittel verwendet, das über eine bzw. zwei Elektroden verfügt.
In den meisten Smartphones, die gegenwärtig am Markt verbreitet sind, ist jedoch keine Elektrode vorhanden, um eine NFC-Kommunikation via kapazitiver Kopplung zu realisieren. Will man also mit solchen Smartphones durch Aussendung von NFC-Signalen eine kapazitive Kopplung erzeugen, muss man eine Lösung finden, die von der in der WO 2013130396 A2 dargestellten Lösung abweicht.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur handsfree-key Informationsübertragung zwischen einem zutrittsberechtigten portablen Gerät und einem Schließsystem darzustellen, das

1. personenselektiv wirkt – also sicherstellt, dass der Benutzer, der das Schließsystem betätigt, auch jener Benutzer ist, der das zutrittsberechtigte portable Gerät bei sich trägt und
2. die Durchführung dieses Verfahrens mit serienmäßig am Markt angebotenen Smartphones, Tablets oder ähnlichen Geräten ermöglicht, die mit Sendemitteln für induktive Kopplung von NFC-Signalen ausgestattet sind.

Als Lösung der Aufgabe werden zwei voneinander unabhängige Verfahren vorgestellt:
In Lösung 1 stellen wir ein Verfahren vor, das durch kapazitive Kopplung zwischen portablem Gerät und Schließsystem personenselektiv wirkt und das es ermöglicht, für die benötigte kapazitive Kopplung auch serienmäßige Smartphones, Tablets oder ähnliche Geräte als portables Gerät zu nutzen, die nur mit Sendemitteln für die induktive Kopplung von NFC-Signalen – also ohne ergänzende Elektroden – ausgestattet sind.
In Lösung 2 beschreiben wir ein Verfahren, das durch Abgleich zwischen eingegebenen und gespeicherten akustischen Signalen personenselektiv wirkt und das mit serienmäßigen Smartphones, Tablets oder ähnlichen Geräten genutzt werden kann.
Lösung 1
Als Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zur Zugangskontrolle vorgestellt, wobei Informationen und/oder Daten zwischen Schließsystem und portablen Geräten übertragen werden. Die portablen Geräte sind Berechtigungsträger und werden von Benutzern getragen. Als portable Geräte können Funkschlüssel eingesetzt werden. Ausgestattet mit spezifischer Software bzw. Apps können aber auch serienmäßige Smartphones, Tablets oder ähnliches eingesetzt werden.
Portable Geräte und Schließsystem sind mit Sende- und Empfangsmitteln für Bluetooth-Signale ausgestattet. Zusätzlich sind die portablen Geräte erfindungsgemäß mit Sendemitteln ausgestattet, die für eine induktive Kopplung von NFC-Signalen ausgelegt sind – bestehend aus einem Schwingkreis, beispielsweise aus einem Kondensator mit Spule oder einer Dipolantenne. So sind z. Bsp. Smartphones und Tablets serienmäßig mit Sende- und Empfangsmitteln für NFC-Signale ausgerüstet.
Nach einem Weckvorgang, der z. Bsp. durch Betätigung des Schließsystems ausgelöst werden kann, wird eine Bluetooth-Verbindung zwischen Schließsystem und mindestens einem portablen Gerät hergestellt. Nach Herstellung der Bluetooth-Verbindung sendet das portable Gerät mindestens ein NFC-Signal. Trägt der Benutzer das portable Gerät nahe genug an seinem Körper, wird das NFC-Signal mittels kapazitiver Kopplung übertragen. Dabei wird die kapazitive Kopplung unter Ausnutzung parasitärer Effekte des NFC-Sendemittels realisiert.
Unter „parasitärem Effekt” verstehen wir eine aufgrund von physikalischen Effekten resultierende Eigenschaft einer Schaltung, die nicht in direktem Zusammenhang mit der gewünschten Funktion der Schaltung steht. In unserem Fall ist die Schaltung das Sendemittel für NFC-Signale innerhalb des portablen Geräts, welches für eine induktive Kopplung ausgelegt ist. Wobei die Schaltung jedoch die Eigenschaft besitzt, eine kapazitive Kopplung des NFC-Signals zu ermöglichen – bedingt durch parasitäre Effekte. Für die Übertragung des NFC-Signals vom portablen Gerät zum Schließsystem nutzen wir also die Eigenschaft, dass das NFC-Signal des portablen Geräts kapazitiv gekoppelt wird.
Unter Nutzung des Körpers und/oder von Körperteilen und/oder der Körperoberfläche des Benutzers wird eine kapazitive Übertragung bewirkt, die vom Schließsystem empfangen werden kann, sobald der Benutzer während des Betätigungsvorgangs eine dem Schließsystem zugeordnete bzw. im Schließsystem integrierte Kupplungsfläche berührt. Die durch die kapazitive Übertragung erhaltene Information kann als Pegeländerung detektiert oder decodiert werden. In beiden Fällen wird der gewünschte Zweck der Personenselektivität erfüllt: denn die durch die kapazitive Übertragung erhaltene Information bestätigt, dass der Benutzer, der die Öffnungsbetätigung am Schließsystem durchführt auch tatsächlich jener Benutzer ist, der das zutrittsberechtigte portable Gerät an seinem Körper trägt.
Die Zutrittsberechtigung des portablen Geräts am betroffenen Schließsystem wird – unabhängig von der kapazitiven Übertragung – im Rahmen der Übertragung von Informationen und/oder Daten im Bluetooth-Übertragungskanal zwischen portablem Gerät und Schließsystem geprüft. Diese Prüfung per Bluetooth-Übertragung kann wahlweise vor, nach oder parallel zur kapazitiven Übertragung erfolgen. Wird im Rahmen der Bluetooth-Übertragung eine aktuell gültige Zutrittsberechtigung des portablen Geräts festgestellt, darf dem portablen Gerät trotzdem erst dann Zutrittsfreigabe gewährt werden, wenn das Schließsystem die zusätzliche Information durch die kapazitive Übertragung empfangen hat. Erst dann ist sichergestellt, dass der die Öffnung durchführende Benutzer das berechtigte portable Gerät mit sich trägt.
