ES2203174T3 - Procedimiento para efectuar un control de autorizacion de acceso sin llave y unidad de control de autorizacion de acceso sin llave. - Google Patents
Procedimiento para efectuar un control de autorizacion de acceso sin llave y unidad de control de autorizacion de acceso sin llave.Info
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Abstract
Procedimiento para la realización de un control para la autorización de acceso sin llave con una comunicación inalámbrica entre una unidad de emisión-recepción (4, 22, 48, 59, 74) incorporada a una estación base (2, 20, B) y un transmisor de identificación móvil (transmisor de ID) (3, 21, ID) para comprobar la autorización de acceso de una persona que lleve consigo el transmisor de ID (3, 21, ID), que comprende: - la emisión de una señal codificada a través de la unidad de emisión-recepción de la estación base (2, 20, B), - la recepción de esta señal codificada a través del transmisor de ID (3, 21, ID), - la realización de una acción detectable por la unidad de emisión-recepción (4, 22, 48, 59, 74) y ejecutada por el transmisor de ID (3, 21, ID) como una señal de respuesta del transmisor de ID (3, 21, ID) al recibir la señal codificada y - la detección de la acción del transmisor de ID (3, 21, ID) y la determinación de la distancia entre la estación base (2, 20, B) y el transmisor de ID (3,21, ID), caracterizado porque la determinación de la distancia se produce en base a una determinación relativa en la que se analizan las diferencias de una característica de señales que varía en función del trayecto y correlación con el tiempo de trayecto de la señal entre una señal codificada de referencia controlada por la estación base y la señal de respuesta recibida por la unidad de emisión-recepción (4, 22, 48, 59, 74).
Description
Procedimiento para efectuar un control de
autorización de acceso sin llave y unidad de control de
autorización de acceso sin llave.
La presente invención se refiere al ámbito de
realización de un control de autorización de acceso sin llave, para
comprobar si, por ejemplo, una persona está autorizada para
realizar una acción determinada, como sería la apertura de un
vehículo. En particular, la presente invención se refiere al
procedimiento para realizar un control para la autorización de
acceso sin llave mediante una comunicación inalámbrica entre una
unidad de emisión-recepción incorporada a una
estación base y un transmisor de identificación móvil (transmisor
de ID) para comprobar la autorización de acceso de una persona que
lleve consigo el transmisor de ID, que comprende:
- -
- la emisión de una señal codificada a través de la unidad de emisión-recepción de la estación base,
- -
- la recepción de esta señal codificada a través del transmisor de ID,
- -
- la realización de una acción detectable por la unidad de emisión-recepción y ejecutada por el transmisor de ID como una señal de respuesta del transmisor de ID al recibir la señal codificada y
- -
- la detección de la acción del transmisor de ID y la determinación de la distancia entre la estación base y el transmisor de ID.
Además, la presente invención se refiere a un
dispositivo de control para la autorización de acceso sin llave con
una unidad de emisión-recepción, así como una
estación base que presenta un dispositivo de mando y un dispositivo
de evaluación y un transmisor de identificación (transmisor de ID)
móvil que presenta una unidad de emisión-recepción
para comprobar la autorización de acceso de una persona que lleve
consigo el transmisor de ID, mediante la estación base que puede
realizar la comprobación de la distancia para determinar la
distancia entre la base estación y el transmisor de ID.
Los sistemas de cierre sin llave se instalan en
un gran número de aplicaciones, como por ejemplo en vehículos para
aumentar la comodidad de manejo. Normalmente se utilizan, como
sistemas de control remoto, los sistemas infrarrojos o los sistemas
controlados por radio, en los que el usuario autorizado activa el
transmisor de ID para enviar una señal a la estación base, por
ejemplo, a una unidad de recepción prevista en el vehículo para la
apertura del automóvil. Mientras tanto, en el caso de los
vehículos, para aumentar todavía más la comodidad en su manejo se
procede a ajustar unos sistemas pasivos de control para la
autorización del acceso, de modo que el usuario autorizado, que
lleve consigo un transmisor de ID válido, pueda abrir su vehículo
sin tener que accionar de forma activa el transmisor de ID. A modo
de ejemplo, en el documento DE 43 29 697 C2 queda descrito un
dispositivo de control de este tipo para la autorización del
acceso sin llave. En el caso del procedimiento que se da a conocer
en este documento, mediante una unidad de
emisión-recepción situada en un vehículo, se envía
una señal codificada, la cual es recibida por el transmisor de ID
cuando éste se encuentra en la zona de recepción de esta señal.
Como consecuencia de ello, mediante el transmisor de ID, como
resultado de la acción que se desencadena por la recepción de la
señal codificada, se devuelve una señal de respuesta, la cual
después de ser recibida por la unidad de recepción situada en el
vehículo, es comprobada para corroborar su validez. Al recibirse
una señal de respuesta válida se desencadena la acción deseada por
parte del vehículo, esto es, la apertura de las puertas del
vehículo. En el caso de este sistema pasivo resulta problemático
que el trayecto radioeléctrico entre la estación base y el
transmisor de ID pueda alargarse mediante unos medios no autorizados
inadvertibles para el usuario autorizado. De esta forma una
persona no autorizada puede efectuar una conexión radioeléctrica
entre la unidad de emisión-recepción situada en el
vehículo y el transmisor de ID autorizado para abrir, aunque éste
último no se encuentre en la zona de recepción prevista de la
señal interrogativa, y de este modo puede conseguir entrar en el
vehículo de forma inadvertida.
Este problema es tratado por el objeto del
documento DE 196 32 025 A1 de tal forma que según el dispositivo de
control para la autorización del acceso sin llave descrito en este
documento se produce una captación de tiempo de trayecto con
respecto a la señal interrogativa enviada y la señal de respuesta
recibida, en el caso del cual se calcula el lapso de tiempo que
precisa la señal codificada enviada para que, después de su
emisión desde una estación de base, vuelva a ser recibida por ésta
como una señal de respuesta. Si se alarga el trayecto de
transmisión, entonces el intervalo de tiempo, desde la emisión de
la señal codificada hasta la recepción de la señal de respuesta,
resulta naturalmente mayor que aquélla en la que el transmisor de
ID se encuentra, según lo prescrito, directamente cerca del
vehículo y el trayecto radioeléctrico trayecto es apropiadamente
corta. Si el tiempo de marcha de la señal registrado sobrepasa un
valor predeterminado entonces, para evitar el acceso no autorizado,
se produce un bloqueo del procedimiento del control para la
autorización del acceso.
Para realizar el procedimiento del control para
la autorización del acceso descrito en este documento es necesario
registrar el tiempo de trayecto de la señal con la máxima
precisión posible. Normalmente la comunicación entre la unidad de
emisión-recepción y el emisor móvil de ID se
extiende sobre un área estrechamente delimitada alrededor de la
estación base, por ejemplo, en el caso de los vehículos, en un área
entre unos 5 y unos 10 metros. En el caso de esta distancia, el
tiempo de trayecto de una señal enviada y recibida
convenientemente alcanza entre los 16,5 nseg y los 33 nseg. Una
captación como éste de un lapso de tiempo reducido, especialmente
en la solución deseada, sólo puede realizarse mediante un coste
considerable - un coste que en muchos casos de aplicación, por
ejemplo en el caso de un vehículo, no resulta justificable.
Partiendo del estado de la técnica actual
mencionada en último lugar, la presente invención tiene como base
el objetivo de proponer un procedimiento de esta clase para
realizar un control para la autorización de acceso sin llave, el
cual no sólo presente una seguridad suficiente con respecto a la
posibilidad de un reconocimiento de una prolongación manipulada del
trayecto, sino que a su vez pueda realizarse utilizando unos
medios sencillos.
Además, la presente invención tiene como base el
objetivo de proponer un dispositivo de control para la autorización
de acceso sin llave de esta clase, mediante el cual, utilizando
unos medios justificables, pueda reconocer una prolongación
(manipulada) del trayecto.
El objetivo referido al procedimiento se alcanza,
según la invención, de tal manera que la determinación de la
distancia se produce en base a una determinación relativa en la
que se analizan las diferencias de una característica de la señal
que varía en función del trayecto y está relacionada con el tiempo
de trayecto de la señal entre una señal codificada de referencia
controlada por la estación base y la señal de respuesta recibida
por la unidad de emisión-recepción.
El objetivo referido al dispositivo se alcanza,
según la invención, mediante las características distintivas de la
reivindicación 23.
La invención reivindicada tiene como base la
noción de que con la suficiente resolución es posible una
determinación de la distancia por el método indirecto mediante la
captación de la magnitud de una señal correlacionada con el tiempo
de trayecto de una señal mediante el uso de unos medios sencillos.
