DE69806740T2 - Datenübertragungssystem und bestandteile dafür - Google Patents

Datenübertragungssystem und bestandteile dafür

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Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft Datenübertragungs-Systeme im Allgemeinen und aufschlagansprechende Zugangssteuersysteme im Besonderen.
    • Hintergrund der Erfindung
  • In dem US-Patent 4,197,524 von Salem wird ein durch Klopfen betätigbares Schloss zum Installieren an einer Innenfläche einer Tür dargestellt und beschrieben, das öffnet, wenn auf seine Außenfläche eine Zugangskombination getippt wird. Die Klopf Vorgänge werden mittels einer aufschlagempfindlichen Vorrichtung erfasst, die eine genaue Ausgabe als Antwort auf einen Aufschlag produziert. Eine typische Zugangskombination ist ein Vier-Nummern-Kode, beispielsweise 4, 3, 2, 5, der das Klopfen eines ersten Satzes von vier Klopfern, eine relativ lange Pause, das Klopfen eines zweiten Satzes von drei Klopfern, eine zweite relativ lange Pause, das Klopfen eines dritten Satzes von zwei Klopfern, eine dritte relativ lange Pause und schließlich das Klopfen eines vierten und letzten Satzes von fünf Klopfern erfordert. Solch eine Prozedur beansprucht eine relativ lange Zeit, und zwar eine Zeit zwischen ungefähr 10 bis 20 Sekunden, und macht die Zugangskombination relativ unsicher.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß der Erfindung werden eine Datenübertragungseinrichtung gemäß Anspruch 1, eine Datenübertragungseinrichtung gemäß Anspruch 12 und ein Verfahren zur Datenübertragung gemäß Anspruch 21 bereitgestellt.
  • Ein Datenübertragungs-System der Erfindung ist für einen großen Bereich von sowohl unidirektionalen Datenübertragungsanwendungen, wie beispielsweise dem Übertragen von Leseinformationen, die Daten von einem Sensor oder einem Detektor bilden, zu einer Datenerfassungseinrichtung, dem Übertragen von aus Steuersignalen gebildeten Daten zu betätigbaren Komponenten, beispielsweise einem Magnetventil, einem Motor, einem Ventil und Ähnlichem, als auch bidirektionalen Datenübertragungsanwendungen geeignet. Daher schließen, ohne darauf beschränkt zu sein, die betrachteten Anwendungen solche Anwendungen ein, bezüglich denen herkömmliche Kabel- und Fernsteuerungs-Datenübertragungssysteme nicht einfach zu installieren oder ungeeignet sein können, um beispielsweise das Übertragen von Daten durch bzw. über die Wände von einem abgeschlossenen oder unter Druck stehenden Gehäuse oder eine verstärkte Betonwand durchzuführen.
  • Bei einem Datenübertragungs-System der Erfindung werden die Daten bevorzugt als Zeitintervalle zwischen aufeinanderfolgenden Aufschlägen kodiert, wodurch eine "durchschnittliche Aufschlags-Baudrate" definiert wird, nämlich die durchschnittliche Anzahl an Aufschlägen pro Sekunde. Beispielsweise gibt es im Fall eines magnetspulenangetriebenen Triebkopfes, dessen minimales und maximales Zeitintervall zwischen aufeinanderfolgenden Aufschlägen 30 ms bzw. 100 ms sind, wobei der minimale Anstieg des Zeitintervalls zwischen aufeinanderfolgenden Aufschlägen ungefähr 1 ms beträgt, wobei 70 unterscheidbare Intervalle vorliegen, von denen jedes einen Befehls-Kode, eine Datenleseinformation und Ähnliches repräsentieren kann. Bei solch einem magnetspulenangetriebenen Triebkopf beträgt die durchschnittliche Aufschlags-Baudrate ungefähr 20 Aufschläge pro Sekunde, jedoch ist beabsichtigt, dass die durchschnittliche Aufschlags-Baudrate eines Datenübertragungs-systems der Erfindung beträchtlich erhöht werden kann.