Es soll nochmals betont werden, dass das Verfahren der kapazitiven Kopplung ausdrücklich nicht dazu dienen soll, die Zutrittsberechtigung des portablen Geräts zu verifizieren. Diese wird ausschließlich im Rahmen der Bluetooth-Übertragung geklärt. Der Verfahrensteil der kapazitiven Kopplung dient nur dem Zweck der Personenselektion – also sicherzustellen, dass die Person, die das zutrittsberechtigte portable Gerät trägt gleichzeitig jene Person ist, welche die Öffnungsbetätigung am Schließsystem durchführt.
Durch Nutzung der parasitären Effekte der Sendemittel gelingt es, NFC-Sendemittel, die zur induktiven Kopplung von NFC-Signalen ausgelegt sind, zur Generierung einer kapazitiven Übertragung zu nutzen. So wird es möglich, auch beim Einsatz von serienmäßigen Smartphones, Tablets oder ähnlichen Geräten eine personenselektive Zutrittsfreigabe zu erreichen. Damit ist die Aufgabe der Erfindung erfüllt.
Soweit in dieser Schrift Sende- und Empfangsmittel für Bluetooth-Signale angesprochen werden, ist anzumerken, dass anstelle des Bluetooth-Systems der Einsatz alternativer Sende- und Empfangsmittel für Kurzstreckenfunk mit Reichweiten bis 100 m – z. Bsp. 868 MHz – ebenfalls möglich wäre. Bluetooth wird deshalb gewählt, weil serienmäßige Smartphones und Tablets heutzutage standardmäßig mit Sende- und Empfangsmitteln für Bluetooth ausgestattet sind und weil das Verfahren mit Seriengeräten absolviert werden soll.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei fehlender Detektion einer Pegeländerung oder fehlender Decodierung so lange eine Bluetooth-Verbindung zu einem weiteren portablen Gerät hergestellt, wie sich mindestens ein weiteres portables Gerät im Bluetooth-Sende-/Empfangsbereich des Schließsystems befindet. Kann das Schließsystem bei bestehender Bluetooth-Verbindung zu einem bestimmten portablen Gerät keine kapazitive Übertragung empfangen, wird davon ausgegangen, dass dieses bestimmte portable Gerät nicht von jenem Benutzer getragen wird, der aktuell durch Betätigung am Schließsystem versucht, Zutritt zu erlangen. Das Schließsystem lässt mit diesem bestimmten portablen Gerät keine Zutrittsfreigabe zu. Stattdessen wird – falls sich mindestens ein weiteres portables Gerät im Sendebereich befindet – mit einem zweiten portablen Gerät eine Bluetooth-Verbindung hergestellt, welches nun seinerseits ein NFC-Signal aussendet. Kann das Schließsystem auch in diesem Fall keine kapazitive Übertragung empfangen, werden sukzessiv so lange Bluetooth-Verbindungen zu weiteren portablen Geräten hergestellt, wie sich mindestens ein weiteres portables. Gerät noch im Sende-/Empfangsbereich befindet. Befindet sich schließlich kein weiteres portables Gerät im Sende-/Empfangsbereich, beendet das Schließsystem den Prüfprozess ohne Erteilung einer Zutrittsfreigabe.
Die Erfindung betrifft auch ein Schließsystem und ein portables Gerät. Das Schließsystem verfügt über einen Datenspeicher und ein Datenverarbeitungselement. Außerdem verfügt es über Sende- und Empfangsmittel für Bluetooth-Übertragungen. Zusätzlich ist dem Schließsystem für den Empfang kapazitiver Signale – mit dem menschlichen Körper und/oder Körperteilen und/oder der Körperoberfläche als Übertragungsmedium – eine leitfähige Kupplungsfläche zugeordnet, welche vorzugsweise – aber nicht notwendigerweise – metallisch ist: die leitfähige Fläche kann auch durch Kunststoff oder Glas geschützt sein. Der Benutzer kann sich Zutritt zu einem Objekt verschaffen, indem er zunächst die Kupplungsfläche berührt oder ein Körperteil in die Nähe der Kupplungsfläche bringt. Der Maximalabstand, bei welchem eine kapazitive Kopplung noch genügend ausgeprägt ist, liegt im Bereich von einigen cm – üblicherweise bis zu 10 cm.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Kupplungsfläche bei einem Drücker/Drücker-Beschlag dem außenseitigen Drücker und bei einem Doppelknaufzylinder dem außenseitigen Drehknauf des Schließsystems zugeordnet. Denn der Benutzer muss im Rahmen der üblichen Betätigung des Schließsystems sowieso entweder einen Drücker oder einen Drehknauf betätigen, um Zutritt zu erlangen. Besonders vorteilhaft ist, das Schließsystem mit einem Berührungssensor oder Drehsensor auszustatten und das Schließsystem durch Berührung oder Drehen am Drehknauf zu wecken. Dann ergibt sich ein für den Benutzer äußerst komfortabler Öffnungsablauf:

– Der Benutzer berührt Drücker bzw. Drehknauf, um das Schließsystem durch Drücken des Drückers oder Drehen am Drehknauf zu betätigen.
– Durch die Berührung bzw. Betätigung wird das Schließsystem geweckt.
– Bluetooth-Verbindung zwischen Schließsystem und portablem Gerät wird hergestellt
– Das portable Gerät sendet mindestens ein NFC-Signal aus.
– Ist der Benutzer der Träger des portablen Geräts, welches das NFC-Signal sendet, kann durch die Berührung der Kupplungsfläche des Schließsystems die kapazitive Übertragung empfangen werden.
– Verfügt das portable Gerät über eine aktuell gültige Zutrittsberechtigung, führt die vorherige, parallele oder nachfolgende Bluetooth-Übertragung zur Zutrittsfreigabe.

Die vorstehenden Abläufe können so schnell geschehen, dass sie vom Benutzer während seiner Betätigung nicht als Verzögerung wahrgenommen werden: der berechtigte Benutzer führt seine Betätigung über Drücker oder Drehknauf zu Ende und öffnet die Türe. Der berechtigte Benutzer kann sich also auf äußerst komfortable Weise Zutritt verschaffen. Er muss weder eine Karte noch einen Schlüssel hervorholen noch einen Code eingeben: er braucht für seinen Zutritt nur den Drücker betätigen oder den Drehknauf drehen und die Türe öffnen.
