EP2267664A2 - Schließanlagensystem und Verfahren zum Datenaustausch in einem Schließanlagensystem - Google Patents

Schließanlagensystem und Verfahren zum Datenaustausch in einem Schließanlagensystem Download PDF

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EP2267664A2
EP2267664A2 EP10176937A EP10176937A EP2267664A2 EP 2267664 A2 EP2267664 A2 EP 2267664A2 EP 10176937 A EP10176937 A EP 10176937A EP 10176937 A EP10176937 A EP 10176937A EP 2267664 A2 EP2267664 A2 EP 2267664A2
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EP
European Patent Office
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node device
closure
closing
central
node
Prior art date
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EP10176937A
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French (fr)
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EP2267664B1 (de
EP2267664A3 (de
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Ludger Voss
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SimonsVoss Technologies GmbH
Original Assignee
SimonsVoss Technologies GmbH
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Publication date
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Publication of EP2267664A3 publication Critical patent/EP2267664A3/de
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    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00—Individual registration on entry or exit
    • G07C9/20—Individual registration on entry or exit involving the use of a pass
    • G07C9/27—Individual registration on entry or exit involving the use of a pass with central registration
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00—Individual registration on entry or exit
    • G07C9/20—Individual registration on entry or exit involving the use of a pass
    • G07C9/28—Individual registration on entry or exit involving the use of a pass the pass enabling tracking or indicating presence

Definitions

  • the invention relates to a locking system and a method for data exchange in a locking system.
  • doors are provided with an electric door opener in conventional locking systems.
  • an identification device such as a handset (transponder), for example in the form and size of a credit card, must be held in proximity or directly to the reader.
  • the door is then released.
  • the various readers are connected via corresponding lines with a central control unit.
  • This central control unit contains the necessary authorization information for each door and, if the request is justified, releases the door to be opened.
  • the doors are connected via corresponding lines to the central control unit, so that an opening signal from this can be transmitted directly to the door.
  • the readers and the doors are therefore connected via corresponding data lines in a star shape with the central control unit.
  • Such a conventional locking system is disadvantageous in three respects.
  • the doors of the building to be connected to the control unit by means of cables.
  • battery-operated locks ie locks
  • the closure is adapted to suit.
  • cabling with a central control unit for power and data exchange is no longer required.
  • Such a closure can also be retrofitted into existing doors.
  • a corresponding transponder communicates, for example, by radio directly with the closure of the door to be opened.
  • the invention has for its object to provide a locking system that allows easy and fast data exchange for programming and monitoring of the individual locks, as well as to provide a method for data exchange in a locking system. This object is achieved with the features of the claims.
  • the invention is based on the basic idea of communicating with a closure via a locking node device (local node).
  • a closing node device is arranged in the immediate vicinity of the associated closure, since the battery-operated closure can and should transmit low-energy with only a short range.
  • These lock-node devices are connected by radio transmission to a central node device (central node).
  • central node central node
  • any desired closing node device can be controlled by this central node device by means of radio transmission, and the closure can be programmed or read out via this.
  • the controlled closing node device also communicates by means of radio transmission with its assigned and to be programmed or to be controlled closure.
  • At least one master node device is provided for data transmission between the central node device and the at least one closing node device Node.
  • one or more pilot node devices can be interposed between the central node device and a closing node device arranged far away from it.
  • the data is then forwarded from the central node device to the first guide node device, from there on to a possibly next guide node device as far as the control node device to be triggered.
  • a Leitknoten intensity can also work as a closing node device (Leit-Schuiteknoten intensity).
  • the central node device preferably forms the network interface to a central computer, for example a central control unit such as a PC, from which the individual locks are programmed or controlled and read out.
  • a central computer for example a central control unit such as a PC, from which the individual locks are programmed or controlled and read out.
  • the Leitknoten prepareden are provided for a transfer of the data packets in the network of locking system. Their power supply is preferably via a power supply. In a preferred embodiment, the Leitknoten prepareden can be easily plugged into existing sockets.
  • the locking node devices form battery-powered network interfaces to the individual locks in the doors.
  • the lock node devices are most of the time in an energy-saving sleep mode and are addressed with special wake-up frames.
  • a closing node device is preferably of modular construction, specifically of the following three modules: 1. For data transmission between the closing node device and the central node device or a routing node device, a radio connection device, preferably a GranJansen module and an antenna is provided, which transmits the radio traffic at a frequency of, for example 430 MHz or alternatively 868 MHz controls; 2. for the data exchange between the closing node device and a closure, a second short-range radio connection device, for example a micro configuration device ( ⁇ CD) as programming protocol interface for a data transmission with the frequency of 25 kHz and also an antenna is provided; 3.
  • a radio connection device preferably a GranJansen module and an antenna
  • a second short-range radio connection device for example a micro configuration device ( ⁇ CD) as programming protocol interface for a data transmission with the frequency of 25 kHz and also an antenna is provided.
  • ⁇ CD micro configuration device
  • a node control device is provided as an interface adapter between the first radio connection device (the GranJansen module) and the second radio connection device (the microconfiguration device) (WaveNet Controller). These three modules are preferably operated with a 3V power supply. On the one hand, this construction makes it possible to bridge long distances between the closing node device and the central node device, but on the other hand, to control the closure through its metal housing at a short distance.
  • the node device is a central node device, a Leitknoten addressed, a Leit-Sch Stammknoten Road, or a Sch Häknoten Road. This preferably recognizes the control of the node device automatically.
  • the ⁇ CD remains unpopulated, the power supply via a power supply, and the node device has a V24 interface adapter.
  • a closing node device has a micro-configuration device (for data exchange with the closure) and the power supply is via a battery.
  • the node device For operation as a routing node device, the node device has neither ⁇ CD nor a V24 interface adapter, the power supply takes place here via a power supply.
  • a lead-lock node device has a micro-configuration device, as well as a power supply for power supply.
  • An advantage of the system according to the invention is the ease of installation of the entire network in the building, without the need for preconfiguration of the system or installations on the building. This also makes it possible to retrofit existing locking systems with decentralized access control.
