Zugangskontrollvorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zugangskontrollvor¬ richtung mit einer lokalen Kontrolleinrichtung, die einen HF-Empfänger enthält, der beim Empfang eines voreinstellba¬ ren Signals das Oeffnen einer Schliesseinrichtung bewirkt, und mit einem portabelen Kontrollausweis, dem eine indivi¬ duelle Kennummer zugeordnet ist und der einen HF-Sender enthält.
Zugangskontrollvorrichtungen der genannten Art werden vor¬ zugsweise in grossen Dienstleistungs- und Industriebetrieben verwendet, deren verschiedene Abteilungen nur für einen de¬ finierten Personenkreis zugänglich sind. Bei diesen Vorrich¬ tungen ist jeder berechtigten Person eine individuelle Kenn¬ nummer zugeteilt, die beim Einschalten des portablen batte¬ riebetriebenen Senders kontinuierlich ausgesendet wird. Der ortsfeste Empfänger enthält einen Speicher, in dem die Kenn¬ nummern der berechtigten Personen eingespeichert sind, sowie eine Vergleicherschaltung, die ein Ausgangssignal erzeugt, wenn eine empfangene Kennummer mit einer gespeicherten Kenn¬ nummer übereinstimmt. Dieses Ausgangssignal bewirkt, dass die Schliesseinrichtung für den Durchgang einer Person ge¬ öffnet wird.
Solche Vorrichtungen benötigen einen relativ komplizierten portablen Sender, dessen Trägerf equenz mit der individuel-
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len Kennummer moduliert ist und sie arbeiten nicht unter al¬ len äusseren Bedingungen mit der wünschbaren Zuverlässig¬ keit, weil die Spannung der Batterie, die den Strom für den portablen Sender liefert, stark temperaturabhängig ist. Die¬ se Vorrichtungen sind darum zur Kontrolle des Zugangs zu An¬ lagen bei denen die Berechtigten täglich oder sogar mehrmals am Tage wechseln und zu Anlagen deren Eingänge, besonders im Winter, tiefen Temperaturen ausgesetzt sind nicht geeignet.
Der vorliegenden Erfindung lag darum die Aufgabe zugrunde, eine Zugangskontrollvorrichtung zu schaffen, deren portabler HF-Sender einfach aufgebaut ist und mit einer temperatur¬ unabhängigen Stromquelle betrieben wird, welcher portable Sender mitsamt den dazugehörigen Hilfseinrichtungen so bil¬ lig hergestellt werden kann, dass er auch für eine nur ein¬ malige Verwendung geeignet ist.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mit einer Zugangs¬ kontrollvorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die lokale Kontrollein¬ richtung einen lokalen Rechner enthält, in dem alle gültigen Kontrollnummern gespeichert sind, sowie einen HF-Sender, dessen Trägerwelle mit der ununterbrochenen Folge der gülti¬ gen Kennummern moduliert ist, dass der portable Kontroll¬ ausweis einen elektronischen Speicher enthält, in dem die dem Ausweis zugeordnete Kennummer gespeichert ist, sowie eine Vergleicherschaltung und einen HF-Sender, welcher letzterer ein Erkennungssignal aussendet, wenn die Ver¬ gleicherschaltung Uebereinstimmung zwischen der zugeordneten Kennummer und einer Kennummer aus der vom HF-Sender der Kontrolleinrichtung gesendeten Kennummernfolge feststellt, welches Erkennungssignal vom HF-Sender der Kontrolleinrich-
tung an den lokalen Rechner geleitet wird, der die Verriege¬ lung der Schliesseinrichtung steuert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Kontrollvorrich¬ tung enthält der portable Kontrollausweis eine Stromversor- gerschaltung, die die vom HF-Sender der lokalen Kontroll¬ einrichtung empfangene Energie in den für den Betrieb der Bauelemente und Schaltungen des Ausweises erforderlichen Gleichstrom wandelt.
Die erfindungsgemässe Zugangskontrolleinrichtung ist beson¬ ders geeignet zur Verwendung in Freizeitanlagen und bei¬ spielsweise in regionalen Skianlagen, die mehrere absperr¬ bare Anlageeingänge oder Teilanlageeingänge aufweisen, von denen jeder mit einem zugeordneten lokalen Rechner zusammen¬ wirkt.