Noch komfortabler ist die Betätigung bei Steuergeräten oder bei Motorschlössern und ähnlichen selbsttätig aufsperrenden und verriegelnden Schließsystemen. Ist bei solchen Systemen die Kupplungsfläche für die kapazitive Übertragung kombiniert mit einem Berührungssensor, genügt – bei Vorliegen einer gültigen Zutrittsberechtigung – die reine Berührung der Kupplungs- bzw. Sensorfläche, um bei einem Steuergerät die Ansteuerung eines Relais oder bei motorischen Schließsystemen die automatische Entriegelung und Öffnung auszulösen.
Das portable Gerät verfügt über mindestens einen Datenspeicher und ein Datenverarbeitungselement sowie über Sende- und Empfangsmittel für Bluetooth-Signale. Zusätzlich verfügt es über Sendemittel, die für eine induktive Kopplung von NFC-Signalen ausgelegt sind – bestehend aus einem Schwingkreis, beispielsweise aus einem Kondensator und einer Spule oder einer Dipolantenne. Die für die Personenselektivität gewünschte kapazitive Kopplung wird unter Ausnutzung parasitärer Effekte des Sendemittels realisiert. Das portable Gerät wird vom Benutzer nahe am Körper getragen, um die gewünschte kapazitive Kopplung zu ermöglichen.
Das portable Gerät kann ein spezifisch für diesen Zweck entwickelter Funkschlüssel sein. Besonders attraktiv für Benutzer sollte es aber sein, ein serienmäßiges Smartphone, Tablet oder ähnliches als portables Gerät zu benutzen. Denn auch serienmäßige Smartphones, Tablets oder ähnliche Geräte verfügen über die vorstehend aufgeführte Ausstattung. Ausgestattet mit einer spezifischen Software bzw. App können diese Geräte alle vorbeschriebenen Abläufe absolvieren. Insofern genügt es, ein betriebsbereites berechtigtes Smartphone, Tablet oder ein ähnliches Gerät nah am Körper mit sich zu tragen und den Drücker zu betätigen oder den Drehknauf zu drehen, um äußerst bequem und komfortabel Zutritt zu erlangen.
Lösung 2:
In Anspruch 5 wird ein zweites alternatives personenselektives Verfahren zur Zugangskontrolle und/oder zur Verriegelung und Entriegelung von Schließsystemen vorgestellt, wobei Informationen und/oder Daten zwischen Schließsystem und portablen Geräten übertragen werden. Die portablen Geräte sind Berechtigungsträger und werden von Benutzern getragen. Als portable Geräte können Funkschlüssel eingesetzt werden. Ausgestattet mit spezifischer Software bzw. Apps können aber auch serienmäßige Smartphones, Tablets, Smartwatches oder ähnliches eingesetzt werden.
Portable Geräte, Schließsystem und eventuell alternativ oder ergänzend zum Schließsystem eingesetzte Eingabeeinheiten sind mit Sende- und Empfangsmitteln für Bluetooth-Signale ausgestattet. Zusätzlich sind portable Geräte und/oder Schließsystem und/oder Eingabeeinheiten mit Empfangs- und Auswertemitteln für akustische Signale ausgestattet, die vorzugsweise Schallwandler bzw. Mikrofon und Sprach- und Stimmenerkennungsmodul umfassen.
Nach einem Weckvorgang wird entweder durch das Schließsystem oder durch das portable Gerät eine Bluetooth-Verbindung zwischen Schließsystem und mindestens einem portablen Gerät hergestellt. Nach Herstellung der Bluetooth-Verbindung und eventuellem Austausch von Informationen und/oder Daten generiert der Nutzer akustische Signale – vorzugsweise durch das Sprechen eines Passwortes. Diese akustischen Signale werden vom Schließsystem oder von einer alternativ oder ergänzend eingesetzten Eingabeeinheit oder vom portablen Gerät empfangen. Die empfangenen akustischen Signale sollen mit gespeicherten Daten und/oder mit gespeicherten Daten des Benutzers abgeglichen werden.
Der Abgleich kann eine benutzerabhängige Stimmenerkennung – also eine Analyse von Phonetik, Klangfarbe, Tonhöhe, Sprechrhythmus usw. – oder eine benutzerunabhängige Spracherkennung – also eine Analyse nach Wortsinn bzw. Bedeutungsinhalt – oder eine Kombination aus beidem umfassen. Bei der Spracherkennung wird das vom Benutzer generierte akustische Signal analysiert, z. B. auf vorhandenen Wortsinn bzw. Bedeutungsinhalt, und die daraus ermittelten Worte bzw. Daten, mit Worten bzw. Daten verglichen, die zuvor definiert und abgespeichert worden sind. Dieser Art des Abgleichs ist benutzerunabhängig, das heißt jeder, der das definierte akustische Signal kennt, kann bei Besitz des portablen Gerätes das Schließsystem bedienen. Das heißt: der Besitz eines zum Zutritt berechtigten portablen Gerätes und des dazugehörigen „Sprachcodes”, erlaubt das Öffnen des Schließsystems. Das Verfahren zur Spracherkennung ist allgemein bekannt und muss daher nicht weiter ausgeführt werden. Darüber hinaus ist es bei der Spracherkennung möglich, dass bei Eingabe definierter akustischer Signale (Sprachcodes) verschiedene Aktionen vom Schließsystem ausgeführt werden können. So kann z. B. das Wort „öffnen” verwendet werden, um das Schließsystem zu öffnen, während z. Bsp. die Wörter „aktiviere Alarmanlage” verwendet werden könnten, um die Alarmanlage zu aktivieren. Dies lässt ein breites Spektrum von Anwendungsmöglichkeiten zu.
Durch die benutzerabhängige Stimmenerkennung kann das vom Benutzer generierte akustische Signal eindeutig einem Benutzer zugeordnet werden, indem es analysiert und mit abgespeicherten Daten abgeglichen wird. Das Verfahren zur Stimmenerkennung ist allgemein bekannt und muss daher nicht weiter ausgeführt werden. Im Gegensatz zur Spracherkennung lässt die Stimmenerkennung nicht die Möglichkeit verschiedener Aktionen zu, da bei diesen Verfahren keine Analyse von Wortsinn bzw. Bedeutungsinhalt gemacht wird. Der Benutzer kann bei jeder Bedienung des Schließsystems ein beliebiges akustisches Signal (Sprachcode) verwenden.
