Titel

Sicherheitssystem mit Kontrolleinrichtunq

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem zur Überwachung und/oder zur Kontrolle von Teilabschnitten in einem Überwachungsbereich mit mindestens einer Kontrolleinrichtung, welche zur Eingabe und/oder Ausgabe von Informationen und/oder Signalen in einem der Teilabschnitte ausgebildet ist, und mit einem Kommunikationsnetzwerk, welches zur Kommunikationsanbindung der mindestens einen Kontrolleinrichtung ausgebildet ist, wobei die Kontrolleinrichtung einen ersten Ethernet-Anschluss zur Kommunikation mit dem Kommunikationsnetzwerk aufweist.

Zutrittskontrollsysteme beispielsweise in Gebäuden haben die Aufgabe, die Berechtigung von Personen zu überprüfen, die das Gebäude oder Teilabschnitte davon betreten bzw. verlassen wollen. Während bei vielen Installationen nur eine Eingangskontrolle erfolgt, ist es insbesondere bei sicherheitsrelevanten Arealen üblich, Bereiche mit unterschiedlichen Zutrittsberechtigungen zu definieren. Es ist auch möglich, dass auf einem Gelände Gebäude mit verschiedenen Zutrittsberechtigungen versehen werden. Während bei einer einfachen Eingangskontrolle das Zutrittskontrollsystem lokal am Eingang positioniert sein kann, ist es bei einem Zutrittskontrollsystem mit mehreren Teilabschnitten und mit unterschiedlichen Berechtigungen notwendig, dezentral verteilte

Verifikationseinrichtungen zu positionieren. Um diese Verifikationseinrichtungen zentral steuern zu können, sind diese über ein Datennetzwerk verbunden, über das Berechtigungen initialisiert oder aktualisiert werden können und erfolgte Verifikationen übermittelt werden können. Beispielsweise offenbart die Offenlegungsschrift DE 100 012 53 A1 eine Vorrichtung zur Informationsein- und/oder -ausgäbe, die dazu dient, für eines der Anwendungsgebiete Zeitwirtschaft, Zutrittskontrolle, Sicherheitstechnik oder Haustechnik verwendet zu werden. Die Vorrichtung ist als eine einbaufähige Einheit ausgebildet und weist einen Kommunikationsbaustein auf, der die Verbindung mit einem Kommunikationsnetz herstellt. Die Kommunikation erfolgt beispielsweise über ein RS485-Netz oder ein LSN (lokales Sicherheitsnetzwerk).

Offenbarung der Erfindung

Im Rahmen der Erfindung wird ein Sicherheitssystem zur Überwachung und/oder Kontrolle von Teilabschnitten in einem Überwachungsbereich mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.

Das Sicherheitssystem ist vorzugsweise zur Umsetzung einer Zeitwirtschaft, Zutrittskontrolle, Sicherheitstechnik und/oder Haustechnik geeignet und/oder ausgebildet. Der Überwachungsbereich kann als ein Gebäude, mehrere

Gebäude oder ein Gebäudekomplex, ein Platz und/oder eine andere örtliche Umgebung ausgebildet sein. Die Teilabschnitte sind bevorzugt als Schleusenabschnitte ausgebildet, welche beispielsweise als Drehkreuze, Türen, Vereinzelungseinrichtungen oder ähnliches verkörpert sind.

Das Sicherheitssystem weist mindestens eine Kontrolleinrichtung, vorzugsweise eine Mehrzahl derartiger Kontrolleinrichtungen, auf, welche zur Eingabe und/oder Ausgabe von Informationen und/oder Signalen in einem der Teilabschnitte ausgebildet ist bzw. sind. Bei den Informationen kann es sich beispielsweise um Berechtigungsinformationen handeln, welche zum Zwecke einer Verifikation und/oder Autorisationsprüfung an die Kontrolleinrichtung übermittelt werden. Insbesondere kann es sich bei den Informationen um Berechtigungsinformationen, wie zum Beispiel den Informationen auf einer ausgelesenen Berechtigungskarte, Plakette etc., um eine eingegebene Berechtigungsinformation, wie zum Beispiel einen Code, und/oder um eine erfasste Berechtigungsinformation, wie zum Beispiel biometrische Daten handeln. Die Signale können beispielsweise als Statussignale ausgebildet sein und insbesondere den Status der Schleuse (z. B. offen/geschlossen/gestört) und/oder die Aktivität der Schleuse (z. B. aktiv/passiv) betreffen. Besonders bevorzugt umfassen die Signale Steuerungssignale zum Öffnen und Schließen der Schleuse.