Der für die erfindungsgemässe Zugangskontrollvorrichtung verwendete Ausweis kann billig hergestellt werden, weil er nur einfache elektronische Bauelemente und Schaltungen ent¬ hält und ein unmoduliertes Erkennungssignal aussendet, wäh¬ rend alle aufwendigen Schaltungen dem ortfesten lokalen Sen¬ der zugeordnet sind. Weiter ermöglicht ein gültiger Ausweis den unbehinderten Durchgang durch eine Schliesseinrichtung, weil der ortsfeste Sender und Empfänger mit dem Empfänger und Sender des Ausweises ohne Zutun des Ausweisträgers zu¬ sammenwirken.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der erfin- dungsgemässen Zugangskontrollvorrichtung mit Hilfe der Figu¬ ren beschrieben. Es zeigen:
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Fig. 1 das Blockschema einer lokalen Zugangskontrollein- - richtung für eine Freizeitanlage mit mehreren Zugän¬ gen, deren zugeordnete lokale Rechner mit einem zen¬ tralen Rechner verbunden sind und
Fig. 2 das Prinzipschaltbild eines den portablen Teil der Vorrichtung bildenden Ausweises.
Die in Fig. 1 gezeigte Zugangskontrolleinrichtung enthält eine lokale Kontrolleinrichtung 10, die mit einer zentralen Kontrolleinrichtung 11 verbunden ist. Diese zentrale Kon¬ trolleinrichtung ist zum Anschliessen weiterer (in Fig. 1 nicht gezeigter) lokaler Kontrolleinrichtungen vorgesehen und ermöglicht die Steuerung und Auswertung der Vorgänge an den einzelnen lokalen Kontrolleinrichtungen und verbindet diese miteinander. Die gezeigte lokale Kontrolleinrichtung enthält zwei Teile, eine Verkaufsstelle 12 für Ausweise, die den Zugang zur Anlage ermöglichen und einen absperrbaren An¬ lageeingang, der mit einem gültigen Ausweis für den Einlass einer Person geöffnet werden kann.
Zur Verkaufsstelle 12 gehört ein Datenendplatz 14 für eine Bedienungsperson, in dem alle relevanten Daten für einen auszugebenden Ausweis, beispielsweise die zeitliche und/oder örtliche Gültigkeit, eingegeben werden können. Weiter ist in der Verkaufsstelle ein Drucker 16 installiert sowie ein Be¬ dienungsterminal 17 auf dem alle für die Bedienungsperson notwendigen Daten angezeigt werden können. Der Datenend¬ platz, der Drucker und das Bedienungsterminal sind mit einem lokalen Rechner 18 verbunden, der die von den vorgenannten Geräten gelieferten Daten speichert und verarbeitet. An den lokalen Rechner ist ein Programmier- und Ausgabegerät 19
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angeschlossen, das vom lokalen Rechner gesteuert in den Festwertspeicher jedes auszugebenden Ausweises mindestens eine individuelle Kennummer einspeichert, wie noch beschrie¬ ben werden wird.
Zum absperrbaren Eingang 13 der Anlage gehören ein HF-Sender 21 mit einem Modulator 22 und einer Sendeantenne 23. Weiter gehören zu diesem Eingang eine Empfangsantenne 24 sowie ein Drehkreuz 26 mit einer elektrisch steuerbaren Ver- und Ent¬ riegelungseinrichtung. Der Modulator des HF-Senders, die Empfangsantenne sowie die Ver- und Entriegelungseinrichtung des Drehkreuzes sind ebenfalls mit dem lokalen Rechner ver¬ bunden.
Die zentrale Kontrolleinrichtung 11 enthält einen zentralen Rechner 27, der über ein Wählmodem 28 mit dem lokalen Rech¬ ner 18 (und mit weiteren nicht gezeigten lokalen Rechnern) verbunden ist und an dem ein Sichtterminal 29 sowie ein Drucker 31 angeschlossen sind.
