DE19541634B4 - Zugangskontrollvorrichtung zum Verarbeiten einer den Zugang passierenden berührungslosen Chipkarte - Google Patents

Zugangskontrollvorrichtung zum Verarbeiten einer den Zugang passierenden berührungslosen Chipkarte Download PDF

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Abstract

Zugangskontrollvorrichtung zum Verarbeiten einer den Zugang passierenden berührungslosen Chipkarte, wobei die Zugangskontrollvorrichtung umfasst:
eine zwischen zwei aneinandergrenzenden Zugängen (G1, G2) vorgesehene Sendeeinrichtung (11);
eine an den Zugängen in Richtung der der Sendeeinrichtung (11) gegenüberliegenden Seiten vorgesehene Empfangseinrichtung (12; 12a, 12b); und
eine mit der Sendeeinrichtung (11) und der Empfangeinrichtung (12; 12a, 12b) verbundene Steuereinrichtung (30A, 40, 50) zum Durchführen einer Datenübertragung und Datenverarbeitung mit der berührungslosen Chipkarte (20).

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zugangskontrollvorrichtung zum Verarbeiten einer den Zugang passierenden berührungslosen Chipkarte.
  • Die Patentschrift DE 41 34 922 C1 offenbart ein berührungsloses Chipkartensystem und eine Zugangsvorrichtung zur Verarbeitung einer den Zugang passierenden berührungslosen Chipkarte. Dabei werden in dem Datenträger bzw. der Chipkarte gespeicherte Berechtigungsdaten drahtlos zu einer Auswerteinheit gesendet, die bestimmt, ob der Zugang mit diesen Berechtigungsdaten freigegeben wird oder nicht.
  • Die Offenlegungsschrift DE 42 12 808 A1 offenbart eine Antennenvorrichtung für eine berührungsloses Chipkartensystem zur Durchführung einer Datenübertragung. Die in dieser Druckschrift beschriebene Antennenvorrichtung verwendet elektromagnetische Wellen zur Datenübertragung.
  • 15 zeigt schematisch eine Zugangskontrollvorrichtung, bei der ein bekanntes berührungsloses Chipkartensystem verwendet ist. In der Fig. bezeichnen G1, G2 jeweils Zugänge. Mit Bezugszeichen 1 ist ein Benutzer der Zugangskontrollvorrichtung bezeichnet, der eine berührungslose Chipkarte bzw. IC-Karte 20 trägt, und 2, 3 bezeichnen jeweils Zugangs-Einteilungsplatten bzw. Zugangs-Trennplatten. Eine später beschriebene Antenne (vgl. 16) zum Durchführen einer Datenübertragung bzw. eines Datenaustausches mit der berührungslosen Chipkarte 20 ist an jeder Zugangs-Trennplatte 2 vorgesehen.
  • Der Benutzer 1 schreitet beispielsweise in der aus der Bildebene von 15 heraus zeigenden Richtung in dem Zugang G1 oder G2 voran, d. h. auf den Betrachter zu. Während dieser Zeitperiode wird eine Datenübertragung zwischen einer innerhalb bzw. an der Zugangs-Trennplatte 2 angeordneten Antenne und der getragenen berührungslosen bzw. kontaktfreien Chipkarte 20 (nachstehend der Einfachheit halber als Karte bezeichnet) durchgeführt. Nur wenn als ein Ergebnis einer derartigen Datenübertragung der Benutzer 1 als eine Person bestimmt ist, die eine Durchgangserlaubnis empfangen hat, wird die an der Vorderseite von 15 angeordnete Zugangssperre (vgl. 16) geöffnet, so daß der Benutzer 1 weiter gehen kann.
  • 16 ist eine Draufsicht auf die in 15 gezeigte Zugangskontrollvorrichtung. In dieser Fig. ist mit Bezugszeichen 10 eine Sende-/Empfangsantenne zum Durchführen einer Datenübertragung mit der Karte 20 bezeichnet, und GB1 und GB2 bezeichnen jeweils Zugangssperren. Ferner sind in dieser Fig. enthalten:
    ein Übertragungsbereich AB der Sende- /Empfangsantenne, der innerhalb des Zugangs auftritt;
    ein Übertragungsbereich X, der außerhalb des Zugangs auftritt; eine Totzone bzw. ein ungenutzter Bereich C zum Verhindern einer Interferenz bzw. Wechselwirkung der Sende-/Empfangsantennen 10 der Zugänge G1, G2 miteinander; und ein eine Bewegungsrichtung eines Benutzers anzeigender Pfeil D.
  • 17 zeigt den Aufbau des Steuersystems eines Zugangs (G1 oder G2). In dieser Fig. sind enthalten:
    eine nachfolgend als Controller bezeichnete, mit der Sende-/Empfangsantenne 10 verbundene Steuereinrichtung 30; ein Host-Computer 40; und ein Zugangssperren-Öffnungs-/Schließ-Steuerabschnitt 50.