Das Sicherheitssystem umfasst ein Kommunikationsnetzwerk, welches zur Kommunikationsanbindung der mindestens einen Kontrolleinrichtung, insbesondere mittels Austausch von Kommunikationssignalen, ausgebildet ist, so dass die Kontrolleinrichtung über das Kommunikationsnetzwerk die

Informationen und/oder die Signale oder andere Daten austauschen kann. Die Kommunikationssignale sind vorzugsweise als Ethernet- Datenübertragungsblöcke und/oder als digitale Signale ausgebildet.

Die Kontrolleinrichtung weist einen ersten Ethernet-Anschluss zur

Kommunikation mit dem Kommunikationsnetzwerk auf. Der Ethernet-Anschluss ist vorzugsweise als ein 10 Mbit/s-, 100 Mbit/s-, 1 Gigabit/s- oder 10 Gigabit/s- Ethernet-Anschluss, insbesondere als ein Fast Ethernet-Anschluss realisiert. Vorzugsweise ist der Ethernet-Anschluss über den Standard IEEE 802.3 definiert.

Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Kontrolleinrichtung mindestens einen zweiten Ethernet-Anschluss zur Kommunikation mit dem Kommunikationsnetzwerk aufweist. Der zweite Ethernet-Anschluss ist vorzugsweise unter dem gleichen Standard wie der erste Ethernet-Anschluss und/oder baugleich und/oder funktionsgleich realisiert.

Ein möglicher Vorteil der Erfindung ist es, dass über den verdoppelten Ethernet- Anschluss eine redundante Anbindung der Kontrolleinrichtung an das Kommunikationsnetzwerk möglich ist. Insbesondere können sowohl der erste als auch der zweite Ethernet-Anschluss unabhängig vom Funktionsstatus des jeweils anderen Ethernet-Anschlusses betrieben werden. Mit der erfindungsgemäßen Modifikation wird erreicht, dass die Kontrolleinrichtung auch dann funktionsbereit bleibt, wenn eine Zuleitung zu einem der zwei Ethernet- Anschlüsse unterbrochen oder gestört ist. Dabei ist es als besonders vorteilhaft anzusehen, dass beide Netzwerkanschlüsse auf dem gleichen Standard basieren können, so dass bei der Projektierung, Montage und Inbetriebnahme nur auf die Besonderheiten eines einzigen Standards, zum Beispiel hinsichtlich der freien Kabellänge, Schirmung etc., Rücksicht genommen werden muss.

In der allgemeinsten Ausführungsform ist es vorstellbar, dass die

Kontrolleinrichtung lokal mit einer Versorgungsspannung, z.B. über ein eigenes Netzteil oder eine Zuleitung versorgt ist. Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der erste und/oder der zweite Ethernet- Anschluss jedoch so ausgebildet, dass neben den Kommunikationssignalen eine Versorgungsspannung zur Versorgung der Kontrolleinrichtung übertragbar ist.

Diese Art der Übertragung der Versorgungsspannung kann in vielen Ausführungsformen auch als PoE (Power over Ethernet) bezeichnet werden. Der Vorteil dieser Ergänzung liegt darin, dass die Kontrolleinrichtung weder eine autarke Versorgungsspannung noch zusätzliche Kabel zur Heranführung einer Versorgungsspannung aufweisen muss.

Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist neben den Kommunikationssignalen des Ethernets in dem ersten und/oder in dem zweiten Ethernet-Anschluss ein vorzugsweise analoges Zusatzsignal übertragbar. Ähnlich wie bei der Versorgungsspannung zeigt sich hier der Vorteil, das ohne zusätzlichen Verkabelungsaufwand ein ergänzendes Signal übertragen werden kann.