Esta determinación de la distancia, al contrario que en el caso
del procedimiento conocido con anterioridad, tiene lugar mediante
una determinación relativa, en una señal codificada de referencia en
el lado de la estación base en cuanto a la característica de
señales prevista para ser emitida y la característica de señales
de esta señal codificada de referencia se compara con la
característica de señal de la señal de respuesta que devuelve el
transmisor de ID y la señal de respuesta recibida por la unidad de
emisión-recepción. La característica de señales
comparada con la señal codificada de referencia que varía de forma
independiente en comparación con aquélla perteneciente a la señal
codificada de referencia, ofrece entonces la información acerca de
la distancia que recorre la señal codificada y la señal de
respuesta. Con ello puede preverse que la señal codificada de
referencia sea, por ejemplo, la señal codificada emitida, la cual es
controlada a través de la duración de la emisión de la señal
codificada mediante la estación base. La acción que se desencadena
por el transmisor de ID, cuya detección mediante la estación base
limita el período de medida, puede ser, por ejemplo, la remisión de
la señal codificada recibida por el transmisor de ID. La acción
que se desencadena mediante el transmisor de ID también puede ser
otra acción que pueda ser detectable a través de la estación base,
como podría ser la desconexión de un emisor y, con ello la detección
mediante la estación base del instante en el que un emisor como
éste haya sido desconectado mediante el transmisor de ID. El
hardware utilizado para la realización de una determinación de la
distancia relativa como ésta, comparado con el trayecto de una
medición absoluta del tiempo de trayecto es muy reducido.
Independientemente del procedimiento utilizado también pueden
resolverse numerosas fases de evaluación a través de un
tratamiento de datos.
Con respecto a estas realizaciones y a la
descripción de la presente invención se parte del hecho de que, o
bien los tiempos de retardo mediante las piezas del circuito
utilizadas son muy pequeños con respecto al propio tiempo de
trayecto de la señal o son conocidos, o bien son calculados y
tenidos en cuenta por la evaluación.
Para la realización de una determinación relativa
de la distancia como ésta puede recurrirse a diferentes
características de señales. A modo de ejemplo, puede preverse un
recuento de las oscilaciones desde la estación base de la onda
portadora perteneciente a la señal codificada emitida a lo largo de
un período de tiempo, hasta que sea recibida, por ejemplo, una
señal de respuesta por la unidad de
emisión-recepción. El recuento de las oscilaciones
realizado en la estación base a través del período de tiempo hasta
la detección de la acción ejercida, por ejemplo, el reenvío de la
señal codificada recibida multiplicado por el tiempo de los
períodos de la onda portadora, da como resultado el tiempo de
trayecto de la señal desde la estación base hasta el transmisor de
ID y regreso. La distancia entre la estación base y el transmisor
de ID se calcula entonces multiplicando la mitad del tiempo de
trayecto de la señal por la velocidad de la luz. De ello se deriva
que el tiempo de ejecución pueda ser calculado en múltiplos del
tiempo de los períodos y no de forma continua. Utilizando una
frecuencia portadora de, por ejemplo, 100 MHz, la determinación de
la distancia resultante entre la estación base y el transmisor de
ID presentaría una resolución de unos 1,5 m. Si se utiliza una
onda portadora en una banda ISM, por ejemplo, con una frecuencia de
434 MHz, mediante el tiempo de los períodos correspondientemente
menor, se consigue una resolución de unos 0,35 m.
Para la realización del procedimiento según la
invención y según esta configuración pueden utilizarse los
componentes electrónicos utilizados sin más para llevar a cabo una
consulta de autorización. Además resulta necesario sólo la
utilización de un elemento contador, el cual, por ejemplo, pueda
construirse mediante un circuito lógico o unos basculadores. Con
ello la realización del procedimiento según la presente invención
resulta posible sin un coste adicional elevado.
De forma conveniente, la comunicación inalámbrica
tiene lugar en un margen de frecuencias que pertenece a una banda
ISM. La capacidad de resolución de la determinación de la distancia
utilizando una frecuencia como ésta es bastante superior que la
que se necesita en la utilización de un procedimiento como éste para
un control para la autorización de acceso sin llave en el caso de
un vehículo. La capacidad en el caso de la utilización de un
procedimiento como éste por lo que a vehículos se refiere se sitúa
en un orden de magnitud de 5 a 10 metros. Debido a la capacidad de
resolución menor que se necesita en el caso de utilizarse de esta
forma, comparado con la posible resolución, las exigencias en el
elemento contador pueden reducirse de tal forma que se registre no
cada oscilación sino sólo cada x oscilación, por ejemplo, cada
2^{x} oscilación. Un recuento de las oscilaciones selectivo como
éste se realiza, por ejemplo, mediante la utilización de un
divisor de frecuencias o de un mezclador de frecuencias, de modo
que para una relación de división de 1 : 16 sólo se registra cada
16ava oscilación. Cuando se utiliza una frecuencia de 434 MHz y
una relación de división de 1 : 16ª se produce una frecuencia de
recuento de 27,125 MHz y, debido a ello, una resolución de unos 5,5
metros - una resolución, por lo que respecta a la determinación de
la distancia, que puede considerarse como suficiente para la
utilización del procedimiento en los vehículos.
En un perfeccionamiento de este ejemplo de
realización se prevé que en un primer paso para la determinación de
la distancia a través de la unidad de
emisión-recepción de la estación base sea emitido un
comando de EMISOR EMISOR-ID ON. Debido a este
comando en el transmisor de ID se pone en marcha un emisor para
emitir en una primera frecuencia. Después de un lapso de tiempo
predeterminado, que está dimensionado lo suficientemente largo
para que el emisor situado en el transmisor de ID se estabilice,
se emite, en una segunda frecuencia, una señal codificada a través
de la unidad de emisión-recepción de la estación
base. Esta señal codificada se trata del comando EMISOR
EMISOR-ID OFF. Junto con la emisión del comando se
inicia el recuento de las oscilaciones de la onda portadora de esta
señal emitida. Previamente también se libera el canal de recepción
de la unidad de emisión-recepción en la primera
frecuencia, de modo que puede recibirse la señal emitida por el
transmisor de ID. El recuento de las oscilaciones se interrumpe
cuando, mediante la unidad de emisión-recepción, ya
no se detecta ninguna señal emitida del transmisor de ID. Con ello
el recuento de las oscilaciones tiene lugar para el lapso de tiempo
requerido por el tiempo de trayecto de la señal codificada desde
la estación base hasta el transmisor de ID y éste trayecto a la
inversa. La señal de acción detectada por la estación base del
transmisor de ID es la reacción del transmisor de ID a la señal
codificada.
En otra configuración de este ejemplo de
realización se prevé que la señal codificada emitida por la
estación base vuelva a emitirse de forma casi reflejada por el
transmisor de ID. En el caso de este ejemplo de realización, el
recuento de las oscilaciones se interrumpe cuando la señal
codificada ha vuelto a ser totalmente recibida por la unidad de
emisión-recepción de la estación base como señal de
respuesta del transmisor de ID. Para poder equilibrar las pérdidas
de datos que se producen posiblemente durante la transmisión de
datos, en otro ejemplo de realización se prevé que se incorporen
dos circuitos contadores de oscilaciones a la estación base, con lo
que un primer recuento de las oscilaciones se acopla a la emisión
de la señal codificada y otro recuento de las oscilaciones se
acopla a la recepción de la señal codificada reflejada por el
transmisor de ID. El recuento de las oscilaciones del segundo
elemento contador acoplado a la recepción de la señal codificada
es interrumpido cuando el circuito contador, incorporado a la
emisión de la señal codificada, ha alcanzado una posición de
recuento que corresponde al doble del valor de las oscilaciones que
corresponden a la señal codificada. Cuanto mayor sea la distancia
entre la estación base y el transmisor de ID y proporcionalmente
cuanto más prolongado sea el tiempo de trayecto de la señal, tanto
mayor es la diferencia de la posición de recuento calculada del
circuito contador incorporado a la recepción de la señal
codificada con el número de oscilaciones correspondiente a la señal
codificada. En el caso de los dos ejemplos descritos en último
lugar, resulta conveniente emitir como señal codificada un número
predeterminado de oscilaciones de una onda portadora.
En otro ejemplo de realización de la presente
invención se aprovecha el hecho de que la posición de fase de una
onda transmitida a través de una longitud radioeléctrica se
desplaza de forma independiente con respecto al trayecto
radioeléctrico frente a la posición de fase emitida anteriormente.
