DE19650050A1

DE19650050A1 - Vorrichtung zur Überwachung von elektronischen Sicherungselementen

Info

Publication number: DE19650050A1
Application number: DE1996150050
Authority: DE
Inventors: David Stocks
Original assignee: Meto International GmbH
Current assignee: Meto International GmbH
Priority date: 1996-12-03
Filing date: 1996-12-03
Publication date: 1998-06-04

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung von elektronischen Sicherungselementen in zumindest einer Abfragezone, bestehend - pro Abfragezone - aus einer Sende einrichtung, die zumindest ein periodisches Abfragesignal (die Periode definiert einen System-Zyklus) in die Abfrage zone aussendet, welches das Sicherungselement zur Aussendung eines Erkennungssignals anregt, einer Empfangs einrichtung, die das Erkennungssignal in n Empfangskanälen (n≧2) empfängt, und einer Rechen-/Regeleinheit pro Abfrage zone oder für alle Abfragezonen, die die in den Empfangs kanälen empfangenen Signale auswertet und bei Identifizie rung eines Sicherungselementes einen Alarm auslöst. Die Erfindung bezieht sich auf elektromagnetische und Resonanz frequenz-Überwachungssysteme.

Aus der US PS 5,459,451 ist bereits eine Empfangs vorrichtung bekannt geworden, die sich aus unterschied lichen Antennenkonfigurationen zusammensetzt. Als Beispiel werden in dieser Patentschrift eine Kombination aus zwei einzelnen Schleifen (Quadrupol-Antennen), aus zwei unter einander angeordneten Schleifen (Antenne in Form einer 8) und/oder aus 3 untereinander angeordneten Schleifen (Antenne in Form einer 8 mit Offset) beschrieben. Jeder dieser Antennen ist ein separater Empfangskanal zugeordnet.

Oftmals sind in den Ausgangsbereichen von Kaufhäusern mehrere Überwachungsvorrichtungen mit entsprechend ausgebildeten Sende- und Empfangsvorrichtungen vorgesehen. Jede dieser Überwachungsvorrichtungen überwacht eine Abfragezone, die beispielsweise in Supermärkten im hinteren Bereich von zwei nebeneinanderliegenden Kassenplätzen angeordnet ist.

Störsignale, die innerhalb des überwachten Frequenzbandes und in der Umgebung einer elektronischen Überwachungs vorrichtung liegen, vermindern deren Empfindlichkeit zur Erkennung von elektronischen Sicherungselementen. Als Folge eines Störsignals wird das Erkennungssignal eines Sicherungselementes entweder überhaupt nicht als solches erkannt, oder es besteht ein erhöhtes Risiko, daß ein (in höchstem Maße unerwünschter) Fehlalarm ausgelöst wird. Das Identifizieren von Störsignalen wird noch dadurch erschwert, daß diese Störsignale sich in den unterschied lichen Antennenkonfigurationen der Empfangsvorrichtungen mit unterschiedlicher Stärke bemerkbar machen. Zur Verdeutlichung sei folgendes Beispiel genannt: Die Strom leitungen für die elektrischen Registrierkassen verlaufen üblicherweise im Boden und befinden sich damit unterhalb oder zumindest in der Nähe der Überwachungsvorrichtungen. Die von den Stromleitungen erzeugten Störfelder wirken sich in den Antennenkonfigurationen der Empfangsvorrichtungen unterschiedlich aus. Gelingt es, diese Störsignale unter schiedlicher Stärke aus den entsprechenden Empfangskanälen zu entfernen, so läßt sich die Empfindlichkeit der Überwachungsvorrichtung(en) erheblich steigern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit erhöhter Empfindlichkeit bzw. mit erhöhtem Auflösungs vermögens vorzuschlagen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Rechen-/Regel einrichtung ein Störsignal, das in mindestens zwei Empfangskanälen auftritt, in einem der n Empfangskanäle konzentriert und daß sie die Anteile des Störsignals aus den verbleibenden n-1 Empfangskanälen entfernt. Erfindungs gemäß wird also die erhöhte Empfindlichkeit der Überwachungsvorrichtung dadurch erreicht, daß auf die Auswertung der Signale eines der Empfangskanäle verzichtet wird. In diesen einen Empfangskanal wird das gesamte Störsignal transferiert. Im Gegenzug werden jedoch die verbleibenden Empfangskanäle von dem Störsignal befreit, was bedeutet, daß deren Empfindlichkeit und damit die Detektionswahrscheinlichkeit für ein elektronisches Sicherungselement erheblich erhöht wird.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungs gemäßen Vorrichtung startet die Rechen-/Regeleinrichtung nach dem Einschalten der Überwachungsvorrichtung eine Initialisierungsphase. Während dieser Phase wird ermittelt, ob überhaupt Störsignale oberhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes (tolerierbarer Wert) in den einzelnen Empfangskanälen auftreten. Hierzu speichert die Rechen-/Regel einrichtung die empfangenen Signale der Empfangskanäle über mehrere Zyklen und ermittelt anhand der empfangenen Signale die Signalamplituden:

