ITMI20061465A1 - Sistema di abilitazione a servizi e controllo accessi - Google Patents

Description

DESCRIZIONE DEL BREVETTO DI INVENZIONE INDUSTRIALE DAL TITOLO:

"SISTEMA DI ABILITAZIONE A SERVIZI E CONTROLLO ACCESSI”

Della BESTIDEA S.r.l.

A ALBAVILLA (CO) ^ 20D§A 0 Q 1 4 6 &

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Il sistema di controllo accessi oggetto del trovato, ha (a particolarità di utilizzare una coppia dì radio ricetrasmettitori a bassissima potenza e bassissima portata che utilizzano il corpo umano come estensione dell'antenna per lo scambio di dati. L'utilità del sistema consiste nel fatto che è così possibile utilizzare circuiti più semplici ed economici per la parte ricevente e trasmittente (comunicazione fisso-mobile e mobile-fìsso), che è possibile indirizzare le onde radio in ambedue i sensi, in quanto convogliate dal corpo dell’utente, solo in prossimità degli apparati utilizzati, e quindi prescinde dal contatto fisico, cosi come avviene nel caso di trasmissioni dì tipo capacitivo prodotte da generatori di campo elettrico a bassa frequenza.

Il trovato riguarda inoltre un sistema elettronico dì verifica. Esso è utilizzabile tutte le volte che l'uso di un qualsiasi apparato debba essere consentito solamente a chi dispone dei requisiti richiesti o quando debba essere effettuato un controllo su un apparato o servizio.

A titolo di esempio può essere verificato il possesso di un codice di accesso , di una abilitazione parziale (oraria, giornaliera, direzionale), di un credito disponibile o di particolari attrezzature o indumenti inglobanti una parte mobile.

Il sistema utilizzato per compiere la verifica comprende una parte fissa e almeno una parte mobile, la parte fissa è costruita in modo che possa comunicare con una o più parti mobili in possesso dell' utilizzatore tramite la trasmissione e la ricezione di onde radio di bassissima potenza. Più in detaglio la parte fissa irradierà un segnale a corto raggio di azione atto a stimolare una risposta della parte mobile, se questa risposta è riconosciuta come valida la postazione base considererà positiva la verifica e fornirà un apposito segnale o comando in uscita.

La o le parti mobili sono costituite da un piccolo circuito eletronico, una antenna integrata rice-trasmitente e una batteria dì alimentazione (comunemente a 3 volt) che ne consente un uso prolungato, mediamente 1-2 anni o più, in funzione del basso consumo di corrente. Queste parti fisicamente possono essere alloggiate in piccoli contenitori plastici o metallici, delle dimensioni molto contenute.

L'arte nota propone varie soluzioni, per esempio nel campo dell'antifurto per auto,simili al trovato. Tutavia l'oggetto della presente invenzione si avvale, rispetto ai comuni telecomandi, di potenze e frequenze in gioco più basse, a tuto vantaggio della salute dell'utente.

L'arte nota comprende inoltre un breveto europeo a titolare Philips, EP1045947, che propone un sistema di controllo accessi con parte fissa e parte mobile a comunicazione dati preferenzialmente per via capacitiva, cioè con comunicazione dati che prevede almeno una connessione capacitiva via campo elettrico a bassa frequenza. Il presente sistema, tuttavia, si avvale di onde radio che consentono la trasmissione dì onde eletromagnetiche a corto raggio, veicolate dal corpo dell'utente, sia mediante contatto, sia in caso di mancanza di contatto direto dell’utente stesso, mediante irradiazione passiva o indotta. Ciò estende l’utilizzo del sistema a campi dove non sìa consigliato o possìbile il contato fìsico fra parte fìssa e utente e svincola il sistema dalla necessità dì piani di terra importanti (la parte fissa può cioè funzionare anche alimentata da una piccola batterìa, senza necessità di collegamento a terra). Analogamente per il brevetto EP0824799, titolare il Massachusetts Institute of Technology, che riguarda anch'esso trasmissioni attraverso il corpo umano di tipo capacitivo generata da campi eletrici.

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Uh A riprova dell'interesse che suscita questo campo di ricerca, si ricorda qui brevemente il brevetto EP0843425, titolare IBM, riguardante un apparato di comunicazione che usa il corpo umano come veicolo di trasmissione di correnti generate tramite accoppiamentoi capacitivo generatoe da campi elettrici, con comunicazione di tipo monodirezionale, mentre l'oggetto del presente trovato sfrutta campi elettromagnetici a radiofrequenza ed ha comunicazione bidirezionale.

