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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein tragbares Objekt, insbesondere
ein Zeitmessgerät,
mit einem Gehäuse,
dem ein elektronisches Modul zugeordnet ist, das die kontaktlose
und drahtlose Kommunikation zwischen dem tragbaren Objekt und einem dazu
vorgesehenen externen Endgerät
ermöglichen soll.
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Die
vorliegende Erfindung zielt auf eine Mehrzahl von Situationen oder
Orten ab, wo beispielsweise kontrolliert wird, ob eine Person ein
gebührenpflichtiges
oder nicht gebührenpflichtiges
Zugangsrecht besitzt.
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Die
Erfindung zielt insbesondere auf die Systeme zum Kontrollieren des
Zugangs zu industriellen Orten (Forschungs- und Entwicklungslabors,
Produktionseinheiten usw.) und zu öffentlichen Gebäuden (Stadien,
Museen, Kinos oder dergleichen) ab, in denen das tragbare Objekt
durch seinen Inhaber einer Kontrollvorrichtung präsentiert
wird, die den Zugang zum Ort oder zum Gebäude nur dann gestattet, wenn die
im von der Person getragenen Objekt gespeicherte Information einer
Zugangsberechtigung, der Bezahlung eines ausreichenden Betrags oder
auch einem korrekten Gültigkeitsgrenzdatum
entspricht.
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Es
sind Zugangskontrollsysteme bekannt, die Karten einsetzen, die mit
einem Magnetstreifen versehen sind und die in den Schlitz eines
Zugangskontrollendgeräts
eingeführt
werden können,
in dessen Innerem die vom Magnetstreifen getragenen Informationen
gelesen werden. Wenn diese Informationen erkannt werden, wird eine
Zugangsberechtigung geliefert und neue Informationen können auf
den Magnetstreifen eingetragen werden.
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Die
Zugangskontrollsysteme mit Magnetkarte sind jedoch manchmal eine
wenig leichte Verwendung, insbesondere auf Grund der Enge des Schlitzes,
in den die Karte für
das genaue Lesen ihres Inhalts eingesetzt werden muss. Wenn ein
Zugangskontrollsystem mit Magnetkarte an bestimmten Anlagen wie
beispielsweise Skiliften in den Wintersportstationen verwendet wird,
erweist sich folglich die Handhabung der Magnetkarte durch Anwender,
deren Hände
nicht frei sind, als besonders langsam und unpraktisch. Andererseits
ruft die wiederholte Einführung
der Karte in den Schlitz des Endgeräts den Verschleiß des Magnetstreifens
hervor, auf dem die Nutzinformationen gespeichert sind.
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Um
diesen Nachteil zu beseitigen, wurde ein System zur automatischen
Kontrolle und Identifikation von Objekten vorgeschlagen, in dem
ein tragbares Objekt in einem Gehäuse ein elektronisches Modul enthält, das
insbesondere einen Speicher zur Aufzeichnung von Nutzinformationen
wie eines Identifikationscodes, eine Sende- und Empfangsvorrichtung für Funksignale
und eine Antenne, die elektrisch mit der Sende/Empfangs-Vorrichtung
verbunden ist, umfasst. In diesem System zur Kontrolle von Objekten ist
die Sende/Empfangs-Vorrichtung in der Lage, wenn sie mit einem dazu
vorgesehenen externen Endgerät
gekoppelt wird, Funksignale auszusenden, die dem Lesen der in der
Speicherschaltung aufgezeichneten Informationen entsprechen, und
gegebenenfalls Funksignale für
das erneute Eintragen von neuen Nutzinformationen in diese Speicherschaltung zu
empfangen. Wenn das externe Endgerät ein Abfragesignal aussendet,
führt die
Erfassung dieses Signals durch das tragbare Objekt folglich zur Übertragung
beispielsweise eines Identifikationscodes dieses Objekts, was anschließend ermöglicht,
dass das Endgerät
dieses Objekt identifiziert und folglich die Identität seines
Trägers
kontrolliert.
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Das
obige System zur automatischen Identifikation von Objekten schafft
zahlreiche Vorteile.
