DE10315845B4 - System, system components and method for processing a hermetically validatable data transfer - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zur Abwicklung eines Datentransfers zwischen einem Mastersystem
(Geber) und einem Slavesystem (Empfänger) auf Grundlage kapazitiver Wechselwirkungseffekte
bei welchem seitens des Mastersystems ein Signalereignis in einen
Empfangsbereich des Slavesystems hinein abgegeben wird und wobei
seitens des Mastersystems eine Pilotsequenz emittiert wird und während des
Eingangs der Pilotsequenz die Eingangsimpedanz des Slavesystems
nach Maßgabe
eines Datenmusters moduliert wird,
wobei seitens des Mastersystems
die modulierte Änderung der
Eingangsimpedanz des Slavesystems erfasst wird und
wobei aus
dem seitens des Mastersystems erfassten Modulationsmuster der Eingangsimpedanz
des Slavesystems ein Datensatz generiert wird und dieser Datensatz
maßgeblich
ist für
den Informationsinhalt oder für
die Zulässigkeit
einer Fortsetzung des Datentransfers von dem Mastersystem zu dem
Slavesystem.Method for processing a data transfer between a master system (encoder) and a slave system (receiver) based on capacitive interaction effects in which a signal event is emitted by the master system into a receiving area of the slave system and a pilot sequence is emitted by the master system and during the input of the Pilot sequence the input impedance of the slave system is modulated in accordance with a data pattern,
whereby the modulated change of the input impedance of the slave system is detected by the master system, and
wherein a data set is generated from the modulation pattern of the input impedance of the slave system detected by the master system and this data record is authoritative for the information content or for the permissibility of a continuation of the data transfer from the master system to the slave system.
Description
Gebiet der ErfindungTerritory of invention
Die Erfindung bezieht sich auf ein System, dessen Systemkomponenten sowie ein Verfahren zur Abwicklung eines Datentransfers in einer hinsichtlich der Validität eines Senders und/oder Empfängers geprüften Weise. Weiterhin befasst sich die Erfindung mit einem quasi unidirektionalen Dialogsystem zur Abwicklung einer Datenübertragung, insbesondere über den menschlichen Körper oder zumindest den Nah-Umgebungsbereich eines Anwenders.The The invention relates to a system whose system components and a method for handling a data transfer in one in terms of validity a sender and / or receiver tested way. Furthermore, the invention is concerned with a quasi-unidirectional Dialogue system for processing a data transmission, in particular via the human body or at least the proximity environment of a user.
Hintergrund der Erfindungbackground the invention
Bei
funkbasierten Datenübertragungssystemen
besteht das Problem, dass aufgrund der Ausbreitung der Funkwellen
Unbefugte mit geeigneten Empfängern
Daten aufzeichnen und missbrauchen können (s.
Insbesondere
Systeme unter Einschluss elektromagnetischer Transponder lassen
sich missbrauchen, auch wenn der Transponder weit von einem, diesen
erkennenden Lesegerät
entfernt ist. Dazu wird der Transponder zum Senden angeregt, und
die erspähten
Daten per Funk zu einem, an das Lesegerät angenäherten „Transpondersimulator" übermittelt, der dem Lesegerät vorgaukelt,
der echte Transponder befände
sich in der Nähe.
Auf diese Weise wird es möglich
Datensequenzen zur unzulässigen
Zugangs- oder Leistungsverschaffung zu gewinnen. Das Prinzip einer
solchen Reichweitenüberbrückung ist
in
Um
diese Probleme zu vermeiden wurden sog. Challenge/Response-Lösungen entwickelt. Dabei werden
zwischen einem Datengeber und einem Reaktionsgerät bidirektional Schlüsselwörter ausgetauscht.
Neben einem aufwendigen Verfahren (Protokoll), was dieses ermöglicht,
müssen
sowohl Datengeber als auch Reaktionsgerät mit Sende- und Empfangseinrichtungen
versehen sein und mit einer Steuerung wechselseitig betrieben werden.
(s.
Wurde die Datenübertragung früher mit einem Knopfdruck (z.B. beim Funkautoschlüssel) eingeleitet, zeigt die Technik heute sog. Keyless-Access-Systeme, wo es genügt, mit einem Sendeempfänger in den Funkbereich eines Reaktionsgerätes zu treten. Doch damit tritt wiederum die Problematik der Reichweitenüberbrückung auf.Has been the data transmission earlier initiated with a push of a button (for example, the radio car key), which shows Technology today so-called keyless access systems, where it is sufficient with a transceiver to enter the radio range of a reaction device. But that occurs Again, the problem of range bridging on.
Für Challenge/Response-Systeme ergibt sich außerdem das Problem, dass ein, von einem Störsender ausgestrahlter starker Träger bei gleicher Frequenz das System daran hindern kann, Daten zu übertragen. Dieser Umstand ermöglicht es, missbräuchlich einen benutzerseitig angestrebten Türschließvorgang zu verhindern, so dass sich ein Besitzer eines Kraftfahrzeuges von diesem entfernt in dem Glauben, es sei verschlossen, weil er sich entweder aus dem Bereich der Keyless-Access-Erfassung entfernte oder einen Schließknopf seiner KFZ-Türfernbedienung betätigte. Ein mit einem geeigneten Handsender ausgestatteter Dieb, der einen Dauerträger aussendet, kann den Schließvorgang aus einiger Entfernung verhindern um anschließend Gegenstände aus dem Fahrzeug entwenden. Der geschädigte Besitzer kann gegenüber seiner Versicherung nicht nachweisen, dass das Fahrzeug verschlossen war. Als besonderes Problem könnte sich zudem herausstellen, dass anderweitige elektronische Systeme, ein Benutzer oder auch unbeteiligte Personen durch die ständige Funkwellenbelastung gesundheitlich beeinträchtigt werden.For challenge / response systems also results the problem that a strong, radiated from a jammer carrier at the same frequency, the system can prevent it from transmitting data. This Circumstance allows it, abusive to prevent a user-intended door closing operation, so that an owner of a motor vehicle away from this Believing that it is closed because he is either from the Keyless access detection area removed or a closing button of its Car door remote control operated. A thief equipped with a suitable hand-held transmitter that emits a permanent carrier, can the closing process from a distance, prevent objects from being removed steal the vehicle. The damaged owner may be opposite to his Insurance does not prove that the vehicle was locked. As a special problem could also find that other electronic systems, a user or uninvolved persons by the constant radio wave exposure impaired in health become.
