EP2460147A1 - Elektronische schliesseinrichtung - Google Patents

Elektronische schliesseinrichtung

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Publication number
EP2460147A1
EP2460147A1 EP10735178A EP10735178A EP2460147A1 EP 2460147 A1 EP2460147 A1 EP 2460147A1 EP 10735178 A EP10735178 A EP 10735178A EP 10735178 A EP10735178 A EP 10735178A EP 2460147 A1 EP2460147 A1 EP 2460147A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
locking device
module
electronic locking
receiving unit
receiving
Prior art date
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Granted
Application number
EP10735178A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2460147B1 (de
Inventor
William Zogg
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Dormakaba Schweiz AG
Original Assignee
Kaba AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Kaba AG filed Critical Kaba AG
Publication of EP2460147A1 publication Critical patent/EP2460147A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2460147B1 publication Critical patent/EP2460147B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00—Individual registration on entry or exit
    • G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
    • G07C9/00944—Details of construction or manufacture
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B47/06—Controlling mechanically-operated bolts by electro-magnetically-operated detents
    • E05B47/0611—Cylinder locks with electromagnetic control
    • E05B47/0615—Cylinder locks with electromagnetic control operated by handles, e.g. by knobs
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B47/06—Controlling mechanically-operated bolts by electro-magnetically-operated detents
    • E05B47/0611—Cylinder locks with electromagnetic control
    • E05B47/0619—Cylinder locks with electromagnetic control by blocking the rotor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B47/06—Controlling mechanically-operated bolts by electro-magnetically-operated detents
    • E05B47/0611—Cylinder locks with electromagnetic control
    • E05B47/0638—Cylinder locks with electromagnetic control by disconnecting the rotor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B47/0001—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof
    • E05B2047/0014—Constructional features of actuators or power transmissions therefor
    • E05B2047/0018—Details of actuator transmissions
    • E05B2047/0026—Clutches, couplings or braking arrangements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B2047/0048—Circuits, feeding, monitoring
    • E05B2047/0067—Monitoring
    • E05B2047/0068—Door closed
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B47/0001—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof
    • E05B47/0012—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof with rotary electromotors

Definitions

  • the invention relates to an electronic locking device, in particular for doors.
  • Locking means operated electronically controlled to release a lock or lock.
  • an electronic circuit receives a signal from a corresponding electronic key (an access medium, e.g.
  • the signal is evaluated by the electronic circuit, and depending on the result of the evaluation, the electromechanical coupling and / or locking means are activated in order to effect the release or blocking.
  • DE 10 2005 034 618 and EP 1 739 631 show electronic locking devices in which, in addition to an antenna for contactless communication or another sensor for receiving signals, reading electronics are also provided in the door knob. In another place - for example, in a rosette or the cylinder housing - a transmitter is present, which communicates with the reading electronics in a communication link. By the reading electronics, a signal of the electronic key is evaluated and optionally generates an evaluatable by an evaluation access signal. The evaluation then checks the accuracy of the access signal and causes a release or blocking if necessary.
  • an electronic locking device is essentially characterized by a first module and a second module, the first module being present at a location accessible to the user, for example in the door knob or on the outside on the door fitting, and a receiving unit for receiving signals from an electronic key (access medium, and possibly for sending signals to the access medium).
  • the receiving unit has a receiving element - antenna or the like - for receiving signals from the electronic key and also corresponding drive means (in general, a corresponding processor, for example. An RFID chip) on.
  • the second module is in a physically protected area - for example, possibly in the rotor of the lock cylinder; in any case, behind the mechanical attack protection - arranged and includes an evaluation unit for evaluating the signals from the receiving unit and Drive means for driving the electromechanical drive (the actuator).
  • the sequential logic is present for deciding whether or not there is an authorization.
  • a corresponding signal is sent to the user - for example the lighting up of a green LED - the corresponding information is transmitted from the second module to the first module.
  • the received signals in the first module are not evaluated in the sense of a decision, but at best translated at most and / or decrypted according to a characteristic of the receiving means protocol.
  • the whole decision logic is arranged as part of the evaluation in the second module. In other words, the authentication required for the release is performed in the second module.
  • the first module has only the function to pass signals received from the electronic key (possibly translated and controlled in the desired manner); Only the second module interprets the signals as data and evaluates them.
  • the first module can thus be free from any sequential logic concerning the authentication process.
  • the first module is preferably equipped to carry out a standard modulation / demodulation by means of an RFID chip or the like.
  • a standardization and, if necessary, a decryption is carried out by the first module, so that the differently designed according to the standard signals in a standardized form and passed on a contact connection to the second module.
  • the first module can contribute to the safety of the overall system without the initially discussed safety problems relating to the replacement of the first modules.
  • this architecture has the advantage of ensuring modularity.
  • the first module can - for example, be connected to the actuating element (door knob or the like), in which it is arranged - releasably connected to the second module (eg. In the rotor of the lock cylinder or in the housing).
  • First modules can be easily exchanged without changing or reprogramming the second module and without security risk.
  • the modularity is guaranteed in two ways: On the one hand, in the second module different selectable security technologies - in corresponding security classes - and different form factors can be used. On the other hand, if necessary, also given independence from the selected knob with its different selectable technologies, shapes and functions.
  • a commercially available on the market conventional transmitting and receiving unit can be used, for example, an RFID chip with antenna.
  • the protocol with encryption etc. used for the exchange of signals between the electronic key and the receiving unit can also be conventional (for example 'Mifare', the 'Legic' technology etc.) and the security of the measures according to the invention does not depend on the security of this Protocol.
  • different, even proprietary signal exchange technologies can be used, and even the use of different physical channels is possible.
  • both the RFID transmission and the capacitive-resistive coupling can be used within a security system or in different security systems, and nevertheless a second module of the same type can be used in each case.
  • the first module in addition to the receiving unit (for example the RFID chip with antenna), also has an auxiliary processor.
  • This can be programmed, for example, to open the signal transmission channel between the receiving unit and the evaluation unit; this can include enabling the signal channel and / or waking up the evaluation unit.
  • the auxiliary processor can control the receiving unit in the normal operating state, at least as long as no writing and / or reading process is in progress. For example.
  • the auxiliary processor may send requesf commands to the receiving unit at regular intervals, thereby enabling them to search for a medium within its range. During this time the evaluation unit does not have to be active.
  • the auxiliary processor can also be programmed to evaluate the signal type, ie to recognize what kind of medium (eg Mifare®, ISO 14443, Legic®, etc.) is in communication with the receiving unit. It may also be programmed to detect if multiple media are in the field at the same time (anticollision). Only with the correct medium type and with a single detected medium does he then wake up the hitherto passive electronic components of the second module. So the total energy consumption can be reduced.
  • the auxiliary processor can also have the function to communicate with almost any extensions, for example. With a wireless module for contactless communication with a central office, additional security devices such as a biometric sensor, a PIN input, etc.
  • the auxiliary processor can, for example, in specific embodiments open the signal exchange channel between the receiving unit and the evaluation only if certain conditions are met, which are specified by the extensions.
  • the auxiliary processor can also control the signaling for the user; and / or he may include management of the energy source (iA battery, which may also be located in the knob).
  • the auxiliary processor like the second module, can always be configured identically regardless of the nature of the receiving unit and of possible expansions; i.e. he can be standardized. In addition to the above-indicated flexibility, it also brings the important advantage that different receiving unit technologies can also be integrated in a single security system if the output signals of different receiving units are produced in different formats / codings.
  • the first module can also have the energy source (generally a battery) for the entire locking device and / or signaling means (LEDs of different colors, buzzer and / or other means).
  • the energy source generally a battery
  • the signaling means LEDs of different colors, buzzer and / or other means.
  • the second module preferably also includes the system timer, which may also be safety-relevant.
  • the evaluation unit includes two processors: a first, serving as a conversion and communication unit evaluation unit processor and a second, serving as a security unit evaluation unit processor.
  • the first processor effects the communication with the receiving unit, the conversion of the signals coming from this into processable data, the processing of decrypted data obtained by the second processor as well as the control and monitoring of the drive means or directly the electromechanical drive.
  • the second processor may be implemented as a security chip implemented such that certain data, for example a "site key", can not under any circumstances be issued, and decrypts and evaluates the data received from the first processor the authentication process and returns possibly decrypted data to the first processor.