  • Der Controller 30 steuert die Datenübertragung und verarbeitet Daten zwischen der Karte 20 und der Sende-/Empfangsantenne 10. Das Ergebnis der Verarbeitung wird zu dem Host-Computer 40 übertragen. Dann erzeugt der Host-Computer 40 beispielsweise einen Befehl zum Öffnen/Schließen der Zugangssperre GB1 oder GB2 und führt dieses dem Zugangssperren-Öffnungs-/Schließ-Steuerabschnitt 50 zu.
  • In einigen Fällen steuert der Controller 30, wie durch eine unterbrochene Linie in 17 angedeutet, den Zugangssperren-Öffnungs-/Schließ-Steuerabschnitt 50 direkt, ohne Zwischenschalten des Host-Computers 40. In einem derartigen Fall ist der Host-Computer 40 nicht notwendig.
  • Mit Bezug auf 16 wird, wenn der Benutzer den Zugang in der Bewegungsrichtung D durchschreitet, eine Datenübertragung zwischen der Sende/Empfangsantenne 10 und der Karte 20 durchgeführt und der Controller 30 liest beispielsweise durch die Sende-/Empfangsantenne 10 derartige Informationen wie einen Erkennungscode bzw. ID-Code und die Salden der Karte 20. Beruhend darauf erfolgt eine Entscheidung, ob die Zugangssperre GBl oder GB2 zu öffnen ist oder nicht.
  • Da eine von der Sende-/Empfangsantenne 10 abgegebene elektromagnetische Welle stärker als die von der Karte 20 abgegebene ist, ergibt sich bei dieser Art des Systems ein Nebensprechen bzw. Übersprechen zwischen den zwei Sende-/Empfangsantennen 10 (Empfang durch die Sende-/Empfangsantenne 10 des Zugangs G2 der von der Sende-/Empfangsantenne 10 des Zugangs G1 übertragenen bzw. gesendeten elektromagnetischen Welle), wenn keine große Totzone C vorgesehen ist.
  • Demzufolge ist es notwendig, eine Trennung zwischen einem Zugang und einem anderen vorzusehen. Ferner ist es notwendig zu verhindern, daß eine eine Karte tragende Person den Übertragungsbereich X außerhalb des Zugangs betritt, um eine Datenübertragung mit der Karte außerhalb des Zugangs zu verhindern.
  • Da das bekannte berührungslose Chipkartensystem wie vorangehend beschrieben aufgebaut ist, müssen einander benachbarte Zugänge voneinander beabstandet sein, um eine Totzone C zu schaffen. Zudem muß die Zugangskontrollvorrichtung so angeordnet sein, um zu berücksichtigen, daß es einer die Karte tragenden Person nicht erlaubt sein sollte, in den außerhalb des Zugangs auftretenden unnötigen Übertragungsbereich X einzutreten. Somit entstehen derartige Probleme, daß ein großer Bereich von der Zugangskontrollvorrichtung als Ganzes benötigt wird bzw. belegt ist.
    •
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einen relativ kleinen Bereich belegendes berührungsloses Chipkartensystem zu schaffen, das keine Berücksichtigung einer Totzone und eines unnötigen Übertragungsbereiches außerhalb des Zugangs erfordert.
  • Ferner ist die vorliegende Erfindung ebenfalls auf eine Zugangskontrollvorrichtung und eine Antennenvorrichtung eines berührungslosen Chipkartensystems gerichtet.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Zugangskontrollvorrichtung, wie sie in Patentanspruch 1 dargelegt ist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
    •
  • Die Erfindung ist nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 schematisch eine Zugangskontrollvorrichtung, bei der ein berührungsloses Chipkartensystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet ist.
  • 2 eine Draufsicht auf die Zugangskontrollvorrichtung gemäß 1.
  • 3 den Aufbau des Steuersystems der in 1 und 2 dargestellten Zugangskontrollvorrichtung.
  • 4 schematisch den Aufbau der Steuereinrichtung bzw. des Controllers gemäß 3.
  • 5 ein Flußdiagramm, das die Funktion des Controllers aus Ausführungsbeispiel 1 der Erfindung darstellt.
  • 6 ein Beispiel des Einstellens des Ausgangssignals einer Sendeantenne.
  • 7 eine Draufsicht auf die Zugangskontrollvorrichtung, bei der ein berührungsloses Chipkartensystem gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet ist.
  • 8 ein Beispiel der Schaltung zum Unterscheiden eines Zugangs in dem die Karte vorhanden ist.
  • 9 ein Beispiel der Spannungserfassungsschaltung von 8.
  • 10 ein Flußdiagramm, das die Funktion des Controllers von Ausführungsbeispiel 2 der Erfindung darstellt.
  • 11 eine Draufsicht auf die Zugangskontrollvorrichtung, bei der ein berührungsloses Chipkartensystem gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet ist.
  • 12A eine Perspektivansicht der Antennenvorrichtung des berührungslosen Chipkartensystem gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus einer diagonal rückwärtigen Position gesehen.
  • 12B eine Perspektivansicht des gleichen, aus einer diagonal vorderen Position gesehen.