Um den Aufwand zu reduzieren und den Komfort einer fernbedienten Datenübertragung zu erhöhen, stellt die Technik Lösungen bereit, die Daten über den menschlichen Körper an einen berührungs- oder annäherungsempfindlichen Empfänger übermitteln.Around to reduce the effort and comfort of a remote-controlled data transmission raises the technology solutions ready to transfer the data over the human body to a contact or approach sensitive Transmit the recipient.
Aus
Aus WO 99/37044 A1 ist ein Datenübertragungssystem zur Übertragung von Informationen aus dem Bereich eines Bohrlochbodens zu einem oberirdischen Überwachungssystem bekannt. Bei diesem System werden über ein elektrisch leitfähiges Bohrgestänge Daten von einem bohrkopfnahen Messsystem zu jenem oberirdischen Überwachungssystem übermittelt. Der Datentransfer wird bewerkstelligt, indem im Bereich des Bohrkopfes durch eine elektronische Schaltung die elektrische Verbindung zu einem gegenüber dem Bohrgestänge isolierten, ansonsten aber geerdeten Abschnitt moduliert wird. Die hierdurch veränderte effektive Änderung der Erdung des Bohrgestänges kann im Bereich des Überwachungssystems als Impedanzänderung erfasst werden. Da die Impedanz sich entsprechend der seitens der bohrgrundnahen elektronischen Schaltung modulierten elektrischen Verbindung mit dem isolierten Abschnitt ändert, wird es möglich, anhand der oberirdisch erfassbaren Impedanzänderung das Modulationsmuster der bohrgrundnah angeordneten Schaltung zu erkennen und hieraus Daten zu gewinnen.Out WO 99/37044 A1 is a data transmission system for transmission information from the area of a borehole bottom to a above-ground monitoring system known. This system uses data from an electrically conductive drill pipe transmitted from a near-the-bore measuring system to that aboveground monitoring system. The data transfer is accomplished by placing in the area of the drill head by an electronic circuit to the electrical connection one opposite the drill pipe isolated, but otherwise grounded section is modulated. The thereby changed effective change the earthing of the drill string can be in the area of the surveillance system detected as an impedance change become. Since the impedance is corresponding to the side of the drill electronic circuit modulated electrical connection with the isolated section changes, will it be possible based on the aboveground detectable impedance change the modulation pattern to recognize the drill near the circuit arranged and from this To gain data.
Aus
Aus
Aus
Aufgabe der ErfindungTask of invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System, Systemkomponenten desselben und ein Verfahren zur Abwicklung eines, sich durch eine hohe Manipulationssicherheit auszeichnenden, Datentransfers zu schaffen.Of the Invention is based on the object, a system, system components the same and a procedure for settling one's way through one high security against tampering, to create data transfers.
Erfindungsgemäße LösungInventive solution
Die vorangehend angegebene Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein System gemäß Patentanspruch 1.The Previously stated object is achieved by a system according to claim 1.
Der Erfindung liegt der Ansatz zugrunde, einen Datentransfer zwischen einem Mastersystem und einem Slavesystem in einer Weise abzuwickeln, die es ermöglicht, im Bereich des Mastersystems Informationen über das Slavesystem anhand der Signalaufnahmeeigenschaften desselben zu gewinnen. Insbesondere zeigt die Erfindung eine Lösung auf, bei welcher ein Datentransfer zwischen dem Mastersystem und dem Slavesystem auf kapazitivem Wege erfolgt, wobei die Eingangsimpedanz des Slavesystems nach Maßgabe eines definierten Datenmusters moduliert wird und dieses Datenmuster im Bereich des Mastersystems während der Signalaussendung erkannt wird.Of the Invention is based on the approach, a data transfer between to handle a master system and a slave system in a way which makes it possible In the area of the master system information about the slave system based on to gain the signal recording properties of the same. Especially the invention shows a solution on, in which a data transfer between the master system and the slave system takes place capacitively, wherein the input impedance of the slave system in accordance with a defined data pattern is modulated and this data pattern in the area of the master system during the signal transmission is detected.
Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, Informationen insbesondere in Form einer Schlüsseldatensequenz in einer quasi-hermetisch abgeschirmten Weise an ein Master- oder Sendesystem zurückzuführen und diese Schlüsseldatensequenz einer für den weiteren Datentransfer oder Datenaustausch maßgeblichen Signalgenerierung und/oder Signalvalidierung zugrundezulegen.Thereby is it possible in an advantageous manner Information in particular in the form of a key data sequence in a quasi-hermetic Shielded way to a master or transmitting system due and this key data sequence one for the further data transfer or data exchange authoritative Signal generation and / or signal validation basis.