  • the second processor can be designed as a security chip in the sense of the international patent application PCT / CH 2009/000108, as it is referred to in this application as "third integrated circuit.”
  • third integrated circuit In this application and the description of the operation of the third integrated circuit As will be described, for example, with reference to FIG. 2, reference is expressly made here.
  • the evaluation unit can also have only one processor or more than two processors.
  • the functions of the evaluation unit processor and the security chip can be integrated in a single processor (or chip).
  • the communication between the first module and the second module is preferably contact-based, ie via current-conducting devices (cables, Printed circuit boards of printed circuit boards / flexprints, plug and socket contacts etc.) or possibly optically, and not via an electromagnetic remote effect; As a result, the locking device is tap-proof.
  • a plug connection is preferably present between the first module and the second module.
  • an electronic locking device has an acceleration-rotation or orientation sensor, which independently - ie without contact or the like - can determine whether a door or a window sash moves ( opened, closed), in which the locking device is located, or in which orientation it is located.
  • the acceleration or rotation signal can ultimately be used to detect the door status / door position, for example by integrating the signal.
  • an acceleration rotational or orientation sensor is mounted in the electronic locking device, ie at least in communication with other components of the locking device, and the locking device has corresponding evaluation means or possibly transmits the signals of the acceleration Rotation or orientation sensor unprocessed or only preprocessed to external evaluation equipment.
  • the energy supply of the sensor is generally quite naturally about the power supply of the locking system, even if a separate power supply (battery) only for the sensor and its evaluation is not excluded in principle.
  • the locking device may moreover comprise means for the wireless transmission of information - or possibly also for the transmission of information via cable - with which a center is informed automatically or on call from this point either opening and closing processes or the determined closing state, or via the possibly the unprocessed or only preprocessed signals of the sensor for processing in the control center are transmitted.
  • the wireless transmission relay stations amplifier modules or the like can be used in a conventional manner, if the range for a direct transmission from the locking device to the center is not sufficient.
  • Common or proprietary protocols can be used for the transmission, whereby also encryption measures adapted to the security standard etc. can be provided.
  • the information transfer from the locking device will be active at the headquarters; also for the power source of the locking device can be used.
  • acceleration sensors are now in a highly miniaturized form, for example.
  • MEMS micro-electro-mechanical systems
  • piezoelectric acceleration sensors and other acceleration sensors are miniaturized available.
  • the use of acceleration sensors is based on the simple and surprising realization that when closing and also when opening doors or the like, a very characteristic acceleration pattern arises, even if different people a door in different ways - eg. With or without force; hold with the trigger or release it, etc. - close or open. This allows an unambiguous determination of the closing state by evaluation of the acceleration signal.
  • the accelerometer does not need to be constantly powered.
  • the sensor can be present as an integral part of the closing device or as subsequently attachable module but - together with the means for wireless information transmission - preferably (but not necessarily) as part of the locking device to understand in the sense that he with the other components of the locking device is in communication, for example.
  • a common power supply By a common power supply. This is of great advantage, because the additional effort for the sensor and its evaluation is then very small.
  • the procedure according to the second aspect of the invention allows a high efficiency gain and massive cost savings as well also a gain in flexibility compared to the procedure according to the prior art.
  • the acceleration sensor and the information transfer means will preferably be present as extensions in the first module (and / or possibly also in the second module) and will, for example, be driven by the auxiliary processor and communicate therewith.
  • the auxiliary processor may optionally also contain the means for evaluating the signals from the acceleration sensor.
  • Figure 1 is a diagram of a locking device according to the first aspect of the invention.
  • FIG. 4 is a diagram of components according to the second aspect of the invention.
  • the closing device has a first module 1 and a second module 2.
  • the first module is located in a relatively easily accessible place, for example. Inside a doorknob.
  • the first module has an exemplary conventional receiving unit 4 with RFID chip and antenna A.
  • the receiving unit 4 can be configured as a Mifare Classic receiving unit, as a Legic receiving unit, as a receiving unit for the capacitive-resistive information transmission (see, for example, WO 2007/112609) or in another manner known per se or in a novel manner.
  • the signal transmission between an electronic key or access medium (not shown) and the receiving unit is not the subject of the present invention and will not be explained in detail here.
  • the receiving unit 4 is in communication with an auxiliary processor AUX and here in a direct connection to the evaluation unit 5 of the second module.
  • the first module also has a power source (battery) BATT, a battery protection unit PROT and a voltage converter DC / DC, which are each here in communication with the auxiliary processor AUX.
  • the battery protection unit forms an autonomous system which controls the battery management (in particular in the case of several batteries).
  • Signaling means SIG - for example an LED, a plurality of, for example, LEDs of different colors and / or a buzzer are in communication with the auxiliary processor and are controlled by the latter.
  • auxiliary processor also allows the integration of possible extensions.
  • extensions In the illustrated embodiment are two extensions
  • Security modules for example with PIN input, sensor module for biometric
  • the integration into the closing device can be done independently of the specific nature.
  • a defined interface which includes, for example, a plug connection.
  • Corresponding contacts are symbolized by the black circles.
  • the first module can therefore be removed and replaced, and / or the fitter installing the locking device can choose between a plurality of first modules and the first module-containing housings (eg door knobs), off-the-shelf.
  • the second module 2 is seen from the first module 1 from behind a mechanical attack protection, namely a drill protection 3 and thus protected with the usual security precautions against attacks.
  • a mechanical attack protection namely a drill protection 3
  • the closing device is a locking cylinder, it is particularly preferred that it be arranged in the rotor of the closing cylinder. It has an actuator arrangement with a motor M and a motor drive DRIV, which can be activated by the evaluation unit 5.
  • an optional condition monitoring of the motor is called, which serves for the function control of the same - for example, to detect the effective revolutions - and serves as a feedback element of the actuator assembly, for monitoring the electromechanical drive.
  • the actuator assembly can move in a conventional manner a Kupplungselmement which selectively and depending on the switching state couples the rotor with an output element, the rotor against a stator (housing) blocks, and / or coupled to the actuator part of the rotor with another part of the rotor couples.
  • a rotary movement of the output element the lock can be actuated and the door or the window sash can be opened, etc.
  • the second processor serves as a conversion and communication unit and converts the signals received from the first module into data and to the second processor SEC forwards.
  • the second processor is embodied as a security chip which is designed so that it can not issue unencrypted or even completely security-relevant features, such as a "site key", independently of the triggering.
  • the second processor SEC carries out the authentication process and, in the case of consistency, gives the First processor first task to drive the actuator assembly and, secondly, preferably, the release to communicate according to the auxiliary processor AUX so that when released a corresponding signal can be issued.
  • the evaluation unit has a processor which integrates the functions of the first processor APPL and of the second processor SEC and has a decryption function and, for example, at the same time also equipped to activate the DRIV motor control.
  • the system timer CLOCK is also arranged as a safety-relevant component in the second module.
  • the power of the components of the second module via the battery BATT, which also feeds the components of the first module.
  • auxiliary processor in addition to the control of the peripheral elements such as signaling means, battery protection unit, voltage converter and possibly the extensions - the regulation of the data exchange between the receiving unit 4 and the evaluation unit 5. This can be done as follows:
  • the auxiliary processor issues a polling command ("Request") to the receiving unit ("polling"), which sends the command with the normalized Modulation method converts into a corresponding RF signal and sends out. If a medium is within range, it is activated and responds with a defined response signal which is demodulated by the receiving unit (the RFID chip with antenna) with the standardized demodulation method and forwarded to the auxiliary processor. This checks whether the answer corresponds to the expected format. It recognizes by the answer which type of medium it is, whereby this examination of the response and recognition of the type of medium can also be done in two or more steps - for example, in ISO 14443 with the query of so-called SAK data.
  • the communication is aborted because there are too many media in the field. Otherwise, the evaluation unit is woken up by the auxiliary processor, and thus the entire system is started.
  • the auxiliary processor opens a direct communication channel between the receiving unit and the evaluation unit, via which the evaluation unit then directly receives the signals required for the authentication. This can be done by pressing an internal switch, ie physically the signals can pass through the auxiliary processor. The communication taking place after waking up the evaluation unit is controlled and evaluated by it.
  • the procedure is as described above, but after the awakening of the evaluation unit, the auxiliary processor translates the data signals into a format which can be utilized by the evaluation unit; however, it does not make an authentication decision, and preferably processes the signals entirely without arbitration logic, with the possible exception of an initial recognition of the signal format.
