DE3447599A1

DE3447599A1 - Verfahren und geraet zur inventur-datenerfassung

Info

Publication number: DE3447599A1
Application number: DE3447599A
Authority: DE
Inventors: Jack A. Watertown Mass. Ekchian; Leon Woodland Hills Calif. Ekchian; Kaigham J. Belmont Mass. Gabriel; Robert W. Arlington Mass. Hoffman
Original assignee: Revlon Inc
Current assignee: Revlon Inc
Priority date: 1983-12-29
Filing date: 1984-12-28
Publication date: 1985-09-12
Also published as: GB8432726D0; GB2152335B; GB2152335A; GB8714026D0; CA1277748C; AU3712784A; CA1251273A; GB2191368A; AU2415688A; AU577814B2; FR2557714A1; US4673932A; ZA849989B; JPS60215275A; GB2191368B; AU615486B2; FR2557714B1

Description

HOEGER, STELLRECHT & FARTNER34 £7599

PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14 c · D 7000 STUTTGART 1

_u .^..„r~.,_t.,.j_r. . NAOHQEREICHTl

A 46 440 b Anmelder: Revlon, Inc.

k - 176 767 Fifth Avenue

27. Dezember 1984 ' New York, N.Y. 10153

U.S.A.

Verfahren und Gerät zur Inventur-Datenerfassung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Identifizieren jeweils eines ausgewählten Artikels eines Warensortiments und zum Bestimmen der Stückzahl dieses Artikels unter einer Menge von ungeordnet, stationär angeordneten, unterschiedlichen und in unterschiedlicher Stückzahl vorhandenen Artikeln, die in einem Lager- und Abfragebereich verteilt sind, sowie ein Gerät zur Durchführung dieses Verfahrens.

Umsatzrückgänge und erhöhte Betriebskosten während der vergangenen Rezessionszeiten zwingen die Einzelhändler, der aggressiven Preispolitik ihrer Wettbewerber, insbesondere auch durch eine exaktere Inventur-Datenerfassung, entgegenzuwirken. Die versteckten Kosten, die in der verschärften Wettbewerbssituatxon des Einzelhandels mit einer übermäßigen Lagerhaltung verbunden sind, haben eine kritische Bedeutung erlangt. Große Einzelhandelsunternehmen schätzen die Warenkosten für

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die Lagerhaltung auf etwa 40% der Kosten des betreffenden Artikels pro Jahr. Außerdem erhöhen sich die Arbeitsstunden für die Lagerüberwachung entsprechend der Lagergröße. Besonders wichtig ist jedoch im Lebensmittel-Einzelhandel, und bei Drogeriewaren die Tatsache, daß eine übermäßige Lagerhaltung eine flexible Preisbildung verhindert, da günstige Sonderangebote wegen des hohen Lagerbestandes nicht eingekauft werden können. In vielen Einzelhandelsgeschäften sind die elektronischen Registrierkassen an den Ausgängen durch Terminals einer Rechenanlage ersetzt worden. Optische Abtaster und Strichcode-Markierungen auf den Produkten gestatten eine flexible Preisbildung, eine rechnergestützte Überwachung des Lagerbestandes im Echtzeitbetrieb und automatische Nachbestellungen. Alles in allem sind für den Einzelhandel, den Großhandel und die Fertigung verschiedene Typen von Systemen für die Kontrolle des Lagerbestandes und die Einkaufsplanung verfügbar, und diese Systeme sind ein unverzichtbares Hilfsmittel bei der Kostenkontrolle geworden.

Für eine exakte Überwachung des Lagerbestandes in einem Einzelhandelsgeschäft ist jedoch mehr erforderlich als das Lesen der Strichcode an den Kassen. Damit die Produkte verkauft werden können, müssen sie nämlich nicht nur bestellt, sondern auch angeliefert, von den Paletten heruntergenommen, ausgepackt, ausgezeichnet und aus dem Lagerraum in die Regale des Ladengeschäfts gestellt bzw. gehängt werden. Selbst eine Ware, die

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in einer großen Menge auf Lager ist, kann die Kasse nie erreichen, wenn sie nicht im Regal angeboten wird. Die Inventuraufnähme in den Regalen ist daher für das Nachbestellen und für das Wiederauffüllen der Regale, obwohl es zeitraubend ist, sehr wesentlich, insbesondere in Lebensmittelgeschäften und Supermärkten, wo tausende von Artikeln auf den Regalen angeboten werden. Eine automatische Warenbestandserfassung in den Regalen selbst könnte daher ein schnelles, tägliches Nachfüllen der Regale ermutigen. Derzeit wird jedoch der Regalinhalt noch durch einfaches Betrachten der Regale überprüft, wobei es häufig notwendig ist, die einzelnen Artikel von Hand durchzuzählen, beispielsweise, wenn acht oder zehn Tüten mit Kleinteilen, pulverförmigen Produkten und dergleichen auf einem einzigen Stift eines Stiftregals hängen. Für die Überprüfung des Regalinhalts sind Strichcode-Markierungen dabei wenig nützlich, da sie sich im allgemeinen außerhalb des Blickfeldes auf der Rückseite der Artikel befinden und jedenfalls einzeln abgetastet werden müssen. Unglücklicherweise sind also die optischen Abtastverfahren, welche sich an der Kasse als außerordentlich wirksam erweisen, für die Überwachung des Warenbestandes in den Regalen selbst sehr schlecht geeignet.

Ausgehend vom Stande der Technik und der vorstehend aufgezeigten Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Möglichkeit für eine automatische Erfassung des Warenbestandes in den Regalen eines

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Einzelhandelsgeschäftes zu schaffen und dafür zu sorgen, daß die Notwendigkeit entfällt, die einzelnen Artikel individuell anzufassen und abzutasten.

Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Kennzeichenteils des Patentanspruchs 1 bzw. durch das erfindungsgemäße Gerät mit den Merkmalen des Kennzeichenteils des Anspruchs 9 gelöst.

