JP2019507837A - 近距離無線通信タグ - Google Patents

Abstract

無電力の電気機械式ロックを開くための方法およびタグが提供される。タグは、電源（２０２）、近距離無線通信トランシーバ（２０４）、トランシーバに接続されたアンテナ（２０６）、近接スイッチ（２１０）およびコントローラ（２００）を備える。スイッチ（２１０）は、所定の信号の検出時にコントローラ（２００）を低電力モードから起動させるように構成される。コントローラは、起動後に近距離無線通信トランシーバ（２０４）を作動させ、通信および認証のためにロックに第１の動作電力を無線でアンテナを介して送信し、ロックとの認証を実行するようにトランシーバを制御するように構成される。認証が成功した場合には、トランシーバを制御して第２の動作電力をロックに無線で送信し、ロックを開放可能状態に設定する。

Description

本発明の例示的で非限定的な実施形態は、近距離無線通信に関する。本発明の実施形態は、特に近距離無線通信を利用したタグに関する。

背景技術の以下の説明は、本発明以前には関連技術に知られていないが本発明によって提供される開示と共に洞察、発見、理解、または開示、若しくは関連内容を含み得る。本発明のそのような寄与のいくつかは、それらの文脈から明らかであろう一方、本発明のそのような他の寄与は、それらの内容から明らかであろう。

様々なタイプの電気機械式ロックシステムが、従来の機械式ロックシステムおよび有線アクセス制御システムに取って代わっている。電気機械式ロックシステムは、従来の機械式ロックシステムよりも多くの利点を提供する。それらは、キーのよりセキュリティで柔軟なアクセス管理、セキュリティトークン、ロックを提供する。電気機械式ロックは、キー手段を必要としないデジタルキーを利用することができる。ガルバニック接触の必要はなく、したがって、例えば身に着ける部品は存在しない。無線電気機械式ロックシステムは、有線アクセス制御システムと比較して、インストールが簡単で費用効果の高いソリューションを提供する。

さらに、大部分の電気機械式ロックおよび／またはキーおよびタグはプログラム可能である。異なるキーを受け入れ、他のキーを拒否するようにロックをプログラムすることが可能である。

典型的な電気機械式ロックは、電力の外部供給、ロック内部のバッテリー、キー内部のバッテリー、またはロック内で電力を生成してロックのユーザ電力を供給するための手段を必要とする。さらに、携帯電話がキーまたはタグとして機能するシステムもある。

簡単な説明
本発明の一態様によれば、請求項１に記載のタグが提供される。

本発明の一態様によれば、請求項１０に記載の方法が提供される。

本発明のいくつかの実施形態は、従属請求項に開示されている。

以下では、添付の図面を参照して好ましい実施形態を用いて本発明をより詳細に説明する。

電子認証システムの一例を示す図である。 タグの電子回路の一例を示す図である。 図３は、実施形態を示すフローチャートである。 図４は、実施形態を示すフローチャートである。

以下の実施形態は例示的なものである。明細書は、いくつかの場所における「１つの」、「１つの」、または「いくつかの」実施形態を指すことがあるが、必ずしもそのような各参照が同じ実施形態に対して、特徴が単一の実施形態にのみ適用することを意味するものではない。異なる実施形態の単一の特徴を組み合わせて、他の実施形態を提供することもできる。

一実施形態では、バッテリーを使用せずに、または外部電源に有線接続することなく、電気機械式ロックを無線で開くために、タグが利用される。図１は、電子ロックシステムの一実施形態を示す。ユーザ（図示せず）は、ロック１００を含むドアを開こうとしている。ユーザは、ロックを開くために使用されるタグ１０２を有する。

