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Verfahren zur Übertragung einer Anzeige eines Alarmzustandes in einem
zu überwachenden Bereich an eine außerhalb dieses Bereiches befindliche Stelle und
System zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Übertragung einer Anzeige eines Alarmzustandes in einem zu überwachenden Bereich
an eine außerhalb dieses Bereiches befindliche Stelle mit Hilfe einer in dem zu
überwachenden Bereich befindlichenMeßvorrichtung und einer außerhalb dieses Bereiches
angebrachten, das Alarinsignal auslösenden Anzeigevorrichtung.
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Die Unversehrtheit eines zu überwachenden Bereichs, z. B. einer Panzerkammer
oder eines Tresors, kann dadurch aufrechterhalten werden, daß erstens die Konstruktion
so ausgelegt wird, daß ein unbefugtes Eindringen verzögert wird, oder zweitens,
daß der Ort in gewissen Zeiträumen überprüft wird. Die Ausführung dieser beiden
Möglichkeiten hat jedoch Grenzen.
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Die Verzögerung, die bei einem unbefugten Eindringen erreichbar ist,
wird durch Konstruktionskosten begrenzt und ist in jedem Fall umgekehrt abhängig
von dem Ausmaß des Aufwandes zur Erzwingung des unbefugten Eintritts.
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Die Überprüfung außerhalb der Arbeitszeiten ist im allgemeinen einer
kleinen Wachmannschaft übertragen, die überwältigt oder zur Mittat gezwungen werden
kann. Weiter wird oft der Zugangsweg nicht bewacht, z. B., wenn eine Wand odereine
Decke von einem anderen Gebäude aus durchbrochen wird.
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Eine wirksame Schutzeinrichtung umfaßt die fol-0 -"enden Punkte: Erstens
muß die Bewachung konti nuierlich und vom Inneren der Kammer aus erfolgen. Zweitens
muß die Überwachung in Verbindung mit einer Zentrale stehen, wo eine genügende Anzahl
von Personen untergebracht werden kann, um bei einem versuchten Eindringen sofort
eingreifen zu können. Wirtschaftliche Überlegungen machen es erforderlich, daß diese
Leute andere Pflichten haben oder für viele Einrichtungen verantwortlich sind, wie
es bei einer Wach- und Schließgesellschaft der Fall ist. Drittens muß die Verbindung
zwischen der Kammer und der Zentralstelle völlig sicher sein.
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Die zur überwachung dienenden Einrichtungen sind unter anderem kleine
Mikrophone oder Beschleunigungswandler, welche an den Wänden oder am Gerüst der
Kammer angebracht sind, um ein Anwachsen des umgebenden Geräusches oder Stöße durch
Sprengen, Hämmern, Bohren, Meißeln oder Ultraschallschneiden zu registrieren, oder
thennische Geräte, die unmittelbar an den Wänden angebracht oder in den Putz eingebaut
werden können, um ein örtliches Ansteiaen der Temperatur durch Brand oder versuchtes
Schneidbrennen anzuzeigen, oder die in der Kammer innerhalb einer reflektorähnlichen
Anordnung angebracht sind, um größere Wandflächen einer Beobachtung zugänglich zu
machen. Es können auch kontinuierliche Drähte oder Bänder vorgesehen sein, welche
in ein Material eingearbeitet und dann auf die inneren Wände aufgebracht sind und
bei einem unbefugten Eindringen durch das Mauerwerk oder durch die Wand zerrissen
werden. Diese Einrichtung ist auch bei Türen und anderen möglichen Eintrittsstellen
verwendbar.
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Eine zweite Art von Einrichtung reagiert auf eine Bewegung an einer
Schranke, vorbei oder innerhalb eines Raumes.
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Unter bestimmten Bedingungen ist es jedoch mög lich, daß die Geräte
der vorerwähnten Gruppe keinen Schutz bieten; zum Beispiel kann sich in einem großen
Raum eine Person versteckt halten, wenn das Ziminer verschlossen wird; diese Person
arbeitet, während ,der Raum verschlossen bleibt, und verläßt ihn während des Öffnungszeitraumes.