Con ello puede utilizarse tanto la posición de fase de la
frecuencia como también la posición de fase de una variación de
amplitud (envolvente) ya sea por sí sola o también conjuntamente,
para comparar la posición de fase de la señal interrogativa emitida
con aquélla perteneciente a la señal de respuesta que ha sido
devuelta por el transmisor de ID. Al mismo tiempo se prevé que la
emisión de la señal de respuesta del transmisor de ID hacia la
unidad de emisión-recepción de la estación base
tenga lugar utilizándose una onda portadora. La onda portadora
puede ser una onda contenida en la señal interrogativa, por
ejemplo, puede ser la misma señal interrogativa, o puede
transmitirse al emisor ID mediante la onda portadora prevista para
modular una para transmitir la señal interrogativa. Si el
transmisor de ID se encuentra en el interior del área de recepción
predeterminada perteneciente a la señal interrogativa emitida, en
el caso de que el procedimiento sea utilizado en un área del
automóvil de 3 m, el trayecto radioeléctrico es corto (unidad de
emisión - unidad - recepción - transmisor de ID - unidad de emisión
- unidad de recepción). Es tan reducido el desplazamiento de fase
entre la señal de respuesta demodulada y la señal interrogativa
emitida con anterioridad que dentro de un área de tolerancia
predeterminada puede partirse de unas señales con fases rígidas
(señal interrogativa y señal de respuesta). En el caso de una
prolongación manipulada del trayecto, la posición de fase se
desplaza de forma fija entre la señal interrogativa y la señal de
respuesta, de modo que ésta se encuentra fuera del área de
tolerancia perteneciente al funcionamiento que se define como de
fase rígida. La probabilidad de que la señal de respuesta recibida
y demodulada presente una fase, que se corresponda con la de la
señal interrogativa, depende de la casualidad y por ello es
extremadamente reducida. Por consiguiente, la acción deseada, esto
es, la apertura de un vehículo sólo se lleva a cabo cuando el
transmisor de ID se encuentra a la distancia predeterminada con
respecto a la estación de base.
Para evitar cualquier reacoplamiento no deseado
resulta conveniente que la señal interrogativa sea emitida en otra
frecuencia que la señal de respuesta. En una configuración
especialmente sencilla, la señal interrogativa es emitida en la
frecuencia que está prevista para modular la señal de respuesta. A
modo de ejemplo, esto puede llevarse a cabo de tal forma que la
señal interrogativa sea emitida en una longitud de baja frecuencia
y esta señal interrogativa recibida por el transmisor de ID sea
utilizada directamente para modular una onda portadora en un
trayecto de alta frecuencia. A modo de ejemplo, una señal
interrogativa podría ser una señal de aviso emitida en un trayecto
de baja frecuencia para conmutar el transmisor de ID desde una
posición de reposo o un modo inactivo a una posición de
funcionamiento.
Para aumentar todavía más la seguridad del
acceso, se ha previsto hacer funcionar el oscilador, utilizado para
la emisión de la señal interrogativa, de modo que oscile
libremente, de tal forma que éste en su frecuencia esté sometido a
ciertas oscilaciones concretas. Al mismo tiempo puede preverse que
la frecuencia de emisión varíe según un patrón de variación
predeterminado, de modo que el riesgo de realizar una prolongación
no autorizada del trayecto y, aún así, de fase fija todavía es
menor.
En otra configuración de este ejemplo de
realización se prevé que como señal interrogativa de la unidad de
emisión-recepción sea emitida una onda portadora
modulada con una mezcla de modulaciones compuesta por una o varias
variables de modulación. Al mismo tiempo puede preverse que se
utilice o bien una mezcla de modulaciones de diferentes frecuencias
o de distintas amplitudes o también de una mezcla de estas dos
magnitudes. Después de la recepción de la señal de respuesta
modulada de esta forma, tras una demodulación de la señal de
respuesta, se produce una filtración por lo que a las partes de la
mezcla de las modulaciones originales se refiere, por ejemplo, de
las partes de frecuencia. El paso siguiente de la comparación de
fases de la señal interrogativa emitida anteriormente con la señal
de respuesta recibida se realiza entonces mediante cada unos de
los componentes que componen la mezcla de las modulaciones, por
ejemplo, los componentes de diferentes frecuencias. La utilización,
por ejemplo, de una mezcla de modulaciones compuesta por
diferentes frecuencias para modular la señal interrogativa aumenta
la seguridad en el funcionamiento del procedimiento requerido
especialmente hasta el punto, que puede identificarse una igualdad
de fases casual en el caso de una prolongación no autorizada del
trayecto mediante la posibilidad de una medición absoluta de la
distancia del trayecto radioeléctrico trayecto. De forma
conveniente, cuando se utiliza una mezcla de frecuencias, se
utiliza una frecuencia básica y ésta es mezclada con un número
determinado de otras frecuencias, cada una de las cuales se
encuentra entre dos componentes divididos de la frecuencia básica.
Esto se consigue de forma sencilla mediante un divisor de
frecuencias. Al mismo tiempo determina la magnitud de la
frecuencia básica la resolución de la medición de la distancia y el
número de divisiones de la distancia máxima que puede
identificarse.
La comparación de fases entre la señal
interrogativa emitida anteriormente y la señal de respuesta
recibida, se lleva a cabo, por ejemplo, mediante la utilización de
un comparador de fases.
En otro ejemplo de realización de la presente
invención se establece que puede evaluarse una onda portadora
modulada y emitida a través de un trayecto radioeléctrico en
función del trayecto radioeléctrico trayecto por éste con respecto
a una modificación o un cambio de los valores de funcionamiento de
las variables de modulación utilizadas comparado con los valores
de funcionamiento con la misma magnitud de tiempo pertenecientes a
la señal emitida anteriormente. Con ello se aprovecha la desviación
temporal condicionada por la distancia entre la estación base y el
transmisor de ID de la curva de modulación temporal de la señal de
respuesta frente a la curva de modulación idéntica de la señal
interrogativa. Según el procedimiento requerido se ha previsto que,
en un momento determinado, se compare un valor de funcionamiento
de las variables de modulación pertenecientes a la señal de
respuesta recibida con el valor de funcionamiento, en el mismo
tiempo, de las variables de modulación pertenecientes a la señal
interrogativa emitida originalmente. De forma conveniente, una
comparación como ésta, se lleva a cabo en un instante
predeterminado mediante la fase de la formación diferencial de los
valores o también del cuadrado de los valores de funcionamiento de
las variables de modulación. Esta comparación de los valores de
funcionamiento puede llevarse a cabo en casi cualquier posición de
la función de modulación y con ello puede realizarse
continuamente.
Para aumentar la seguridad en el acceso puede
preverse que la frecuencia de la onda portadora prevista para la
señal interrogativa sea diferente de la de la señal de respuesta.
Resulta conveniente emitir la señal interrogativa y/o la señal de
respuesta en una longitud en la que sin más, si es necesario tiene
lugar un diálogo de datos codificado entre la estación base y el
transmisor de ID.
En una configuración de este procedimiento, la
onda portadora es modulada en frecuencia, preferentemente y para
proceder a una evaluación más simplificada, se emite linealmente
siendo modulada en frecuencia. A la estación base se le incorporan,
de forma apropiada, unos medios para emitir una onda portadora como
ésta a modo de señal interrogativa, así como un demodulador de
frecuencia modulada (FM), en el que tiene lugar una demodulación
de la señal de respuesta recibida. El transmisor de ID móvil
presenta un demodulador de FM para demodular la señal interrogativa
recibida. De manera conveniente, la salida del demodulador está
conectada con la entrada del transceptor previsto para la
comunicación de datos, de forma que la señal de datos emitida por
el transmisor de ID al mismo tiempo mediante su modulación presenta
o contiene la señal de respuesta a la señal interrogativa
emitida.
Mediante la comparación de un valor de
funcionamiento de las variables de modulación, por ejemplo, de la
frecuencia de las modulaciones de la señal de respuesta recibida
con el valor de funcionamiento, con la misma magnitud de tiempo,
de la frecuencia de las modulaciones, se obtiene una frecuencia
diferencial. La medida de esta frecuencia diferencial es una medida
que depende de la magnitud del trayecto radioeléctrico trayecto
(estación base - transmisor de ID - estación base). De forma
conveniente tiene lugar una comprobación de la autorización de
manera que se predetermina un valor umbral para la frecuencia
diferencial con lo que al sobrepasarse este valor umbral se niega
cualquier autorización de empleo.
\newpage
De forma alternativa a la utilización de una onda
portadora modulada en frecuencia, para la caracterización de la
señal interrogativa y la señal de respuesta, también puede
utilizarse una onda portadora modulada en amplitud o también una
onda portadora modulada en frecuencia y amplitud.
