Systém pro elektronické ověření a třídění

Oblast techniky

Technické řešení se týká oblasti bezpečnostních systémů pro ověření pravosti nosičů pomocí na nich aplikovaných bezpečnostních elementů a pro třídění nosičů dle jejich vybavení bezpečnostními elementy.

Dosavadní stav techniky

V současné době mezi nosiče chráněné bezpečnostními elementy patří peníze, ceniny, doklady, bezpečnostní karty, výrobky, atp. Na tyto nosiče jsou aplikovány bezpečnostní elementy, které mají za úkol zcela znemožnit, nebo alespoň dostatečně zkomplikovat padělání nosičů. Mezi takové bezpečnostní elementy se řadí materiály specifického složení, fyzické parametry nosičů, jako např. tloušťka, velikost, dále různé inkousty, hologramy, radiofrekvenční čipy, vodotisky, atp.

Zejména u bankovek se k ověřování pravosti a k identifikaci jednotlivých nominálů využívá magnetického inkoustu, dále bezpečnostních elementů citlivých na ultrafialové světlo, bezpečnostních elementů citlivých na infračervené světlo, a také v neposlední řadě hologramů. Hologramy jsou na bankovky aplikovány ve formě proužků nebo bodů. Hologramem je zdánlivý trojrozměrný obraz aplikovaný do metalické struktury vytvořené na nosném podkladu, na který byla metalická struktura aplikována před vytvořením holografického záznamu.

Aktuálně nasazovaným zabezpečením bankovek je aplikace radiofrekvenčních identifikačních čipů jako bezpečnostních elementů. Z pohledu zabezpečení se jedná o jedno z nejbezpečnějších řešení, protože identifikační čip bude mít v sobě uloženou informaci o čísle bankovky unikátním pro každý kus. Další výhodou radiofrekvenčních identifikačních čipů je to, že čtečky těchto čipů ověří pravost téměř okamžitě a dokáží pomocí přečtené informace bankovky třídit. Nevýhodou takového bezpečnostního elementu jsou výrazně dražší výrobní náklady oproti např. používaným hologramům.

Doklady a bezpečnostní karty jsou už zpravidla opatřeny radiofrekvenčními identifikačními čipy v kombinaci s hologramy.

Nosiče spadající do jedné kategorie, např. bankovky stejného nominálů, cestovní doklady daného státu, atp., mají společné to, že aplikace bezpečnostních elementů je pro danou kategorii nosičů identická z pohledu typu bezpečnostního elementu, tak z pohledu jejich rozvržení na daném nosiči. Současně může tvořit některé bezpečnostní elementy elektricky vodivý materiál, který interaguje s elektromagnetickým zářením, jako zejména u hologramů jejich metalické struktury vytvořené na nosných podkladech. Při padělání nosičů, nebo při třídění nosičů, se zapomíná na tuto přehlíženou vlastnost některých bezpečnostních elementů tvořených elektricky vodivým materiálem

Úkolem technického řešení je vytvoření systému pro elektronické ověření a třídění, který by využíval k ověření pravosti nosičů rozmístění bezpečnostních elementů interagují cích s elektromagnetickým zářením na daném nosiči, včetně daných rozměrů bezpečnostních elementů, jejich geometrie a jejich elektrické vodivosti, a který by umožňoval třídění na základě rozmístění takových bezpečnostních elementů na daném nosiči.

Podstata technického řešení

Vytčený úkol je vyřešen vytvořením systému pro elektronické ověření a třídění podle následujícího užitného vzoru.

Technické řešení se týká systému pro elektronické ověření a třídění nosičů s aplikovanými bezpečnostními elementy, kde alespoň jeden z bezpečnostních elementů aplikovaných na nosiči obsahuje elektricky vodivý materiál interagující s elektromagnetickým zářením.

-1 CZ 31192 Ul

Podstata technického řešení spočívá v tom, že systém zahrnuje alespoň jedno čtecí zařízení sestávající z alespoň jednoho planámího rezonančního obvodu, který je integrovaný do kontaktního tělesa. Kontaktní těleso slouží pří přikládání nosiče ke čtecímu zařízení k definování minimální vzdálenosti nosiče od planámího rezonančního obvodu. Současně je planámí rezonanční obvod propojený s alespoň jedním přeladitelným frekvenčním generátorem sloužícím k navození rezonanční frekvence planámího rezonančního obvodu. Jak planámí rezonanční obvod, tak i přeladitelný frekvenční generátor, jsou propojeny s alespoň jednou řídicí jednotkou pro řízení chodu přeladitelného frekvenčního generátoru a pro vyhodnocení rezonanční frekvence planámího rezonančního obvodu.

