CN103703493A - 用于保护商品项的商品传感器和方法 - Google Patents

Abstract

一种商品传感器（20），用于保护在商品展示安全装置上展示的商品项（M）防止被盗，其包括传感器电子器件（26）以及可操作地耦接至该传感器电子器件的传感器元件（28）。该传感器元件在交互状态之前的初始稳定状态中以及交互状态后的后续稳定状态中提供输出值。传感器电子器件比较传感器元件在后续稳定状态下的输出值和传感器元件在初始稳定状态下的输出值，以确定输出值的变化是否指示报警状况。在传感器元件在后续稳定状态下的输出值不在传感器元件在初始稳定状态下的输出值的预定容差带宽（TB）之内的情况下，传感器电子器件响应于报警状况激活报警器。

Description

用于保护商品项的商品传感器和方法

技术领域

本发明一般地涉及用于保护商品的传感器和方法，更具体地，本发明涉及用于商品展示安全装置的传感器以及用于保护商品项免遭盗窃的方法。在示例性实施例中，本发明为适于被附接至固定在零售商店中商品展示安全装置上的物品或商品的传感器，以通过检测在与该商品项进行交互之后变量或特征的变化来防止或至少阻挠对该商品项的盗窃。

背景技术

对于零售商来说，普遍做法是将相对昂贵的商品项放在诸如展示架、报警模块、安全固件等的商品展示安全装置上进行展示。安全装置通常展示商品项使得潜在的购买者可在决定是否购买之前容易地查看和评估物品的功能和操作。该商品项一般被附接到传感器，该传感器被固定在商品展示安全装置上，以便防止、或至少阻挠该物件被盗。安全装置、传感器或者这两者可还包括可听的和/或可视的报警器，其在可能发生盗窃的情况下被激活以提醒保安人员。

现有的商品传感器监控和确定商品项被附接到传感器的绝对状态。换句话说，传感器监控和确定商品项是否被附接至传感器（即，“安全”或“非报警”状况）或该商品项是否未附接至传感器（即，“不安全”或“报警”状况）。在传感器确定为“不安全”或“报警”状况的情况下激活报警器。结果，传感器需要连续地监控和确定商品项与传感器的附接状态。然而，感应连续的绝对状态具有特有的缺点，即产生了不可接受的数量的错误报警，以及需要更大的功耗。而且，商品项的可拆除组件通常必须被附接至单独的传感器并由单独的传感器进行监控。使用多个传感器使得将商品项安装至商品展示安全装置上变得复杂，并需要零售商来维护各个传感器的清单。错误的报警和多个突兀的传感器可能对潜在购买者与商品进行互动的经历造成负面影响，因此，可能对商品销售造成不利影响。

据此，对适于被附接至商品项以保护商品项免遭盗窃又克服了现有商品展示安全装置传感器的缺点这样的传感器存在未解决的需求。更进一步并且更特定地需要一种不连续地监控和确定商品项与传感器的附接绝对状态的商品传感器。对于以下这样的商品传感器存在进一步具体的需求，这种商品传感器降低了错误报警数量、降低功耗，并且不需要使用单独传感器来监控商品项的可拆除组件，且适于附接至商品项并被配置成与商品展示安全装置一起使用。