  • 13 eine Antennenvorrichtung eines berührungslosen Chipkartensystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 14 eine Perspektivansicht, die die Antennenvorrichtung eines berührungslosen Chipkartensystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.
  • 15 schematisch die Zugangskontrollvorrichtung, bei der ein bekanntes berührungsloses Chipkartensystem verwendet ist.
  • 16 eine Draufsicht auf die Zugangskontrollvorrichtung von 15.
  • 17 der Aufbau des Steuersystems der in 15 und 16 dargestellten Zugangskontrollvorrichtung.
  • Einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind nun mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
  • Ausführungsbeispiel 1
  • 1 zeigt schematisch eine Zugangskontrollvorrichtung, bei der das berührungslose Chipkartensystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet ist. In dieser Fig. bezeichnen G1 und G2 jeweils Zugänge. Mit Bezugszeichen 1 ist ein Benutzer der Zugangskontrollvorrichtung bezeichnet, der eine berührungslose bzw. kontaktfreie Chipkarte bzw. IC-Karte 20 besitzt, und mit 211 und 212 sind jeweils Zugangs-Einteilungsplatten bzw. Zugangs-Trennplatten bezeichnet. Eine (in 2 mit 11 bezeichnete) später beschriebene Sendeantenne ist an der Zugangs-Trennplatte 211 vorgesehen, und eine (in 2 mit 12 bezeichnete) Empfangsantenne ist an der Zugangs-Trennplatte 212 vorgesehen.
  • Der Benutzer 1 schreitet beispielsweise in der aus der Bildebene von 1 herauszeigenden Richtung durch den Zugang G1 oder G2. Während dieser Zeitperiode wird eine Datenübertragung zwischen den innerhalb der bzw. an den Zugangs-Trennplatten 211, 212 angeordneten Antennen und der getragenen Karte 20 durchgeführt. Nur wenn als ein Ergebnis einer derartigen Datenübertragung der Benutzer 1 als eine Person bestimmt ist, die eine Durchgangserlaubnis empfangen bzw. erhalten hat, wird eine (in 2 mit GB1, GB2 bezeichnete) an der Vorderseite von 1 angeordnete Zugangssperre geöffnet, so daß der Benutzer 1 weitergehen kann.
  • 2 ist eine Draufsicht auf die in 1 gezeigte Zugangskontrollvorrichtung. In dieser Fig. ist mit Bezugszeichen 11 eine zwischen den zwei einander benachbarten Zugängen G1 und G2 angeordnete Sendeantenne zum Durchführen einer Übertragung zu der Karte 20 bezeichnet, und mit 12a und 12b sind jeweils Empfangsantennen zum Empfangen von Signalen von der Karte 20 bezeichnet, welche in Richtung der der Sendeantenne 11 gegenüberliegenden Seiten der entsprechenden Zugänge G1 und G2 vorgesehen sind. Die Sendeantenne 11 wird von den zwei Zugängen G1, G2 gemeinsam genutzt.
  • Ferner ist mit A ein Sendebereich der Sendeantenne 11 und mit B ein Empfangsbereich der Empfangsantennen 12 bezeichnet. Ein Abschnitt des den Empfangsbereich B überlappenden Sendebereichs A bildet einen Übertragungsbereich. Ein Pfeil D gibt die Fortbewegungsrichtung des Benutzers an.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel heißt das, daß die Sendeantenne 11 zwischen den zwei aneinandergrenzenden bzw. benachbarten Zugängen vorgesehen ist, das heißt an der inneren Seite davon, und die Empfangsantennen 12a und 12b sind in Richtung der der Sendeantenne 11 gegenüberliegenden Seiten vorgesehen, d.h., an den äußeren Seiten der entsprechenden Zugänge G1 und G2. Es ist nicht notwendig, eine Totzone bzw. ungenutzten Bereich C wie in 16 des bekannten Systems vorzusehen, und außerhalb der Zugänge G1, G2 treten keine unnötigen Übertragungsbereiche X auf.
  • 3 zeigt das Steuersystem dieser Zugangskontrollvorrichtung. In der Fig. sind enthalten:
    eine nachfolgend als Controller bezeichnete, mit den Empfangsantennen 12a, 12b verbundene Steuereinrichtung 30a; ein Host-Computer 40; und ein Zugangssperren-Öffnungs-/Schließ-Steuerabschnitt 50. Der Controller 30a führt die Steuerung der Datenübertragung und Datenverarbeitung zwischen der Karte 20 und der Sendeantenne 11, sowie den Empfangsantennen 12a, 12b durch, wobei das Verarbeitungsergebnis zu dem Host-Computer 40 übermittelt wird. Der Host-Computer 40 erzeugt dann beispielsweise einen Öffnungs-/Schließ- Funktionsbefehl für die Zugangssperre GB1 oder GB2, der dem Zugangssperren-Öffnungs-/Schließ-Steuerabschnitt 50 zugeführt wird.