Otras ventajas de la presente invención forman
parte de las restantes subreivindicaciones, así como de la
descripción que sigue de los ejemplos de realización con referencia
a la figuras que se adjuntan. Éstas figuras muestran:
La figura 1, un diagrama de bloque esquematizado
de un dispositivo de control para la autorización de acceso sin
llave con una estación base y un transmisor de ID,
La figura 2, un diagrama de desarrollo temporal
para la determinación de la distancia entre la estación base y el
transmisor de ID de la figura 1,
La figura 3, un diagrama de bloque esquematizado
de otro dispositivo de control de acceso para la autorización de
acceso sin llave que comprende una estación base y un transmisor de
ID,
La figura 4, un diagrama de bloque esquematizado
de otro dispositivo de control para la autorización de acceso sin
llave que comprende una estación base y un transmisor de ID,
La figura 5, un diagrama de desarrollo temporal
para la determinación de la distancia entre la estación base y el
transmisor de ID que corresponde a los ejemplos de realización de
las figuras 3 ó 4,
La figura 6, un diagrama de bloque esquematizado
de un dispositivo de control para la autorización de acceso sin
llave,
La figura 7, un esquema de desarrollo principal
para la comprobación de la autorización del acceso de una persona
que lleve consigo un transmisor de ID,
La figura 8, un diagrama de bloque esquematizado
de otro dispositivo de control para la autorización de acceso sin
llave,
La figura 9a, un diagrama con una frecuencia
básica y otros dos componentes de frecuencia,
La figura 9b, un diagrama de la curva de amplitud
que resulta de la mezcla de frecuencias de la figura 9a,
La figura 10, un diagrama de bloque de un
dispositivo de emisión-recepción de una estación
base, que corresponde, por ejemplo, a un vehículo,
La figura 11, un diagrama de bloque esquematizado
de un transmisor de ID y
La figura 12, un diagrama con una onda portadora
modulada linealmente en frecuencia representada a lo largo del
tiempo a modo de señal interrogativa emitida y la señal de
respuesta a ello recibida desplazada temporalmente.
Un dispositivo de control para la autorización
del acceso sin llave 1 comprende una estación base 2 y un
transmisor de identificación (transmisor de ID) 3. A la estación
base 2 le pertenece una unidad de emisión-recepción
4 con un emisor de AF 5 y un receptor de AF 6 cada unos de los
cuales trabaja a diferentes frecuencias. Además, a la estación base
se conecta un microcontrolador 7 para el control del área de
emisión y para analizar la señal recibida. Al receptor de AF 6 se
le conecta un frecuencímetro 8 para contar las oscilaciones de la
onda portadora recibida. El frecuencímetro 8 presenta una entrada
de inicio 9 y una entrada de parada 10. La entrada de inicio 9 está
conectada con el microcontrolador 7, a través del cual se transmite
al frecuencímetro 8 la señal de inicio para poner en marcha el
recuento de oscilaciones. La entrada de parada 10 se conecta
mediante un elemento Y 11 tanto al receptor de AF 6 como también al
microcontrolador 7. La entrada de parada 10 del frecuencímetro 8
es impulsada mediante una señal de parada para interrumpir el
recuento de oscilaciones cuando a través del receptor de AF 6
después de la recepción de una señal no vuelve a recibirse ninguna
otra señal.
El transmisor de ID comprende también una unidad
de emisión-recepción 12 con un emisor de AF 13 y un
receptor de AF 14. El emisor de AF 13 funciona a la misma
frecuencia que el receptor de AF 6 de la estación base 2; el
receptor de AF 14 del transmisor de ID 3 funciona a la misma
frecuencia que el emisor de AF 5 de la estación base 2. De esta
forma la longitud de AF utilizada entre la estación base 2 y el
transmisor de ID 3 es apto para dúplex. El receptor de AF 14 se
conecta a un microcontrolador 15 para analizar las señales
entrantes. El microcontrolador 15 se conecta a través de una línea
de datos 16 y una línea de detección 17 al emisor de AF 13.
Paralelamente al microcontrolador 15, en el transmisor de ID 3 se
sitúa un circuito de evaluación 18 entre el receptor de AF 14 y el
emisor de AF 13. El circuito de evaluación 18 sirve para reconocer
una señal codificada emitida por la estación base 2 así como para
el mando directo del emisor de AF 13; sin que una señal como ésta
tenga que ser evaluada a través del microcontrolador 15 y sin que
el emisor de AF 13 deba ser controlado. Puesto que con el circuito
de evaluación 18 sólo tiene que reconocerse una señal codificada
muy específica, el tiempo necesario para la evaluación es
constante, al contrario que en el caso del tiempo de cálculo
utilizado a través del microcontrolador 15. El circuito de
evaluación 18 está unido a través de una línea de mando con el
microcontrolador 15 para conectar y desconectar el circuito de
evaluación 18.
El dispositivo de control para la autorización
del acceso 1 sin llave, representado en la figura 1, sirve tanto
para la realización de un diálogo codificado de pregunta y
respuesta, para verificar la autorización de un acceso, así como
para determinar la distancia actual del transmisor de ID 3 con la
estación base 2. La determinación de la distancia entre la estación
base 2 y el transmisor de ID 3 tiene lugar de la siguiente manera,
tal y como se representa en el diagrama de desarrollo de la figura
2: dentro de un telegrama de comunicación incluido en la mencionada
comprobación codificada de la autorización y en un instante
predeterminado to se emite, a través del emisor de AF 5 de la
estación base 2, el comando al transmisor de ID 3: EMISOR
EMISOR-ID ON. En el instante t_{a} el receptor de
AF 14 del transmisor de ID 3 ha recibido esta instrucción. En el
instante t_{b} el emisor de AF 13 inicia la emisión de una onda
portadora a una frecuencia f_{1}. La onda portadora emitida a la
frecuencia f_{1} es recibida por el receptor de AF 6 de la base
estación en el instante t_{c}. Con la recepción de la onda
portadora, el frecuencímetro 8 es puesto a cero. En el instante
t_{1} se emite al mismo tiempo una señal codificada desde el
emisor de AF 5, esto es, el comando: EMISOR TRANSMISOR ID OFF, y a
través de la entrada de inicio 9 del frecuencímetro 8 para
registrar las oscilaciones recibidas en la frecuencia f_{1} se
pone en marcha. La señal codificada ha sido emitida a través del
emisor de AF 5 de la estación base 2 a la frecuencia f_{2}.
Después de la recepción de la señal codificada a través del
receptor de AF 14 del transmisor de ID 3 y tras el reconocimiento de
esta instrucción a través de la circuito de evaluación 18 el
emisor de AF 13 del transmisor de ID 3 es desconectado, cuyo
instante es caracterizado en la figura 2 por t_{d}. El receptor
de AF 6 de la estación base 2 recibe desde el instante t_{c} la
onda portadora emitida por el emisor de AF 13 del transmisor de ID
3. Después de que el emisor de AF 13 ha sido desconectado, el
receptor de AF 6, en el instante t_{e}, ya no puede recibir
ninguna otra onda portadora más. En este instante, también se
desconecta el frecuencímetro 8 para verificar la posición del
contador. La posición del contador de las oscilaciones averiguadas
es pues una medida para el tiempo de trayecto de la señal entre la
estación base 2 y el transmisor de ID 3 y viceversa, con lo que,
mediante el cálculo del tiempo de trayecto y la distancia que se
determina de lo anterior, se tienen en cuenta los tiempos muertos y
también la longitud de las señales.
La figura 3 muestra otro dispositivo de control
para la autorización del acceso 19 sin llave, en un diagrama de
bloques, con una estación base 20 y un transmisor de ID 21. En
esta figura sólo se representan los componentes que son necesarios
para la determinación de la distancia entre la estación base 20 y
el transmisor de ID 21. Los módulos representados están integrados
en parte en el hardware habitual para la realización de un control
codificado para la autorización de un acceso. La estación base 20,
como unidad de emisión-recepción, comprende una
antena 22 para emitir y recibir una señal, en cuyo caso dicha señal
se trata de una onda portadora. La onda portadora es generada en
un generador de señales 23, el cual, a continuación, impulsa un
divisor de potencia 24. El divisor de potencia 24 dirige la señal
generada por una parte hacia una antena 22 y por otra, hacia un
primer circuito contador 25. Un interruptor de AF 26 sirve para
interrumpir el funcionamiento de la estación base 20 entre una
emisión, tal como queda representado en la figura 3, y una
recepción. Durante la recepción de la señal codificada devuelta por
el transmisor de ID 21, el interruptor de AF 26 se encuentra en
otra posición, en la que al interruptor de AF 26 se le conecta un
segundo circuito contador 27. En los dos circuitos contadores 25 y
27 se prevé un elemento contador 28 y 29 respectivamente, estos
circuitos contadores 28 y 29 se conectan a un microcontrolador
30.
La señal generada por el generador de señales 23
es una onda portadora con una frecuencia comprendida dentro de una
banda ISM, esto es, de 434 MHz. Para reducir las exigencias que se
han de ajustar al circuito contador 28, a éste se le preconecta un
circuito de conmutación para dividir las frecuencias 31, el cual
está compuesto por el propio divisor de frecuencias 32 con un
comportamiento divisor de 1 : 16, un filtro pasabanda 33 conectado
a continuación y un amplificador 34. Al circuito contador 27 se le
incorpora un circuito de conmutación para dividir las frecuencias
35 construido de forma apropiada.
