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Als Codekarte verwendbare Plakette und Lesegerät zum Ablesen digitaler
Information von einer solchen Codekarte.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine als Codekarte verwendbare
und in eine Lesegerät zum Ablesen digitaler Information von der Codekarte einführbare
Plakette sowie ein Lesegerät zum Ablesen digitaler Information von einer solchen
eingeführten Codekarte. Solche Codekarten-Plaketten und Lesegeräte können z.B. in
Datensammel- und Auswertesystemen Verwendung finden.
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Gemäss der vorliegenden Erfindung enthält eine als Codekarte verwendbare
Plakette einen Körper aus einem undurchsichtigen und unmagnetischen Material, z.B.
einem Kunststoff, in das eine Anordnung ferromagnetischer Elemente eingebettet ist.
Line solche Plakette kann dadurch hergestellt werden, daß man die Inagnetischen
Elemente in der vorgesehenen Lage auf einem Blatt oder einer Platte aus undurchsichtigem
Kunststoff oder eineni anderen unmagnetischen Material anordnet und dann ein zweites
Blatt oder eine zweite Platte aus einem solchen Material auf das erste aufschweißt
und dadurch die ferromagnetischen Elenleilte bedeckt. Die ferromagnetischen
Elemente
sind der Sicht entzogen und die Feststellung ihres Vorhandenseins und ihrer Lage
sowie eine unbefugte Ankerung ihrer Lage sind nahezu unmöglich.
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Die ferromagnetischen Elemente haben vorzugsweise die Form kleiner
Plättchen aus magnetisch weichen Legierungen, wie Fe-Ni-Legierungen. Andererseits
können die Elemente selbst auch kleine Permanentmagnete sein, für die dann das Lesegerät
entsprechend ausgebildet ist.
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Ein Plakettenleser enthält gemäss einem Aspekt der vorliegenden Erfindung
eine Anordnung von magnetisch betätigbaren Schaltvorrichtungen und eine Anordnung
von diesen zugeordneten Magneten. Die Schaltvorrichtungen bilden einen Teil eines
Schaltmatrixkreises und die lviagnete sind im Abstand von den zugehörigen Schaltvorrichtungen
angeordnet, so daß in den Zwischenraum eine Plakette eingeführt werden kann. Der
jYjag netkreis jedes Magneten und der zugehörigen Schaltvorrichtung ist so ausgebildet,
daß die Schaltvorrichtung normalerweise einen vorgegebenen Zustand einnimmt und
in einen anderen Zustand umschaltet, wenn eine Plakette mit einem ferromagnetischen
Element entsprechend dem Magneten und derSchaltvorrichtung eingesetzt wird. Das
Einführen einer Plakette mit ferromagnetischen Elementen, die sich an vorgegebenen
Plätzen befinden, bewirkt dann also, daß bestimmte Schaltvorrichtungen umschalten.
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Die den jeweiligen Schaltvorrichtungen zugeordneten Magnete sind
vorzugsweise Permanentmagnete. Die Magnete können die Schaltvorrichtung normalerweise
im betätigten Zustand halten und das Einführen eines ferromagnetischen Elements
zwischen einen Magneten unedie zugehörige Schalt vorrichtung kann den Nagnetfluss
kurzschliessen und die Schaltvorrichtung freigeben. Selbstverständlich können auch
die umgekehrte Anordnung
verwendet werden, nämlich die Schaltvorrichtung
kann sich normalerweise im freigegebenen, unbetätigten Zustand befinuen und selektiv
betätigt werden, wenn ferromagnetische Elemente, wo sie vorhanden sind, die Magnetkreise
zwischen bestimmten Magneten und dem zugehörigen Schaltvorrichtungen schliessen
oder vervollständigen. Der Schaltmatrixkreis kann in der verschiedensten Weise arbeiten.
Er kann beim Empfang eines Abfragesignals ein Codeausgangssignal liefern, wenn sein
Zustand durch die Anwesenheit einer Plakette geändert worden ist.