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Die
gebührenpflichtigen
oder nicht gebührenpflichtigen
Zugangskontrollen werden leichter und schneller gemacht. Die zur
Identifikation erforderlichen Informationen oder dergleichen werden
nämlich kontaktlos
und drahtlos in den Speicher geschrieben und aus diesem gelesen.
Der Vorgang der mechanischen Einführung einer Karte in den Schlitz
eines Lesers, der häufig
durch die Umstände
schwierig gemacht wird, wird folglich beispielsweise unterdrückt. Andererseits
ist dieses System vollständig
passiv, d. h., dass es keine eigene Energiequelle benötigt. Die für seinen
Betrieb erforderliche Energie wird von den elektromagnetischen Wellen
geliefert, die das Endgerät
für die
Identifikation des Objekts aussendet.
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Derzeit
schlagen jedoch die verschiedenen auf dem Markt befindlichen Hersteller
kontaktlose Kontrollsysteme für
Objekte vor, die sich voneinander insbesondere durch die Struktur
der elektronischen Module unterscheiden, die in den zu kontrollierenden Objekten
verwendet werden, was diese Systeme untereinander vollständig inkompatibel
macht. Der Anwender befindet sich folglich unter dem Zwang, für jeden
gesuchten Dienst, beispielsweise für die Skilifte mehrerer Skistationen,
für das Öffnen der
Tür eines Zimmers
eines Hotels wie für
die Bezahlungen an der Bar von diesem, das Objekt zu erwerben, das
ihm entspricht. Es ist leicht zu verstehen, dass eine derartige
Situation für
den Anwender wenig praktisch ist. Sie multipliziert die Anzahl von
tragbaren Objekten, erhöht
die Risiken für einen
Diebstahl, einen Verlust oder das Vergessen dieser Objekte und führt zu einer beträchtlichen
Steigerung der Kosten.
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Aus
der deutschen Patentanmeldung DE-A-3740794 ist eine elektronische
Armbanduhr bekannt, die die interaktive Kommunikation mit anderen
Systemen wie etwa einer Bank gestattet. Genauer beschreibt dieses
Dokument ein System zur Steuerung und Speicherung von persönlichen
Daten, das in einem Uhrgehäuse
enthalten ist und das für
die Kommunikation mit anderen Systemen verwendet werden kann. Typischerweise
kann die Einheit mit dem Banksystem kommunizieren und ersetzt die Kreditkarten
oder Bankkarten. Die Einheit umfasst Eingabe/Ausgabe-Mittel beispielsweise
des optoelektronischen oder elektroakustischen Typs. Eine Miniaturtastatur
ermöglicht
es, Befehle zur Übertragung von
Informationen einzugeben. Die Einheit umfasst einen Mikroprozessor,
um die Interpretation von codierten Informationen zu ermöglichen.
Weder beschreibt noch schlägt
dieses Dokument Mittel zur Auswahl und Aktivierung von Funktionen
zum Austausch von Daten, die bei verschiedenen Frequenzen arbeiten,
vor.
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Die
vorliegende Erfindung hat das Ziel, die vorstehend beschriebenen
Probleme und Nachteile zu beseitigen, indem sie ein tragbares Objekt,
insbesondere eine Armbanduhr, vorschlägt, das es ermöglicht,
persönlich
und gleichzeitig mehrere verschiedene Dienste auszuwählen.
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Dazu
betrifft die Erfindung ein tragbares Objekt für kontaktlose Zugangskontrollsysteme
mit einem Gehäuse,
dem mindestens eine Antenne zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse
mindestens zwei verschiedene elektronische Module umfasst, wobei
jedes elektronische Modul den Zugang zu einem besonderen Dienst
ermöglicht, wobei
das tragbare Objekt andererseits Mittel zur Auswahl und Aktivierung
von einem der elektronischen Module in Abhängigkeit von dem vom Anwender
gewünschten
Dienst umfasst.
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Durch
die Merkmale der vorliegenden Erfindung kann der Anwender gleichzeitig
und mit einer großen
Leichtigkeit auf mehrere verschiedene Dienste, beispielsweise Zugang
zu Skiliften von mehreren Wintersportstationen, Öffnen der Tür eines Hotelzimmers, Bezahlung
eines Kinoplatzes und dergleichen, mit Hilfe eines einzigen tragbaren
Objekts zugreifen. Die Risiken für
einen Verlust, einen Diebstahl oder das Vergessen des Objekts sind
minimiert und die Kosten verringert.