Vorteilhaft ist natürlich eine Kombination von Stimmenerkennung und Spracherkennung. Die Vorteile beider Verfahren vereinigen sich hier. Somit kann der Benutzer, der das akustische Signal generiert, eindeutig identifiziert werden und darüber hinaus durch verschiedene Sprachbefehle verschiedene Aktionen, beispielsweise im Schließsystem, erreichen. Dieses Verfahren ist zu bevorzugen.
Der Schallwandler kann sich im Schließsystem, in einer separaten Eingabeeinheit oder im portablen Gerät befinden. Vorteilhaft ist der Einsatz im Schließsystem oder in der separaten Eingabeeinheit, da durch die ortsabhängige feste Montage eine nahezu gleichbleibende Empfangsqualität gegeben ist, während sich das portable Gerät an unterschiedlichen Orten befinden kann, bspw. in Hosentasche oder Aktenkoffer und darüber hinaus der Schallwandler abgedeckt sein kann, was sich negativ auf die Empfangsqualität auswirkt. Die Analyse und/oder der Abgleich des vom Benutzer generierten akustische Signals, kann im Schließsystem, einer separaten Eingabeeinheit, im portablen Gerät, oder einer separaten Einheit wie z. B. interner Server, Dedicated Server, Web-/ und Applikationsserver oder ähnlichen, erfolgen.
Der Abgleich kann in jenem Gerät erfolgen, welches die akustischen Signale empfangen hat. Es kann aber auch sinnvoll sein, empfangene akustische Signale und/oder gespeicherte Daten in ein anderes beteiligtes Gerät zu übertragen und dort den Abgleich ausführen zu lassen. Wichtig ist: nur ein positives Ergebnis des Abgleichs wird im Rahmen des Verfahrens als Beweis gewertet, dass der Benutzer, der die akustischen Signale aufgesprochen hat auch jener Benutzer ist, der

1. die Öffnungsbetätigung des Schließsystems durchführt,
2. Träger des zutrittsberechtigten portablen Geräts ist und der
3. berechtigter Träger des portablen Geräts ist. (Punkt 3 gilt nur dann uneingeschränkt, wenn beim Abgleich Stimmenerkennung oder kombinierte Stimmen- und Spracherkennung zum Einsatz kommt)

Mit dem Punkt 3 sichert das beschriebene Verfahren einen zusätzlichen und sehr wichtigen Sicherheitsvorteil: es sorgt dafür, dass nur der berechtigte Träger die Öffnung des Schließsystems vornehmen kann. Wird das portable Gerät z. Bsp. verloren oder gestohlen, gilt der Finder oder Dieb als nicht berechtigter Träger. Macht ein solcher nicht berechtigter Träger mit dem portablen Gerät einen Öffnungsversuch an einem Schließsystem, an dem das portable Gerät eine prinzipiell gültige Zutrittsberechtigung besitzt, wird er trotzdem beim Abgleich der notwendigen akustischen Eingabe scheitern. Deshalb wird ihm trotz bestender Zutrittsberechtigung des portablen Geräts an diesem Schließsystem kein Zutritt gewährt.
Die Aussage, dass ein nicht berechtigter Träger beim Abgleich der akustischen Signale scheitern wird, gilt nur dann uneingeschränkt, wenn beim Abgleich Stimmenerkennung oder kombinierte Stimmen- und Spracherkennung zum Einsatz kommt. Wird hingegen mit einer bloßen Spracherkennung gearbeitet, ist das Passwort-Geheimnis stark gefährdet.
Unabhängig vom Abgleich der akustischen Signale werden zwischen portablem Gerät und Schließsystem über die Bluetooth-Verbindung Informationen und/oder Daten übertragen, welche klären, ob das portable Gerät über eine aktuell gültige Zutrittsberechtigung am Schließsystem verfügt.
Es soll nochmals betont werden, dass das Verfahren des Abgleichs der akustischen Signale ausdrücklich nicht dazu dienen soll, die Zutrittsberechtigung des portablen Geräts zu verifizieren. Diese wird ausschließlich im Rahmen der Bluetooth-Übertragung geklärt. Der Verfahrensteil des Abgleichs der akustischen Signale dient nur dem Zweck der Personenselektion – also sicherzustellen, dass die Person, die das zutrittsberechtigte portable Gerät trägt, gleichzeitig jene Person ist, welche die Öffnungsbetätigung am Schließsystem durchführt. Zusätzlich dient der Verfahrensteil des Abgleichs der akustischen Signale – falls beim Abgleich Stimmenerkennung eingesetzt wird – dem Zweck, sicherzustellen, dass die Person, die das zutrittsberechtigte portable Gerät trägt, tatsächlich berechtigt ist, das portable Gerät zu nutzen.
Als Ergebnis des Verfahrens kann dem portablen Gerät (und damit seinem aktuellen Träger) eine Zutrittsfreigabe am Schließsystem erteilt werden. Diese Zutrittsfreigabe erfolgt nur, wenn die beiden folgenden Bedingungen erfüllt sind:

1. Positives Ergebnis des Abgleichs zwischen empfangenen akustischen Signalen und gespeicherten Daten bzw. gespeicherten Daten des Benutzers.
2. Positives Ergebnis der Prüfung (über die Bluetooth-Verbindung), ob für das portable Gerät eine aktuell gültige Zutrittsberechtigung vorliegt.

Vergleich zwischen Lösung 1 und Lösung 2:
Beide Lösungen erfüllen die Aufgabe der Erfindung nach personenselektiver Wirkung – nämlich sicherzustellen, dass nur jener Benutzer das Schließsystem betätigen (öffnen) darf, der auch Träger des berechtigten portablen Geräts ist.
