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Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Einkaufswagenlogistik, der Elektronik und der Netzwerktechnologie und betrifft insbesondere ein Betriebszustandsmesssystem für Transporteinheiten, wie insbesondere Einkaufswägen, die in einem Einkaufsmarkt in unterschiedlichen Betriebsbereichen verwendet und in Parkboxen vorgehalten werden.
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Im Stand der Technik werden Einkaufswägen in einem Vorratsbereich, den sogenannte Parkboxen gelagert und können von dort vom Kunden für seinen Einkauf entnommen werden.
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Bisherige Einkaufswägen weisen mechanische Komponenten zum Transport der zu erwerbenden Produkte auf. Bislang sind elektronische Komponenten nicht vorgesehen.
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In der Praxis besteht allerdings Bedarf an digitalisierten Systemen. Dazu ist es bekannt, die Einkaufswägen mit elektronischen Bauteilen auszurüsten, um digitale Daten erfassen und auswerten zu können.
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So zeigen die
EP 2 391 247 B1 und die
DE 10 2008 041 274 A1 Beispiele für die Ausbildung von elektronischen Markierungen oder RFID-Tags am Einkaufswagen, um diesen z.B. gegen Diebstahl zu sichern.
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Die Auswertung kann in der „Cloud“, also auf einem über ein Netzwerk angeschlossenen Server erfolgen. In der Praxis zeigt es sich, jedoch, dass immer mehr Daten in die Cloud verlagert werden und es dabei auch zu Fehlern kommen kann. Insbesondere können Fehler und Ausfälle bei der Datenerfassung zu massiven Fehlauswertungen führen.
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Ausgehend vom bekannten Stand der Technik hat sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe gestellt, die Ausfallsicherheit und Zuverlässigkeit von Systemen mit einer elektronischen Datenerfassung zu erhöhen und diese insgesamt ausfallsicherer zu machen.
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Diese Aufgabe wird durch den jeweiligen Gegenstand der beiliegenden unabhängigen Patentansprüche gelöst, insbesondere durch ein Betriebszustandsmesssystem, eine Verwendung dieses Systems, einen Server zu Steuerung desselben sowie durch ein Verfahren. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnungen.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung, wird die Aufgabe gelöst durch ein Betriebszustandsmesssystem für eine Mehrzahl von Transporteinheiten, insbesondere von Einkaufswägen, die in unterschiedlichen Betriebsbereichen bewegt werden. Die Einkaufswägen sind in Parkboxen gelagert.
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Das Betriebszustandsmesssystem umfasst:
- - Eine Mehrzahl von Transporteinheiten zur Benutzung durch einen Anwender und mit jeweils einer elektronischen Sendeeinheit
- - Zumindest eine Empfangseinheit, die in allen oder ausgewählten Betriebsbereichen positioniert ist und zum Empfang von Signalen der elektronischen Sendeeinheit und zum Versenden eines Datenpaketes an den zentralen Server ausgebildet ist
- - Eine Mehrzahl von Beacons, die in allen oder ausgewählten Betriebsbereichen positioniert sind
- - Eine Applikation, die auf einem mobilen Gerät des Anwenders installiert ist und die zum Empfang eines eineindeutigen Identifikationssignals eines Beacons bestimmt ist, falls sich das mobile Gerät im Umfeld des Beacons befindet, um daraufhin das Senden eines Positionssignals an einen zentralen Server zu veranlassen
- - Den zentralen Server, der zum Empfang und zur Auswertung des Datenpaketes der Empfangseinheit und des Positionssignals zum Berechnen eines Ergebnisdatensatzes bestimmt ist.