従来の受動的なタグは、バッテリーや外部電源への有線接続なしのロックの開放に使用できない。内蔵バッテリーを備えた携帯電話が使用される必要がある。しかしながら、携帯電話の使用は、いくつかの場合には不便である。図２は、タグの電子回路の一例を示している。一実施形態では、タグは、例えば交換可能なバッテリーまたは再充電可能なバッテリーであってもよい電源２０２を含むアクティブな装置である。タグは、プロセッサ、マイクロプロセッサ、または一般に電気回路であってもよいコントローラ２００をさらに備える。タグは、短距離通信トランシーバ２０４を備える。通常、トランシーバは、近距離無線通信（ＮＦＣ）（ｎｅａｒ ｆｉｅｌｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）技術に従って動作する。一実施形態では、タグは、短距離通信以外の他の無線通信能力を含まない。別の実施形態では、タグは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）トランシーバなどの別の短距離トランシーバを備えることができる。

ＮＦＣは短距離無線技術のセットであり、通常４ｃｍ以下の距離が必要である。ＮＦＣは、ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００−３エアインターフェース上で１３．５６ＭＨｚで、そして１０６ｋｂｉｔ／ｓから４２４ｋｂｉｔ／ｓの範囲の速度で動作することができる。ＮＦＣには常にイニシエータとターゲットを含み、イニシエータは、パッシブターゲットに電力を供給することができる無線周波数（ＲＦ）フィールドを積極的に生成する。これにより、ＮＦＣターゲットは、バッテリーを必要としないカードや、タグ、ステッカー、キーフォブなど、非常に単純なフォームファクターをとることができる。上記のＩＳＯは国際標準化機構（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ）、ＩＥＣは国際電気標準会議（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）の略である。

パッシブ通信モードでは、イニシエータデバイスはキャリアフィールドを提供し、ターゲットデバイスは既存のフィールドを変調することによって応答する。このモードでは、ターゲットデバイスは、イニシエータ提供の電磁フィールドからその動作電力を引き出し、ターゲットデバイスをトランスポンダにすることができる。本発明の一実施形態では、タグ１０２がイニシエータとして動作している。

タグの電子回路は、短距離通信トランシーバ２０４およびコントローラ２００に接続されたアンテナ２０６、コントローラに接続されたユーザインターフェース２０８、およびそのコントローラにも接続された近接スイッチ２１０をさらに含む。

図１に戻ると、開放されるドアは、電気機械式ロック１００を備える。ロックは、ロックインターフェース１０４、ロックアンテナ１０６、およびロック機構１０８を備える。ロック機構の一例はロックボルト（ｌｏｃｋ ｂｏｌｔ）である。ロックインターフェースは、例えば、ドアノブまたはハンドルとすることができる。ロックアンテナ１０６は、ロックの電子回路１１０に接続されている。この回路は、短距離通信デバイスを含む。この装置は、ＮＦＣトランシーバであってもよい。一実施形態では、ロックのＮＦＣトランシーバがターゲットデバイスである。ロックには、交換可能なバッテリーまたは電源装置への接続がない。したがって、それ単独では無電力である。

典型的には、電子回路１１０は、特定用途向け集積回路ＡＳＩＣのような１つ以上の集積回路として実装することができる。別個の論理構成要素、またはメモリユニットおよびソフトウェアを有する１つまたは複数のプロセッサで統合された回路のような、他の実施形態も可能である。これらの異なる実施形態のハイブリッドも実現可能である。電子回路１１０は、コンピュータプロセスを実行するためのコンピュータプログラム命令を実行するように構成することができる。ロック１００は、ロック機構１０８を開閉可能な状態に設定することができる電気的に作動されるアクチュエータ１１２をさらに備える。さらに、ロックは、ロック状態に戻るようにアクチュエータを機械的に制御するように構成された手段１１４を備えることができる。

図１、図２および図３のフローチャートを用いて例示的な実施形態を検討する。フローチャートは、タグ１０２および電気機械式ロック１００の通信および動作を示す。

一般に、タグは通常低電力状態にある。タグのほとんどの部分がパワーダウンされている。リアルタイムクロックが動作してもよく、短距離通信の検出が可能であってもよい。従って、使用されない場合、タグはバッテリーを節約するために最小量のエネルギーを消費する。