  • FIG. 1 shows a basic structure of the system according to the invention for data exchange. This in FIG. 1 Example shown has a closing node device 1, a central node device 2 and three intermediate node devices 3 connected therebetween.
  • FIG. 2 shows a Blockschlaltsent the basic structure of a closing node device.
  • This has a first radio connection device 11, to which an antenna 12 is connected.
  • the closing node device communicates with its upstream node control devices (Leiknoten addressed, central node device).
  • the closing node device has a second radio connection device 13 and an antenna 14 connected to it.
  • the two radio connection devices are controlled by a node control device 15. This also serves as an interface for the data transmission between the two radio link devices.
  • FIG. 2 still a power supply 16. This is preferably a battery in the case of a closing node device.
  • the data is transmitted between the various node devices using a 430 MHz multichannel transceiver from Gran Jansen.
  • the module GranJansenPP400 is preferably used.
  • the range of this module is highly dependent on the degree of shielding of the environment. Thus, if there is line of sight, several 100 meters range can be achieved. In a reinforced concrete construction, however, the range can fall to values between 30 and 100 meters.
  • the power supply of this module takes place in a closing node device via a battery 16 of the closing node device 1. This allows a cabling-free attachment near the door.
  • the antenna can be accommodated in the housing of the node device.
  • the controller 15 (WaveNet Controller) is the master controller for the GranJansen module 11 and the micro-configuration device 13. It is responsible for node sequencing.
  • the most important task of the WaveNet controller is an interface adaptation between the GranJansen module and the locking system (s) 4 (Lock Data Base) or ⁇ CD. The purpose of this is to ensure the widest possible compatibility with existing LinkPower software for locking system management and ⁇ CD.
  • the life of the battery 16 in a closing node device 1 is several years.
  • the closing node device 1 is switched after completion of a data exchange in a sleep state and woken up when needed.
  • chaining of the node devices and long sleep periods causes long delays, a compromise between the idle time and the response time is required.
  • the time until the module detects whether a message is currently being sent is 100 ms. If an AA battery (about 2, lAh) is used at a Rx power consumption of 17mA, with a lifetime of e.g. 10a the ratio 1: 647 corresponding to 64s reaction time.
  • It is preferable to use a 3V battery as it can be connected directly to the input of the module.
  • the otherwise required voltage regulator causes 20 ⁇ A power consumption.
  • a woken node device remains awake according to the invention for about 1 minute to keep the response time of the response as small as possible.
  • relationship 1 1000 1: 500 1: 250 1: 100 1:50 1:10 Response time per node device 100s 50s 25s 10s 5s 1s lifespan 15,4a 7,7a 3,86a 1,5- 0,77a 0.15A
  • reaction time in the range of 25 s is preferred.
  • One way to achieve shorter response times is to power the node devices 3 via power supplies. The Leitknoten Painen 3 can thus remain constantly in readiness to receive.
  • All programming protocols of the closures run according to the invention in the background and without confirmation. That is, the user changes in the central control unit e.g. the locking plan of the locking system, arranges the programming of the new locking plan and only gets the message that the programming is done. Only when problems occur during programming will the user be notified accordingly (e.g., Node Device will not respond).
  • the central control unit e.g. the locking plan of the locking system
  • the access list is preferably buffered. It is e.g. Updated every hour by the node device (only if on-site inspection took place).
  • the transponder list is also read from a buffer. Preference is given to give the opportunity to read the data from the lock cylinder at any time.
  • a reporting of each individual door inspection to the central control unit preferably does not take place in order to protect the battery, but is possible for node devices which are over Power supplies are supplied externally. Likewise, alarm generation and regular reporting are preferably dispensed with.
  • the closing node devices 1 are preferably configured for even longer periods of rest when the locking system administration 4 (Lock Data Base) is closed (approximately 1: 500).
  • the attachment in the door by means of a cartridge which receives the battery and other hardware.
  • the attachment in the door by means of cartridge has the advantage that this allows a constant radio communication with the closure, regardless of the opening state of the door, since the spatial distance closure - closing node device remains constant. Furthermore, such a cartridge with a hole in the door leaf is easy to install and there is a high sabotage / Vandalismusschreib.
  • each closing node device 1 It is advantageous to equip each closing node device 1 with an externally visible light-emitting diode. During installation, an interruption of the radio contact to the central node device 2 can be indicated by this LED. The user can thus see relatively quickly why the data transmission in the network is not working. During operation can be given with the help of the LED eg a battery warning.
  • the central node device 2 is constructed like a normal node device. Instead of a battery, the central node device has a V24 plug, via which also the power supply (12V) takes place.
  • the central node device is preferably plugged directly into one of the COM ports of the control PC. As a housing dongle housing is preferably used.
  • the following technical data of the central node device are preferred: - Frequency: 433.92 MHz - output power: 6 mW - Min. Voltage: 3V (voltage regulator 5-9V is integrated) - Power consumption at RX 17mA - Electricity consumption at TX 28mA - size 30 x 40 x 15 mm - Wake up timer integrated (100ms to months) - 32 freely programmable channels - 4 different modes - There are 254 bytes of EEPROM available for user-specific purposes
  • a suitable address stack is inserted in the data field of the data packets to be transmitted (together with information about the length of the stack, whether the data packet is on the outward or return journey).
  • This address stack describes an exact path from the central node device 2 over a maximum of 32 Leitknoten Nur 3 to be driven to the locking node device 1.
  • this address stack is rotated. It is inverted at the destination, so that the acknowledgment can run back the same path from the closing node device 1 to the central node device 2.
  • the address stack for a data transmission from the central node device CN (sender or source) via the routing node devices RN1 and RN2 to the closing node device LN3 is as follows: CN RN1 RN2 LN3 message
  • the operation of the address stack, the address rotation and the path reversal are illustrated concretely in the following example.
  • This address stack is now always placed in the data packets before the actual message (data for the closing node device).
  • the addresses are rotated.
  • the source address is always in the first place (after specifying the size of the packet) and immediately afterwards the destination address.
  • a packet is encountered at the destination when the central node device appears as the next destination address.