  • In einigen Fällen steuert der Controller 30a, wie in 3 durch eine unterbrochene Linie angedeutet, den Zugangssperren-Öffnungs-/Schließ-Steuerabschnitt 50 direkt, ohne das Zwischenschalten des Host-Computers 40. In einem derartigen Fall ist der Host-Computer 40 nicht notwendig.
  • 4 zeigt schematisch den Aufbau des Controllers 30a. In dieser Fig. sind enthalten: eine als MCU bezeichnete Hauptsteuereinheit 301 zum Durchführen von beispielsweise einer Datenübertragungssteuerung und Datenverarbeitung; ein Programmspeicher 302, der ein Betriebsprogramm zum Betreiben der MCU 301 speichert; ein beispielsweise aus einem RAM oder EE-PROM ausgebildeter Datenspeicher 303 zum temporären Speichern von Daten; eine Empfangsschaltung 304 zum Empfangen und Demodulieren von Empfangssignalen von den Empfangsantennen 12a, 12b; eine Sendeschaltung 305 zum Modulieren eines Sendesignals und Ansteuern der Sendeantenne 11; eine Seriell/Parallel-Umwandlungsschaltung 306 zum Umwandeln von Empfangssignalen in Form eines seriellen Signals von der Empfangsschaltung 304 in ein paralleles Signal und zum Umwandeln eines Sendesignals in Form eines parallelen Signals in ein serielles Signal; eine E/A-Steuerschaltung 307 zum Steuern der Eingabe/Ausgabe in/aus dem Host-Computer 40; und ein Bus 308 zum Verbinden dieser Komponenten miteinander.
  • Es ist zu beachten, daß die Sendeantenne 11 eine Sendeeinrichtung bildet; die Empfangsantennen 12a, 12b eine Empfangseinrichtung bilden; und der Controller 30a eine Steuereinrichtung ausmacht.
  • Die Funktionsweise dieses Ausführungsbeispiels ist nachstehend beschrieben. 5 ist ein Flußdiagramm, das die Funktion des Controllers 30a darstellt. Eine derartige Funktion wird in Übereinstimmung mit einem in einem in 4 dargestellten Programmspeicher gespeicherten Betriebsprogramm ausgeführt. Die Sendeantenne 11 sendet kontinuierlich ein Triggersignal bzw. Steuersignal bzw. Auslösesignal und derartige Befehle wie einen ID-Lesebefehl (Befehl zum Lesen eines Erkennungscodes bzw. Identifikationscodes bzw. ID-Codes bzw. der Kennung der Karte) an die Karte 20 (Schritt S1). Auf das Eintreten eines die Karte 20 tragenden Benutzers 1 in den Übertragungsbereich von 2, in dem der Sendebereich A und der Empfangsbereich B einander überlappen, wird die Karte 20 angesteuert, um die Datenübertragung aufzunehmen.
  • Wenn das Ergebnis der Ausführung des Befehls von der Karte 20 her empfangen wird (Schritte S2, S6), dann wird ein als nächstes auszuführender Befehl gesendet (Schritt S3, S7), wobei die Kennung bzw. ID der Karte hinzugefügt ist. Nach dem Empfangen des Ergebnisses der Ausführung mit Bezug auf einen derartigen Befehl von der Karte her wird entschieden, ob eine vorbestimmte Verarbeitung durchgeführt ist und ob die Verarbeitung korrekt ausgeführt ist (Schritte S4, S8). Wenn sie als korrekt bestimmt ist, wird die Zugangssperre GB1 oder GB2 des Zugangs, in dem die Karte existiert, geöffnet (Schritte S5, S9). Wenn die Verarbeitung nicht korrekt ausgeführt ist, wird zudem eine Fehlerverarbeitung wie beispielsweise ein Signalisieren eines Fehlers beispielsweise durch Anzeigen oder ein Geräusch durchgeführt (Schritte S6, S10).
  • Da es bei der Anordnung dieses Ausführungsbeispiels lediglich eine Sendeantenne 11 gibt, ist es nicht möglich, zu jeweils gleichzeitig in den zwei Zugängen G1, G2 existierenden Karten 20 einzeln zu senden. Somit wird die jeweilige Karten-ID hinzugefügt und die Übertragung erfolgt auf eine zeitlich unterteilte bzw. zeitversetzte Weise, wie durch eine unterbrochene Linie in 5 angezeigt. Der Empfangsvorgang kann gleichzeitig durchgeführt werden, da die zwei Empfangsantennen 12a, 12b vorgesehen sind.
  • Während es notwendig ist, das Ausgangssignal der Sendeantenne 11 einzustellen, so daß sich der Sendebereich A nicht außerhalb des Zugangs erstreckt, genügt es zudem, es durch Anschließen eines Widerstandes 112 mit einem geeigneten Widerstandswert zwischen einen Sendeverstärker 111 und die Sendeantenne 11 einzustellen, wie in dem Beispiel gemäß 6 gezeigt. Insbesondere wird das Ausgangssignal verringert, wenn einer mit einem größeren Widerstandswert angeschlossen ist. In einigen Fällen ist der Sendeverstärker 111 in dem Controller 30a enthalten.
