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Die Erfindung betrifft die Systeme zur Kontrolle des Zugangs zu
Räumen, die durch ferngesteuerte Verschlußelemente geschützt
sind.
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Die Verschlußelemente sind beispielsweise aus einer oder
mehreren gepanzerten Türen gebildet, deren Öffnung und Schließung
durch die Aktivierung von Schlössern mit elektromagnetischer
Steuerung bewirkt werden. In anderen Fällen kann es sich um
eine Tür handeln, die durch einen Elektromotor betätigt wird.
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Die Zugangskontrollsysteme weisen im allgemeinen Mittel zur
Identifizierung derjenigen Person auf, die den Zugang zum Raum
anfordert. Diese Identifizierungsmittel verwenden
beispielsweise einen Magnetkartenleser, der von einer Tastatur begleitet
sein kann, die dazu bestimmt ist, einen Geheimcode
entgegenzunehmen. Das System hat dann die Aufgabe, die von den
Identifizierungsmitteln gelieferten Informationen zu erfassen und zu
analysieren und nach der Analyse den Zugang zuzulassen oder
nicht zuzulassen. Im positiven Fall bewirkt das System dann die
Betätigung der elektromechanischen Mittel, die auf den
Verriegelungs- oder Öffnungsmechanismus der Tür einwirken. In den
höher entwickelten Systemen sind außerdem die Überwachung des
korrekten Betriebsablaufs sowie die Steuerung des Mechanismus
nach dem Öffnen in der Weise, daß er die Tür wieder
verschließt, vorgesehen.
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Ein solches Überwachungssystem ist im allgemeinen um eine
Steuereinheit organisiert, die mit Identifizierungsmitteln
(Kartenleser, Tastatur) verbunden ist. Die Einheit enthält die
Identifizierungsreferenzdaten, die der Analyse der
Zugangsanforderung dienen. Die Steuereinheit ist außerdem mit
verschiedenen Aufnehmern wie etwa Aufnehmern für den geöffneten
oder den geschlossenen Zustand der Tür oder mit
Anwesenheitsdetektoren verbunden.
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Darüber hinaus kann das Überwachungssystem mit akustischen oder
optischen Anzeigeeinrichtungen verbunden sein, die
beispielsweise dem Benutzer die Zulassung des Zugangs melden.
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Aus Sicherheitsgründen ist die Steuereinheit im allgemeinen
innerhalb des geschützten Raums angeordnet, um jede Gefahr
einer Manipulation auf Höhe der Kommunikationsverbindungen
zwischen dem Raum und der äußeren Umgebung zu vermeiden. Die
Steuereinheit kann jedoch mit einem externen
Fernüberwachungszentrum verbunden sein, was auch die Verwirklichung einer
zentralisierten Verwaltung mehrerer geschützter Räume ermöglicht.
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Die Betätigung der elektromechanischen
Verriegelungs-/Entriegelungs- oder Öffnungs-/Schließungsmittel für die Tür wie etwa
Motoren oder elektromagnetische Relais erfordern
selbstverständlich Leistungsschaltungen, um sie mit Strom zu versorgen.
Außerdem müssen Aufnehmer für die vorherige Kontrolle des
Zustandes oder der Stellung dieser elektromechanischen
Betätigungsmittel vorgesehen sein, um ihre Aktivierungsdauer zu
begrenzen, jedoch auch für die Verifizierung ihrer korrekten
Funktion und eventuell für die Erfassung von Anomalien aufgrund
äußerer Ursachen wie etwa Einbruchsversuchen.
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Hierzu besteht eine herkömmliche Lösung darin, eine
Schnittstellenschaltung vorzusehen, die mit den elektrischen
Betätigungsmitteln elektrisch verbunden sind und die
Leistungsschaltungen und die Betätigungskontrollschaltungen enthalten. Diese
Schnittstellenschaltung ist mit der Steuereinheit in der Weise
verbunden, daß die Betätigungsbefehle empfangen werden und die
Signale der Erfassung eventueller Anomalien gesendet werden.