  • the transmission of the V24 frame to the micro-configuration device takes place, which executes the corresponding programming protocols with the closure.
  • the path direction is reversed and the ⁇ CD acknowledgment packet is run back on the same path back to the central node device.
  • the closing node device LN187 recognizes that this packet is destined for it (next destination address is CN) and therefore passes the message (V24-frame) to the V24 Mirko configuration device interface.
  • the Mirko configuration device then executes the appropriate programming protocols.
  • This signal is obviously intended for the central node device, which receives it and passes the content to the locking system management software. If there is an unsuccessful attempt to send on the way there, the path reversal takes place there, where the confirmation on the attempt to send failed. The package will then go unreconstructed back to the central node device, where the lock management then take appropriate action (for example, try another attempt on the same path or another path).
  • the data transmission or the activation of the node devices preferably takes place with the short-range radio technology Bluetooth.
  • Bluetooth is the name of a new data transmission standard that enables the wireless connection of electronic devices via short-range radio.
  • the individual node devices in particular the locking node devices with corresponding Bluetooth modules, d. H. Transmit and receive chips provided.
  • Bluetooth transceivers also allow communication with other electronic devices, such. B. with a mobile phone, so that on-site closure, for example, with a "Bluetooth" phone can be opened.
  • the data exchange from mobile phone to the closing node device.
  • the closing node device then controls the closure.
  • this data transmission takes place in the locking system according to the invention with a frequency of about 2.4 GHz.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schließanlagensystem und ein Verfahren zum Datenaustausch in einem Schließanlagensystem. Dabei werden zum Programmieren und Überwachen einer Schließung zwischen einer Zentralknoteneinrichtung und einer der Schließung zugeordneten Schließknoteneinrichtung Daten mittels Funkübertragung ausgetauscht.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schließanlagensystem und ein Verfahren zum Datenaustausch in einem Schließanlagensystem.
  • Bürogebäude sind heutzutage häufig mit Schließanlagensystemen ausgestattet, um den Zutritt in die verschiedenen Bereiche/Büros des Gebäudes zu kontrollieren und so nur den jeweiligen Berechtigten Zutritt in diese Bereiche zu gestatten, für die die Berechtigung besteht. Dazu sind bei herkömmlichen Schließanlagensystemen beispielsweise Türen mit einem elektrischen Türöffner vorgesehen. In der Regel befindet sich in unmittelbarer Nähe zu der Tür ein Lesegerät. Zum Öffnen der Tür muß eine Identifikationseinrichtung, wie etwa ein Mobilteil (Transponder), beispielsweise in Form und Größe einer Kreditkarte, in die Nähe oder direkt an das Lesegerät gehalten werden. Bei gegebener Berechtigung wird daraufhin die Tür freigegeben. Dazu sind die verschiedenen Lesegeräte über entsprechende Leitungen mit einer zentralen Steuereinheit verbunden. Diese zentrale Steuereinheit enthält die notwendigen Berechtigungsinformationen für jede Tür und gibt bei berechtigter Anfrage die zu öffnende Tür frei. Dazu sind auch die Türen über entsprechende Leitungen mit der zentralen Steuereinheit verbunden, so daß ein Öffnungssignal von dieser direkt an die Tür übermittelt werden kann. Die Lesegeräte und die Türen sind demnach über entsprechende Datenleitungen sternförmig mit der zentralen Steuereinheit verbunden.
  • Ein solches herkömmliches Schließanlagensystem ist in dreierlei Hinsicht nachteilig. Zunächst ist eine aufwendige Verkabelung jedes Lesegeräts mit der zentralen Steuereinheit notwendig. Dabei sind zum Teil erhebliche Entfernungen zu überbrücken. Ferner sind auch die Türen des Gebäudes mit der Steuereinheit mittels Kabel zu verbinden. Drittens sind Türen/Zargen, die eine solche elektrische Türöffnung und die damit verbundene Verkabelung mit einer zentralen Steuereinheit zur Steuerung und Stromversorgung ermöglichen, sehr teuer.
  • Angesichts dieser Nachteile werden gemäß einem neuen Schließanlagenkonzept in jeder Tür batteriebetriebene Schließungen (d.h. Schlösser) verwendet, wobei die Zugangskontrolle in jeder Schließung separat und dezentral für die zu öffnende Tür, erfolgt. Die Schließung ist dazu geeignet angepaßt. Bei Verwendung solcher Schließungen ist eine Verkabelung mit einer zentralen Steuereinheit zur Stromversorgung und zum Datenaustausch nicht mehr erforderlich. Eine solche Schließung kann auch in bestehende Türen nachgerüstet werden. Außerdem entfallen bei diesem Schließanlagenkonzept die für die Berechtigungsprüfung notwendigen Lesegeräte, da die Berechtigungsanfrage zum Öffnen der Tür direkt an die Schließung gerichtet wird. Ein entsprechender Transponder kommuniziert beispielsweise per Funk direkt mit der Schließung der zu öffnenden Tür. In diesem Zusammenhang wird beispielhaft verwiesen auf die DE-A-196 14 215 , insbesondere Spalte 2, Zeilen 25 bis 45.
  • Da bei diesen dezentral gesteuerten Schließungen keine direkte Datenleitung zu einer zentralen Steuereinheit mehr besteht, muß zur Umprogrammierung einer jeden Schließung (zum Beispiel zur Änderung der Liste aller zutrittsberechtigter Transponder/Personen) oder zum Auslesen von in der Schließung gespeicherten Daten (beispielsweise Uhrzeit der Zutrittsanfragen) mittels einer mobilen Konfigurationseinrichtung jede Schließung vor Ort separat programmiert bzw. kontrolliert und ausgelesen werden. Dies ist vor allem bei großen Schließanlagensystemen, die sich über mehrere Gebäudestockwerke oder gar über mehrere Gebäude erstrecken, sehr zeitaufwendig und umständlich.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schließanlagensystem bereitzustellen, das einen einfachen und schnellen Datenaustausch zur Programmierung und Überwachung der einzelnen Schließungen ermöglicht, sowie ein Verfahren zum Datenaustausch in einem Schließanlagensystem bereitzustellen. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.
  • Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, mit einer Schließung über eine Schließknoteneinrichtung (Local Node) zu kommunizieren. Eine solche Schließknoteneinrichtung ist in unmittelbarer Nähe der zugeordneten Schließung angeordnet, da die batteriebetriebene Schließung energiearm mit nur geringer Reichweite senden kann und soll. Diese Schließ-knoteneinrichtungen sind mittels Funkübertragung mit einer Zentralknoteneinrichtung (Central Node) in Verbindung. Somit kann von dieser Zentralknoteneinrichtung mittels Funkübertragung eine beliebige Schließknoteneinrichtung angesteuert, und über diese die Schließung programmiert oder ausgelesen werden. Die angesteuerte Schließknoteneinrichtung kommuniziert dazu ebenfalls mittels Funkübertragung mit der ihr zugeordneten und zu programmierenden bzw. zu kontrollierenden Schließung.
  • Vorzugsweise ist zur Datenübertragung zwischen der Zentralknoteneinrichtung und der mindestens einen Schließknoteneinrichtung mindestens eine Leitknoteneinrichtung (Repeater Node) vorgesehen. Damit können größere Entfernungen überbrückt werden. So können beispielsweise zwischen der Zentralknoteneinrichtung und einer von dieser weit entfernt angeordneten Schließknoteneinrichtung eine oder mehrere Leitknoteneinrichtungen zwischengeschaltet sein. Die Daten werden dann von der Zentralknoteneinrichtung zur ersten Leitknoteneinrichtung, von dieser weiter zu einer eventuell nächsten Leitknoteneinrichtung bis zur anzusteuernden Schließknoteneinrichtung weitergeleitet.
  • Eine Leitknoteneinrichtung kann auch zusätzlich als Schließknoteneinrichtung arbeiten (Leit-Schließknoteneinrichtung).
  • Die Zentralknoteneinrichtung bildet vorzugsweise die Netzwerkschnittstelle zu einem Zentralrechner, beispielsweise eine zentrale Steuereinheit wie ein PC, von dem aus die einzelnen Schließungen programmiert bzw. kontrolliert und ausgelesen werden.
  • Die Leitknoteneinrichtungen sind für eine Weitergabe der Datenpakete im Netzwerk des Schließanlagensystems vorgesehen. Deren Spannungsversorgung erfolgt vorzugsweise über ein Netzteil. In einer bevorzugten Ausführungsform können die Leitknoteneinrichtungen einfach in bestehende Steckdosen eingesteckt werden.
  • Die Schließknoteneinrichtungen bilden batteriebetriebene Netzwerkschnittstellen zu den einzelnen Schließungen in den Türen. Die Schließknoteneinrichtungen befinden sich die meiste Zeit in einem energiesparenden Sleep-Modus und werden mit speziellen Weck-Frames angesprochen.
  • Eine Schließknoteneinrichtung ist bevorzugt modular aufgebaut, und zwar aus den folgenden drei Modulen: 1. zur Datenübertragung zwischen der Schließknoteneinrichtung und der Zentralknoteneinrichtung bzw. einer Leitknoteneinrichtung ist eine Funkverbindungseinrichtung, bevorzugt ein GranJansen Modul und eine Antenne vorgesehen, die den Funkverkehr auf einer Frequenz von beispielsweise 430 MHz oder alternativ 868 MHz steuert; 2. für den Datenaustausch zwischen der Schließknoteneinrichtung und einer Schließung ist eine zweite Funkverbindungseinrichtung mit kurzer Reichweite, beispielsweise eine Mikro-Konfigurationseinrichtung (µCD; Micro Configuration Device) als Programmierprotokollschnittstelle für eine Datenübertragung mit der Frequenz von 25 kHz und ebenfalls eine Antenne vorgesehen; 3. weiterhin ist als Schnittstellenadapter zwischen der ersten Funkverbindungseinrichtung (dem GranJansen Modul) und der zweiten Funkverbindungseinrichtung (der Mikro-Konfigurationseinrichtung) eine Knotensteuereinrichtung vorgesehen (WaveNet Controller). Diese drei Module werden bevorzugt mit einer 3V Spannungsversorgung betrieben. Dieser Aufbau ermöglicht einerseits, zwischen der Schließknoteneinrichtung und der Zentralknoteneinrichtung weite Entfernungen zu überbrücken, andererseits aber auf kurzer Distanz die Schließung durch deren Metallgehäuse hindurch anzusteuern.
  • Je nach Konfiguration der Hardware (Knoteneinrichtung mit µCD bestückt/unbestückt, Spannungsversorgung der Knoteneinrichtung durch Batterie/Netzteil) ist die Knoteneinrichtung eine Zentralknoteneinrichtung, eine Leitknoteneinrichtung, eine Leit-Schließknoteneinrichtung, oder eine Schließknoteneinrichtung. Bevorzugt erkennt dies die Steuerung der Knoteneinrichtung selbsttätig. Für einen Betrieb als Zentralknoteneinrichtung bleibt die µCD unbestückt, die Spannungsversorgung erfolgt über ein Netzteil, und die Knoteneinrichtung besitzt einen V24 Schnittstellenadapter. Eine Schließknoteneinrichtung weist eine Mikro-Konfigurationseinrichtung auf (zum Datenaustausch mit der Schließung) und die Spannungsversorgung erfolgt über eine Batterie. Für den Betrieb als Leitknoteneinrichtung besitzt die Knoteneinrichtung weder µCD noch einen V24 Schnittstellenadapter, die Spannungsversorgung erfolgt hierbei über ein Netzteil. Eine Leit-Schließknoteneinrichtung
    weist eine Mikro-Konfigurationseinrichtung auf, sowie ein Netzteil zur Spannungsversorgung.
  • Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Systems ist die einfache Installation des gesamten Netzes im Gebäude, ohne daß eine Vorkonfiguration des Systems oder Installationen am Gebäude nötig sind. So lassen sich auch bestehende Schließanlagensysteme mit dezentraler Zugangskontrolle nachrüsten.