  • Wie vorstehend beschrieben ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Sendeantenne 11 zwischen den zwei einander benachbarten Zugängen G1 und G2 vorgesehen, und die Empfangsantennen 12a, 12b sind jeweils an den Zugängen G1, G2 in Richtung der der Sendeantenne gegenüberliegenden Seiten vorgesehen. Es ist nicht notwendig, eine Totzone C vorzusehen, und außerhalb der Zugänge G1, G2 tritt kein unnötiger Übertragungsbereich X auf. Da es nicht notwendig ist, einen zusätzlichen Zwischenraum bzw. Raum außerhalb des Zugangs vorzusehen, kann der von der Zugangskontrollvorrichtung beanspruchte Bereich bzw. Platz, d.h., das System klein sein.
  • Ausführungsbeispiel 2
  • 7 ist eine Draufsicht auf eine Zugangskontrollvorrichtung, bei der das berührungslose Chipkartensystem gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet ist. Identische oder einander entsprechende Teile wie in 2 sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Empfangsantenne 12 mit einem beide Zugänge G1, G2 abdeckenden bzw. umfassenden Empfangsbereich B vorgesehen. Dadurch sind beide Zugänge mit bzw. von einer Sendeantenne 11 und einer Empfangsantenne 12 abgedeckt bzw. umfaßt.
  • Ferner erfolgt die Beurteilung bezüglich des verwendeten Zugangs beruhend auf einem erfaßten Spannungswert, beispielsweise durch Erfassen einer Empfangsspannung an der Empfangsantenne 12. Da die Empfangsspannung im wesentlichen im umgekehrten Verhältnis zum kubischen Abstand steht bzw. umgekehrt proportional zum kubischen Abstand ist, kann selbst eine geringe Abstandsdifferenz anhand der Empfangsspannung erfaßt werden. Ein Beispiel davon ist in 8 gezeigt. Mit Bezugszeichen 121 ist ein (in einigen Fällen innerhalb des Controllers 30a vorgesehener) Empfangsverstärker bezeichnet, und 122 bezeichnet eine zwischen dem Empfangsverstärker 121 und der Empfangsantenne 12 angeschlossene Spannungserfassungsschaltung.
  • Die Spannungserfassungsschaltung 122 enthält, gemäß der Darstellung in 9 , einen Vergleicher 122a von dem am Ausgangsanschluß OUT ein Signal abgegeben wird, das anzeigt, ob die seinem Eingangsanschluß IN zugeführte Empfangsspannung an der Empfangsantenne 12 höher oder niedriger als die Spannung einer Bezugsspannungsquelle 122b ist.
  • Beispielsweise ist unter der Annahme, daß eine Empfangsspannung von 200 mV in der Mitte zwischen den zwei Zugängen G1, G2 erhalten wird, d.h., an der Position der Sendeantenne 11, die Bezugsspannungsquelle 122b von 9 auf 200 mV eingestellt, um durch die Spannungserfassungsschaltung 122 zu bestimmen, ob die Empfangsspannung höher oder niedriger als 200 mV ist. Durch Senden eines Pegelbeurteilungssignals zu dem Controller 30a ist es dem Controller 30a möglich zu bestimmen, in welchem der Zugänge die Karte 20 existiert.
  • Es ist zu beachten, daß die Sendeantenne 11 eine Sendeeinrichtung ausmacht; die Empfangsantenne 12 eine Empfangseinrichtung ausmacht; die Spannungserfassungsschaltung 122 eine Zugangsunterscheidungseinrichtung bildet; und der Controller 30a eine Steuereinrichtung ausmacht.
  • Die Funktionsweise dieses Ausführungsbeispiels ist nachfolgend beschrieben. 10 ist ein die Funktionsweise des Controllers 30a dieses Ausführungsbeispiels darstellendes Flußdiagramm. Eine derartige Funktion wird in Übereinstimmung mit einem in dem wie in 4 dargestellten Programmspeicher gespeicherten Betriebsprogramm ausgeführt. Die Sendeantenne 11 sendet kontinuierlich ein Triggersignal und derartige Befehle wie einen ID-Lesebefehl bzw. Identifikations-Lesebefehl (Befehl zum Lesen des Identifikationscodes bzw. ID-Codes bzw. der Kennung der Karte) zu der Karte 20 (Schritt S1). Auf das Eintreten eines die Karte 20 tragenden Benutzers in den Übertragungsbereich von 7 hin, in dem der Sendebereich A und der Empfangsbereich B einander überlappen, wird die Karte 20 angesteuert, um die Datenübertragung aufzunehmen.
  • Wenn das Ergebnis der Ausführung des Befehls von der Karte 20 her empfangen ist bzw. wird (Schritt S2) wird ein als nächstes auszuführender Befehl gesendet (Schritt S3), wobei die Kennung bzw. ID der Karte hinzugefügt ist. Das Ergebnis der Ausführung wird dann von der Karte her empfangen und eine vorbestimmte Verarbeitung wird durchgeführt (Schritt S4).