  • the receiving unit is not based on RFID technology but, for example, is a keyboard
  • the auxiliary processor can on the Control of the receiving unit ("poll") are waived by the auxiliary processor, and the receiving unit wakes up the auxiliary processor.
  • FIGS. 2 and 3 very schematically illustrate different embodiments of the closing device according to the invention.
  • a particularly advantageous feature of the locking device is that it can be readily implemented both as a half cylinder and as a double cylinder.
  • the locking device is a lock cylinder, it may, for example, be composed of three components standardized components: a door knob with the first module and a connector interface, a lock cylinder rotor with the second module and one cooperating with the rotor-connector interface Plug interface, and a lock cylinder stator, which may have a normalized profile, for example, the tap profile (DIN 18252, also called Europrofil) or the US profile, etc.
  • DIN 18252 also called Europrofil
  • the evaluation unit does not have to be reprogrammed during an adaptation, or it must be communicated to the evaluation unit when changing the communication technology, for example, only the expected media format (Mifare, DESfire, etc.);
  • This configuration can, for example, easily be done via a firmware change via a plug.
  • Figure 2 shows a scheme in which the closing device as a double cylinder with outer knob 11, rotor 12, stator (profiled housing) 13, output member (driver) 14 and inner knob 15 is formed.
  • the first module 1 is arranged in the outer knob, and the second module 2 is here as a whole - including the actuator - in the rotor.
  • the second module 2 couples the rotor, or its components firmly coupled to the outer knob, with the eccentric driven element 14, whereby the door lock can be opened.
  • the inner knob 15 is fixedly coupled via a permanent coupling 16 to the driven element 14, ie, the door can always be opened with the inner knob.
  • the battery for the power supply of both modules can also be arranged in the inner knob.
  • the outer knob 11 can then optionally also have a battery, for example, as a reserve in the event that the battery fails in the inner knob.
  • FIG. 3 shows a half-cylinder with (outer) knob 11, rotor 12, stator 13 and output element 14.
  • the mode of operation is the same as in the embodiment according to FIG. 2, except that the inner knob is missing and the battery is arranged in the outer knob.
  • the battery for example.
  • the stator 13 In both embodiments, other arrangements of the battery, for example.
  • the second module can optionally be arranged in the stator behind the drill protection 3.
  • the locking device instead of a lock cylinder in other forms, for example.
  • the first module can then be present in a suitable location on the door fitting, and the second module - possibly including batteries - in the housing.
  • the present in the housing actuator then coupled when released the door handle with an output element; corresponding arrangements with a coupling element moving away from the actuator are possible and have already been described elsewhere, for example in WO 2004/057137.
  • the closing device has an acceleration sensor 21.
  • This may, for example, be a silicon-based integrated MEMS sensor.
  • evaluation means 22 are present, which can evaluate an acceleration signal received by the acceleration sensor and deduce therefrom whether the door has been opened or closed.
  • a wireless communication device 24 is equipped to exchange information with a central office 25. It proactively notifies, for example, a status change to the control center 25. However, it is additionally or alternatively also possible for the control center via the communication device 24 to poll the status memory periodically or at irregular intervals for the door status.
  • the evaluation means 22 need not be present separately, but may be integrated in the acceleration sensor or another component, for example an auxiliary processor.
  • the evaluation must not be present in the locking device, but may be at the headquarters or possibly in an intermediate station; In this case, the signals from the acceleration sensor are transmitted substantially unprocessed by the communication device 24.
  • acceleration sensor and communication device are integrated in a single chip, optionally with evaluation, can not be ruled out.
  • the second aspect of the invention is particularly advantageous due to the ease of assembly and the low cost, when the cost of extra installations and wiring heavily into the
  • a rotation sensor (gyroscope) or a compass can be used.
  • the acceleration sensor and the communication device are integrated in the locking device in the sense that they are powered by their power supply, and preferably also physically arranged in it.
  • the acceleration sensor and the communication device are present as extensions of the first module; the acceleration sensor and possibly also components of the communication device can physically but - in sufficient space - be arranged in the second module.

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Abstract

Gemäss einem Aspekt der Erfindung zeichnet sich eine elektronische Schliesseinrichtung im Wesentlichen durch ein erstes Modul (1) und ein zweites Modul (2) aus, wobei das erste Modul an einem für den Benutzer zugänglichen Ort — bspw. im Türknauf oder aussenseitig auf dem Türbeschlag - vorhanden ist und eine Empfangseinheit (4) zum Empfangen von Signalen von einem elektronischen Schlüssel aufweist. Die Empfangseinheit weist ein Empfangselement - Antenne oder dergleichen - zum Empfangen von Signalen vom elektronischen Schlüssel und ausserdem entsprechende Ansteuerungsmittel auf. Das zweite Modul ist in einem physisch geschützten Bereich - bspw. ggf. im Rotor des Schliesszylinders; auf jeden Fall hinter dem mechanischen Angriffsschutz - angeordnet und beinhaltet eine Auswerteeinheit (5) zum Auswerten der Signale von der Empfangseinheit und Ansteuerungsmittel zum Ansteuern des elektromechanischen Antriebs (M). Das bedeutet auch, dass im zweiten Modul die sequentielle Logik für das Fällen des Entscheids, ob eine Berechtigung vorliegt oder nicht, vorhanden ist.

Description

ELEKTRONISCHE SCHLIESSEINRICHTUNG
Die Erfindung betrifft eine elektronische Schliesseinrichtung, insbesondere für Türen.
Bei solchen an sich bekannten elektronischen Schliesseinrichtungen — auch
„mechatronische Schliesseinrichtungen genannt, weil elektronisch gesteuert eine Schliessmechanik betätigt wird - werden elektromechanische Kupplungs- und/oder
Sperrmittel elektronisch gesteuert betätigt, um ein Schloss freizugeben oder zu sperren. Zu diesem Zweck empfangt eine elektronische Schaltung ein Signal von einem entsprechenden elektronischen Schlüssel (einem Zugangsmedium, z.B. einem
Transponder). Das Signal wird durch die elektronische Schaltung ausgewertet, und abhängig von Resultat der Auswertung werden die elektromechanischen Kupplungs- und/oder Sperrmittel angesteuert, um die Freigabe oder Sperrung zu bewirken.
Je nach Anwendung stellt sich dabei die Frage der Sicherheit. Erstens sollte die Kommunikation zwischen dem elektronischen Schlüssel (Medium) und der auswertenden Elektronik genügend sicher sein, um einer Manipulation durch eine Abhörattacke oder dergleichen vorzubeugen. Zweitens muss aber auch die Kommunikation zwischen den Elementen der Schliesseinrichtung gesichert sein, damit nicht bspw. die elektromechanischen Mittel direkt und unter Umgehung der Auswerteelektronik angesteuert werden können. Auf dem Markt sind elektronische Schliesseinrichtungen, nämlich Schliesszylinder bekannt, welche durch einen Türknauf zu betätigen sind. Dabei sind eine Sende- und Empfangseinrichtung (bspw. Antenne oder Hardwareschnittstelle für die berührungsbehaftete Kommunikation), eine Batterie und auch die Auswerteelektronik im Türknauf angeordnet. Diese an sich technisch elegante Lösung hat den gravierenden Nachteil, dass die sicherheitsrelevanten Elemente (inklusive Auswerteelektronik) im gut zugänglichen Knauf und damit im wenig sicheren Bereich angeordnet sind. Für eine Manipulation muss lediglich dort ein Steuersignal für die im Schliesszylindergehäuse angeordnete direkt auf die dafür vorgesehenen, in den Knauf hinein verlaufenden elektrischen Leitungen gegeben werden.
Unter anderem aus der DE 198 51 065 ist ein Schliesszylinder bekannt, bei welchem die Elektronik im Innenknauf angebracht ist. Solche Systeme haben jedoch den Nachteil, dass sie nicht für sogenannte Halbzylinder geeignet und bei der Montage relativ umständlich sind.
