ES2852701A1 - Dispositivo de control de acceso telematico - Google Patents

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Abstract

Dispositivo de control de acceso telemático constituido por una estructura bastidor (1) que agrupa elementos de apertura y cierre del propio acceso, tipo puertas o barreras de apertura automática, junto con equipos electrónicos e informáticos de accionamiento telemático de los anteriores elementos. Utilizando la tecnología denominada BLE, Bluetooth Low Energy o Bluetooth de baja energía, para comunicarse con los teléfonos móviles de los usuarios. Comprende un módulo (2) de alimentación eléctrica del equipamiento electrónico e informático, que se encuentra integrado en un segundo módulo (3) en un denominado "sistema en chip" (SoC, system on a chip) con bluetooth, incorporando un firmware de comunicación basado en un pertil GAP "General Access Profile" de Bluetooth, con encriptación y sin necesidad de emparejamiento, entre los teléfonos móviles y el dispositivo. Además cuenta con un módulo (4) de medios de aviso acústicos y visuales.

Description

DESCRIPCIÓN
DISPOSITIVO DE CONTROL DE ACCESO TELEMÁTICO
La presente invención, dispositivo de control de acceso telemático, se refiere a un dispositivo que ha sido especialmente concebido para ser instalado en puntos de control de entrada/acceso de público en general, a espectáculos públicos, medios de transporte públicos (autobús, metro, tren), o puntos de validación de entradas, a título de ejemplo.
Por ello, el objeto de la invención consiste en un dispositivo que permite la validación en tiempo real del acceso mediante tickets digitales que pueden encontrarse almacenados en dispositivos electrónicos como los teléfonos móviles de los usuarios, tanto si se dispone de internet como si no, mediante conexión Bluetooth, sin usar conexión ni emparejamiento (pairing en inglés). Dicho emparejamiento es el proceso normalmente utilizado en Bluetooth para vincular un teléfono móvil con el dispositivo de control de acceso telemático, que se evita precisamente con esta invención.
Es por ello, que el objeto de la presente invención será de interés para la industria del sector electrónico y de dispositivos telemáticos.
ANTECEDENTES:
El Estado de la técnica, para este tipo de dispositivos electrónicos en el que se encuentra la presente invención, comprende una pluralidad de dispositivos y sistemas que han ido desarrollándose a medida que se han ido concibiendo las diferentes tecnologías de comunicación y de dispositivos electrónicos de uso para el público en general.
Así, esta invención representa un avance respecto a los sistemas y distintas tecnologías existentes de validación de tickets sin contacto a través de dispositivos móviles, entre los que cabe citar las tecnologías NFC (Near field communication) o códigos QR (del inglés Quick Response code, "código de respuesta rápida") que pueden ser leídos y procesados por un programa que dirige al usuario a una determinada dirección web y con ello sirven para validar un acceso a un lugar, vehículo, evento, etc...
Por ello, la presente invención podrá sustituir a otros sistemas conocidos en el Estado de la Técnica en el control de accesos de público en general en aquellos casos lo más parecidos posibles a los que existen actualmente, pero usando otra tecnología que permita una rápida y fácil implantación.
Como antecedentes, podría citarse el Modelo de Utilidad español ES 1074924 U de título “Estructura para tornos de control y acceso a pistas de esquí” del inventor Arturo Vilas Salamero, que describe una estructura para tornos de control y acceso a pistas de esquí, basada en que los tornos de control y acceso quedan suspendidos sobre un soporte con desplazamiento tanto en elevación como en giro. El objeto de la invención es facilitar la entrada de los esquiadores a las pistas, así como reducir el tiempo de acceso y facilitar el trabajo a los empleados de la estación de esquí, reduciendo los tiempos de espera en los puntos de control y acceso a pistas, mejorando la imagen y la calidad de las instalaciones. Sin embargo esta invención, persiguiendo un objetivo de control del acceso físico de público, carece de los medios tecnológicos de control telemático de la presente invención.
En línea con lo anterior, la validación de entradas o tickets digitales mediante el empleo de teléfonos móviles es algo que ya se emplea en la actualidad, pero los métodos que se emplean tienen carencias que la presente invención viene a solucionar.
Así, en la tabla siguiente se presenta una tabla descriptiva de las capacidades de validación de acceso mediante tres tecnologías diferentes: QR, NFC y Bluetooth, en diferentes tipos de dispositivos empleados en la actualidad.