Lösung 2 sichert einen zusätzlichen und sehr wichtigen Sicherheitsvorteil: es sorgt dafür, dass nur der berechtigte Träger des portablen Geräts die Betätigung (Öffnung) des Schließsystems vornehmen kann. Nicht berechtigte Träger des eigentlich berechtigten portablen Geräts – also z. Bsp. Finder oder Diebe – erhalten keine Zutrittsfreigabe. Damit ist die Aufgabe der Erfindung mehr als erfüllt. Wertet man rein nach Sicherheitsaspekten, ist die Lösung 2 vorzuziehen.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei fehlendem positiven Abgleich der akustischen Signale so lange eine Bluetooth-Verbindung zu einem weiteren portablen Gerät hergestellt, wie sich mindestens ein weiteres portables Gerät im Bluetooth-Sende-/Empfangsbereich des Schließsystems befindet. Kann kein positiver Abgleich festgestellt werden, wird – falls sich mindestens ein weiteres portables Gerät im Sendebereich befindet – mit einem zweiten portablen Gerät eine Bluetooth-Verbindung hergestellt. Kann das Schließsystem auch in diesem Fall keinen positiven Abgleich der akustischen Signale feststellen, werden sukzessiv so lange Bluetooth-Verbindungen zu weiteren portablen Geräten hergestellt, wie sich mindestens ein weiteres portables Gerät noch im Sende-/Empfangsbereich befindet. Befindet sich schließlich kein weiteres portables Gerät im Sende-/Empfangsbereich, beendet das Schließsystem das Verfahren ohne Erteilung einer Zutrittsfreigabe.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Verfahren gemäß Anspruch 1 und Anspruch 5 wird das Schließsystem durch Berühren und/oder Betätigen geweckt oder die Sende- und/oder Empfangsfunktion von Schließsystem und/oder portablem Gerät wird durch ein externes Ereignis angestoßen. Besonders komfortabel für die Benutzer ist es, für das Wecken oder Anstoßen ein Ereignis zu wählen, welches sowieso im Rahmen eines Öffnungsvorgangs durchgeführt werden muss. Als sehr komfortables Ereignis kann man deshalb bei einem Drücker/Drücker-Beschlag das Betätigen eines Türdrückers oder bei einem Doppelknaufzylinder das Drehen eines Drehknaufs wählen.
Da gegenwärtig am Markt der elektronischen Schließtechnik Doppelknauf-Schließzylinder am weitesten verbreitet sind, wollen wir diese Version für die weitere Betrachtung wählen. Beim Doppelknaufzylinder dreht im Ruhezustand ein Außendrehknauf frei durch. Nach Eingabe einer gültigen Berechtigung wird eine Koppeleinheit zeitlich begrenzt aktiviert, die während der Aktivierung die Welle des Außendrehknaufs an den Schließbart des Zylinders koppelt. Somit kann zeitbegrenzt über den Außendrehknauf das Schloss betätigt werden. Der „handsfree key”-Zutritt eines berechtigten Nutzers läuft somit beispielsweise nach folgendem komfortablen Schema ab:
Ablaufschema gemäß Lösung 1:
Der Nutzer nähert sich der Türe und muss sich nicht um das portable Gerät kümmern. Dieses ist „handsfree” und bleibt einfach in der Kleidung. Der Nutzer fasst an den Drehknauf und beginnt, in Öffnungsrichtung zu drehen. Durch das Berühren oder Drehen wird das Schließsystem geweckt und der Kommunikationsprozess mit dem portablen Gerät des Nutzers gestartet. Verfügt das portable Gerät des Benutzers über eine gültige Berechtigung und wird vom Schließsystem die kapazitive Übertragung empfangen, endet das Verfahren mit einer Zutrittsfreigabe. Das Koppelsystem wird aktiviert und der Nutzer kann durch Drehen am Drehknauf das Schloss betätigen. Die beschriebenen Prozesse können so schnell ablaufen, dass der Nutzer beim Drehen am Drehknauf keine Verzögerung wahrnimmt und zügig die Türe öffnen kann.
Ablaufschema gemäß Lösung 2:
Der Nutzer nähert sich der Türe und muss sich nicht um das portable Gerät kümmern. Dieses ist „handsfree” und bleibt einfach in der Kleidung oder in der Tasche. Der Nutzer fasst an den Drehknauf und beginnt, in Öffnungsrichtung zu drehen. Durch das Berühren oder Drehen wird das Schließsystem geweckt und der Kommunikationsprozess mit dem portablen Gerät des Nutzers gestartet. Zusätzlich spricht der Benutzer sein Passwort. Verfügt das portable Gerät des Benutzers über eine aktuell gültige Berechtigung und wird der Abgleich der akustischen Signale erfolgreich absolviert, endet das Verfahren mit einer Zutrittsfreigabe. Das Koppelsystem wird aktiviert und der Nutzer kann durch Drehen am Drehknauf das Schloss betätigen. Die beschriebenen Prozesse können so schnell ablaufen, dass der Nutzer beim Drehen am Drehknauf keine Verzögerung wahrnimmt und zügig die Türe öffnen kann.
Es sei noch darauf hingewiesen, dass eine Lösung, die anstelle des Drehens am Drehknauf das Betätigen eines Türdrückers als Ereignis zum Öffnen des Schließsystems nutzt, ähnliche Vorteile aufweist wie die Lösung mit dem Drehen. Voraussetzung dafür ist allerdings, dass beim Öffnen der Türe nur Fallenfunktion benötigt wird oder dass die Türe mit einem Panikschloss ausgestattet ist, bei dem durch den Drücker Falle und Riegel des Schlosses betätigt werden.
Das Wecken des Schließsystems durch Betätigung von Drehknauf oder Drücker bringt einen zusätzlichen Sicherheitsvorteil. Ein Öffnungsverfahren, bei dem die Berechtigungsprüfung und die Zutrittsfreigabe nur durch Bluetooth-Übertragung absolviert würde, wäre von hoher Reichweite und würde Öffnung bereits erlauben, wenn das berechtigte portable Gerät und sein Träger sich in mehreren Metern Entfernung vom Schließsystem befinden. Unter Sicherheits-Gesichtspunkten wäre dies kritisch zu beurteilen. Durch die Einführung einer zusätzlichen Bedingung – kapazitive Übertragung in Lösung 1 bzw. erfolgreicher Abgleich der akustischen Signale in Lösung 2 – und durch das Wecken durch Betätigung des Schließsystems wird die mögliche Distanz des Benutzers zum Schließsystem während des Öffnungsvorgangs drastisch verkürzt: das Öffnungsverfahren kann erst dann durchgeführt werden, wenn der Benutzer das Schließsystem berührt bzw. direkt davor steht. Wichtig ist, dass trotzdem der gewünschte Komfort der „handsfree key”-Betätigung erhalten bleibt.