El transmisor de ID 21 presenta también una
antena 36 prevista como una unidad de
emisión-recepción, a la cual se conecta a
continuación un interruptor de AF 37. En el modo de recepción, tal
como se muestra en la figura 3, al interruptor de AF 37 se
posconecta un amplificador 38 y otro interruptor de AF 39. La señal
codificada recibida - la onda portadora- impulsa un elemento
contador 40 al que se intercala un circuito para dividir las
frecuencias 41 correspondiente a los circuitos para dividir las
frecuencias 25 y 27 de la estación base 20. Paralelamente al
amplificador 38 y a través de un divisor de potencia 42, se conecta
un generador de señales 43, cuyas señales pueden ser emitidas a
través de la antena 36 cuando los interruptores de AF 37, 39 se
encuentran en la posición apropiada.
La figura 4 muestra otro dispositivo de control
para la autorización del acceso 44 sin la utilización de llave, el
cual, en principio, está construido de la misma forma que el
dispositivo de control para la autorización del acceso sin llave 19
descrita en la figura 3. En los dos dispositivos, 19 y 44, de
control para la autorización del acceso sin llave, los mismos
elementos se caracterizan con las mismas señales de referencia. A
diferencia del dispositivo de control para la autorización de acceso
19 sin llave, el dispositivo de control para la autorización de
acceso 44 sin llave, en lugar del propio divisor de frecuencias
32, prevé en cada uno un mezclador de frecuencias, compuesto por
un oscilador local 45 y un mezclador 46.
A continuación se describirá el proceso de
funcionamiento del dispositivo 19 por lo que respecta a la
determinación de la distancia desde la estación base 20 hasta el
transmisor de ID 21, con lo que se hará además referencia a la
figura 5. Lo mismo es válido para el dispositivo 44 de la figura
4. A través del generador de señales 23 se genera una portadora de
radiofrecuencia constante de AF. En el instante t_{o} el contador
28 se coloca a 0 y para registrar las oscilaciones se conecta sobre
portadora de AF, con lo que al mismo tiempo el interruptor de AF
26 es conectado en la posición de emisión. En el instante t_{1},
el cual está desplazado en el tiempo de trayecto de la señal entre
la estación base 20 y el emisor 21 con respecto al instante t_{o},
la onda portadora de AF es recibida por el transmisor de ID 21.
Como señal codificada se prevé un número predeterminado de
oscilaciones, esto es, 2048 oscilaciones. En el instante t_{2}
- esto es, después de emitir la señal codificada- la estación base
se conmuta a la posición de recepción a través del interruptor de
AF 26, de modo que se suprime otra emisión de la onda portadora de
AF. En el instante t_{3} la posición de recuento del circuito
contador 40 del emisor 21 corresponde con la del número de
oscilaciones emitido, esto es, 2048. En este instante el transmisor
de ID se conmuta de su modo de recepción a su modo de emisión, con
lo que los dos interruptores de AF 37 y 39 son colocados en la
otra posición correspondiente que no queda representada en la
figura 3. El generador de señales 43 del transmisor de ID 21 ha sido
conectado con antelación, de modo que para la emisión se pone a
disposición una portadora constante de AF. La frecuencia de la
portadora de AF, generada mediante el generador de señales 43, se
corresponde a la del generador de señales 23 de la estación base
20. La señal codificada - esto es, 2048 oscilaciones de la
portadora de radiofrecuencia - a partir de ese momento es devuelta
por el transmisor de ID 21 de forma inicial en el instante
t_{3}. Nuevamente desfasado por el tiempo de trayecto de la
señal, el inicio de la emisión devuelta de la señal codificada de la
estación base 20 es recibida en el instante t_{4}. La estación
base 20 situada en el modo de recepción conduce la señal
codificada devuelta por el circuito contador 27, de modo que en el
elemento contador 29 puede contarse el número de oscilaciones
devuelto. En el instante t_{5} el circuito contador 28 ha contado
el doble del número de oscilaciones que corresponden a la señal
codificada, esto es, ha contado 4096. En este instante, la
posición contadora del circuito contador 29 es detenida y leída
mediante el microcontrolador 30, cuya posición de recuento se
encuentra todavía, por ejemplo, en 2042. La señal codificada
devuelta todavía no ha sido recibida en su totalidad. Esta parada
"anticipada" del circuito contador 29 sirve para compensar
posibles oscilaciones no reconocidas durante la comunicación entre
el transmisor de ID 21 y la estación base 20.
La diferencia entre el número de oscilaciones
previstas para la señal codificada (en este caso: 2048) y el número
de oscilaciones comprobado mediante el elemento contador 29 (en
este caso: 2042) corresponde al tiempo de trayecto de la señal
desde la estación base 20 hasta el transmisor de ID 21 y vuelta. En
el instante t_{6} el transmisor de ID 21 vuelve a conectarse en
su modo de recepción. A partir de ese momento existe la posibilidad
de volver a realizar la determinación de la distancia o de seguir
llevando a cabo el protocolo de interrogación.
Para compensar también las oscilaciones no
reconocidas durante la emisión desde la señal codificada de la
estación base 20 al transmisor de ID 21 y durante el tratamiento
de señales subsiguiente, puede preverse que, en vez de la emisión
del número exacto de oscilaciones se emita un número de
oscilaciones ligeramente superior. Resulta especialmente
conveniente una ampliación del procedimiento, en el que se
conectan tiempos de retardo - modos de emisión o recepción - entre
los distintos modos de la estación base 20 y del transmisor de ID
21. Entonces la señal codificada emitida puede presentar, sin más,
un apéndice de seguridad adicional tal, sin que el transmisor de
ID 21 devuelva inmediatamente la señal codificada, antes de que la
estación base 20 sea conectada en su modo de recepción. Los tiempos
de retardo pueden ser facilitados de una forma sencilla, de tal
modo que los elementos contadores 28 y 40 utilizados
correspondientemente se conecten de la forma adecuada que
corresponda, de manera que un tiempo de retardo como éste también
es medido con una magnitud, en el ejemplo de realización descrito,
con 2048 oscilaciones con respecto a la longitud de la señal
codificada emitida. Durante la evaluación posterior, se tienen en
cuenta los tiempos de retardo incorporados de esta forma.
Gracias al doble ciclo representado en el ejemplo
de realización puede comprobarse la resolución correspondiente a la
distancia entre la estación base y al transmisor de ID con una
precisión tal que resulta mayor que una determinación de la
distancia sólo mediante el registro del tiempo de un solo trayecto
de la señal. Esta precisión puede aumentarse además gracias a que
la determinación de la distancia no sólo se realice una vez sino
que se repita varias veces, también en diversas fases durante la
realización de un protocolo de transmisión. Entonces, el cálculo de
la distancia real se lleva a cabo, por ejemplo, mediante la
formación del valor medio de cada una de las distancias
calculadas.
De la descripción de este ejemplo de realización
resulta evidente que, mediante la precisión segura y
correspondiente a la resolución, es posible una determinación de la
distancia entre la estación base y el transmisor de ID, de modo
que de esta forma puede reconocerse un reconocimiento seguro de una
prolongación no autorizada del trayecto. Para proceder al aumento
de la seguridad en su funcionamiento puede preverse que se trabaje
con diferentes señales codificadas, para lo que le correspondería
también la preprogramación, por ejemplo, del transmisor de ID
mediante un número de oscilaciones predeterminado.
Un dispositivo de control 47 para la
autorización del acceso sin llave comprende una estación base B con
una unidad de emisión-recepción 48. Este
dispositivo 47 sirve para comprobar la autorización de acceso a un
vehículo; por ello la estación base B está colocada en un
vehículo. Además a éste dispositivo de control para la
autorización del acceso 47 sin llave se le incorpora un emisor móvil
ID de ID, que lleva la persona autorizada para utilizar el
vehículo.
La unidad de emisión-recepción 48
comprende un transceptor 49 para emitir una señal interrogativa en
una longitud de frecuencia alta así como uno o más emisores 50 para
emitir la señal de radio de baja frecuencia. El transceptor 49 está
conectado a un procesador 51, el cual dirige la actividad de
emisión-recepción del transceptor 49. A la salida
del transceptor 49 se le conecta un comparador de fases 52, cuya
otra entrada se conecta a una referencia 53 de baja frecuencia. La
salida del circuito PLL 52 impulsa una entrada del procesador 51.
Sin embargo, para la consecución del procedimiento según la
invención resulta suficiente con ajustar un receptor en lugar del
transceptor 49.
Esencialmente, el emisor ID de ID está compuesto
de un procesador 54 y de una unidad de
emisión-recepción 55, a la que se conecta una antena
de BF 56.
Durante el funcionamiento del dispositivo de
control para la autorización del acceso sin llave 47 se emite
cíclicamente una señal interrogativa, en un tramo de baja
frecuencia, desde la unidad de emisión-recepción 48
situada en el vehículo 57, tal como se muestra esquemáticamente en
la figura 7.