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El uso de la tecnología Bluetooth, frente al NFC, está más extendido y permite llegar prácticamente al 100% de población con teléfono móvil, ya que la tecnología Bluetooth es abierta, conocida, estandarizada a nivel mundial y está mucho más extendida en todas las gamas de dispositivos móviles desde sus primeras generaciones, al contrario que la tecnología NFC que está presente en las generaciones más modernas de teléfonos móviles y solo en terminales de gama media y alta. Incluso en determinados fabricantes está desactivado o con limitaciones a su funcionalidad, como es el caso, por ejemplo, de algunos terminales Apple con sistema operativo IOS.
Por otra parte, en el Estado de la Técnica existen otras soluciones bluetooth para otros casos de uso similares como apertura de puertas, o encendido de luces, que usan BLE con el estándar GAP y GATT. En estos casos, un problema es que el funcionamiento de esta tecnología es lenta puesto que está orientada a establecer de manera correcta una conexión y sigue unos determinados procesos, como los siguientes, por ejemplo.
• Búsqueda del dispositivo (GAP)
• Conexión (GATT)
• Descubrir los servicios y sus características. (GATT)
• Leer o escribir en una característica. (GATT)
• Desconectar. (GATT)
Dependiendo de la velocidad del procesador y del chip bluetooth que utiliza el teléfono móvil, este proceso puede durar desde los 2 segundos hasta los 6 o 7 segundos en los teléfonos de gama más baja, lo que lo hace inviable cuando se trata de controles de acceso multitudinarios.
Se muestra en el siguiente esquema la diferencia entre ambos métodos
Orientado a Conexión No orientado a Conexión (INVENCION)
Figure imgf000005_0001
Por todo ello, el empleo de la tecnología bluetooth orientada a conexión para validación de acceso resulta inviable, por lo que ha sido preciso hasta el momento acudir a otras tecnologías como las citadas NFC o QR con capacidad de funcionamiento en tiempo real.
Por todo ello, la presente invención representa un avance en el Estado de la Técnica y viene a llenar el vacío tecnológico anteriormente expuesto, permitiendo ofrecer un dispositivo plenamente funcional, con tecnología Bluetooth, adaptado a cualquier caso de uso que ahora mismo se lleve a cabo, evitando el empleo de la tecnología NFC, al posibilitar procesamientos en control de acceso a velocidades inferiores a un segundo de tiempo, mediante teléfonos móviles de gama baja y media.
DESCRIPCIÓN
El presente dispositivo de control de acceso telemático que se describe a continuación, está constituida fundamentalmente por un dispositivo que utiliza la tecnología denominada BLE, Bluetooth Low Energy o Bluetooth de baja energía, que es una tecnología de red de área personal (del inglés: PAN, Personal Area Network) inalámbrica, cuya ventaja frente al Bluetooth clásico, es que BLE está diseñado para proporcionar un bajo consumo de energía, manteniendo un rango de alcance de comunicación similar.
En esta invención se ha prescindido de la capa de GATT y se ha adaptado la capa GAP para poder transmitir información bidireccional entre el móvil y el dispositivo de control de accesos.
Para utilizar Bluetooth, un dispositivo debe implementar alguno de los perfiles Bluetooth definidos. Estos definen el uso del canal Bluetooth, así como canalizar al dispositivo que se quiere vincular.
Los perfiles son descripciones de comportamientos generales que los dispositivos pueden utilizar para comunicarse, formalizados para favorecer un uso unificado. La forma de utilizar las capacidades de Bluetooth se basa, por tanto, en los perfiles que soporta cada dispositivo. Los perfiles permiten la manufactura de dispositivos que se adapten a sus necesidades.
La capa GATT cuyo nombre proviene del término en inglés “Generic Attribute Profile”, es el perfil corrientemente empleado en la tecnología BLE, sin embargo, en esta invención se emplea el perfil GAP, cuyo nombre proviene del inglés “General Access Profile”.
De esta manera, se consigue una alta velocidad en el proceso de validación de accesos, utilizando la tecnología bluetooth, disponible en la mayoría de los terminales o teléfonos móviles.
En primer lugar, los dispositivos móviles identifican a los dispositivos de control de acceso, por los que el usuario desee acceder, mediante protocolos de comunicación GAP, que es una especificación del estándar BLE para que los teléfonos móviles de los usuarios puedan identificar dispositivos de control de acceso en su proximidad. Esta identificación se logra mediante la recepción por el teléfono móvil de mensajes específicos emitidos por los dispositivos de control de acceso, que pueden ser de dos tipos: los Advertising Data y los Scan Response, ambos de un tamaño máximo de 31 bytes.