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Gemäß einem
vorteilhaften Merkmal der Erfindung steuern die Mittel zur Auswahl
und Aktivierung die Verlagerung eines elektrischen Kontaktteils für das Schließen des
Stromkreises von jedem der elektronischen Module, das dem vom Anwender
gesuchten Dienst entspricht.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher
beim Lesen der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung, die
nur zur Erläuterung
und nicht zur Beschränkung
gegeben wird, wobei diese Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
durchgeführt
wird, in denen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Armbanduhr mit Mitteln
zur Auswahl und Aktivierung der elektronischen Module ist;
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2 ein
Schaltplan der Verbindung der elektronischen Module entsprechend
verschiedenen gewünschten
Diensten ist, in dem das elektrische Kontaktteil dargestellt ist,
das das Schließen
oder Öffnen
des Stromkreises dieser Module ermöglicht, und
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3 eine
schematische Darstellung der verschiedenen Funktionsblöcke ist,
die ein elektronisches Modul bilden.
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Es
ist ab jetzt zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf
spezielle Frequenzbereiche für
die in das Gehäuse
integrierten Antennen begrenzt ist und auch nicht auf spezielle
Dienste begrenzt ist. Obwohl die folgende Beschreibung Uhrenteile,
insbesondere eine Armbanduhr betrifft, ist die vorliegende Erfindung
andererseits nicht auf derartige Teile begrenzt und kann leicht
für jedes
andere tragbare Objekt gelten, in dem mindestens zwei elektronische
Module angeordnet sind, die den Empfang und das Senden von Funksignalen
ermöglichen,
die dem Lesen von Informationen, die in einer Speicherschaltung
aufgezeichnet sind, und gegebenenfalls dem erneuten Eintragen von
neuen Nutzinformationen in diese Speicherschaltung entsprechen.
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Zuallererst
wird auf 1 Bezug genommen, in der ein
Uhrenteil gemäß der Erfindung
dargestellt ist, das in seiner Gesamtheit mit dem allgemeinen Bezugszeichen 1 bezeichnet
ist.
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Das
Uhrenteil 1 umfasst in klassischer Weise ein Gehäuse 2,
das beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial gemäß einem
gut bekannten Spritzverfahren hergestellt wird.
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Das
Uhrenteil 1 umfasst außerdem
ein Uhrwerk (nicht dargestellt), das im Inneren des Gehäuses 2 aufgenommen
ist und mit Zeigern 4, 6 und 8 gekoppelt
ist, die einen Stundenzeiger, einen Minutenzeiger bzw. einen Sekundenzeiger
bilden.
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Das
Uhrenteil 1 ist mittels eines Glases 10 und einer
Lünette 12 dicht
gemacht. Diese letztere ist fest am Gehäuse 2 montiert, beispielsweise
durch Kleben oder durch Ultraschallschweißen.
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Das
Gehäuse 2 umfasst
eine Wandung 14, die insbesondere eine Aufziehkrone 16 trägt, beispielsweise
um das Uhrwerk des Uhrenteils 1 aufzuziehen oder um die
Anzeige der Zeiger 4, 6 und 8 zu regeln.
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Die
Stränge 18 und 20 eines
Armbandes (nicht dargestellt) sind an der Wandung 14 des
Gehäuses 2 befestigt.
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Gemäß der Erfindung
trägt die
Wandung 14 des Gehäuses 2 außer der
Aufziehkrone 16 Mittel 22 zur Auswahl und Aktivierung
des gewünschten Dienstes.
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In
dem in 1 dargestellten Beispiel liegen diese Mittel 22 zur
Auswahl und Aktivierung in Form eines Umschalters 24 vor,
der manuell betätigbar
ist und sich in einer Rinnenführung 26 gleitend
verlagert, die in der Wandung 14 des Gehäuses 2 entgegengesetzt
zur Aufziehkrone 16 ausgebildet ist.