Besonders bevorzugt ist das Zusatzsignal als ein Alarmsignal, insbesondere als ein Feueralarmsignal, ausgebildet. Aus sicherheitstechnischen Gründen ist es in vielen Ländern nicht erlaubt, Alarmsignale, insbesondere Feueralarmsignale, softwaretechnisch im normalen Kommunikationsdatenstrom zu übertragen. Statt dessen ist es vorgeschrieben, das Alarmsignal als ein separates, vorzugsweise analoges, Signal zu übertragen. Dadurch, dass erster und/oder zweiter Ethernet- Anschluss zur Übertragung des Zusatzsignals ausgebildet ist bzw. sind, können die bereits vorhandenen Kabel des Ethernet auch zur Übertragung des Zusatzsignals genutzt werden.

Besonders bevorzugt ist die Kontrolleinrichtung über die Ethernet-Anschlüsse mittels mehr-, insbesondere achtadriger Netzwerkkabel mit dem

Kommunikationsnetzwerk verbunden. Diese Netzwerkkabel weisen vorzugsweise vier Twisted-Pair-Kabel mit insgesamt acht Adern auf, wobei zur Übertragung der Ethernet-Kommunikation nur vier oder sechs Adern genutzt werden. Die verbleibenden vier oder zwei Adern können dagegen zur Übertragung der Versorgungsspannung und/oder des Alarmsignals eingesetzt werden. Damit können für die Verkabelung der Kommunikationseinrichtung handelsübliche, günstig verfügbare und qualitativ hochwertige Netzwerkkabel eingesetzt werden und trotzdem zugleich die Versorgungsspannung bzw. das Zusatzsignal übertragen werden.

Besonders bevorzugt weisen die Ethernet-Anschlüsse Buchsen auf, welche für achtpolige (8P8C) Modularstecker, insbesondere „RJ-45", ausgebildet sind. Die Modularstecker können ungeschirmt, jedoch bevorzugt geschirmt, ausgebildet sein.

Bei einer möglichen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die

Kontrolleinrichtung ausgebildet ist, das Zusatzsignal und/oder die Versorgungsspannung in Adern der Netzwerkkabel zu übertragen, die bei der Ethernet-Kommunikation genutzt werden. Diese Modifikation hat den möglichen Vorteil, dass in einem einzigen Netzwerkkabel sowohl die Versorgungsspannung als auch das Zusatzsignal übertragen werden kann. Vorzugsweise weisen beide

Netzwerkkabel, welche mit den zwei Ethernet-Anschlüssen verschaltet sind, diese Funktionalität auf. Auf diese Weise wird ein vollständig redundantes System gebildet, wobei sowohl die Ethernet-Kommunikation, die Versorgungsspannung und das Zusatzsignal redundant übertragen werden.

Bei der Topologie des Kommunikationsnetzwerkes kann es optional vorgesehen sein, dass zwei unterschiedliche Netzwerkbereiche gebildet werden, welche unabhängig voneinander funktionieren, wobei jeweils ein Netzwerkbereich einem der Ethernet-Anschlüsse zugeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform werden nicht nur die Netzwerkkabel redundant oder teilredundant gebildet, sondern ganze Netzwerkbereiche doppelt bzw. redundant realisiert, um ein Funktionieren des Sicherheitssystems auch bei Ausfall eines Netzwerkbereiches sicher zu stellen.

Insbesondere verfügt das Kommunikationsnetzwerk über einen ersten

Mastercontroller und einen zweiten, redundanten Mastercontroller, wobei der Mastercontroller und/oder der zweite, redundante Mastercontroller beide zur Kommunikation mit der Kontrolleinrichtung ausgebildet sind. Von der Netzwerkarchitektur betrachtet, können der Mastercontroller und der redundante Mastercontroller in einem gemeinsamen Netzwerkbereich oder auch in zwei voneinander unabhängigen Netzwerkbereichen angeordnet sein.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Kontrolleinrichtung als eine Schleusen- und/oder Türkontrolleinrichtung ausgebildet, welche eine Berechtigungskontrolle bei diesen Zutrittsbereichen durchführt.