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Die Lösung bezieht sich mit anderen Worten auf die redundante Bereitstellung von Lokalisierungsdaten des Einkaufswagens während des Betriebs und des mobilen Gerätes des Kunden als Benutzer der Applikation und des Einkaufswagens. Damit wird es vorteilhafterweise möglich, dass die erfassten Datensätze abgeglichen und verifiziert werden können. Damit kann die Sicherheit des System gesteigert werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens, sind alle oder ausgewählte Einkaufswägen der Flotte von Einkaufwägen eines Marktes mit einem RFID-Tag (Transponder) als elektronischer Sendeeinheit ausgebildet. Der RFID-Tag steht in Datenaustausch mit einem RFID-Reader aus einer Gruppe von RFID-Readern, die als Empfangseinheit an unterschiedlichen Positionen innerhalb des Marktes positioniert sind, wie z.B. zumindest an der Parkbox für die Einkaufswägen, im Eingangs- und Ausgangsbereich des Marktes. Der RFID-Tag sendet einen eineindeutigen, kennzeichnenden Code an den RFID-Reader. Der RFID-Reader empfängt diesen Code bzw. liest ihn aus und sendet erfasste und gesammelte Positionsdaten mit einer Zuordnung zu dem den jeweiligen Einkaufswagen kennzeichnenden Tag an eine Berechnungseinheit, die z.B. als zentraler Server ausgebildet sein kann. Das RFID-Sender-Empfänger-System dient zum automatischen und berührungslosen Identifizieren und Lokalisieren der Einkaufswägen im Markt mittels Radiowellen. Zum Datentransfer zwischen Tag und Reader wird auf die ISO Norm 18000-1 ff. verwiesen. In einer Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das Lesegerät (Reader) auch Daten schreiben kann. Es erzeugt ein hochfrequentes elektromagnetisches Wechselfeld, dem der RFID- Tag ausgesetzt wird. Die von ihm über eine Antenne aufgenommene Hochfrequenzenergie kann während des Kommunikationsvorganges als Stromversorgung für seinen Chip dienen. Bei aktiven Tags kann die Energieversorgung auch durch eine eingebaute Batterie erfolgen. Bei halb-aktiven Tags übernimmt die Batterie lediglich die Versorgung des Mikrochips. Der so aktivierte Mikrochip im RFID-Tag decodiert die vom Lesegerät gesendeten Befehle. Die Antwort codiert und moduliert der RFID-Tag in das eingestrahlte elektromagnetische Feld durch Feldschwächung im kontaktfreien Kurzschluss oder gegenphasige Reflexion des vom Lesegerät ausgesendeten Feldes. Damit überträgt der Tag seine eigene unveränderliche Seriennummer oder den ihn kennzeichnenden Code und ggf. noch weitere Daten, die vom Lesegerät bzw. Reader abgefragt wurden an den Reader. Der Tag erzeugt selbst also kein Feld, sondern beeinflusst das elektromagnetische Sendefeld des Readers. Zur Erreichung größerer Reichweiten können auch aktive Transponder mit eigener Stromversorgung eingesetzt werden. Auf dem Reader ist in der Regel eine Software (z.B. ein Mikroprogramm) installiert, die den eigentlichen Leseprozess steuert, und eine RFID-Middleware mit Schnittstellen zu weiteren Systemen, zu einer Datenbank und zum Server.
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In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann anstelle der RFID Technologie auch eine andere Technik mit einem entsprechenden Übertragungsprotokoll zum kontaktlosen Austausch von Daten angewendet werden, wie z.B. Barcode-basierte oder Bild-Scan basierten Verfahren.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sendet der Beacon das eineindeutige Identifikationssignal über eine Funkverbindung, insbesondere über Bluetooth oder WLAN. Das eineindeutige Identifikationssignal wird vorzugsweise an die Applikation gesendet, die auf einem mobilen Gerät installiert ist, das der Anwender beim Einkauf mit sich trägt. Die Applikation kann jedoch auch auf einem anderen Gerät installiert sein. In diesem Fall würde das Positionssignal von diesem anderen Gerät an den Server gesendet werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung befinden sich mehrere Parkboxen zur Lagerung der Transporteinheiten in unterschiedlichen Betriebsbereichen des Einkaufsmarktes. Die Betriebsbereiche können auch auf unterschiedlichen Ebenen lokalisiert sein. Vorteilhafterweise umfassen die von der RFID Empfangseinheit bereitgestellten Signale in dieser Ausführungsform der Erfindung neben den X- und Y- Koordinaten auch Z-Koordinaten, so dass auch eine Ortsauflösung über die Ebenen möglich ist und ausgewertet werden kann, wie viele Einkaufswägen sich in welchem Betriebsbereich befinden. Ein Betriebsbereich kann z.B. ein bestimmtes Warenangebot, eine Funktion (Bankservice etc.) betreffen oder ein spezifischer Shop in einem Shop-in-Shop-System. Damit kann eine verbesserte Logistik über die Gesamtheit aller Betriebsbereiche bereitgestellt werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung können sich nicht nur die Betriebsbereiche, sondern auch die Parkboxen, auf unterschiedlichen Ebenen des Einkaufmarktes befinden. Das elektronische System, insbesondere das RFID-System ist dabei zur Erfassung und Weiterleitung von x-, y-, und z-Koordinaten bestimmt.