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Der
Umschalter 24 kann beispielsweise zwischen drei verschiedenen
Positionen verlagert werden, die mit den alphabetischen Bezugszeichen
A, B und C in 1 bezeichnet sind. Jede dieser
drei Positionen A, B und C entspricht der Auswahl und der Aktivierung
eines speziellen Dienstes, beispielsweise dem Zugang zu Skiliften
einer Wintersportstation, der Entriegelung des Zimmers einer Hoteltür oder durchaus
auch der Bezahlung eines Kinoplatzes. Um die Aufgabe des Anwenders
zu vereinfachen und ihm zu ermöglichen,
den Dienst, den er wünscht,
schnell auszuwählen,
kann beispielsweise auf dem Glas 10 des Uhrenteils 1 ein
Code oder eine Angabe eingraviert werden, der/die es ermöglicht visuell
zu identifizieren, welchem Dienst die Position des Umschalters 24,
die er gewählt
hat, entspricht.
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Es
ist selbstverständlich,
dass die vorliegende Erfindung nicht auf eine gegebene Anzahl von Diensten
und auch nicht auf einen bestimmten Typ von Diensten (Ski, Hotel,
Kino, Banktransaktionen oder dergleichen) begrenzt ist. Andererseits
kann man sich vorstellen, den Auswahl- und Aktivierungsmitteln 22 eine
andere Form als die eines Umschalters 24 zu geben. Insbesondere
kann es sich um eine Drückerkrone
handeln. Ebenso kann in Erwägung gezogen
werden, den Code oder die Angabe, der/die es ermöglicht, den gewählten Dienst
zu identifizieren, mittels einer elektrooptischen Anzeigezelle anzuzeigen.
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Die
Verlagerung des Umschalters 24 von der einen seiner Auswahl-/Aktivierungspositionen
A, B oder C in die folgende oder vorangehende Position ruft die
entsprechende Verlagerung eines elektrischen Kontaktteils 26 (2)
hervor, was zum Schließen
des Stromkreises von jenem der drei elektronischen Module 28, 30 oder 32 führt, das
dem mittels des Umschalters 24 ausgewählten Dienst entspricht.
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Genauer
sind die drei elektronischen Module 28, 30 und 32 im
Gehäuse 2 des
Uhrenteils 1 aufgenommen. Wie gut verstanden wurde, entspricht
jedes Modul 28, 30 oder 32 einem speziellen
Dienst und ist in einen unabhängigen
elektrischen Stromkreis 34, 36 bzw. 38 eingefügt. Wie
aus 2 hervorgeht, befinden sich diese elektrischen
Stromkreise 34, 36 und 38 normalerweise
im offenen Zustand. Nur die Verlagerung des Umschalters 24 von
einer der Positionen A, B oder C in die folgende oder vorangehende
Position kann die Verlagerung des elektrischen Kontaktteils 26 steuern,
das dann den Stromkreis 34, 36 oder 38 elektrisch
schließt,
in den das elektronische Modul 28, 30 bzw. 32,
das dem gewählten
Dienst entspricht, eingefügt
ist. Wenn der Stromkreis 34, 36 oder 38 durch
das Kontaktteil 26 elektrisch geschlossen wird, wird die
für den
Betrieb des entsprechenden elektronischen Moduls 28, 30 oder 32 erforderliche
Energie durch die elektromagnetischen Wellen geliefert, die das
externe Kontrollendgerät
aussendet, das für
die Identifikation des Uhrenteils 1 vorgesehen ist.
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Das
elektronische Modul 28 ist mit einer ersten Antenne 40 elektrisch
verbunden, deren Resonanzfrequenz auf 125 kHz eingestellt sein kann.
Diese Frequenz ist besonders gut an die Dienste angepasst, die weder
eine große
Sicherheit bei den Transaktionen zwischen dem tragbaren Objekt und
dem externen Kontrollendgerät
(beispielsweise Skilifte) noch große Datenaustauschflüsse benötigen. Vorteilhafterweise
kann das tragbare Objekt vom externen Kontrollendgerät bei der
Transaktion ziemlich entfernt sein, typischerweise in der Größenordnung
von 20 bis 50 cm.