La potencia de emisión para emitir esta señal se
extiende de tal manera que esta señal puede ser recibida por el
emisor ID de ID en un diámetro aproximado de 3 metros alrededor
del vehículo 57. Si el emisor ID de ID se encuentra en el área de
recepción de esta señal interrogativa de baja frecuencia entonces es
avisado mediante esta señal y es conectado en su posición para
empezar a funcionar. Si el emisor ID de ID está preparado para
funcionar, éste envía entonces sobre una longitud de AF un
telegrama de datos-respuesta en el modo ASK (modo
amplitude shift keying). En una posición predeterminada dentro de
este telegrama de datos el tipo de modulación del transmisor de ID
varía de la modulación ASK a una pura modulación de amplitudes. La
modulación de amplitudes de la onda portadora utilizada para emitir
la señal de respuesta tiene lugar con la de la señal interrogativa
recibida por el emisor ID de ID sobre la longitud de baja
frecuencia. El instante y período de esta señal de respuesta
modulada en amplitud se fija entre la estación base B y el emisor
ID de ID, y para aumentar la seguridad en su funcionamiento, puede
ser modificado según un algoritmo determinado. Si esta onda
portadora modulada en amplitud es emitida por el emisor ID de ID
durante el período de tiempo predeterminado, ésta vuelve a variar
su forma de funcionamiento haciéndolo en la modulación ASK prevista
para la transmisión de datos. De esta representación principal se
desprende que con el funcionamiento del dispositivo de control para
la autorización del acceso sin llave 47 se realiza temporalmente un
funcionamiento dúplex pleno.
La señal de respuesta emitida por el emisor ID de
ID es recibido por el transceptor 49 de la estación de base B. La
parte análoga del telegrama de datos recibido, esto es, el
componente modulado en amplitud, impulsa el circuito de conmutación
PLL 57 y su posición de fase es comparada con la posición de fase
de la señal interrogativa emitida con anterioridad. Si el emisor ID
de ID se encuentra dentro del área de funcionamiento prevista,
mediante el comparador de fases 52 y dentro de una tolerancia
predeterminada, las dos posiciones de fase son reconocidas entre sí
como constantes cuando no se interconectan otras estaciones relé.
Resulta evidente que, en el caso de este procedimiento, tiene lugar
una comparación de las posiciones de fases mediante unos medios
relativos sin una determinación de la correspondiente posición
absoluta de fases.
En el caso del ejemplo de realización
representado en la figura 6, el oscilador de baja frecuencia 53 es
activado haciendo que balancee libremente, de modo que sus
oscilaciones naturales de frecuencia se encuentre
correspondientemente también en la señal de respuesta demodulada.
Mediante esta medida, la seguridad de funcionamiento del
dispositivo de control para la autorización de acceso 47 sin llave
contra posibles manipulaciones todavía aumenta más.
En la figura 8 se reproduce esquemáticamente, en
un diagrama bloque, otro dispositivo de control para la
autorización de acceso 58 sin llave. La estación base B de este
dispositivo de control para la autorización de acceso 58 sin llave
está compuesta esencialmente de una unidad de
emisión-recepción 59, de una unidad de modulación
60 para facilitar la mezcla de frecuencias para modular una onda
portadora de una señal interrogativa y está compuesta de un
comparador de fases 61 para filtrar correspondientemente una onda
portadora modulada con la mezcla de modulaciones sobre una longitud
de respuesta. La unidad de emisión-recepción 59
comprende un emisor de AF 62 para emitir una onda portadora modulada
con una mezcla de modulaciones, un transceptor 64, con lo que el
emisor 62 y el transceptor 64 se conectan a través de una red
Combiner 65 a una antena común de emisión- recepción 66. Además a la
unidad de emisión-recepción 59 se le incorpora una
referencia 63. De manera adicional, a la red Combiner 65 se le
conecta un demodulador 67 para demodular la señal de respuesta
recibida. El demodulador 67 está unido por su salida con el
comparador de fases 61. Para el mando de los procesos de
emisión-recepción del transceptor 64 y del emisor 62
se prevé un procesador 68.
Un emisor ID de ID móvil pertenece al dispositivo
de control para la autorización de acceso 58 sin llave y es llevado
por una persona autorizada para utilizar el vehículo. El transmisor
de ID está compuesto esencialmente por un procesador 69, un
transceptor 70, un demodulador 71, una red Combiner 72 y una antena
de emisión-recepción 73. Mediante la antena de
emisión-recepción 73 pueden recibirse señales
interrogativas emitidas por la unidad de
emisión-recepción 59 de la estación base B y
pueden ser demoduladas a través del demodulador 26. El demodulador
71 está conectado por su salida con una entrada del transceptor 70,
de modo que la señal interrogativa demodulada puede ser utilizada
para modular la señal de respuesta.
Con la unidad de modulación 60 se facilita una
mezcla de frecuencias, con la que es modulada una onda portadora
para emitir una señal interrogativa. La mezcla de la frecuencia de
las modulaciones está compuesta por una frecuencia básica y otras
muchas componentes de frecuencias, que son dos partes divididas de
la frecuencia base. En la figura 9a se reproduce en un diagrama una
mezcla de frecuencias como ésta, describiendo la señal
interrogativa. La variación de la curva de amplitud de esta mezcla
de frecuencias queda representada en la figura 9b.
Mediante esta mezcla de modulaciones de
frecuencia se modula una onda portadora sobre un tramo de AF de,
por ejemplo, 433 MHz y es emitida a través de la antena de
emisión-recepción 66. Si el emisor ID de ID se
encuentra a una distancia predeterminada respecto al vehículo,
esta señal es recibida y es demodulada mediante el demodulador 71.
La señal de respuesta devuelta del emisor ID de ID tiene lugar
mediante una modulación de una onda portadora de por ejemplo 868 MHz
en el transceptor 70 con la señal interrogativa demodulada y con
ello mediante la mezcla de frecuencias utilizada anteriormente
para modular la señal interrogativa. Esta señal de respuesta es
emitida desde el transmisor de ID y es recibida por la unidad de
emisión-recepción 59, es demodulada y, a
continuación, es filtrada en el comparador de fases 61. Como
demodulador 67 se prevé un detector de diodos. Las frecuencias
angulares del filtro contenido dentro del comparador de fases 61
corresponden a las frecuencias básicas y a otros componentes de
frecuencias. Mediante una comparación de las fases de los
componentes correspondientes de igual frecuencia puede calcularse
la distancia del emisor ID de ID con respecto a la estación base B.
Independientemente de la distancia fijada, la cual permite
directamente una deducción acerca del trayecto radioeléctrico
trayecto de la señal interrogativa y la señal de respuesta, puede
calcularse si la señal de respuesta ha sido emitida directamente
desde el emisor ID de ID o si la recepción de una señal de
respuesta ha tenido lugar a través de una conexión intermedia de
una prolongación no autorizada del trayecto.
En este ejemplo de realización, la medición de la
distancia también se utiliza para facilitar la localización de un
vehículo que estuviera aparcado en un parking, por ejemplo. En
este caso la emisión de la señal interrogativa del emisor ID de ID
tendría que activarse a través de la estación base B. De forma
adecuada, podría señalarse al usuario si éste se acerca a su
vehículo o si se aleja de él.
A continuación se explicará otro ejemplo de
realización de la presente invención a través de la referencia de
las figuras 10 a 12. A un vehículo, cuya descripción más detallada
no está representada, se le incorpora una unidad de
emisión-recepción 74 de la estación base, la cual
está prevista para la realización de un control para la
autorización de acceso sin llave. La unidad de emisión- recepción 74
está compuesta, en esencia, de un procesador 75, de un transceptor
76, el cual está previsto para la comunicación de datos con un
emisor móvil de ID, de una red Combiner 77 y de una antena de
emisión-recepción 78 conectada a esta red 77. La
comunicación de datos con el transmisor de ID tiene lugar, por
ejemplo, en los 868 MHz. Esta comunicación de datos contiene unos
diálogos de pregunta y de respuesta, de los que,
independientemente del código de respuesta recibido del transmisor
de ID, se deriva la autorización de la persona que lleva este
transmisor de ID para abrir el vehículo. Para la realización del
procedimiento según la invención sólo es necesario que a la
estación base se le incorpore un receptor para recibir la señal de
respuesta emitida por el transmisor de ID en lugar del transceptor
76 representado en las figuras.
La unidad de emisión-recepción 74
comprende, además, un emisor 79 representado en el ejemplo de
realización y que funciona a unos 433 MHz. La salida del emisor 79
también impulsa la red Combiner 77, de modo que la antena de
emisión-recepción 78 es utilizada tanto por el
transceptor 78 como por el emisor 79. El emisor 79 sirve para
emitir una onda portadora lineal de frecuencia modulada a modo de
la señal interrogativa, con la que después de su recepción puede
deducirse, como señal de respuesta, la distancia del transmisor de
ID que devuelve esta señal interrogativa.