Ein besonderer Vorteil von Verfahren und Gerät gemäß der Erfindung besteht dabei darin, daß die Stückzahl einer ganzen Anzahl von Artikeln, die mehr oder weniger durcheinander in einem Regal längs eines Durchgangs des Ladens angeordnet sind, individuell und automatisch berührungslos bzw. durch eine Fernabfrage erfasst werden kann. Dabei spielt für die Lösung der gestellten Aufgabe und die Erreichung der angestrebten Vorteile ein passives Markierungselement gemäß der Erfindung eine entscheidende Rolle, welches als passiver Resonanz-Antwortsender arbeitet und an jedem Produkt, insbesondere in Form eines Aufklebers, vorgesehen ist. Vorzugsweise ist ein Markierungselement gemäß der Erfindung nach Art einer gedruckten Schaltung ausgebildet, die klein genug ist, um an einem Lippenstift angebracht zu werden, ohne zu stören. Mit dem Markierungselement wirkt eine rechnergestützte Sende/Empfangs-Einheit zusammen, die vorzugsweise auf einem verfahrbaren Wagen montiert ist. Mit Hilfe des Sendeteils der Sende/ Empfangs-Einheit werden dabei nacheinander die den

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einzelnen Artikeln zugeordneten Sendefrequenzen durchlaufen, insbesondere eine Gruppe von Sendefrequenzen, welche der Gruppe der in dem betreffenden Regal befindlichen Artikel entspricht. Durch die Sendefrequenzen werden die Markierungselemente, welche den einzelnen Artikeln individuell zugeordnet sind, zur Erzeugung einer Antwort- bzw. Empfangsfrequenz angeregt, die vom Empfangsteil der Sende/Empfangs-Einheit empfangen wird, wobei die Stärke des Empfangssignals für einen bestimmten Artikel der Stückzahl dieses Artikels in dem betreffenden Regal bzw. in dem betreffenden Bereich des Regals entspricht. Die genaue Stückzahl für einen vorgegebenen Lager- und Abfragebereich eines Drogeriemarktes oder eines Supermarktes wird dann mit Hilfe eines Rechners errechnet und in geeigneter Form angezeigt bzw. ausgedruckt.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden vom Sendeteil für jeden Artikel zwei Sendefrequenzen ausgesendet, wobei die einzelnen Stücke jedes Artikels mit Markierungselementen versehen sind, die bei Empfang dieser zwei Frequenzen eine dritte Frequenz zurückstrahlen, auf die der Empfangsteil des Systems abgestimmt ist. Die Amplitude, mit der die dritte Frequenz vom Empfänger empfangen wird, ist eine Funktion des Abstands, der Antennenverstärkung und der Stückzahl des betreffenden Artikels in dem erfassten Regalbereich. Wenn die Sende/Empfangs-Einheit längs eines Regalganges verfahren wird, durchlaufen Sende- und Empfangs-

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teil,vorzugsweise unter einer softwaremäßigen Programmsteuerung, alle Frequenzsätze für eine zuvor eingegebene Anzahl von Artikeln, so daß für jeden dieser Artikel im Zeitmultiplex-Betrieb die Stückzahl bei einer Abfrage einer Regalzeile erfasst werden kann.

Vorzugsweise werden die Sende- und Empfangsfrequenzen von einem Hauptkristalloszillator abgeleitet und mittels phasenstarrer Schleifen durch Frequenzsynthese erzeugt, so daß sie sehr exakt den Soll-Frequenzen für die einzelnen Artikel entsprechen.

Das erfindungsgemäße Markierungselement selbst ist vorzugsweise ein in der Draufsicht scheibenförmige, gedruckte Schaltung mit drei Paaren von ineinandergeschachtelten, längs koaxialer Spiralen verlaufenden leitfähigen Arme, welche insgesamt drei abgestimmte Schaltkreise bilden. Die Arme jedes Paares können auf die einer ausgewählten Frequenz entsprechende Länge zugeschnitten werden, wobei die einzelnen Paare von Armen miteinander nicht-linear, kapazititv und induktiv gekoppelt sind, derart, daß bei Erregung mit den Sendefrequenzen vom Markierungselement eine dritte Frequenz abgestrahlt wird, die eine Funktion, vorzugsweise die Summe, der beiden Sendefrequenzen ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines fahrbaren Geräts gemäß der Erfindung beim Entlangfahren desselben an einer Regalzeile;

Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Abfrage einer Produkteinheit durch ein Gerät gemäß der Erfindung;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Markierungselements;

Fig. 4 ein elektrisches Ersatzschaltbild des Markierungselementes gemäß Fig. 3;

Fig. 5 ein Blockschaltbild der Sende/

Empfangs-Einheit eines Geräts gemäß der Erfindung;

Fig. 6 ein Blockschaltbild einer phasenstarren Schleife der Sendeeinrichtungen der Schaltung gemäß Fig. 5;

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Fig. 7 ein Blockschaltbild einer abgewandelten Ausführungsform eines Teils der Sendeeinrichtungen der Schaltung gemäß Fig. 5;

Fig. 8 ein Blockschaltbild einer abgewandelten Ausführungsform eines Teils der Empfangseinrichtungen der Schaltung gemäß Fig. 5;

Fig. 9 eine schematische Darstellung der Vorderansicht eines Regals eines Einzelhandelgeschäftes, wobei die Stücke eines bestimmten Artikels durch einzelne Punkte bzw. durch ihre Markierungselemente angedeutet sind;

Fig. 10 ein Säulen-Diagramm der Artikel-Stückzahlen pro Längeneinheit des Regals gemäß Fig. 9;

Fig. 11 eine grafische Darstellung des

von den Markierungselementen abgestrahlten Signals als Funktion der Längserstreckung des Regals gemäß Fig. 9;

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Fig. 12 eine dreidimensionale grafische Darstellung des abgestrahlten Signalmusters in Abhängigkeit von der Position längs des Regals sowie in Abhängigkeit von der Höhe, in der die einzelnen Stücke im Regal angeordnet sind; und

Fig. 13 eine grafische Darstellung der von den Markierungselementen empfangenen Energie in Längserstreckung des Regals gemäß Fig. 9.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 ein Abfragesystem, welches auf einem Wagen 10 montiert ist, der in einem Einzelhandelsgeschäft längs eines Ganges an einem Warenregal 12 entlanggefahren werden kann, welches zu inventarisierende Produkte enthält.