Die in Fig. 2 gezeigte Prinzipschaltung eines Ausweises enthält eine Empfangsantenne 36, die mit dem Eingang eines HF-Empfängers 37 und einer zur Stromversorgung verwendeten Gleichrichterschaltung 38 verbunden ist. Der Ausgang des HF-Empfängers ist an den Eingang eines' Demodulators 39 und den einen Eingang einer Torschaltung 41 angeschlossen. Vom Demodulator führt eine Leitung zu einem Eingang einer Ver¬ gleicherschaltung 42, deren anderer Eingang mit einem Fest¬ wertspeicher 43 verbunden ist. Von der Vergleicherschaltung führt eine Leitung zum anderen Eingang der Torschaltung, de¬ ren Ausgang mit einem Oszillator 44, einfacherweise einer Gunn-Diode, verbunden ist, dessen Ausgang an eine Sendean-
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tenne 46 angeschlossen ist. Der gesamte Ausweis hat das For¬ mat einer Kreditkarte und besteht aus einem Kunststoffträger 47 auf dem eine Schicht aus einem geeigneten Halbleitermate¬ rial aufgebracht ist in der alle Bauelemente, elektronischen Kreise und Leitungen beispielsweise in Epitaxial-Planartech- nik ausgebildet sind.
Nachfolgend wer-den die Verwendung und der Betrieb der erfin- dungsgemässen Vorrichtung am Beispiel der Kontrolle des Zu¬ gangs von einer Freizeitanlage mit mehreren lokalen Kon¬ trolleinrichtungen, wie einem regionalen Skigebiet mit mehreren Transporteinrichtungen, beschrieben. Ein Benutzer dieser Anlage geht vor dem ersten Zutritt zur Verkaufsstelle 12, wo eine Bedienungsperson in das Tastenfelds des Bedie¬ nungsterminal 17 eingibt für welche Zeitspanne, für welche Anlageeingänge und für den Zugang zu welchen Einrichtungen der zu erstellende Ausweis vorgesehen ist. Diese Eingaben werden im lokalen Rechner 18 gespeichert und verarbeitet. Der Rechner teilt dann den gespeicherten Werten eine Kennum¬ mer zu, einfacherweise die Ordnungszahl des auszugebenden Ausweises und steuert dann das Programmier- und Ausgabegerät 19, das die gleiche Kennummer in den Festwertspeicher 43 des Ausweises einliest und den derart programmierten Ausweis ausgibt.
Der lokale Rechner 18 steuert auch den Modulator 22 des ortsfesten Senders 21, dessen Trägerfrequenz mit der un¬ unterbrochenen Folge aller gültigen Kennummern moduliert wird.
Kommt der Benutzer der Anlage mit einem Ausweis in den Sendebereich des ortsfesten Senders 21, dann wird die
empfangene modulierte Hochfrequenz von der Antenne 36 des Ausweises an den portablen Empfänger 37 und zu der Stromver¬ sorgungsschaltung 38 geleitet, welche letztere die zugelei¬ tete HF-Energie in Betriebsstrom für alle Teile des Auswei¬ ses wandelt. Der portable Empfänger verstärkt die empfangene modulierte Hochfrequenz und leitet diese an den Demodulator 39 weiter und tastet zugleich den einen Eingang der Tor¬ schaltung 41 auf. Am Ausgang des Demodulators erscheint dann die gleiche ununterbrochene Folge aller gültigen Kennummern mit denen die Trägerfrequenz des ortsfesten Sender moduliert wurde. Diese Kennummern werden in der Vergleicherschaltung 42 mit der in den Festwertspeicher 43 eingelesenen Kennummer verglichen. Sobald die Vergleicherschaltung Uebereinstimmung einer Kennummer aus der Folge der gültigen Kennummern mit der im Festwertspeicher eingelesenen Kennummer feststellt, erscheint an ihrem Ausgang ein Signal, das als Steuersignal an den zweiten Eingang der Torschaltung 41 geleitet wird. Die Torschaltung leitet das Ausgangssignal des portablen HF-Empfängers an den Oszillator 44 weiter, der erregt wird und dessen Oszillationen über die im Ausweis eingebaute Sendeantenne 46 abgestrahlt werden.
Die ortsfeste Empfangsantenne 24, die in unmittelbarer Nähe des Drehkreuzes 26 aufgebaut ist, leitet das von der portab¬ len Sendeantenne abgestrahlte Signal an den Rechner 18 wei¬ ter, der die Entriegelungseinrichtung am Drehkreuz 26 für den Zugang einer Person aktiviert und zugleich diesen Zugang abspeichert.