附图说明

参考附图可更好地理解本文所提供的发明的详细说明，附图示出了依据本发明构造的商品传感器的一个或多个示例性的，以及在某些情况下，优选的实施例。

图1是示出依据本发明的商品传感器的典型的“安全”或“非报警”状况的图；

图2是示出了依据本发明的商品传感器的典型的“不安全”或“报警”状况的图，其指示商品的可拆除组件可能被盗；

图3是示出了依据本发明的商品传感器的另一个典型的“不安全”或“报警”状况的图，其指示商品项可能被盗；

图4是示出了依据本发明的商品传感器的另一个典型的“不安全”或“报警”状况的图，其指示商品项可能被盗；

图5是依据本发明的商品传感器的示例性实施例的透视图；

图6是沿图5中的线6-6观察的图5的商品传感器的截面图。

具体实施方式

现在参考附图，其中，在各个视图中相似的参考编号指示相同的元件，示出了用于保护商品项的商品传感器的一个或多个示范性的实施例，以及在某些情况下的优选实施例。依据本发明的商品传感器适于附接至商品项，并典型被配置成固定在商品展示安全装置上。适于用于本发明的商品展示安全装置包括但不限于展示架、报警模块、安全固件等。在示例性实施例中，商品传感器被配置成可移除地支撑在可从美国北卡罗来纳州的城市夏洛特的InVue Security Products公司购得的商品展示架上。传感器可通过机械、电气或机电的约束或缆绳以常规方式被固定在商品展示装置上。备选地，商品传感器可通过无线通信被可操作地耦合到商品展示安全装置，该商品展示安全装置被固定到诸如柜台、桌面、搁板、墙壁等的展示支撑部。又进一步地，该商品传感器可以是自含式商品展示安全装置，其容纳有与测距（range-finding）或接近感应电子器件相结合的内部报警器，或备选地，可经由导电电缆被电气耦接至外部报警器，或无线地耦接至与测距或接近感应电子器件相结合的外部报警器。此外，依据本发明的商品传感器可被用于在零售商店以外的几乎所有设置或环境下监控商品项或其它货品的各种特性，如那些本领域技术人员将能够体会到的那样。

依据本发明的商品传感器利用了周期性工作循环（duty cycle）感应和可变的状态检测，而不是连续检测商品项与传感器的附接的绝对状态。在这一方面，该传感器可被认为是“环境驱动的（context-driven）”并且能够监测和确定与商品项相关联的变量或特征的预期值的变化。在普遍性原则下，传感器确定在稳定状态下商品项的变量或特性的初始值，并且当商品项在交互状态之后返回稳定状态时，如果变量或特征的后续值不在关于该初始值的预定容差（tolerance）带宽内，则激活报警器。系统继续监控期望值并随着环境和其它条件的改变调节该期望值，并继续监控动态的变化。

在示例性实施例中，传感器包括具有印刷电路板或等价物形式的传感器电子器件以及被可操作地耦接至商品项的传感器元件。例如，传感器元件可以是被电气连接至传感器电子器件的电感器，其通过电感生成能量场使得可由该电子器件监控该能量场的变化。在特定实施例中，该电感器通过使电流通过线圈而生成磁场，并通过该电子器件监控磁场强度的变化来检测“不安全”或“报警”状况。当商品项在物理上并且在环境上处于稳定状态时，例如，当商品项正被支撑在商品展示安全装置上以在零售商店中展示时，传感器电子器件记录由传感器元件提供的初始输出值。优选地，传感器电子器件配置成周期性地关于一个新的初始输出值进行校准，以便补偿传感器元件的任意自然电漂移（natural electrical drift），只要该商品项保持在同一稳定状态下。当商品项从稳定状态变成交互状态时，例如在潜在的购买者正在评估该商品项的时候，传感器电子器件忽略传感器元件提供的输出值。

当商品项从交互状态变回稳定状态时，例如在潜在购买者已经评估完该商品项之后，传感器电子器件记录由传感器元件提供的后续输出值并将第一稳定状态的初始输出值与新的稳定状态的后续输出值进行比较。如果后续输出值在关于初始输出值的预定容差带宽之内，则传感器电子器件仅相对于后续输出值校准该初始值，并重新分配关于该后续输出值的容差带宽。如果不是这样，后续输出值不在预定容差带宽之内（即在以外），则传感器电子器件检测到“不安全”或“报警”状况，并激活报警器以警告保安人员可能发生盗窃。

图1以图形的方式示出了依据本发明配置的商品传感器的典型的“安全”或“非报警”状况。“安全”或“非报警”状况可能发生在例如潜在购买者将附接至商品传感器的商品项从展示架上举起、评估该商品项的特征和操作，随后将该商品项重新放回展示架上而没有明显改变该商品项或商品展示品的变量或特性的时候。图1中的图形的纵轴表示商品传感器的传感器元件的输出值，该传感器元件例如是电连接至传感器电子器件的电感器，其通过电感生成能量场使得该能量场的变化可由传感器电子器件监控到。图1中的图形的横轴表示周期时间增量，传感器电子器件被配置成在该周期时间增量中对传感器元件的输出值进行采样，并在特定情况下记录该输出值。在稳定状态期间，传感器电子器件优选地周期性采样由传感器元件提供的输出值，以校准初始输出值，并从而补偿传感器元件的所有自然电漂移。