  • Die Erfindung wird nachgehend anhand von Beispielen und Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    einen Prinzipaufbau des erfindungsgemäßen Systems zum Datenaustausch;
    Figur 2
    ein Blockschaltbild der Grundstruktur einer Schließknoteneinrichtung; und
    Figur 3
    ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung der Da- tenübertragung zwischen Schließanlagenverwaltung, Zentralknoteneinrichtung und einer Schließknoten- einrichtung.
  • Figur 1 zeigt einen Prinzipaufbau des erfindungsgemäßen Systems zum Datenaustausch. Das in Figur 1 dargestellte Beispiel weist eine Schließknoteneinrichtung 1, eine Zentralknoteneinrichtung 2 sowie drei dazwischen geschaltete Leitknoteneinrichtungen 3 auf.
  • Figur 2 zeigt ein Blockschlaltbild der Grundstruktur einer Schließknoteneinrichtung. Diese weist eine erste Funkverbindungseinrichtung 11 auf, an die eine Antenne 12 angeschlossen ist. Über diese Antenne 12 und die Funkverbindungseinrichtung 11 kommuniziert die Schließknoteneinrichtung mit den ihr vorgeschalteten Knotensteuereinrichtungen (Leiknoteneinrichtung, Zentralknoteneinrichtung). Für den Datenaustausch mit einer Schließung weist die Schließknoteneinrichtung eine zweite Funkverbindungseinrichtung 13 und eine an diese angeschlossene Antenne 14 auf. Die beiden Funkverbindungseinrichtungen werden von einer Knotensteuereinrichtung 15 gesteuert. Diese dient auch als Schnittstelle für die Datenübertragung zwischen den beiden Funkverbindungseinrichtungen. Ferner zeigt Figur 2 noch eine Spannungsversorgung 16. Dies ist im Fall einer Schließknoteneinrichtung vorzugsweise eine Batterie.
  • Erfindungsgemäß werden die Daten zwischen den verschiedenen Knoteneinrichtungen mit Hilfe eines 430 MHz Multichannel Transceivers der Firma Gran Jansen übertragen. Bevorzugt wird das Modul GranJansenPP400 verwendet. Die Reichweite dieses Moduls ist stark vom Schirmungsgrad der Umgebung abhängig. So sind, wenn Sichtverbindung besteht, mehrere 100 Meter Reichweite erzielbar. In einem Stahlbetonbau hingegen kann die Reichweite auf Werte zwischen 30 und 100 Meter sinken. Die Stromversorgung dieses Moduls erfolgt in einer Schließknoteneinrichtung über eine Batterie 16 der Schließknoteneinrichtung 1. Dies ermöglicht eine verkabelungsfreie Anbringung in Türnähe. Die Antenne kann im Gehäuse der Knoteneinrichtung untergebracht werden.
  • Die Steuereinrichtung 15 (WaveNet Controller) ist der Master controller für das GranJansen-Modul 11 und die Mikro-Konfigurationseinrichtung 13. Er ist verantwortlich für die Knotenablaufsteuerung. Die wichtigste Aufgabe des WaveNet Controllers besteht in einer Schnittstellenadaption zwischen GranJansen Modul und der (des) Schließanlagenverwaltung(sprogramms)4 (Lock Data Base), bzw. µCD. Dies hat den Zweck, eine möglichst umfassende Kompatiblität zur vorhandenen LinkPower Software der Schließanlagenverwaltung und der µCD zu gewährleisten.
  • Die Lebensdauer der Batterie 16 in einer Schließknoteneinrichtung 1 beträgt einige Jahre. Dazu wird erfindungsgemäß die Schließknoteneinrichtung 1 nach Beendigung eines Datenaustausches in einen Ruhezustand geschaltet und bei Bedarf aufgeweckt. Da aber bei Kettenbildung der Knoteneinrichtungen und langen Sleep-Perioden lange Verzögerungen entstehen, ist zwischen Ruhedauer und Reaktionszeit ein Kompromiß erforderlich. Die Zeit bis das Modul erkennt, ob gerade eine Nachricht gesendet wird, liegt bei 100ms. Wenn eine AA Batterie (ca. 2,lAh) bei einem Rx Stromverbrauch von 17mA zugrunde gelegt wird, beträgt bei einer Lebensdauer von z.B. 10a das Verhältnis 1:647 entsprechend 64s Reaktionszeit. Es ist bevorzugt, eine 3V Batterie zu verwenden, da diese direkt an den Eingang des Moduls angeschlossen werden kann. Der sonst benötigte Spannungsregler verursacht 20 µA Stromverbrauch. Eine aufgeweckte Knoteneinrichtung bleibt erfindungsgemäß etwa 1 Minute wach, um die Reaktionszeit der Rückantwort möglichst klein zu halten.
  • Die folgende Tabelle zeigt den Zusammenhang zwischen Reaktionszeit und resultierender Lebensdauer einer Knoteneinrichtung.
    Verhältnis 1:1000 1:500 1:250 1:100 1:50 1:10
    Reaktionszeit pro Knoteneinrichtung 100s 50s 25s 10s 5s 1s
    Lebensdauer 15,4a 7,7a 3,86a 1,5a 0,77a 0,15a
  • Berücksichtigt man nun noch, daß beim Senden deutlich mehr Energie verbraucht wird, so ist eine Reaktionszeit im Bereich von 25 s bevorzugt. Eine Möglichkeit, kleinere Reaktionszeiten zu erreichen, ist die Stromversorgung der Leitknoteneinrichtungen 3 über Netzteile. Die Leitknoteneinrichtungen 3 können dadurch ständig in Empfangsbereitschaft bleiben.
  • Alle Programmierungsprotokolle der Schließungen laufen erfindungsgemäß im Hintergrund und ohne Bestätigung ab. Das heißt, der Benutzer ändert in der zentralen Steuereinheit z.B. den Schließplan der Schließanlage, ordnet die Programmierung des neuen Schließplanes an und bekommt nur die Meldung, daß die Programmierung erfolgt. Erst wenn während der Programmierung Probleme auftreten, wird der Benutzer entsprechend in Kenntnis gesetzt (z.B. Knoteneinrichtung antwortet nicht).
