NO337113B1 - Adgangskontrollsystem - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et adgangskontrollsystem i henhold til ingressen i krav 1.

Slike adgangskontrollsystemer brukes for eksempel for skiheiser. Her er hvert inngangsfelt sperret med en korsbom eller tilsvarende sperreelement, som frigjøres ved hjelp av en gyldig transponder. Så for å være i stand til å pålitelig lese ut transponderen i enhver bæreposisjon av skiløperen, overvåkes hvert inngangsfelt av to leseinnretninger som har gjensidig motstående antenne. Så for å forhindre en magnetisk kobling av de to antennespolene, aktiveres de to leseinnretningene, i multipleksoperasjon, vekselvis (jfr. RFID-Handbook, Carl Hanser Verlag, Wien, Miinchen, 2. utgave, 1999, side 333). Bortsett fra kostnadene forårsaket av to leseinnretninger, fører multipleksoperasjonen til en lenger transaksjonstid. Ettersom feltstyrken til de respektive antennespolene reduseres eksponensielt med økende avstand, lar dessuten lesepåliteligheten til kjente anordninger mye å være ønsket ned midten av inngangsfeltet, særskilt når transponderen er dekket for eksempel av kroppen til skiløperen.

Fra DE 10 2004 013 965 B3 er det kjent en adgangskontrollinnretning, der sperreelementet i sin grunnposisjon frigjør inngangen og kun sperre den ved en ugyldig lesning av en aksessautorisasjon og samtidig oppdagelse av en person ved hjelp av en personsensor. For at sperreelementet skal være i stand til å innta sin sperreposisjon før den oppdagede stasjonen uten gyldig aksessautorisering når sperreelementet, er en første antennespole, som har en større avstand, tilveiebragt foran sperreelementet, og i tillegg en andre antennespole med en kortere avstand, slik som for å forhindre at en person uten gyldig aksessautorisering venter foran sperreelementet inntil inngangen frigis av en etterfølgende andre person med gyldig tilgangsautorisering. Antennespolene ordnet en etter den andre er ordnet i par ved de to sidene av inngangsfeltet, for å innfange hele bredden av inngangfeltet. Men lesepåliteligheten av de kjente anordninger lar fortsatt mye å være ønsket.

Fra US 5321412 A er det kjent et antenne arrangement hvor en første antennemidler er ordnet for å definere en null kontur inntil de første antennemidler og hvor den magnetiske fluksen fra de første antennemidlene er i hovedsak null, og hvor en andre antennemidler er ordnet slik at de i hovedsak følger null konturen.

Det er problemet ifølge oppfinnelsen å tilveiebringe et enkelt strukturert adgangskontrollsystem, med hvilket en transponder pålitelig kan leses ut i en kort transaksjonstid.

Dette oppnås i henhold til oppfinnelsen med adgangskontrollsystemetkarakteriserti krav 1. Fordelaktige utførelser ifølge oppfinnelsen er spesifisert i underkravene.

I henhold til oppfinnelsen for å lese ut transponderen med tilgangsautoriseringen er i det minste to antennespoler tilveiebragt på gjensidig motstående sider, dvs. til venstre og til høyre for inngangsfeltet, eller hvis et flertall av inngangsfelt er tilveiebragt, for eksempel til en skiheis, ved hvert inngangsfelt. De to antennespolene aktueres samtidig av en leseinnretning, dvs. synkront.

Hver antennespole frambringer et høyfrekvensfelt, som gjennomtrenger det indre av transponderspolen. Frekvensen kan være for eksempel 135 kilohertz eller mindre, eller 13,56 megahertz. En spenning i transponderspolen produseres ved hjelp av induksjon, som energiforsyningen til databæreren (mikrochip) til transponderen og samtidig dataoverføringen mellom leseinnretning og transponder er basert på.

Når de to antennespolene til leseinnretningen aktueres i fase, fører overlagringen av de individuelle feltene til antennespolene ved de to sidene av inngangsfeltet til feltlinjer som strekker seg transversalt over inngangsfeltet. Dvs., når spoleoverflaten til transponderspolen er ordnet langs inngangsfeltet, dvs. parallelt med antennespolene til leseinnretningen, går det maksimale antallet feltlinjer gjennom transponderspolen, slik at effektopptaket til transponderen og således lesepåliteligheten oppnår sitt maksimum.