Die in Fig. 1 gezeigte lokale Kontrolleinrichtung ist mit einer zentralen Einrichtung 11 verbunden an die weitere nicht gezeigte lokale Kontrolleinrichtungen angeschlossen
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sind, was durch die gestrichelt gezeichneten Leitungen 48 angedeutet ist. Jeder lokale Rechner übermittelt alle ge¬ speicherten Daten an den zentralen Rechner, der diese Daten an diejenigen lokalen Rechner weitergibt, für die die Kennummer eines an irgendeiner Verkaufsstelle gekauften Ausweises gültig ist.
Die beschriebene und gezeigte, stark vereinfachte Ausfüh¬ rungsform der erfindunggemässen Vorrichtung kann auf vie¬ lerlei Weise ausgebaut und an besondere Anforderungen ange- passt werden. Beispielsweise kann die Verkaufsstelle 12 aus- ser dem beschriebenen Datenendplatz und dem Programmier- und Ausgabegerät auch eine Videokamera enthalten, um ein elek¬ tronisch verarbeitbares Bild eines Ausweisinhabers herzu¬ stellen. Der Drucker ermöglicht, das Ausgabedatum und die Gültigkeitsdauer des Ausweises für den Ausweisinhaber sichtbar aufzudrucken, auch die Art des Ausweises, d.h., ob dieser für fremde oder einheimische Benutzer, für Erwachsene oder Kinder, für eine Einzelperson oder eine Gruppe vorgese¬ hen ist. Die allen Ausweisen gemeinsamen Daten können ein¬ facherweise mit Hilfe eines Steckmoduls im Programmier- und Ausgabegerät vorprogrammiert werden. Anstelle des Program- mierens der Ausweise im Programmier- und Ausgabegerät können aber auch Ausweise verwendet werden, in deren Speicher schon beim Ausweishersteller eine individuelle Kennummer eingele¬ sen und auf den Ausweis aufgedruck wird. Es genügt dann, wenn vor der Ausgabe eines solchen Ausweises dessen Kennum¬ mer in das Bedienungsterminal manuell eingegeben wird.
Auf Ausweise, die für eine relativ lange Zeitspanne gültig sind oder den Zugang zu einer von einer Bedienungsperson kontrollierten Anlage bzw. Teilanlage ermöglichen sollen,
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kann auch das von der Videokamera aufgenommene digitalver¬ arbeitete Bild des Inhabers aufgedruckt werden.
Weiter können für die Signalübertragung anderer Einrichtun¬ gen als die beschriebenen HF-Sender und -Empfänger verwendet werden, beispielsweise optische und vorzugsweise infrarote oder magnetische Systeme.
Der lokale Rechner wird sinnvollerweise derart programmiert, dass das wiederholte Oeffnen eines absperrbaren Eingangs erst nach Ablauf einer voreinstellbaren Toleranzzeit möglich ist, um die Benutzung eines Ausweises durch mehrere Personen zu verhindern. Der zentrale Rechner ermöglicht nicht nur, die Verbindung mehrerer lokaler Kontrolleinrichtungen unter¬ einander, er ermöglicht insbesondere in einem ausdruckbaren Protokoll festzuhalten, an welcher Verkaufsstelle ein Aus¬ weis gekauft wurde und welche Anlageneingänge damit benutzt wurden. Ein solches Protokoll ermöglicht weiter die Einnah¬ men aller Verkaufsstellen einer regionalen Anlage auf die Zugänge zu den einzelnen lokalen Einrichtungen, d.h. auf die von diesen Einrichtungen erbrachten Leistungen, zu vertei¬ len.
Es versteht sich aber auch, dass es möglich ist, innerhalb einer regionalen Anlage einzelne absperrbare lokale Anlage¬ eingänge vorzusehen, denen keine Verkaufsstelle zugeordnet ist und dass die Verbindung zwischen der zentralen und den lokalen Kontrolleinrichtungen sowohl durch Kabel als auch durch Funk hergestellt werden kann.
Schliesslich ist die Verwendung der erfindungsgemässen Zu¬ gangskontrollvorrichtung nicht auf die beispielsweise be-
schriebene Freizeitanlage beschränkt, sondern kann ebensogut zur Kontrolle und Ueberwachung des Zugangs einzelner Abtei¬ lungen in einem Produktions- oder Handelsbetrieb, in militä¬ rischen Anlagen und Verwaltungszentren verwendet werden.