DE2634303A1

DE2634303A1 - Elektronische schliesseinrichtung

Info

Publication number: DE2634303A1
Application number: DE19762634303
Authority: DE
Inventors: Manfred Ludewig
Original assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Current assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Priority date: 1976-07-30
Filing date: 1976-07-30
Publication date: 1978-02-02

Description

Elektronische Schließeinrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische SchlieB-einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Es sind bereits elektronische Schließeinrichtungen zum Fernbedienen von Garagentoren bekannt geworden, bei denen ein Empfänger, der z.B. in der Garage eingebaut ist, codierte Signale eines im Fahrzeug befindlichenSenders empfängt und sofern der empfangene Code als WrichtigH erkannt wurde, das Garagentor betätigt.
Derartige Einrichtungen dienen jedoch hauptsächlich der bequemen, ferngesteuerten ßedienung, sie arbeiten hauptsächlich mit Ultraschallsignalen und sind wegen ihre meist einfachen Codes für Sicherungszwecke wertvoller Anlagen nicht geeignet.
Außerdem sind die Sender in ihren Abmessungen relativ groß und bedürfen zudem einer Fremdenergiequelle (z.B. Fahrzeugbatterie).
Zur Sicherung wichtiger Objekte werden daher meist mechanische Sicherheitsschlosser verwendet, mit denen auch die Ein- bzw.
Ausschaltung von zusätzlichen Alarm3nlagen bewerkstelligt wird.
Da im letzteren Fall das Sicherheitsschloß nur einen Schalter betätigt, muß erheblicher Aufwand getrieben werden, um die Umgehung des Schlosses zu verhindern. Hierdurch wird die ganze Schließeinheit ca. 10 mal so teuer, wie das eigentliche Sicherheitsschloß selbst.
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine elektronische Schlie3-einrichtung der oben genannten Art zu schaffen, die gegen über bekannten Einrichtungen ein hohes Maß an Sicherheit bietet (auch gegen unbefugtes Kopisren des "Schlüssels"] gleichzeitig einfach zu bedienen ist, insbesondere einen handlichen Schlüssel aufweist und mit geringem Aufwand herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausf(ihrungsbeispieles im Zusammenhang mit den Figuren näher erIFutert.
Es zeigt: Fig. 1 eine elektronische Schließeinheit, Fig. 2 einen elektronischen Schlüssel.
Fig. 1 zeigt eine elektronische Schließeinheit gemäß der Erfindung. Die elektronische Schließeinheit 1 besteht aus einem Hochfrequenzoszillator 2(HF-Dszillator), dessen Ausgang Über einen Verstärker 3 mit 1einer Sende-Empfangs-Spule 4 verbunden ist. Die Spule 4 ist mit ihrem anderen Ende geerdet. Der Ausgang des Verstärkers 3 ist über einen Tiefpaß 5 mit dem Eingang einer Signalauswerteeinheit 6 verbunden, dte ihrerseits über Je einen Ausgang mit dem HF-Oszillator 2 und einer Leistungsendstufe 7 verbunden ist.
Die Stromversorgung der einzelnen Baugruppen der SchlieB-einheit 1 ist nicht dargestellt.
Fig. 2 zeigt einen elektronischen Schlüssel gemäß der Erfindung.
Eine Sende-Empfangs-Spule 11 mit einer Mittelanzapfung 12 ist an ihren beiden Enden jeweils mit einer Diode 13 bzw. 14 verbunden. Die beiden der Spule 11 abgewandten Seiten der Dioden 13 bzw. 14 sind miteinander und mit einem Eingang einer Stromversorgung 15 verbunden. Die Stromversorgung 15 besteht aus einem Kondensator 16 und einer Diode 17. Die Diode 17 ist hierbei einerseits mit den Dioden 13 und s und andererseits mit dem Kondensator 16 und einem Spannungseingang eines Signalgenerators 18 verbunden. Der Kondensator 16 ist mit seinem zweiten AnschluB mit der Mittelanzapfung 12 und einem zweiten Spannungseingang des Signalgenerators 18 verbunden (Masseleitung).