直到如10所标识的时间增量，该商品项处于相对稳定状态，例如，被以期望的展示方位放置在商品展示架上。从10所指示的时间增量处开始，潜在购买者将商品项和商品传感器从商品展示架上举起，然后按动各种按钮或按键以评估商品项的特征和操作。紧接在11所标识的时间增量之前，潜在购买者将商品项和商品传感器重新放在商品展示架上。从时间增量10直到时间增量11，商品项处于交互状态并且传感器电子器件忽略由传感器元件周期性地提供的输出值。应该注意的是，交互状态可通过由被设置在商品传感器内的传感器元件，或备选地由诸如加速度计、测力传感器或等效物的运动传感器（kinetic sensor）提供的输出值的变化速率确定。无论如何，商品项保持处于交互状态，直到该商品项被以期望的展示方位重新放置在商品展示架上。从时间增量11开始，该商品项处于后续稳定状态。由于处于后续稳定状态下的传感器元件提供的输出值在由TB标识的预定容差带宽之内，传感器电子器件检测到“安全”或“非报警”状况，并且响应于该传感器元件的输出值而不激活报警器。而是，传感器电子器件对传感器元件的输出值进行周期性地采样，并校准新的初始输出值以补偿传感器元件的所有自然电漂移或环境状况的改变。如果需要，传感器电子器件还调节关于新初始输出值的容差带宽TB的范围。

图2以图形的方式示出了依据本发明的商品传感器的典型的“不安全”或“报警”状况，其表示该商品项的可拆除组件有可能被盗。指示盗窃事件的“不安全”或“报警”状况可能发生在例如潜在的盗窃者将被附接至商品传感器的商品项从商品展示架上举起、拆除该商品项的诸如前盖或电池隔室门的可拆除组件，随后将该商品项重新放回商品展示架上。如参考图1所提及的，图2的图形的纵轴表示商品传感器的的输出值，该传感器元件例如是被电气连接至传感器电子器件的电感器，其通过电感生成磁场，使得能量场的变化可由电子器件监控到。图2中的图形的横轴表示周期时间增量，传感器电子器件被配置成以该周期时间增量来采样传感器元件的输出值，并在特定情况下记录该输出值。在稳定状态期间，传感器电子器件优选地周期性采样由传感器元件提供的输出值，以校准初始输出值，从而补偿传感器元件的所有自然电漂移。

直到由12所标识的时间增量，该商品项处于相对稳定状态，例如，被以期望的展示方位放置在商品展示架上。从时间增量12开始，潜在盗窃者将该商品项以及商品传感器从商品展示架抬起，然后将可拆除组件从该商品项上拆除。紧接在由13标识的时间增量之前，潜在盗窃者将不带有可拆除组件的商品项和商品传感器重新放置到商品展示架上。从时间增量12直到时间增量13，该商品项处于交互状态并且传感器电子器件忽略由传感器元件周期性地提供的输出值。如前面所提及的。交互状态可通过由被设置在商品传感器内的传感器元件，或备选地由诸如加速度计，测力传感器或等效物的运动传感器，所提供的输出值的变化速率确定。无论如何，该商品项保持处于交互状态直到该商品项被以期望展示方位重新放置在商品展示架上。从时间增量13处开始，该商品项处于后续稳定状态。但是，由处于后续稳定状态下的传感器元件提供的输出值并不在预定的容差带宽TB之内（即在之外）。据此，该传感器电子器件检测到“不安全”或“报警”状况，并响应于传感器元件的输出值而激活报警，以警告保安人员可能发生盗窃。