Wie Fig. 2 zeigt, sendet eine Sende/Empfangs-Einheit des Abfragesystems unter Steuerung durch einen Mikrocomputer 16 zwei Frequenzen F.. und F₂ aus, die einer bestimmten Regaleinheit zugeordnet sind. Ein verpacktes Produkt 20 der Regaleinheit, die abgefragt wird, ist mit einem in spezieller Weise gestalteten Aufkleber 22 in Form einer gedruckten Schaltung versehen, welche durch die ausgesendeten Frequenzen zu Resonanzschwingungen

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angeregt wird, und selbst eine dritte Frequenz F zurückstrahlt, welche von einer Antenne 18 des Abfragesystems empfangen und zu der Sende/Empfangs-Einheit 14 übertragen wird. Die Stärke des von dem Produkt 2 0 zurückgestrahlten Signals mit der Frequenz F_ wird gemessen und gespeichert, während der Wagen 10 an dem Regal 12 entlangfährt. Die gespeicherten Daten werden durch den programmierten Mikrocomputer 16 des Abfragesystems verarbeitet, um auf einer Anzeigeeinheit 24 eine numerische Anzeige der Gesamtzahl derjenigen Wareneinheiten in der betreffenden Regaleinheit zu erzeugen, denen die Frequenzen F₁, F_ und F~ zugeordnet sind. Während der Wagen 10 den Gang entlanggerollt wird, steuert der Mikrocomputer 16 bzw. der Mikroprozessor den Sendeteil der Einheit 14, derart, daß schrittweise alle relevanten Warengruppen abgefragt werden, deren Daten über ein Tastenfeld 26 der Abfrageeinheit eingegeben wurden. Die dabei erhaltenen numerischen Mengenangaben für die Produkte in den ausgewählten Warengruppen werden auf einen entsprechenden Befehl hin am Ende des Ganges oder dann ausgedruckt, wenn die Inventarisierung für den gesamten Laden abgeschlossen ist. Als Hilfe für die Verarbeitung der zurückgestrahlten Signalstärke ist der Wagen 10 mit einem Wegmesser 30 ausgestattet, welcher das Vorrücken in X-Richtung längs des Regals erfasst. Außerdem ist ein Ultraschall-Abstandsmesser 32 vorgesehen, dessen Ausgangssignale anzeigen, ob der richtige Abstand zwischen Wagen 10 und Regal 12 eingehalten wird.

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Wie Fig. 3 zeigt, besitzt jeder Produktaufkleber 22 sechs spiralförmige, ineinanderverschlungene leitfähige Arme 34,3 6,38,40,42 und 44, wobei die Spiralformen zueinander konzentrisch sind. Die Arme 34 bis 44 sind auf einem flexiblen, nicht-leitenden Substrat 4 6 angebracht. Die Arme 34 bis 44 werden wie bei der Herstellung einer gedruckten Schaltung durch Ätzen einer Kupferfolie hergestellt. Die inneren Enden der Arme sind jeweils mit einem von sechs Anschlüssen verbunden, während die äußeren Enden auf eine bestimmte Armlänge getrimmt sind. Die ineinandergreifenden Spiralarme wirken paarweise zusammen, so daß ein Armpaar der Frequenz F₁ zugeordnet ist, daß ein zweites Armpaar der Frequenz F„ und daß ein drittes Armpaar der Frequenz F-, zugeordnet ist. Jedes Armpaar ist auf die zugeordnete Frequenz durch Trimmen auf eine entsprechende Armlänge abgestimmt. Die Arme der einzelnen Paare sind kapazitiv und induktiv miteinander gekoppelt, so daß der Aufkleber 22 bei Erregung mit den Frequenzen F₁ und F_ eine dritte Frequenz F, erzeugt, die gleich der Summe der Frequenzen F₁ und F» ist. Indem man jeder Warengruppe bzw. allen Produkteinheiten eines bestimmten Produkts ganz bestimmte Aufkleber zuordnet, können die verschiedenen Produkte im Regal durch ihre Frequenzantwort unterschieden werden. Der nicht-lineare Kapazitätseffekt entspricht dabei einem schwachen piezoelektrischen Effekt, wobei die Aufkleber so gestaltet sind, daß sich im wesentlichen keine Richtungsabhängigkeit ergibt, so daß die Frequenzantwort von der Höhe oder Orientierung der einzelnen

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Produkte im Regal unabhängig ist.Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform soll der Aufkleber etwa die Größe eines Fingernagels, d.h. einen Durchmesser von etwa 6 bis 18 mm haben und kann in der Verpackung selbst verborgen sein, da er nicht optisch abgetastet werden muß. Außerdem kann der Aufkleber gebogen bzw. gekrümmt werden, beispielsweise an der Hülse eines Lippenstifts, ohne daß sich ein merklicher Einfluß auf die Funktion ergibt.

Das Ersatzschaltbild gemäß Fig. 4 zeigt, daß sich zwischen den spiralförmigen Armen nicht-lineare Koppelkapazitäten ergeben. Die gewünschten Kapazitäten, die sich aufgrund des geringen Abstands der Antennenelemente des Aufklebers voneinander ergeben, können dadurch vergrößert werden, daß man auf der von den Armen abgewandten Rückseite des nicht-leitenden Substrats 46 eine durchgehende leitfähige Fläche vorsieht. Das Koaxial-Resonator-Aufklebersystem ist insofern ein völlig passiver Antwortsender (Transponder) als es nur die Energie benötigt, die es von der auf dem Wagen 10 befindlichen Sende/ Empfangs-Einheit empfängt.