Unter dem Begriff Mastersystem ist im Kontext ein System zu verstehen, das in der Lage ist, eine, an einen Adressaten gerichtete Signalsequenz abzugeben. Unter dem Begriff Slavesystem ist im Kontext ein System zu verstehen, das in der Lage ist, eine seitens des Mastersystems bereitgestellte Datensequenz zu erfassen. Es kann ausreichend sein, das Master- oder das Slavesystem mit einer hinsichtlich seiner Eingangsimpedanz modulierbaren Empfangseinrichtung auszustatten. In Abstimmung auf den jeweiligen Anwendungsfall ist es möglich, schaltungstechnisch oder hinsichtlich der Datenverarbeitung aufwendigere Schaltungsstrukturen in den Bereich des Master- oder Slavesystems zu verlagern.Under the term master system is understood in context to mean a system which is capable of a signal sequence directed to an addressee leave. The term slave system in the context is a system to be able to understand one part of the master system to capture the provided data sequence. It may be enough the master or the slave system with a respect to its input impedance equip modulatable receiving device. In vote on the particular application, it is possible circuit technology or more complex circuit structures in terms of data processing to relocate to the area of the master or slave system.
Im Bereich des Mastersystems werden in vorteilhafter Weise aus den, aus dem Aufnahmeverhalten des Slavesystems gewonnenen Signalen Daten gewonnen, auf deren Grundlage eine Verschlüsselung der seitens des Slavesystems weiter ausgesendeten Daten erfolgt.in the Area of the master system are advantageously made of the, data obtained from the recording behavior of the slave system based on which an encryption of the part of the slave system further transmitted data takes place.
Im Bereich des Slavesystems kann in vorteilhafter Weise bei der Generierung des für die Modulation der Eingangsimpedanz relevante Datenmusters ein Zeitwert berücksichtigt werden.in the Area of the slave system can be advantageously generated of for the modulation of the input impedance relevant data pattern a time value considered become.
Vorzugsweise werden im Bereich des Slavesystems für die Modulation der Eingangsimpedanz Informationsinhalte der seitens des Mastersystems generierten Signale berücksichtigt. Insbesondere zeigt die Erfindung eine Lösung auf, bei welcher ein Datentransfer zwischen dem Mastersystem und dem Slavesystem auf kapazitivem Wege erfolgt, wobei die Eingangsimpedanz des Slavesystems nach Maßgabe eines definierten Datenmusters moduliert wird und dieses Datenmuster im Bereich des Mastersystems während der Signalaussendung erkannt wird.Preferably be in the range of the slave system for the modulation of the input impedance Information content of the signals generated by the master system considered. Especially the invention shows a solution on, in which a data transfer between the master system and the slave system takes place capacitively, wherein the input impedance of the slave system in accordance with a defined data pattern is modulated and this data pattern in the area of the master system during the signal transmission is detected.
Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, Informationen insbesondere in Form einer Schlüsseldatensequenz in einer quasi-hermetisch abgeschirmten Weise an ein Master- oder Sendesystem zurückzuführen und diese Schlüsseldatensequenz einer für den weiteren Datentransfer oder Datenaustausch maßgeblichen Signalgenerierung und/oder Signalvalidierung zugrundezulegen.Thereby is it possible in an advantageous manner Information in particular in the form of a key data sequence in a quasi-hermetic Shielded way to a master or transmitting system due and this key data sequence one for the further data transfer or data exchange authoritative Signal generation and / or signal validation basis.
Unter dem Begriff Mastersystem ist im Kontext ein System zu verstehen, das in der Lage ist, eine, an einen Adressaten gerichtete Signalsequenz abzugeben. Unter dem Begriff Slavesystem ist im Kontext ein System zu verstehen, das in der Lage ist, eine seitens des Mastersystems bereitgestellte Datensequenz zu erfassen. Es kann ausreichend sein, das Master- oder das Slavesystem mit einer hinsichtlich seiner Eingangsimpedanz modulierbaren Empfangseinrichtung auszustatten. In Abstimmung auf den jeweiligen Anwendungsfall ist es möglich, schaltungstechnisch oder hinsichtlich der Datenverarbeitung aufwendigere Schaltungsstrukturen in den Bereich des Master- oder Slavesystems zu verlagern.Under the term master system is understood in context to mean a system which is capable of a signal sequence directed to an addressee leave. The term slave system in the context is a system to be able to understand one part of the master system to capture the provided data sequence. It may be enough the master or the slave system with a respect to its input impedance equip modulatable receiving device. In vote on the particular application, it is possible circuit technology or more complex circuit structures in terms of data processing to relocate to the area of the master or slave system.
Im Hinblick auf die konkrete Abwicklung des Datentransfers wird die eingangs angegebene Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Abwicklung eines Datentransfers zwischen einem Mastersystem (Geber) und einem Slavesystem (Empfänger) bei welchem seitens des Mastersystems ein Signalereignis in einen Empfangsbereich des Slavesystems hinein abgegeben wird und die Empfangsaufnahmeeigenschaften des Slavseystems definiert moduliert und seitens des Mastersystems erkannt und ausgewertet werden.in the With regard to the concrete handling of the data transfer, the solved at the beginning of the task by a method for handling a data transfer between a master system (encoder) and a slave system (receiver) which on the part of the master system a signal event in a reception area of the slave system and the reception pickup properties of the slave system defined modulated and on the part of the master system be recognized and evaluated.
Der Datentransfer wird vorzugsweise auf Grundlage kapazitiver Wechselwirkungseffekte abgewickelt.Of the Data transfer is preferably based on capacitive interaction effects settled.
Vorzugsweise wird seitens des Mastersystems eine Pilotsequenz emittiert und während des Eingangs der Pilotsequenz die Eingangsimpedanz des Slavesystems nach Maßgabe eines Datenmusters moduliert.Preferably is emitted by the master system a pilot sequence and during the Input of the pilot sequence the input impedance of the slave system in accordance with a data pattern is modulated.