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Gemäss einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein
Plakettenlesegerät für permanentmagnetische Elemente enthaltende Plaicetten eine
Anordnung von magnetisch betätigbaren Schaltvorrichtungen auf, die einen Teil einer
Schaltmatrix bilden, ferner einen Raum zur Aufnahme und Halterung einer Plakette
bei den Schaltvorrichtungen, wobei dann die permanentmagnetischen Elemente in der
Plakette, wenn diese in den Plakettenleser eingeführt ist, bewirken, daß bestimmte
Schaltvorrichtungen ihren Zustand wechseln, wenn sich ein permanentmagnetisches
Element in ihrer Nähe befindet. Das Einführen einer Plakette , in der sicn an vorgegebenen
Stellen permanentmagnetische Elemente befinden, bewirkt dann also daß die an entsprechenden
Stellen angeordneten Schaltvorrichtungen von einem ersten in einen zweiten Betriebszustand
umschalten.
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Bei einem solcnen Plakettenlesegerät werden keine eigenen xlagnete
benötigt, da die permanentmagnetischen Elemente in der Fakette zum Umschalten der
Schaltvorriehtungen genügen. Bei den vorliegenden Plakettenlesegeräten beider Typen
werden als Schaltvorrichtung vorzugsweise jeweils ein magnetisches Schutzgaskontaktrelais
(Reed-Relais) verwendet. Andererseits können anstelle von Schaltvorrichtungen, die
bewegEliche Kontakte enthalten, wie Schutzgaskontakte, auch Schaltvorrichtungen
verwendet
werden, deren Steuerung unter Ausnutzung des Hall-Effektes
erfolgt.
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Die Schaltvorrichtungen sind vorzugsweise in einer regelmässigen
Anordnung angeordnet, z.B. in einer Anzahl von Zeilen und Spalten. Bei einer Ausführungsform
sind 21 Schaltvorrichtungen vorgesehen, die in drei Zeilen und sieben Spalten angeordnet
sind. Bei Plakettenlesegeräten, die selbst Magnete enthalten, bilden diese Magnete
eine entsprechende Anordnung. In den Plaketten sind Plätze in entsprechender Anordnung
für die ferromagnetischen Elemente vorgesehen, und diese Elemente können auf die
verschiedenen Plätze entsprechend irgendeinem beliebigen Codemuster verteilt sein.
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Ferner enthält gemäss der l-x.rfindung ein Datenübertragungssystem
einen Sender, eine Tastatur und eine optische Anzeigevorrichtung und es ist ein
Plaketten-Lesegerät vorgesehen, das eine Anzahl von magnetisch betätigbaren Schaltvorrichtungen
enthält. Beim Einführen einer Plakette in das Lesegerät werden bestimmte Schalter
umgeschaltet, wewnn sich ferromagnetische Elemente, die in der Plakette enthalten
sind, bei den betreffenden Schaltvorrichtungen liegen. Die Schaltvorrichtungen bilden
einen Teil eines Schaltatrixreises,der nach dem Umschalten seiner Schaltvorricntungen
Sinale für eine sofortige oder spätere Übertragung durch den Sender liefert. Es
sind Vorkehrungen getroffen, um zu verhincrn, daß die von dem Schaltmatrixkreis
abgegebenen Signale auf der optischen Anzeigevorrichtung dargestellt werden.
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Die Schaltungsanordnungen, welche die vorzugsweise eine Kathodenstrahlröhre
enthaltende optische Anzeigevorrichtung steuern, können dazu verwendet werden, zu
vorgegebenen Zeiten Ab<fragesignale für das Ablesen des Abtastrßatrixkreises
zu liefern, von dem die magnetisch betätigbaren SchaltvorrichtunÕen einen Teil bilden.
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Selbstverständlich müss- die Plakette mit einer vorgegebenen Orientierung
in das Lesegerät eingeführt werden, um ein einwandfreies Lesen der-Plakette zu gewährleisten.