  • Es wird dann bestimmt, ob eine korrekte Verarbeitung durchgeführt worden ist (Schritt S5). Wenn sie korrekt ist, wird bestimmt, ob die Empfangsspannung an der Empfangsantenne 12 höher als 200 mV ist, beruhend auf dem Pegelbestimmungssignal von der Spannungserfassungsschaltung aus 8 (Schritt S7). Wenn die Spannung 200 mV überschreitet, wird die Zugangssperre GB1 des nähergelegenen Zugangs G1 geöffnet (Schritt S8), während, wenn sie niedriger als 200 mV ist, die Zugangssperre GB2 des weiter entfernten Zugangs G2 geöffnet wird (Schritt S9).
  • Wenn bei Schritt S5 keine korrekte Verarbeitung durchgeführt ist, wird zudem eine Fehlerverarbeitung wie beispielsweise das Signalisieren eines Fehlers durch Anzeigen oder ein Geräusch ausgeführt (Schritt S6).
  • Es ist zu beachten, daß, da es lediglich eine Empfangsantenne 12 gibt, eine Verarbeitung durch eine zeitliche Unterteilung bzw. eine zeitversetzte Verarbeitung notwendig ist, wenn Karten 20 gleichzeitig in die entsprechenden Zugänge G1, G2 gelangt sind bzw. gleichzeitig darin vorkommen.
  • Wie vorangehend beschrieben kann bei diesem Ausführungsbeispiel nicht nur die Sendeantenne 11 sondern ebenfalls die Empfangsantenne 12 durch eine einzelne Einheit gebildet sein, wodurch es möglich ist, das System preiswerter zu gestalten.
  • Ausführungsbeispiel 3
  • 11 ist eine Draufsicht auf eine Zugangskontrollvorrichtung, bei der ein berührungsloses Chipkartensystem gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet ist. Identische oder einander entsprechende Teile wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen sind mit identischen Bezugszeichen bezeichnet. Insbesondere bezieht sich dieses Ausführungsbeispiel auf die Anordnung bzw. Struktur der Antennenvorrichtung und zielt darauf ab, einen Obertragungsbereich außerhalb des Zugangs zu beseitigen.
  • Eine aus einer Sendeantenne 11 und einer Empfangsantenne 12 bestehende Antenne 16 ist an der äußeren Seite jedes der Zugange G1, G2 vorgesehen. Ein leitfähiger Schirmungskörper 13 zum Beseitigen des Übertragungsbereichs außerhalb des Zugangs ist an der Außenseite jeder Antenne 16 vorgesehen. Dadurch werden von der Sendeantenne 11 abgegebene elektromagnetische Wellen durch den leitfähigen Schirmungskörper 13 abgeschirmt bzw. unterdrückt bzw. ausgeschaltet und gelangen nicht mehr in den Bereich außerhalb des Zugangs.
  • Es ist zu beachten, daß die Antennenvorrichtung durch die Antenne 16 und den leitfähigen Schirmungskörper 13 gebildet ist.
  • Der Schirmungskörper 13 ist beispielsweise aus Eisen, Kupfer oder Aluminium mit einer hohen Leitfähigkeit konstruiert und muß größer als die Sendeantenne 11 sein. Obwohl der Bereich bzw. die Fläche des Schirmungskörpers kleiner sein kann, wenn der Abstand zwischen dem Schirmungskörper 13 und der Antenne 16 kleiner ist, ergibt sich ferner ein kürzerer Übertragungsbereich, wenn sie einander zu nahe sind. Deshalb ist ein geeigneter Abstand vorgesehen. Da die Empfangsantenne 12 für Störsignale anfälliger ist, wenn sie näher an dem Schirmungskörper 13 angeordnet ist, ist die Antenne 16 zudem so angeordnet, daß die Sendeantenne 11 an der äußeren Seite, d.h., in Richtung des Schirmungskörpers 13 angeordnet ist. Es ist zu beachten, daß bei diesem Ausführungsbeispiel eine Totzone C existiert.
  • Auf diese Weise kann der Übertragungsbereich außerhalb des Zugangs beseitigt werden.
  • Ausführungsbeispiel 4
  • 12A und 12B zeigen eine Antennenvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. 12A ist eine Perspektivansicht der Antennenvorrichtung wie sie aus einer diagonal hinteren Position zu sehen ist und 12B ist eine Perspektivansicht der gleichen Vorrichtung, wie sie von einer diagonal vorderen Position zu sehen ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der leitfähige Schirmungskörper von Ausführungsbeispiel 3 wie dargestellt als leitfähiger Schirmungskörper 13a in der Gestalt bzw. Form eines die Oberflächen der Antennen außer der Oberfläche zum Durchführen einer Datenübertragung abdeckenden Gehäuses bzw. Kastens ausgebildet. Dadurch kann der Schirmungskörper 13a kleiner sein.