Seitens des Mastersystems wird vorzugsweise die modulierte Änderung der Eingangsimpedanz des Slavesystems erfasst.by of the master system is preferably the modulated change the input impedance of the slave system detected.
Aus dem seitens des Mastersystems erfassten Modulationsmuster der Eingangsimpedanz des Slavesystems wird in vorteilhafter Weise ein Datensatz generiert und dieser Datensatz maßgeblich für den Informationsinhalt oder für die Zulässigkeit einer Fortsetzung des Datentransfer von dem Mastersystem zu dem Slavesystem berücksichtigt.Out the modulation pattern of the input impedance detected by the master system of the slave system, a record is generated in an advantageous manner and this dataset is authoritative for the Information content or for the admissibility a continuation of the data transfer from the master system to the Slavesystem considered.
Im Bereich des Mastersystems werden in vorteilhafter Weise aus den, aus dem Aufnahmeverhalten des Slavesystems gewonnenen Signalen Daten gewonnen, auf deren Grundlage eine Verschlüsselung der seitens des Slavesystems weiter ausgesendeten Daten erfolgt.in the Area of the master system are advantageously made of the, data obtained from the recording behavior of the slave system based on which an encryption of the part of the slave system further transmitted data takes place.
Im Bereich des Slavesystems kann in vorteilhafter Weise bei der Generierung des für die Modulation der Eingangsimpedanz relevante Datenmusters ein Zeitwert berücksichtigt werden.in the Area of the slave system can be advantageously generated of for the modulation of the input impedance relevant data pattern a time value considered become.
Vorzugsweise werden im Bereich des Slavesystems für die Modulation der Eingangsimpedanz Informationsinhalte der seitens des Mastersystems generierten Signale berücksichtigt.Preferably be in the range of the slave system for the modulation of the input impedance Information content of the signals generated by the master system considered.
Die Modulation der Eingangsimpedanz des Slavesystems erfolgt vorzugsweise unter Rückgriffnahme auf eine Verschlüsselungsprozedur.The Modulation of the input impedance of the slave system is preferably carried out with recourse to an encryption procedure.
Die seitens des Slavesystems zur Bereitstellung der für die Modulation der Eingangsimpedanz maßgeblichen Datenmuster beigezogene Verschlüsselungsprozedur, kann in vorteilhafter Weise auf Grundlage von Informationsinhalten der seitens des Mastersystem ausgegebenen Signalsequenz konfiguriert oder abgestimmt werden.The on the part of the slave system to provide the for the modulation the input impedance relevant Data pattern used encryption procedure, can be advantageously based on information content the signal sequence output by the master system or be voted on.
In vorteilhafter Weise erfolgt im Rahmen der Dialogaufnahme eine Kongruenzanalyse zunächst auf Grundlage eines niedrigen Verschlüsselungsniveaus, wobei das Verschlüsselungsniveau anschließend angehoben wird.In Advantageously, a congruence analysis takes place in the context of the dialogue recording first based on a low level of encryption, the encryption level subsequently is raised.
Die für das angehobene Verschlüsselungsniveau maßgeblichen Informationsinhalte können zumindest zunächst auf niedrigerem Verschlüsselungsniveau transportiert werden.The for the raised encryption level authoritative Information content can at least initially at lower encryption level be transported.
Über das Mastersystem kann in vorteilhafter Weise eine, als Autorisierungskennung gewertete Signalsequenz je nach Anwendungsfall permanent, gepulst oder selektiv abgegeben werden.About the Master system can advantageously one, as an authorization identifier evaluated signal sequence depending on the application permanently, pulsed or selectively dispensed.
Es ist möglich, das Mastersystem so auszugestalten, dass dieses eine Konfigurationsänderung des Mastersystems über die durch Impedanzmodulation gewonnenen Signale ermöglicht.It is possible, To design the master system in such a way that it changes the configuration of the master system allows the signals obtained by impedance modulation.
Der Datentransfer zwischen dem Mastersystem und dem Slavesystem kann in vorteilhafter Weise zur Abwicklung eines Zahl, Buchungs-, Wertstellungs- oder Zugangsnachweisvorganges herangezogen werden.Of the Data transfer between the master system and the slave system can in an advantageous manner for processing a number, posting, value-added or proof of access.
Der Datentransfer zwischen dem Mastersystem und dem Slavesystem kann auch zur Abwicklung eines Vorganges zur Änderung des Verriegelungszustandes eines Kraftfahrzeuges herangezogen werden.Of the Data transfer between the master system and the slave system can also for carrying out a process for changing the locking state a motor vehicle are used.
Der Datentransfer zwischen dem Mastersystem und dem Slavesystem kann in weiterhin vorteilhafter Weise auch zur Funktionsfreigabe von Gerätschaften herangezogen werden.Of the Data transfer between the master system and the slave system can in a further advantageous manner also for the function release of equipment be used.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Datentransfer zwischen dem Mastersystem und dem Slavesystem zur Durchführung einer Präsenzanalyse herangezogen werden, zur Feststellung des Ausstattungsumfanges oder des Zu- oder Abganges von selbstidentifizierenden Artikeln.According to one particular aspect of the present invention, the data transfer between the master system and the slave system for performing a presence analysis be used to determine the equipment scope or the entrance or exit self-identifying articles.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein System zur Abwicklung eines Datentransfers mit einer Mastersystemkomponente (Geber) und einer Slavesystemkomponente (Empfänger), wobei die Mastersystemkomponente derart ausgebildet ist, dass diese geeignet ist, ein Signalereignis in einen Empfangsbereich der Slavesystemkomponente hinein abzugeben, und die Slavesystemkomponente derart ausgebildet ist, dass diese es ermöglicht, die Empfangsaufnahmeeigenschaften derselben definiert zu modulieren, wobei im Bereich der Mastersystemkomponente Vorkehrungen getroffen sind, die Änderungen der Empfangseigenschaften der Slavesystemkomponente zu Erfassen und basierend auf dieser Erfassung den weiteren Datentransfer zu bestimmen.The The invention also relates to a system for handling a Data transfers with a master system component (encoder) and a Slave system component (receiver), wherein the master system component is designed such that it is suitable, a signal event in a receiving area of the slave system component into it, and the slave system component is formed is that this makes it possible to define the reception receiving properties of the same modulated taking precautions in the area of the master system component are the changes to detect the reception characteristics of the slave system component and based on this detection, the further data transfer determine.