Diese Lösung weist den Vorteil auf, daß die Aufgabe der
Steuereinheit vereinfacht wird, weil mit der Schnittstellenschaltung
einfache Informationen in begrenzter Anzahl ausgetauscht
werden. Es ist beispielsweise ausreichend, die Befehle "Öffnen"
oder "Schließen", die von der Steuereinheit gesendet werden,
und das Signal "Fehler gemeldet", das von der Schnittstelle
gesendet wird, vorzusehen.
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Diese Lösung weist jedoch den Nachteil auf, daß die
Betätigungsmittel für die Steuereinheit nur begrenzt sichtbar sind,
was unzureichend sein kann, um die Diagnose bestimmter
Anomalietypen auszuführen. Ein weiterer großer Nachteil besteht in
der Tatsache, daß die Schnittstellenschaltung für den gewählten
Schließsystem-Typ spezifisch ist. So muß beispielsweise im Fall
eines Schlosses für jedes Schloßmodell eine angepaßte
Schnittstellenschaltung vorgesehen sein. Dies hat zur Folge, daß jede
Änderung des Schlosses eine Änderung der
Schnittstellenschaltung mit sich bringt. Andererseits ist die Wartung teurer, weil
für jeden Schloßtyp Ersatz-Schnittstellenschaltungen
bereitgehalten werden müssen.
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Um die vorangehenden Nachteile zu beseitigen, sind Systeme mit
einer einzigen Schnittstellenschaltung entwickelt worden.
Beispielsweise beschreibt das US-Patent 4 634 846 eine
Steuereinheit, die Leistungsschaltungen, die auf Betätigungsmittel des
Kontrollsystems bezogen sind, sowie eine
Schnittstellenschaltung, die mit den zugeordneten Aufnehmern verbunden ist,
enthält. Die Steuereinheit enthält außerdem eine
Verarbeitungseinheit, die mit Speichermitteln versehen ist, die ein
Überwachungsprogramm enthalten.
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Solche Systeme erfordern jedoch eine weitgehende Modifizierung
des Überwachungsprogramms bei jeder Änderung der
Betätigungsmittel. Diese Modifizierung begrenzt die Flexibilität der
Verwendung des Systems.
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Deshalb schlägt die Erfindung ein System vor, das einfach an
mehrere Typen von Betätigungsmitteln angepaßt werden kann.
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Somit hat die Erfindung ein Zugangskontrollsystem für Räume zum
Gegenstand, die durch fernsteuerbare Verschlußelemente
geschützt sind, wobei das System eine Steuereinheit enthält, die
einerseits mit Mitteln zum Erfassen der Anforderung der
Betätigung der Verschlußelemente und andererseits mit Mitteln zum
elektromechanischen Betätigen der Verschlußelemente sowie mit
Aufnehmern des Zustands der Betätigungsmittel verbunden sind,
wobei die Steuereinheit Leistungsschaltungen, die direkt mit
den Betätigungsmitteln verbunden sind, sowie eine
Schnittstellenschaltung enthält, die direkt mit den zugeordneten
Aufnehmern verbunden ist, wobei die Steuereinheit außerdem eine
Verarbeitungseinheit enthält, die mit ersten Speichermitteln
versehen ist, die ein Überwachungsprogramm enthalten, wobei das
System dadurch gekennzeichnet ist, daß das Programm aus einem
Hauptprogramm und aus wenigstens einem Programmodul gebildet
ist, der für die verwendeten Betätigungsmittel und zugeordneten
Aufnehmer spezifisch ist.
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Neben der Flexibilität des Systems weist diese Lösung den
Vorteil auf, daß die allgemeinen Installationskosten kraft der
Standardisierung der gesamten Elektronik des Systems reduziert
werden.
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Gemäß einer ersten Möglichkeit könnte vorgesehen sein, daß das
spezifische Programm zum Zeitpunkt der Installation in
Abhängigkeit von dem für den betrachteten Raum gewählten Anlagetyp
in der Steuereinheit installiert wird. Diese Lösung weist
jedoch eine gewisse Anzahl von Nachteilen auf, die mit dem
Fehlen einer Standardisierung der Einheit in Verbindung stehen.