Zwischen die Dioden 13, 14 und die Stromversorgung 15 ist eine steuerbare Last 19 geschaltet, bei der ein Transistor 20 kollektorseitig über einen Arbeitswiderstand 21 mit dem Verbindungspunkt der Dioden 13, 14 und 15 verbunden und emitterseitig mit der Masselqitung verbunden ist. Die Basis des Transistors 20 ist über einen Widerstand 22 mit einem Signalausgang 23 des Signalgenerators 18 verbunden.
Schließlich ist noch der Verbindungspunkt von Spule 11 und Diode 14 über einen Widerstand 24 mitt indem Signaleingang 25 des Signalgenerators 18 verbunden.
Im folgenden wird die Wirkungsweise der Schließeinheit 1 und des Schlüssels 10 beschrieben.
Hierzu sei vorausgeschickt, daE die Signalauswerteeinheit 6 im gesicherten Bereich, z.E. der Alarmanlage, untergebracht ist. Ober Kabel ist die Signolouswertewinheit 6 mit der Sende-Empfangsapule 3 4 verbunden. Die Spule 4 ka1n im ungesicherten Bereich untergebracht werden' da durch Manipulation die Schlieeinheit nicht geöffnet werden kann. FOll mutwillige Beschdigungen ausgeschlossen wsrde8 nn die Spule ohne Beeinträchtigung der Funktion auch hinter z.B. 25 mm Panzerglas untergebracht sein.
Der elektronische Schlüssel ist mit seinen Baugruppen in einem etwa fünfmarkstückgroßen Kunstharzgehäuse untergebracht und wird zum SchlieBenw bzw. "offenen" in der Nähe der Sende-Empfangsspule 4 gehalten. Hierbei erfolgt dann ein Informationsaustausch zwischen Schließeinheit und Schlüssel, der wie folgt von statten geht.
Der HF-Oszillator 2 sendet ein Signal hoher Frqusnz, welches verstärkt (Verstärker 3) der Sende-Empfangsspule 4 zugeführt wird und in deren Umgebung ein hochfrequentes elektromagnetisches Feld aufbaut. Wird nun der elektronische Schlüssel 10 und damit die Sende-Empfangsspule 11 in dieses Feld gebracht, so wird in der Spule 11 eine Spannung gleicher Frequenz induziert.
Diese Spannung wird in den in Zusammenwirken mit der Mittelanzapfung 12 als Zweiweggleichrichter ausgebildeten Dioden 13 und 14 gleichgerichtet und der Stromversorgung 15 zugeführt, in der der Kondensator 16 als Energiespeicher aufgeladen wird und den Signalgenerator 18 mit Betriebsspannung versorgt. Die Diode 17 dient dazu, die Stromversorgung gegen Rückstrom (zur steuerbaren Last 19) abzublocken. Damit ist der Signalgenerator 18 von einer zusätzlichen Spannungsversorgung, wie z.B. einer Batterie.
unabhängig. In dem Signalgenerator 18 befindet sich eine Schaltung, die z.B. aus einem Schieberegister mit festgespeicherter Information aufgebaut ist, die eine Information von z.B. 24 Bit enthält. Hiermit wären z.B. 16,7 Millionen mögliche Codierungen realisierbar.
Sobald nun die Stromversorgung betriebsbereit ist, gibt der Signalgenerator 18 seine gespeicherte Information in serieller Pulsfolge über seinen Ausgang 23 an die steuerbare Last 19 ab und zwar mit einer Taktfolge, die ein ganzzahligFs Teil derFziquenz. des HF-Generators 3 ist, da diese Hochfrequenz Uber die Spule 11 und den Widerstand 24 dem Signaleingang 2S des Signalgenerators 18 zugeführt wird. Dort werden diese Signale Z.B.
in einem Schieberegister oder Zähler heruntergeteilt und dienen als Taktimpulse für das die gespeicherte Information enthaltende Schieberegister.