Weiterhin beinhaltet die Erfindung auch eine Mastersystemkomponente für ein vorstehend angegebenes System, wobei diese eine Signalausgabeeinrichtung aufweist die als Flächenelektrode ausgebildet ist.Farther The invention also includes a master system component for an above specified system, which has a signal output device as a surface electrode is trained.
Diese Mastersystemkomponente umfasst vorzugsweise eine elektronische Signalverarbeitungseinrichtung, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung vorzugsweise Zugriff zu einer Schlüsseldatenspeichereinrichtung hat.These Master system component preferably comprises an electronic signal processing device, wherein the signal processing device preferably access to a key data storage device Has.
Die Mastersystemkomponente kann in vorteilhafter Weise in einem scheckkartenförmigen Grundkörper aufgenommen sein.The Master system component can be accommodated in an advantageous manner in a check card-shaped main body be.
Die Mastersystemkomponente kann Teil eines Fahrzeugschlüsselsystems bilden.The Master system component may be part of a vehicle key system form.
Die Erfindung richtet sich auch auf eine Slavesystemkomponente für ein System der oben genannten Art, wobei diese eine Empfangseinrichtung aufweist, zum Empfang von Eingangsereignissen auf Grundlage kapazitiver Wechselwirkungseffekte.The invention is also directed to a slave system component for a system of the above mentioned type, having a receiving device for receiving input events on the basis of capacitive interaction effects.
Die Slavesystemkomponente umfasst in vorteilhafter Weise eine Empfangseinrichtung die im Bereich eines Kassensystems, eines Personendurchgangsbereiches, eines Verkaufssystems oder einer Gerätschaft, z.B zur Freischaltung derselben angeordnet ist.The Slave system component advantageously comprises a receiving device in the area of a cash register system, a person passage area, a sales system or equipment, for example for activation the same is arranged.
Die Slavesystemkomponente kann auch Teil eines Fahrzeugtürverriegelungssystems bilden.The Slave system component may also be part of a vehicle door locking system form.
Die Erfindung richtet sich auch auf ein Verfahren zur Änderung des Verriegelungszustandes eines Kraftfahrzeuges unter Abwicklung eines Datentransfers zwischen einem Mastersystem (Geber/Schlüssel) und einem Slavesystem (Empfänger/fahrzeugseitige Schaltungskomponente) bei welchem seitens des Mastersystems ein Signalereignis in einen Empfangsbereich des Slavesystems hinein abgegeben wird und die Empfangsaufnahmeeigenschaften des Slavseystems definiert moduliert und seitens des Mastersystems erkannt und ausgewertet werden.The The invention is also directed to a method of modification the locking state of a motor vehicle under settlement a data transfer between a master system (encoder / key) and a Slave system (receiver / vehicle-side Circuit component) in which part of the master system Signal event in a receiving area of the slave system inside is released and the reception recording properties of the slave system Defined modulated and recognized and evaluated by the master system become.
Die Aufgabenverteilung oder Zuordnung des Mastersystems und des Slavesystems kann auch invertiert werden. Die Erfindung beeinhaltet damit auch ein Verfahren zur Änderung des Verriegelungszustandes eines Kraftfahrzeuges unter Abwicklung eines Datentransfers zwischen einem Mastersystem (Schlüsseleinrichtung) und einem Slavesystem (fahrzeugseitige Schaltungskomponente) bei welchem seitens des Slavesystems ein Signalereignis in einen Empfangsbereich des Mastersystems hinein abgegeben wird und die Empfangsaufnahmeeigenschaften des Mastersystems definiert moduliert und seitens des Slavesystems erkannt und ausgewertet werdenThe Task distribution or assignment of the master system and the slave system can also be inverted. The invention thus also includes a procedure for change the locking state of a motor vehicle under settlement a data transfer between a master system (key device) and a slave system (vehicle-side circuit component) which on the part of the slave system a signal event in a reception area of the master system and the reception recording properties the master system defines modulated and on the part of the slave system be recognized and evaluated
Der Datentransfer wird in vorteilhafter Weise auf Grundlage kapazitiver Wechselwirkungseffekte abgewickelt.Of the Data transfer is advantageously based on capacitive Interaction effects settled.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:Further Details of the invention will become apparent from the following description in conjunction with the drawing. It shows:
Nachfolgend
wird ein Verfahren vorgestellt, welches auf einfache Weise ein Dialogsystem
realisiert, welches o.g. Probleme lösen kann. Dabei handelt es
sich um eine kapazitive Übertragung
von Daten, vorzugsweise über
die Haut eines Benutzers. Da es sich hierbei prinzipiell um einen
Wechselstromkreis handelt, kann eine Änderung der (z.B. ohmschen)
Belastung der Empfängereingangsstufe
senderseitig festgestellt werden. Diese Änderung kann in einem bestimmbaren
Rhythmus erfolgen (sog. Belastungstelegramm BT s.