Sie würde andererseits erfordern, daß vor Ort Prüfoperationen
ausgeführt werden, was die Installationskosten erhöhen würde.
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Um das vorangehende Problem zu lösen und gemäß einem
zusätzlichen Merkmal der Erfindung ist das Zugangskonstrollsystem
außerdem dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Speichermittel
mehrere Programmodule enthalten, die für verschiedene Typen von
Betätigungsmitteln und zugeordneten Aufnehmern spezifisch sind,
daß es zweite Speichermittel enthält, die dazu vorgesehen sind,
die Sprungadresse eines der spezifischen Module zu empfangen,
und daß jede Betätigungsanforderung in Abhängigkeit von der
Sprungadresse den Sprung des Überwachungsprogramms zum
entsprechenden spezifischen Modul zur Folge hat. Diese modulare
Organisation des Überwachungsprogramms erleichtert die
Installation vor Ort, weil sie weder die Installation noch
Modifikationen
des Programms, sondern lediglich die Änderung einer
charakteristischen Adresse beispielsweise für den Typ des
verwendeten elektrischen Schlosses erfordert.
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Vorteilhaft sind die Speichermittel aus nichtflüchtigen
Speichern gebildet, um das System gegenüber
Stromversorgungsunterbrechungen unempfindlich zu machen.
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Gemäß einem nochmals weiteren Aspekt der Erfindung enthält das
System eine Bedienerkonsole, die mit der Steuereinheit
verbunden ist und dem Bediener ermöglicht, mit der Einheit in Dialog
zu treten, damit dieser seinerseits Installations- oder
Modifikationsoperationen beispielsweise im Fall einer Änderung des
Schloßtyps ausführen kann.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der
folgenden Beschreibung mit Bezug auf die Figuren deutlich:
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- Fig. 1 zeigt eine typische Konfiguration eines
Zugangskontrollsystems für einen Raum;
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- Fig. 2 zeigt ein weiteres Konfigurationsbeispiel, das
mehrere Verschlußelemente enthält;
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- Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer
Zugangskontrolleinheit;
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- Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der
Leistungsschaltungen, die von der Steuereinheit gesteuert werden, und
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- Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform einer
Verarbeitungseinheit der Steuereinheit.
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Fig. 1 zeigt eine typische Konfiguration eines Raums, der mit
einem Zugangssteuerungssystem gemäß der Erfindung versehen sein
kann. Der linke Teil der Figur zeigt die von außen sichtbaren
Elemente des Raums, die hier eine zweiflügelige Tür 1 und ein
Kartenleser 2 sind.
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Der rechte Teil der Figur zeigt die von innen sichtbaren
Elemente. Es findet sich hier die Tür 1 wieder, die mit einem
Schloß 6 und einem Schließhaken 7 versehen ist, wobei jedem
Türflügel ein Positionsdetektor 4, 5 zugeordnet ist. Ein
Druckknopf 3 ermöglicht dem Benutzer, die Öffnung der Tür von innen
auszulösen. Die Gesamtheit wird durch die Steuereinheit 8
gesteuert.
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Fig. 2 zeigt eine andere mögliche Konfiguration des Raums, der
vom System gemäß der Erfindung überwacht werden kann. Gemäß
diesem Beispiel enthält der Raum einen ersten Teil, der von
außen durch die Tür 1 zugänglich ist, und einen zweiten Raum,
der mit dem ersten über die zweite Tür 11 in Verbindung steht.
Die Steuereinheit 8, die im zweiten Raum angeordnet ist, ist
mit einer Bedienerkonsole 9 verbunden. Der Zugang zum Raum wird
durch den Kartenleser 2 gesteuert, dem die Tastatur 10
zugeordnet ist, die die Erzeugung eines Geheimcodes ermöglicht, der
Voraussetzung für die Zulassung des Zugangs zum Raum ist. Jede
Tür 1, 11 ist mit einem elektromagnetischen Schloß versehen,
das von der Einheit 8 gesteuert wird.