Die DE 10 2005 034 618 und die EP 1 739 631 zeigen elektronische Schliesseinrichtungen, bei denen im Türknauf nebst einer Antenne für die berührungslose Kommunikation oder einem anderen Sensor zum Empfangen von Signalen auch eine Leseelektronik vorhanden ist. An einem anderen Ort - bspw. in einer Rosette oder dem Zylindergehäuse - ist eine Auswerteelektronik vorhanden, die mit der Leseelektronik in einer Kommunikationsverbindung steht. Durch die Leseelektronik wird ein Signal des elektronischen Schlüssels ausgewertet und gegebenenfalls ein von einer Auswerteelektronik auswertbares Zugangssignal erzeugt. Die Auswerteelektronik prüft dann die Richtigkeit des Zugangssignals und bewirkt gegebenenfalls eine Freigabe oder Sperrung. Diese Lösung hat einen sicherheitsrelevanten Nachteil: Jemand, der die Zugangsberechtigung zu einem bestimmten ersten Zylinder hat, kann den Türknauf eines anderen, zweiten Zylinders gegen den Türknauf des ersten Zylinders austauschen und sich damit Zugang auch zum zweiten Zylinder verschaffen. Als Abhilfe für dieses Problem wird in der EP 1 739 631 vorgeschlagen, durch die Leseelektronik zum Zugangscode einen Knauf-spezifischen Identifikationscode addieren zu lassen. Dies ist jedoch der Modularität hinderlich, denn jeder Zylinder muss dann individuell auf den Türknauf zugeschnitten programmierbar sein; ein an sich autorisiertes Austauschen des Türknaufs durch den Benutzer selbst ist dann beispielsweise nicht möglich.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine elektronischen Schliesseinrichtung zur
Verfügung zu stellen, welche Nachteile des Standes der Technik überwindet und insbesondere hohen Sicherheitsanforderungen genügt und dabei trotzdem flexibel ist.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst, wie sie in den Patenansprüchen definiert ist.
Gemäss einem ersten Aspekt der Erfindung zeichnet sich eine elektronische Schliesseinrichtung im Wesentlichen durch ein erstes Modul und ein zweites Modul aus, wobei das erste Modul an einem für den Benutzer zugänglichen Ort - bspw. im Türknauf oder aussenseitig auf dem Türbeschlag - vorhanden ist und eine Empfangseinheit zum Empfangen von Signalen von einem elektronischen Schlüssel (Zugangsmedium; und ggf. zum Senden von Signalen an das Zugangsmedium) aufweist. Die Empfangseinheit weist ein Empfangselement — Antenne oder dergleichen - zum Empfangen von Signalen vom elektronischen Schlüssel und ausserdem entsprechende Ansteuerungsmittel (im allgemeinen einen entsprechenden Prozessor, bspw. einen RFID-Chip) auf. Das zweite Modul ist in einem physisch geschützten Bereich - bspw. ggf. im Rotor des Schliesszylinders; auf jeden Fall hinter dem mechanischen Angriffsschutz - angeordnet und beinhaltet eine Auswerteeinheit zum Auswerten der Signale von der Empfangseinheit und Ansteuerungsmittel zum Ansteuern des elektromechanischen Antriebs (des Aktuators). Das bedeutet auch, dass im zweiten Modul die sequentielle Logik für das Fällen des Entscheids, ob eine Berechtigung vorliegt oder nicht, vorhanden ist. In Ausführungsformen, in denen bei erfolgreicher Authentifizierung ein entsprechendes Signal an den Benutzer geht - bspw. das Aufleuchten einer gründen LED - wird die entsprechende Information vom zweiten Modul ans erste Modul übertragen.
Im Unterschied zum Stand der Technik werden die empfangenen Signale im ersten Modul nicht im Sinne einer Entscheidung ausgewertet, sondern allenfalls höchstens übersetzt und/oder nach einem für die Empfangsmittel charakteristischen Protokoll entschlüsselt. Die ganze Entscheidungslogik ist als Teil der Auswerteelektronik im zweiten Modul angeordnet. Mit anderen Worten, die für die Freigabe vorausgesetzte Authentifizierung wird im zweiten Modul durchgeführt. Das erste Modul hat bloss die Funktion, vom elektronischen Schlüssel empfangene Signale weiterzugeben (ggf. übersetzt und auf gewünschte Art gesteuert); erst das zweite Modul interpretiert die Signale als Daten und wertet diese aus.
Das erste Modul kann also frei von jeglicher den Authentifizierungsprozess betreffender sequentieller Logik sein. Das erste Modul ist aber vorzugsweise dafür ausgerüstet, durch einen RFID-Chip oder dergleichen eine normgerechte Modulation/Demodulation auszuführen. Ganz allgemein wird durch das erste Modul eine Standardisierung und wenn nötig eine Entschlüsselung vorgenommen, so dass die je nach Norm verschieden ausgestalteten Signale in eine standardisierte Form gebracht und über eine kontaktbehaftete Verbindung ans zweite Modul weitergegeben werden.
In einem einfachen Fall - bspw. bei Verwendung des DESfire-Standards (ISO 14443-Medien) beschränkt sich Funktion der Empfangseinheit auf die normgerechte Modulation respektive Demodulation. In anderen Fällen, bspw. bei Verwendung von Mifare Classic oder Legic wird nebst der Modulation/Demodulation auch noch eine Ver- respektive Entschlüsselung des entschlüsselten Signals durch die Empfangseinheit vorgenommen.
Dadurch ist erstens eine sehr gute Kompatibilität mit bestehenden Systemen gewährleistet und zweitens kann das erste Modul zur Sicherheit des Gesamtsystems beitragen, ohne dass sich die einleitend diskutierten Sicherheitsprobleme betreffend das Auswechseln der ersten Module ergeben.
Diese Architektur hat erstens den Vorteil, dass die Modularität gewährleistet ist. Das erste Modul kann - bspw. mit dem Betätigungselement (Türknauf oder dergleichen), in dem es angeordnet ist - lösbar mit dem zweiten Modul (bspw. im Rotor des Schliesszylinders oder im Gehäuse) verbunden sein. Erste Module können ohne Weiteres, ohne Auswechseln oder Umprogrammieren des zweiten Moduls und ohne Sicherheitsrisiko gegeneinander ausgetauscht werden. Die Modularität ist in zweierlei Hinsicht gewährleistet: Einerseits können im zweiten Modul unterschiedliche wählbare Sicherheitstechnologien - in entsprechenden Sicherheitsklassen - und unterschiedliche Formfaktoren verwendet werden. Anderseits ggf. auch eine Unabhängigkeit vom gewählten Knauf mit seinen unterschiedlich wählbaren Technologien, Formen und Funktionen gegeben.
Als Empfangseinheit kann eine auf dem Markt erhältliche konventionelle Sende- und Empfangseinheit verwendet werden, beispielsweise ein RFID-Chip mit Antenne. Das für den Signalaustausch zwischen dem elektronischen Schlüssel und der Empfangseinheit verwendete Protokoll mit Verschlüsselung etc. kann ebenfalls ein Konventionelles sein (bspw. , Mifare', die ,Legic'-Technologie etc.), und die Sicherheit der erfindungsgemässen Massnahmen hängt nicht von der Sicherheit dieses Protokolls ab. Innerhalb eines Sicherheitssystems mit einer Mehrzahl von Schliesseinrichtungen können unterschiedliche, auch proprietäre Signalaustausch- Technologien verwendet werden, und sogar die Verwendung unterschiedlicher physikalischer Kanäle ist möglich. Es kann bspw. innerhalb eines Sicherheitssystems oder in unterschiedlichen Sicherheitssystemen sowohl die RFID-Übertragung als auch die kapazitiv-resistive Kopplung zum Einsatz kommen— und trotzdem kann in jedem Fall ein typengleiches zweites Modul verwendet werden.
Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das erste Modul nebst der Empfangseinheit (bspw. dem RFID-Chip mit Antenne) auch einen Hilfsprozessor auf. Dieser kann bspw. programmiert sein, um den Signalübermittlungskanal zwischen der Empfangseinheit und der Auswerteeinheit zu öffnen; das kann ein Freischalten des Signalkanals und/oder ein Aufwecken der Auswerteeinheit beinhalten. Ergänzend oder alternativ kann der Hilfsprozessor die Empfangseinheit im Normal-Betriebszustand ansteuern, zumindest solange kein Schreib- und/oder Lesevorgang im Gange ist. Bspw. kann der Hilfsprozessor der Empfangseinheit bspw. in regelmässigen Zeitabständen„Requesf'-Befehle senden und diese dadurch aktivieren, nach einem in seiner Reichweite befindlichen Medium zu suchen. Während dieser Zeit muss die Auswerteeinheit nicht aktiv sein.