  • Ein Datenübertragungs-system der Erfindung ist insbesondere für die Realisierung bei Zugangssteuerungs- Anwendungen geeignet, um beispielsweise ein Einsteckschloss zu öffnen, einen Banksafe zu öffnen, um Zugang zu einem computerisierten Kommunikations- und Steuerungsnetzwerk zu erlangen, beispielsweise einem Geldautomaten (ATM) und Ähnlichem. Bei solchen Anwendungen bildet eine Datenübertragungseinrichtung effektiv einen elektronisch gesteuerten Schlüssel zum typischerweise Aufschlagen einer einzelnen kodierten Folge von Anschlägen, nämlich einer Zugangskombination. Bei diesen und anderen Anwendungen weist eine kodierte Folge von Aufschlägen beispielsweise eine Vierintervall-Zugangskombination von 30, 45, 55 und 62 ms auf, die in weniger als einer viertel Sekunde übertragen werden kann und eine von insgesamt 704 (d. h. mehr als 25 Mio.) Kombinationen darstellt.
    • Kurzbeschreibung der Figuren
  • Für ein besseres Verständnis der Erfindung und um zu zeigen, wie sie in der Praxis ausgeführt werden kann, wird nun im Wege nicht beschränkender Beispiele Bezug genommen auf die begleitenden Figuren, bei denen:
  • Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm eines Datenübertragungs-systems der Erfindung ist;
  • Fig. 2 eine Bild-Repräsentation eines Zugangssteuerungssystems ist, das ein elektronisches Einsteckschloss und einen tragbaren, stiftförmigen elektronischen Schlüssel aufweist;
  • Fig. 3 und 4 eine Querschnittsansicht bzw. ein Blockdiagramm des elektronischen Schlüssels von Fig. 2 sind;
  • Fig. 5 und 6 grafische Repräsentationen unterschiedlicher Typen von kodierten Folgen von einzelnen mechanischen Aufschlägen sind;
  • Fig. 7 und 8 Bild-Repräsentationen des elektronischen Einsteckschlosses von Fig. 2 bzw. einer Datenübertragungseinrichtung sind, aktivierbar mittels eines Berührungs- Tastenfeldes oder einer Fernbedienung;
  • Fig. 9 eine Bild-Repräsentation eines elektronischen Kombinations-Vorhängeschlosses und des tragbaren, stiftförmigen elektronischen Schlüssels von Fig. 2 ist;
  • Fig. 10 eine Schnittansicht einer Datenübertragungs- /Datenempfangs-Einrichtung ist;
  • Fig. 11 ein Blockdiagramm eines Datenübertragungssystems der Erfindung zum Übertragen von Daten von einer Sensor-Einheit zu einer Datenerfassungseinheit ist;
  • Fig. 12 ein Blockdiagramm eines Datenübertragungssystems der Erfindung zum Übertragen von Daten von einer Steuereinheit zu einer betätigbaren Komponente ist;
  • Fig. 13 ein Blockdiagramm eines Datenübertragungs- Systems der Erfindung zum Übertragen von Daten zwischen zwei Datenverarbeitungssystemen ist.
    • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • Unter Bezugnahme nun auf die Figuren zeigt Fig. 1 ein Datenübertragungs-System 1, das einen aufschlagempfindlichen Messwandler 2 zum Abtasten von Vibrationen aufweist, die von Aufschlägen von einem aufschlagenden Triebkopf 3 resultieren, die durch einen dazwischen angeordneten Aufschlagübertragungskörper 4 übertragen werden, wobei der aufschlagempfindliche Messwandler 2 einer Datenempfangs-Einrichtung 5 zugeordnet ist, und wobei der aufschlagende Triebkopf 3 einer Datenübertragungseinrichtung 6 zugeordnet ist.