  • Jede Begehung eines Raumes/Bereiches wird in der Schließung der entsprechenden Tür in einer Zutrittsliste gespeichert. Die Zutrittsliste wird bevorzugt zwischengespeichert. Sie wird z.B. jede Stunde von der Knoteneinrichtung aktualisiert (nur wenn Begehung stattgefunden hat). Die Transponderliste wird ebenfalls aus einem Zwischenspeicher gelesen. Bevorzugt ist die Möglichkeit geben, die Daten jederzeit aus dem Schließzylinder auszulesen.
  • Ein Melden jeder einzelnen Türbegehung an die zentrale Steuereinheit findet bevorzugt nicht statt, um die Batterie zu schonen, ist aber möglich für Knoteneinrichtungen, die über Netzteile fremdversorgt werden. Ebenso wird bevorzugt auf Alarmgenerierung und regelmäßiges Melden verzichtet.
  • Die Schließknoteneinrichtungen 1 werden beim Schließen der Schließanlagenverwaltung 4 (Lock Data Base) bevorzugt auf noch längere Ruhephasen konfiguriert (ca. 1:500).
  • Für die Anbringung der Schließknoteneinrichtungen 1 gibt es erfindungsgemäß verschiedene Möglichkeiten:
    • Befestigung neben der Tür (Aufputz)
    • Befestigung auf der Tür (in Verlängerung des Beschlags)
    • Unterbringung hinter dem Schließblech
    • Unterbringung in der Türzarge
    • Unterbringung in einer Unterputzdose neben der Tür
  • Bevorzugt ist die Befestigung in der Tür mittels einer Kartusche, die die Batterie und die sonstige Hardware aufnimmt. Die Befestigung in der Tür mittels Kartusche hat den Vorteil, daß dies einen konstanten Funkverkehr mit der Schließung ermöglicht, unabhängig vom Öffnungszustand der Tür, da der räumliche Abstand Schließung - Schließknoteneinrichtung dabei konstant bleibt. Ferner ist eine solche Kartusche mit einer Bohrung in das Türblatt leicht zu installieren und es besteht eine hohe Sabotage-/ Vandalismussicherheit.
  • Es ist vorteilhaft, jede Schließknoteneinrichtung 1 mit einer von außen sichtbaren Leuchtdiode auszustatten. Bei der Installation kann durch diese Leuchtdiode ein Abbruch des Funkkontakts zur Zentralknoteneinrichtung 2 angezeigt werden. Der Benutzer kann so relativ schnell erkennen, warum die Datenübertragung im Netz nicht funktioniert. Während des Betriebs kann mit Hilfe der Leuchtdiode z.B. eine Batteriewarnung gegeben werden.
  • Die Zentralknoteneinrichtung 2 ist wie eine normale Knoteneinrichtung aufgebaut. Statt einer Batterie weist die zentralknoteneinrichtung einen V24 Stecker auf, über den auch die Stromversorgung (12V) erfolgt. Die Zentralknoteneinrichtung wird bevorzugt direkt in einen der COM Anschlüsse des Steuer-PCs gesteckt. Als Gehäuse wird bevorzugt ein Dongle-Gehäuse verwendet.
  • Folgende technische Daten der Zentralknoteneinrichtung sind bevorzugt:
    - Frequenz: 433,92 MHz
    - Ausgangsleistung: 6mW
    - Min. Spannung: 3V (Spannungsregler 5-9V ist integriert)
    - Stromververbrauch bei RX 17mA
    - Stromvervbrauch bei TX 28mA
    - Größe 30 x 40 x 15 mm
    - Wake up Timer integriert (100ms bis Monate)
    - 32 frei programmierbare Kanäle
    - 4 verschiedene Modi
    - es stehen 254 Byte EEPROM für Anwender-spezifische Zwecke zu Verfügung
  • In der Schließanlagenverwaltung 4 erfolgen erfindungsgemäß verschiedene Protokolle automatisch. So soll zum Beispiel das Ändern einer Schließberechtigung einer Schließung beim Genehmigen die Meldung erzeugen: "Netzwerk updaten?". Die Programmierung erfolgt dann im Hintergrund (siehe oben). Eventuell müssen aufgrund der neuen Installationsroutine Änderungen vorgenommen werden. Das regelmäßige Melden (z.B. von Türbegehungen) muß deaktiviert werden (oder nur mit dem Hinweis aktivierbar sein, daß die Lebensdauer der Batterie dadurch auf 2a reduziert wird). Transponder und Zutrittslisten müssen zwischengespeichert werden (siehe oben).
  • Im folgenden wird die erfindungsgemäße Datenübertragung näher erläutert. Um beliebige Knoteneinrichtungen (Leitknoteneinrichtung 3 oder Schließknoteneinrichtung 1) anzusteuern, wird im Datenfeld der zu übertragenden Datenpakete ein geeigneter Adreßstack (nebst Information über die Länge des Stacks Information, ob sich das Datenpaket auf der Hin- oder Rückreise befindet) eingefügt. Dieser Adreßstack beschreibt einen exakten Pfad von der Zentralknoteneinrichtung 2 über maximal 32 Leitknoteneinrichtungen 3 bis zur anzusteuernden Schließknoteneinrichtung 1. Beim Passieren einer Leitknoteneinrichtung 3 wird dieser Adreßstack rotiert. Am Zielort wird er invertiert, so daß die Quittung denselben Pfad von der Schließknoteneinrichtung 1 zur Zentralknoteneinrichtung 2 zurücklaufen kann. Somit steht an erster Stelle des Adreßstacks immer der Absender und an den folgenden Stellen die folgenden Knoteneinrichtungen in der Reihenfolge, in der sie erreicht werden.