图3以图形的方式示出了依据本发明的商品传感器的另一个典型的“不安全”或“报警”状况，其指示了对整件商品的可能的盗窃。表示盗窃事件的“不安全”或“报警”状况可能发生在例如潜在盗窃者将被附接至商品传感器的商品项从商品展示架上抬起、将该商品项从商品传感器拆除（即分离），并且随后将不带该商品项的商品传感器放置到诸如柜台、桌面、搁板、墙壁等的展示支撑部上的时候。如参考图1所提及的，图3中的图形的纵轴表示商品传感器的传感器元件的输出值，该传感器元件例如是被电气连接至传感器电子器件的电感器，其通过电感产生磁场，使得能量场的变化可由电子器件监控到。图3中的图形的横轴表示周期时间增量，传感器电子器件被配置成在该周期时间增量中采样传感器元件的输出值，并在特定情况下记录该输出值。在稳定状态期间，传感器电子器件优选地周期性采样由传感器元件提供的输出值，以校准初始输出值，从而补偿传感器元件的所有自然电漂移。

直到由14所标识的时间增量，该商品项处于相对稳定状态，例如，被以期望的展示方位放置在商品展示架上。从时间增量14处开始，潜在盗窃者仓促地按动该商品项上的按钮或按键，然后将该商品项和商品传感器从商品展示架上抬起。潜在盗窃者然后将该商品项从商品传感器上拆除（即分离），之后在由15标识的时间增量之前将不带该商品项的商品传感器放到展示支撑部上。从时间增量14直到时间增量15，该商品项处于交互状态，并且传感器电子器件忽略由传感器元件周期性地提供的输出值。正如前面所提及的，该交互状态可通过由被设置在商品传感器内的传感器元件，或备选地由诸如加速度计，测力传感器或等效物的运动传感器提供的输出值的变化速率确定。无论如何，该商品项保持处于交互状态下直到时间增量15处商品传感器变为搁在展示支撑部上。此后，不带商品项的商品传感器处于后续稳定状态下。然而，由处于后续稳定状态下的传感器元件提供的输出值并不在预定容差带宽TB之内（即在之外）。据此，传感器电子器件检测到“不安全”或“报警”状况并响应于传感器元件的输出值而激活报警器以警告保安人员可能发生盗窃。

图4以图形的方式示出了依据本发明的商品传感器的另一个典型的“不安全”或“报警”状况，其表示整件商品项可能被盗。表示盗窃事件的“不安全”或“报警”状况可能发生在例如潜在盗窃者将被附接至商品传感器的商品项从商品展示架抬起、将该商品项从商品传感器上拆除（即分离），随后将不带该商品项的商品传感器放到诸如柜台、桌面、搁板、墙壁等的展示支撑部的边缘上的时候。如参考图1所提及的，图4中的图形中的纵轴表示商品传感器的传感器元件的输出值，该传感器元件例如是被电气连接至传感器电子器件的电感器，其通过电感生成磁场，使得可通过电子器件监控能量场中的变化。图4中的图形的横轴表示周期时间增量，传感器电子器件被配置成在该周期时间增量中采样传感器元件的输出值，并在特定情况下记录该输出值。在稳定状态期间，传感器电子器件优选地采样由传感器元件周期性地提供的输出值以校准初始输出值，从而补偿传感器元件的所有自然电漂移。

直到由16所标识的时间增量，该商品项处于相对稳定状态，例如被以期望的展示方位设置在商品展示架上。从时间增量16处开始，潜在盗窃者仓促地按动该商品项上的按钮或按键，然后将该商品项和商品传感器从商品展示架上抬起。接下来潜在盗窃者将该商品项从商品传感器上拆除（即，分离），然后将不带该商品项的商品传感器放在展示支撑部的边缘上。在由17标识的时间增量之前，商品传感器从展示支撑部的边缘落下，并来回地弹跃一段时间，该段时间取决于以机械、电气或机电方式将商品传感器连接至商品展示架的系绳、电缆或线绳的弹力。从时间增量16直到时间增量17，该商品项处于交互状态并且传感器电子器件忽略由传感器元件周期性提供的输出值。如前面所提及的，交互状态可通过由被设置在商品传感器内的传感器元件，或备选地由诸如加速度计，测力传感器或等效物的运动传感器提供的输出值的变化速率确定。无论如何，该商品项保持处于交互状态，直到时间增量17处商品传感器变为搁在展示支撑部的边缘上。此后，不带该商品项的商品传感器处于后续稳定状态。但是，由处于后续稳定状态的传感器元件提供的输出值并不在预定容差带宽TB之内（即在之外）。据此，传感器电子器件检测出“不安全”或“报警”状况，并响应于传感器元件的输出值而激活报警器，以警告保安人员可能发生盗窃。