Die Sende/Empfangs-Einheit 14 besteht aus drei Hauptteilen: dem Sender, dem Empfänger und dem Mikrocomputer 16, welcher das System steuert. In dem Sender werden zwei Frequenzen mit Hilfe einer durch den Computer gesteuerten, phasenstarren Schleife sehr genau erzeugt. Die beiden Frequenzen werden gegen die für eine

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bestimmte Ware spezifischen Aufkleber abgestrahlt, die als Hochfrequenz-Resonatoren und Antwortsender dienen. Ein bestimmter Aufkleber strahlt eine Frequenz, zurück/ die gleich der Summe der vom Sender abgestrahlten Frequenzen ist, falls diese Sendefrequenzen diejenigen Frequenzen sind, auf die der Aufkleber abgestimmt ist. Wenn der Aufkleber jedoch nicht auf diese Sendefrequenzen abgestimmt ist, liefert er auch kein Ausgangssignal. Der Empfangsteil wird über den Mikrocomputer so gesteuert, daß er nach der Summenfrequenz der beiden Sendefrequenzen sucht. Die Abstimmung des Empfangsteils erfolgt dabei mittels eines weiteren Frequenz-Synthesizers mit phasenstarrer Schleife. Der Rechner stimmt die beiden Synthesizer bzw. die beiden phasenstarren Schleifen nacheinander auf die ausgewählten Sätze von Frequenzen ab.

Die in Fig. 5 gezeigte Schaltung der Sende/Empfangs-Einheit umfasst einen 1 MHz-Kristalloszillator 50, dessen Ausgangsfrequenz mittels eines Zählers 52 durch 20 0 geteilt wird. Das dabei erhaltene 5 kHz-Bezugssignal wird parallel drei phasenstarren Schleifen 54, 56 und 58 zugeführt, die den Frequenzen F₁, F~ und F_ zugeordnet sind. Jede phasenstarre Schleife besitzt dabei den in Fig. 6 gezeigten Aufbau. Gemäß Fig. 6 bildet das 5 kHz-Bezugssignal das eine Eingangssignal für einen Phasenkomparator 60, dessen Ausgangssignal über einen Ladepumpenkreis 62, einen Phasenkompensationskreis 64 und einen Verstärker 66 an dem Steuereingang

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eines spannungsgesteuerten Oszillators 68 angelegt wird. Das Ausgangssignal des Oszillators 68 ist eine kontinuierliche Schwingung, welche über einen Leistungsverstärker 70 einem Ausgangs-Koaxialkabel 72 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators 68 bildet außerdem das Eingangssignal für eine Rückkopplungsschleife, welche einen Pufferverstärker 74, eine die Frequenz halbierende Teilerschaltung 7 6 und eine durch N teilende Teilerschaltung ■ 78 umfasst. Das heruntergeteilte Ausgangssignal der phasenstarren Schleife bildet das zweite Eingangssignal für den Komparator bzw. Phasendetektor 60. Der Wert für N wird vom Mikrocomputer über eine geeignete Schnittstellenschaltung 80 bestimmt, um die speziellen Frequenzen F₁, F₂ und F₃ für eine bestimmte Waren auszuwählen.

Wie Fig. 5 ζ eLgt, liegen die Ausgangssignale der beiden phasenstarren Schleifen 54,56 (bzw. dieser beiden Frequenz-Synthesizer) in den beiden sich nicht überlappenden Frequenzbereichen von 20 bis 24 MHz und von 25 bis 29 MHz. Die beiden Ausgangssignale werden in einem Summierkreis 82 addiert und in einem Modulator 84 mit einem 10 00 Hz-Rechtecksignal amplitudenmoduliert, welches aus dem 5 kHz-Bezugssignal mit Hilfe der Teilerschaltung 86 abgeleitet wird. Das amplitudenmodulierte Summensignal der Signale F₁ und F- wird über einen Hochfrequenzverstärker 87 und eine Diplexerschaltung auf die Antenne 18 gegeben. Vom zweiten Anschluß der Diplexerschaltung 88 wird das empfangene Signal über

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einen weiteren Hochfrequenzverstärker 89 und über ein Bandpass-Filter 90 für Frequenzen von 43 bis 53 MHz einem ersten Mischer 92 zugeführt, der das empfangene Signal, dessen höhere und niedrigere Frequenzbereiche ausgefiltert wurden, zu dem ummodulierten Ausgangssignal F, der phasenstarren Schleife 58 addiert, die als interner Oszillator dient. Der erste Mischer 92 erzeugt ein 10,7 MHz-Ausgangssignal, welches in einem Zwischenfrequenzverstärker 94 verstärkt und einem zweiten Mischer 96 zugeführt wird, der die Ausgangssignale des Zwischenfrequenzverstärkers 94 und eines 10,245 MHz-Kristalloszillators 98 mischt. Das Ausgangssignal des zweiten Mischers 96 wird über einen 455 kHz-Zwischenfrequenzverstärker 100 einem Synchron-Demodulator 102 zugeführt, der das empfangene Signal in Abhängigkeit von dem 1 kHz-Modulationssignal demoduliert. Das demodulierte Empfangssignal wird über einen Analog/Digital-Wandler 104 (vorzugsweise ein 12 Bit-Wandler) dem Mikroprozessor 16 zur Verarbeitung zugeführt.