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Fig. 3 zeigt die Steuereinheit 8, die sich in der Umgebung
eines Fernüberwachungskontexts befindet. Die Steuereinheit 8
enthält eine Zentraleinheit 13, die über eine serielle
Verbindung 15 mit dem Kartenleser 2 und über eine andere serielle
Verbindung 16 mit der Bedienerkonsole 9, die in der Nähe der
Einheit angeordnet ist, verbunden ist. Die Einheit 13
kommuniziert über ein Modem 17 mit einer Fernüberwachungskonsole 12.
Die Verarbeitungseinheit 13 ist schließlich mit einer Schloß-
Schnittstellenschaltung 14 verbunden, die ihrerseits mit
elektromechanischen Betätigungsmitteln für das Schloß der Tür 1
sowie mit zugeordneten Aufnehmern verbunden ist. Die Einheit 13
kann außerdem mit verschiedenen Aufnehmern wie etwa
Türöffnungsdetektoren oder Anwesenheitsdetektoren sowie mit
verschiedenen optischen oder akustischen Meldemitteln verbunden sein.
Außerdem ist eine Sicherheitsstromversorgung 18 vorgesehen, um
die Einheit im Fall eines Ausfalls des elektrischen Stromnetzes
in Betrieb zu halten.
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Die Verarbeitungseinheit 13 ist eine programmierte Einheit,
damit sie die Türöffnungsgenehmigungen beispielsweise in
Abhängigkeit von Zeitbereichen und von dem Privilegierungsgrad, der
der in die Leseeinrichtung eingegebenen Karte zugewiesen ist,
verwaltet. Die Einheit 13 kann gleichermaßen die Liste
verbotener Karten (verlorener Karten) verwalten und führt
Sicherheitsspeicherungen von Zustandsinformationen in einem Speicher
aus. Die Einheit 13 steuert schließlich die Betätigung der
Türschlösser und die Schnittstelle 14.
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Die Schnittstelle 14 ist im wesentlichen aus
Leistungsschaltungen, die die elektromagnetischen Betätigungsmittel der
Schlösser versorgen, sowie aus Kopplungselementen wie etwa
Photokopplern aufgebaut, welche die Signale, die von den den
elektromagnetischen Betätigungsmitteln zugeordneten Aufnehmern
ausgehen, an die Einheit 13 übertragen.
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Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Leistungsschaltungen
14A der Schnittstelle 14.
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In diesem Beispiel kann die Schnittstelle von der
Verarbeitungseinheit 13 die Betätigungssteuersignale CFER, COUV, COM
empfangen, deren Bedeutungen im allgemeinen vom verwendeten
Schloßtyp und von der zwischen der Schnittstelle und den
elektromechanischen Öffnungs-/Schließungsmitteln geschaffene
Verkabelung abhängen.
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Die Schnittstelle enthält die Ausgangsanschlüsse FER, MOT, OUV,
+M, -M, deren elektrischer Zustand von den
Betätigungssteuersignalen abhängt, sowie die Stromversorgungsanschlüsse + und -.
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Zur Veranschaulichung zeigt Fig. 4 eine Schaltungsmöglichkeit,
die in der Konfiguration von Fig. 2 anwendbar ist, wo die Tür 1
mit einem Schloß versehen ist, dessen Riegel durch einen
Gleichstrommotor 30, dem ein Aufnehmer 31 für die Bewegung des
Riegels zugeordnet ist, betätigt wird. Die Tür 11 kann mit
einem anderen Schloßtyp versehen sein, der beispielsweise durch
ein elektromagnetisches Relais 32 betätigt wird, dem ein
Schließhakenbewegungsdetektor 33 zugeordnet ist.
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Der Motor 30 wird durch die Leistungsstransistoren 35, 36 über
ein Stromumkehrungsrelais 34 versorgt. Die Transistoren 35, 36
werden durch das Signal COUV gesteuert, das von der Einheit 13
geliefert wird, die außerdem das das Relais 34 steuernde Signal
COM liefert.