Per il sistema oggetto del presente trovato, l'insieme dei circuiti può essere costituito da una parte fissa connessa con qualsivoglia modalità all'apparato da manovrare, e da una parte mobile o portatile da indossare, anche nel senso più lato del termine ad esempio borsa, borsello, portafoglio. Grazie all’utilizzo di onde radio, seppur di portata volutamente limitatissima, la comunicazione tra le parti avviene convenientemente anche senza il diretto contatto fra di esse e l’utilizzatore, essendo possibile estenderne quindi l’uso a tappeti, sedute ed altro.

La parte fissa se eccitata, oppure in modo continuativo se richiesto, invierà un segnale atto ad essere ricevuto dalla parte mobile indossata dell'utente; il corpo dell'utilÌzzatore, che è visto come un conduttore elettrico, venendo a contatto con l'elettrodo trasmittente della parte fissa od in prossimità di esso, diventa parte del circuito trasmittente stesso, costituendo in pratica l'antenna trasmittente, irradiando i segnali a radiofrequenza in prossimità dell'antenna del ricevitore indossato, rìducendo la distanza che i segnali stessi devono percorrere. Nel caso in cui non ci sia un diretto contatto del corpo con l’elettrodo trasmittente, ma una comunque immediata vicinanza con lo stesso elettrodo, il corpo verrà irradiato dal segnale a radiofrequenza trasmesso e potrà svolgere ugualmente la sua funzione di convogliamento delle onde radio, soddisfacendo i requisiti visti in precedenza.

In maniera analoga la parte mobile invierà un segnale di risposta atto ad essere ricevuto dalla parte fissa; anche in questo caso il corpo dell'utilÌzzatore, essendo a

contatto con l'elettrodo ricevente, diventa parte del circuito ricevente stesso, costituisce in pratica l'antenna ricevente, e riduce la distanza che i segnali stessi devono percorrere.

Si sottolinea che (a parte fìssa potrà ricevere un segnale inviato dalla parte mobile indossata dell'utente anche se il corpo è situato nelle immediate vicinanze dall’antenna ricevente.

La parte fissa, se operativa, attiva alternativamente e repentinamente le funzioni di trasmissione e ricezione sino a quando non avrà ricevuto una risposta valida dalla parte mobile, oppure sia stata disattivata. Ciò avviene trasmettendo un segnale modulato e/o codificato in qualsivoglia modalità per un periodo limitato dal tempo utile all'invio dei dati necessari e attivando immediatamente dopo le funzioni di ricezione per un periodo limitato dal tempo utile alla ricezione dei dati che sono attesi in risposta dalla parte mobile. Qualora il tempo utile per la ricezione trascorra senza il riconoscimento di una risposta valida, la parte fissa attiverà nuovamente la trasmissione ripetendo il ciclo.

La potenza di trasmissione e la sensibilità dei circuiti riceventi potranno essere cosi ridotte minimizzando i costi, semplificando la realizzazione e riducendo le interferenze create e subite.

La portata in aria del sistema è effettivamente la distanza coperta, più la lunghezza dell'antenna, che, essendo costituita dal corpo umano, ha una bassa resa, minimizzando quindi gli effetti collaterali, come le onde stazionarie. Il particolare impiego del corpo dell'utente come estensione del circuito fisso, poiché ne costituisce sia l’antenna trasmittente che quella ricevente, fa sì che per il corretto funzionamento del sistema il dispositivo in oggetto possa fare a meno di circuiti accordati. Ciò in quanto il corpo dell'utente minimizza le dispersioni in aria, costituisce direzione preferenziale delle onde radio, e quindi fornisce loro un percorso canalizzato; si vengono così a ridurre le perdite di accoppiamento, e nonostante le bassissime potenze di trasmissione si fornisce al ricevitore un segnale di ampiezza adeguata.

I dati ricevuti sono amplificati quindi senza necessità di utilizzare circuiti accordati, in quanto, per le ragioni spiegate in precedenza, la differenza tra il segnale ed il rumore di fondo presente è notevole, essendo quest' ultimo da considerarsi indotto, mentre (e informazioni sono condotte e di potenza adeguata per essere processate dal ricevitore.