  • Nun zu Fig. 2 gewandt ist dort ein elektronisches Einsteckschloss 7 gezeigt, das eine Datenempfangseinrichtung (nicht gezeigt) aufweist, die mit einem Mikrofon 8 gekoppelt ist, dass für eine enge Juxtaposition gegen die Innenfläche einer soliden Tür 9 vorgesehen ist. Die Tür kann mittels eines tragbaren, stiftförmigen elektronischen Schlüssels 10 geöffnet werden, der eine Datenübertragungseinrichtung bildet.
  • Im Betrieb nimmt das Mikrofon 8 Vibrationen an der Innenseitenfläche der Tür auf, die das Ergebnis der Aufschläge gegen die Außenfläche der Tür von dem elektronischen Schlüssel 10 sind. Die Vibrationen werden geeignet verarbeitet und dann zum selektiven Betreiben eines Motors oder einer Magnetspule (nicht gezeigt) mit einer Zugangskombination verglichen, um einen stehenden, französischen Riegel 11 zwischen einer Sperrbetriebsposition und einer Entriegelungsbetriebsposition zu betreiben, wenn die kodierte Folge von Aufschlägen mit der Zugangskombination übereinstimmt.
  • Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, weist der elektronische Schlüssel 10 ein rohrförmiges Gehäuse 13 mit einem geschlossenen rückseitigen Ende 13A und einem geöffneten frontseitigen Ende 13B auf, von dem sich ein rohrförmiger Führungs-Abschnitt 14A einer elektromagnetischen Einrichtung 14 erstreckt, beispielsweise eine drückende Magnetspule, die einen hin- und her bewegbaren pneumatischen hammerartigen Triebkopf 14B aufweist. Zwischen dem rückseitigen Ende 13A und der drückenden Magnetspule 14 sind eine Batterie 15 und ein in der Regel geöffneter, federvorgespannter Schalter 16 angeordnet, der beim Niederdrücken des rohrförmigen Führungs- Abschnitts 14A beim Schlüssel 10 gegen eine Aufschlag aufnehmende Fläche, d. h. einer Tür, geschlossen wird. Beim Schließen des Schalters 16 wird einer elektrischen Schaltung 17 Energie bereitgestellt, die eine Steuereinrichtung 19 aufweist zum Aktivieren der Magnetspule 14 gemäß einem vorbestimmten Kode, der in einem Speicher 20 gespeichert ist.
  • Der Schlüssel 10 ist entworfen, um eine kodierte Folge von impulsförmigen, hochenergetischen Aufschlägen als eine Funktion des Vorhandenseins oder des Fehlens von Aufschlägen mit einer vorbestimmten Aufschlagrate (siehe Fig. 5) oder mit vor bestimmten Zeitintervallen zwischen aufeinanderfolgenden Aufschlägen (siehe Fig. 6) anzuschlagen. Beispielsweise zeigt Fig. 5 eine Zugangskombination 10100101, wobei 1 repräsentativ für das Vorhandensein eines Aufschlags ist und 0 repräsentativ für das Fehlen eines Aufschlags ist, während Fig. 6 eine Zugangskombination mit 59, 31, 49, 51 und 70 ms entsprechend den Zeitintervallen zwischen aufeinanderfolgenden Aufschlägen zeigt.
  • Fig. 7 zeigt das elektronische Einsteckschloss 7, das mittels einer Datenübertragungseinrichtung 21 geöffnet wird, die einen aufschlagenden Triebkopf aufweist, der mittels eines Berührungs-Tastenfeldes aktiviert wird. Fig. 8 zeigt das elektronische Einsteckschloss 7, das mittels einer Datenübertragungseinrichtung 22 geöffnet wird, die eine Aufschlags-Triebeinrichtung aufweist, die mittels einer Fernbedienung aktiviert wird. Fig. 9 zeigt ein elektronisches Kombinationsvorhängeschloss 23, das mittels des elektronischen Schlüssels 10 geöffnet wird.