Eine Variante des Sendeteils der Schaltung gemäß Fig.5 ist in Fig. 7 gezeigt, gemäß welcher die Frequenzen F.. und F» völlig getrennt gehalten werden. Bei Versuchen mit einer Schaltung gemäß Fig. 5 wurde festgestellt, daß die Intermodulationsverzerrung dritter Ordnung des Ausgangsverstärkers so hoch war, daß bei einer einfachen Filterung Oberwellen der Summenfrequenz der Frequenzen F₁ und F₉ mit höherer Stärke empfangen wurden als das von den Aufklebern zurückgestrahlte Signal. Dieses

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Problem wird mit der Schaltung gemäß Fig. 7 vermieden, indem man getrennte Modulatoren 110 und 112, getrennte Hochfrequenzverstärker 114 und 116, getrennte Filter 118 und 120 und getrennte Sendeantennen 122 und 124 vorsieht. Dabei sollten die Filter 118 und 120 sorgfältig so ausgelegt werden, daß eine Mischung mit der anderen Frequenz vom Ausgang des jeweils anderen Verstärkers 114 bzw. 116 vermieden wird.

Fig. 8 zeigt eine Schaltungsvariante für einen Teil des Empfängers der Sende/Empfangs-Einheit. Es wird eine eigene Empfangsantenne 126 verwendet, und das Bandpass-Filter 90 hinter dem Hochfrequenzverstärker 89 wird durch ein Doppelwendelfilter 128 mit Varaktorabstimmung ersetzt, wobei die Störung des Filters durch den Mikrocomputer über einen Digital/Analog-Wandler 130 erfolgt. Das Filter 128 kann annähernd auf die gewünschte Empfangsfrequenz abgestimmt werden, um unerwünschte Interferenzen auszuschließen.

Die bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 5, 7 und 8 verwendeten Antennen sind zentralgespeiste, kurze, vertikale Dipol-Stabantennen. Es ist übliche Praxis, für solche Antennen eine Länge von 1/4-Wellenlänge zu verwenden. Bei einer Frequenz von 30 MHz führt diese jedoch zu einer unpraktisch langen Antenne. Folglich wird ein Teil der Antennenverstärkung zu Gunsten einer kürzeren Antennenlänge geopfert. Bei höheren Frequenzen, welche in Verbindung mit der Aufkleberausgestaltung gemäß

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Fig. 3 brauchbar sind, werden die praktischen Möglichkeiten für eine wirksamere Ausbildung der Antenne verbessert. Die vertikale Stabantenne, welche eine lineare Polarisation bewirkt, kann mit Erfolg durch eine zirkulär polarisierende Antennenform ersetzt werden, um Schwankungen der Signalstärke in Abhängigkeit von der Aufkleberorientierung auf ein Minimum zu reduzieren.

Es soll angenommen werden, daß in einem Regal, in dem die einzelnen Produkteinheiten an Haken bzw. Stiften aufgehängt sind, mehrere Artikel bzw. Produkteinheiten derselben Produktgruppe so verteilt sind, wie dies in Fig. 9 durch Punkte angedeutet ist, welche die einzelnen Aufkleber 22 für die betreffende Wareneinheit symbolisieren. Ferner soll angenommen werden, daß der Wagen 10 mit dem Abfragesystem in der durch den Pfeil X angedeuteten X-Richtung an dem Regal 12 vorbeigefahren wird.

Unter diesen Voraussetzungen stellt das Diagramm gemäß Fig. 10 die genaue Anzahl von Produkteinheiten für jede Regaleinheit mit einer Breite Ax dar. Im einzelnen zeigt Fig. 10 den Verlauf der Kurbel V(x), welche der Anzahl der Produkteinheiten entspricht, für jede Stelle der X-Achse. Jeder einzelne rückstrahlende Aufkleber, beispielsweise der in Fig. 9 mit dem Bezugszeichen 22 bezeichnete Aufkleber, erzeugt ein Strahlungsfeld mit einer Intensität, welche über der x-Achse eine exponentielle Verteilung aufweist, wie dies in Fig. 11 gezeigt ist, wo die Feldstärke H(x) bzw. die Signalstärke

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über der x-Achse dargestellt ist. Die Signalstärke ist außerdem natürlich eine Funktion des vertikalen Abstands von dem betreffenden Aufkleber 22, wobei jedoch, wie dies aus der Darstellung gemäß Fig. 12 deutlich wird, eine geringe Höhendifferenz in den meisten Fällen ohne weiteres vernachlässigt werden kann.

Wenn der Wagen 10 in X-Richtung in Fig. 9 von rechts nach links gerollt wird und wenn die Frequenzen F₁ und F„ gesendet werden, die der speziellen Ware zugeordnet sind, deren Wareneinheiten als Punkte markiert sind, dann würde sich für die Signalstärke E(x) des empfangenen Signals über der X-Achse die in Fig. 13 dargestellte Verteilung ergeben.

Aufgrund der Überlappung, die sich wegen der endlichen Breite der abgestrahlten Signale ergibt, entspricht die Kurvenform gemäß Fig. 13 nicht identisch dem Hystogramm gemäß Fig. 10. Da die gewünschte Mengenangabe, die Inventurmenge, eine Summe darstellt und folglich keine exakte Rekonstruktion der empfangenen Kurvenform erforderlich ist, wird der Mikrocomputer 16 jedoch so programmiert, daß er eine numerische Integration der Fläche unter der Kurve E(x) gemäß Fig. 13 durchführt.

Es soll angenommen werden, daß E( x.) proportional zu m ist, wobei m = die Gesamtzahl der Produkteinheiten im iten-Bereich mit der Breite Λχ-ist. E, eine Funktion von x, ist im wesentlichen die Umhüllende der Verteilungs-

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funktion V(χ), verknüpft mit der Stärke des abgestrahl ten Signals bzw. mit der Funktion H(x), wobei folgende Gleichung gilt:

E(x) = V(x) * H(x) (1) .

Die Durchführung der Fourier-Transformationen führt von der Gleichung (1) zu folgender Gleichung:

E(V) = VMHM (2) ,

welche, wenn sie nach der tatsächlichen Verteilungsfunktion als Funktion der Frequenz V aufgelöst wird, zu folgender Gleichung führt:

(3)

Die tatsächliche Verteilungsfunktion entspricht somit dem Verhältnis zwischen dem rekonstruierten, gemessenen Signal und dem transformierten, abgestrahlten Signal. Die Gesamtzahl T der betreffenden Produkteinheiten im Regal 12 ergibt sich gemäß folgender Formel:

T = yv(x)dx (4) .