開けるドアのロック１００の近くにタグ１０２をユーザが置くと仮定する。一実施形態では、ロックは、磁石１１６を含む。磁石は、ロックのアンテナ１０６内にあってもよく、ロックインターフェース１０４などの他の場所に配置されてもよい。一実施形態では、タグ１０２は、磁気スイッチまたはホールスイッチ２１０のような近接スイッチを含む。タグがロックに近づくと、スイッチ２１０はロックの磁石１１６によって作動され、スイッチはタグのコントローラ２００を作動させることによってタグ１０２を作動（アクティブに）させる３００。

コントローラ２００は、短距離通信トランシーバ２０４を制御して、アンテナ２０６を介してエネルギーを送信する３０２ように構成される。トランシーバ２０４は、タグのバッテリー２０２からエネルギーを取得し、信号の送信を開始する。信号は、ロックのアンテナ１０６によって受信され、ロックの電子回路１１０は、タグとの通信および認証のために受信したエネルギーを格納するように構成される。ロックは、受信したエネルギーを用いてパワーアップする３０４。このタグは、通信および認証を行うためだけにロックによって必要とされる量にエネルギーの伝送を制限するように構成される。

次に、タグとロックとが通信して認証を実行する３０６。認証は、例えば、チャレンジ／レスポンスのペアを使用して実行することができる。一実施形態では、タグとロックは、最初に互いに認証する。次に、タグがロックを開くことができるかどうかがチェックされる。

認証に成功すると、タグは暗号化されたアクセスクレデンシャル（ａｃｃｅｓｓ ｃｒｅｄｅｎｔｉａｌｓ）をロックに送信する。ロックは、アクセスクレデンシャルを解読するように構成されている。一実施形態では、アクセスクレデンシャルは、とりわけ、タグのアクセスグループ、開くことが許可されたロックタグのリスト、ロックを開くことに関連する時間制限、（例えば、失なわれたことによる）許可されたタグから削除されたタグのリストを含むことができる。したがって、ロックに格納されたアクセスデータは、認証後に更新されてもよい。例えば、ロックおよびタグのセットを含むロックシステムに属するタグが失われたとき、タグは、許可タグから除去されたタグを含む、いわゆるブラックリストにリストされてもよい。更新されたブラックリストに関する情報は、各タグに追加されてもよく、タグがロックを開くために使用されるとき、更新されたリストがロックにロードされてもよい。

認証が失敗した場合、タグは、ユーザインターフェース２０８上に失敗を示す３２０ように構成されてもよい。一実施形態では、ユーザインターフェースはＬＥＤであり、例えば、失敗した認証が赤色光で示されている。タグからロックへのエネルギーの伝達は継続しない。

認証が成功すると、ロックをオープン可能状態に設定する３０８。タグのコントローラは、タグからのエネルギーの伝送を継続するように制御し３１０、ロックはロックをオープン可能な状態にするための電力を受け取る３１２。電力の送信は、要求される電圧レベルに達するまで、または所与の期間が終了するまで継続することができる。

次に、電気回路１１０は、アクチュエータ３１４を制御して、例えば電気モータを用いてロックをオープン可能な状態に設定する。信号がタグに送信され、認証が成功し、ロックがオープン可能な状態に設定されたことを示すことができる。タグは、ユーザインターフェース２０８上にその成功を示すように構成することができる３０８。一実施形態では、ユーザインターフェースはＬＥＤであり、成功した認証は緑色の光で示される。赤と緑のライトの代わりに、その他の可視または可聴の記号または表示を使用することができる。