Die Erfindung betrifft auch ein Schließsystem, ein portables Gerät und eine separate Eingabeeinheit.
Das Schließsystem verfügt über einen Datenspeicher und ein Datenverarbeitungselement sowie über Sende- und Empfangsmittel für Bluetooth-Signale. Außerdem weist es Empfangs- und Auswertemittel für akustische Signale auf. Die Abläufe während des Öffnungsverfahrens geschehen so schnell, dass sie vom Benutzer während seiner Betätigung nicht als Verzögerung wahrgenommen werden. Der berechtigte Benutzer kann sich auf äußerst komfortable Weise Zutritt verschaffen. Er muss weder eine Karte noch einen Schlüssel hervorholen noch einen Code eingeben: er braucht für seinen Zutritt nur den Drücker betätigen oder den Drehknauf drehen – bei Lösung 2 sein Passwort sprechen – und die Türe öffnen. Die vorgenannten Aussagen über Ausstattung und Abläufe gelten sinngemäß auch für eine separate Eingabeeinheit, falls diese alternativ oder ergänzend zum Schließsystem eingesetzt wird: z. Bsp. bei Ansteuerung von elektrischen Türöffnern, Zufahrtsschranken, Rolltoren, Motorschlössern usw. oder ergänzend z. Bsp. in separaten Funktastaturen.
Das portable Gerät verfügt über mindestens einen Datenspeicher und ein Datenverarbeitungselement sowie über Sende/Empfangsmittel für Bluetooth-Signale. Außerdem weist es Empfangs- und Auswertemittel für akustische Signale auf. Das portable Gerät kann ein spezifisch für diesen Zweck entwickelter Funkschlüssel sein. Besonders attraktiv für Benutzer sollte es aber sein, ein serienmäßiges Smartphone, Tablet oder ähnliches als portables Gerät zu benutzen. Ausgestattet mit einer spezifischen Software bzw. App können diese Geräte alle vorbeschriebenen Abläufe absolvieren.
In den folgenden Abbildungen sind die vorstehend beschriebenen Verfahren beispielhaft dargestellt. Die Darstellungen sind schematisch und dienen lediglich der beispielhaften Erläuterung von besonders bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung. Es zeigen:
1: Schematische Darstellung des Verfahrens der Lösung 1
2: Schematische Darstellung der Sendemittel (3) der Lösung 1
3: Schematische Darstellung des Verfahrens der Lösung 2
1 zeigt eine schematische Darstellung des Verfahrens der Lösung 1. Nach einem Weckvorgang, der durch Betätigung des Schließsystems (2) ausgelöst wird, wird eine Bluetooth-Verbindung zwischen Schließsystem (2) und portablem Gerät (1) hergestellt. Nach Herstellung der Bluetooth-Verbindung sendet das portable Gerät (1) mindestens ein NFC-Signal. Trägt der Benutzer (15) das portable Gerät (1) nahe genug an seinem Körper, wird das NFC-Signal mittels kapazitiver Kopplung übertragen. Die kapazitive Kopplung wird unter Ausnutzung parasitärer Effekte des NFC-Sendemittels (3) realisiert. Unter Nutzung des Körpers und/oder von Körperteilen und/oder der Körperoberfläche des Benutzers (15) wird eine kapazitive Übertragung bewirkt, die vom Schließsystem (2) empfangen wird, sobald der Benutzer während des Betätigungsvorgangs eine im Schließsystem (2) integrierte Kupplungsfläche (4) berührt. Die durch die kapazitive Übertragung erhaltene Information wird als Pegeländerung detektiert. Auf diese Weise wird der gewünschte Zweck der Personenselektivität erfüllt: denn die durch die kapazitive Übertragung erhaltene Information bestätigt, dass der Benutzer (15), der die Öffnungsbetätigung am Schließsystem (2) durchführt, auch tatsächlich jener Benutzer ist, der das zutrittsberechtigte portable Gerät (1) an seinem Körper trägt.
Portables Gerät (1) und Schließsystem (2) verfügen beide über Sende- und Empfangsmittel (5) für Bluetooth-Signale. Die Zutrittsberechtigung des portablen Geräts (1) am Schließsystem (2) wird – unabhängig von der kapazitiven Übertragung – im Rahmen der Übertragung von Informationen und/oder Daten im Bluetooth-Übertragungskanal zwischen portablem Gerät (1) und Schließsystem (2) geprüft. Diese Prüfung per Bluetooth-Übertragung kann wahlweise vor, nach oder parallel zur kapazitiven Übertragung erfolgen. Wird im Rahmen der Bluetooth-Übertragung eine aktuell gültige Zutrittsberechtigung des portablen Geräts (1) festgestellt, darf dem portablen Gerät (1) trotzdem erst dann Zutrittsfreigabe gewährt werden, wenn das Schließsystem (2) die zusätzliche Information durch die kapazitive Übertragung empfangen hat. Erst dann ist sichergestellt, dass das portable Gerät (1) eine aktuell gültige Berechtigung am betroffenen Schließsystem (2) hat und dass der die Öffnung durchführende Benutzer (15) jene Person ist, die das zutrittsberechtigte portable Gerät (1) mit sich trägt.
Das Verfahren der kapazitiven Kopplung dient ausdrücklich nicht dazu, die Zutrittsberechtigung des portablen Geräts (1) zu verifizieren. Diese wird ausschließlich im Rahmen der Bluetooth-Übertragung geklärt. Der Verfahrensteil der kapazitiven Kopplung dient nur dem Zweck der Personenselektion – also sicherzustellen, dass die Person, die das zutrittsberechtigte portable Gerät (1) trägt, gleichzeitig jene Person ist, welche die Öffnungsbetätigung am Schließsystem (2) durchführt.
Unter Ausnutzung parasitärer Effekte gelingt es, die Sendemittel (3), die zur induktiven Kopplung von NFC-Signalen ausgelegt sind, zur Generierung einer kapazitiven Übertragung zu nutzen. So wird es möglich, auch beim Einsatz von serienmäßigen Smartphones, Tablets oder ähnlichen Geräten eine personenselektive Zutrittsfreigabe zu erreichen.
