Der Beginn einer sichereren und bequemeren Ära der kontaktlosen Zutrittskontrolle

Die UWB (Ultra-Wideband Communication) -Technologie, die eine hochpräzise Ortung und Positionsdaten in verschiedenen Branchen ermöglicht, wird zunehmend in verschiedenen Branchen eingesetzt. Kürzlich hat Samsung Electronics auf der CES 2024 für seine UWB-basierte Lösung, die eine hohe Genauigkeit und Positionsdaten für mobile Geräte, Autos und IoT-Geräte bietet, einen Innovationspreis erhalten, was die Bedeutung der UWB-Technologie weiter unterstreicht. UWB-Technologie wird bereits in Produkten wie den Smart Keys von Tesla und Hyundai sowie Apples AirTags genutzt und wird für den Einsatz in verschiedenen Bereichen wie taglosen Diensten und Zahlungssystemen von Transportkartensystemen in Betracht gezogen. 

Ein Hauptfaktor für die zunehmende Nachfrage nach UWB in verschiedenen Branchen ist die zunehmende Anwendung dieser Technologie in Smartphones und Haushaltsgeräten durch Verbraucher. Seit etwa 4-5 Jahren bringen globale Unternehmen wie Samsung Electronics und Apple neue Produkte mit UWB-Technologie auf den Markt. Laut Zion Market Research, einem Marktforschungsunternehmen in den USA, wird erwartet, dass der UWB-Markt von rund 147,89 Milliarden US-Dollar im Jahr 2022 bis zum Jahr 2030 auf 632,58 Milliarden US-Dollar wachsen wird. Dies bedeutet eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) von etwa 19,92% von 2023 bis 2030.

Entsprechend dieser Entwicklung wird die UWB-Technologie auch im Bereich der physischen Zutrittskontrolle als eine Technologie betrachtet, die neue Authentifizierungsmethoden ermöglichen könnte.

Allerdings gibt es immer noch verschiedene herausfordernde Aspekte bei der Anwendung von UWB in Zutrittskontrollsystemen, und es wird weiterhin Forschung und Bemühungen geben, diese zu lösen. Lassen Sie uns untersuchen, wie UWB in Zutrittskontrollsystemen eingesetzt werden kann und wie diese Herausforderungen bewältigt werden.

Die Verwirklichung einer echten Walk-Through-Zugangskontrolle durch die Kombination von physischer Sicherheit und UWB

Die UWB-Technologie wird im Bereich der physischen Zutrittskontrolle besonders beachtet, da sie die Möglichkeit bietet, eine Walk-Through- Zutrittskontrolle zu ermöglichen, bei der autorisierte Personen ohne zusätzlichen Aufwand automatisch Zugang erhalten. Der Kern dieser Walk-Through- Zutrittskontrolle liegt in der genauen Positionsmessung, wenn autorisierte Personen vor der Tür stehen.

Der Begriff "Walk-Through" wurde erstmals in der physischen Sicherheitsbranche verwendet, als Zutrittskontrollterminals auf der Basis von Gesichtserkennung verbreitet wurden. Allerdings bestand hierbei die Einschränkung darin, dass die Gesichtserkennung auch dann durchgeführt wurde, wenn Personen aus der Ferne vorbeigingen, unabhängig von ihrem tatsächlichen Zutrittsinteresse. Die auf UWB basierende Walk-Through-Technologie überwindet diese Einschränkung, indem sie die Distanz zum autorisierten Benutzer genau misst und den Zugang nur dann ermöglicht, wenn sich der autorisierte Benutzer der Tür nähert.

Die UWB-Technologie ermöglicht eine schnelle und präzise Messung der Position identifizierter Personen mit einem Fehlerbereich von etwa 5 bis 10 cm mittels stabiler Kommunikation über ein breites Frequenzband. Dies ermöglicht eine präzisere Positionsverfolgung als bei herkömmlichem Wi-Fi oder Bluetooth (BLE). Da diese UWB-Technologie nun in Smartphones integriert ist, kann jeder, der ein Smartphone besitzt, die Walk-Through-Zutrittskontrolle nutzen.