Med et slikt feltlinjeforløp når imidlertid effektopptaket og med det lesepåliteligheten sitt minimum når spoleoverflaten til transponderspolen er ordnet med rette vinkler på inngangsretningen, dvs. perpendikulært på antennespolene til leseinnretningen, ettersom det da går ingen eller i alle fall kun noen få feltlinjer gjennom transponderspolen.

I motsetning til i-fasedriftsmodusen, fører overlagringen av de individuelle feltlinjene av de to antennespolene i antifasedriftsmodus til feltlinjer som strekker seg særskilt i midten av inngangsfeltet mellom de to antennespolene langs inngangsfeltet. Dvs. når spoleoverflaten til transponderspolen er ordnet ved rette vinkler på inngangsretningen, dvs. i parallell med antennespolene, går det maksimale antallet feltlinjer gjennom transponderspolen, hvorved den maksimale lesepåliteligheten oppnås.

Derfor, i henhold til oppfinnelsen, aktueres de to antennespolene til hvert par av lesningsinnretningen samtidig, men vekselvis enten i fase eller i antifase. Driftsmodusen med hvilken en transponder oppdages i inngangsfeltet, dvs. svarer for første gang, vil opprettholdes inntil lesetransaksjonen er fullført. Dvs., når for eksempel en transponder bæres slik at transponderspolen er ordnet langs inngangsfeltet, oppdages den og følgelig leses ut i faseoperasjonsmodusen til de to antennespolene, mens en transponder som for eksempel bæres med transponderspolen med rette vinkler på inngangsfeltet oppdages og leses ut i antifasedriftmodusen til antennespolene.

For å korte ned transaksjonstiden er det fordelaktig å tilveiebringe en direkte adgang til adgangsautoriseringen og, valgfritt til ytterligere applikasjonsdata. For dette formålet kan tilgangsautorisering og, valgfritt, ytterligere applikasjonsdata lagres i en database, som leseinnretningen er koblet til, sammen med en entydig referanse, for eksempel brikkeserienummeret til transponderen, slik at kun referansen behøves å leses ut md antennespolene til leseinnretningen.

Denne oppfinnelsen kan brukes for adgangskontrollanordninger, der det eller hvert inngangsfelt er sperret med en korsbom eller tilsvarende sperreelement som frigis etter en transponder med gyldig tilgangsautorisering er blitt lest ut av leseinnretningen. Sperresystemet kan for eksempel ha et trafikklys, som ved sperring endres til rødt og ved frigjøring endres til grønt, eller en korsbom eller lignende sperreelement. Men oppfinnelsen har vist seg å være spesielt egnet for adgangskontrollanordninger, som tilsvarende DE 10 2004 013 965 B3 har en "åpen port" grunnposisjon, hvori inngangen er frigitt, og sperreinnretningene kun sperrer adgang ved ugyldig lesning av en adgangsautorisering og oppdagelse av en person med en personsensor. Her er i inngangsretningen et første og et andre antennespolepar ordnet en etter den andre, sperreelementet er aktuerbart avhengig av en gyldig eller ugyldig lesning av en adgangsautorisering med det første antennespoleparet og/eller det andre antennespoleparet.

Derved kan det for hvert antennespolepar tilveiebringes en leseinnretning, eller kun en leseinnretning som vekselvis aktuerer de to antennespoleparene.

Når to eller flere adgangssperringer tilveiebringes, drives adgangssperringene fortrinnsvis på en parallell og asynkron måte. En multiplekser mellom sperringene er da ikke lenger nødvendig, hvilket betyr en betydelig tidssparing.

Kontrollsystemet i henhold til oppfinnelsen kan brukes for eksempel for transportanordninger, særskilt i skiområder. Det er åpenbart at det også er egnet for andre anvendelser, for eksempel bygninger, stadioner, offentlige svømmebasseng og dess like.

I det følgende forklares oppfinnelsen i større detalj med henvisning til de vedlagte figurer. Fig. 1 viser et perspektivisk riss over et inngangsfelt som har en adgangskontrollanordning for "åpen port" drift, der den ene antennespolen til antennespoleparet tilstøtende den roterende sperringsinnretningen er utelatt, Fig. 2 viser et riss over inngangsfeltet i henhold til fig. 1, der den roterende sperreinnretningen er utelatt, Fig. 3 og 4 viser deler av de to motstående antennespolene til anordningen i henhold til fig. 1 og 2 med feltlinjeforløpet i en i-fase eller i en antifasedriftmodus.