2a und 2b zeigen eine schematische Darstellung der Sendemittel (3) der Lösung 1, die für eine induktive Kopplung von NFC-Signalen ausgelegt sind. Es sind unterschiedliche Ausführungen möglich, von denen zwei übliche Ausführungen in 2a bzw. 2b dargestellt werden. 2a zeigt die Sendemittel (3) als Schwingkreis, der aus einem Kondensator (7) und einer Spule (8) besteht. 2b zeigt die Sendemittel (3) als Schwingkreis, der aus einer Dipolantenne (9) besteht.
Nach Herstellung der Bluetooth-Verbindung sendet das portable Gerät (1) mittels der Sendemittel (3) mindestens ein NFC-Signal. Trägt der Benutzer das portable Gerät (1) nahe genug an seinem Körper, wird das NFC-Signal mittels kapazitiver Kopplung übertragen. Die kapazitive Kopplung nutzt die parasitären Effekte des Sendemittels (3). Unter Nutzung des Körpers und/oder der Körperoberfläche des Benutzers wird eine kapazitive Übertragung bewirkt, die vom Schließsystem (2) empfangen wird, sobald der Benutzer während des Betätigungsvorgangs eine im Schließsystem (2) integrierte Kupplungsfläche (4) berührt. Die durch die kapazitive Übertragung erhaltene Information wird als Pegeländerung detektiert. Auf diese Weise wird der gewünschte Zweck der Personenselektivität erfüllt.
Mit der beschriebenen Lösung gelingt es, die Sendemittel (3), die zur induktiven Kopplung von NFC-Signalen ausgelegt sind, zur Generierung einer kapazitiven Übertragung zu nutzen. So wird es möglich, auch beim Einsatz von serienmäßigen Smartphones, Tablets oder ähnlichen Geräten, die üblicherweise nicht über Sendemittel für kapazitive Kopplung verfügen, trotzdem eine kapazitive Übertragung zu generieren und diese personenselektiv zu nutzen.
3 zeigt eine schematische Darstellung des Verfahrens der Lösung 2. Nach einem Weckvorgang wird eine Bluetooth-Verbindung zwischen Schließsystem (12) und portablem Gerät (11) hergestellt. Nach Herstellung der Bluetooth-Verbindung und einem eventuellen Austausch von Informationen und/oder Daten über die Bluetooth-Verbindung generiert der Benutzer (15) akustische Signale (13) durch das Sprechen eines Passwortes. Diese akustischen Signale (13) werden vom Schließsystem (12) oder von der separaten Eingabeeinheit (18) mittels der Empfangs- und Auswertemittel (10) empfangen. Die empfangenen akustischen Signale (13) werden per Bluetooth-Übertragung ins portable Gerät (11) übertragen und dort mittels eines Stimmen- und Spracherkennungsmoduls mit im portablen Gerät (11) gespeicherten Daten des Benutzers abgeglichen.
Der Abgleich umfasst eine benutzerabhängige Stimmenerkennung – also eine Analyse von Phonetik, Klangfarbe, Tonhöhe, Sprechrhythmus usw. – und eine benutzerunabhängige Spracherkennung – also eine Analyse nach Wortsinn bzw. Bedeutungsinhalt. Wichtig ist: nur ein positives Ergebnis des Abgleichs zwischen empfangenen Signalen (13) und gespeicherten Daten wird im Rahmen des Verfahrens als Beweis gewertet, dass der Benutzer, der die akustischen Signale (13) aufgesprochen hat, auch jener Benutzer ist, der

1) die Öffnungsbetätigung des Schließsystems durchführt,
2) Träger des berechtigten portablen Geräts ist und der
3) berechtigter Träger des portablen Geräts ist.

Mit dem Punkt 3 sichert das beschriebene Verfahren einen zusätzlichen und sehr wichtigen Sicherheitsvorteil: es sorgt dafür, dass nur der berechtigte Träger die Öffnung des Schließsystems (12) vornehmen kann. Wird das portable Gerät (11) z. Bsp. verloren oder gestohlen, gilt der Finder oder Dieb als nicht berechtigter Träger. Macht ein solcher nicht berechtigter Träger mit dem portablen Gerät (11) einen Öffnungsversuch an einem Schließsystem (12), an dem das portable Gerät (11) eine gültige Zutrittsberechtigung besitzt, wird er trotzdem beim Abgleich der akustischen Signale scheitern. Deshalb wird ihm trotz bestender Zutrittsberechtigung des portablen Geräts (11) an diesem Schließsystem (12) kein Zutritt gewährt.
Unabhängig vom Abgleich der akustischen Signale werden zwischen portablem Gerät (11) und Schließsystem (12) über die Bluetooth-Verbindung Informationen und/oder Daten übertragen, welche klären, ob das portable Gerät (11) über eine aktuell gültige Zutrittsberechtigung am Schließsystem (12) verfügt.