  • Zur Verwendung in bidirektionalen Datenübertragungssystemen zeigt Fig. 10 eine Datenübertragungs-/Datenempfangs- Einrichtung 25, die eine drückende Magnetspule 14 und ein Mikrofon 8 aufweist, wobei die Magnetspule 14 einen hin- und her bewegbaren aufschlagenden Triebkopf 14B zum indirekten Aufschlagen gegen einen Aufschlagübertragungskörper 26 über eine Innenwand 27 der Vorrichtung aufweist.
  • Fig. 11 zeigt ein Datenübertragungs-System 28 zum Übertragen von Daten von einer Sensor-Einheit 29 zu einer Daten erfassungseinheit 31 über eine Aufschlags-Triebeinrichtung 3 und einen aufschlagempfindlichen Messwandler 2, die an gegenüberliegenden Seiten eines Aufschlagübertragungskörpers 30 angeordnet sind.
  • Fig. 12 zeigt ein Blockdiagramm eines Datenübertragungs- Systems 33 zum Übertragen von Daten von einem Steuerungsmittel 34 zu einer betätigbaren Komponente 36 über eine Aufschlags-Triebeinrichtung 3 und einen aufschlagempfindlichen Messwandler 2, die an gegenüberliegenden Seiten eines Aufschlagübertragungskörpers 35 angeordnet sind.
  • Fig. 13 zeigt ein Datenübertragungs-System 37 zum Übertragen von Daten zwischen einem Paar von Datenverarbeitungssystemen "A" und "B" 38 und 39 über ein Paar von Übertragungs-/Empfangs-Einrichtungen 25, die an gegenüberliegenden Seiten eines Aufschlagübertragungskörpers 40 angeordnet sind.
  • Während die Erfindung in Bezug auf eine begrenzte Anzahl von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist erkennbar, das viele Variationen, Modifikationen und andere Anwendungen der Erfindung realisiert werden können. Beispielsweise kann anstelle eines Mikrofons ein aufschlagempfindlicher Messwandler mittels einer piezoelektrischen Einrichtung und ähnlichem realisiert werden. Die Datenübertragung kann gemäß herkömmlicher Datenverschlüsselungsstandards verschlüsselt werden. Zusätzlich können beispielsweise bei Steuerungszugangsanwendungen, bei denen Zugangskombinationen notwendigerweise übereinstimmen müssen, diese periodisch unter Verwendung von auf herkömmlichen Algorithmen basierender Kombinationsgeneratoren aktualisiert werden, die in Fahrzeugsicherheitssystemen, Einbruchsystemen und Ähnlichem eingebaut sind.

Claims (27)

1. Datenübertragungs-system, aufweisend eine Datenempfangs- Einrichtung (5), die einen aufschlagempfindlichen Messwandler (2) zum Aufnehmen von empfangenen Vibrationen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass:
(a) eine Datenübertragungseinrichtung (6) vorgesehen ist, die eine elektronisch gesteuerte elektromagnetische Einrichtung mit einem aufschlagenden Triebkopf (3) aufweist, der sich hin- und her bewegen kann, um auf einen Aufschlagübertragungskörper (4) aufzuschlagen und um eine Folge von impulsförmigen, mechanischen Aufschlägen auf den Körper (4) zu übertragen, wobei die Daten als Zeitintervalle zwischen aufeinanderfolgenden Aufschlägen der Folge kodiert werden;
(b) der aufschlagempfindliche Messwandler (2) befähigt ist, von dem Aufschlagübertragungskörper (4) Vibrationen aufzunehmen, die von der Folge von impulsförmigen mechanischen Aufschlägen resultieren zum anschließenden Dekodieren der Daten.
2. System gemäß Anspruch 1, wobei die Daten durch das Vorhandensein oder das Fehlen von Aufschlägen bei einer vorbestimmten Aufschlagrate kodiert werden.