  • Ausführungsbeispiel 5
  • 13 zeigt eine Antennenvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Schirmungskörper 13, 13a der jeweiligen Ausführungsbeispiele 3, 4 mit Masse bzw. dem Erdpotential der Empfangsantenne 12 durch eine Masseverbindungsleitung 17 verbunden. Dadurch ist es weniger wahrscheinlich, daß die Empfangsantenne 12 durch von dem Schirmungskörper 13, 13a stammende Störsignale beeinträchtigt wird. Die Masseverbindungsleitung bildet eine Erdungseinrichtung.
  • Symmetrische Störsignale ("normal mode noise), d.h., die sich allein von dem Schirmungskörper 13, 13a ergebenden Störsignale gelangen zur Masse. Asymmetrische Störsignale ("common mode noise" ), d.h., die sich aus dem Schirmungskörper 13, 13a und der Empfangsantenne 12 zusammen ergebenden Störsignale werden verringert, da die entsprechenden Masseanschlüsse der zwei Komponenten auf gleichem Potential liegen. Eine tatsächliche Messung erfolgte durch Beaufschlagung der Empfangsantenne, die eine die Resonanzschärfe einer Resonanzschaltung anzeigende Klasse bzw. Güte von Q = 300 hat, mit einem Störsignal. Ohne Anschluß an Masse empfing die Antennenschaltung ein Störsignal bei einer Störsignalspannung von 90 mV. Wenn jedoch der Schirmungskörper 13, 13a wie bei diesem Ausführungsbeispiel mit dem Masseanschluß der Empfangsantenne 12 verbunden ist, wurde bis zu einer Spannung von 280 mV kein Störsignal empfangen. Die Antenne wurde somit etwa um das dreifache widerstandsfähiger bzw. unempfindlicher gegen Störsignale.
  • Ausführungsbeispiel 6
  • 14 zeigt eine Antennenvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wenn eine Antenne 16 befestigt ist, ist sie in vielen Fällen an wie in 14 dargestellten Antennenbefestigungsstützen 15 fixiert. Wenn die Stützvorrichtung bzw. Halterung aus einem leitfähigen Material besteht, kann eine Karte außerhalb des Zugangs ansprechen, da elektromagnetische Wellen langer oder mittlerer Wellenlängen dazu neigen, sich durch leitfähiges Material hinweg auszubreiten.
  • Daher besteht die Antennenbefestigungsstütze 15 bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem isolierenden Material bzw. einem Isolator wie beispielsweise Holz, Kunststoff, Glas, Harz, um die Ausbreitung einer elektromagnetischen Welle durch die Stützvorrichtung 15 in einen Bereich außerhalb des Zugangs zu verhindern. Dadurch ist es möglich, das Ansprechen einer Karte außerhalb des Zugangs als einem Ergebnis, daß die elektromagnetische Welle durch die Stützvorrichtung 15 nach außen gestreut wird, zu verhindern.
  • Wie beschrieben wurde, ist bei der Erfindung die Sendeeinrichtung zwischen zwei einander benachbarten Zugängen, d.h., auf der inneren Seite der Zugänge vorgesehen, und die Empfangseinrichtung ist in Richtung der der Sendeeinrichtung gegenüberliegenden Seiten vorgesehen, d.h., an den äußeren Seiten der Zugänge. Somit wird keine Totzone benötigt und außerhalb des Zugangs tritt kein unnötiger Übertragungsbereich auf. Es ist somit möglich, ein berührungsloses Chipkartensystem zu schaffen, mit dem es möglich ist, eine Zugangskontrollvorrichtung zu erhalten, die einen relativ kleinen Bereich belegt, wobei sehr wenig Raum verschwendet ist.
  • Die Sendeeinrichtung ist durch eine zwischen zwei einander benachbarten Zugängen vorgesehene Sendeantenne und die Empfangseinrichtung durch Empfangsantennen an den Zugängen gebildet, die jeweils in Richtung der der Sendeantenne gegenüberliegenden Seiten vorgesehen sind. Die Sendeantenne wird von den zwei Zugängen gemeinsam genutzt, und ein Empfang eines Signals von der Karte wird von jedem einzelnen Zugang durchgeführt. Es ist dadurch möglich, ein berührungsloses Chipkartensystem zu schaffen, mit dem es möglich ist, eine Zugangskontrollvorrichtung zu erhalten, bei der zusätzlich zu einem geringen belegten Bereich bzw. geringen Platzbedarf eine effiziente Datenübertragung durchgeführt werden kann.
  • Alternativ besteht die Sendeeinrichtung aus einer zwischen zwei aneinander angrenzenden bzw. benachbarten Zugängen vorgesehenen Sendeantenne und die Empfangseinrichtung ist durch eine an einer Seite der beiden Zugängen vorgesehene Empfangsantenne mit einem die zwei Zugänge abdeckenden Empfangsbereich gebildet'. Die Sendeantenne und die Empfangsantenne sind jeweils von beiden Zugängen gemeinsam genutzt. Es ist somit möglich, ein berührungsloses Chipkartensystem zu schaffen, mit dem es möglich ist, eine Zugangskontrollvorrichtung bei geringeren Kosten zusätzlich zu einem relativ kleinen belegten Bereich zu schaffen.