A la red Combiner 77 se le incorpora además un
demodulador de FM 80, con el que es demodulada la señal de
respuesta modulada en frecuencia y recibida a través de la antena
de emisión-recepción 78. El demodulador 80 se
incorpora, en el lado de su salida, a un procesador 75, de modo
que mediante el procesador 75 es posible una comparación de la
señal de respuesta, demodulada y recibida, con la señal
interrogativa modulada y emitida con anterioridad.
Un transmisor de ID, no representado con más
detalle, comprende - tal como se representa en la figura 11 - un
procesador 81 y un transceptor 82 previsto para la comunicación de
datos. El transceptor 82, por su salida, se conecta a la entrada de
una red Combiner 83, a cuya red 83 también se le conecta una antena
de emisión- recepción 85. Además, a la red 83, por su salida, se le
conecta un demodulador de FM 84, el cual está previsto para
demodular una señal interrogativa emitida por la unidad de
emisión-recepción 74. El demodulador de FM 84, por
su salida, se conecta a una entrada del transceptor 82. Con ello
se pretende que la señal interrogativa, demodulada mediante el
demodulador de FM 84, sea utilizada directamente para la modulación
del transceptor 82. Entonces la señal de respuesta devuelta por el
transmisor de ID forma parte de la comunicación de datos que tiene
lugar sin más.
Para determinar la distancia del transmisor de ID
con respecto al vehículo o a la unidad de
emisión-recepción 74, a través del emisor 79 de la
unidad de emisión-recepción 74, se emite una señal
interrogativa en forma de una onda portadora (433 MHz) modulada
linealmente en frecuencia. La utilización de una onda portadora
modulada linealmente en frecuencia repercute favorablemente en la
evaluación posterior. Cuando el transmisor de ID se encuentra a una
distancia determinada respecto a la unidad de
emisión-recepción 74, esta señal interrogativa es
demodulada y es utilizada para proceder a la modulación del
transceptor 82 del transmisor de ID. La señal de respuesta devuelta
por el transmisor de ID, sobre una longitud de 868 MHz, es
recibida por la unidad de emisión-recepción 74 y es
demodulada en el demodulador 80. Debido al tramo de radio trayecto
existe un desplazamiento temporal entre la onda portadora lineal
de frecuencia modulada de la señal interrogativa y la de la señal
de respuesta. Este desplazamiento temporal se obtiene del tramo de
trayecto, y es tanto mayor cuanto mayor es el tramo de radio
trayecto. Por ello puede advertirse una prolongación no deseada
del trayecto en un cambio temporal relativamente grande entre la
función de la frecuencia modulada de la señal interrogativa y la de
la señal de respuesta.
En la figura 12, a través de un diagrama, se
representa una onda portadora lineal de frecuencia modulada a modo
de señal interrogativa, (curva de modulación mostrada continua),
con lo que sobre el eje x se representa el tiempo y sobre el eje y
se representa la frecuencia. El máximo (f_{0} + f_{variación \
max}) y el mínimo (f_{0} - f_{variación \ max}) de esta curva
de frecuencia representa la variación de la frecuencia utilizada
para modular la onda portadora (f_{o}). La señal de respuesta
demodulada, reflejada por el transmisor de ID y recibida por la
unidad de emisión-recepción 74, es representada a
trazos con el desplazamiento temporal correspondiente que vuelve a
reflejar el tramo de radio trayecto. Una comparación de los
valores de funcionamiento de la curva de frecuencia de la onda
portadora perteneciente a la señal interrogativa con la de la
señal de respuesta en un instante t_{0} puede realizarse restando
los valores de los dos valores de funcionamiento o también
restando las dos cuadrados de los valores de funcionamiento. Una
parte de la comparación como ésta puede realizarse mediante el
procesador 75, con un gasto escaso, tanto en hardware como en
software. Si la frecuencia diferencial (\Deltaf), calculada de
este forma, sobrepasa una medida determinada, esto significa que
el trayecto radioeléctrico trayecto (unidad de
emisión-recepción 74 - transmisor de ID - unidad de
emisión-recepción 74) es mayor que un área
funcional predeterminada, la cual podría suponerse de 5 - 10 metros
alrededor de la unidad de emisión-recepción 74, por
ejemplo. Por ello el transmisor de ID no se encuentra cerca del
vehículo; evidentemente el tramo de radio es prolongado de forma
manipulada. En este caso, queda impedida la autorización de acceso.
Si la frecuencia diferencial (\Deltaf) permanece dentro del
intervalo tolerado, el transmisor de ID es considerado como que se
encuentra en el área de funcionamiento y se activa de forma
apropiada la acción deseada -las puertas del vehículo se abren.
La resolución de este procedimiento por lo que a
la longitud de radiotrayecto se refiere queda determinada mediante
la elección de la frecuencia de las modulaciones o bien mediante la
variación de las frecuencias. Mediante la variación de la
frecuencia de las modulaciones puede evitarse que los valores
registrados se repitan en períodos regulares (cada 360º). Con ello
la frecuencia más baja se ha de considerar como la medida para la
distancia máxima a medir; la frecuencia más alta en la mezcla de
frecuencias determina la resolución del sistema.
| 1 | dispositivo de control para la autorización de acceso sin llave |
| 2 | estación base |
| 3 | transmisor de identificación (ID) |
| 4 | unidad de emisión-recepción |
| 5 | emisor de alta frecuencia (AF) |
| 6 | receptor de alta frecuencia (AF) |
| 7 | microcontrolador |
| 8 | frecuencímetro |
| 9 | entrada de comienzo |
| 10 | entrada de parada |
| 11 | elemento Y |
| 12 | unidad de emisión-recepción |
| 13 | emisor de alta frecuencia AF |
| 14 | receptor de alta frecuencia AF |
| 15 | microcontrolador |
| 16 | línea de datos |
| 17 | línea de detección |
| 18 | circuito de evaluación |
| 19 | dispositivo de control para la autorización de acceso sin la utilización de llave |
| 20 | estación base |
| 21 | transmisor de ID |
| 22 | antena de emisión-recepción |
| 23 | generador de señales |
| 24 | divisor de potencia |
| 25 | circuito contador |
| 26 | interruptor de AF |
| 27 | circuito contador |
| 28 | elemento contador |
| 29 | elemento contador |
| 30 | microcontrolador |
| 31 | circuito de división de frecuencia |
| 32 | divisor de frecuencias |
| 33 | filtro pasabanda |
| 34 | amplificador |
| 35 | circuito de difusión de frecuencias |
| 36 | antena de emisión-recepción |
| 37 | interruptor de AF |
| 38 | amplificador |
| 40 | circuito contador |
| 41 | circuito de división de frecuencia |
| 42 | divisor de potencia |
| 43 | generador de señales |
| 44 | dispositivo de control para la autorización de acceso sin la utilización de llave |
| 45 | oscilador local |
| 46 | mezclador |
| 47 | dispositivo de control para la autorización de acceso sin la utilización de llave |
| 48 | unidad de emisión-recepción |
| 49 | transceptor |
| 50 | emisor de baja frecuencia |
| 51 | procesador |
| 52 | circuito PLL |
| 53 | generador de frecuencia |
| 54 | procesador |
| 55 | unidad de emisión-recepción |
| 56 | antena de baja frecuencia |
| 57 | automóvil |
| 58 | dispositivo de control para la autorización de acceso sin la utilización de llave |
| 59 | unidad de emisión-recepción |
| 60 | unidad de modulación |
| 61 | comparador de fases |
| 62 | emisor de AF |
| 63 | referencia |
| 64 | transceptor |
| 65 | red Combiner |
| 66 | antena de emisión-recepción |
| 67 | demodulador, detector de diodos |
| 68 | procesador |
| 69 | procesador |
| 70 | transceptor |
| 71 | demodulador |
| 72 | red Combiner |
| 73 | antena de emisión-recepción |
| B | estación base |
| ID | transmisor de identificación |
| 74 | unidad de emisión-recepción |
| 75 | procesador |
| 76 | transceptor |
| 77 | red Combiner |
| 78 | antena de emisión-recepción |
| 79 | emisor |
| 80 | demodulador de FM |
| 81 | procesador |
| 82 | transceptor |
| 83 | red Combiner |
| 84 | demodulador de FM |
| 85 | antena de emisión-recepción |
Claims (24)
1. Procedimiento para la realización de un
control para la autorización de acceso sin llave con una
comunicación inalámbrica entre una unidad de
emisión-recepción (4, 22, 48, 59, 74) incorporada a
una estación base (2, 20, B) y un transmisor de identificación
móvil (transmisor de ID) (3, 21, ID) para comprobar la autorización
de acceso de una persona que lleve consigo el transmisor de ID
(3,21, ID), que comprende:
- -
- la emisión de una señal codificada a través de la unidad de emisión-recepción de la estación base (2,20, B),
- -
- la recepción de esta señal codificada a través del transmisor de ID (3, 21, ID),
- -
- la realización de una acción detectable por la unidad de emisión-recepción (4, 22, 48, 59, 74) y ejecutada por el transmisor de ID (3, 21, ID) como una señal de respuesta del transmisor de ID (3, 21, ID) al recibir la señal codificada y
- -
- la detección de la acción del transmisor de ID (3, 21, ID) y la determinación de la distancia entre la estación base (2, 20, B) y el transmisor de ID (3, 21, ID),
caracterizado porque la determinación de
la distancia se produce en base a una determinación relativa en la
que se analizan las diferencias de una característica de señales
que varía en función del trayecto y correlación con el tiempo de
trayecto de la señal entre una señal codificada de referencia
controlada por la estación base y la señal de respuesta recibida
por la unidad de emisión-recepción (4, 22, 48,
59, 74).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque, para la determinación de la distancia,
junto con la emisión de la señal codificada mediante la unidad de
emisión-recepción (4, 22), se inicia el recuento de
las oscilaciones de la onda portadora emitida mediante la estación
base (2, 20) y se interrumpe, después de una acción ejercida por el
transmisor de ID (3, 21) después de recibir la señal codificada,
y, a continuación, del resultado del recuento de las oscilaciones,
se calcula la distancia entre la estación base (2, 20) y el
transmisor de ID (3, 21).