Oder der Raum, welcher geschützt werden soll, ist selbst keine Panzerkammer, sondern
vielleicht nur ein wichtiger Bereich innerhalb eines größeren offenen Bereiches,
z. B. eine ungewöhnlich wertvolle Lieferung in einem Lagerhaus.
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Führ derartige Bedingungen sind zwei Arten von Einrichtungen verfügbar.
Zunächst gibt es Einri ' ch tungen, die ohne Alarm nicht passiert werden
können* a) Optische Strahlen, sichtbar oder infrarot.
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b) Ultraschallstrahlen.
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Diese Vorrichtungen bestehen aus einer Quelle und einem Erupfangsgerät
und bilden einen Schutz C
nach Art eines Zaunes. Es kann
verhindert werden, daß auch nur ein kleiner Gegenstand diesen Zaum
passiert,
ohne daß ein Alarm ausgelöst wird. Eine solche einen Durchgang abriegelnde Einrichtung
kann durch geeignete Frequenzwahl und andere Parameter so ausgebildet werden, daß
ein Diebstahl nach Art des »Fisch#ens«, bei dem Gegens4ände aus dem Bereich entfernt
werden, entdeckt werden kann.
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Zweitens kann ein ganzer Bereich so ausgelegt werden, daß eine Bewegung
irgendeines Gvgenstandes darin einen Alarm auslöst.
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Diese Art von Einrichtung eignet sich am besten für Bereiche, die
völlig von Wänden umschlossen sind, die eine wirksame Sperre, für die, verwendete
Strahlung bilden. Der Bereich, welcher geschützt werden soll, ist mit einem oder
mehreren Empfangsgeräten und einem Strahlungskörper versehen. Der Strahlungskörper
liegt mehr oder weniger zentral und sendet Hochfrequenz- oder Ultraschallenergie
aus. Diese, Energie wird von den Empfangsgeräten empfangen. Irgendeine Verlaggerung
von reflektierendem oder absorbierendem Material innerhalb des Bereiches ändert
den Empfangspegel an einem geeignet gelegenen Empfänger, welcher so eingestellt
werden kann, daß ein Alarm ausgelöst wird.
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Die hier beschriebenen Geräte sind in verschiedenen Formen erhältlich
und bilden keinen Teil der Erfindung, können aber mit Einrichtungen gemäß der Erfindung
verwendet werden, um eine Sicherheitseinrichtun- zu schaffen.
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Bei Benutzung derartiger Einrichtungen ist es erforderlich, eine Verbindung
zwischen dem gesicherten Bereich und einer Zentralstelle herzustellen. Im Bereich
einer Stadt ist die praktischste, Verbindung eine Telefonleitung, welche vom Amt
gemietet werden kann. Diese Verbindung ist jedoch nicht sicher und wird für den
hier vorliegenden Zweck als vollständig offen betrachet. Sie verläuft durch eine,
Vermittlung, kann jedoch fest oder dauernd gemietet worden, um Schaltkreise zu vermeiden.
Diese Verbindungsart ist ein normaler Dienst des AmtQs.
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Bei Betrachtung des Sicherheitsgrades dieser Vrrbindung sei angenommen,
daß der Aufwand für eine Verletzung dem Wert des Inhalts der gesicherten Kammer
entspricht und den Stand der in der Technik zur Verfügung stehenden Maßnahmen bestimmt.
Im allgemeinen muß angenommen werden, daß die Verbindung an mehreren Punkten sowohl
für mechanische als auch für elektrische Eingriffe oder durch Drahtanzapfung, zugänglich
ist. Die vQri der Verbindun- zu übertragende Information ist der Zustand der inneren
Alarmger4te des gesicherten Raumes, Das System muß gewährleisten, daß die Verbindung
tatsächlich zu allen Zeiten mit den inneren Alarmanlagen hergestellt ist und daß
keine, Information zu der Verbindung hinzugefügt oder von ihr entfernt wird.