Una forma realizzativa non limitativa del presente trovato è mostrata nelle allegate figure. In dettaglio:

Fig. 1 è una schematizzazione del funzionamento della parte fissa oggetto del presente trovato;

Fig. 2 è una schematizzazione del funzionamento della parte mobile oggetto del presente trovato; e

Fig. 3 è una visione schematica di un uso esemplificativo dell’oggetto del presente trovato.

Con riferimento alle Fig. 1 e 2, è illustrato un esempio a carattere non limitativo, utilizzabile ogni qualvolta il sistema debba verificare una idoneità tramite la concordanza di codici numerici memorizzati nella parte fissa con codici numerici memorizzati nella parte mobile. Un microprocessore 13 comanda una serie di circuiti costituenti la parte fissa 18. In questo esempio toccando l'elettrodo 17 il sistema di rivelazione di contatto 23 si eccita e manda l'informazione deH’awenuto contatto al microprocessore 13 che legge il contenuto della memoria 22 e attiva una trasmissione, inviando un segnale in radiofrequenza (modulato secondo i più convenienti modi) contenente dati criptati o in chiaro, atta ad essere ricevuta da una parte mobile 30. Nel dettaglio l'oscillatore 10 è modulato da un circuito modulatore on/off 11 per mezzo dei dati in uscita dal microprocessore 13. L'uscita del modulatore 11 è amplificata dallo stadio 12 e connessa tramite l'elettrodo 17 all'antenna rice-trasmittente 14 che nel caso del nostro sistema è costituita dal corpo dell'utente. Nella maggioranza dei casi la trasmissione può durare un tempo pari a 40 millisecondi.

Terminata la trasmissione il microprocessore 13 disattiva Γ oscillatore 10 e il modulatore 11 attivando invece il ricevitore 15. Il ricevitore 15 a sua volta è costituito dall' amplificatore 16 provvedente ad innalzare il livello del segnale fino ad un valore compatibile alle necessità del convertitore 17 che, tramite battimento con la frequenza generata dal quarzo 18, converte il segnale ricevuto ad un valore adatto per poter essere processato dal rivelatore 19. L' antenna rice-trasmittente 14, che nel caso del nostro sistema è costituita dal corpo dell'utente, è connessa tramite l'elettrodo 17 all'amplificatore 16. Il microprocessore 13 analizza i segnali che gli giungono dal rivelatore 19 e qualora riceva una risposta contenente dati compatibili con una identificazione,attiverà un segnale di comando o consenso all'esterno tramite l'interfaccia 20 e la connessione 25. e si disattiverà sino ad un prossimo stimolo di comando. Trascorso invece un tempo utile per la ricezione, che nella maggioranza dei casi può durare un tempo pari a 40 millisecondi, senza la ricezione di dati compatibili con una identificazione, il microprocessore 13 controlla lo stato del sistema di rivelazione di contatto 23 e se questo è ancora attivo ripete tutta la procedura.

Trascorso un tempo impostato senza nessuna risposta utile pervenuta, una apposita routine del microprocessore 13, attiva una segnalazione ottica ed acustica e si predispone a decodificare un codice manuale di emergenza (pin code); questo per poter accedere alle funzionalità offerte in caso di smarrimento e/o danno della parte mobile. L'alimentatore 21 fornisce le tensioni specifiche richieste dai vari circuiti interni essendo alimentato da una sorgente esterna di energia connessa al punto 24.

La parte mobile 30 è costituita da un microprocessore 31, una memoria 38, uno stadio ricevitore a basso consumo 32, un oscillatore 33, un modulatore 34, un amplificatore 35, una antenna incorporata 36 e una batterìa di alimentazione 37. Normalmente solamente il ricevitore a basso consumo 32 e il microprocessore 31 sono alimentati e settati per il minor consumo possibile. Qualora il ricevitore 32 riceva e rilevi un

segnale compatibile, risveglierà il microprocessore 31 dallo stato di riposo tramite la connessione 40, in modo che il microprocessore stesso 31 possa analizzare il seguito del segnale ricevuto tramite la connessione 41. Nel caso in cui II microprocessore 31 riconosca una sequenza di dati compatibili con quelli posti nella memoria 38, provvederà ad alimentare i rimanenti circuiti tramite l'alimentatore 39 e le connessioni 42, 43 e 44, attiverà l'oscillatore 33 e tramite il modulatore 34 trasmetterà un segnale in radiofrequenza (modulato secondo i più convenienti modi) di risposta. Il segnale potenziato da un amplificatore 35 verrà irradiato da una antenna incorporata 36. Detto segnale di risposta potrà anche contenere dati dì servizio, come per esempio il livello della batteria ed altre informazioni utili al sistema. Nel caso in cui il microprocessore 31 non riconosca una sequenza di dati compatibili con quelli posti nella memoria 38, resetterà il ricevitore tramite la connessione 45 e sospenderà la propria attività.