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Die Schaltung 14A empfängt außerdem von der Einheit 13 das
Signal CFER, das die Stromversorgung des Relais 32 über den
Leistungstransistor 37 steuert. Vorteilhaft erfolgt die
Verbindung zwischen den Signalen COUV und CFER und den
Leistungstransistoren über Photokoppler, die die elektrische
Isolation sicherstellen, sowie über Vorverstärker.
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Die Funktionsweise der Schaltung der Figur kann aus dem
Schaltbild einfach abgeleitet werden. Die Stromversorgung des Motors
30 wird durch das Signal COUV gesteuert, während die Polarität
und daher die Drehrichtung vom Signal COM abhängt. Ebenso hängt
die Stromversorgung des Relais 32 direkt vom Signal CFER ab.
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In einer Variante könnte die Motorstromversorgungsschaltung 30
zwei unabhängige Relais, die den Motor ersetzen, sowie
zusätzliche Relais versorgen, die hinter dem Stromumkehrungsrelais 34
über die Anschlüsse MOT und OUV angeschlossen sind. Obwohl
andererseits die gezeigte Leistungsschaltung die meisten im
Handel verfügbaren elektrischen Schlösser versorgen kann,
könnten zusätzliche Transistorverstärkungsmodule vorgesehen
sein, die die Versorgung komplexerer Systeme ermöglichen.
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Vorteilhaft sind die Transistoren der Verstärkungsmodule in der
Weise dimensioniert, daß Ströme und Spannungen erlaubt sind,
die sich in Bereichen verändern, die die Bedürfnisse der
meisten Relais und Motoren, die gewöhnlich für die Betätigung
der Schlösser und der Tür verwendet werden, abdecken.
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Die vorangehende Beschreibung zeigt die enge Abhängigkeit der
Bedeutung der Steuersignale und der Erfassung von der Wahl der
Schlösser und der Verkabelung. Es ist daher notwendig, daß die
Steuereinheit in der Weise programmiert ist, daß die Auswertung
der Diagnosen und der Steuersignale berücksichtigt werden.
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Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der Verarbeitungseinheit 13.
Diese Einheit ist um einen Bus B organisiert, an den ein
Mikroprozessor 20, ein programmierbarer Speicher 21, ein elektrisch
modifizierbarer, programmierbarer Speicher 22, ein Schreib-
Lese-Speicher 23 sowie verschiedene Schnittstellenschaltungen
14B, 24 bis 29 angeschlossen sind.
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Die Schnittstelle 29 verwirklicht die Kommunikation zwischen
dem Bus B und einem Modem, das die Verbindung mit der
Fernüberwachungskonsole über das Telephonnetz sicherstellt. Die
Schnittstelle 24 ist vom Typ UART und verwirklicht die
Kommunikation zwischen dem Bus B und einer seriellen Verbindung, die
mit der Bedienerkonsole verbunden ist. Die Schnittstelle 25 ist
ebenfalls vom Typ UART, der dem Bus über eine weitere serielle
Verbindung die Kommunikation mit dem Kartenleser, der Tastatur
und dem Druckknopf, die in der Nähe der Tür angeordnet sind,
ermöglicht. Die Schnittstelle 26 ist aus einer Gesamtheit von
adressierbaren Kippschaltungen oder Pufferspeichern aufgebaut,
die mit einer Betätigungsschaltung 27 verbunden ist, die
ihrerseits der Steuerung der Meldemittel oder eines Alarms dient.
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Die Schnittstelle 14B ist ebenfalls aus einer Gesamtheit von
adressierbaren Pufferspeichern gebildet, die mit den
verschiedenen Aufnehmern des Systems über Photokoppler verbunden sind.
Ebenso enthält die Schnittstelle 28 adressierbare
Pufferspeicher, die die Signale der obenbeschriebenen Leistungsschaltung
14A liefern.