Der Hilfsprozessor kann ausserdem programmiert sein, die Signal-Art auszuwerten, d.h. zu erkennen, was für ein Medium (bspw. Mifare®, ISO 14443, Legic®, etc.) gerade mit der Empfangseinheit in Kommunikationsverbindung steht. Er kann weiter auch programmiert sein, zu erkennen, ob sich mehrere Medien gleichzeitig im Feld befinden (Antikollision). Nur bei korrekter Medium-Art und bei einem einzigen erkannten Medium weckt er dann die bis dahin passiven Elektronikkomponenten des zweiten Moduls auf. So kann der Gesamtenergieverbrauch reduziert werden. Der Hilfsprozessor kann ausserdem die Funktion haben, mit fast beliebigen Erweiterungen zu kommunizieren, bspw. mit einem Funkmodul für die berührungslose Kommunikation mit einer Zentrale, zusätzliche Sicherheitseinrichtungen wie einen biometrischen Sensor, eine PIN-Eingabe, etc. Der Hilfsprozessor kann bspw. in speziellen Ausführungsformen den Signalaustauschkanal zwischen dem Empfangseinheit und der Auswerteeinheit nur dann öffnen, wenn gewisse Bedingungen erfüllt sind, welche von den Erweiterungen vorgegeben werden. Der Hilfsprozessor kann ausserdem die Signalisation für den Benutzer ansteuern; und/oder er kann ein Management der Energiequelle (i.A. einer Batterie, die ggf. ebenfalls im Knauf angeordnet ist) gehören.
Der Hilfsprozessor kann wie das zweite Modul auch unabhängig von der Beschaffenheit der Empfangseinheit und von eventuellen Erweiterungen immer gleich ausgestaltet sein; d.h. er kann standardisiert sein. Er bringt nebst der vorstehend angedeuteten Flexibilität auch den wichtigen Vorteil, dass verschiedene Empfangseinheits-Technologien auch dann in einem einzigen Sicherheitssystem integrierbar sind, wenn die Ausgabesignale unterschiedlicher Empfangseinheiten in verschiedenen Formaten/Codierungen anfallen.
Weiter kann das erste Modul auch die Energiequelle (im Allgemeinen eine Batterie) für die ganze Schliesseinrichtung und/oder Signalisationsmittel (verschiedenfarbige LEDs, Summer und/oder andere Mittel) aufweisen.
Das zweite Modul beinhaltet nebst den Auswertemitteln, den Ansteuerungsmitteln und dem elektromechanischen Antrieb vorzugsweise auch den System-Zeitgeber, welcher ebenfalls sicherheitsrelevant sein kann. Gemäss einem bevorzugten Ausführungsform beinhalten die Auswerteeinheit zwei Prozessoren: einen ersten, als Umwandungs- und Kommunikationseinheit dienenden Auswerteeinheits-Prozessor und einen zweiten, als Sicherheitseinheit dienenden Auswerteeinheits-Prozessor. Der erste Prozessor bewirkt dabei die Kommunikation mit der Empfangseinheit, die Umwandlung der von dieser kommenden Signale in verarbeitbare Daten, die Verarbeitung von vom zweiten Prozessor erhaltenen entschlüsselten Daten sowie auch die Ansteuerung und Überwachung der Ansteuerungsmittel oder direkt des elektromechanischen Antriebs. Der zweite Prozessor kann als Sicherheitschip ausgebildet sein, welcher so implementiert ist, dass gewisse Daten— bspw. ein Quellenschlüssel („site key")— unter keinen Umständen herausgegeben werden können. Er entschlüsselt die vom ersten Prozessor empfangenen Daten und wertet sie aus, führt den Authentifizierungsprozess durch und gibt gegebenenfalls entschlüsselte Daten an den ersten Prozessor zurück.
Gemäss einer besonderen Ausführungsform kann der zweite Prozessor als Sicherheitschip im Sinne der internationalen Patentanmeldung PCT/CH 2009/000108 ausgebildet sein, wie er in dieser Anmeldung als„dritter integrierter Schaltkreis" bezeichnet wird. Auf diese Anmeldung und die Beschreibung der Funktionsweise des dritten Integrierten Schaltkreises, wie sei beispielsweise anhand Figur 2 beschrieben wird, wird hier ausdrücklich Bezug genommen.
In einer alternativen Ausführungsform kann die Auswerteeinheit auch nur einen Prozessor oder mehr als zwei Prozessoren aufweisen. Beispielsweise können die Funktionen des Auswerteeinheits-Prozessors und des Sicherheitschips in einem einzigen Prozessor (bzw. Chip) integriert sein.
Die Kommunikation zwischen dem ersten Modul und dem zweiten Modul erfolgt bevorzugt kontaktbehaftet, d.h. über stromleitende Einrichtungen (Kabel, Leiterbahnen von Leiterplatten/Flexprints, Stecker- und Buchsenkontakte etc.) oder eventuell optisch, und nicht über eine elektromagnetische Fernwirkung; dadurch ist die Schliesseinrichtung abhörsicher. Zwischen dem ersten Modul und dem zweiten Modul ist bevorzugt eine Steckverbindung vorhanden.
Gemäss einem zweiten Aspekt, der sehr gut mit dem ersten Aspekt der Erfindung kombinierbar ist, weist eine elektronische Schliesseinrichtung einen Beschleunigungs- Rotations- oder Orientierungssensor auf, welcher eigenständig - also ohne Berührungskontakte oder dergleichen - ermitteln kann, ob eine Türe oder ein Fensterflügel bewegt (geöffnet, geschlossen) wird, in der sich die Schliesseinrichtung befindet, oder in welcher Orientierung sie sich befindet. Auch das Beschleunigungs- bzw. Rotationssignal kann letztendlich dazu verwendet werden, den Türzustand/die Türposition zu erkennen, bspw. durch Integration des Signals.
In grosseren Anlagen - bspw. Industrie- und Gewerbebauten, öffentlichen Gebäuden, Spitälern etc. - ist die Überwachung des Zustandes von Türen erstens oft wichtig und zweitens eine ernstzunehmende Herausforderung. Gemäss dem Stand der Technik werden die Türen mit Kontaktschaltern, Reed-Kontakten oder eventuell optischen
Sensoren oder dergleichen überwacht. Dies bedingt einen beträchtlichen
Installationsaufwand mit eigener Energiequelle oder. Verbindung zum Stromnetz. Oft ist auch die Optik oder die Zuverlässigkeit solcher Systeme nicht befriedigend.
Gemäss dem zweiten Aspekt der Erfindung wird also in der elektronischen Schliesseinrichtung - d.h. mindestens in Kommunikationsverbindung mit anderen Komponenten der Schliesseinrichtung - ein Beschleunigungs- Rotations- oder Orientierungssensor angebracht, und die Schliesseinrichtung weist entsprechende Auswertemittel auf oder überträgt eventuell die Signale des Beschleunigungs- Rotations- oder Orientierungssensors unverarbeitet oder nur vorverarbeitet an externe Auswertemittel. Die Energieversorgung des Sensors erfolgt im Allgemeinen ganz selbstverständlich über die Energieversorgung des Schliesssystems, auch wenn eine eigenständige Energieversorgung (Batterie) nur für den Sensor und dessen Auswertemittel nicht grundsätzlich ausgeschlossen ist.
Die Schliesseinrichtung kann darüber hinaus Mittel für die drahtlose Informationsübertragung - oder eventuell auch für die Informationsübertragung über Kabel— aufweisen, mit denen eine Zentrale selbsttätig oder auf Abruf von dieser hin entweder über Öffnungs- und Schliessprozesse oder über den ermittelten Schliesszustand informiert wird, oder über den eventuell die unverarbeiteten oder nur vorverarbeiteten Signale des Sensors zur Verarbeitung in der Zentrale übermittelt werden. Insbesondere bei Verwendung der drahtlosen Übermittlung können in an sich bekannter Art auch Relaisstationen, Verstärkermodule oder dergleichen verwendet werden, wenn die Reichweite für eine direkte Übertragung von der Schliesseinrichtung an die Zentrale nicht ausreicht. Es können gängige oder proprietäre Protokolle für die Übermittlung verwendet werden, wobei auch an den Sicherheitsstandard angepasste Verschlüsselungsmassnahmen etc. vorgesehen sein können.