图5中示出了依据本发明，总体以20表示的商品传感器的示例性实施例的透视图。图6中示出了沿图5中的线6-6得到的商品传感器20的截面视图。商品传感器20包括大体上为中空的壳体22，其定义出内部隔室或空腔24，用于容纳传感器的各个组件，包括但不限于传感器电子器件26和至少一传感器元件28。在示例性实施例中，传感器电子器件26被提供成具有多个电气组件和以已知方式被部署在其上的电连接的常规印刷电路板27的形式，并可操作用于执行商品传感器20的期望的功能。关于这方面，印刷电路板27至少包括用于控制传感器电子器件26的操作的处理器，和用于存储商品传感器20的各个操作指令和参数以及传感器元件28的输出值的存储器。正如前面所提及的，商品传感器20可进一步包括诸如测力传感器、振动开关或加速度计的运动传感器29，用于检测和提供关于该商品项的运动信息。备选地，传感器元件29还可起到运动传感器的作用。而且，商品传感器20可选地包括机械的、电气的或机电的系绳、线绳或电缆或类似物30，用于将商品传感器连接至商品展示安全装置（未示出），诸如展示架、报警模块、安全固件等。而且，可提供诸如双面胶带的压敏粘合剂（PSA）薄层32，用于将该商品项M以已知的方式固定至商品传感器20的壳体22。

在本文中示出的示例性实施例中，传感器元件28为被电气连接至传感器电子器件26的电感器，其通过电感生成能量场，使得能量场的变化可由传感器电子器件监控到。在有利的实施例中，电感器通过使电流通过线圈而生成磁场，并且传感器电子器件26将磁场强度转换成数字的输出值，其被传感器电子器件的存储器记录下来并与对应于商品传感器20的预定容差带宽TB的数字输出值进行比较。正如那些本领域技术人员将显而易见的，传感器元件28可以是任意的多个已知传感器，其可操作用于检测被附接至商品传感器20的商品项M的变量或特征，并用于向传感器电子器件26的存储器提供代表变量或特征随时间发生的变化的输出值。通过举例的方式，传感器元件28可备选地为可变电阻应变仪、测力传感器、加速计、密度传感器、声学传感器、磁传感器（类似于本文说明的电感器）、数字成像或数字测绘传感器，或能够提供表示在一段交互时间期间与该商品项相关联的变量或特征是否已经改变的输出信号或值的任意其它传感器。广义地，传感器元件28可操作成在交互一段时间之前提供与商品项的变量或特征相关联的初始输出值，并在此后紧随该段交互时间之后提供与该商品项的同一变量或特征相关联的后续输出值。传感器电子器件26起到将后续输出值与初始输出值进行比较的作用，以确定该商品项的变量或特征的变化是否指示出可能出现盗窃。在可能出现盗窃的情况下，传感器电子器件可优选地以已知的方式（例如经由电缆30中的导体或备选地以无线方式）激活内部的、外部的或远程报警器，以警告保安人员可能出现盗窃。

Claims (15)

1.一种用于保护商品项（M）防止被盗的商品传感器（20），包括：

传感器电子器件（26）；以及

传感器元件（28），其被可操作地耦接至所述传感器电子器件；

其中，所述传感器元件可操作用于提供输出值，并且所述传感器电子器件可操作用于比较在第一稳定状态中所述传感器元件的输出值和在交互状态后的第二稳定状态中所述传感器元件的输出值。

