用于控制进入权限的装置的制作方法

1.票据系统在不同的应用中已知，其中，在具有进入控制的应用(门控区域)与无进入控制的系统(在里/在外，be in/be out)之间进行区分。也可以将这两种方法组合。
2.能够实现针对特定服务和/或位置的进入的权限也被称为票据，其中，进入可以在时间上、位置上或数值上是特定的并且是个人的(不可传输的)或可传输的。票据可以典型地存储在介质上和/或作为权限存储在数据库中。
3.本发明涉及需要至少部分进入控制的应用，例如在滑雪缆车的情况中，但不限于该应用。对于滑雪缆车来说，入口通常通过机械式引导装置组织成一个或多个进入通道，其中，在每个进入通道中设置用于票据的读取装置。读取装置检测进入人员的票据、检查进入权限并且在验证为肯定之后向位于进入通道中的阻挡部输出释放信号。阻挡部可以是十字形转门、枢转门、光学信号等。


背景技术：

4.在第一代这种滑雪票系统中使用条形码票据或磁卡作为票据介质，读取装置与此对应地是用于条形码或磁条卡的插入式读取器。
5.为了消除机械式读取装置的维护需求，这些读取装置随后被无接触式rfid应答器替代，其中，lf(125khz)、hf(13.56mhz)作为rfid技术是已知的并且在最新的系统中uhf(900mhz)作为rfid技术也是已知的。
6.具有票据介质的票据系统的一般缺点是，同样需要提供票据介质和合适的票据打印机，以便组织票据销售。由于如今绝大部分的顾客/有进入权限者已经拥有智能手机，所以使用智能手机作为票据介质是有利的。这已被用于机场登机，登机票据以条形码的形式存储在智能手机中。
7.然而，在必须多次经过入口(例如在滑雪缆车上)的应用中，这种方法是不合适的。为了进入，必须从口袋中取出智能手机、调取票据并且呈现给光学读取装置。显然，所描述的滑雪服操作以及多次使用入口过于复杂。
8.也已经提出，将在智能手机中可供使用的无线电技术如nfc(near field communication，近场通信)或蓝牙用于购票。nfc所具有的几厘米作用范围过短并且因此是不方便的。
9.蓝牙是用于在2.4ghz ism频带内进行数据传输的标准化技术，并且已被开发用于使在多达10米的环境中的设备联网。蓝牙特别是用于传输音频数据。在第一蓝牙版本中电流消耗非常高，随着从版本4开始的进一步发展，这得到改进(低功耗蓝牙)。近来，低于5.x的、也提供定位功能的较新版本蓝牙也可供使用。用于定位的功能一方面不成熟，另一方面仅在非常少的智能手机型号中包含。蓝牙作为在移动数据载体(票据)与在进入通道中的读取装置之间的通信信道迄今还不能实现。对此的一个原因是由于较高的作用范围不能保证正确的人员(智能手机)的数据被读取和处理。
10.在us ps 10,163,178中描述了一种用于使用移动数据载体(智能手机)的系统，该
系统包含用于各个进入通道的读取装置，其中，每个读取装置包含蓝牙天线阵列。在用于各个进入通道的读取装置的前面设置有一个共同的具有大作用范围的蓝牙位置发送器。如果移动数据载体靠近进入控制的位置，则该移动数据载体从位置发送器接收信号并且应在连接耦合之后传输其票据数据(登记过程)。如果移动数据载体随后到达进入门，则设置在那里的蓝牙天线阵列应确定数据载体的位置。为此蓝牙天线阵列使用定向的天线波瓣并且测量所接收的场强(rssi)。如果通过位置发送器的有效性检查和通过在进入门中的天线阵列的位置检查是肯定的，则释放入口。在此描述的在进入控制中使用蓝牙的系统在实践中显示：不充分的登记能力、通过所需时间过长以及在到达进入门时不能立即进入的人员严重干扰流程。