Bei einer möglichen Realisierung der Erfindung umfasst die Kontrolleinrichtung ein Bedienelement zur Eingabe eines Signals zum Öffnen der Schleuse bzw. der Tür, insbesondere einen Berührungssensor und/oder Identifikationsmarkenleser und/oder Schnittstellen zum signaltechnischen Verschalten mit dem oder einem weiteren Bedienelement bzw. Identifikationsmarkenlesers.

Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie den beigefügten Figuren. Dabei zeigen:

Figur 1 eine schematische Blockdarstellung eines Ausschnitts eines

Sicherheitssystems als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Figur 2 eine schematische Detailvergrößerung in der Figur 1 ;

Figur 3 eine schematische Blockdarstellung einer ersten möglichen Architektur eines Sicherheitssystems als ein zweites Ausführungsbeispiel der

Erfindung;

Figur 4 eine weitere Architektur eines Sicherheitssystems als ein drittes

Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Figur 5 eine schematische Darstellung einer Kontrolleinrichtung in dem Sicherheitssystem; Figur 6 eine schematische Darstellung einer weiteren Komponente in dem Sicherheitssystem der vorhergehenden Figuren.

Die Figur 1 zeigt in einer sehr schematisierten Darstellung ein Sicherheitssystem 1 , welches beispielsweise als ein Türkontrollsystem ausgebildet ist. Das

Sicherheitssystem 1 umfasst eine Mehrzahl von Kontrolleinrichtungen 2, welche zur Kontrolle von Türen oder Schleusen ausgebildet sind, um diese zu öffnen und zu schließen. Die Kontrolleinrichtungen 2 sind datentechnisch über ein Kommunikationsnetzwerk 3 angeschlossen, so dass über das Kommunikationsnetzwerk 3 Daten mit den Kontrolleinrichtungen 2 ausgetauscht werden können.

Die Kontrolleinrichtungen 2 sind als lokale Einrichtung ausgebildet, welche in Nähe der zu kontrollierenden Tür beziehungsweise Schleuse angeordnet sind. Zur Kommunikation mit dem Kommunikationsnetzwerk 3 verfügt die

Kontrolleinrichtung 2 über zwei separate Ethernet-Anschlüsse 4, welche über Ethernet-Kabel 5 mit dem Kommunikationsnetzwerk 3 verbunden sind. Die Kontrolleinrichtung 2 ist so ausgebildet, dass die Ethernet-Kabel 5 redundant verwendet werden, so dass bei Beschädigung oder Störung eines der zwei Ethernet-Kabel 5 eine Kommunikation zwischen Kontrolleinrichtung 2 und

Kommunikationsnetzwerk 3 aufrecht erhalten bleibt.

Die Figur 2 zeigt eine Detaildarstellung der Kontrolleinrichtung 2 in der Figur 1 ebenfalls in einer schematischen Darstellung. Jeder der Ethernet-Anschlüsse 4 ist mit einem Ethernet-Kabel 5 verbunden, welches acht Adern aufweist, wobei beispielsweise jeweils zwei Adern miteinander verdrillt sind. Die Buchse des Ethernet-Anschlusses 4 ist beispielsweise als J45-Anschluss ausgebildet. Die Kommunikation mit dem Kommunikationsnetzwerk 3 erfolgt dem Ethernet- Standard entsprechend digital über jeweils vier Adern 5a des Ethernet-Kabels 5. Die verbleibenden vier Kabel 5b können zur Übertragung von

Versorgungsspannung und/oder von Zusatzsignalen genutzt werden. Die Übertragung von Versorgungsspannung über die vier freien Kabel 5b ist auch als Power over Ethernet (PoE) bekannt. Alternativ oder ergänzend können auch über die vier für die Netzwerkkommunikation verwendeten Adern 5a analoge Signale und/oder Zusatzsignale übertragen werden. Hierdurch ergeben sich für jeden Ethernet-Anschluss 4 die folgenden Möglichkeiten: A: Netzwerkkommunikation und Versorgungsspannung