  • Beispielsweise sieht der Adreßstack für eine Datenübertragung von der Zentralknoteneinrichtung CN (Absender bzw. Quelle) über die Leitknoteneinrichtungen RN1 und RN2 zur Schließknoteneinrichtung LN3 wie folgt aus:
    CN
    RN1
    RN2
    LN3
    Nachricht
  • Nach Ankunft bei RN1 werden die Adressen rotiert und der Adreßstack sieht dann wie folgt aus:
    RN1
    RN2
    LN3
    CN
    Nachricht
  • Die Wirkungsweise des Adreßstacks, die Adressenrotation und die Pfadumkehr werden an dem folgenden Beispiel konkret veranschaulicht. Die Schließanlagenverwaltung möchte Schließung-Nr. 187 programmieren bzw. auslesen. Dazu sucht sie in einer gespeicherten Pfadliste den aktuellen Pfad zu dieser Schließung: ausgehend von der Zentralknoteneinrichtung CN über die Leitknoteneinrichtungen RN 254 und RN 251 zur Schließknoteneinrichtung 187 (CN → RN254 → RN251 → LN187). Daraus wird folgender Adreßstack gebildet:
    Länge = 4, MSB = 1 für Hinrichtung
    Quelle = CN
    Ziel = RN254
    RN251
    LN187
  • Tatsächlich sieht der Adreßstack so aus:
    1000 0100
    OxFF
    OxFE
    OxFB
    OxBB
  • Dieser Adreßstack wird jetzt in den Datenpaketen immer vor die eigentliche Nachricht (Daten für die Schließknoteneinrichtung) gestellt. Nach Empfang eines Paketes in einer Knoteneinrichtung werden die Adressen rotiert. Für den nächsten Sendevorgang befindet sich dann immer die Quelladresse an erster Stelle (nach der Angabe der Größe des Paketes) und unmittelbar danach die Zieladresse. Ein Paket ist am Zielort angetroffen, wenn die Zentralknoteneinrichtung als nächste Zieladresse auftaucht. Hier erfolgt dann das Durchreichen des V24-Frames zur Mikro-Konfigurationseinrichtung hin, welches die entsprechenden Programmierprotokolle mit der Schließung ausführt. Anschließend erfolgt ein Umdrehen der Pfadrichtung und ein Zurücklaufen des µCD-Quittungspaketes auf demselben Pfad zurück zur Zentralknoteneinrichtung.
  • Nachdem die Zentralknoteneinrichtung ein Paket mit obigem Adreßstack an die Leitknoteneinrichtung RN254 abgesendet hat, dieses erfolgreich empfangen und rotiert wurde, sieht der Adreßstack vor Absenden durch RN254 wie folgt aus:
    Länge = 4, MSB = 1 für Hinrichtung
    RN254
    RN251
    LN187
    CN
  • Vor Absenden durch RN251:
    Länge = 4, MSB = 1 für Hinrichtung
    RN251
    LN187
    CN
    RN254
  • Nach Empfang und Rotation durch LN187:
    Länge = 4, MSB = 1 für Hinrichtung
    Quelle = LN187
    Ziel = CN
    RN254
    RN251
  • Die Schließknoteneinrichtung LN187 erkennt, daß dieses Paket für sie bestimmt ist (nächste Zieladresse ist CN) und reicht daher die Nachricht (V24-Frame) an die V24-Schnittstelle Mirko-Konfigurationseinrichtung weiter. Die Mirko-Konfigurationseinrichtung führt dann die entsprechenden Programmierprotokolle aus.
  • Anschließend wird die Pfadumkehrung ausgeführt. Dabei wird die Quelladresse beibehalten und die Reihenfolge aller übrigen Adressen umgedreht, außerdem wird das MSB in der Längenangabe "0" gesetzt. Vor Absenden des Antwortpaketes durch LN187 zurück an die Zentralknoteneinrichtung sieht der Adreßstack dann wie folgt aus:
    Länge = 4, MSB = 0 für Rückrichtung
    Quelle = LN187
    RN251
    RN254
    CN
  • Nach Empfang und Rotation durch RN251 (bearbeitete Knoteneinrichtungen werden auf dem Rückweg genullt):
    Länge = 4, MSB = 0 für Rückrichtung
    RN251
    RN254
    CN
    0
  • Nach Empfang und Rotation durch RN254:
    Länge = 4, MSB = 0 für Rückrichtung
    RN254
    Ziel = CN
    0
    0
  • Dieses Signal ist offensichtlich für die Zentralknoteneinrichtung bestimmt, diese empfängt es und reicht den Inhalt an die Schließanlagenverwaltung-Software durch. Gibt es auf dem Hinweg einen erfolglosen Sendeversuch, so erfolgt die Pfadumkehr dort, wo die Bestätigung auf den Sendeversuch ausblieb. Das Paket wandert dann unverrichteter Dinge zurück zur Zentralknoteneinrichtung, wo die Schließanlagenverwaltung dann entsprechende Maßnahmen ergreifen kann (beispielsweise weiterer Versuch auf gleichem Pfad oder anderen Pfad ausprobieren).
  • Bevorzugt erfolgt die Datenübertragung bzw. die Ansteuerung der Knoteneinrichtungen mit der Nahbereichsfunktechnik Bluetooth. Bluetooth ist die Bezeichnung eines neuen Datenübertragungsstandards, der die drahtlose Verbindung elektronischer Geräte per Kurzstreckenfunk ermöglicht. Für diese Datenübertragung werden die einzelnen Knoteneinrichtungen, insbesondere die Schließknoteneinrichtungen mit entsprechenden Bluetooth-Modulen, d. h. Sende- und Empfangschips versehen. Bluetooth-Transceiver erlauben zusätzlich eine Kommunikation mit anderen elektronischen Geräten, z. B. mit einem Handy, so daß vor Ort eine Schließung beispielsweise auch mit einem "Bluetooth"-Handy geöffnet werden kann. Dazu erfolgt der Datenaustausch von Handy zur Schließknoteneinrichtung. Die Schließknoteneinrichtung steuert daraufhin die Schließung an. Vorzugsweise erfolgt diese Datenübertragung in dem erfindungsgemäßen Schließanlagensystem mit einer Frequenz von etwa 2,4 GHz.