3. System gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Datenempfangs- Einrichtung (5) auf eine durchschnittliche Aufschlags- Baudrate größer als 20 Aufschläge pro Sekunde anspricht.
4. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Datenübertragungseinrichtung (6) einen magnetspulenangetriebenen Triebkopf (3) zum Übertragen der mechanischen Aufschläge auf den Körper (4) aufweist.
5. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Datenübertragungseinrichtung einen Teil einer Sensor- Einheit (29) bildet, wobei durch die Folge von Aufschlägen Information über einen abgetasteten Parameter kodiert wird, und wobei die Datenempfangs-Einrichtung Teil einer Datenerfassungseinheit (31) zum Erfassen der abgetasteten Information bildet.
6. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Datenübertragungseinrichtung einen Teil eines Steuerungsmoduls (34) bildet, wobei durch die Folge von Aufschlägen Steuerungsdaten kodiert werden, und wobei die Datenempfangs-Einrichtung einer betätigbaren Komponente (36) zugeordnet ist, die auf den Empfang von Betätigungsdaten hin betätigt wird, die mittels des Steuerungsmoduls (34) übertragen worden sind.
7. System gemäß Anspruch 6, wobei das Steuermodul ein elektronisch gesteuerter Schlüssel (10) zum Aufschlagen einer kodierten Folge von Aufschlägen ist, durch die die Daten einer Zugangskombination kodiert sind, und wobei die betätigbare Komponente eine Zugangs-Steuereinrichtung ist.
8. System gemäß Anspruch 7, wobei die Zugangs-Steuereinrichtung ein Schloss (7) ist.
9. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 zum Übertragen von Daten zwischen zwei oder mehreren Datenverarbeitungs- Systemen (38, 39), wobei die Datenübertragungseinrichtung Teil eines ersten Datenverarbeitungssystems und die Datenempfangs-Einrichtung Teil eines zweiten Datenverarbeitungs-Systems sind, und wobei das erste Datenverarbeitungs-System ferner eine Datenempfangs-Einrichtung aufweist, die identisch mit der Datenempfangs-Einrichtung ist, und wobei das zweite Datenverarbeitungs-System ebenfalls eine Datenübertragungseinrichtung aufweist, die identisch mit der Datenübertragungseinrichtung ist.
10. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Datenübertragungseinrichtung derart konfiguriert ist, dass sie tragbar ist.
11. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, aufweisend eine Fernbedienung zum Auslösen der Folge von Aufschlägen.
12. Datenübertragungseinrichtung (6) zur Kommunikation mit einer Datenempfangs-Einrichtung (5), wobei die Datenübertragungseinrichtung (6) eine elektronisch gesteuerte elektromagnetische Einrichtung mit einem aufschlagenden Triebkopf (3) aufweist, der sich in einer kodierten Weise hin- und her bewegen kann, um auf einen Aufschlagsübertragungskörper (4) aufzuschlagen und auf den Körper (4) eine Folge von impulsförmigen, mechanischen Aufschlägen zu übertragen, die mittels eines aufschlagempfindlichen Messwandlers (2) der Datenempfangs-Einrichtung (5) aufgenommen worden sind, wobei durch die Folge von Aufschlägen Daten kodiert werden, die von der Übertragungseinrichtung (6) zur Empfangseinrichtung (5) zu übertragen sind, wobei die Daten als Zeitintervalle zwischen aufeinanderfolgenden Aufschlägen der Folge kodiert sind.
13. Datenübertragungseinrichtung (6) gemäß Anspruch 12, wobei die Daten durch das Vorhandensein oder das Fehlen von Aufschlägen bei einer vorbestimmten Aufschlagrate kodiert werden.
14. Datenübertragungseinrichtung (6) gemäß Anspruch 12 oder 13, wobei die Daten mit einer Aufschlags-Baudrate größer als 20 Aufschläge pro Sekunde kodiert werden.