Fig. 5 viser et tverrsnittriss av en transponderspole, og

Fig. 6 viser en utførelse av en kretskonfigurasjon for adgangskontrollsystemet i henhold til oppfinnelsen.

I henhold til fig. 1 har adgangskontrollanordningen en roterende stjerne med to sperrearmer 2,3 som sperreelement 1 for å sperre inngangsfelt 4, som gjennomløpes i retningen til pil 5. Sperreelement 1 er roterbar rundt akse 6 skråstilt i forhold til den horisontale linjen. Hver av de to sperrearmene 2,3 slutter en vinkel på omtrent 45° med rotasjonsaksen 6 og slutter en vinkel med hverandre på omtrent 120°. Fig. 1 viser sperrearmene 2,3 i "åpen port" grunnposisjon, hvor de frigir inngang 4. Ved å rotere sperreelement 1 i retning av pilen 7 dreies sperrearmen 2 oppover inn i posisjon 2' fremstilt av stiplede linjer i fig. 1 og inngangen 5 er således sperret. Istedenfor de to sperrearmene 2,3 kan det tilveiebringes kun en enkel sperrearm, som med rotasjonsaksen 6 slutter en vinkel på omtrent 45° og er dreibar inn i sperreposisjonen 2'. Denne sperrearmen kan selektivt være roterbar i retningen av gjennomgangen (blokk - frigjøring) eller kan beveges i to retninger.

I henhold til fig. 1 og 2 er en antennespole 12,13,14 eller 15 anordnet i henholdsvis kapsling 8,9,10,11. Antennespolene 12 og 13 som er ordnet på motstående sider av inngangsfeltet 4 danner et første antennespolepar, og antennespolene 14 og 15 danner et andre antennespolepar. Antennespolene 12 til 15 er koblet via HF-kabel 16,17,18,19 til en felles leseinnretning 20 (fig. 2). Men det kan også tilveiebringes at antennespoleparene 12 og 13 eller 14 og 15 hver har henholdsvis en leseinnretning. Leseinnretning 20 aktiverer sperreelement 1. Med inngangsretningen 5 første antennespoleparet 12,13 utleses adgangsautoriseringen, som lagres i en mikrobrikke 21 i transponderen 22 (fig. 5) båret av brukeren som gjennomløper inngangen 4.

Hvis det utleses en gyldig adgangsautorisering med det første antennespoleparet 12,13, vil sperreelement 1 forbli i frigjøringsposisjon, dvs. barrierearmer 2 og 3 ved siden av inngangfeltet 4 peker nedover. Hvis, imidlertid, en person hvis adgangsautorisering er blitt lest som ugyldig passerer det første antennespoleparet 12,13 og samtidig en personsensor 23, for eksempel en lyssperre, vil sperrearm 2 dreies inn i sperreposisjon 2' vist i fig. 1 med stiplede linjer. For at den brukeren, som da står foran sperrearm 2', ikke kan passere sperreelement 1 når en andre bruker som har gyldig adgangsautorisering følge etter, etter oppdagelsen av en person ved hjelp av personsensor 23 og uten en gyldig lesning deaktiveres det første antennespoleparet 12,13 og det andre antennespoleparet 14,15 svitsjes til en aktiv posisjon.

Adgangsautoriseringen av den etterfølgende personen blir dermed ikke registrert. Isteden utføres en andre kontroll av adgangsautoriseringen til personen som står foran barrierearm 2' ved hjelp av antennespolepar 14,15.1 tilfellet en gyldig adgangsautorisering registreres ved hjelp av en andre kontroll utført av antennespoleparet 14,15, svitsjes antennespoleparet 12,13 til å være aktive og antennespoleparet 14,15 svitsjes til å være inaktive og sperreelement 1 dreies igjen til frigj øringsposisj on.

I henhold til fig. 5 består RFID transponderen 22 i det vesentlige av antennespolen eller transponderspolen 24 med mikrobrikken 21 som en databærer.

Gjennom leseinnretningen 20 frembringer de aktivt svitsjede antennespoleparene 12 og 13 eller 14 og 15 et høyfrekvensfelt. Derved er den induktive koblingen mellom de respektive antennespolepar 12 og 13, eller 14 og 14, med transponderen 22 sterkere desto flere feltlinjer som går gjennom det indre 25 av transponderspolen 24.