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Die Natur einer möglichen Störung ist wie folgt: In einem bekannten
System, das mit einem zu öff-
nenden Kreis arbeitet, z. B. mit zu unterbrechenden
Drähten, leitenden Streifen auf Glas oder Kontakten an Tilren, würde, ein Eindringling
die, Drähte, vor dem Einbruch überbrücken, Bei von der Schließung eines Kreises
abhängigen Systemen würden die Drähte ,getrennt werden.
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Ausgeklügeltere Systeme erzeugen einen Ton, welcher sich bei einem
Alarmzustand ändert, oder einen komplizierten Zug von Informationen, welcher d?n
Zuständen mehrerer Alarinsysterne entspricht. Ein derartiges System, welches sich
wiederholende, rege]-mäßige oder übereinstimmende Informationen überträgt, ist jedoch
verletzbar. Die ausgehenden Informationen können an,einem Drahtabgriff aufgezeichnet
werden, Dir Aufzeichnung wird untersucht, und das Muster der Informationen, welches
einem sicheren Zustand entspricht, wird mit mehr oder weniger Aufwand festgestellt.
Dann wird ein nachgemachtes, dem sicheren Zustand entsprechendes Signal an die Leitung
angelegt, und das innere System wird abgeschaltet. Eine Nachähmungstechnik dieser
Art erfordert nur Geschick und Anstrengung und macht jedes derartige Wiederholungs-
oder übereinstimmungssystem zur Überwachung unwirksam.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren der eingangs
genannten Gattung zu schaffen, welches ein wes-entlich höheres Maß an Sicherheit
bei der übertragung ciner derartigen Anzeige bietet als die, bekannten Verfahren
und Systeme. Hierzu sieht die, Erfindung vor, daß in bestimmten Zeitabständen Impulw
auf zwei mit identischen be-
liebigen Informationsfolgen gefüllte Informationsspeicher
gegeben werden, von denen einer auf der Meß-, der andere auf der Anzrigeseite angeordnet
ist, und welche bei Empfang eines Impulses eine bestimmte, Anzahl der gespeicherten
Informationen als Signale abgeben, und daß die von den Informationsspeichern ausgehenden
$ignale, die auf der Meßseite durch eine Veränderung der Umgebung, z. B. bei Einbruch,
modifiziert werden, auf der Anzeigeseite verglichen werden.
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Ein vorteilhaftes System zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
bei dem in dem zu überwachenden Bereich Meßelemente, angeordnet sind, welche eine
Anzeigeeinrichtung auf der Anzeigeseite, beeinflussen, kennzeichnet sich dadurch,
daß auf der Anzeigeseite ein Impulsgeber vorgesehen ist, welcher die Informationsspeicher
zu bestimmten Zeiten auslöst und zur Abgabe bestimmter Informationsmengen veranlaßt,
und daß die Informationsspeicher auf ein Vergleichsgerät geschaltet sind, welches
bei Nichtübereinstimmung der ankommenden Informationsserien ein Alarmanzeigegerät
auslöst.
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Dabei können die Informationen numerisch oder eine Reihe von binären
Zahlen sein, und die Informationsspeicher können Lochbänder oder Magnetbänder enthalten.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, daß die Signale elektrische Analoggrößen
einer Binärzahl des jeweiligen Informationsspeichers sind, Das erfindungsgemäße
System kann also rein zufällige Informationen übertragen. Die Zentralstation sendet
ein Fragesignal an den gesicherten Raum. Bei Empfang dieses Signals antwortet die
in der Kammer angebrachte, Einrichtung mit einem Signal, daß eine oder mehrere Binärziffern
einer Binärinformation enthält. Die Zusammensetzung dieser Antwort wird von einer
einzigen Codegruppe des einen Teils eines Paares von identischen Leitelementen oder
Bändern ausgeführt. Nach Empfang der Rückantwort wird die Antwort automatisch auf
Identität mit der entsprechenden Codezeile auf dem Doppelleitelement in der Zentralstation
geprüft. Wenn die übereinstimmung genau ist, d. h.. wenn keine Fehler oder
Weglassun-Cr gen vorliegen, löst die, Zentraleinheit keinen Alarm aus, sondem sie
sendet nach einem Intervall ein
weiteres Fragesignal aus. Nach Empfang
der nächsten Frage antwortet die in der Kammer angeordnete Einheit mit der nächsten
Codegruppe der Folge, welche mit der entsprechenden Zeile durch die Zentraleinheit
verglichen wird, welche ebenfalls ihr Leitelement vor der Aussendung der Frage um
eine Zeile weitergerückt hat.