Mezi výhody technického řešení patří využití vlivu alespoň jednoho bezpečnostního elementu tvořeného materiálem interagujícím s elektromagnetickým zářením na rezonanční frekvenci planámího rezonančního obvodu. Minimální vzdálenost je s výhodou zajištěna kontaktním tělesem, rovněž i elektrická izolace rezonančního obvodu je zajištěna kontaktním tělesem. Systém při ověřování pravosti nosiče pracuje komparačním způsobem, kdy porovnává změřenou změnu rezonanční frekvence po přiložení nosiče ke kontaktnímu tělesu s nadefinovanou hodnotou, přičemž nadefinovaná hodnota je neměnná pro danou kategorii nosičů. Pokud došlo k vytvoření falza s pomocí falešných bezpečnostních elementů tvořených jiným materiálovým složením, které je pro lidské vjemy od originálu k nerozeznání, tak může být falzum odhaleno v systému podle technického řešení tím, že bude mít jiný vliv na rezonanční frekvenci rezonančního obvodu. Podstatnou výhodou je, že pokud jsou nosiče tvarově a materiálově identické, a tudíž nerozlišitelné pro strojové třídění, tak umožňuje systém jejich rozlišení pomocí jejich vlivu na změnu rezonanční frekvence čtecího zařízení.

Ve výhodném provedení systému pro elektronické ověření a třídění podle technického řešení je kontaktní těleso opatřeno alespoň jedním navigačním prostředkem pro správně orientované přiložení nosiče ke kontaktnímu tělesu. Navigační prostředek udává obsluze čtecího zařízení systému instrukce, jak správně přiložit nosič, aby byly bezpečnostní elementy nosiče na správném místě vůči planámímu rezonančnímu obvodu pro správné vyhodnocení nosiče čtecím zařízením.

Ve výhodném provedení systému pro elektronické ověření a třídění podle technického řešení je systém opatřen alespoň jedním signalizačním prostředkem pro signalizaci ověření pravosti. Signalizační prostředek navádí obsluhu čtecího zařízení systému k držení přiloženého nosiče na kontaktním tělese po dobu průběhu ověřování nosiče.

Ve výhodném provedení systému pro elektronické ověření a třídění podle technického řešení je čtecí zařízení opatřeno alespoň jedním fotodetektorem připojeným k řídicí jednotce pro přenos signálu z fotodetektoru do řídicí jednotky. To je výhodné v případě, že je nosič opatřen bezpečnostním elementem, který např. emituje světelný signál po vložení do elektromagnetického pole rezonančního obvodu. Jedná se o sekundární kontrolu při ověřování pravosti nosiče.

Ve výhodném provedení systému pro elektronické ověření a třídění podle technického řešení je systém opatřen alespoň jedním vizualizačním prostředkem pro vizualizaci výsledků ověření. Je výhodné opatřit systém vizualizačním prostředkem, aby obsluha čtecího zařízení byla srozuměna o výsledku ověření, nebo aby obdržela instrukci k vykonání pracovního kroku při třídění nosičů, např. při vyřazování starší generace bankovek z oběhu.

Ve výhodném provedení systému pro elektronické ověření a třídění podle technického řešení je řídicí jednotka tvořena řídicími a vyhodnocovacími obvody, nebo je řídicí jednotka tvořena počítačem opatřeným datovým úložištěm, na kterém je uložen vyhodnocovací softwarový modul, řídicí softwarový modul a databáze změněných rezonančních frekvencí od přiložených nosičů. Vytvoření řídicí jednotky jako elektronického zařízení s řídicími a vyhodnocovacími obvody přináší výhody kompaktnosti, avšak omezené modifikovatelnosti a aktualizace, zatímco vytvoření řídicí jednotky jako počítače s datovým úložištěm je sice hardwarově složitější, na druhou stranu lze nahrát na datové úložiště vždy aktuální a nové softwarové moduly a databáze.

Ve výhodném provedení systému pro elektronické ověření a třídění podle technického řešení je systém opatřen alespoň jedním komunikačním rozhraním pro připojení k externímu elektronickému zařízení. Mezi taková externí zařízení např. spadá počítačová síť.