für die Empfangskanäle. Liegen die gemessenen Amplituden unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes, so erübrigt sich eine erfindungsgemäße Korrektur der empfangenen Signale. Diese werden vielmehr - wie allgemein üblich - jeweils über einen System-Zyklus gespeichert und direkt auf das Auftreten von Erkennungssignalen hin untersucht.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungs gemäßen Vorrichtung ermittelt die Rechen-/Regeleinrichtung, sobald eine der Signalamplituden oberhalb des vorgegebenen Schwellenwertes liegt, den Empfangskanal mit der maximalen Signalamplitude. Dieser Empfangskanal wird im folgenden als Empfangskanal (A) definiert. Anschließend werden die empfangenen Signale dieses Empfangskanals (A) mit den empfangenen Signalen in den verbleibenden Empfangskanälen gemäß der Formel

korreliert. Dann wird der Empfangskanal ermittelt, in dem der höchste absolute Betrag eines Korrelationsgrades c1_max (c) (mit c1_max (c) = |c1(B)|) erzielt wird. Dieser Empfangskanal wird im folgenden als Empfangskanal (B) bezeichnet.

Anhand dieser beiden Empfangskanäle mit den Maxima an Störsignalen werden gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung die neuen Störsignaldaten Störung(s) nach folgender Formel errechnet:

Störung(s) = c1(B).r(B)(s) + r(A)(s)

Diese Störsignaldaten korreliert die Rechen-/Regelein richtung bei mehr als zwei Empfangskanälen mit den empfangenen Signalen (r(c)(s)) der verbleibenden Empfangskanäle (c ≠ A, B) nach folgender Korrelations formel:

Diese Korrelationsgrade geben Auskunft darüber, wie hoch der Anteil des Störsignals in den einzelnen Empfangskanälen ist.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungs gemäßen Vorrichtung wertet die Rechen-/Regeleinrichtung aufgrund der während der Initialisierungsphase bestimmten Signaldaten die empfangenen Signale über aufeinander folgende System-Zyklen in den einzelnen Empfangskanälen aus.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Rechen-/Regel einrichtung die pro Systemzyklus empfangenen Signale von zwei Empfangskanälen (A, B) linear miteinander verknüpft und so neue Signaldaten für beide Kanäle berechnet. Hierbei finden sich in dem Empfangskanal (A) sowohl dessen Gesamtsignal als auch der Anteil des Störsignals aus dem Empfangskanal (B). Hingegen sind die neuen Signaldaten des Empfangskanals (B) von dem in dem Empfangskanal (B) auftretenden Störsignal befreit. Rechnerisch lassen sich diese beiden Schritte folgendermaßen ausdrücken:

d(A)(s) = c1(B).r(B)(s) + r(A)(s)
d(B)(s) = r(B)(s) - c1(B).r(A)(s)

Im Falle von mehr als zwei vorhandenen Empfangskanälen (A, B) berechnet die Rechen-/Regeleinrichtung auch neue Signaldaten für alle verbleibenden Empfangskanäle nach der folgenden Formel:

d(c)(s) = r(c)(s) - c2(c).d(A)(s)