Unter Umständen im Unterschied zum Auslesen des elektronischen Schlüssels - welcher meist als passiver Transponder ausgebildet sein wird - wird die Informationsübertragung von der Schliesseinrichtung an die Zentrale aktiv sein; auch dafür kann die Energiequelle der Schliesseinrichtung verwendet werden.
Ganz besonders bevorzugt ist für den zweiten Aspekt der Erfindung die Verwendung von Beschleunigungssensoren. Beschleunigungssensoren sind inzwischen in stark miniaturisierter Form bspw. als mikro-elektro-mechanische Systeme (MEMS) in vergleichsweise kostengünstigen integrierten Schaltungen erhältlich, dabei jedoch zuverlässig und robust. Auch piezoelektrische Beschleunigungssensoren und andere Beschleunigungssensoren sind miniaturisiert erhältlich. Die Verwendung von Beschleunigungssensoren beruht nun auf der ebenso einfachen wie überraschenden Erkenntnis, dass beim Schliessen und auch beim Öffnen von Türen oder dergleichen ein sehr charakteristisches Beschleunigungsmuster entsteht, und zwar auch dann, wenn unterschiedliche Personen eine Tür auf unterschiedliche Art - bspw. mit oder ohne Wucht; mit halten am Drücker oder diesen loslassend, etc. - schliessen bzw. öffnen. Dieses ermöglicht eine eindeutige Bestimmung des Schliesszustandes durch Auswertung des Beschleunigungssignals. Ausserdem muss der Beschleunigungssensor im Unterschied zu gegenwärtig erhältlichen Rotationssensoren oder Orientierungssensoren (bspw. Kompassen) nicht ständig mit Energie versorgt werden.
Als Rotationssensor kommt ein Gyroskop in Frage, als Orentierungssensor ein— ebenfalls miniaturisiert erhältlicher— Kompass.
Der Sensor kann als integraler Teil der Schliesseinrichtung oder als auch nachträglich anbringbares Modul vorhanden sein ist aber - zusammen mit den Mitteln für die drahtlose Informationsübertragung - vorzugsweise (aber nicht notwendigerweise) auch dann als Teil der Schliesseinrichtung zu verstehen in dem Sinn, dass er mit den übrigen Komponenten der Schliesseinrichtung in Verbindung steht, bspw. durch eine gemeinsame Energieversorgung. Das ist von grossem Vorteil, denn der Zusatzaufwand für den Sensor und dessen Auswertung ist dann sehr klein.
Aus all diesen Gründen ermöglicht das Vorgehen gemäss dem zweiten Aspekt der Erfindung einen starken Effizienzgewinn und massive Kosteneinsparungen sowie auch einen Gewinn an Flexibilität im Vergleich zum Vorgehen gemäss dem Stand der Technik.
Bei einer Kombination des ersten Aspekts der Erfindung mit dem zweiten Aspekt werden der Beschleunigungssensor und die Informationsübertragungsmittel vorzugsweise als Erweiterungen im ersten Modul (und/oder eventuell auch im zweiten Modul) vorhanden sein und werden bspw. durch den Hilfsprozessor angesteuert und kommunizieren über diesen. Der Hilfsprozessor kann optional auch die Mittel zur Auswertung der Signale vom Beschleunigungssensor enthalten.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung anhand von Figuren beschrieben. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder analoge Elemente. Es zeigen:
Figur 1 ein Schema einer Schliesseinrichtung gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung;
Figuren 2 und 3 schematisch Schliesseinrichtungen gemäss der Erfindung; und"
- Figur 4 ein Schema von Komponenten gemäss dem zweiten Aspekt der Erfindung.
Die Schliesseinrichtung gemäss Figur 1 weist ein erstes Modul 1 und ein zweites Modul 2 auf. Das erste Modul befindet sich an einem relativ gut zugänglichen Ort, bspw. im Innern eines Türknaufs. Das erste Modul weist eine beispielsweise an sich konventionelle Empfangseinheit 4 mit RFID-Chip und Antenne A auf. Die Empfangseinheit 4 kann als Mifare Classic- Empfangseinheit, als Legic-Empfangseinheit, als Empfangseinheit für die kapazitiv- resistive Informationsübertragung (siehe bspw. WO 2007/112609) oder auch in anderer an sich bekannter Art oder neuartig ausgebildet sein. Die Signalübertragung zwischen einem elektronischen Schlüssel bzw. Zugangsmedium (nicht gezeichnet) und der Empfangseinheit ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung und wird hier nicht näher erläutert.
Die Empfangseinheit 4 steht in Verbindung mit einem Hilfsprozessor AUX sowie hier in einer direkten Verbindung mit der Auswerteeinheit 5 des zweiten Moduls.
Weiter weist das erste Modul auch eine Energiequelle (Batterie) BATT, eine Batterieschutzeinheit PROT und einen Spannungswandler DC/DC auf, die hier je mit dem Hilfsprozessor AUX in Verbindung stehen. Es wäre auch denkbar, dass die Batterieschutzeinheit ein autonomes System bildet, welches das Batteriemanagement (insbesondere bei mehreren Batterien) steuert. Auch Signalisationsmittel SIG - bspw. eine LED, mehrere bspw. verschiedenfarbige LEDs und/oder ein Summer sind in Kommunikationsverbindung mit dem Hilfsprozessor und werden durch diesen angesteuert.
Zusätzlich ermöglicht der Hilfsprozessor auch das Einbinden von möglichen Erweiterungen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Erweiterungen
EXTl und EXT2 dargestellt. Solche Erweiterungen können beispielsweise
Komminikationsmodule (GSM, Funk, etc.), Sensoren, zusätzliche
Sicherheitsmodule, besipielsweise mit PIN-Eingabe, Sensormodul für biometrische
Merkmale, etc. sein; das Einbinden in die Schliesseinrichtung kann unabhängig von der konkreten Beschaffenheit erfolgen. Zwischen dem ersten Modul und dem zweiten Modul gibt es ein definiertes Interface, welches bspw. eine Steckverbindung beinhaltet. Entsprechende Kontakte sind durch die schwarzen Kreise symbolisiert. Das erste Modul kann daher entfernt und ausgetauscht werden, und/oder der die Schliesseinrichtung installierende Monteur kann zwischen einer Mehrzahl von ersten Modulen und die ersten Module beinhaltenden Gehäusen (bspw. Türknäufen) ,ab Stange' wählen.
Das zweite Modul 2 ist vom ersten Modul 1 aus gesehen hinter einem mechanischen Angriffsschutz, nämlich einem Bohrschutz 3 angeordnet und also mit den üblichen Sicherheitsvorkehrungen vor Angriffen geschützt. Besonders bevorzugt ist es, sofern die Schliesseinrichtung ein Schliesszylinder ist, im Rotor des Schliesszylinders angeordnet. Es weist eine Aktuatoranordnung mit einem Motor M und einer Motoransteuerung DRIV auf, die durch die Auswerteeinheit 5 aktivierbar ist. Mit STATE wird in der Figur eine optionale Zustandsüberwachung des Motors bezeichnet, die zur Funktionskontrolle desselben dient - bspw. zum erfassen der effektiven Umdrehungen - und dient als Feedback-Element der Aktuatoranordnung, zur Überwachung des elektromechanischen Antriebs.
Die Aktuatoranordnung kann in an sich bekannter Art ein Kupplungselmement bewegen, welches wahlweise und je nach Schaltzustand den Rotor mit einem Abtriebselement kuppelt, den Rotor gegenüber einem Stator (Gehäuse) versperrt, und/oder einen mit dem Betätigungselement gekoppelten Teil des Rotors mit einem anderen Teil des Rotors koppelt. Durch eine Drehbewegung des Abtriebselements kann das Schloss betätigt und die Türe oder der Fensterflügel geöffnet werden, etc.