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Die Schnittstellen UART 24, 25 verwenden herkömmliche
integrierte Schaltungen, die von verschiedenen Herstellern
vorgeschlagen
werden. Es ist daher unnötig, im einzelnen den Aufbau
und den Betrieb anzugeben.
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Ebenso liegt die Verwirklichung der verschiedenen
Schnittstellen 14B, 26 bis 29 im Bereich des Wissens des Fachmanns und
erfordert somit keine zusätzlichen Erläuterungen.
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Der Speicher 21 ist ein nichtflüchtiger Speicher, der die
Gesamtheit der Überwachungs-, Kommunikations- und
Systeminitialisierungsprogramme enthält. Das Überwachungsprogramm ist aus
einem Hauptprogramm und aus mehreren Modulen aufgebaut, die für
die verschiedenen Typen von Schlössern, die vom System
verwaltet werden können, spezifisch sind. Der Speicher 22 ist ein
nichtflüchtiger Speicher, der elektrisch modifiziert werden
kann und dazu bestimmt ist, insbesondere die Adresse eines
spezifischen Moduls zu empfangen, das einem gewählten Schloßtyp
entspricht. Der Speicher 23 ist ein Schreib-Lese-Speicher, der
der vorübergehenden Speicherung von Daten dient, die bei der
Ausführung der Programme auftreten.
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Die Schaltung von Fig. 5 arbeitet in der folgenden Weise. Bei
der Initialisierung des Systems zum Zeitpunkt der Installation
benutzt die Bedienerkonsole ein Initialisierungsprogramm, das
ein Bedienerschnittstellenprogramm enthält, das die Darstellung
eines auf der Bedienerkonsole anzeigbaren Installationsmenüs
ermöglicht. Dieses Installationsmenü ermöglicht die Anzeige
einer Liste verschiedener Typen von Schlössern, die von der
Einheit verwaltet werden können. Wenn der Bediener eine der
Rubriken der Liste auswählt, lädt das Installationsprogramm
eine Sprungadresse eines spezifischen Moduls, das der Auswahl
entspricht, in den Speicher 22.
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Sobald die Installation ausgeführt ist, arbeitet das System in
der Weise, daß es die Zugangskontrolle verwaltet. Wenn eine
Betätigungsanforderung des Schlosses durch das
Überwachungsprogramm erfaßt wird, fragt dieses die im Speicher 22 enthaltene
Adresse ab, um zu dem spezifischen Modul zu springen, das dem
bei der Installation ausgewählten Schloßtyp entspricht.
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Die anderen Funktionen des Systems, die die Fernüberwachung,
die Erfassung von Zugangsanforderungen und die Aktivierung von
Alarmen betreffen, können vom herkömmlichen Typ sein und
erfordern daher keine genauen Erläuterungen.
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Die spezifischen Programmodule werden normalerweise bei der
Herstellung der Steuereinheit in den Programmspeicher 21
geladen. Diese Module sind naheliegenderweise in Abhängigkeit von
den Spezifikationen der entsprechenden Schloßtypen entworfen
worden. Im Bedarfsfall kann eine Installationsanweisung
vorgesehen sein, die für jeden Schloßtyp die auszuführenden
Verzweigungen angibt, so daß in allen Fällen die Kompatibilität
zwischen den Modulen und den zugehörigen Schloßtypen
sichergestellt ist.
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Das System gemäß der Erfindung ermöglicht schließlich die
erneute Aktualisierung der Steuereinheit in Abhängigkeit vom
Auftreten neuer Schloßmodelle, indem einfach der
Programmspeicher entweder durch Ersetzung vor Ort oder durch einen
Standardaustausch der Einheit geändert wird.
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Die vorangehende Beschreibung macht offensichtlich, daß die
Ausführung der Erfindung eine verringerte Anzahl von
zusätzlichen Elementen gegenüber einem herkömmlichen System zur Folge
hat. Daraus folgt eine minimale Erhöhung der Herstellungskosten
des Systems, die weitgehend durch die Einsparungen kompensiert
wird, die durch die spezifische Schnittstellenschaltung des
verwendeten Schlosses verwirklicht werden.