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Irgendein Fehler oder eine Weglassung in dem Antwortcode ruft einen
Alarinzustand an der Zentraleinheit hervor, welcher in der zu sichernden Kammer
den Sinn von einem oder mehreren Elementen der übertragenden Codegruppe, ändert.
Diese Umformung führt zu einem Alarm an der Zentralstation. Für einen Betrachter,
der nicht im Besitz der richtigen Codegruppe ist, liegt keine Anzeige auf der Zeile
der Alarmzustände vor. Die Kammer- und Zentralbänder sind Doppel einer beliebigen
Reihe von Codegruppen. In dem beschriebenen System sind die Bänder in der Kammer
und der Zentralstation identisch und anfänglich auf die entsprechende Codezeile
eingestellt. Das System ist sicher, wenn jedes Band nicht mehr als einmal übertragen
wird. Das ist keine ernsthafte Beschränkung. Ein Band kann zweckmäßigerweise wenigstens
100000
Zeilen enthalten, welche bei einer Befragung pro Minute eine 70-Tage-überwachung
ermöglichen würden. Wenn unzulässigerweise eine Kopie des Bandes vorhanden ist,
ist die Sicherheit in dem einfachen System aus den folgenden Gründen verschlechtert:
Angenommen, daß eine übertragungsprobe von p
Gruppen abgefangen wurde, ist
die Wahrscheinlichkeit dieser Folge in jeder Folge von p Gruppen NP, wenn
N die Anzahl der Möglichkeit für jede Gruppe ist (31 in fünf Binärziffergruppen),
Wenn dann eine dritte Kopie des Bandes dem Abhörenden zur Verfügun- stünde, könnte
die Lage dieser Gruppe auf , el dem Band mit geringer Fehlerwahrscheinlichkeit
festgestellt werden, nachdem drei oder vier Gruppen in einem Band von
100 000 Gruppen empfangen wurden. Die Untersuchung von 100 000 Gruppen
ist durch die Rechenmaschinentechnik eine schnelle und einfache Arbeit. Die Sicherheit
des Bandes ist somit bei diesem System das wichtigste.
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Da jedoch ein Band innerhalb der zu sichernden Kammer und das Doppel
in der Zentralstelle sicher in einem einfachen Tresor lieg4 ist diese Gefahr nicht
ernst> wenn geeignete Vorsichtsmaßnahmen bei der Bandherstellung beachtet werden.
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Wenn die Bandfolge, für den Abhörenden nicht verfügbar ist, ist die
Wahrscheinlichkeit einer Nachahmung gering. Wenn jede Gruppe aus n Elementen oder
Binärziffem besteht und jede Binärziffer zwei Zustände (EIN oder
AUS) hat, gibt es 2n mögliche Gruppen oder 2N- 1, wenn der Zustand
»ALLES
AUS« nicht verwendet wird. Die Elemente können durch eine Zeitfolge
unterschieden werden oder gesonderte, gleichzeitig vorhandene Töne sein. Eine Gruppe
von fünf (5) Elementen würde 31 Möglichkeiten bieten. In einer
rein zufälligen Folge würde jede eingesetzte, Gruppe von richtigen Grundelementen
nur eine 1-in-31-Möglichkeit der Annahme durch die Zentraleinheit haben. Die Möglichkeit
einer Annahme von zwei beliebig eingesetzten Gruppen beträgt 1: 961. Diese
Wahrscheinlichkeiten könnten auch bei verlängerter Untersuchung der Informationen
auf der Verbindung nicht verbessert werden. Die Intervalle zwischen den Befragungen
würden in der Größenordnung von Minuten liegen, so daß ein Alarmzustand an der Zentralstation
nicht lange unentdeckt bleiben könnte.