2.如权利要求1所述的商品传感器（20），其中，所述传感器电子器件（26）忽略在所述交互状态期间由所述传感器元件（28）提供的输出值。

3.如权利要求1所述的商品传感器（20），其中，在所述传感器元件（28）在所述第二稳定状态中提供的输出值未落入由所述传感器元件在所述第一稳定状态中提供的输出值的预定容差带宽（TB）之内的情况下，所述传感器电子器件（26）检测到报警状况。

4.如权利要求3所述的商品传感器（20），其中，所述传感器电子器件（26）周期性地采样所述传感器元件（28）在所述第一稳定状态中的所述输出值，以校准所述传感器元件（28）的初始输出值。

5.如权利要求4所述的商品传感器（20），其中，所述传感器电子器件（26）基于所述传感器元件（28）在所述第一稳定状态中的初始输出值进一步确定所述预定容差带宽（TB）。

6.如权利要求1所述的商品传感器（20），其中，所述传感器元件（28）包括被电气连接至所述传感器电子器件（26）的电感器，其产生磁场，并且其中，可通过所述传感器电子器件监控所述磁场的强度的变化以检测报警状况。

7.一种用于商品展示安全装置的商品传感器（20），所述商品传感器包括：

壳体（22），其定义内部腔体（24）；

传感器电子器件（26），其被设置在所述壳体的所述内部腔体之内；以及

传感器元件（28），其被可操作地耦接至所述传感器电子器件，所述传感器元件至少在初始稳定状态中和在交互状态后的后续稳定状态中提供输出值；

其中，所述传感器电子器件将所述传感器元件在所述初始稳定状态中的所述输出值与所述传感器元件在所述交互状态后的所述后续稳定状态中的所述输出值进行比较，以确定报警状况。

8.如权利要求7所述的商品传感器（20），其中，所述传感器电子器件（26）比较所述传感器元件（28）在所述后续稳定状态中的所述输出值和所述传感器元件在所述初始稳定状态中的所述输出值，并在所述传感器元件在所述后续稳定状态中的所述输出值不在所述传感器元件在所述初始稳定状态中的所述输出值的预定容差带宽（TB）之内的情况下确定所述报警状况。

9.如权利要求7所述的商品传感器（20），其中，所述传感器电子器件（26）监控所述传感器元件（28）在所述初始稳定状态中以及在所述后续稳定状态中的所述输出值，并且其中，所述传感器电子器件不监控所述传感器元件在所述初始稳定状态后的所述交互状态中的所述输出值。

10.如权利要求7所述的商品传感器（20），其中，所述传感器元件（28）包括用于生成磁场的电感器，并且其中，通过所述传感器电子器件（26）监控所述磁场的强度的变化，以检测所述报警状况。

11.如权利要求7所述的商品传感器（20），其中，所述传感器电子器件（26）包括被电气连接至所述传感器元件（28）的印刷电路板（27）。

12.一种用于保护商品项（M）防止被盗的方法，包括：

提供传感器元件（28）和被可操作地耦接至所述传感器元件的传感器电子器件（26），在第一稳定状态下和第二稳定状态下所述传感器元件向所述传感器电子器件提供输出值；以及

使用所述传感器电子器件比较所述传感器元件在所述第一稳定状态中的所述输出值和所述传感器元件在所述第二稳定状态中的所述输出值，以确定报警状况。

13.如权利要求12所述的用于保护商品项（M）的方法，其中，所述传感器电子器件（26）比较所述传感器元件（28）在所述第一稳定状态中的所述输出值和所述传感器元件在所述第二稳定状态中的所述输出值，并确定交互状态后的报警状况。

14.如权利要求12所述的用于保护商品项（M）的方法，其中，在所述传感器元件（28）在所述第二稳定状态中的所述输出值不在所述传感器元件在所述第一稳定状态中的所述输出值的预定容差带宽（TB）之内的情况下，所述传感器电子器件（26）确定所述报警状况。

15.如权利要求12所述的用于保护商品项（M）的方法，进一步包括响应于所述报警状况激活报警器。

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