ロックがオープン可能状態に設定されると、ユーザは、ドアノブまたはレバー１０４などのロックインターフェースを使用してロックを開けることができる。

次に、所定の時間間隔の後３１６、ロックをロック状態に設定することができる。ロックは、機械的にまたは電力を用いてロック状態に設定されてもよい。

一実施形態では、タグからロックへの電力の伝送は、ロックをオープン可能状態に設定することだけでなく、ロックをロック状態に戻すことを確実にするためにも続く。一実施形態では、電気回路１１０は所定の遅延が経過したか否かを判定する３１６。遅延が経過すると、電気回路１１０は、アクチュエータにクローズコマンドを発行する３１８。一実施形態では、これは、電気モータがアクチュエータ１１２を動かすコマンドを与える電気回路によって実現される。これは、タグから受け取った電力を用いてロックを閉じる。上記の方法は、ロック１００をオープン可能状態に設定した後にロックインターフェース１０４が操作されない場合、所定の時間後にロックがロックされることを確実にする。

一実施形態では、アクチュエータ１１２を機械的にロック状態に設定することができる。これは、ドアレバーなどのロックインターフェースに接続され、アクチュエータとの機械的接続を含む手段１１４によって実現されてもよい。この手段は、ドアレバーとロック機構とを連結する軸に接続された機械的構造であってもよく、アクチュエータへの半固定接続を備えていてもよい。例えば、ドアレバーが反時計回りにバネによって初期位置に戻ると、アクチュエータがロックをロック状態に設定するようにアクチュエータを強制する。

タグは、タグに関連する操作の監査記録を保持するようにさらに構成されてもよい。例えば、すべてのロックオープン、認証および成功したか否かのデータ更新は、監査記録に格納されてもよい。監査記録は、モバイルなどの外部装置にロードされてもよい。

図４のフローチャートは、タグ１０２に格納されたデータがどのように更新されるかの例を示す。一実施形態では、データは、近距離無線通信が可能な外部装置を使用して更新される。このような装置の一例は、ユーザ端末または携帯電話である。しかしながら、データを処理し記憶することができ、かつ近距離無線通信が可能な他の任意の装置も、タグを更新するために使用されてもよい。そのようなデバイスは、例えば、コンピュータに接続されたまたはコンピュータ内のＮＦＣデバイスであってもよい。更新されるデータは、アクセスクレデンシャルおよび可能な時間制限を含む暗号化されたデータパッケージを含むことができる。

一実施形態では、データを更新するために外部装置とタグとの間にＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの他の短距離通信方法を使用することもできる。以下ではＮＦＣは例として使用されている。
一実施形態では、外部装置は、１つまたは複数のロックシステムを形成するロック、キーおよびタグのセットを管理するサーバに接続されてもよい。

上述したように、一般にタグは低電力状態にある。しかしながら、アンテナは、可能な近距離無線通信伝送を捕捉することができる。信号は、コントローラ２００と一体化することができる近距離無線通信検出器に送られる２１２。

更新を開始するために、ユーザはタグと近距離無線通信可能な外部装置を並べて配置することができる。

ステップ４００において、タグは、外部装置によって生成されたＮＦＣフィールドのような短距離通信信号を検出する。アンテナは、低電力状態からプロセッサおよびタグを起動するように構成された短距離通信検出器に信号を伝える２１２。

起動すると、プロセッサは、ＮＦＣターゲットモードに設定する４０２ように構成されている。

外部装置はＮＦＣイニシエータモードに設定され、それにより、近くのＮＦＣタグをスキャン４０４し、タグを見つける。

ステップ４０６では、外部装置とタグが認証を行う。認証プロセス中に、暗号化されたアクセスクレデンシャルがタグに送信される。

認証が有効でない場合４０８、タグは失敗した認証を示す４１０。

認証が有効である場合４０８、タグはアクセスクレデンシャルを解読し、タグ内のデータを更新する４１２。一実施形態では、アクセスクレデンシャルは、とりわけ、タグのアクセスグループ、オープンすることが許可されたロックのタグのリスト、ロックを開くことに関連する時間制限、（例えば、失われたことによる）許可されたタグから削除されたタグのリストを含むことができる。タグは、監査記録などの格納されたデータを外部装置に送信することができる４１４。