Estos mensajes son usados por los dispositivos de control de acceso para que puedan ser vistos por los teléfonos móviles y comunicarse con ellos, conforme a determinadas aplicaciones de funcionamiento propias del citado control de acceso.
En la presente invención, el dispositivo emplea los mensajes de 31 bytes, no para identificar un periférico, si no para enviar y recibir mensajes entre dos o más dispositivos.
De esta manera se acortan los tiempos requeridos en el control de accesos mediante tecnología Bluetooth tradicional. Por ejemplo, en pruebas realizadas con teléfonos móviles de gama baja la comunicación necesaria para el caso de uso de una validación de billete de autobús, el tiempo que se necesitó fue de menos de 300 ms a una distancia inferior a los 50 cm, lo que supera lo existente con Bluetooth tradicional.
Por todo lo anteriormente expuesto, el dispositivo que se preconiza está constituido a partir de tres módulos, uno de los cuales presenta un carácter intercambiable o de instalación múltiple.
De forma más concreta, se define un primer módulo, consistente en un módulo de alimentación, este módulo, por defecto, permite alimentar la circuitería a 5v en corriente continua. Dependiendo del uso o la instalación se puede cambiar este módulo para que acepte otro tipo de tensiones.
El segundo módulo se materializa en un denominado “sistema en chip” (SoC, del inglés system on a chip) con bluetooth. Esto significa que comprende un sistema informático o electrónico integrado en un único circuito integrado o chip.
Dicho SOC lleva un firmware personalizado de este sistema de comunicación basado en GAP. Sobre la capa de comunicación se encuentra implementada una capa de encriptación, que permite intercambiar, de forma segura, información directamente con el dispositivo desde los móviles compatibles sin necesidad de establecer una conexión o emparejamiento, lo que hace muy conveniente y cómoda la experiencia de usuario, al obtener una respuesta inmediata.
El citado emparejamiento (pairing, en inglés), a veces conocido como vinculación, es un proceso utilizado en redes de computadoras que ayuda a establecer un vínculo inicial entre dispositivos informáticos para permitir las comunicaciones entre ellos, especialmente en Bluetooth, donde el proceso de emparejamiento se usa para vincular dispositivos, este procesose evita precisamente con esta invención.
El tercer módulo se refiere a un conjunto de medios de aviso e indicación a los usuarios de lo que ocurre durante el proceso de validación, pudiendo comprender medios acústicos para dar un aviso sonoro y/o medios visuales para indicación de la correcta validación o el error. Esto puede ser mediante un altavoz o buzzer para el aviso sonoro, un led o grupo de leds para el aviso visual, o en caso de tener que mostrar más información, se puede hacer mediante una pantalla en la parte superior del dispositivo.
A partir de esta estructura, se define una aplicación para ser instalada en los teléfonos móviles de los usuarios, la cual permite validar y dar acceso de forma correcta a aquellas personas que han adquirido una entrada válida y esta sigue activa.
Cada dispositivo asociado a cada acceso tiene un ID único y cuenta con una contraseña única instalada de fábrica.
El dispositivo se mantiene a la espera de la recepción de un mensaje que lleva la entrada codificada. Cuando un usuario, se acerca a la entrada, la aplicación de su teléfono móvil, de forma automática o manual, comienza a emitir la entrada al dispositivo. Este la recibe, desencripta, valida y envía una respuesta al teléfono a la vez que emite una señal acústica y/o luminosa.
Cada entrada es única por usuario y tiene un tiempo de vida muy limitado para evitar un uso fraudulento de la misma.
Cabe destacar que tanto el usuario como el dispositivo no necesitan estar conectados a internet, permitiendo validaciones en sitios sin cobertura de comunicación de datos por una compañía telefónica.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A continuación, se hará una detallada descripción del dispositivo de control de acceso telemático, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que se representa, a simple título de ejemplo, no limitativo, una forma preferente de realización susceptible de todas aquellas variaciones de detalle que no supongan una alteración fundamental de las características esenciales de dichos perfeccionamientos.
En dichos planos se ilustran:
En la figura 1: Vista de esquema estructural del dispositivo de control de acceso telemático.
Según el ejemplo de ejecución representado, el dispositivo de control de acceso telemático que se ilustra en esta forma preferente de realización está constituido fundamentalmente por una original estructura que comprende un equipamiento en un bastidor (1) donde se encuentra una estructura de control del acceso físico de público en general. Esta agrupa elementos de apertura y de cierre de dicho acceso al público, del tipo de puertas o de barreras de apertura automática, junto con equipos de accionamiento telemático de los anteriores elementos.