CZ 31192 Ul

Ve výhodném provedení systému pro elektronické ověření a třídění podle technického řešení zahrnuje alespoň jedno automatizované třídící zařízení pro třídění nosičů dle definovaných kategorií. Automatizované třídicí zařízení nahrazuje lidského pracovníka a přináší výhody spojené s automatizací, jako je např. efektivita práce.

Mezi výhody systému vytvořeného podle technického řešení patří využití fyzikálního chování současně aplikovaných bezpečnostních elementů používaných na nosičích při ověřování pravosti nosičů a při jejich třídění. Nosiče lze díky jasně stanovenému počtu, geometrii, tvaru a vlivu na elektromagnetické pole jejich bezpečnostních elementů kategorizovat a následně dle kategorií třídit. Pokud se objeví nosič nezapadající do žádné z nadefinovaných kategorií, je takový nosič podroben dalšímu zkoumání jako falsum. Systém je konstrukčně jednoduchý, využívá stávající formy nosičů, takže neovlivňuje jejich výrobu ani pořizovací náklady. Systém lze s výhodou snadno adaptovat na různé kategorie nosičů.

Objasnění výkresů

Uvedené technické řešení bude blíže objasněno na následujících vyobrazeních, kde:

obr. 1 znázorňuje schematické uskutečnění systému a grafy se změnou rezonanční frekvence pro dva odlišné nosiče, obr. 2 znázorňuje pohled shora na čtecí zařízení a jeho schematicky naznačené zapojení do systému, obr. 3 znázorňuje schematicky vyobrazenou řídicí jednotku systému a její připojení k externímu zařízení.

Příklad uskutečnění technického řešení

Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní případy uskutečnění technického řešení jsou představovány pro ilustraci, nikoliv jako omezení technického řešení na uvedené příklady. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zajistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním technického řešení, která jsou zde popsána. I tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následujících nároků na ochranu.

Na obr. 1 je vyobrazen systém, v němž jsou zapojeny čtecí zařízení 3 a řídicí jednotka 7. Čtecí zařízení 3 je tvořeno planámím rezonančním obvodem 4 integrovaným do kontaktního tělesa 5. Pro názornost jsou zviditelněny planámí kondenzátor 8 a cívka 9 planámího rezonančního obvodu 4. Planámí rezonanční obvod 4 je připojen k přeladitelnému frekvenčnímu generátoru 6, který se v tomto uskutečnění technického řešení nachází mimo čtecí zařízení 3. Přeladitelný frekvenční generátor 6 je připojen k řídicí jednotce 7. Řídicí jednotka 7 je tvořena počítačem, nebo řídicími a vyhodnocovacími obvody, a k řídicí jednotce 7 je připojeno datové úložiště L4, které obsahuje softwarové moduly pro chod systému a na obr. 1 nenaznačenou databázi 17 s informacemi o kategoriích nosičů U Dále jek řídicí jednotce 7. přes komunikační rozhraní 18 připojeno třídicí zařízení 19.

Třídicí zařízení 19 může být například automatizovaný podavač nosičů i, který odebírá smíchané nosiče i ze společné hromady, a po jejich vyhodnocení systémem je rozřazuje do vlastních úložných prostorů.

Na obr. 1 jsou zobrazeny tři grafy, kde graf přiřazený k prázdnému čtecímu zařízení 3 vyobrazuje základní rezonanční frekvenci plošného rezonančního obvodu 4. Dále je na obr. 1 vyobrazen nosič i s jedním elektromagneticky aktivním bezpečnostním elementem 2, přičemž je kněmu přiřazen graf vyobrazující změnu rezonanční frekvence. Dále je na obr. 1 vyobrazen nosič 1 se dvěma elektromagneticky aktivními bezpečnostními elementy 2, ke kterému je přiřazen graf vyobrazující ještě signifikantnější změnu rezonanční frekvence.