Der Geber erzeugt zunächst einen kurzen (z.B. 1ms) Pilotton in unregelmäßigen Abständen wiederkehrend (repetierend), z.B. 5 mal pro Sekunde. Bei Annäherung an die kapazitive Koppelstelle wird diese Frequenz vom Empfänger erkannt, der daraufhin sofort ein Belastungstelegramm (BT) erzeugt. Daran kann der Geber (Sender) „erkennen":
- 1. das er sich in der Nähe eines Empfängers befindet
- 2. um welchen Empfänger es sich handelt, wenn das BT eine Kennung enthält
- 3. auf welche Weise (Frequenz, Code, Schlüssel etc.) bestimmte Daten übertragen werden sollen
- 4. ob die Übertragung gestört wird, BT aufgrund eines Störträgers nicht korrekt lesbar
- 1. that he is near a receiver
- 2. Which recipient it is, if the BT contains an identifier
- 3. in which way (frequency, code, key, etc.) certain data should be transmitted
- 4. if the transmission is disturbed, BT not correctly readable due to a fault carrier
Ein „Mithörer" würde lediglich die Pilottöne detektieren können, da er zum Geber hin einen eigenen Belastungskreis bildet (Nicht jedoch zum Empfänger). An vom Empfänger entfernter Stelle könnten ohnehin lediglich die repetierenden Pilottöne „abgehört" werden, aufgrund des fehlenden Belastungstelegramms „erkennt" der Geber, das er sich nicht in Empfängernähe befindet und fährt fort, den Pilotton zyklisch auszugeben.A "listener" would only the pilot tones can detect because he forms his own burden circle to the donor (Not however to the receiver). On by the receiver remote location could anyway, only the repetitive pilot tones are "bugged", due to the missing load telegram "recognizes" the donor, he is not near the recipient and drives continue to output the pilot tone cyclically.
Der Empfänger ändert bei jedem Pilotton sein Belastungstelegramm. Einen Störträger „erkennt" er an der Überlänge (Dauerträger). Würde die Störung zyklisch erfolgen, wie die Pilottöne, so könnte aufgrund der unregelmäßigen Ausgabe der „echten" Pilottöne immer der eine oder andere „durchschlüpfen". Eine erkannte Störung kann einen Alarm auslösen oder z.B. eine Schließung einleiten oder anderweitig signalisiert werden. Da auf einen Pilotton vom Geber eine durch das Belastungstelegramm verschlüsselte ID-Nummer ausgegeben werden muss, kann der Empfänger das Ausbleiben einer solchen ebenfalls feststellen.Of the Receiver changes each pilot tone its load telegram. He "recognizes" a sturgeon carrier at the excess length (permanent carrier) disorder cyclic, as the pilot tones, so could due to the irregular output the "real" pilot tones always one or the other "slip through." A detected disorder can to trigger an alarm or e.g. a closure be initiated or otherwise signaled. There on a pilot tone from the encoder an ID number encrypted by the load telegram must be issued, the recipient may be the failure of such also notice.
Funktionsprinzipprinciple of operation
Ein
Oszillator (der auch als VCO ausgeführt sein kann) erzeugt die Übertragungsgrundfrequenz
(typisch einige 100kHz). Eine Steuerung sorgt dafür, dass über einen
Mischer (ASK/FSK o.ä.)
zunächst
die Pilottöne
selektiv, oder zyklisch ggf. in unregelmäßigen Abständen ausgegeben werden. Bei
Annäherung
an einen Empfänger
erzeugt dieser ein Belastungstelegramm (z.B. durch Kurzschluß von Rb),
was alternierende Spannungsabfälle
am Widerstand Rx des Gebers zur Folge hat. Diese können z.B. über einen
Differenzverstärker
der Steuerung zugeführt
werden. Diese dekodiert das Belastungstelegramm und verschlüsselt den
zu übertragenden
Code des Gebers entsprechend. Das Resultat wird wiederum über den
Mischer ausgegeben, vom Empfänger
verstärkt,
dekodiert und einer Codeauswertung zugeführt. Beim Empfänger können Bauteile oder
Komponenten in einem stromsparenden Zustand verbleiben, bis ein
Pilotton empfangen wurde. Damit ist auf einfache Weise und mit geringem
Aufwand ein komfortables und sicheres Dialogsystem mit vielen Vorteilen realisierbar
(s.
Eine erste bevorzugte AusführungA first preferred embodiment
Überall, wo eine sichere Identifikation innerhalb einer Handlung stattfinden soll (handlungsintegrierte Identifikation), können einer oder mehrere Codegeber bei einem Benutzer in Körpernähe untergebracht sein. Dies kann auf vielfältige Weise geschehen, z.B. können Chipkarten oder Schlüsselanhänger, Schmuck- oder Kleidungsstücke oder andere mitgeführte Gegenstände (Geldbörsen, Brieftaschen) Geber enthalten. Bei Annäherung eines Benutzers z.B. mit dessen Hand an einen Empfänger findet der quasi bidirektionale Dialog statt, weil ein Wechselstromkreis mit kapazitiven Koppelflächen entsteht. Nach der Übertragung identifizierender Daten kann der Empfänger bei Übereinstimmung dieser ein Signal ausgeben, welches z.B. eine elektromechanische Verriegelungseinrichtung zum Öffnen eines (Tür-) Verschlusses bewirkt. Während die zu identifizierende Handlung erfolgt, wird im Rhythmus der Pilottöne ständig ein neuer Dialog mit unterschiedlichen Belastungstelegrammen geführt Eine Entfernung vom Empfänger veranlasst diesen, automatisch einen Schließimpuls auszugeben, der intern und extern verwendet werden kann. Keyless Access-Systeme erhalten damit eine neue Qualität, weil die kapazitive Methode zwischen zwei sich annähernden Flächen arbeitet und keinen (abhörbaren) Funkbereich benötigt. Außerdem gilt die Faustregel, dass wenn ein Geber ein Belastungstelegramm erkennen und dekodieren kann, die Übertragungsqualität (Quality of Service) der kapazitiven Koppelfläche für eine sichere geberseitige Datenübertragung ausreichend ist. Diesen Vorgang wollen wir „sensitive Intelligenz" nennen. Auf dieses Basis kann eine handlungsintegrierte Identifikation neu definiert werden:
- 1. Absicht eines, mit mindestens einem Codegeber ausgestatteten Benutzers, eine identifizierbare Handlung auszuführen (z.B. das Öffnen einer verschlossenen Tür).