Ober die nun am Ausgang 23 des Signalgenerators 18 anstehenden Impulse wird die steuerbare Last 19 im Takt der ankommenden Information verändert. Hierdurch wird die Belastung der Spule 11 und somit ihre Spannung geändert.
Diese Spannungsänderungen wirken sich über die elektromagnetische Kopplung der Spulen 11 und 4 auch auf die Schließeinheit 1 aus.
Die beiden Spulen 4 und 11 wirken hierbei wie die Primär- und Sekundärseite eines Transformators, bei dem eine Laständerung an der Sekundärseite (hier also Spule 11) sich auf die Stromaufnahme der Primärseite (hier Spule 41 auswirkt.
Der Signalgenerator 2 und der Verstärker 3 stellen hierbei eine Spannungsquelle mit dem üblichen Innenwiderstand dar.
In der Spule 4 treten somit im Rhytmus der von dem Signalgenerator 16 abgegebenen codierten Impulse Strom- bzw. Spannungsschwankungen auf. Diese im Verhältnis zur HF-Spannung £HF-Generator 23 niederfrequenten Schwankungen (codierte Impulsfolgenl werden über den Tiefpaß 5 ausgefiltert und dem Eingang der Signalauswerteeinheit 6 zugeführt.
Dort werden diese codierten Impulsfolgen mit in der Signalauswerteeinheit 6 fest gespeicherten Impulsfolgen auf Obereinstimmung verglichen.
Dies kann z.B. dadurch geschehen, daß die ankommenden Impulse in ein Schieberegister eingeschrieben werden und mittels einer Koinzidenzschaltung mit dem Inhalt eines vorprogrammierten Registers verglichen werden.
ßei Oberenstimmung tKoinzidenz) der gespeicherten und der vom Schlüssel 10 empfangenen Signale, wird ein Koinzidenzsignal der Leistungsendstufe 7 zugeführt, die ein NFreigebesignal" erzeugt, welches z.B.- die Alarmanlage ausschaltet, eine elektromagnetische Türverriegelung öffnet oder in sonstiger Weise ein Erkennungssignal erzeugt.
Zur Erhöhung der Sicherheit kann weiterhin vorgesehen werden, daß der Vergleich zwischen gespeichertem und vom Schlüssel abgefragten codierten Signal mehrfach erfolgt und erst bei mehrmaliger (z.B. zehnfacher3Ubereinstimmung das Freigebesignal erscheint.
Zur weiteren Sicherung gegen systematische Versuche, den Code zu erfahren, kann vorgesehen werden, daß bei einer Abfrage mit falschem Schlüssel und damit nicht übereinstimmenden Diode der HF-Generator von der Signalauswerteeinheit 6 für eine gewisse Zeit (z.B. 60 Sekunden) abgeschaltet wird und damit die Anlage sperrt.
Bei einem Code von 24 Bit würde bei diesem Beispiel für eine Variation aller Möglichkeiten eine Zeit von fast 32 Jahren benötigt.
Für Anlagen mit noch höheren Anforderungen, die auch gegen ein Kopieren des Schlüssels gesichert sind, besteht die Möglichkeit, den elektronischen Schlüssel codiert in mehreren Etappen abzufragen. Nur wenn der Schlüssel einen richtigen Code empfängt.
sendet er seinerseits seinen Code aus. Wird er mit einem falschen Code "abgefragt, so sperrt er seinerseits für längere Zeit die Aussendung aller Informationen. Hierdurch ist es nahezu unmöglich, Kopien von einem elektronischen Schlüssel anzufertigen, falls das Original einige Zeit zur Verfügung stehen sollte.
Es ist ersichtlich, daß die oben beschriebene Schließeinrichtung nicht nur zum Schließen von Türen, Alarmanlagen oder ähnlichem verwendet werden kann, sondern allgemein zur Identitätskontrolle von Personen, z.B. als Ausweis zum Betreten von Werksgeländen oder besonders gesicherten Teilen hiervon, sowie auch z.B. als elektronischer Ausweis oder elektronische Scheckkarte.
Patentaneprüche L e e r s e i t e