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Vorzugsweise kann das Betriebszustandsmesssystem zur Messung einer Transporteinheitsdichte in jedem der Betriebsbereiche und insbesondere zur Messung eines Füllzustandes jeweils einer Parkbox verwendet werden. Mit „Füllzustand“ ist gemeint, wieviele Einkaufswägen sich in der Parkbox befinden. Da alle Füllzustände über den gesamten Markt ermittelt werden können, kann auf dem zentralen Server auch ausgewertet werden, welche Parkboxen überversorgt und welche unterversorgt sind, um entsprechende logistische Maßnahmen einleiten zu können. Die Messung der Transportdichte kann jedoch nicht nur die Parkboxen betreffen, sondern beispielsweise auch den Kassenbereich vor jeder einzelnen Kasse. So kann z.B. automatisch ein Signal erfasst werden, das signalisiert, dass eine weitere Kasse zu öffnen ist oder eine Kasse geschlossen werden kann. Ebenso können Betriebsbereiche mit einem besonderen Warenangebot analysiert werden, so dass dem Einkaufsmarkt ein Analysetool bereitgestellt wird, um zu erfassen, wie lange wie viele Kunden sich jeweils vor einem bestimmten Warenangebot eines Verkaufsbereiches befinden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf einen Server, der zum Steuern eines Betriebszustandsmesssystems bestimmt ist. Der Server umasst:
- - Eine Eingangsschnittstelle, die zum Empfang von Datenpaketen einer Empfangseinheit und von Positionssignalen bestimmt ist. Die Positionssignale können von einer Applikation des Kunden übersendet werden.
- - Einem Prozessor, der zum Auswerten der empfangenen Daten und zum Erzeugen eines Ergebnisdatensatzes bestimmt ist und
- - Einer Ausgabeschnittstelle, die zur Ausgabe oder Weiterleitung des Ergebnisdatensatzes dient.
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Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Steuern eines Betriebszustandsmesssystems, mit folgenden Verfahrensschritten, die auf dem Server ausgeführt weren:
- - Empfangen eines Datenpaktes einer Empfangseinheit
- - Empfangen eines Positionssignals
- - Auswerten der empfangenen Daten
- - Erzeugen eines Ergebnisdatensatzes aus den ausgewerteten Daten.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Übertragen des Datenpaketes von der Empfangseinheit an den Server in einem zeitgesteuerten Modus ausgeführt wird. Hierzu können insbesondere die zu übertragenden Daten aggregiert werden, um dann in einer vorkonfigurierbaren Zeitphase gesammelt an den Server übermittelt zu werden.
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In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst das Auswerten ein Erfassen der Verweildauer einer Transporteinheit in den unterschiedlichen Betriebsbereichen.
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In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden lediglich vorgefilterte Datenpakete an den Server gesendet, insbesondere ein Gültigkeitswert, einen Zeitstempel und einen Änderungsdatensatz, der lediglich Änderungen im Vergleich zu vorher gesendeten Daten umfasst. Damit kann das Volumen der zu übertragenden Daten deutlich gesenkt werden.
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In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der Ergebnisdatensatz zur Ausgabe auf einer grafischen Benutzeroberfläche und/oder auf einem mobilen Gerät vorbereitet und an selbiges übermittelt. So kann eine Auswertung der erfassten Daten auf einem Computer des Servers oder auf einem mobilen Gerät bereitgestellt werden. Die Daten können grafisch aufbereitet werden.
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In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Auswertung einen Datenabgleich zwischen dem jeweils empfangenen Datenpaket und dem Positionssignal. Dies ist ein wichtiges Merkmal und zielt auf die Zuverlässigkeit der erfassten und ausgewerteten Daten ab. So kann sichergestellt werden, dass die Analyse immer nur dann ausgeführt wird, wenn das Datenpaket und die Positionsdaten einander entsprechen. Dies ist dann der Fall, wenn die Positionsdaten des Einkaufswagens mit den Positionsdaten des Kunden in etwas übereinstimmen. Bei Abweichungen können weitere Berechnungen ausgeführt werden, um z.B. zu ermitteln, in welchen Betriebsbereichen Abweichungen der beiden Positionsdaten auftreten. Auch bei einem Ausfall oder bei einem Fehler eines der beiden Positionsdatenerfassungssysteme (RFID-Signal und Beacon-Signal) kann aufgrund der redundanten Datenerfassung auf das jeweils andere Signale zur Auswertung zurückgegriffen werden.