15. Datenübertragungseinrichtung (6) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, aufweisend einen magnetspulenangetriebenen Triebkopf (3) zum Übertragen der mechanischen Aufschläge auf den Körper (4).
16. Datenübertragungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15, die als ein elektronisch gesteuerter Schlüssel (10) dient, wobei durch die Folge von Aufschlägen Zugangskombinationsdaten kodiert werden.
17. Datenübertragungseinrichtung (6) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 16, die derart konfiguriert ist, dass sie tragbar ist.
18. Datenübertragungseinrichtung (6) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 17, aufweisend eine Nutzerschnittstelle zum Auslösen der Folge von Aufschlägen.
19. Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 16, aufweisend eine Fernbedienung zum Auslösen der Folge von Aufschlägen.
20. Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 19, wobei die Einrichtung die Datenempfangs-Einrichtung aufweist.
21. Verfahren zur Datenübertragung zu einer Datenempfangs- Einrichtung (5), aufweisend einen aufschlagempfindlichen Messwandler (2), mittels dessen empfangene Vibrationen aufgenommen werden, gekennzeichnet dadurch:
(a) dass bei einer Datenübertragungseinrichtung (6), von der die Daten in eine Folge von impulsförmigen mechanischen Aufschlägen kodiert werden, die Daten als Zeitintervalle zwischen aufeinanderfolgenden Aufschlägen der Folge mittels einer elektronisch gesteuerten elektromagnetischen Einrichtung mit einem Triebkopf (3) kodiert werden, der sich hin- und her bewegen kann, um so auf einen Aufschlagübertragungskörper (4) aufzuschlagen und Aufschläge auf den Aufschlagübertragungskörper (4) zu schlagen;
(b) dass bei der Datenempfangs-Einrichtung (5), aufweisend den aufschlagempfindlichen Messwandler (2), von dem Körper (4) Vibrationen aufgenommen werden, die von einer Folge von impulsförmigen mechanischen Aufschlägen resultieren und die Daten dekodiert werden.
22. Verfahren gemäß Anspruch 21, wobei die Daten in das Vorhandensein oder Fehlen von Aufschlägen bei einer vorbestimmten Aufschlagrate kodiert werden.
23. Verfahren der Anspruch 21 oder 22, wobei die Aufschläge eine durchschnittliche Baudrate von 20 Aufschlägen pro Sekunde oder mehr aufweisen.
24. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei die Datenübertragungseinrichtung einen Teil einer Sensor- Einheit (29) bildet, wobei die Datenempfangs-Einrichtung einen Teil einer Datenerfassungseinheit (31) bildet, und wobei durch die Folge von Aufschlägen die Information in einem aufgenommenem Parameter kodiert wird.
25. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei die Datenübertragungseinrichtung einen Teil eines Steuerungsmoduls (34) bildet, wobei die Datenempfangs-Einrichtung einer betätigbaren Komponente (36) zugeordnet ist, wobei durch die Folge von Aufschlägen Steuerungsdaten zum Betätigen der betätigbaren Komponente (36) kodiert werden.
26. Verfahren gemäß Anspruch 25, wobei das Steuerungsmodul ein elektronisch gesteuerter Schlüssel (10) ist, wobei die betätigbare Komponente eine Zugangs-Steuereinrichtung ist, und wobei durch die Folge von Aufschlägen Zugangskombinationsdaten kodiert werden.
27. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei die Datenübertragungseinrichtung und die Datenempfangs- Einrichtung jeweils einem Datenverarbeitungs-system zugeordnet sind, und wobei durch die Folge von Aufschlägen Daten kodiert werden, die von der Datenübertragungseinrichtung in einem Datenverarbeitungs-system zu der Datenempfangs-Einrichtung in einem anderen Datenverarbeitungs-System zu übertragen sind.
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