Im Klartext bedeutet dies, daß die Rechen-/Regeleinrichtung die in den einzelnen Empfangskanälen auftretenden Anteile des Störsignals/der Störsignale aus diesen vollständig eliminiert.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vergleicht die Rechen-/Regel einrichtung die neuen Signaldaten (d(c)(s)) aller Empfangskanäle (c ≠ A) mit dem vorgegebenen Erkennungs signal eines Sicherungselementes (2) und löst einen Alarm aus, wenn die neuen Signaldaten (d(c)(s)) mit dem vorgegebenen Erkennungssignalen innerhalb gewisser Toleranzgrenzen übereinstimmen.

Zwecks zusätzlicher Steigerung der Empfindlichkeit des Überwachungssystems optimiert die Rechen-/Regeleinrichtung die neuen Signaldaten (d(A)(s)) des Empfangskanals (A) dadurch, daß sie diese mit dem Quotienten (Störung_Grenze/Amp(A)) multipliziert. Hierbei charakterisiert Störung_Grenze das maximal für den Empfangsalgorithmus akzeptable Störsignal.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Fig. näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Detektierung eines mit einem Sicherungs element versehenen Artikels in einer Abfragezone und

Fig. 2 ein Flußdiagramm eines vorteilhaften Programms zur Ansteuerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungs gemäßen Vorrichtung 1 zur Detektierung eines mit einem Sicherungselement 2 versehenen Artikels 6 in einer Abfrage zone 3. Die Abfragezone 3 wird von zwei im wesentlichen parallel aufgestellten Detektorgattern gebildet, die die Sendevorrichtung 4 und die Empfangsvorrichtung 5 enthalten. Selbstverständlich können beide Vorrichtungen 4, 5 auch in einem Detektorgatter untergebracht sein. Die Steuerung der Überwachungsvorrichtung 1 sowie die Auswertung der Meßwerte erfolgt mittels der Rechen-/Regeleinrichtung 7.

In Fig. 2 ist ein Flußdiagramm eines vorteilhaften Programms zur Ansteuerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 dargestellt. Der Start des Programms erfolgt bei Punkt 8. Unter Punkt 9 werden die Meßwerte über m System-Zyklen für die einzelnen Empfangskanäle r(c)(s) gesammelt. Anschließend werden gemäß Programmpunkt 10 die Amplituden der in den einzelnen Empfangskanälen (c) gesammelten Signale (r(c)(s)) nach der Formel Amp(c)= √Σ(r(c)(s))² berechnet. Bei Punkt 11 wird überprüft, ob die maximal auftretende Amplitude unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes liegt. Ist dies der Fall, ist es nicht nötig, die empfangenen Signale der erfindungsgemäßen Korrektur zu unterziehen. In einer Schleife werden dann die Punkte 12 und 13 durchlaufen, wobei jeweils bei Punkt 12 die Meßwerte über einen System-Zyklus gespeichert werden und auf das Auftreten eines Erkennungssignals eines elektronischen Sicherungselementes hin untersucht werden.

Ergibt die Prüfung unter Punkt 11 hingegen, daß die maximal ermittelte Amplitude oberhalb des vorgegebenen Schwellen wertes liegt, wird der entsprechende Empfangskanal als Empfangskanal A definiert. Bei 15 werden die in dem Empfangskanal (A) empfangenen Signale (r(A)(s)) mit den in den übrigen Empfangskanälen empfangenen Signalen (r(c)(s)) korreliert. Die Korrelation erfolgt in bekannter Weise gemäß der Formel:

In Worten ausgedrückt bedeutet dies, daß ermittelt wird, welcher Anteil der im Kanal A empfangenen Signale in den übrigen Kanälen zu finden ist.

Bei 16 wird festgestellt, wo der absolute Betrag des Korrelationsgrades maximal ist, d. h. es wird die Frage beantwortet: In welchem Kanal tritt der höchste Anteil der in dem Empfangskanal (A) empfangenen Signale auf? Dieser Empfangskanal wird im folgenden als Empfangskanal (B) gekennzeichnet.