外部装置は、認証およびデータ更新が成功したかどうかを示し４１６、タグから監査記録を受信するように構成することができる。

技術が進歩するにつれて、本発明の概念は様々な方法で実施できることは、当業者には明らかであろう。本発明およびその実施形態は、上記の例に限定されず、特許請求の範囲内で変更することができる。

Claims (10)

1. 無電力の電気機械式ロックを開くためのタグであって、当該タグは、電源、近距離無線通信トランシーバ、当該トランシーバに接続されたアンテナ、近接スイッチ、検出回路およびコントローラを含み、
   前記近接スイッチは、所定の信号の検出に応じてコントローラを低電力モードから起動させるように構成され、
   前記起動の後、前記コントローラは、
   イニシエータモードで前記近距離無線通信トランシーバを作動させ、通信および認証のために前記ロックに第１の動作電力を無線で前記アンテナを介して送信するように前記トランシーバを制御し、
   前記ロックとの認証を実行し、前記認証が成功した場合には、前記ロックがオープン可能状態になるように前記ロックに第２の動作電力を無線で送信するように前記トランシーバを制御し、
   前記検出回路は、前記コントローラが低電力モードにあるときに、近距離通信フィールドを検出し、前記検出に基づいて前記コントローラを低電力モードから起動させるように構成され、
   前記起動の後、前記コントローラは、
   前記近距離無線通信トランシーバをターゲットモードに設定し、
   外部装置との近距離無線通信を利用した認証を行い、認証に成功すると前記外部装置から無線でアクセスデータを受信するようにトランシーバを制御し、
   受信したアクセスデータを格納する、
   タグ。
2. ユーザインターフェースを含み、前記コントローラは、前記第２の動作電力の送信後に前記ロックから指示を受信し、前記指示に基づいて前記ユーザインターフェースを制御するようにさらに構成される、請求項１に記載のタグ。
3. 前記コントローラは、前記ロックがオープン可能な状態とロックされた状態の両方に設定されるように、前記ロックに第２の動作電力を無線で送信するように前記トランシーバを制御するように構成されている、請求項１または２に記載のタグ。
4. 前記アクセスデータは、前記タグを使用して前記ロックをオープン可能な状態に設定することができる時刻に関する情報及びアクセスクレデンシャルを含む、請求項３に記載のタグ。
5. 前記タグは、複数のロックに関連するアクセスデータを格納するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載のタグ。
6. 前記近接スイッチが磁気スイッチである、請求項１乃至５のいずれかに記載のタグ。
7. 前記近接スイッチはホールスイッチである、請求項１乃至６のいずれかに記載のタグ。
8. 前記コントローラは、認証中に前記ロックにデータを送信するようにさらに構成され、前記データは前記ロックが後の認証動作において利用するアクセスデータを更新する、請求項１乃至７のいずれかに記載のタグ。
9. 前記タグは、前記タグで実行される動作の監査記録を保持するように構成されている、請求項１乃至８のいずれかに記載のタグ。
10. 無電力の電気機械式ロックを開くためのタグを操作するための方法であって、
    近接スイッチによって所定の信号の検出に応じて前記コントローラを低電力モードから起動し、
    通信および認証のために前記ロックに第１の動作電力を無線でアンテナを介して送信するように、前記コントローラによってイニシエータモードで近距離無線通信トランシーバを制御し、
    前記コントローラによって前記ロックとの認証を実行し、前記認証が成功した場合には、
    前記ロックがオープン可能な状態になるように前記ロックに第２の動作電力を無線で送信するように、前記コントローラによって前記トランシーバを制御し、
    前記コントローラが低電力モードにあるときに、
    近距離通信フィールドを検出し、前記検出に基づいて前記コントローラを低電力モードから起動させ、
    前記コントローラによって前記近距離無線通信トランシーバをターゲットモードに設定し、
    外部装置との近距離無線通信を利用した認証を行い、認証に成功すると前記外部装置から無線でアクセスデータを受信するようにトランシーバを制御し、
    受信したアクセスデータを格納する、
    方法。