Die Auswerteeinheit weist in der dargestellten Ausführungsform einen ersten
Prozessor APPL auf, der als Umwandlungs- und Kommunikationseinheit dient und die von ersten Modul her empfangenen Signale in Daten umwandelt und an den zweiten Prozessor SEC weitergibt. Der zweite Prozessor ist als Sicherheitschip ausgestaltet, der so ausgebildet ist, dass er ganz unabhängig von der Ansteuerung gewisse sicherheitsrelevante Merkmale wie einen„site key" nicht unverschlüsselt oder gar nicht herausgeben kann. Der zweite Prozessor SEC fuhrt den Authentifizierungsprozess durch und gibt bei Stimmigkeit dem ersten Prozessor erstens den Auftrag, die Aktuatoranordnung anzusteuern und zweitens vorzugsweise auch, die Freigabe entsprechend an den Hilfsprozessor AUX zu kommunizieren, damit bei erfolgter Freigabe ein entsprechendes Signal abgegeben werden kann.
In einer Variante weist die Auswerteeinheit einen Prozessor auf, der die Funktionen des ersten Prozessors APPL und des zweiten Prozessors SEC integriert und eine Entschlüsselungsfunktion aufweist und z.B. gleichzeitig auch für die Aktivierung der Motoransteuerung DRIV ausgerüstet ist.
Auch der System-Zeitgeber CLOCK ist als sicherheitsrelevante Komponente im zweiten Modul angeordnet.
Die Stromversorgung der Komponenten des zweiten Moduls erfolgt über die Batterie BATT, die auch die Komponenten des ersten Moduls speist.
Die Funktion des Hilfsprozessor ist - nebst der Ansteuerung der peripheren Elemente wie Signalisationsmittel, Batterieschutzeinheit, Spannungswandler und ggf. der Erweiterungen - die Regelung des Datenaustauschs zwischen der Empfangseinheit 4 und der Auswerteeinheit 5. Das kann wie folgt geschehen:
Der Hilfsprozessor gibt einen Abfragebefehl („Request-Befehl) an die Empfangseinheit („pollen"), welche den Befehl mit dem normierten Modulationsverfahren in ein entsprechendes HF Signal umwandelt und aussendet. Ist ein Medium in Reichweite, wird es aktiviert und antwortet mit einem definierten Antwortsignal welches durch die Empfangseinheit (den RFID-Chip mit Antenne) mit dem normierten Demodulationsverfahren demoduliert und an den Hilfsprozessor weitergegeben wird. Dieser prüft ob die Antwort dem erwarteten Format entspricht. Er erkennt anhand der Antwort um welche Art von Medium es sich handelt, wobei diese Prüfung der Antwort und Erkennung der Art des Mediums auch in zwei oder mehreren Schritten erfolgen kann - bspw. bei ISO 14443 mit der Abfrage von sogenannten SAK-Daten. Erfolgen mehrere Antworten von unterschiedlichen Medien - bspw. erkannt durch unterschiedliche spezifische Identifikationscodes— , wird die Kommunikation abgebrochen, da sich zu viele Medien im Feld befinden. Ansonsten wird durch den Hilfsprozessor die Auswerteeinheit aufgeweckt, und damit das ganze System gestartet. Der Hilfsprozessor öffnet einen direkten Kommunikationskanal zwischen der Empfangseinheit und der Auswerteeinheit, über den dann die Auswerteeinheit die für die Authentifizierung benötigten Signale direkt empfängt. Dies kann über das Betätigen eines internen Schalters geschehen, d.h. physisch können die Signale durch dem Hilfsprozessor laufen. Die nach dem Aufwecken der Auswerteeinheit stattfindende Kommunikation wird durch diese gesteuert und ausgewertet.
Gemäss einer Variante wird wie vorstehend beschrieben vorgegangen, aber der Hilfsprozessor übersetzt nach dem Aufwecken der Auswerteeinheit die Datensignale in ein für die Auswerteeinheit verwertbares Format; dabei trifft er jedoch keine die Authentifizierung betreffende Entscheidung und verarbeitet vorzugsweise die Signalen ganz ohne Entscheidungslogik, gegebenenfalls mit der Ausnahme einer anfänglich vorgenommenen Erkennung des Signalformats.
Gemäss noch einer Variante, die bspw. dann sinnvoll ist, wenn die Empfangseinheit nicht auf der RFID-Technologie beruht sondern bspw. eine Tastatur ist, kann auf die Ansteuerung der Empfangseinheit („pollen") durch den Hilfsprozessor verzichtet werden, und die Empfangseinheit weckt den Hilfsprozessor auf.
In Figuren 2 und 3 sind noch sehr schematisch unterschiedliche Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Schliesseinrichtung gezeichnet. Eine besonders vorteilhafte Eigenschaft der Schliesseinrichtung ist, dass sie ohne Weiteres sowohl als Halbzylinder als auch als Doppelzylinder implementierbar ist. Wenn die Schliesseinrichtung ein Schliesszylinder ist, kann sie bspw. aus drei Komponenten standardisierten Komponenten aufgebaut sein: einem Türknauf mit dem ersten Modul und mit einem Stecker-Interface, einem Schliesszylinder-Rotor mit dem zweiten Modul und einem mit dem Rotor-Stecker-Interface zusammenwirkenden Steckerinterface, und einem Schliesszylinder-Stator, welcher ein normiertes Profil haben kann, bspw. das Hahnprofil (DIN 18252, auch Europrofil genannt) oder das US-Profil etc. Dabei können alle drei Bauteile (bis auf die Abstimmung der axialen Abmessung von Schiesszylinder-Rotor und Schliesszylinder-Stator) unabhängig voneinander ausgewählt werden, d.h. unabhängig vom gewählten Profil und von der Konfiguration (Halbzylinder, Doppelzylinder) können die wesentlichen Teile des Schliesszylinder-Rotors mit zweitem Modul immer identisch ausgebildet und der Knauf inklusive Empfangseinheit innerhalb eines Sortiments beliebig gewählt werden. All das ist ohne Sicherheitseinbussen und mit höchstens geringem zusätzlichem Anpassungs- und Programmieraufwand nur aufgrund des erfindungsgemässen Ansatzes möglich. Je nach Ausführungsform muss die Auswerteeinheit bei einer Anpassung gar nicht umprogrammiert werden, oder es muss bei einem Wechsel der Kommunikationstechnologie bspw. lediglich das erwartete Medienformat (Mifare, DESfire etc.) der Auswerteeinheit mitgeteilt werden; diese Konfiguration kann bspw. über einen Firmewarewechsel über einen Stecker einfach erfolgen. Figur 2 zeigt ein Schema, bei welchem die Schliesseinrichtung als Doppelzylinder mit Aussenknauf 11, Rotor 12, Stator (profiliertes Gehäuse) 13, Abtriebselement (Mitnehmer) 14 und Innenknauf 15 ausgebildet ist. Das erste Modul 1 ist im Aussenknauf angeordnet, und das zweite Modul 2 befindet sich hier als Ganzes - also inklusive Aktuator - im Rotor. Bei einer Freigabe nach erfolgter Authentifizierung kuppelt das zweite Modul 2 den Rotor, bzw. dessen fest mit dem Aussenknauf gekoppelten Komponenten, mit dem exzentrischen Abtriebselement 14, wodurch das Türschloss geöffnet werden kann. In der gezeichneten Ausführungsform ist der Innenknauf 15 über eine Permanentkupplung 16 fest mit dem Abtriebselement 14 gekoppelt, d.h. mit dem Innenknauf kann die Türe stets geöffnet werden.
In einer solchen Konfiguration kann die Batterie für die Stromversorgung beider Module auch im Innenknauf angeordnet sein. Der Aussenknauf 11 kann dann optional ebenfalls eine Batterie aufweisen, bspw. als Reserve für den Fall, dass die Batterie im Innenknauf ausfällt.
Figur 3 zeigt einen Halbzylinder mit (Aussen-)Knauf 11, Rotor 12, Stator 13 und Abtriebselement 14. Die Funktionsweise ist dieselbe wie bei der Ausfuhrungsform gemäss Figur 2, ausser dass der Innenknauf fehlt und die Batterie im Aussenknauf angeordnet ist.
In beiden Ausführungsformen sind auch andere Anordnungen der Batterie, bspw. im Stator 13 möglich, wobei dann entsprechende Schleifkontakte zur Verfügung gestellt werden. Auch das zweite Modul kann optional im Stator hinter dem Bohrschutz 3 angeordnet sein. Weiter kann die Schliesseinrichtung anstatt als Schliesszylinder auch in anderer Form vorliegen, bspw. in einer Anordnung mit Türdrücker. Das erste Modul kann dann an einem geeigneten Ort auf dem Türbeschlag vorliegen, und das zweite Modul - eventuell inklusive Batterien - im Gehäuse. Der im Gehäuse vorhandene Aktuator koppelt dann bei Freigabe den Türdrücker mit einem Abtriebselement; entsprechende Anordnungen mit einem sich vom Aktuator weg bewegenden Kupplungselement sind möglich und wurden andernorts schon beschrieben, beispielsweise in der WO 2004/057137.