B: Netzwerkkommunikation und Zusatzsignal

C: Netzwerkkommunikation und Zusatzsignal und Versorgungsspannung

Je nach gewünschter Auslegung können die zwei Ethernet-Anschlüsse 4 vollständig redundant ausgebildet sein, indem diese beide gemäß der Möglichkeit A oder B oder auch C ausgebildet sind. Im Fall B würde die

Versorgungsspannung beispielsweise über eine autarke Versorgungsspannung der Kontrolleinrichtung 2 erfolgen. Alternativ ist auch ein Mischbetrieb möglich, wobei beispielsweise der erste Ethernet-Anschluss 4 gemäß Möglichkeit A und der zweite Ethernet-Anschluss 4 gemäß der Möglichkeit B betrieben wird. Prinzipiell ist auch eine Integration von weiteren Ethernet-Anschlüssen 4 in die

Kontrolleinrichtung 2 möglich.

Die Figur 3 zeigt eine erste Architektur eines Sicherheitssystems 1 in einer schematischen Blockdarstellung als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Sicherheitssystem 1 kann in drei Ebenen oder Schichten unterteilt werden, wobei eine erste Schicht I einen Datenmanagementserver 6 (DMS) umfasst, welcher beispielsweise als ein Personalcomputer mit einem Windowsserver-Betriebssystem und einem Datenbankmanagementsystem, wie zum Beispiel Oracle, MSSQL oder MySQL ausgebildet ist. Auf dem Server 6 werden alle Informationen für das Sicherheitssystem 1 verwaltet. Beispielsweise können über nicht dargestellte Arbeitsstationen Berechtigungen und Informationen von Identifikationsmarken eingegeben werden, welche über die Kontrolleinrichtungen 2 abgefragt bzw. geprüft werden.

In einer zweiten Schicht Il sind eine oder mehrere

Hauptzutrittskontrolleinrichtungen 7 (Main Access Controller) implementiert, welche mit den Kontrolleinrichtungen 2 kommunizieren und beispielsweise Informationen über die Position von Personen in dem Überwachungsbereich erhalten. Die Hauptzutrittskontrolleinrichtungen können beispielsweise ausgebildet sein, 64 Kontrolleinrichtungen 2 mit Kommunikationssignalen zu versorgen. In einem derartigen Sicherheitssystem 1 können mehrere Hauptzutrittskontrolleinrichtungen 7 angeordnet sein, wobei beispielsweise für jedes zu überwachende Gebäude oder für jeden zu überwachenden komplexeren Bereich eine derartige Hauptzutrittskontrolleinrichtung 7 vorgesehen ist. Ergänzend kann in der Schicht Il eine Signalversorgungseinrichtung 8 vorgesehen sein, welche die Versorgungsspannung und/oder das Zusatzsignal in die Ethernet-Kabel 5 einspeist. Optional weist die Signalversorgungseinrichtung 8 oder die Schicht Il allgemein eine unterbrechungsfreie Stromversorgung 9 zur Sicherung der

Versorgungsspannung auf.

In einer dritten Schicht III sind die Kontrolleinrichtungen 2 angesiedelt, welche eine Mehrzahl von Ein- und Ausgängen zur Überwachung und Kontrolle der Türen und gegebenenfalls Einrichtungen zum Auslesen von

Identifikationsmarken, wie zum Beispiel Identifikationskarten, umfassen. Bei der in Figur 3 dargestellten Architektur sind nur die Ethernet-Kabel 5 bzw. die Ethernet-Anschlüsse 4 redundant ausgeführt.