Die Gleichung (4) kann auch als Fourier-Transformation der Verteilungsfunktion für die Frequenz V=O ausgewertet werden, wobei man folgende Gleichung erhält:

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T = VML _{= o} (5)

Ersetzt man das Verhältnis gemäß Gleichung (3) und ersetzt man das daraus durch die Fourier-Transformation erhaltene Verhältnis durch einfache Integrale der nicht transformierten Verteilungsfunktionen, so ergißt sich folgende Gleichung:

V (y)

Da eine vollständige Rekonstruktion des Verteilungsmusters unnötig ist, weil lediglich eine Angabe über die Gesamtzahl der Produkteinheiten gefordert wird, kann die Fourier-Transformation durch ein einfaches Integral der beobachteten Signalformen ersetzt werden, und zwar gemäß folgender Gleichung:

E(x)dx

Das Verhältnis der Integrale gemäß Gleichung (7) ist ausreichend zur Gewinnung eines Meßwerts über die Gesamtzahl T der Produkteinheiten in dem Regal, wie sie beim Entlangfahren am Regal erhalten wird. Vom Mikrocomputer 16 kann also eine einfache numerische Integration der empfangenen Daten durchgeführt werden, um eine Anzeige der Menge der Produkteinheiten eines bestimmten Produktes bzw. einer bestimmten Warengruppe in dem betreffenden Regal zu erzeugen.

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Der Nenner in Gleichung (7) entspricht einer fortlaufenden numerischen Integration, während der Zähler eine Meßsystemkonstante ist, die mit dem Signalmuster verknüpft ist, das von jedem der Aufkleber abgestrahlt wird. Die laufende Integration wird am besten mit Hilfe eines eigenen (mathematischen) Prozessors durchgeführt, beispielsweise mit einem Prozessor des Typs Intel 8087, welcher als Koprozessor in Verbindung mit einem Hauptsteuerungs-Mikroprozessor, beispielsweise vom Typ Intel 8086, verwendet wird.

Da jedes Produkt auf eine genau definierte Frequenzkombination F. und F_ anspricht, muß der Mikroprozessor schnell genug sein, um alle möglichen Kombinationen zu durchlaufen, so daß für einen vorgegebenen Mindestabstand χ zwischen den Produkten jede dieser Wegeinheiten /\ χ jeweils mindestens einmal für jede der den verschiedenen Produkten zugeordneten speziellen Frequenzkombinationen abgetastet wird. Dabei wird die "Antwort" mit der Frequenz F₃ durch numerische Integration verarbeitet, um eine laufende Summe für jedes Produkt im Regal zu erzeugen.

Die Vorteile des vorstehend beschriebenen automatischen Regal-Inventarisierungssystems liegen ohne weiteres auf der Hand. Die Hochfrequenz-Abfrage der ungeordnet im Regal befindlichen, mit Aufklebern versehenen Produkteinheiten ermöglicht den Verzicht auf das Zählen von Hand und auf die optische Betrachtung der tausenden

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von Artikeln in einem Einzelhandelsgeschäft- Die Möglichkeit, eine exakte Kontrolle des Regalinventars durchzuführen, gewährleistet einen optimalen Fluß der Waren vom Lager zur Kasse. Dabei erhöht sich der Verdienst des Einzelhändlers, da vermieden wird, daß unerwartet einzelne Artikel nicht in der gewünschten Menge am Lager sind. Dabei ist das Abfragesystem so schnell und kann so preiswert hergestellt werden, daß es täglich eingesetzt werden kann, um die Verkaufstendenzen für die im Regal befindlichen Artikel zu verfolgen und das Sortiment entsprechend anzupassen.

Der spezielle Aufkleber gemäß der Erfindung kann als Massenprodukt durch Anwendung der Technik für die Herstellung gedruckter Schaltungen gefertigt werden und kann außerdem so klein gemacht werden, daß er selbst bei den kleinsten Artikeln, die im Regal angeboten werden, unsichtbar in die Verpackung integriert werden kann. Das erfindungsgemäße mobile Abfragesystem ermöglicht auch einem Mitarbeiter ohne besondere Ausbildung eine vollständige Aufnahme des Regalinventars in einem Einzelhandelsgeschäft, ohne daß er die einzelnen Artikel zählen müsste. Menschliche Fehler werden auf diese Weise ausgeschlossen. Die geeigneten Artikelnummern können für einen bestimmten Gang eingegeben werden, indem man einen Speicher des Computers mit den Artikelnummern für diejenigen Artikel lädt, welche normalerweise in dem an dem Gang entlanglaufenden Warenregal angeboten werden. In diesem Fall müsste der Benutzer

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lediglich noch die betreffende Regalnuminer eingeben. Bei ausreichender Geschwindigkeit des Rechners und der Sende/Empfangs-Einheit besteht auch die Möglichkeit, bei jeder Vorbeifahrt an einem Regal sämtliche Artikel des Sortiments abzufragen. Da die Frequenzen sämtlich von einem einzigen Hauptkristalloszillator abgeleitet werden, wirkt sich eine Drift desselben gleichzeitig auf alle drei Frequenzen F , F„ und F^ aus, so daß nachteilige Auswirkungen auf ein Minimum reduziert werden.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß lediglich bevorzugte Ausführungsbeispiele näher erläutert wurden und daß dem Fachmann, ausgehend von diesen Ausführungsbeispielen, zahlreiche Möglichkeiten für Änderungen und/oder Ergänzungen zu Gebote stehen, ohne daß er dabei den Grundgedanken der Erfindung verlassen müsste.