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque, en una primera fase de la
determinación de la distancia, a través de la unidad de
emisión-recepción (4) se emite una instrucción de
EMISOR EMISOR-ID ON, después de lo cual, el
transmisor de ID (3) comienza a emitir en un primera frecuencia
f_{1}, porque en una segunda fase, después de un lapso de tiempo
predeterminado, a través de la unidad de
emisión-recepción (4) se emite, como señal
codificada y en una segunda frecuencia f_{2}, una instrucción
EMISOR EMISOR-ID OFF, con cuya emisión del comando
se inicia el recuento de las oscilaciones de la onda portadora
recibida por la unidad de emisión-recepción (4) y se
interrumpe cuando, a través de la unidad de
emisión-recepción (4) de la estación base (2), no se
detecta ninguna otra señal emitida del transmisor de ID (3).
4. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque, a través de la unidad de
emisión-recepción de la estación base, se emite una
señal codificada, la cual es recibida por el transmisor de ID y es
devuelta, con lo que el recuento de oscilaciones de la onda
portadora se interrumpe cuando la señal codificada ha vuelto a ser
totalmente recibida por la unidad de
emisión-recepción.
5. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque, a través de la unidad de
emisión-recepción (22) de la estación base (20), se
emite una señal codificada y al mismo tiempo se inicia un primer
recuento de oscilaciones de la onda portadora emitida, cuya señal
codificada es recibida por el transmisor de ID (21) y es devuelta,
con lo que, mediante la señal codificada detallada devuelta por el
transmisor de ID (21), se inicia un segundo recuento de
oscilaciones, y el segundo recuento de oscilaciones se interrumpe
cuando el primer recuento de oscilaciones alcanza un valor indicado
por el contador que corresponde al doble del número de oscilaciones
que corresponden a la señal codificada.
6. Procedimiento según la reivindicación 4 ó 5,
caracterizado porque, como señal codificada, se emite un
número predeterminado de oscilaciones de una onda portadora.
7. Procedimiento según una o varias de las
reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque, durante el
recuento de las oscilaciones de la onda portadora sólo se registra
cada 2_{ax} oscilación.
8. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque, como señal de respuesta, se emite una
onda portadora modulada a través del transmisor de ID (ID), cuya
magnitud prevista para la modulación (frecuencia y/o amplitud),
mediante la señal interrogativa emitida por la unidad de
emisión-recepción, se transmite al transmisor de ID
(ID), y porque después de recibir la señal de respuesta emitida por
el transmisor de ID (ID), mediante la unidad de
emisión-recepción, se compara la posición de fase de
la señal de respuesta recibida y demodulada con la de la señal
interrogativa emitida con anterioridad.
9. Procedimiento según la reivindicación 8,
caracterizado porque la onda portadora de la señal de
respuesta se modula en amplitud.
\newpage
10. Procedimiento según la reivindicación 8 ó 9,
caracterizado porque la señal interrogativa es emitida por
la unidad de emisión-recepción en una frecuencia
tal que, ésta se utiliza para modular la señal de respuesta emitida
en otra frecuencia por el transmisor de ID (ID).
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque la señal
interrogativa contiene una codificación.
12. Procedimiento según la reivindicación 10 ó
11, caracterizado porque una señal de aviso emitida en una
longitud de baja frecuencia para avisar al transmisor de ID (ID) es
la señal interrogativa con la que la onda portadora de la señal
respuesta es modulada en amplitud.
13. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque la
frecuencia de la señal interrogativa varía durante la duración de su
emisión.
14. Procedimiento según la reivindicación 8,
caracterizado porque, como señal interrogativa, a través de
la unidad de emisión-recepción se emite una onda
portadora modulada mediante una mezcla de modulaciones de una o
varias variables de modulación, con cuya mezcla de modulaciones,
después de una demodulación de la señal interrogativa y mediante el
transmisor de ID (ID), es modulada la señal de respuesta emitida
por éste último.
15. Procedimiento según la reivindicación 14,
caracterizado porque, como mezcla de las modulaciones, se
utiliza una mezcla de frecuencias, la cual, después de la recepción
a través de la unidad de emisión-recepción, es
filtrada con respecto a sus componentes de frecuencia anteriores, y
porque la etapa de la comparación de fases de la señal
interrogativa emitida con anterioridad con la señal de respuesta
recibida se realiza con respecto a cada uno de los componentes de
frecuencia que forman la mezcla de las modulaciones.
16. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se emite, como señal interrogativa,
desde la unidad de emisión-recepción, una onda
portadora modulada y, después de recibir la señal de respuesta
modulada en la misma magnitud y emitida por el transmisor de ID, a
través de la unidad de emisión-recepción (en un
instante t_{o}) del valor de funcionamiento de la función de
modulación de las variables de modulación correspondientes a la
señal de respuesta, es comparado/a con el valor de funcionamiento
de la función de modulación de la señal interrogativa emitida con
anterioridad a través de la unidad de
emisión-recepción y el resultado de la comparación
es analizado para la determinación de la distancia entre la
estación base con respecto al transmisor de ID.
17. Procedimiento según la reivindicación 16,
caracterizado porque, para comparar los dos valores de las
funciones, se realiza la fase de una formación de diferencia de
las cantidades de los valores de las funciones, con la misma
magnitud de tiempo, de las variables de modulación.
18. Procedimiento según la reivindicación 16 ó
17, caracterizado porque, independientemente del valor
comparativo averiguado (\Deltaf), tiene lugar, en una fase
posteriormente, una determinación por la que se establece si el
transmisor de ID se encuentra dentro de una zona de recepción
predeterminada con respecto a la estación base.
19. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 16 a 18, caracterizado porque la
frecuencia de la onda portadora (433 MHz) prevista para la señal
interrogativa se diferencia de la de la señal de respuesta (868
MHz).
20. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 16 a 19, caracterizado porque la onda
portadora, prevista como señal interrogativa, se emite modulada
linealmente en frecuencia.
21. Procedimiento según la reivindicación 20,
caracterizado porque la señal interrogativa, demodulada por
el transmisor de ID, se utiliza para la modulación de una onda
portadora modulada y emitida como señal de respuesta por el
transmisor de ID.
22. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 16 a 19, caracterizado porque la onda
portadora, prevista como señal interrogativa, se emite modulada en
amplitud.
23. Dispositivo de control para la autorización
de acceso sin llave con una unidad de
emisión-recepción (4, 22, 48, 59, 74) así como una
estación base (2, 20, B) que presenta un elemento de mando y un
elemento de evaluación (7, 30, 51, 68, 75) y un transmisor de
identificación (transmisor de ID) (3, 21, ID) móvil que presenta
una unidad de emisión-recepción (12, 36, 55) para
comprobar la autorización de acceso de una persona que lleve
consigo el transmisor de ID (3, 21, ID), mediante la base estación
(2, 20, B) de la cual puede realizarse la comprobación de la
distancia para determinar la distancia entre la base estación (2,
20, B) y el transmisor de ID (3, 21, ID), caracterizado
porque a la estación base (2, 20, B) le corresponden unos medios
para realizar una determinación relativa de una característica de
señales correlacionada con el tiempo de trayecto de una señal,
medios que comprenden un dispositivo de detección para detectar la
característica de señales, un circuito para registrar la señal
codificada de referencia controlada por la estación base así como
un circuito de comparación para comparar la característica de
señales de la señal codificada de referencia en el instante de la
recepción de una señal de respuesta emitida por el transmisor de
ID (3, 21, ID).
\newpage
24. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 22, caracterizado porque el
procedimiento se utiliza dentro de un control para la autorización
de acceso sin llave de un vehículo.
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