Som vist i fig. 3 for de aktivt svitsjede antennespoleparet 12 og 13, fører en i-fase aktivering av de to antennespolene 12,13 av leseinnretningen 20 til en over lagring av de individuelle feltene til antennespolene 12,13 ved de to sidene av inngangsfeltet 4 til feltlinjer 26, som i det vesentlige strekker seg med rette vinkler på inngangsfeltet 4.

Dvs. når transponderen 22 og således transponderspolen 24 er ordnet langs inngangsfeltet 5, dvs. som vist i fig. 3, parallelt med antennespolene 12,13, gjennomløpes det indre av transponderen 24 av det maksimale antallet feltlinjer 26, slik at effektopptaket til transponderen 22 og således lesepåliteligheten oppnår det maksimale.

Med feltlinjeforløpet 26 i henhold til fig. 3, er imidlertid effektopptaket og således lesepåliteligheten ved sitt minimum, når transponderspolen 24 er anordnet med rette vinkler på inngangsretningen, dvs. perpendikulært på antennespolene 12,13, ettersom det da ingen, eller i det minste kun noen få feltlinjer 26 gjennomløper transponderspolen 24.

I motsetning til i-fasedriftsmodusen, fører overlagringen av de individuelle feltlinjene til de to antennespolene 12,13 i antifasedriftsmodus i henhold til fig. 4 til feltlinjer 27 som særskilt strekker seg i midten av inngangsfeltet 4 mellom de to antennespolene 12 og 13 mer langs inngangsfeltet 4. Dvs. når transponderspolen 24 er ordnet med rette vinkler på inngangsretningen 5, dvs. parallelt med antennespolene 12,13 gjennomløpes det indre 25 av transponderspolen 24 av det maksimale antallet feltlinjer 27, hvorved resultatet er at lesepåliteligheten når sitt maksimum.

Derfor, i henhold til oppfinnelsen, aktueres de to antennespolene 12,13 samtidig, men vekselvis enten i fase eller i antifase ved hjelp av leseinnretningen 20.

I kretskonfigurasjonen vist i fig. 6 er utelukkende de to parallelle oscilleringskretsene 30,31 for de to i fig. 1 og 2 første antennespole 12 og 13 vist, hvilke er koblet til den ene spolen 32 på diodesvitsjen 33, på den andre polen 34 er de ikke viste parallellkretsene med de to i henhold til fig. 1 og 2 andre antennespolene 14 og 15 tilkoblet. Kretssystemet til de oscillerende kretsene av de to antennespolene 14 og 15 er koblet til polen 34 på svitsjen 33 og er dannet på den samme måten som de to parallelle oscillasjonskretsene 30,31 koblet til polen 32 på svitsjen 33 som vist i fig. 6. Diodesvitsjen 33 aktueres ved hjelp av sende-mottakselektronikk 29 i leseinnretningen via styringsledning 35 vist ved hjelp av stiplede linjer.

I henhold til fig. 6 er det tilveiebragt en driverenhet mellom sende og mottakselektronikken 29 i leseinnretningen 20 og svitsjen 33. Polen 32 til svitsjen 33 via en kondensator 38 er koblet med antennespolen 12 sin parallelloscillerende krets 30 og med den i parallell svitsjede kondensator 39.1 motsetning er kondensator 40 fra den andre parallelloscillerende kretsen 31, som består av antennespole 13 og kondensator 41, koblbar med svitsjen 33 sin pol 32 via en 180° fasesvitsj 44.

Fasesvitsj 44 består av en diodesvitsj 45, der en pol 46 er koblet direkte med parallelloscillerende krets 30, mens den andre polen 47 leder til parallelloscillerende krets 31 via en omformer 48 som har to spoler 49,50 for en 180° faseinversjon. Ved å svitsje diodesvitsjen 45 kan i-fasedriftsmodusen til de to oscillerende kretsene 30, 31 svitsjes over i antifasedriftsmodusen.

Når adgangskontrollanordningen er i drift, aktueres diodesvitsj 45 ved hjelp av sende/mottakselektronikk 29 via styringsledning 59 vist med stiplede linjer, hvorved den permanent svitsjes frem og tilbake mellom polene 46,47. Når sende/mottakselektronikken 29 registrerer en transponder 22, opprettholdes driftsmodusen registrert av transponderen 22 inntil lesetransaksjonen fullføres, dvs. datautvekslinger mellom sende/mottakselektronikken 29 og transponder 22 er fullført.