Zwei Herausforderungen bei der Realisierung von Walk-Through-Zutrittskontrollen mit UWB-Technologie

Bei der Implementierung einer echten Walk-Through-Zutrittskontrolle auf UWB-Basis gibt es im Wesentlichen zwei Herausforderungen. Erstens muss eine genaue Positionsbestimmung mit nur einem Terminal erfolgen. Herkömmliche UWB-basierte Indoor-Positionsverfolgungssysteme verwenden das Triangulationsverfahren mit drei Ankerpunkten, um eine Position zu bestimmen. Im Falle von Zutrittskontrollsystemen muss jedoch ein einziger Reader außerhalb der Tür genau positioniert werden. Daher muss die UWB-Technologie in der Lage sein, genaue Entfernungen und Winkel mit einem einzigen Terminal zu bestimmen.

Die genaue Entfernung kann durch die Time-of-Flight (ToF)-Technologie gemessen werden, indem ein Signal mit konstanter Geschwindigkeit gesendet und die Zeitdifferenz gemessen wird, bis das Signal zurückkehrt. Die genaue Bestimmung des Winkels war jedoch eine Herausforderung. Um dieses Problem zu lösen, wurden viele Studien und Entwicklungen im Bereich der Array-Antennentechnologie durchgeführt, und die Technologie zur genauen Winkelmessung mit Array-Antennen hat mittlerweile die Phase der kommerziellen Nutzung erreicht.

Zweitens gibt es eine Begrenzung der gleichzeitigen UWB-Verbindungen. Im Gegensatz zu BLE oder NFC, die nur für kurze Entfernungen von bis zu 10 cm arbeiten und daher keine Notwendigkeit für mehrere Verbindungen haben, muss in Fällen, in denen Walk-Through-Zutrittskontrollen auf einem Radius von mehreren Metern durchgeführt werden, die Positionen mehrerer Personen verfolgt werden. Dafür sind mehrere Verbindungen erforderlich. Beispielsweise können in einem großen Gebäudefoyer dutzende Personen sein, und um ihre Zugänge zu verfolgen, müssen mit UWB gleichzeitig die genauen Positionen jedes Einzelnen gemessen und festgestellt werden, wer von ihnen den Zugang versucht. Während herkömmliche UWB-Systeme in der Lage sind, gleichzeitig die Positionen mehrerer Objekte über große Entfernungen zu verfolgen, gibt es bei der UWB-Technologie, die in Smartphones integriert ist, eine Einschränkung in der Anzahl der gleichzeitigen Verbindungen aufgrund der Notwendigkeit einer BLE-Verbindung. Um dieses Problem zu lösen, wurden Softwaretechniken entwickelt, die auf der Verwendung von RSSI (Received Signal Strength Indicator) von BLE und der Zeitmultiplextechnik basieren, um die Anzahl der Verbindungen zu erweitern, und diese Techniken haben mittlerweile die Phase der kommerziellen Nutzung erreicht.

Kommerzialisierung von UWB und innovative Transformation der physischen Sicherheitstechnik

△ Suprema-Geschäftsführer Seongbin Choi, Direktor des Technologieforschungszentrums

Die UWB-Technologie revolutioniert verschiedene Branchen. Im Bereich der physischen Sicherheit wird über UWB seit etwa drei Jahren diskutiert, und in dieser Zeit wurden kontinuierlich Forschung und technologische Entwicklung betrieben, um die herausfordernden Aspekte der Integration von UWB in Zutrittskontrollsysteme zu bewältigen. Nun sind alle Technologien so weit fortgeschritten, dass UWB in Zugangskontrollsysteme integriert werden kann. Die Implementierung eines echten Walk-Through auf Basis von UWB wird eine innovative Transformation im Sicherheitssektor ermöglichen, indem Bequemlichkeit und Sicherheit gleichzeitig gesteigert werden.

Darüber hinaus bietet die präzise Indoor-Positionsverfolgungstechnologie von UWB ein breites Anwendungspotenzial zur Stärkung der Sicherheit, einschließlich der Überwachung von Besucherpositionen, des Managements großer Veranstaltungen, der Verfolgung von Personen und Vermögenswerten innerhalb von Banken und vielem mehr. Durch die Integration mit Überwachungskameras und Alarmsystemen kann ein integriertes Sicherheitssystem aufgebaut werden, das die Situationswahrnehmung und präventive Bedrohungsabwehr verbessert.

[Artikel verfasst von Choi Sungbin, Geschäftsführer des Suprema Technologieforschungszentrums]

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