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Immer
nur zur Erläuterung
sind die elektronischen Module 30 und 32 mit einer
zweiten Antenne 42 elektrisch parallel geschaltet, deren
Resonanzfrequenz auf 13,56 MHz festgelegt werden kann. Diese Frequenz
ist an die Dienste gut angepasst, die eine große Transaktionssicherheit benötigen (insbesondere
Banktransaktionen) und große
Datenaustauschvorgänge
implizieren.
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Es
ist selbstverständlich,
dass die vorliegende Erfindung nicht auf spezielle Frequenzen begrenzt
ist und dass so viele Antennen vorgesehen sein kön nen, wie elektronische Module
im Gehäuse des
tragbaren Objekts existieren. Andererseits kann auch vorgesehen
werden, die elektronischen Module 28, 30, 32 und
ihre Antennen 40, 42 beispielsweise in der Lünette 12 des
Gehäuses 2 aufzunehmen.
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Als
Beispiel kann das elektronische Modul 28, das mit der Antenne 40 elektrisch
verbunden ist, deren Resonanzfrequenz auf 125 kHz festgelegt ist, aus
einer integrierten Schaltung gebildet sein, die von der Gesellschaft
EM Microelectronic SA in Marin, Schweiz, unter der Referenz V4050
vertrieben wird. Trotzdem ist zu verstehen, dass gemäß der Erfindung
alle elektronischen Module, die von den verschiedenen Herstellern
stammen, die sich derzeit auf dem Markt befinden, dem Gehäuse 2 des
Uhrenteils 1 zugeordnet sein können.
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Nun
werden mit Bezug auf 3 die verschiedenen Funktionsblöcke, die
eine derartige integrierte Schaltung bilden, untersucht.
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Die
Antenne 40 ist mit einem Wechselstrom/Gleichstrom-Umsetzer
CONV elektrisch verbunden, der die von der Antenne 40 aufgefangene elektromagnetische
Wechselstrahlung in eine interne Gleichspannung zur Versorgung der
integrierten Schaltung transformiert.
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Eine
Leistungssteuervorrichtung POW stellt sicher, dass der Pegel der
internen Gleichspannung, die vom Umsetzer CONV geliefert wird, ausreicht,
um die gute Funktion der integrierten Schaltung zu ermöglichen.
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Das
von der Antenne 40 aufgefangene Signal wird auch durch
eine Datenextraktionsreihe DATA und eine Taktsignalreihe CLOCK demoduliert
und decodiert, um die Logikpegel und die interne Frequenz zu einer
Steuerlogikschaltung CTRL zu liefern.
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Die
Steuerlogikschaltung CTRL steuert die Funktion der integrierten
Schaltung. Sie schafft eine große
Betriebssicherheit für
das System insbesondere durch ein Passwort mit 32 Bits und eine
lesegeschützte
Zone für
die Organisation der Sicherheit. Jede Steuerlogikschaltung CTRL
ist einzigartig und unterscheidet sich von den anderen durch eine
Identifikationsnummer und eine Seriennummer, die mit einem Laser
in einen Speicher des Typs ROM programmiert werden.
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Die
Steuerschaltung CTRL enthält
auch einen Algorithmus, der es ermöglicht, die Transaktionen zu
codieren und folglich die Sicherheit des Systems gegenüber jeglichem
Versuch einer betrügerischen
Verwendung zu steigern. Sie stellt auch den Schutz der aufgezeichneten
Daten vor dem Lesen und Schreiben sicher. Schließlich ermöglicht die Steuerschaltung
CTRL, zwischen verschiedenen Betriebsarten der integrierten Schaltung
zu wählen,
in die sie eingebaut ist.
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Für die Aufzeichnung
von Nutzinformationen ist jede integrierte Schaltung mit einem Speicher MEM
des EEPROM-Typs mit 1 kBit versehen.
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Schließlich überträgt die elektronische Schaltung
die Informationen zum externen Kontrollendgerät in Form von Bitsignalen über eine
Codierungsvorrichtung ENC und einen Modulator MOD.
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Es
ist selbstverständlich,
dass jenseits der beschriebenen Mittel verschiedene einfache Varianten
und Modifikationen in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen.