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Die
Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem zur Überwachung von festgelegten
Zonen und insbesondere zur Überwachung
von Bereichen wie Ausgängen
in Geschäften
oder Läden.
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Grenzlinienkontroll-
oder Überwachungssysteme
haben eine Vielzahl von Anwendungen. Diese Systeme umfassen allgemein
eine Antenne in der überwachten
Zone und einen mit der Antenne verbundenen Empfänger/Sender. Sicherheitstags
bzw. Sicherheitskennungen sind an einzelnen zu überwachenden Gegenständen angebracht.
Die Sicherheitstags bzw. Sicherheitskennungen enthalten eine Spule,
die den Tag bzw. die Kennung auf eine spezifische Resonanzfrequenz
abstimmt. Die Antenne ist ebenfalls auf diese Frequenz abgestimmt.
Die Antenne sendet in kurzen Intervallen ein Signal. Der Tag bzw.
die Kennung oszilliert, sobald er bzw. sie sich in der näheren Umgebung
der Antenne oder der überwachten
Zone befindet, als Antwort auf dieses empfangene Signal. Diese Oszillationen
können
von der Antenne empfangen und zur Erfassung des Vorhandenseins des
Tags bzw. der Kennung in der überwachten
Zone verwendet werden.
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In
einigen Fällen
umfasst der Resonanzkreis des Sicherheitstags bzw. Sicherheitskennungen
ein Durchbrennelement, das bei einem Signal, dessen Energie höher als
die für
die Erfassung aufgewendete Energie ist, veranlasst, dass eine durchbrennfähige Verbindung
des Resonanzkreises zerstört
wird, wodurch der abgestimmte Kreis deaktiviert wird, sodass eine
Erfassung nicht mehr möglich
ist. Unter solchen Umständen
befindet sich eine Deaktivierungsvorrichtung im Kassen- bzw. Ausgangsbereich einer
Verkaufseinrichtung oder dergleichen und ist derart betätigbar,
dass sie Hochenergiefelder zum Deaktivieren des abgestimmten Kreises
des Sicherheitstags bzw. der Sicherheitskennung erzeugt. Dies ermöglicht ein
Entfernen des Gegenstandes aus dem überwachten Bereich, ohne dass
ein Alarm ausgelöst würde.
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Um
die Kosten der Sicherheitstags bzw. Sicherheitskennungen möglichst
niedrig zu halten, umfasst der Resonanzkreis üblicherweise ein geätztes Material
auf einem flexiblen Substrat, so beispielsweise aus Kunststoff oder
Pappe. Hierbei ist jedoch die Resonanzfrequenz der Sicherheitstags
bzw. Sicherheitskennungen nicht allzu genau. Um dem zu begegnen,
wird der Sender üblicherweise
zwischen zwei Frequenzen durchgestimmt. Derartige Systeme werden
zwischen ungefähr
7,7 MHz und 8,7 MHz betrieben und sind als 8,2-MHz-Systeme bekannt.
Bei dem Durchstimmungssystem müssen
die Antennen kontinuierlich senden, wobei in demjenigen Fall, in dem
mehrere Antennen nahe beieinander aufgestellt sind, diese synchronisiert
werden müssen,
damit sie in Phase senden. Dies erfordert allgemein, dass die Antennen
wechselseitig miteinander verbunden sind, was insbesondere dann
problematisch wird, wenn ein großer Bereich zu überwachen
ist.
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Alternativ
kann ein Festfrequenzsystem wie dasjenige, das beispielsweise in
dem
US-Patent 5,471,196 beschrieben
ist, verwendet werden. Diese Systeme werden allgemein im 2-MHz-Bereich
betrieben und benötigen
genau abgestimmte Tags bzw. Kennungen. Bei dem Festfrequenzsystem
sendet der Sender einen kurzen Energiepuls während annähernd einiger Millisekunden.
Das System wartet sodann auf die von den Tags bzw. Kennungen abgegebene
Strahlung, bevor es einen weiteren Energiepuls sendet. Die Zeittaktung
des Pulses kann mit der Netzfrequenz synchronisiert sein, wodurch
es möglich
wird, eine Mehrzahl von Systemen zu betreiben, die alle Kurzpulse
zu verschiedenen Zeiten aufweisen. So ist es für einen mit der Netzfrequenz
synchronisierten Puls von 1,2 ms möglich, bis zu zwölf Systeme
zu betreiben, die alle Kurzpulse zu verschiedenen Zeiten aufweisen.
Obwohl dieses Frequenzsystem das Problem der Synchronisierung von
mehreren Systemen löst,
weist es weiterhin den Nachteil auf, dass es genau abgestimmte Tags
bzw. Kennungen benötigt.
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Entsprechend
besteht Bedarf an einem System, das die vorbeschriebenen Nachteile
der geläufigen
Systeme mildert.
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Die
Erfindung soll ein Sicherheitssystem bereitstellen, das mit Tags
bzw. Kennungen betrieben werden kann, die nicht genau abgestimmt
sind, das also wie ein Durchstimmungsfrequenzsystem betrieben wird,
während
es dennoch die Vorteile eines Festfrequenzsystems bietet.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Sicherheitssystem
mit einem vergrößerten Erfassungsbereich
bereitzustellen, bei dem gleichzeitig die Möglichkeit einer unbeabsichtigten
systemausgelösten
Deaktivierung der Tags bzw. Kennungen minimiert wird.
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Bereitgestellt
wird erfindungsgemäß ein Sicherheitssystem
zur Überwachung
des Vorhandenseins eines oder mehrerer Gegenstände in einer überwachten
Zone, wobei das System umfasst:
eine Antenne und mindestens
einen abgestimmten Resonanzkreis, der mit einem oder mehreren zu überwachenden
Gegenständen
verbunden bzw. diesen zugeordnet ist;
einen mit der Antenne
gekoppelten Sender, der betätigbar
ist, um bei einer aus einer Mehrzahl von Frequenzen als Antwort
auf ein Frequenzwahlsignal zu senden;
einen mit der Antenne
gekoppelten Empfänger
zum Erzeugen eines Erfassungssignals; und
einen mit einem Ausgang
des Empfängers
gekoppelten Pegelerfassungskreis zum Reduzieren der Ausgangsleistung
des Senders, wenn das empfangene Signal über einem im Voraus bestimmten
Pegel ist.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel betätigt der
Sender die Antenne zum zyklischen Senden einer jeden aus der Mehrzahl
von Frequenzen innerhalb einer wiederholbaren, durch Pausenintervalle
unterbrochenen Sende-Empfangs-Sequenz, und der Empfänger erzeugt
ein Erfassungssignal, um das zyklische Durchlaufen der Senderfrequenzen
als Antwort auf ein Signal zu stoppen, das an dem Empfänger von
der Kennung empfangen wird, wodurch der Sender veranlasst wird,
auf einer einzigen Frequenz zu senden, wenn eine Kennung erfasst
wird.
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Diese
und weitere Merkmale der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung
erschließen sich
besser aus der nachfolgenden Detailbeschreibung, in der auf die
begleitende Zeichnung Bezug genommen wird, die sich wie folgt zusammensetzt.
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1 ist
ein schematisches Diagramm eines Systems entsprechend der vorliegenden
Erfindung.
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2 ist
ein Flussdiagramm zur Steuerung bzw. Regelung des in 1 gezeigten
Sicherheitssystems.
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In 1 ist
ein Sicherheitssystem zur Überwachung
eines festgelegten Bereiches allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet.
Das System 10 umfasst eine oder mehrere Antennen 12,
die beispielsweise am Ausgang eines Geschäftes (nicht gezeigt), das geschützt werden
soll, angeordnet sind, sowie eine Mehrzahl von Tags bzw. Kennungen 14, die
an Waren angebracht sind, die beispielsweise gegen Ladendiebstahl
geschützt
werden sollen. Die Tags bzw. Kennungen 14 enthalten einen
Resonanzkreis 16, der annähernd auf dieselbe Frequenz
abgestimmt ist. Die Antenne 12 wird von einem Sender 18 bei
einer Frequenz des Resonanzkreises 16 des Tags bzw. der
Kennung 14 betrie ben. Wird daher der Kreis 16 durch
den Sender 18 angeregt, so beginnt er zu oszillieren – und dies
auch noch nachdem der Sender das Senden eingestellt hat. Die Oszillation wird
von dem Empfängerkreis 20 empfangen,
der mit der Antenne gekoppelt ist. Der Ausgang des Empfängers 20 ist über einen
Aufbereitungskreis mit einem Alarm 22 gekoppelt. Bei einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird die Antenne sowohl zum Senden wie auch zum Empfangen verwendet.
Daher muss das System nur über
eine arbeitende Antenne verfügen.
Weitere Ausführungsbeispiele
können
auch gesonderte Antennen vorsehen.
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Damit
das System die Vorteile eines Festfrequenzsystems mit verbessertem
Erfassungsbereich bieten kann, beinhaltet das System eine Signalpegelerfassungseinheit 24,
die derart gekoppelt ist, dass sie eine Ausgabe von dem Empfänger 20 empfängt und
den Pegel des Senders 18 betreibt. Der Ausgang von dem
Empfänger 20 betreibt
zudem einen Tag- bzw. Kennungserfassungskreis 26, der wiederum eine
Steuer- bzw. Regellogik 28 betreibt, die mit einem Frequenzwähler 30 zum
Betreiben des Senders 18 bei einer Mehrzahl von gewählten Frequenzen
gekoppelt ist. Der Ausgang aus dem Tag- bzw. Kennungserfassungskreis 26 ist
zudem mit einem Alarmzähler 32 verbunden,
der einen Summer 22 betätigt, nachdem
eine im Voraus bestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden Tag- bzw.
Kennungssignalen erfasst worden ist.
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In 2 ist
der Betrieb des Kreises anhand des in der Figur dargestellten Flussdiagramms 40 beschrieben.
In der nachfolgenden Beschreibung wird Bezug auf die in 1 gezeigten
Blöcke
genommen. Man beachte, dass die in 1 gezeigten
Blöcke nicht
detailliert beschrieben werden, da deren Implementierung einfach
und aus dem Stand der Technik bekannt ist. Der Sender 18 wird
dazu veranlasst, einen Bereich von Frequenzen, typischerweise von
7,7 MHz bis 8,7 MHz, durchzustimmen. Anstelle einer kontinuierlichen
Durchstimmung zwischen diesen Frequenzen wird der Sender auf feste
Frequenzen innerhalb des Bereiches abgestimmt, so beispielsweise
auf 7,7 MHz 7,8 MHz, 7,9 MHz, 8,0 MHz, 8,1 MHz, 8,2 MHz, 8,3 MHz,
8,4 MHz, 8,5 MHz, 8,6 MHz, 8,7 MHz. Damit kann der Frequenzwähler 30 einfach ein
schaltbarer Kreis von kapazitiven Elementen zum Abstimmen eines
Senders auf jede der Frequenzen sein. Beim Hochfahren setzt die
Steuer- bzw. Regellogik 28 den Frequenzwähler auf
die niedrigste Frequenz und beginnt mit dem Senden. Der Sender 18 oszilliert
sodann bei der gewählten
Frequenz. Dies ist in Schritt 42 gezeigt. Wird ein Tag
bzw. eine Kennung nicht von dem Empfänger erfasst, so signalisiert
die Steuer- bzw. Regellogik 28 dem Frequenzwähler 30, dass
dieser die Frequenz, wie in Block 46 gezeigt ist, wechselt.
Wird demge genüber
ein Signal erfasst, das heißt,
nimmt der Empfänger
eine Oszillation von einem Tag bzw. einer Kennung in der Umgebung
der Antenne wahr, so erzeugt der Tag- bzw. Kennungserfassungskreis 26,
der einfach als Komparator ausgebildet sein kann, ein Ausgangssignal,
das der Steuer- bzw. Regellogik 28 signalisiert, die Sendefrequenz nicht
zu wechseln, und inkrementiert den Alarmzähler 33, wie in Block 48 gezeigt
ist. Gleichzeitig bestimmt der Pegelerfassungskreis 24,
ob der Ausgang von dem Empfänger über einem
im Voraus bestimmten Pegel ist, siehe Block 50. Ist das
empfangene Tag- bzw.
Kennungssignal über
dem im Voraus bestimmten Pegel, was impliziert, dass der Tag bzw.
die Kennung näher
an der Antenne ist, so veranlasst der Pegeldetektor, dass der Sender 18 seine
Ausgangsleistung um einen im Voraus bestimmten Betrag senkt, siehe
Block 52. Ist demgegenüber
das empfangene Signal niedriger als der im Voraus bestimmte Pegel,
so wird der Sender bei seiner derzeit eingestellten Leistung betätigt, siehe
Block 54.
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Gleichzeitig
bestimmt der Alarmzähler 32, wie
in Block 56 gezeigt ist, ob eine maximale Anzahl von Erfassungen
erreicht worden ist. Ist dem so, so wird der Alarm 22,
wie in Block 58 gezeigt ist, ausgelöst. Aus dem Flussdiagramm ist
ersichtlich, dass das System zurückgesetzt
wird, nachdem der Alarm ertönt
ist, und der Programmbetrieb bei dem mit 41 bezeichneten
Block beginnt, wohingegen dann, wenn der Alarm nicht ertönt ist,
das System lediglich zyklisch zurück zum Beginn bei Block 42 läuft. Man
beachte, dass der Sender 18 einfach einen Schaltkreis enthalten
kann, der eine im Voraus bestimmte Anzahl von Leistungspegeln bei
Empfang des Signals von dem Pegelerfassungskreis 24 zyklisch
durchläuft, und
der Frequenzwähler
ebenfalls die im Voraus bestimmten Frequenzbereiche bei Empfang
des Signals aus dem Steuer- bzw. Regellogikkreis 28 zyklisch
durchläuft
und sich selbst, sobald die letzte Frequenz aufgetreten ist, durch
zyklisches Zurücklaufen
auf die niedrigere Anfangsfrequenz zurücksetzt.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel lässt das
System den Alarm nach annähernd
zwölf sequenziellen
Erfassungen ertönen.
Darüber
hinaus ist ersichtlich, dass dann, wenn die Änderung der Frequenz aufhört, sobald
ein Tag bzw. eine Kennung erfasst ist und das System als Festfrequenzsystem weiterbetrieben
wird, die Zeit, die zur Erfassung eines Tags bzw. einer Kennung
notwendig ist, sehr viel kürzer
als bei einem Durchstimmungssystem ist, weshalb mehr Systeme gemeinsam
als Festfrequenzsystem betrieben werden können, das mit der Netzfrequenz
synchronisiert ist.
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Da
darüber
hinaus der Kreis die Senderspannung auf eine niedrigere Spannung
einstellt, wenn das empfangene Tag- bzw. Kennungssignal höher als
eine im Voraus bestimmte Schwelle ist, deaktiviert der Sender den
Tag bzw. die Kennung nicht. Damit kann das System bei einer hohen
Senderleistung betrieben werden, was einen großen Erfassungsbereich ergibt,
ohne dass Tags bzw. Kennungen in der Nähe der Senderantenne deaktiviert würden.
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Das
System von 1 kann einen Puls von vier Sende-Empfangs-Sequenzen
mit annähernd
0,5 ms und einer Pause von annähernd
9,5 ms für 50-Hz-Systeme
(7,8 ms für
60-Hz-Systeme) zyklisch durchlaufen. In der Pause können andere
Antennen durch ihre Sende-Empfangs-Sequenz laufen, ohne einander
zu stören.
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Die
Antennen und Sender sind mit dem Netz synchronisiert, weshalb keine
speziellen Synchronisierungskabel benötigt werden. Das System kann eine
Antennenkeule in Form der Ziffer 8 aufweisen, da diese Antenne die
beste Erfassung eines horizontalen Tags bzw. einer horizontalen
Kennung ermöglicht,
wohingegen eine Antennenkeule in Form der Ziffer 0 eine bessere
Erfassung eines vertikalen Tags bzw. einer vertikalen Kennung ermöglicht.
Eine Kombination aus diesen Antennen in dem System ermöglicht einen
gleichmäßigen Erfassungsbereich
für Tags
bzw. Kennungen, die in allen möglichen
Orientierungen vorhanden sind.
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Ungeachtet
dessen, dass die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte spezifische
Ausführungsbeispiele
beschrieben worden ist, erschließen sich einem Fachmann auf
dem einschlägigen
Gebiet Abwandlungen hiervon.