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In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Auswertung eine Zuordnung zwischen der jeweiligen Transporteinheit und der Applikation des Anwenders bzw. des Kunden, der die Transporteinheit bedient. Damit wird eine detaillierte Aufschlüsselung der Daten möglich.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung und insbesondere beispielhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Automaten oder Automatensystems werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Übersichtsdarstellung eines Betriebszustandsmesssystems anhand eines Ausführungsbeispiels und
- 2 ein Ablaufdiagramm für das Verfahren gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung.
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In 1 ist eine schematische Übersichtsdarstellung eines Betriebszustandsmesssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Die Transporteinheiten, umfassend Einkaufswägen EKW oder Einkaufskörbe EK oder andere bewegliche Transportmittel werden von einem Einkaufsmarkt bereitgestellt und in einer oder mehrere Parkboxen gelagert. Von dort können sie vom Kunden entnommen werden.
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Während des Einkaufs werden die Einkaufwägen EKW durch unterschiedliche Betriebsbereiche des Einkaufsmarktes bewegt (Parkbox, Eingangsbereich, unterschiedliche Verkaufsbereiche und Ausgangsbereich etc.). Die Betriebsbereiche können sich auf unterschiedlichen Ebenen befinden.
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An allen oder ausgewählten Transporteinheiten EKW, EK ist jeweils eine elektronische Sendeeinheit 10 befestigt. Sie ist vorzugsweise als RFID-Tag ausgebildet. Dieser ist unlösbar am Einkaufswagen EKW befestigt.
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Wird der Einkaufswagen mit der elektronischen Sendeeinheit 10 in den Bereich einer Empfangseinheit 12 bewegt, die entsprechend als RFID-Reader ausgebildet ist, so werden zumindest x- und y-Koordinaten für den jeweiligen Einkaufswagen EKW erfasst. Der RFID Reader erstellt ein Datenpaket dp. Das Datenpaket dp umfasst konfigurierbare Datensätze und zumindest eine Zuordnung zwischen positionsbezogenen Daten und den jeweiligen Einkaufswagen EKW identifizierenden Daten. Das Datenpaket wird an einen zentralen Server S weitergeleitet.
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Mittels dem RFID-Reader (oder mehreren) können die X-Y und in einer Weiterbildung zusätzlich auch die Z-Koordinaten der getaggten Einkaufswägen EKW mit einer gewissen Genauigkeit (ca. +/- 60cm) erfasst werden. Der Server S kann dann ausgebildet sein, das Laufprofil der Kunden aufzuzeichnen und als Teil des Ergebnisdatensatzes e auf einer grafische Benutzeroberfläche GUI oder auf einem mobilen oder stationären Gerät auszugeben.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind an unterschiedlichen Positionen innerhalb des Einkaufsmarktes beacons B positioniert. Diese können als kleine elektronische Einheiten oder als Baken ausgebildet sein und dazu bestimmt sein, nach einem bestimmten Übertragungsprotokoll eineindeutige Identifikationsdaten über eine Funkverbindung (z.B. Bluetooth oder WLAN etc.) an eine auf einem mobilen Gerät G des Anwenders installierte Applikation A zu übertragen. Dabei kann ein Push- oder ein Pop-Protokoll zum Einsatz kommen, bei dem die Daten von dem Beacon aktiv gesendet werden, wenn sie anfallen oder passiv angefordert werden von der Applikation A. Die Applikation A ist dann dazu ausgebildet, aus den empfangenen Identifikationsdaten ein Positionssignal zu erzeugen. Alternativ können noch weitere Metadaten dem mit dem erzeugten Positionssignal an den zentralen Server S gesendet werden.
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Ein Prozessor P auf dem Sever S dient zur Verarbeitung der erfassten Daten. Die Daten werden über eine Eingangsschnittstelle I eingelesen. In 1 ist die Eingangsschnittstelle der Übersichtlichkeit halber nur einmal dargestellt. Das Datenpaket wird über diese Eingangsschnittstelle I eingelesen. Die Eingangsschnittstelle I umfasst jedoch auch noch einen Abschnitt zur Erfassung des Positionssignals ps. Aus den erfassten Daten dp, ps werden dann unterschiedliche Berechnungen angewendet, um einen Ergebnisdatensatz e zu erzeugen, der über eine Ausgangsschnitte A an Ausgabegeräte weitergeleitet werden kann. Vorteilhafterweise sind die Berechnungen im Vorfeld in einem Konfigurationsschritt konfigurierbar.