技术实现要素：

11.因此，本发明的任务在于，能够以简单的操作实现智能手机或类似的移动介质用于门控区域中的进入控制。
12.为此，本发明从一种用于控制在进入区域中的进入权限的装置出发，该装置具有用于形成用于分开人员或物体的进入通道的引导装置并且具有带有蓝牙无线电接口的门控制器，在进入通道中阻挡机构和/或信号机构定义进入门槛，门控制器用于从移动数据载体读取进入权限，其中，在对进入权限的验证为肯定时进入控制器释放阻挡机构和/或信号机构并且因此能够实现分开通过进入门槛，并且，进入通道配置有多相天线组，该多相天线组的发射/接收天线经由天线馈电网络由蓝牙收发器模块操控，使得形成至少两个天线波瓣，所述至少两个天线波瓣沿进入方向看与进入门槛相距不同的距离。根据本发明，门控制器在空载运行中持续地经由沿进入方向看与进入门槛相距较大距离的天线波瓣发送短信号(广播事件)并且因此激活靠近的移动数据载体的蓝牙无线电接口。每个有进入权限的数据载体配置有单义的权限标识(uid或权限id)，该权限标识能经由能借助蓝牙服务激活的票据应用软件读取。门控制器经由与进入门槛相距较短距离的天线波瓣确定票据应用软件的uid并且测量由数据载体发送的信号的接收场强(rssi)。在对接收场强(rssi)的评估为肯定并且对权限(uid)的验证为肯定时，进入控制器生成用于阻挡机构和/或信号机构的释放信号。
13.本发明基于如下认识：为了实现最佳起作用的系统，不仅需要对所读取的数据载体进行精确的位置确定，而且首先还必须将系统中的时间流程与进入人员的预期行为相协调。如果进入门在到达时未被直接释放，则这导致极端的流程干扰直至完全混淆。
14.在外部只能非常受限地干预蓝牙的通信过程，并且用于发起通信步骤的时间区段在很大程度上由运行系统预先给定。根据本发明的装置及其流程确保了实用的与进入人员的期望行为相对应的功能。换句话说，门在要受控制人员到达进入门槛之前打开。
15.替代地，蓝牙发射接收器从来自对天线组的三角测量值的评估的位置信息中确定释放条件。
16.一个优选的实施方式的特征在于，蓝牙天线阵列包括至少两个并且优选四个天线模块，所述天线模块沿进入方向看以彼此间相距波长的λ/2的距离布置，其中，借助转换开关和移相器能产生在天线网络的输入端与天线模块之间定向的天线波瓣。
17.蓝牙收发器以多路复用的方式操控转换开关和移相器，并且对天线波瓣施加具有
单义标识的询问信号。
18.有利地，所述引导装置限定宽度低于一米、优选为60cm的进入通道，并且在进入通道的至少一侧，蓝牙天线组设置在进入门槛直接前方、优选设置在进入门槛前方一米之内。天线组至少由两个、优选四个天线元件构成，这些天线元件沿进入方向看彼此间具有蓝牙频率的波长的λ/2的中心距离，并且用于给天线元件馈电的天线馈电网络在进入门槛前方一米内产生两个定向的天线波瓣，其中的第一个天线波瓣较靠近进入门槛，而其中的第二个天线波瓣沿进入方向看与进入门槛相距较大距离。
附图说明
19.下面借助实施例并且参照附图详细描述本发明。图1示出用于控制滑雪缆车上的进入权限的进入通道的斜视图，图2示出进入通道的设计方案的示意性俯视图，图3示出沿进入方向看的前视图，图4示出具有重要电路元件的框图，并且图5示出天线馈电网络的框图。
具体实施方式
20.蓝牙技术的一般特性例如在“https:/en.wikipedia.org/wiki/bluetooth_low_energy”中进行了描述。蓝牙是一种在2.4ghz ism频带的标准化无线电传输方法，利用其能够将在10米的环境中的各设备联网。在下面的描述中假设已知标准蓝牙方法的通信过程，但不限于这一术语下已知的方法。本发明也可应用于类似的无线电通信方法。
21.每个移动数据载体1配置有能在蓝牙下激活的票据应用软件(程序模块)和能经由其读取的权限id。权限id可以是系统中单义的号码，该号码参照实际的权限数据，如有效位置、有效时间段、权限有效值亦或有效人员数据。权限id还可以直接包含这些权限数据中的一些或全部。
22.在图1中以斜视图示出进入通道，其中，在此以箭头7象征表示进入方向。进入通道7在两侧通过设备支柱10和11被限制在大约60cm的宽度中，从而仅分别可以进入一个人员。可电动枢转的阻挡臂12、13在闭合状态下(也参见图2)形成进入门槛3。在进入门槛3前方的空间是等待或检查区域，在门槛后方的空间应仅能以有效的进入权限到达。针对这种结构的其它细节例如在ep1990777中描述。在这里所示的状态下，滑雪者20直接位于进入门槛3前方，其进入权限存储在具有蓝牙接口的智能手机1中。该布置应确保分开进入，也就是说不应控制排队中的第二个人员的数据来代替直接在进入门槛3前方的滑雪者20的数据。
23.如下面还要解释的那样，智能手机1经由其蓝牙接口和在进入通道7中的发射/接收天线2连接。检查进入权限并且在验证为肯定的情况下阻挡臂12、13沿进入方向枢转并且释放进入通道7。滑雪者20经过进入门槛3，且阻挡臂12、13紧随其后。通过在进入通道7中的在此未示出的光栅来触发关闭。