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In dem beschriebenen System hängt die Sicherheit wesentlich von der
Geheimhaltung der Bandfolge ab. Wenn diese Geheimhaltung vorlorengeht, gestattet
die relativ kurze Länge eines üblichen Bandes ein rasches Aufsuchen, nachdem nur
wenige Zellen abgefangen wurden, um die Lage der Folge auf dem Band festzustellen,
wonach weitere Nicht-Alarin-Antworten nachgeahmt werden könnten. Es ist auch offensichtlich,
daß keine Verbesserung durch Verringerung der Anzahl von Elementen jeder Leitung
oder Verlängerung der Bänder möglich ist.
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Gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung ist ein System vorgesehen,
welches nicht sehr von der Sicherheit des Bandes oder der Folgenquelle, welche in
dem System benutzt wird, abhängig ist.
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Zwei Leitbänder von beliebigen Gruppen werden wie zuvor hergestellt;
jedoch ist jedes Band in Längsrichtung in n-gesonderte Bänder mit binärer Information
unterteilt. Die Zentral- und Kammereinheiten enthalten eine Einrichtung, durch welche
jedes der n Bänder anfänglich auf eine andere Zeile eingestellt werden kann. Nach
der anfänglichen Einstellung werden die Bänder zusammen durch einzelne Zeilenschritte
vorgerückt. Die Maschine erzeugt somit Nn Anordnungen von den Gruppen der n Bänder
mit je N Zeilen. Die Auswahl einer dieser Folgen wird durch Voreinstellung
dieser Bänder auf eine Kombination oder einen Code von n Zahlen vorgenommen, welche
zwischen 0 und N liegen. Somit würde eine typische Anfangskombination
für ein Band von 100 000 Zellen und fünf Elementen wie folgt aussehen:
00006
00023
00101
00042 00178
Der gleiche Code würde an
der Kammer- und Zentraleinheit eingestellt werden. Das Band ist nun effektiv
1025 Zeilen lang. Eine Untersuchung der Arbeit, die mit der Erforschung eines
derartigen Bandes verbunden ist, zeigt, daß, wenn die Zeilen durch eine gleichzeitige
Tongruppe übertragen werden, wobei jeder Ton zur Identifizierung einer Spalte dient,
die Töne relativ schnell mit den gesonderten Bändem identifiziert werden können,
so daß die Erforschungsarbeit in dem Fall des oben beschriebenen Bandes nur gleich
der ist, die zur Erforschung eines Einzel-Spaltenbandes von 1,5 - 106
Zeilen erforderlich ist. Das ist für eine Rechenmaschine eine Arbeit von wenigen
Minuten. Dieses Erforschungsverfahren würde auch mit einer folgenden Gruppe mit
Einzeltönen arbeiten. Wenn jedoch die übertragene Information verändert wird, so
daß die Identifizierung der übertragenen Elemente mit den einzelnen Bändern verlorengeht,
müssen die Bandmöglichkeiten auf der vollen Länge gesucht werden, d. h.,
wie bei einem Band von 1025 Zeilen. Das vorgeschlagene Verfahren soll die
Informationen auf den n Bändern für jede Zeile summieren und nur eine signalkennzeichnende
UNGERADE- oder GERADE-Summe der n Binärziffern jener Zeilen übertragen. Die
Aufgabe
der Identifizierung der Bandstellungen aus der abgefangenen
Binär-Inforination ist nun die, die Folge in einer Reihe von 1025 Zeilen
zu lokalisieren. Um das zu erreichen, wäre es notwendig, diese Reihe für eine Folge
von über 250 Zeilen zu erforschen. Eine Nachforschung diesen Ausmaßes ist
gegenwärtig sogar mit großen Rechenmaschinen innerhalb einer Zeitperiode von vielleicht
96 Stunden nicht möglich. Der Besitz eines Doppelbandes würde somit für den
Abhörenden keinen großen Vorteil darstellen. Die Sicherheit basiert somit jetzt
hauptsächlich auf den relativ kurzlebigen Kombinationen, welche in die Anfangsbandstellungen
eingegeben wurden. Die Einstellungen dieser Stellungen könnten zwischen mehreren
Personen verteilt werden. Die Möglichkeit einer einzelnen, beliebio, eingesetzten,
angenommenen Antwort ist jetzt 1/2, so daß die Fragegeschwindigkeit auf den fünffachen
Wert gesteigert werden muß, der mit der 5-Eleinent-Übertragung erforderlich ist,
um die gleiche Alannwahrscheinlichkeit innerhalb einer gleichen Zeitperiode zu schaffen.