I moduli 28 ed 50 sono interfacce contenenti sistemi di comando ed ottico acustici opzionali, il cui scopo è permettere di compiere eventuali programmazioni ed il monitoraggio degli eventi da parte dell’utilizzatore. Nelle sezioni 28 e 50 possono anche essere integrate ulteriori stadi di ingresso-uscita per coordinare i processi che le richiedano.

II microprocessore 13 della parte fissa comunica quindi con il microprocessore 31 tramite circuiti a radiofrequenza che, a titolo di esempio, può essere compresa nella banda HF. Lo scambio dei dati tra i due microprocessori potrà avvenire secondo le più opportune regole di codifica e/o criptazione e potrà comprendere: codici di controllo e/o programmazione e codici di dati in entrambe le direzioni.

Con riferimento alla Fig. 3, è illustrato un uso esemplificativo dell’oggetto del trovato in cui l'utilizzatore U tiene presso di sé, per esempio in tasca, la parte mobile sotto forma di scheda K, e approssima l’antenna A della parte fissa, integrata per esempio in una apparecchiatura medica.

Il sistema così congegnato permette un ottimo funzionamento anche con portate in aria libera uguali o minori dì un metro, garantendo una selezione di accesso ristretta a chi indossa la parte mobile. Infatti la distanza in aria che il segnale deve compiere è limitata alla distanza da cui si trova la parte mobile dal corpo deH’utilizzatore che la indossa.

A titolo dì esempio la parte fissa potrebbe essere costituita da: un sistema di eccitazione (touch control, microswitch etc) che comanda, se adeguatamente eccitato, l'emissione di una frequenza per esempio a 13,56MHz convenientemente modulata per essere riconosciuta dalla parte mobile, e da un ricevitore per esempio a 13,56MHz collegato ad una logica di riconoscimento che comanda il sistema principale.

Eccitando il dispositivo di trasmissione, si attiva l'emissione controllata ed opportunamente modulata; questa emissione contiene le informazioni necessarie per essere riconosciuta valida dal ricevitore portatile e le informazioni necessarie allo stesso per poterla utilizzare.

Il sistema si mette quindi in attesa di una risposta alla chiamata, e, se ricevuta, previa verifica di validità, coerenza con le informazioni trasmesse e controllo del codice del dispositivo che risponde, provvede, tramite opportuno pilotaggio a attuare le funzioni deputate.

La parte mobile o indossata, è costituita da un ricevitore per esempio a 13,56MHz a basso consumo che, intercettata la prima parte di trasmissione, provvede ad abilitare il microprocessore di controllo che riceve ed elabora le restanti informazioni, ritrasmettendo, se necessario (potrebbero essere solo informazioni di settaggio) una risposta compatibile alla richiesta ricevuta. La trasmissione può essere per esempio a 13,56MHz, in quanto omologata per questo tipo di dispositivi e utilizzabile dall'invenzione con un esiguo dispendio energetico.

Terminato il lavoro il sistema torna in modalità basso consumo o, per la parte fissa, eventualmente spento.

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L’utilizzo del dispositivo prevede ampie possibilità per esempio, ed a titolo non limitativo, nei dispositivi di controllo per autorizzazione d’uso di apparati a comando elettrico, quali dispositivi di controllo per attuatori elettromeccanici, dispositivi di accensione per motoveicoli e veicoli in generale, dispositivi per controllo di accessi, particolarmente ad ambienti o zone riservate a determinate categorie di persone, dispositivi per l’abilitazione all’uso di attrezzature, armi e servizi. Il sistema descritto può essere convenientemente utilizzato, inoltre, per controllare apparecchiature o quanto necessiti di una autorizzazione all’uso, come per esempio ed a titolo non limitativo: quadri elettrici, allarmi antifurto, comandi per sistemi pericolosi o di sicurezza, sistemi necessitanti di personale qualificato, apparecchiature e strumenti medicali, radiologici e chirurgici.