Unter Programmpunkt 17 wird das in beiden Empfangskanälen (A, B) auftretende Störsignal (Störung(s)) ermittelt, wobei die Störung(s) rechnerisch ausgedrückt folgendermaßen lautet:

Störung(s) = c1(B).r(B)(s) + r(A)(s).

Anschließend werden unter Programmpunkt 18 die verbleibenden Empfangskanäle (nicht A, B) mit der Störung(s) korreliert. Diese Korrelation erfolgt wiederum nach der Formel:

Die einzelnen Korrelationsgrade c2(c) geben wiederum Aufschluß darüber, wie hoch der Anteil von Störung(s) in den übrigen Kanälen ist.

Mit diesem letzten Schritt ist die Initialisierungsphase beendet, und das eigentliche Steuerprogramm startet. Hierzu werden bei Punkt 19 die in den einzelnen Empfangskanälen über einen System-Zyklus empfangenen Signale ((r(c)(s)) herangezogen. Anhand der in den Empfangskanälen (A,B) empfangenen Signale werden unter Punkt 20 folgende lineare Verknüpfungen gebildet:

d(A)(s) = c1(B).r(B)(s) + r(A)(s)
d(B)(s) = r(B)(s) - c1(B).r(A)(s).

Während sich im Empfangskanal (A) nunmehr das gesamte Störsignal befindet, ist der Empfangskanal (B) frei von dem Störsignal.

Unter Programmpunkt 21 werden neue Daten für alle verbleibenden Empfangskanäle nach folgender Formel ermittelt:

d(c)(s) = r(c)(s) - c2(c).d(A)(s).

Es wird also auch aus allen verbleibenden Empfangskanälen das Störsignal entfernt.

Um die Detektionsempfindlichkeit (Auflösungsvermögen) der elektronischen Überwachungsvorrichtung 1 zu steigern, werden die neuen Daten des Empfangskanals (A) mit dem Faktor (Störung_Grenze/Amp(A)) multipliziert. Hierbei kennzeichnet Störung_Grenze eine Störung, die für die Empfangsalgorithmen der Überwachungsvorrichtung 1 gerade noch akzeptabel ist. Störung_Grenze ist somit eine systemabhängige Größe.

Unter Punkt 23 werden die empfangenen Signale (d(c)(s)) von den Empfangskanälen (c), die von dem Störsignal befreit sind, auf das Auftreten eines Erkennungssignals eines elektronischen Sicherungselementes 2 hin überprüft. Die Schleife, gebildet aus den Punkten 19 bis 23 wird nachfolgend zyklisch durchlaufen.

Abschließend läßt sich sagen, daß der Verzicht auf die Auswertung der empfangenen Signale (r(A)(s)) in einem der Empfangskanäle (A) bei weitem dadurch wett gemacht wird, daß die verbleibenden zur Auswertung herangezogenen n-1 Empfangskanäle (c nicht A) von dem Störsignal befreit sind. Hierdurch wird die Empfindlichkeit bzw. das Auflösungs vermögen der elektronischen Überwachungsvorrichtung 1 optimiert.