Die Figur 4 zeigt dagegen eine Architektur, die ähnlich wie die in der Figur 3 aufgebaut ist, wobei jedoch für jedes Gebäude oder jeden logischen Bereich zwei Hauptzutrittskontrolleinrichtungen 7 vorgesehen sind. Optional können auch getrennte Signalversorgungseinrichtungen 8 und unterbrechungsfreie Stromeinrichtungen 9 vorgesehen sein. Bei dieser Architektur wird jede Kontrolleinrichtung 2 von mindestens zwei Hauptzutrittskontrolleinrichtungen 7 mit Kommunikationssignalen und gegebenenfalls Zusatzsignalen bzw. Versorgungsspannung versorgt. Bei dieser Architektur kann der Betrieb sogar bei dem Ausfall einer Hauptzutrittskontrolleinrichtung 7 erhalten werden, da die gesamte Kommunikation redundant über die andere Hauptzutrittskontrolleinrichtung 7 laufen kann.

Bei einer weiteren Architektur, welche in der Figur 4 durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist, sind zudem zwei separate, unabhängig voneinander arbeitende, Server 6 vorgesehen, so dass sogar bei einem Serverausfall ein redundanter Server 6 die Kontrolleinrichtungen 2 über die Hauptzutrittskontrolleinrichtung 7 mit Kommunikationssignalen versorgen kann. Die Figur 5 zeigt in einer stark schematisierten Darstellung den Aufbau einer Kontrolleinrichtung 2 aus den vorhergehenden Figuren. Die Kontrolleinrichtung 2 weist die zwei von einander getrennten Ethernet-Anschlüsse 4 auf, sowie optional ergänzend Anschlüsse für eine Versorgungsspannung 10, einen

Eingang 1 1 zur Statuserkennung der Tür bzw. Schleuse (offen/geschlossen), einen Eingang 12 für einen externen Bedienknopf, sowie Ausgangskanäle 13 zur Ansteuerung der Tür bzw. Schleuse. Der Bedienknopf ist beispielsweise als eine REX-Einheit (Request-to-Exit) ausgebildet. Optional ergänzend ist ein Serviceport 14 gemäß dem Standard R232 vorgesehen.

Die Figur 6 zeigt eine optionale Ergänzung des Sicherheitssystems 1 , wobei über eine mögliche Ausführungsform der Signalversorgungseinrichtung 8 ein Feueralarmsignal über die Ethernet-Kabel 5 zu der Kontrolleinrichtung 2 geleitet werden kann. Als mögliche Reaktion auf ein anliegendes Feueralarmsignal wird durch die Kontrolleinrichtung 2 die kontrollierte Türen frei gegeben und/oder geöffnet. Hierzu weist die Signalversorgungseinrichtung 8 einen Alarmsignaleingang 15 auf, über den ein Feueralarmsignal, z.B. von einem Handfeuermelder 16, anlegbar ist. Die Signalversorgungseinrichtung 8 umfasst ferner mindestens einen Ethernet-Eingang 17, welcher mit dem Server 6 verschaltet ist, und mehrere Ethernet-Ausgänge 18, die mit den Ethernet- Anschlüssen 4 der Kontrolleinrichtungen 2 verbunden sind. Optional ist die Signalversorgungseinrichtung 8 mit einer unterbrechungsfreien Spannungsversorgung 19 bzw. Batterien oder Akkumulatoren ausgestattet, um das anliegende Feueralarmsignal in ein analoges, elektrisches Signal umzuwandeln oder zu verstärken. Alternativ ist die Signalversorgungseinrichtung 8 mit einer anderen Spannungsversorgung ausgestattet. Das aus dem Feueralarmsignal gebildete analoge Signal wird in die Ethernet-Leitungen 5 eingespeist, wie dies zuvor beschrieben wurde, wobei der gesamte Signalweg zwischen dem Generator des Alarmsignals und der

Kontrolleinrichtung 2 analog ausgebildet ist. Bei anderen Ausführungsformen wird das Feueralarmsignal über eine passiven Komponente in die Ethernet- Leitungen 5 eingespeist.

Die Erfindung erlaubt durch die Verwendung von zwei Ethernet-Anschlüssen 4 pro Kontrolleinrichtung 2 vorzugsweise jeweils mit PoE-Fähigkeit eine kostengünstige Realisierung eines vollständig redundant aufbaubaren Sicherheitssystems 1 , welches den Anforderungen von Sicherheitsanwendungen genügt und optional ein Feueralarmsignal gemäß den Bestimmungen übertragen kann.