Um festzustellen, ob die Plakette richtig eingeführt worden ist oder nicht, können
zusätzliche magnetische Schaltvorrichtungen vorgesenen sein.
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Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele einer Plakette,
eines Plakettenlesegerätes und eines Datenübertragungssystems in Verbindung mit
den Zeichnungen näher erläutert, es zeigen; Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Plakette
; Fig. 2 eine vereinfachte Schnittansicht eines Teiles eines Plakettenlesegerätes
und Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Plakettenlesegerätes.
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Die in Figur l dargestellte Plakette 10. ist- ein Laminat aus zwe-i
miteinander verschweißten Kunststoffschichten,zwischein denen eine Anzahl magnetisch
weicher Nickeleisenstreifen: eingeschlossen ist. Die Nickeleisenstreifen sind in
der eine Codekarte bildenden Plakette entsprechend einem vorgegebenen Codeverteilt.
Bei einem Codeformat mit drei Zeichen zu je 7 Bits sind die Plätze für die jeweiligen
Streifen vorzugsweise in drei Zeilen und sieben Spalten angeordnet. Diese Plätze
sind in Figur 1 durch Punkte bezeichnet und ein typisches Muster von Elementen 11
> das drei Codezeichen darstellt, ist gestrichelt eingezeichnet. Von aussen sieht
die resultierende Plakette wie eine homogene Kunststoffkarte aus und die Anordnung
der. Streifen ist verborgen. Da die Streifen aus einem- magnetisch weichem Material
bestehen, ist es sehr schwierig, ihre Lage festzustellen, wenn man nicht komplizierte
Geräte verwendet, die der Öffentlichkeit normalerweise nicht zur Verfügung stehen.
Die Plakette ist praktisch unzerstörbar und eine Anderung.des Codes der Plakette
oder eine Fälschung von Plaketten
ist äusserst schwierig. In der
Plakette können noch ein oder mehrere zusätzliche Nickeleisenstreifen eingebettet
sein, um die Anordnung der Plakette im Lesegerät prüfen zu können.
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In Figur 1 sind drei solcher Schaltstreifen 12 dargestellt. Um das
richtige Einsetzen der Plakette in das Lesegerät zu erleichten, können eine Eoke
oder Rand der Plakette durch Farbe oder anderweitig gekennzeichnet sein. Anstelle
von magnetisch weichen Nickeleisenstreifen kann die Plakette auch permanentmagnetische
Streifen enthalten; wenn das zugehörige Lesegerät entsprechend ausgebildet ist.
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Das Plakettenlesegerät kann eine von äusseren Energiequellen unabhängige
Einheit sein2 die Permanentmagnete und magnetisch betätigbare Schalter enthalt,
welche Teile eines Schaltmatrixkreises bekannten Typs in einem Kunststoffpreßteil
13 bilden.
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Das Preßteil 13 hat einen Schlitz 14 in den eine Plakette 10 eingeführt
werden kann. Auf der einen Seite des Schlitzes sind drei Gruppen zu je sieben Reed-
oder Schutzgaskontakten 15 angeordnet, denen jeweils ein auf der. gegenüberliegenden
Seite des Schlitzes angeordneter Permanentmagnet 16 zugeordnet ist.
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Der Einfachheit halber sind in Figur 2- nur ein Magnet 16 und ein
mit Anschlüssen 17 versehener Schalter 15 dargestellt.
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Die Schalter und magnete sind in Vertiefungen angeordnet, die in den
einander gegenüberliegenden Seiten-des Schlitzes 14 vorgesehen sind. Die Permanentmagnete
halten die Schutzgaskontakte gegen die Wirkung der Federkraft der Kontaktlamellen
geschlossen, wenn keine Plakette- eingesetzt ist. Die Magnete 16 sind entsprechend
den in Figur 1 eingezeichneten Plätzen für die Magnetstreifen in den eingepressten
Vertiefungen verteilt und sind ausserdem vorzugsweise in Bezug aufeinander derart
schräg angeordnet, daß eine unerwünschte Beeinflussung von nicht zusammengehörigen
Magneten und Schutzgaskontakten verhindert wird. Die Magnetelemente in den Plaketten
sind in Bezug aufeinander in entsprechender Weise angeordnet, wie es in
figur
1 dargestellt ist, so daß jedem Magneten nur ein einziges .iiagnetelement funktionsmässig
zugeordnet ist.
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Für jeden Streifen 12 ist zum Prüfen der Orientierung der Plakette
ein zusätzlicher Schutzgaskontakt mit einem entsprechenden Magneten vorgesehen.
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Wenn eine Plakette 10 in den Schlitz 14 eingeführt ist, öffnen diejenigen
Schutzgaskontakte 15, zwischen denen und dem zugehörigen Permanentmagnet 16 sich
ein eingebetteter Nickeleisenstreifen 11 befindet. Die magnetisch weichen lVickeleisenstreifen
überbrücken jeweils die Pole eines einzigen bestimmten Permanentmagneten und wirken
als liebenschluss für den 11aOnetfluss der sonst den zugehörigen Reedkontakt betätigt.
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Wenn die Plakette ganz und richtig in den Schlitz eingesetzt ist,
werden die zusätzlichen Reed-Schalter durch die zugehörigen ilickeleisenstreifen
12 in der Plakette geöffnet. Die Plakettenleseschaltung kann nur dann abgefragt-
werden, wenn alle zur Prüfung der Orientierung dienenden Reedschalter geöffnet sind.
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Die Prüfschalter bleiben geschlossen, wenn die Plakette nicht ganz
in den Schlitz eingeführt ist oder wenn sie mit der hinteren Kante zuerst oder mit
der oberen Seite nach unten eingeführt worden ist. Auf diese Weise wird also automatisch
eine eindeutige Ablesung der Plakette gewährleistet.
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Es ist möglich, daß die magnetisch weichen Nickeleisenstreifen durch
das Einsetzen der Plakette in das Lesegerät eine schwache permanente Magnetisierung
erhalten. Diese Restmagnetisierung könnte unter Umständen unbefugten Personen eine-
Bestimmung der Lage der in die Plakette eingebetteten Streifen und damit der Oodeanordnung
ermöglichen, beispielsweise durch Aufstreuen ferromagnetischer Teilchen, wie Eisenfeilspänen,
auf die Plakette. Dies lässt sich dadurch einfach verhindern, daß ein etwa induzierter
Magnetismus beim Entfernen der Plakette aus dem Lesegerät wieder gelöscht wird.
Das Lesegerät kann
zu diesem Zweck eine bei 'der lviündung des Schlitzes
14 angeordnete Spule 19 enthalten, durch die die Plakette bei der Entnahme aus dem
Schlitz herausgezogen wird. Die Spule wird mit einem hochfrequenten Wechselstrom
gespeist, um die Streifen automatisch zu entmagnetisieren, wenn die- Plakette durch
die Spule bewegt wird.
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ne andere Ausführungsform des Plakettenlesegerätes, das für Plaketten
bestimmt ist, welche permanentmagnetische Elemente 11 enthalten, entspricht dem
oben beschriebenen Ausführungsbeispiel , mit der Ausnahme, daß die Permanentmagnete
'16 nicht benötigt werden. An die Stelle der Reed-Schalter 15 können halleffekt-gesteuerte
Schaltvorrichtungen treten, die Leiter enthalten, deren Stromspannungscharakteristik
von dem HagnetSeld der Permanentmagnete in den Plaketten abhängt, die bei solchen
Lesegeräten verwendet werden.