Bezugszeichenliste

1

Überwachungsvorrichtung

2

Sicherungselement

3

Abfragezone

4

Sendevorrichtung

5

Empfangsvorrichtung

6

Artikel

7

Rechen-/Regeleinrichtung

Claims

1. Vorrichtung zur Überwachung von elektronischen Sicherungselementen in zumindest einer Abfragezone, bestehend - pro Abfragezone - aus einer Sendeeinrichtung, die zumindest ein periodisches Abfragesignal (die Periode definiert einen System-Zyklus) in die Abfragezone aussendet, welches das Sicherungselement zur Aussendung eines Erkennungssignals anregt, einer Empfangseinrichtung, die das Erkennungssignal in n Empfangskanälen (n≧2) empfängt, und einer Rechen-/Regeleinheit pro Abfragezone oder für alle Abfragezonen, die die in den Empfangskanälen empfangenen Signale auswertet und bei Identifizierung eines Sicherungselementes einen Alarm auslöst, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechen-/Regeleinrichtung (7) ein Störsignal, das in mindestens zwei Empfangskanälen (c) auftritt, in einem der n Empfangskanäle (A) konzentriert und daß sie die Anteile des Störsignals aus den verbleibenden n-1 Empfangskanälen (B, . . .) entfernt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechen-/Regeleinrichtung (7) nach dem Einschalten der Überwachungsvorrichtung (1) eine Initialisierungsphase startet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rechen-/Regeleinrichtung (7) die empfangenen Signale (r(c)(s)) der Empfangskanäle (c) über mehrere Zyklen speichert,
daß sie anhand der empfangenen Signalen (r(c)(s)) die Signalamplitude (Amp(c)), mit
für jeden der Empfangskanäle (c) ermittelt und daß sie die empfangenen Signale (r(c)(s)) auf ein Erkennungssignal eines elektronischen Sicherungselementes (2) hin untersucht, wenn die Signalamplituden aller n Empfangs kanäle (c) unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes liegen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechen-/Regeleinrichtung (7), sobald eine der Signalamplituden oberhalb des vorgegebenen Schwellenwertes liegt, die empfangenen Signale (r(A)(s)) des Empfangskanals (A) mit der höchsten Signalamplitude (Amp(A)) mit den empfangenen Signalen (r(c)(s)) in den verbleibenden Empfangskanälen (c) gemäß der Formel:
korreliert und daß sie den Empfangskanal (B) ermittelt, in dem der höchste absolute Korrelationsgrad c1_max(c) mit c1_max(c) = |c1(B)| erzielt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, die Rechen-/Regeleinrichtung (7) im Falle von mehr als zwei Empfangskanälen (c) anhand der in den beiden Kanälen (A, B) empfangenen Signale (r(A)(s), r(B)(s)) neue Störsignaldaten (Störung(s)) nach folgender Formel errechnet:
Störung(s) = c1(B).r(B)(s) + r(A)(s)
und die neuen Störsignaldaten (Störung(s)) mit den empfangenen Signalen (r(c)(s)) der verbleibenden Empfangskanäle (c ≠ A, B) nach folgender Formel korreliert:

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechen-/Regeleinrichtung (7) aufgrund der während der Initialisierungsphase bestimmten Korrelationsgrade c1(B) und c2(c) eine Korrektur der in den einzelnen Empfangskanälen (c) empfangenen Signale (r(c)(s)) vornimmt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechen-/Regeleinrichtung (7) die empfangenen Signale (r(A)(s), r(B)(s)) von zwei Empfangskanälen (A, B) linear miteinander verknüpft und so neue Signaldaten (d(A)(s), d(B)(s)) für beide Kanäle (A, B) berechnet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die neuen Signaldaten (d(A)(s), d(B)(s)) des Empfangskanals (A) und des Empfangskanals (B) folgendermaßen lauten:
d(A)(s) = c1(B).r(B)(s) + r(A)(s)
d(B)(s) = r(B)(s) - c1(B).r(A)(s).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechen-/Regeleinrichtung (7) im Falle von mehr als zwei Empfangskanälen (A, B) neue Signaldaten für alle verbleibenden Empfangskanäle (c) nach der folgenden Formel berechnet:
d(c)(s) = r(c)(s) - c2(c).d(A)(s).

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechen-/Regeleinrichtung (7) die neuen Signaldaten (d(c)(s)) aller Empfangskanäle (c ≠ A) mit vorgegebenen Erkennungssignalen eines Sicherungselementes (2) vergleicht und einen Alarm auslöst, wenn die neuen Signaldaten (d(c)(s)) mit dem vorgegebenen Erkennungssignalen innerhalb gewisser Toleranzgrenzen übereinstimmen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechen-/Regeleinrichtung (7) die neuen Signaldaten (d(A)(s)) des das Störsignal enthaltenden Empfangskanals (A) dadurch optimiert, daß sie die im Empfangskanal (A) empfangenen Signale (r(A)(s)) mit einem Quotienten (Störung_Grenze/Amp(A)) multipliziert und die korrigierten Signaldaten auf Erkennungssignale hin untersucht.