Anhand Figur 4 wird noch eine Ausführungsform des zweiten Aspekts der Erfindung beschrieben. Die Schliesseinrichtung weist einen Beschleunigungssensor 21 auf. Dieser kann beispielsweise ein integrierter MEMS-Sensor auf Siliziumbasis sein. Daneben sind Auswertemittel 22 vorhanden, die ein vom Beschleunigungssensor empfangenes Beschleunigungssignal auswerten und aus diesen darauf schliessen können, ob die Türe geöffnet oder geschlossen wurde. Gegebenenfalls können dazu zusätzlich noch die Daten eines optionalen Statusspeichers 23 verwertet werden, in welchem der aktuelle Status der Türe/des Fensters (offen/geschlossen) gespeichert ist. Dieser wird gegebenenfalls nach einem Öffhungs- oder Schliessvorgang aktualisiert. Eine Einrichtung für die drahtlose Kommunikation 24 ist dafür ausgerüstet, Informationen mit einer Zentrale 25 auszutauschen. Sie meldet beispielsweise eine Statusänderung proaktiv an die Zentrale 25. Es ist aber ergänzend oder alternativ auch möglich, dass die Zentrale via Kommunikationseinrichtung 24 den Statusspeicher periodisch oder in unregelmässigen Abständen nach dem Türstatus abfragt.
Folgende Varianten sind nebst vielen anderen möglich: Die Auswertemittel 22 müssen nicht separat vorhanden sein, sondern können im Beschleunigungssensor oder einem anderen Bauteil, bspw. einem Hilfsprozessor, integriert sein.
- Die Auswertemittel müssen nicht in der Schliesseinrichtung vorhanden sein, sondern können bei der Zentrale oder eventuell in einer Zwischenstation liegen; in diesem Fall werden die Signale vom Beschleunigungssensor im Wesentlichen unverarbeitet durch die Kommunikationseinrichtung 24 weitergegeben.
Auch eine Lösung, bei welcher Beschleunigungssensor und Kommunikationseinrichtung in einem einzigen Chip integriert sind, gegebenenfalls mit Auswerteeinheit, ist nicht auszuschliessen.
- Falls die Schliesseinrichtung ohnehin verdrahtet ist oder in besonders sicherheitssensitiven Fällen kann auch eine nicht berührungslose Kommunikation mit der Zentrale erfolgen. Ganz besonders vorteilhaft ist der zweite Aspekt der Erfindung aufgrund der einfachen Montierbarkeit und der geringen Kosten jedoch, wenn der Aufwand für Extrainstallationen und eine Verdrahtung stark ins
Gewicht fallen würde; in diesen Fällen ist die berührungslose Kommunikation klar bevorzugt.
Anstelle eines Beschleunigungssensors kann ein Rotationssensor (Gyroskop) oder ein Kompass verwendet werden.
- Auch Kombinationen der vorstehend erwähnten Varianten sind möglich. Der Beschleunigungssensor und die Kommunikationseinrichtung sind in die Schliesseinrichtung integriert in dem Sinn, dass sie über deren Stromversorgung gespeist werden und vorzugsweise auch physisch in ihr angeordnet sind. Bei einer - besonders vorteilhaften— Kombination des ersten Aspekts der Erfindung mit dem zweiten Aspekt der Erfindung sind der Beschleunigungssensor und die Kommunikationseinrichtung als Erweiterungen des ersten Moduls vorhanden; der Beschleunigungssensor und eventuell auch Komponenten der Kommunikationseinrichtung können physisch aber - bei ausreichenden Platzverhältnissen - auch im zweiten Modul angeordnet sein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Elektronische Schliesseinrichtung mit einer Empfangseinheit zum Empfangen eines Berechtigungssignals von einem Zugangsmedium und einem Aktuator zum wahlweisen Koppeln oder freigeben von gegeneinander bewegbaren Elementen der Schliesseinrichtung, wenn bei eine Authentifizierungsprüfung ergeben hat, dass eine Berechtigung vorliegt, und mit einem mechanischen Angriffsschutz (3) zur mechanischen Abschirmung des Aktuators, gekennzeichnet durch, ein erstes, vor dem mechanischen Angriffsschutz angeordnetes und die Empfangseinheit (4) aufweisendes Modul (1) sowie ein zweites, hinter dem mechanischen Angriffsschutz angeordnetes und den
Aktuator aufweisendes Modul (2), wobei das zweite Modul (2) eine Auswerteeinheit (5) aufweist, wobei die Auswerteeinheit mit der Empfangseinheit (4) in Kommunikationsverbindung steht, und wobei die Auswerteeinheit zum Auswerten von von der Empfangseinheit herausgegebenen Signalen und zum Durchführen eines
Authentifizierungsprozesses ausgerüstet ist, derart, dass die Entscheidung über das Vorliegen der Berechtigung durch die Auswerteeinheit (5) des zweiten Moduls (2) getroffen wird.
2. Elektronische Schliesseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinrichtung (4) Mittel zur Abfrage von
Berechtigungssignalen vom Zugangsmedium nach einem vorgegebenen Protokoll aufweist.
3. Elektronische Schliesseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinrichtung einen RFID-Chip (RFID) aufweist.
4. Elektronische Schliesseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steckverbindung zwischen dem ersten (1) und dem zweiten Modul (2).
5. Elektronische Schliesseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Modul in einem Knauf (11) oder Drücker zur Betätigung der Schliesseinrichtung und das zweite Modul in einem Rotor (12) der Schliesseinrichtung integriert ist
6. Elektronische Schliesseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Modul einen Hilfsprozessor (AUX) aufweist, durch welchen eine Kommunikationsverbindung zwischen der
Empfangseinheit (4) und der Auswerteeinheit (5) herstellbar ist.
7. Elektronische Schliesseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsprozessor (AUX) Mittel zum Ansteuern einer Signalistionseinrichtung in Abhängigkeit von von der Auswerteeinheit (5) empfangenden Befehlen aufweist.
8. Elektronische Schliesseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsprozessor (AUX) Mittel zum Ansteuern von Erweiterungen (EXT 1 , EXT 2) aufweist.
9. Elektronische Schliesseinrichtung, beispielsweise nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einer Empfangseinheit zum Empfangen eines
Berechtigungssignals von einem Zugangsmedium und einem Aktuator zum wahlweisen Koppeln oder freigeben von gegeneinander bewegbaren Elementen der Schliesseinrichtung, wenn bei eine Authentifizierungsprüfung ergeben hat, dass eine Berechtigung vorliegt, gekennzeichnet durch einen Beschleunigungs- Rotations- oder Orientierungssensor (21) zum Feststellen von Bewegungen oder der Orientierung der Türe oder des Fensters, in welchem die Schliesseinrichtung eingebaut ist.
10. Elektronische Schliesseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Beschleunigungssensor (21) ist.
11. Elektronische Schliesseinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch eine Einrichtung für die drahtlose Kommunikation (24) zum Übermitteln einer Statusinformation an eine Zentrale (25).
12. Elektronische Schliesseinrichtung nach einem der Ansprüche 9-11, gekennzeichnet durch eine Auswerteeinheit (22) zum Bestimmen des Schliesszustandes der Türe oder des Fensters in Abhängigkeit von vom Beschleunigungs- Rotations- oder Orientierungssensor (21) empfangenen Signalen sowie einen Statusspeicher (23) zum Speichern des Schliesszustandes der Türe oder des Fensters.
13. Elektronische Schliesseinrichtung nach einem der Ansprüche 9-12 und nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungs- Rotationsoder Orientierungssensor (21) als durch den Hilfsprozessor (AUX) ansteuerbare Erweiterung vorgesehen ist.
14. Verwendung eines Beschleunigungs- Rotations- oder Orientierungssensors (21) zum Bestimmen des Schliesszustandes einer Türe oder eines Fensters, wobei der Beschleunigungssensor in einem beweglichen Teil der Türe bzw. des Fensters eingebaut wird.
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