Na obr. 2 je vyobrazen příklad uskutečnění čtecího zařízení 3, jehož kontaktní těleso 5 má obdélníkový půdorys. Kontaktní těleso 5 má zvýšenou hranu pro vytvoření orámování okolo přikládací plochy, ke které se přikládají nosiče 1. Navigační prostředky 10 vytvořené na orámování

-3CZ 31192 Ul v podobě vylisovaných šipek naznačují, do jakého rohu přikládací plochy se mají přikládat nosiče 1 pro správný průběh ověřování. Pod přikládací plochu kontaktního tělesa 5 jsou integrovány čtyři plošné rezonanční obvody 4 pro ověřování nosičů různých formátů velikosti. Přikládací plocha je např. vylisována z plastu a současně elektricky izoluje plošný rezonanční obvod 4 od nosiče 1. Tloušťka materiálu nad plošným rezonančním obvodem 4 definuje minimální vzdálenost, na jakou se může přiblížit nosič I k plošnému rezonančnímu obvodu 4.

Na přikládací ploše kontaktního tělesa 5 je vytvořen jeden fotodetektor 12, který je připojen k řídicí jednotce 7 pro přenos signálů nesoucích informaci o detekovaném světelném záblesku. Dále jsou na kontaktním tělese 5 čtecího zařízení 3 vytvořeny dva signalizační prostředky 11 tvořené barevnými světlo emitujícími diodami, které střídavým rozsvěcováním a zhasínáním poskytují informaci o tom, zdaje systém připraven k použití, nebo např. zdaje možné odebrat nosič i z přikládací plochy kontaktního tělesa 5.

Řídicí jednotka 7 je připojena k externímu zařízení, např. k serveru 20, na který se ukládají informace o ověřených nosičích L Součástí systému v tomto uskutečnění technického řešení je také vizualizační prostředek 13 tvořený displejem, který vizualizuje úkoly pro obsluhu systému a průběžné informace o probíhajícím ověřování.

V jiných příkladech uskutečnění technického řešení může nabývat kontaktní těleso 5 libovolného tvaru. Rovněž navigační prostředky 10 mohou být tvořeny např. obrázkem, písemnou instrukci, mechanickým podavačem, atp.

Na obr. 3 je schematicky vyobrazena řídicí jednotka 7. Ve vyobrazeném uskutečnění technického řešení je tvořena počítačem, který je opatřen datovým úložištěm 14. Na datovém úložišti 14 ie řídicí softwarový modul 16, který zajišťuje, aby řídicí jednotka 7 odesílala řídicí signály do přeladitelného frekvenčního generátoru 6, do signalizačních prostředků H, do vizualizačního prostředku 13, atp. Dále je na datovém úložišti 14 uložen vyhodnocovací softwarový modul 15, který zpracovává signály přijaté z plošného rezonančního obvodu 6 a z přeladitelného frekvenčního generátoru 6, a který následně zpracované signály vyhodnocuje porovnáním s referenčními hodnotami uvedenými v databázi 17, která je rovněž uložena na datovém úložišti 14. Komunikační rozhraní 18 je tvořeno například síťovou kartou, či modemem pro připojení k Internetu. Princip funkce systému je následují:

Nosiče 1 jsou bankovky, které běžně obsahují hologramy jako bezpečnostní elementy 2. Hologramy díky používaným metalickým strukturám interagují při vložení do pole působení rezonančního obvodu 4. Rozmístění a počet bezpečnostních elementů 2 jsou pro každý nominál bankovek odlišné, ale v rámci jednoho nominálu bankovek jsou identické pro všechny nominály vydané série.

Každý nominál má vlastní vliv na základní rezonanční frekvenci. Přeladitelný frekvenční generátor 6 postupně v krátkých časových intervalech přelaďuje frekvenční spektrum. Podle měnící se velikosti impedance řídicí jednotka 7 rozpozná, o jakou hodnotu bankovky se jedná.

Pokud je například nosič 1 opatřen světelnou diodou, kterou lze rozsvítit vložením do pole působení plošného rezonančního obvodu 4 o určité rezonanční frekvenci, je možné rozsvícení diody zaznamenat fotodetektorem 12, který odešle signál do řídicí jednotky 7.

Záznamy do databáze 14 se získávají experimentálně pro každou skupinu nosičů 1, jejichž bezpečnostní elementy mají stejnou velikost, rozmístění na nosiči 1, geometrii a elektrickou vodivost.

Průmyslová využitelnost

Systém pro elektronické ověření a třídění vytvořený podle technického řešení nalezne uplatnění především v obchodním a veřejnoprávním sektoru při ověřování nosičů opatřených bezpečnostními elementy, jako jsou například doklady, bankovky, ceniny, identifikační karty, zboží, atp.