Altri usi possibili includono l’utilizzo per controllo di accessi riservati, controllo ingressi sia domestici che industriali, accesso condomini per serrature di ogni genere, con blocco-sblocco di sistemi elettromagnetici di chiusura od altro; controllo accensione e spegnimento motori ed accessori correlati, accesso a veicoli, protezione antifurto antirapina degli stessi, controllo chiusure e sistemi elettromeccanici correlati quali bloccasterzo, blocca ruote, controllo blocco freno.

Possibili utilizzi prevedono anche il controllo statistico trasparente, abilitazione ad erogazione di servizi quali mense e parcheggi e varchi di grande comunicazione quali trasporti, utilizzo di attrezzature comuni come impianti di risalita invernali.

In ambito di sicurezza sul lavoro o domestica: controllo dell’adeguata attrezzatura o protezione nell'uso di macchinari o sistemi che richiedano particolare abbigliamento o accessori, controllo di armi in grado di riconoscere il personale abilitato all'uso.

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Claims (17)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di abilitazione comprendente almeno una parte fissa e almeno una parte mobile che possono comunicare tra loro in entrambe le direzioni, caratterizzato dal fatto che tale comunicazione è effettuata tramite radio rìcetrasmettitori a bassissima potenza e bassissima portata, e che si utilizza il corpo dell'utente come estensione dell'antenna trasmittente nella comunicazione tra la o le parti fisse e la o le parti mobili e come estensione dell'antenna ricevente nella comunicazione tra la o le parti mobili e la o le parti fisse.
2. 2. Sistema dì comunicazione secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la parte mobile trasmette un segnale di risposta alla trasmissione effettuata dalla parte fissa dopo un tempo prefissato e conosciuto in modo da consentire alla parte fissa una decodifica sincrona della risposta .
3. 3. Sistema di comunicazione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che la parte fissa trasmette un segnale atto ad essere ricevuto dalla parte mobile in modo ripetitivo ed alternato ad un tempo noto di ascolto, in modo da minimizzare i tempi di attesa per eventuali comunicazioni perse o non andate a buon fine.
4. 4. Sistema di comunicazione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto di utilizzare radio rìcetrasmettitori dotati nella parte ricevente di circuiti accordati a bassissima selettività.
5. 5. Sistema di comunicazione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto di utilizzare radio rìcetrasmettitori senza circuiti accordati nella parte ricevente.
6. 6. Sistema di comunicazione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che la parte fìssa attiva alternativamente e repentinamente

   le funzioni di trasmissione e ricezione sino a quando non avrà ricevuto una risposta valida o sia stata disattivata .
7. 7. Sistema di comunicazione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che la parte fissa può memorizzare istante e codice dei controlli andati a buon fine.
8. 8. Sistema di comunicazione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che la parte mobile può memorizzare a quale sistema di controllo si sia collegata e l'esito del collegamento a prescindere dal tipo di esito stesso.
9. 9. Sistema di comunicazione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che la stazione fissa può rendere utilizzabile la funzionalità da essa controllata, mediante Γ inserimento di un codice manuale (codice pin) di emergenza tramite apposita procedura.
10. 10. Sistema di comunicazione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che la parte mobile comunica con la parte fissa il livello di carica della batteria, e che la parte fissa è in grado di fornirne adeguata segnalazione ottica e/o acustica.
11. 11. Sistema di comunicazione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che la parte mobile può ricevere i dati di identificazione dalla parte fissa, durante una apposita procedura di auto apprendimento.
12. 12. Sistema di comunicazione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che la parte fissa può ricevere i dati di identificazione dalla parte mobile durante una apposita procedura di auto apprendimento.
13. 13. Sistema di comunicazione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto di permettere, grazie al sistema radio a bassa portata, una elevata selezione dell'utente che manovra il sistema.
14. 14. Uso del sistema di comunicazione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti per verificare se l’utente indossa capi di abbigliamento protettivi od altri accessori od attrezzature necessarie per svolgere attività altrimenti dannose o pericolose.
15. 15. Uso del sistema di comunicazione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti per il controllo e/o l'abilitazione degli accessi .
16. 16. Uso del sistema di comunicazione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti per controllo e/o abilitazione di erogazione di servizi.
17. 17. Uso del sistema di comunicazione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti per verifica dell’ abilitazione all' uso di attrezzature. pp. BESTIDEA S.r.l. Il Mandatario: RICCARDI SA lo Consulenti) ij P F ropri dustrfale