Claims

HOEGER, STELLRECHT & PARTNER g ^ η g g g PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14C-D 70OO STUTTGART 1 A 46 440 b Anmelder: Revlon, Inc. k - 176 767 Fifth Avenue 27. Dezember 1984 ' New York, N.Y. 10153 U.S.A. Patentansprüche j NACHGEREICHT j

1. Verfahren zum Identifizieren jeweils eines ausgewählten Artikels eines Warensortiments und zum Be-.stimmen der Stückzahl dieses Artikels unter einer Menge von ungeordnet, stationär angeordneten, unterschiedlichen und in unterschiedlicher Stückzahl vorhandenen Artikeln, die in einem Lager- und Abfragebereich verteilt sind, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

man ordnet jedem einzelnen Artikel bestimmte Sende- und Empfangsfrequenzen zu;

man sendet aus einer gewissen Entfernung zu dem Abfragebereich mindestens eine dem ausgewählten Artikel zugeordnete Frequenz aus; man erzeugt im Abfragebereich an jedem Stück dieses ausgewählten Artikels eine diesem speziell zugeordnete Frequenz;

man empfängt die zurückgestrahlte, dem ausgewählten Artikel zugeordnete Frequenz und man setzt das empfangene Signal für diesen Artikel in Abhängigkeit von der Signalstärke in Messdaten um, die der Stückzahl des ausgewählten Artikels entsprechen.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, jeweils einem anderen ausgewählten Artikel zugeordnete Sende- und Empfangsfrequenzen nacheinander durchlaufen werden und daß die Empfangssignalstärke für jeden Satz von Sende- und Empfangsfrequenzen aufgezeichnet wird, um die Stückzahl für jeden der nacheinander ausgewählten Artikel zu erfassen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende weitere Verfahrensschritte:

man ändert schrittweise die Position für das Senden 'und Empfangen in Richtung der Längserstreckung des Abfragebereichs, wobei man die für den ausgewählten Artikel vorgegebenen Sende- und Empfangsfrequenzen jeweils wiederholt und

man misst die Signalstärke in der bei jedem Schritt erreichten Position und kombiniert die Signalstärken für aufeinanderfolgende Positionen, um eine Anzeige der in dem Abfragebereich befindlichen Gesamtstückstahl des ausgewählten Artikels zu erzeugen.

4. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch folgende weiteren Verfahrensschritte:

man ändert schrittweise die Position für das Senden und Empfangen in Richtung der Längserstreckung des Abfragebereichs;

man wiederholt in jeder neuen Position nacheinander das Aussenden und Empfangen der für die verschiedenen ausgewählten Artikel charakteristischen Sende- und Empfangsfrequenzen;

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man misst in jeder Position die Stärke des für jeden der ausgewählten Artikel charakteristischen Empfangssignals und

man kombiniert die in den einzelnen, schrittweise erreichten Positionen gemessenen Signalstärken für jeden der ausgewählten Artikel, um eine Anzeige der in dem Abfragebereich befindlichen Gesamtstückzahl jedes der ausgewählten Artikel zu erzeugen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man beim Senden gleichzeitig jeweils ein ausgewähltes Freguenzpaar sendet, welches einem ausgewählten Artikel zugeordnet ist, wobei die Stücke des ausgewählten Artikels in Abhängigkeit von dem ausgesendeten Frequenzpaar eine dritte Frequenz erzeugen und abstrahlen, die mit dem gesendeten Frequenzpaar algebraisch verknüpft ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, -dadurch gekennzeichnet, daß beim Senden gleichzeitig eine Amplitudenmodulation der gesendeten Frequenz(en) durchgeführt wird, um die Erfassung des zurückgestrahlten Signals zu unterstützen.

7. Verfahren zum Identifizieren der Stücke eines ausgewählten Artikels unter einer Anzahl von gemischten, zu unterschiedlichen Artikeln gehörigen Stücken, inbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

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man stellt eine Anzahl yon Markierungselementen bereit, von denen jedes mindestens zwei elektrische Schaltungselemente mit einstellbaren elektrischen Eigenschaften umfasst; man ordnet allen Stücken jedes ■ Artikels jeweils einen ausgewählten Satz dieser elektrischen Eigenschaften zu;

man unterteilt die Markierungselemente in mehrere, den verschiedenen.Artikeln entsprechende Sätze; man stellt die Schaltungselemente der Markierelemente jedes Satzes auf die dem betreffenden Artikel zugeordneten elektrischen Eigenschaften ein;

man befestigt die Markierelemente der verschiedenen Sätze von Markierelementen an den Stücken des jeweils zugeordneten Artikels und man überprüft gleichzeitig die Markierungselemente an einer beliebigen Anzahl von Stücken, um festzustellen, wieviele Stücke jeweils zu einem der verschiedenen Artikel gehören.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungselemente elektrische Eigenschaften haben, die durch ihre Länge bestimmt werden, und daß das Einstellen auf die ausgewählten elektrischen Eigenschaften durch Einstellen der Länge der Schaltungselemente durchgeführt wird.

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9. Gerät zum Identifizieren jeweils eines ausgewählten Artikels eines Warensortiments und zum Bestimmen der längs eines Speicher- und Abfragebereichs vorhandenen Stückzahl dieses Artikels, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

es ist eine mobile Einheit (10) mit einer Sende/ Empfangs-Einheit (14) und mit Antenneneinrichtungen (18; 122,124,126) zum Senden und Empfangen von Hochfrequenzsignalen vorgesehen, wobei die Sendeeinrichtungen (16, 50 bis 88; 16, 50 bis 56, 110 bis 120) der Sende/Empfangs-Einheit (14) derart ausgebildet sind, daß durch sie mindestens eine dem jeweils ausgewählten Artikel zugeordnete Frequenz (F₁, F„) über die Antenneneinrichtungen gegen den Abfragebereich (12) aussendbar ist, und wobei die Empfangseinrichtungen (88 bis 104; 89, 128, 130) der Sende/Empfangs-Einheit (14) derart abstimmbar sind, daß sie eine andere, dem jeweils ausgewählten Artikel zugeordnete Frequenz (F_) empfangen;

mit jedem Artikel ist ein Markierungselement (22) verbunden, wobei die Markierungselemente für jeden Artikel des Warensortiments verschieden und für die einzelnen Stücke jedes einzelnen Artikels identisch sind und passive, miniaturisierte elektrische Schaltungselemente umfassen, die auf die Sendefrequenz (en) (F , F») ansprechen; und