Claims

Patentan sprüche: 1. Elektronische Schließeinrichtung bestehend aus einer elektrozwischen Schließeinheit und einem elektronischen Schlüssel, dadurch gekennzeichnet, daß - die elektronische Schließeinheit (1) einen HF-Oszillator (21, eine Sende-Empfangs-Spule (4), einen Tiefpaß t5) und eine Signalauswerteeinheit (6) - der elektronische Schlüssel (10) eine Sende-Empfangs-Spule (11), einen Gleichrichter (12, 13, 14), eine Stromversorgung (15), eine steuerbare Last (19) und einen über einen Steuereingang (25) steuerbaren Signalgenerator (16) enthält, - wobei von dem HF-Generator (2) über die Sende-Empfangs-Spulen (4, 11) und den Gleçichrichter (12, 13, 14) berührungslos ein Energieaustausch zur Stromversorgung (15), - und berührungsles ein wechselseitiger Informationsaustausch zwischen Schließeinheit (1) und Schlüssel (10) derart erfolgt, daß Signale des HF-Generators (2) über die Sende-Empfngs-Spuien (4, 11) dem Signaleingang (25) des Signalgenerators (161 und codierte Signale des Signalgenerators (18) über die steuerbare Last (19), die Sende-Empfangs-Spulen (11, 4) und den Tiefpaß (5) der Signalauswerteeinheit (6] zugeführt werden, - und daß die Signalauswerteeinheit (6) nur dann ein "Freigebesignal" abgibt, wenn die von dem Signalgenerator (18) kommenden codierten Signale mit einer in der Signalauswerteeinheit (6) gespeicherten Impulsfolge übereinstimmt.
2. Sctließeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der HF-Oszillator (21 von der Signalauswerteeinheit t6) gesperrt wird, wenn die von dem Signalgenerator (1B) kommenden Signale von der in der Signalauswerteeinheit gespeicherten Impulsfolge abweichen.
3. Schließeinrichtung ndch Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das "Freigebesignal" nur dann abgegeben wird.

wenn die Signalauswerteeinheit (6) eine mehrfache, zeitlich aufeinanderfolgende Obereinstimmung zwischen den ankommenden Signalen und der gespeicherten Impulsfolge festgestellt hat.
4. Schließeinrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch Fkennzeichnet, daß der Signalgenerator t18) erst dann ein Ausgangssignal abgibt, wenn an seinem Signaleingang (25) ein bestimmtes codiertes Signal angelegen hat.
5. Schließeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der HF-Oszillator (2) über einen Verstärker (3) mit der Sende-Empfangs-Spule (4), die Sende-Empfangs-Spule t4) über den Tiefpaß (5) mit einem Eingang der Signalauswerteeinheit (61 und die Signalauswerteeinheit (6) mit je einem Ausgang mit dem Eingang des HF-Oszillators (2) und einem Eingang einer Leistungsendstufe (71 verbunden ist.
6. Schließeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende-Empfangs-Spule (11) über den Gleichrichter (12, 13, 141 und die Stromversorgung (15) mit dem Signalgenerator (18), der Signalgenerator (16) über die steuerbare Last (19) mit den Ausgängen der Dioden (13, 141 und der Mittelanzapfung (12) der Sendeempfangsspule und daß eir Ende der Sende-Empfangs-Spule (11) über einen Widerstand (24) mit dem Signaleingang (25) des Signalgenerators (18) verbunden ist.
7. Schließeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter aus einem Zweiwegegleichrichter (12, 13, 141 besteht.
8. Schließeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung (251 aus einem Kondensator (161 und einer Diode t17) zur Verhinderung von Rückströmen besteht.
9. Schließeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbare Last (191 aus einem Transistor t20] mit Arbeitswiderstand t21) und Basiswiderstand (22), der mit einem Signalausgang (23) des Signalgenerators (18) verbunden ist, besteht.