24.在图2中示出用于人员的进入通道7的俯视图。进入通道为60cm宽并且在两侧由机械式引导装置构成，在所示情况下由左侧的设备支柱10和右侧的设备支柱11构成。设备支柱10和11分别承载在此未详细示出的用于阻挡臂12和13的驱动装置，所述阻挡臂在所示出的关闭状态下形成进入门槛3。沿进入方向7看，在进入门槛3前方的区域是用于检查和验证进入权限的等待区域。如果权限被验证为肯定的，则阻挡臂12、13沿进入方向枢转，在图中
该运动通过虚线箭头象征表示。
25.左边的设备支柱10具有带有蓝牙多相天线组2的天线载体板14，所述蓝牙多相天线组以直至一米的距离布置在进入门槛3前方。该蓝牙多相天线组2产生定向的两个天线波瓣，所述两个天线波瓣中的第一天线波瓣5在进入门槛3直接前方构成。第二天线波瓣6沿进入方向看与进入门槛3相距较大的距离。
26.图3以沿进入方向的前视图示出该装置。设备支柱12、13在此不是悬挂地安装，而是固定在地面上。此外，在图3中示出一种变型方案，在该变型方案中，右边的设备支柱11也具有蓝牙多相天线组2。这种镜像设计方案可以是有利的，以便能够更容易地检测在用户20的右侧身体上携带的智能手机1。
27.用户20(在根据图1的示例中为滑雪者)具有智能手机1并且能够舒适地在身体上的口袋中携带该智能手机。在智能手机1中安装能经由uuid(universal unique identifier，通用唯一标识符)唯一明确地识别的票据应用程序(程序应用)。该uuid配置有进入权限(票据)。进入权限的参数(亦即时间上的、位置上的、个人的、价值的限制)在此可以直接存储在应用程序中，或者这些参数配置给数据库中的uuid并且可以从那里调用以进行验证。
28.图4示出对于本发明重要的电路元件的框图。进入控制功能由进入控制器9监控和控制。进入控制器9与蓝牙收发器8连接，该蓝牙收发器包含用于蓝牙通信的发射和接收放大器。对于该功能重要的是对无线电信号的场强、即rssi(接收信号强度指示器)的评估。所述信号是智能手机1相对于进入门槛3的距离的指示器。
29.蓝牙收发器8经由天线馈电网络4操控天线组2。天线馈电网络4和天线组2构造成，使得产生至少两个定向的天线波瓣5和6。第一天线波瓣5沿进入方向看在进入门槛3直接前方的区域中示出。第二天线波瓣6定向为，使得其与第一天线波瓣5相比沿进入方向看在进入门槛3前方具有更大的距离。
30.在等待位置中关闭阻挡机构/信号机构21。蓝牙收发器8持续地产生所谓的广播事件并且经由天线波瓣6发送所述广播事件，该天线波瓣与进入门槛3相距较大的距离。如果现在一个人员运动到等待位置中、即朝进入门槛3的方向运动，则其智能手机1经由蓝牙接口(22)接收所述无线电信号并且激活通信准备。
31.如果人员(20)继续朝进入门槛3的方向运动，则智能手机1到达天线波瓣5的接收区域中并且门控制器9调取有效数据，其方式为智能手机1的票据应用程序传输权限id。如果有效性数据与相应进入的预定准则相对应，则进入权限被认为是有效的。
32.附加地，门控制器9评估由智能手机1发送的且经由天线波瓣5接收的信号的场强(rssi)，并且由此形成人员(20)、数据载体(1)直接靠近进入门槛(3)的准则。
33.智能手机1或其用户20现在位于进入门槛3直接前方。如果两个检查都是肯定的，进入权限被验证为肯定的并且位置确定被验证为肯定，则进入控制器9向信号机构或阻挡机构21的控制装置20发送释放信号，并且等待下一次询问，直到人员20已经经过进入门槛3。
34.原则上，逻辑操作可以自由地配置给电路元件。例如，可以通过查询系统的数据库来进行验证，在这种情况下，有效性数据例如存储在主机中。然而，通过安装在智能手机中的应用软件经由蓝牙接口传输有效性参数，所述检查还可以在本地进行，或者该应用程序
通过确定其进入参数对于进入部位(进入号码)的地点是否有效来进行自主和内部的检查。
35.图5示出与蓝牙天线阵列2的元件连接的天线馈电网络4。天线组2使用四个圆形的贴片天线30、30’、30”、30
’”
，这些贴片天线沿进入方向看相互间分别具有蓝牙频率的波长的λ/2的距离。贴片天线30经由90
°
混合分配器32操控，所述混合分配器以50欧姆电阻34结束。位于外部的贴片天线30和30
’”
分别连接有6db的阻尼元件33和33
’”
以便能够抑制旁瓣。具有输出端a、b、c的3重转换器37形成天线馈电网络4的输入端。输出端37a与2重转换器35a连接，输出端37c与2重转换器35b连接，输出端37b与功率分配器36连接。
36.功率分配器36具有4个输出端a、b、c、d和两个状态。在第一状态下，在输出端a至d上的相位分别偏移 90
°
，在第二状态下分别偏移-90
°
。输出端36a操控贴片天线30，输出端36d操控贴片天线30
’”
。输出端36b和36c可以通过转换开关35a和35b与位于内部的贴片天线30’和30”连接。
37.在此示出的天线网络可以发射圆形偏振电磁波，以便建立与智能手机的位置无关的耦合。
38.通过将功率分配器36从第一状态变换到其第二状态，产生两个定向的天线波瓣5和6。经由转换开关35a和35b可以附加地将内部的贴片天线30’和30”直接与转换开关37连接。因此，天线网络能够实现除了在使用定向的天线波瓣5、6的情况下确定位置之外也考虑在所述天线处的信号的相位差。