Dvs. når transponderen 22 i henhold til fig. 3 bæres for eksempel i en sidelomme og transponderspolen 24 således er innrettet i inngangsretningen 5, dvs. parallelt med antennespolene 12,13, og transponderen 22 således registreres i i-fasedriftsmodus, dvs. når diodesvitsjen 45 er koblet til pol 46, opprettholdes denne driftsmodusen inntil lesetransaksjonen fullføres, mens hvis derimot transponderen 22 med transponderspolen 24 i henhold til fig. 4 bæres for eksempel i en brystlomme og transponderen 22 således registreres i antifasedriftsmodus, dvs. med diodesvitsjen 45 koblet til pol 47, opprettholdes antifasedriftsmodusen i løpet av datautvekslingen. Etter avslutningen av transaksjonen fortsettes svitsjingen frem og tilbake av diodesvitsjen 45 via styringslinjen 51.

Claims (7)

1. Adgangskontrollsystem med i det minste ett inngangsfelt (4) med to eller flere antennespoler (12 13 og 14, 15) ordnet sammenstilt i par stilt opp i inngangsretningen (5), der hvert antennespolepar (12,13 og 14,15) aktueres ved hjelp av en leseinnretning (20) tilpasset for å lese en transponder (22) båret av en bruker, der transponderen (22) har en transponderspole (24) koblbar med antennespolene (12 til 15)og et sperresystem (1) som i sin grunnposisjon frigjør inngangen og sperrer den bare dersom en personsensor (23) oppdager en person, og leseinnretningen (20) oppdager ugyldig adgangsautorisering, der sperresystemet (1) er konfigurert for å bli aktuert avhengig av om gyldig eller ugyldig lesing av en adgangsautorisering ved hjelp av nevnte første par av antennespoler (12, 13) og/eller andre par av antennespoler (14, 15),karakterisert vedat de sammenstilte i par antennespolene (12,13 eller 14,15 respektivt) aktueres samtidig, men vekselvis enten i en i-fase eller antifasedriftsmodus, og for å lese ut transponderen (22) båret av brukeren ved hjelp av den vedkommende driftsmodus, med hvilken transponderen (22) registreres, opprettholdes inntil lesetransaksjonen fullføres, og at antennespolene (12 till 5) hver genererer et RF felt for å indusere en spenning i transponderspolen (24) for å tilføre effekt til datalagringsmidler i transponder (22) og for sending av data mellom leseinnretning (20) og transponder (22), og at det i i-fase driftsmodus til antennespolene (12,13 og 14, 15) til et par av antennespoler, og når størstedelen av transponderspoleoverflaten (24) er anbragt langsmed inngangsfeltet (4), er effektopptaket til transponderen (22) maksimal når den er i motsatt fase operasjonsmodus, og med mesteparten av overflaten til transponderspolen (24) på tvers av inngangsretningen (5), går det maksimale antallet feltlinjer gjennom transponderspolen (24).

2. Adgangskontrollsystem som angitt i krav 1,karakterisertved at for å svitsje mellom i-fase og antifasedriftsmodusen og for å opprettholde den respektive driftsmodusen mens transponderen (22) registreres aktueres den ene antennespolen (12 til 15) av antennespoleparet med en 180° fasesvitsj (44) som aktueres av leseinnretningens (20) sende/mottagselektronikk (29).

3. Adgangskontrollsystem som angitt i krav 2,karakterisertv e d at 180° fasesvitsj en (44) har en diodesvitsj (45).

4. Adgangskontrollsystem som angitt i krav 2 og 3,karakterisert vedat diodesvitsjen (45) aktuerer den ene antennespolen (12 til 15) for 180° faseinverteringer via en omformer (48).

5. Adgangskontrollsystem som angitt i krav 1,karakterisertv e d at leseinnretningen (20) leser ut identifikasjonsdata fra transponderen (22) og en database tilveiebringes for direkte adgang til adgangsautoriseringsdata.

6. Adgangskontrollsystem som angitt i krav 1,karakterisertved at sperresystemet er dannet ved hjelp av et sperreelement (1).

7. Adgangskontrollapparat som bruker at adgangskontrollsystem som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat i det tilfellet at minst to adgangssperringer drives adgangssperringene i parallell og asynkront med hverandre.