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Das Plakettenlesegerät kann z.B. an der Tastatur eines Sende-oder
Auswertegerätes angebracht werden. Die Tastatur ist mit den Steuerschaltungen einer
Anzeigevorrichtung verbunden, die eine Katnodenstrahlröhre enthält, so daß eine
sichtbare Anzeige jeder eingetasteten und von der Tastatur gesendeten Nachricht
erzeugt wird. Das Sendesystem kann andererseits auch die eingetastete Nachricht
für eine spätere Sendung spexhern. Die die Zeitablenkung der Kathodenstrahlröhre
steuernde Schaltung steuert vorzugsweise auch den Takt der Abtastung oder Leseoperation
des Lesegerätes. Wenn die Daten in der Form von Impulsen übertragen erden, liefert
die Zeit- oder X-Ablenkschaltung einen Start- oder Bezugsimpuls. Die Zeitbasisschaltung
frägt als nächstes die Schaltmatrix des Plakettenlesegerätes der Reihe nach ab und
man erhält vom Plakettenlesegerät eine Folge von im Takt auftretenden Impulsen,
die anzeigen, welche Reedschalter geöffnet sind, wenn eine Plakette in den Schlitz
eingesetzt ist. Die erhaltene Irnpulsfolge kann als Einleitung einer von der Tastatur
gesendeten Nachricht
direkt übertragen werden und als Autorisierung
für die Bückübermittlung angeforderter Information, z.B. von einem entfernten oder
zentralisierten Datenspeicher dienen. Andererseits können sowohl die XPlakettennachricht'§
als auch die Tastaturnachricht in einen Speicher der örtlichen optischen Anzeigevorrichtung
für eine spätere Sendung eingeführt werden.
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Dabei wird verhindert, daß die Plakettennachricht, also der Plakettencode,
auf der Anzeigevorrichtung erscheint.
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Die Gewinnung der Information von der Schaltmatrix, die die durch
die Plakette betätigten Schalter enthält, kann auf verscheidene bekannte Weise erfolgen,
so daß hier nicht näher darauf eingegangen wird. In Figur 3 sind jedoch beispielsweise
die Schalter 15 und drei Schalter 20 dargestellt, die durch die OrientierungsPrüSelemente
12 betätigt werden. Nur wenn die Plakette ganz und richtig eingesetzt ist, schalten
die Schalter 20 alle positiven Eingangssignale von einer OrientierunQsprüfschaltung
21 ab, die einfach aus einem NOR-Glied bestehen kann und dann auf einer Leitung
22 ein Ausgangssignal liefert. Dieses Austastsignal bewirkt als erstes, daß der
optischen Anzeigevorrichtung ein Austastsignal zugeführt wird, so daß der Benutzer
der Plakette den Code nicht erfährt und damit auch nicht später die Einführung einer
Plakette durch Eintasten des entsprechenden Codes in die Tastatur vortäuschen kann.
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Als zweites macht das Ausgangssignal auf der Leitung 22 eine Abgreifschaltung
23 betriebsbereit, mit der die Schalter 15 alle parallel verbunden sind, so daß
die drei x7 Bits des Plakettencodes nacheinander synchron mit dem Betrieb eines
Serienspeichers und der Anzeigevorrichtung. 24 abgegriffen werden können, wie sie
z.B. in bekannten Tastatur-Sendegeräten vorhanden sind (z.B. Typ Cossor DIDS 400).
Der Einfachheit halber sind in jeder Zeile nur jeweils der erste und der letzte
Schalter 15 dargestellt.
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Die in der codierten Plakette enthaltene nachricht kann übertragen
und verwendet werden, um eine anschliessende Nachricnt zu der vorgegebenen Empfangsstation
zu leiten, die allein auf die Plakettennachricht anspricht, und sie kann einen ausgewählten
Decoder an der Empfangsstation aktivieren, wenn die nachliegende Tastaturnachricht
vor der Sendung in einen Code übersetzt worden ist. Wenn die richtige Plakettennachricht
eine anschliessende Mitteilung begleitet; ist die Authentizität dieser Mitteilung
gegeben. Es können zusätzlich Schalt.ungsanordnungen vorgesehen sein, die das Sendegerät
zum Aussenden einer End- oder Löschnachricht veranlassen, wenn die Plakette aus
dem Lesegerät entfernt wird und die Orientierungsprüfschalter 20 wieder schliessen.