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In 2 ist ein Ablaufdiagramm für eine bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Nach dem Start des Systems wird in Schritt S1 das Datenpaket db von der Empfangseinheit 12 (RFID-Reader) empfangen. In Schritt S2 wird das Positionssignal ps empfangen. Wie in 2 angedeutet, ist die Reihenfolge der Schritte des Empfangens S1, S2 nicht festgelegt und kann auch parallel oder ineinander verschachtelt ausgeführt werden. Nach dem vollständigen Erhalt der Daten können diese in Schritt S3 auf dem Prozessor P des Servers S ausgewertet werden. Hierbei wird vorzugsweise ein Abgleich der beiden empfangenen Daten dp, ps durchgeführt. Dieser Schritt dient zur Erhöhung der Zuverlässigkeit der Datenauswertung.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Kunde auf seinem mobilen Gerät, auf dem die Applikation A installiert ist, beim Betreten eines spezifischen Marktes nach Austausch von Authentifizierungsdaten bzw. Anmeldung markt-spezifische Angebote als Push-Nachricht erhalten kann. Zudem kann er eine markt-spezifische Einkaufsliste erstellen. Durch die Verbindung mit dem Server S kann dem Kunden dann auf dem mobilen Gerät G signalisiert werden, wo bzw. in welchem Betriebsbereich er die Produkte seiner Einkaufsliste finden kann.
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Die von dem RFID Reader 12 und/oder von der Applikation A übersandten Daten können mit Metadaten angereichert sein, die z.B. noch einen Zeitstempel umfassen, um weitere (z.B. statistische) Auswertungen und Berechnungen auf dem Server S zu ermöglichen, wie z.B. Wartungsempfehlungen, Verweildauerberechnungen (aufgeschlüsselt nach den einzelnen Betriebsbereichen) etc.
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In dem Vorbereitungsschritt kann auch konfiguriert werden, dass bestimmte Einkaufswägen EKW nur in spezifischen Betriebsbereichen bewegt und genutzt werden dürfen. Wird dieser Bereich nicht eingehalten kann ein (z.B. stiller) Alarm ausgelöst werden, der als optisches und/oder Vibrationssignal an ein elektronisches Überwachungsgerät gesendet wird.
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Eine weitere Anwendung besteht in der Bereitstellung eines münzlosen Transporteinheitenspenders. Dabei können die Transporteinheiten, insbesondere Einkaufwägen EKW, ohne Pfand auf der Parkbox entnommen werden. Bei Rückgabe, die mittels der elektronischen Signalgebung automatisch detektiert wird, kann automatisch ein Bonus auf die Applikation A auf dem mobilen Gerät G übermittelt werden. Der Bonus kann ein Gutschein oder Bonuspunkte für den nächsten Einkauf oder ein Angebot für eine Spende oder einen monetären Ausgleich betreffen.
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So kann z.B. automatisch erfasst werden, wenn sich der Kunde untypisch zum normalen Bezahlprozess verhält, z.B. wenn er sich nicht an die Kasse annähert, sondern nur im Selfcheckout- Bereich stehen bleibt, so kann automatisch ein Alarm ausgelöst werden.
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Alle in Verbindung mit einzelnen Ausführungsformen der Erfindung erläuterten und gezeigten Merkmale können in unterschiedlicher Kombination in dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorgesehen sein, um gleichzeitig deren vorteilhafte Wirkungen zu realisieren.
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Alle Verfahrensschritte des Verfahrens können durch elektronische Vorrichtungen (Schaltkreise) implementiert werden, die zum Ausführen des jeweiligen Verfahrensschrittes geeignet sind. Umgekehrt können alle Funktionen, die von gegenständlichen Merkmalen ausgeführt werden, ein Verfahrensschritt eines Verfahrens sein. So kann z.B. der Verfahrensschritt „Erzeugen von Instruktionen“ durch einen Instruktionsbaustein implementiert werden, der über die genannte, entsprechende Funktionalität verfügt.
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Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist durch die Ansprüche gegeben und wird durch die in der Beschreibung erläuterten oder den Figuren gezeigten Merkmale nicht beschränkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2391247 B1 [0005]
- DE 102008041274 A1 [0005]