- 2. Annäherung (z.B. mit der Hand) an die Koppelfläche eines Empfängers, damit Aufbau eines Wechselstromkreises; die Rückführung erfolgt über parasitäre Kapazitäten.
- 3. Empfänger „erkennt" die unregelmäßigen Pilottöne
- 4. Er erzeugt ein Belastungstelegramm durch Impedanz-Änderung der Eingangstufe in einem zufälligen jedoch sinnvollen Rhythmus.
- 5. Der Geber dekodiert aus dem Belastungstelegramm BT eine Handlungsanweisung
- 6. Damit verschlüsselt
er seine Identifizierungsdaten, und wählt z.B. eine Übertragungsfrequenz,
Baudrate und Übertragungsverfahren
aus (z.B. ASK, FSK usw.) (s.
6 ) - 7. Der Geber gibt die verschlüsselten Signale aus und erzeugt anschließend wieder einen Pilotton
- 8. Der Empfänger verstärkt, dekodiert und entschlüsselt die Gebersignale
- 9. Bei Übereinstimmung einer bestimmten Codefolge wird ein Impuls ausgegeben, z.B. zum Öffnen eines Verschlussmechanismus (evtl. über ein Steuergerät).
- 10. Beim nächsten Pilotton gibt er dem Empfänger eine „OK"-Meldung und weitere Informationen über ein neues Belastungstelegramm. In dem Belastungstelegramm können Informationen enthalten sein, die vom Codegeber stammen oder durch diesen veranlasst wurden.
- 11. Wenn sich der Benutzer entfernt, bricht der Dialog ab. Der Geber generiert dann nur noch Pilottöne und der Empfänger meldet die Entfernung (z.B. Schließbefehl).
- 12. Zwischendurch „untersuchen" Geber und Empfänger ständig Ihre Umgebung nach Störungen.
- 1. Intention of a user equipped with at least one encoder to perform an identifiable action (eg opening a locked door).
- 2. approach (eg by hand) to the coupling surface of a receiver, so that construction of an AC circuit; the feedback takes place via parasitic capacitances.
- 3. Receiver "recognizes" the irregular pilot tones
- 4. It generates a load telegram by impedance-changing the input stage in a random but meaningful rhythm.
- 5. The encoder decodes an instruction from the load telegram BT
- 6. Encrypts his identification data, and selects, for example, a transmission frequency, baud rate and transmission method (eg ASK, FSK, etc.) (s.
6 ) - 7. The encoder outputs the encrypted signals and then generates a pilot tone again
- 8. The receiver amplifies, decodes and decrypts the encoder signals
- 9. If a certain code sequence matches, a pulse is output, eg to open a shutter mechanism (possibly via a control unit).
- 10. At the next pilot tone, he gives the receiver an "OK" message and further information about a new load telegram.The load telegram may contain information originating from or caused by the code transmitter.
- 11. When the user leaves, the dialogue aborts. The encoder then only generates pilot tones and the receiver reports the distance (eg closing command).
- 12. In between, the transmitter and receiver constantly "investigate" your environment for faults.
Durch das unregelmäßige Ausgeben von Pilottönen sollen Kollisionen bei Verwendung mehrerer Geber weitgehend vermieden werden. Dabei soll der Abstand der Frequenzausgabe (burst) aus einem fixen und mindestens einem zufälligen Zeitanteil bestehen, der eine bestimmte Dauer nicht überschreiten darf (sog. dirty burst).By the irregular output of pilot tones Collisions should be largely avoided when using multiple encoders become. Here is the distance of the frequency output (burst) from a fixed and at least one random Time portion that do not exceed a certain duration may (so-called dirty burst).
Beispiel einer Generierung von „dirty bursts" in der Programmiersprache „C", wobei angenommen wird, das der Geber seine Funktionen durch einen Microcontroller (oder eine vergleichbare Logik) erfüllt: Example of generating "dirty bursts" in the programming language "C", assuming that the encoder fulfills its functions by means of a microcontroller (or a similar logic):
Weitere beispielhafte AnwendungenFurther exemplary applications
Zusätzlich zu identifizierenden Informationen können von Sensoren erfasste Daten an den Empfänger übertragen werden. Etwa in der Medizintechnik ist es möglich, bioelektrische Daten (EEG, EMG, EKG usw.) sowie Puls, Temperatur(en), Atmung, Drücke (Blut, Schwellungen etc.) zu digitalisieren und im Geber z.B. zwischenzuspeichern (Logger). Bei Annäherung an einen Empfänger kann dieser über das BT z.B. Sensoren auswählen oder den Zwischenspeicher auslesen (flush). Der Geber kann als ein Art elektronisches Pflaster ausgelegt sein, welches auf eine zu untersuchende Körperstelle geklebt wird. Der Empfänger kann über sein Belastungstelegramm auch Stimulationen (z.B. elektr. Reize) auslösen. Eine Beeinträchtigung des Patienten mittels Funkwellen erfolgt nicht. Die Datenübertragung erfolgt über die Haut, nicht durch den Körper und dessen Zellen.In addition to identifying information can be detected by sensors Transfer data to the receiver become. For example, in medical technology it is possible to have bioelectrical data (EEG, EMG, ECG, etc.) as well as pulse, temperature (s), respiration, pressures (blood, Swelling, etc.) and in the transmitter e.g. cache (Logger). When approaching to a receiver can this over the BT e.g. Select sensors or read the buffer (flush). The dealer can as one Art be designed electronic patch, which on a too examining body site is glued. The recipient can over his load telegram also stimulation (eg electrical stimuli) trigger. An impairment the patient by radio waves does not occur. The data transmission over the skin, not the body and its cells.