Die Arbeitsfolge und das Einsetzen des Alarms durch Codeveränderungsmittel bleiben
ungeändert.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
veranschaulicht.
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Ein Zeitgeber 1 dient zur Steuerung des Betriebes des Abfragegerätes.
Die Bezugszahl 2 bezeichnet eine Bandeinheit, in welcher ein oder mehrere die Codegruppen
in binärer Form enthaltende Bänder von dem Zeitgeber 1 gesteuert werden.
Diese liefern in Abhängigkeit von einem Signal aus dem Zeit-Geber ein Signal zu
der Registerstufe 4. Das in die Registerstufe 4 eingegebene binäre Signal wird an
das Vergleichsgerät 5 zusammen mit einem Signal aus der Decodierstufe
3 weitergeleitet. Das Vergleichsgerät vergleicht die Signale aus der Registerstufe
4 mit dem Signal aus der Decodierstufe 3 und bildet eine richtige Antwort
für das Abfragegerät oder einen Alarm, welcher auf dem Anzeigegerät 6
dar-estellt
wird.
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Zu der gleichen Zeit, zu der er ein Signal an die Bandeinheit 2 abgibt,
überträgt der Zeitgeber 1 ein Abfrage-Signal über eine Leitung
13 zu der Beantwortungsausrüstung, welche in der Nähe des zu schützenden
Bereiches angeordnet ist. Das Antwortgerät umfaßt und betätigt eine Bandeinheit
8, welche mit der Bandeinheit 2 identisch ist. Die Bandeinheit
8 liefert ein Signal in binärer Form an eine Registerstufe 10, welche
ihrerseits einen Code für einen Generator 9 liefert und die Antwort über
die Leitung 13 an die Decodierstufe 3 überträgt. Mehrere Empfangselemente
14 sind in dem zu schützenden Bereich angeordnet. Diese Empfangselemente können
von den vorerwähnten Arten sein und dazu dienen, anzuzeigen, daß die Sicherheit
des geschützten Bereiches verletzt ist. Die Empfangselemente 14 senden das Signal
an die Alannstufen 11, die den Zustand anzeigen. Die Alannstufen
11 steuern den Betrieb des Elementenmodifizierungsgerätes 12, welches zur
Modifizierung des binären Signals dient, das von der Bandeinheit 8 in die
Registerstufe 10 gegeben wurde. Das modifizierte binäre Signal aus der Registerstufe
verursacht die Erzeugung eines unrichtigen Codes in dem Codegenerator
9. Dieser unrichtige Code wird über die Leitung 13 an die Decodierstufe
3 übertragen. Die Decodierstufe 3 gibt somit in das Vergleichsgerät
5 ein Signal ein, das verschieden von dem Signal aus der Registerstufe 4
ist. Es entsteht also ein unrichtiges Vergleichssignal, und an das Anzeigegerät
6 wird ein Alarm gegeben.