Es soll nochmals betont werden, dass das Verfahren des Abgleichs der akustischen Signale ausdrücklich nicht dazu dienen soll, die Zutrittsberechtigung des portablen Geräts (11) zu verifizieren. Diese wird ausschließlich im Rahmen der Bluetooth-Übertragung geklärt. Der Verfahrensteil des Abgleichs der akustischen Signale dient nur dem Zweck der Personenselektion – also sicherzustellen, dass die Person, die das zutrittsberechtigte portable Gerät (11) trägt, gleichzeitig jene Person ist, welche die Öffnungsbetätigung am Schließsystem durchführt. Zusätzlich dient der Verfahrensteil des Abgleichs der akustischen Signale dem Zweck, sicherzustellen, dass die Person, die das zutrittsberechtigte portable Gerät (11) trägt, tatsächlich berechtigt ist, das portable Gerät (11) zu nutzen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19738938 A1 [0006]
US 4591854 [0013]
US 5914701 [0013]
US 5796827 [0013]
EP 1929673 B1 [0014]
WO 2013130396 A2 [0016, 0017]

Claims

Verfahren zur personenselektiven Zutrittskontrolle mittels der Übertragung von Informationen und/oder Daten, unter Verwendung mindestens eines Schließsystems (2) und mindestens eines portablen, von einem Benutzer getragenen Geräts (1), wobei das portable Gerät (1) über einen Schwingkreis (3) verfügt, der für eine induktive Kopplung von NFC-Signalen ausgelegt ist, wobei der Schwingkreis (3) mittels eines Kondensators (7) und einer Spule (8) oder mittels einer Dipolantenne (9) realisiert ist, wobei das portable Gerät (1) über Sende- und Empfangsmittel (5) für Bluetooth-Signale verfügt, wobei das Schließsystem (2) über Sende- und Empfangsmittel (5) für Bluetooth-Signale verfügt und wobei nach einem Weckvorgang eine Bluetooth-Verbindung zwischen Schließsystem (2) und mindestens einem portablen Gerät (1) hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach Herstellung der Bluetooth-Verbindung das portable Gerät (1) mindestens ein NFC-Signal versendet, dass das NFC-Signal kapazitiv gekoppelt wird, wobei die kapazitive Kopplung unter Ausnutzung parasitärer Effekte des Schwingkreises (3) realisiert wird, dass unter Nutzung des Körpers und/oder Teilen des Körpers und/oder der Körperoberfläche des Benutzers eine kapazitive Übertragung bewirkt wird, welche über eine dem Schließsystem (2) zugeordnete und vom Benutzer berührte Kupplungsfläche (4) vom Schließsystem (2) empfangen und entweder als Pegeländerung detektiert oder decodiert wird, dass durch die Auswertung der kapazitiven Übertragung geklärt wird, ob der die Kupplungsfläche (4) des Schließsystems (2) berührende Benutzer Träger des portablen Geräts (1) ist, dass über den Bluetooth-Übertragungskanal zwischen portablem Gerät (1) und Schließsystem (2) Informationen und/oder Daten übertragen werden, welche das Vorliegen einer aktuell gültigen Zutrittsberechtigung des portablen Geräts (1) am Schließsystem (2) prüfen und dass nur nach erfolgreicher Auswertung der kapazitiven Übertragung und nach positiver Prüfung des Vorliegens einer aktuell gültigen Zutrittsberechtigung des portablen Geräts (1) eine Zutrittsfreigabe für das portable Gerät (1) am Schließsystem (2) erteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei fehlender Detektion der kapazitiven Übertragung des NFC-Signals durch das Schließsystem (2) so lange eine Bluetooth-Verbindung zu einem anderen portablen Gerät (1n) hergestellt wird, wie sich mindestens ein weiteres portables Gerät (1n) im Bluetooth-Sende-/Empfangsbereich des Schließsystems (2) befindet.
Schließsystem (2) für ein Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2, aufweisend mindestens einen Datenspeicher und ein Datenverarbeitungselement, eine Kupplungsfläche (4) zum Empfangen von Signalen über kapazitive Übertragung sowie Sende- und Empfangsmittel (5) für Bluetooth-Signale.
Portables Gerät (1) für ein Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2, aufweisend mindestens einen Datenspeicher und ein Datenverarbeitungselement, Sendemittel (3), die ausgelegt sind zur induktiven Kopplung von NFC-Signalen sowie Sende- und Empfangsmittel (5) für Bluetooth-Signale.
Verfahren zur personenselektiven Zutrittskontrolle mittels der Übertragung von Informationen und/oder Daten, unter Verwendung mindestens eines Schließsystems (12) und eines von einem Benutzer getragenen Geräts (11), wobei Schließsystem (12) und portables Gerät (11) Sende- und Empfangsmittel (5) für Bluetooth-Signale aufweisen, wobei Schließsystem (12) und/oder portables Gerät (11) und/oder eine separate Eingabeeinheit (18) Empfangs- und Auswertemittel (10) für akustische Signale aufweisen und wobei nach einem Weckvorgang eine Bluetooth-Verbindung zwischen Schließsystem (12) und mindestens einem portablen Gerät (11) hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass vom Benutzer generierte akustische Signale (13) vom portablen Gerät (11) und/oder vom Schließsystem (12) und/oder von der Eingabeeinheit (18) empfangen werden, dass die empfangenen akustischen Signale (13) mit gespeicherten Daten und/oder mit gespeicherten Daten des Benutzers abgeglichen werden, dass der Abgleich eine benutzerabhängige Stimmenerkennung oder eine benutzerunabhängige Spracherkennung oder eine Kombination aus Stimmenerkennung und Spracherkennung umfasst, dass vor dem Abgleich oder nach positivem Ergebnis des Abgleichs Informationen und/oder Daten über die Bluetooth-Verbindung zwischen portablem Gerät (11) und Schließsystem (12) übertragen werden, welche das Vorliegen einer aktuell gültigen Zutrittsberechtigung des portablen Geräts (11) am Schließsystem (12) prüfen, dass ein positiver Abgleich zwischen empfangenen akustischen Signalen (13) und gespeicherten Daten und/oder gespeicherten Daten des Benutzers als Beweis gewertet wird, dass der die akustischen Signale (13) generierende Benutzer Träger oder berechtigter Träger des portablen Geräts (11) ist und dass nur nach positivem Abgleich und nach Feststellung des Vorliegens einer aktuell gültigen Zutrittsberechtigung des portablen Geräts (11) am Schließsystem (12) Zutrittsfreigabe für das portable Gerät (11) am Schließsystem (12) erteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei fehlendem Abgleich der akustischen Signale (13) mit den gespeicherten Daten und/oder mit den gespeicherten Daten des Benutzers so lange durch das Schließsystem (12) eine Bluetooth-Verbindung zu einem anderen portablen Gerät (11n) hergestellt wird, wie sich mindestens ein weiteres portables Gerät (11n) im Sende/-Empfangsbereich des Schließsystems (12) befindet.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließsystem (2, 12) durch Berühren und/oder Betätigen geweckt wird oder dass die Sende- und/oder Empfangsfunktion von Schließsystem (2, 12) und/oder von portablem Gerät (1, 11) durch ein externes Ereignis angestoßen wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherung der Daten und/oder der Daten des Benutzers und/oder der Abgleich der akustischen Signale (13) mit den Daten und/oder den Daten des Benutzers im portablen Gerät (11) und/oder im Schließsystem (12) und/oder in der separaten Eingabeeinheit (18) und/oder in externen Geräten (19) erfolgen.
Schließsystem (12) und/oder portables Gerät (11) und/oder separate Eingabeeinheit (18) für ein Verfahren nach den Ansprüchen 5 bis 8, aufweisend mindestens einen Datenspeicher und ein Datenverarbeitungselement sowie Sende- und Empfangsmittel (5) für Bluetooth-Signale und Empfangs- und Auswertemittel (10) für akustische Signale.