Elektrisch abfeuerbare Waffen können benutzerabhängig funktionieren (sog. Smartguns), wenn eine solche Waffe mit einem Empfänger ausgerüstet ist. Im Belastungstelegramm können auch Angaben über den Munitionsinhalt (z.B. durch Digitalisieren der Federspannung des Magazins) und die Gebrauchsfähigkeit enthalten sein. Die Waffe funktioniert nur, wenn der Benutzer einen autorisierenden Geber mit sich führt. und die Waffe in seinen eigenen Händen hält. Dies kann Unfällen (z.B. mit Kindern) oder Missbrauch vorbeugen.electrical firing weapons can user-dependent function (so-called Smartguns), if such a weapon with a receiver equipped is. In the load telegram also information about the ammunition content (e.g., by digitizing the spring tension of the magazine) and the usability be included. The weapon only works if the user has one authoritative donor. and holding the weapon in his own hands. This can cause accidents (e.g. with children) or abuse.
Eine weitere sinnvolle Anwendung könnte die eines elektronischen Tickets sein. Dabei kann der Geber in einem nicht flüchtigem Speicher Daten vorhalten, die Aufschluss über z.B. die Nutzung geben (Gültigkeit, Preisklasse, Sitzrang usw.). Beim Betreten einer gebührenpflichtigen Einrichtung (Kino, Theater, Sport- o. Freizeitstätte, öffentliche Verkehrsmittel etc.) können über das Belastungstelegramm eines am Eingang angebrachten Empfängers (z.B. mit Koppelfolie im Fußboden) Abbuchungen vorgenommen, Leitinformationen (z.B. Sitzplatz anzeigen usw.) gegeben, oder sonstige Informationen übertragen werden.Another useful application could be that of an electronic ticket. In this case, the donor can store in a non-volatile memory data that provide information about, for example, the use (validity, price range, seat rank, etc.). When entering a chargeable institution (cinema, theater, sports or recreational facility, public transport, etc.) debits can be made via the debit telegram of a recipient attached to the entrance (eg with coupling foil in the floor), guiding information (eg Show seat etc.), or other information is transmitted.
Das quasi unidirektionales Dialogsystem ist überall da komfortabler und kostengünstiger einsetzbar, wo bisher andere drahtlose Technologien (Funk, Transponder, IR-Licht usw.) Verwendung fanden, und die entweder auf einen Dialog verzichteten und/oder nur mit erheblichen Aufwand und/oder Sicherheitsrisiken realisiert werden konnten. Eine Verbindung der unterschiedlichen Technologien ist möglich, z.B. um diese sicherer oder komfortabler zu machen.The virtually unidirectional dialogue system is everywhere because comfortable and cost-effective where other wireless technologies (radio, transponder, IR light, etc.) were used, and either on a dialogue waived and / or only with considerable effort and / or security risks could be realized. A combination of different Technologies is possible e.g. to make it safer or more comfortable.
Durch eine einfach zu realisierende rhythmische Änderung der Eingangsimpedanz des Empfängers erhält der Geber Informationen. Dies ist so nur in einem Wechselstromkreis möglich, wie er vorzugsweise bei kapazitiver Datenübertragung entsteht. Ein Dialog kann stattfinden, weil der Geber mit seinem frequenten Pilotsignal den Träger für das Belastungstelegramm des Empfängers liefert, was prinzipiell eine Amplitudenmodulation darstellt. Bei konstantem Ausgabepegel wird der Pilotton nicht belastet, vielmehr ist die rhythmische Belastung im parasitären Rückführungskreis zu detektieren. Das wiederum erschwert das unbefugte Abhören des Belastungstelegramms BT.By an easy-to-implement rhythmic change in input impedance the recipient receives the donor Information. This is possible only in an AC circuit, such as it preferably arises in capacitive data transmission. A dialogue can take place because of the encoder with its frequent pilot signal the carrier for the Load telegram of the receiver provides what in principle represents an amplitude modulation. at constant output level, the pilot tone is not charged, but rather the rhythmic load in the parasitic feedback loop must be detected. This in turn makes unauthorized listening to the load telegram more difficult BT.
Die Erfindung vereinfacht und verbilligt bidirektionale Datenübertragungssysteme und ermöglichen eine handlungsintegrierte Identifikation eines Benutzers. Damit kann das System bevorzugt in „Personal Area Networks (PAN) verwendet werden. Außerdem kann es bestehende Technologien um Komfort und/oder Sicherheitsfaktoren ergänzen.The Invention simplifies and reduces bidirectional data transmission systems and allow one action-integrated identification of a user. So that can the system prefers in "Personal Area Networks (PAN) are used. Besides, there may be existing technologies to complement comfort and / or safety factors.
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