  • Zudem ist ein leitfähiger Schirmungskörper an der äußeren Seite der Antenne, bezogen auf den Zugang, vorgesehen, um einen außerhalb des Zugangs auftretenden Übertragungsbereich durch Unterdrücken bzw. Abschirmen elektromagnetischer Wellen zu beseitigen. Es ist somit möglich, eine zuverlässige Antennenvorrichtung zu schaffen, bei der keine Wechselwirkung mit einer Karte außerhalb des Zugangs auftritt.
  • Der leitfähige Schirmungskörper ist als ein die Oberflächen der Antenne außer der Oberfläche zum Durchführen einer Datenübertragung abdeckendes Gehäuse bzw. in Kastenform ausgebildet. Es ist somit möglich, eine sehr zuverlässige Antennenvorrichtung zu schaffen, bei der die Größe des Schirmungskörpers verringert werden kann und der Schirmungseffekt zum Verhindern des Austretens der elektromagnetischen Wellen aus dem Zugang weiter verbessert ist.
  • Der leitfähige Schirmungskörper ist mittels eines Masseanschlusses auf dem gleichen elektrischen Potential wie die Empfangsantenne angeschlossen. Es ist somit möglich, eine sehr zuverlässige Antennenvorrichtung zu schaffen, bei der es weniger wahrscheinlich ist, daß die Empfangsantenne durch Störsignale aufgrund des Schirmungskörpers beeinträchtigt wird.
  • Eine Antennenbefestigungsstütze zum Befestigen der Antenne besteht aus einem isolierenden Material bzw. Isolator. Es ist somit möglich, eine sehr zuverlässige Antennenvorrichtung zu schaffen, bei der eine Streuung elektromagnetischer Wellen in den Außenbereich des Zugangs aufgrund der Ausbreitung durch die Stützvorrichtung bzw. Halterung verhindert ist.
  • Ein einen relativ kleinen Bereich belegendes berührungsloses Chipkartensystem erfordert kein Vorsehen einer Totzone oder eines unnötigen Übertragungsbereiches außerhalb eines Zugangs. Eine Sendeantenne 11, ist zwischen zwei aneinandergrenzenden Zugängen G1 und G2 vorgesehen, d.h., an den inneren Seiten der Zugängen, und Empfangsantennen 12a, 12b sind jeweils in Richtung der der Sendeantenne 11 gegenüberliegenden Seiten der Zugänge G1, G2 vorgesehen, d.h., an den äußeren Seiten der Zugänge. Es ist daher nicht notwendig, eine Totzone zwischen den Zugängen G1 und G2 vorzusehen, und außerhalb des Zugangs tritt kein unnötiger Übertragungsbereich auf.

Claims (5)

  1. Zugangskontrollvorrichtung zum Verarbeiten einer den Zugang passierenden berührungslosen Chipkarte, wobei die Zugangskontrollvorrichtung umfasst: eine zwischen zwei aneinandergrenzenden Zugängen (G1, G2) vorgesehene Sendeeinrichtung (11); eine an den Zugängen in Richtung der der Sendeeinrichtung (11) gegenüberliegenden Seiten vorgesehene Empfangseinrichtung (12; 12a, 12b); und eine mit der Sendeeinrichtung (11) und der Empfangeinrichtung (12; 12a, 12b) verbundene Steuereinrichtung (30A, 40, 50) zum Durchführen einer Datenübertragung und Datenverarbeitung mit der berührungslosen Chipkarte (20).
  2. Zugangskontrollvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Sendeeinrichtung eine zwischen zwei aneinandergrenzenden Zugängen (G1, G2) vorgesehene Sendeantenne (11) umfasst, und die Empfangseinrichtung an den jeweiligen Zugängen in Richtung der der Sendeantenne (11) gegenüberliegenden Seiten vorgesehene Empfangsantennen (12a, 12b) umfasst.
  3. Zugangskontrollvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Sendeeinrichtung eine zwischen den zwei aneinandergrenzenden Zugängen (G1, G2) vorgesehene Sendeantenne (11) umfasst und die Empfangseinrichtung eine an einer Seite der zwei Zugänge vorgesehene Empfangsantenne (12) mit einem die zwei Zugänge abdeckenden Empfangsbereiche (B) umfasst, wobei die Zugangskontrollvorrichtung ferner eine Zugangsunterscheidungseinrichtung (122; 122a, 122b) zum Unterscheiden eines die berührungslose Chipkarte (20) darin aufweisenden Zugangs (G1, G2), beruhend auf einer Empfangsspannung eines Empfangssignals von der berührungslosen Chipkarte umfasst.
  4. Zugangskontrollvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Zugangsunterscheidungseinrichtung eine mit der Empfangsantenne (12) verbundene Spannungserfassungsschaltung (122) umfasst.
  5. Zugangskontrollvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Sendeeinrichtung und Empfangseinrichtung jeweils Antennen (11, 12a, 12b; 12; 16) umfassen und das System ferner eine Antennenbefestigungs-Isolatorstütze (15) zum Befestigen dieser Antennen aufweist.
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