El dispositivo utiliza la tecnología denominada BLE, Bluetooth Low Energy o Bluetooth de baja energía e integra tres módulos, siendo uno de ellos un primer módulo (2) de alimentación eléctrica del equipamiento electrónico e informático, que se encuentra integrado en un segundo módulo (3) materializado en un denominado “sistema en chip” (SoC, del inglés system on a chip) con bluetooth. Esto significa que comprende un sistema informático o electrónico integrado en un único circuito integrado o chip.
Por otra parte, el citado SoC incorpora un firmware personalizado de para este sistema de comunicación, que se encuentra basado en el perfil GAP (del inglés “General Access Profile”) de Bluetooth, junto con una capa de encriptación implementada sobre la capa de comunicación.
De esta manera, mediante esta estructura se logra intercambiar, de forma segura, información directamente con el dispositivo desde los móviles compatibles sin necesidad de emparejamiento (pairing, en inglés), aprovechando el vínculo inicial entre un terminal móvil y el dispositivo de control de acceso telemático.
Además de lo anterior, el dispositivo cuenta con un tercer módulo (4) que comprende un conjunto de medios de aviso e indicación a los usuarios de lo que ocurre durante el proceso de validación, pudiendo comprender mediante medios acústicos para dar un aviso sonoro y/o medios y visuales para indicación de la correcta validación o el error. Esto puede ser mediante un altavoz o buzzer para el aviso sonoro, un led o grupo de leds para el aviso visual, o en caso de tener que mostrar más información, se puede hacer mediante una pantalla en la parte superior del dispositivo.
Por otra parte, el dispositivo de control de acceso telemático cuenta con una aplicación que se comunica con los teléfonos móviles que se encuentran en su proximidad, validando el acceso o entrada de público en general de forma automática o manual, mediante la emisión por el teléfono móvil de una entrada digital al dispositivo, que la recibe, desencripta, valida y envía una respuesta al teléfono a la vez que emite una señal acústica y/o luminosa y permite o deniega el acceso o entrada.
Por último, para evitar o dificultar un uso fraudulento del dispositivo, cada entrada digital es única por usuario y la apertura del acceso tiene un tiempo de vida muy limitado.
Finalmente, la forma, materiales y dimensiones podrán ser variables y en general, todo cuanto sea accesorio y secundario, siempre que no altere cambie o modifique la esencialidad de los perfeccionamientos que se han descrito.

Claims (3)

REIVINDICACIONES
1§.- Dispositivo de control de acceso telemático constituido por una estructura que comprende un bastidor (1) de un dispositivo de control del acceso físico del público en general, que agrupa elementos de apertura y cierre del propio acceso, tipo puertas o barreras de apertura automática, junto con equipos electrónicos e informáticos de accionamiento telemático de los anteriores elementos, que utilizando la tecnología denominada BLE, Bluetooth Low Energy o Bluetooth de baja energía, se comunica con los teléfonos móviles de los usuarios, caracterizado porque el dispositivo integra tres módulos, siendo uno de ellos un primer módulo (2) de alimentación eléctrica del citado equipamiento electrónico e informático, que se encuentra integrado en un segundo módulo (3) materializado en un denominado “sistema en chip” (SoC, del inglés system on a chip) con bluetooth, incorporando dicho SoC un firmware de comunicación basado en un perfil GAP (del inglés “General Access Profile”) de Bluetooth, junto con una capa de encriptación provista sobre la capa de comunicación sin necesidad de emparejamiento mediante el vínculo inicial entre un terminal móvil y el propio dispositivo de control de acceso telemático, todo ello junto con un tercer módulo (4) que comprende un conjunto de medios de aviso e indicación a los usuarios mediante medios acústicos y visuales.
2§.- Dispositivo de control de acceso telemático, según primera reivindicación, caracterizado porque mediante una aplicación residente en los teléfonos móviles de los usuarios, se comunica con dichos teléfonos móviles cuando se encuentran en su proximidad, validando el acceso o entrada del público de forma automática o manual, mediante la emisión por el teléfono móvil de una entrada digital al dispositivo, que la recibe, desencripta, valida y envía una respuesta al teléfono, a la vez que emite una señal acústica y/o luminosa y permite o deniega el acceso o entrada.
3§.- Dispositivo de control de acceso telemático, según alguna de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque cada entrada digital es única por usuario y la apertura del acceso tiene un tiempo de vida muy limitado imposibilitando un uso fraudulento de la misma.
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