Claims (12)

  1. Schließanlagensystem mit mindestens einer dezentralen elektronischen batteriebetriebenen Schließung, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließung mittels einer in der Nähe angeordneten Schließknoteneinrichtung (1) programmiert und/oder ausgelesen wird, mit einer Zentralknoteneinrichtung (2), die mit der mindestens einen Schließknoteneinrichtung (1) Daten austauscht, mit gegebenenfalls mindestens einer zwischen der Zentralknoteneinrichtung (2) und der mindestens einen Schließknoteneinrichtung (1) angeordneten Leitknoteneinrichtung (3), und mit einer zentralen Steuereinheit, mit der die Zentralknoteneinrichtung (2) verbunden ist, wobei die zentrale Steuereinheit die mindestens eine Schließung mittels Datenaustausch über die Zentralknoteneinrichtung (2), über die gegebenenfalls mindestens eine Leitknoteneinrichtung (3) und die der Schließung zugeordneten Schließknoteneinrichtung (1) programmiert und/oder ausliest,
    wobei die zentrale Steuereinheit für jede der mindestens einen Schließung des Schließanlagensystems einen Datenaustauschpfad speichert, der die Adressen der Zentralknoteneinrichtung (2), der der Schließung zugeordneten Schließknoteneinrichtung (1) und der mindestens einer dazwischen angeordneten Leitknoteneinrichtung (3) aufweist,
    wobei das an eine Schließknoteneinrichtung (1) zu sendende Datensignal einen Adressteil und einen Nachrichtenteil aufweist, wobei der Adressteil des Datensignals den Absender des Datensignals sowie die Adressen der Knoteneinrichtungen aufweist, die entlang eines Datenaustauschpfades zu der anzusteuernden Schließknoteneinrichtung (1) liegen, und wobei jede Knoteneinrichtung eingerichtet ist, in dem Adressteil des empfangenen Datensignals die Adressen des Datenaustauschpfades zu rotieren, so dass die eigene Adresse zur Absenderadresse wird und die Adressen der noch zu durchlaufenden Knoteneinrichtungen entsprechend nachrücken.
  2. System nach Anspruch 1, wobei das Programmieren aus dem Ändern der Liste aller zutrittsberechtigter Transponder/Personen besteht.
  3. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schließknoteneinrichtung (1) mit der Schließung über eine Funkverbindung kommuniziert und wobei der Datenaustausch zwischen der Zentralknoteneinrichtung (2) und der mindestens einen Schließknoteneinrichtung (1) über eine Funkverbindung erfolgt.
  4. System nach Anspruch 3, wobei die zentrale Steuereinheit mit der mindestens einen Schließung mittels Datenaustausch über die Zentralknoteneinrichtung (2) die mindestens eine Leitknoteneinrichtung (3) und die der Schließung zugeordneten Schließknoteneinrichtung (1) kommuniziert.
  5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die zentrale Steuereinheit zum Datenaustausch mit der mindestens einen Schließung ein Datensignal entlang des gespeicherten Datenaustauschpfades schickt und die angesprochene Schließung ein Bestätigungssignal an die zentrale Steuereinheit entlang dieses Datenaustauschpfades zurückschickt.
  6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Schließknoteneinrichtung (1) eine erste Funkverbindungseinrichtung (11), eine erste Antenne (12), eine zweite Funkverbindungseinrichtung (13), eine zweite Antenne (14) und eine Knotensteuereinrichtung (15) aufweist.
  7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Leitknoteneinrichtung (3) eine erste Funkverbindungseinrichtung (11), eine erste Antenne (12) und eine Knotensteuereinrichtung (15) aufweist.
  8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Schließknoteneinrichtung (1) eine Leit-Schließknoteneinrichtung ist und eine erste Funkverbindungseinrichtung (11), eine erste Antenne (12), eine zweite Funkverbindungseinrichtung (13), eine zweite Antenne (14) und eine Knotensteuereinrichtung (15) aufweist.
  9. Verfahren zum Datenaustausch in einem Schließanlagensystem mit mindestens einer dezentralen elektronischen batteriebetriebenen Schließung mit den Schritten:
    Senden eines Datensignals zum Programmieren und/oder Auslesen der mindestens einen Schließung von einer in der Nähe der Schließung angeordneten Schließknoteneinrichtung (1) an die Schließung;
    Empfangen eines Antwortsignals von der Schließung in der Schließknoteneinrichtung (1),
    wobei der Schließknoteneinrichtung (1) das an die Schließung zu sendende Datensignal von einer Zentralknoteneinrichtung (2) übermittelt wird, und
    wobei die Übermittlung des Datensignals von der Zentralknoteneinrichtung (2) an die Schließknoteneinrichtung (1) über gegebenenfalls mindestens eine Leitknoteneinrichtung (3) erfolgt,
    wobei das Datensignal einen Adressteil und einen Nachrichtenteil aufweist, wobei der Adressteil des Datensignals den Absender des Datensignals sowie die Adressen der Knoteneinrichtungen aufweist, die entlang eines Datenaustauschpfades zu der anzusteuernden Schließknoteneinrichtung (1) liegen, und wobei jede Knoteneinrichtung in dem Adressteil des empfangenen Datensignals die Adressen des Datenaustauschpfades rotiert, so dass die eigene Adresse zur Absenderadresse wird und die Adressen der noch zu durchlaufenden Knoteneinrichtungen entsprechend nachrücken.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Programmieren aus dem Ändern der Liste aller zutrittsberechtigter Transponder/Personen besteht.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Antwortsignal von der Schließknoteneinrichtung (1) über die gegebenenfalls mindestens eine Leitknoteneinrichtung (3) an die Zentralknoteneinrichtung (2) übermittelt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 9, 10 oder 11, wobei anzusteuernde Schließknoteneinrichtung (1) ein Bestätigungssignal an die Zentralknoteneinrichtung (2) zurücksendet, wobei die Schließknoteneinrichtung (1) im Adressteil die Reihenfolge der Adressen der auf dem Datenaustauschpfad liegenden Knoteneinrichtung (15) umdreht und die eigene Adresse als Absenderadresse angibt.
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