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es sind Abtasteinrichtungen (16,104) zum Erfassen der Stärke des von den Empfangseinrichtungen (88 bis 104; 128, 130) aufgrund des Vorhandenseins von Stücken des ausgewählten Artikels in jeder von mehreren aufeinanderfolgenden Meßpositionen längs des Abfragebereichs empfangenen Empfangssignals und zum Erzeugen einer Anzeige der Stückzahl des ausgewählten Artikels im Abfragebereich vorgesehen, so daß die Stückzahl des ausgewählten Artikels des Warensortiments ohne Manipulationen an der Ware selbst durch Fernabfrage festgestellt werden kann, indem die mobile Einheit (10) längs des Abfragebereichs verfahren wird.

10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

daß die Sendeeinrichtungen derart ausgebildet sind, daß durch sie gleichzeitig zwei verschiedene, einem ausgewählten Artikel zugeordnete Frequenzen (F₁,F„) erzeugbar sind.

11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinrichtungen derart ausgebildet sind, daß durch sie eine Folge von Frequenzpaaren erzeugbar ist, von denen jedes jeweils einem ausgewählten Artikel zugeordnet ist, und daß die Markierungselemente (22) aller Stücke eines ausgewählten Artikels derart ausgebildet sind, daß sie ausschließlich auf den Empfang des dem Artikel zugeordneten Frequenzpaares ansprechen und eine dritte Frequenz

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zurückstrahlen, die algebraisch mit den Frequenzen dieses Frequenzpaares verknüpft ist.

12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Erzeugen der verschiedenen Frequenzpaare einen Hauptoszillator (50) zum Erzeugen einer fest vorgegebenen Ausgangsfrequenz und zwei phasenstarre Schleifen (54,56) für eine Frequenzsynthese umfasssen.

13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mikrocomputer (16) vorgesehen ist, durch den aufeinanderfolgende Ausgangssignale erzeugbar sind, welche den Frequenzpaaren für unterschiedliche Artikel des Warensortiments entsprechen, und daß die phasenstarren Schleifen (54,56) durch die Ausgangssignale des Mikrocomputers (16) zur Erzeugung des jeweils gewünschten Frequenzpaares steuerbar sind.

14. Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtungen Einrichtungen (58) zum Erzeugen einer geräteinternen Frequenz umfassen, welche mit der von den Markierungselementen der Stücke eines bestimmten Artikels zurückgestrahlten Frequenz verknüpft ist.

15. Gerät nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Erzeugung

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der internen Frequenz eine dritte phasenstarre Schleife (58) zur Frequenzsynthese umfassen, welche an den Ausgang des Hauptoszillators (50) angeschlossen ist, und daß der Mikrocomputer (16) zusätzliche Daten zur Steuerung der dritten phasenstarren Schleife (58) entsprechend der dem jeweils gesendeten Frequenzpaar zugeordneten Empfangsfrequenz für den ausgewählten Artikel erzeugt.

16. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinrichtungen Amplitudenmodulationseinrichtungen (84,86) für das Ausgangssignal der 'zu den Sendeeinrichtungen gehörigen phasenstarren Schleifen (54,56) umfassen.

17. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtungen Einrichtungen (96,98, 86,102) umfassen, die das Empfangssignal mit dem für die Amplitudenmodulation der Sendefrequenzen verwendeten Modulationssignal mischen, um eine synchronisierte Erfassung des Empfangssignals zu gewährleisten.

18. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Markierungselement (22) drei elektrische Schaltungselemente (34,36; 38,40; 42,44) aufweist, welche bei den beiden Sendefrequenzen (F₁, F₂) und der von dem Markierungselement (22) abgestrahlten Empfangsfrequenz (F_) mit ihrer Resonanzfrequenz schwingen.

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19. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennz daß das Markierungselement (22) derart ist, daß die drei mit ihrer Resonanzfre schwingenden Schaltungselemente (34,36; 44) nicht-linear miteinander kapazitiv gekoppelt sind.

20. Gerät nach Anspruch 19, dadurch gekennz. daß das Markierungelement (22) drei Paa axialen, in einer Ebene liegenden, inei fenden,spiralförmigen, leitfähigen Arme 38,40; 42,44) umfasst, wobei die Arme j· auf eine Länge zugeschnitten sind, welc! einer der betreffenden Sende- und Empfa. für den betreffenden ausgewählten Artiki net ist.

21. Markierungs- und Identifikationselement dere für ein Gerät nach einem der Anspr·' 20, dadurch gekennzeichnet, daß es mehr· in einer Ebene liegende und ineinanderg spiralförmige, leitfähige Arme (34,36,3. aufweist, deren Länge gemäß vorgegebene: bemessen ist.

22. Markierungselement gemäß Anspruch 19, d. kennzeichnet, daß es einen flexiblen, η den Träger (46) aufweist und daß die Ie Arme (34,36,38,40,42,44) durch Ätzen vo:

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Material an der Oberfläche des Trägers (46) hergestellt sind.

23. Markierungelement nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß es nach Art einer gedruckten Schaltung ausgebildet ist.

24. Markierungselement nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme zu drei Paaren von einander gegenüberliegenden Armen (34,36; 38,40; 42,44) zusammengefasst sind, wobei die Länge bei zweien dieser Paare von Armen zwei verschiedenen Sendefrequenzen entspricht, während die Länge der Arme des dritten Paares einer dritten Frequenz entspricht, welche eine algebraische Funktion der beiden Sendefrequenzen ist.

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