JP2005520257A - パルス電子物品監視システムのための自動位相整合による同期 - Google Patents

パルス電子物品監視システムのための自動位相整合による同期 Download PDF

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Abstract

パルス電子物品監視送信機の自動位相調節を提供する。受信信号の振幅サンプリングを用いて、干渉する送信パルスの立ち上がりを検出し、当該の送信機を干渉する送信機に同期させるための対応する遅延を計算する。EAS送信機の呼掛けゾーンに近すぎる位置に置かれたEASタグを検出することも提供する。検出した、呼掛けゾーンに近すぎる位置に置かれたEASタグを示すために、アラームを実施することができる。

Description

本発明は、複数の電子物品監視(EAS)システムの操作に関し、より詳細には、相互に近接して動作するEASシステムの同期を自動的にとることに関する。
関連出願の相互参照
該当なし
連邦政府の援助による調査または開発に関する陳述
該当なし
米国特許第6,118,378号および4,622,543号に開示されているものなどのパルス磁気EASシステムは、通常、短い磁束バーストを送信機アンテナの近くで生成することによって動作する。このパルス磁界は、システムの動作周波数で共振するような特性を有する特定のタイプの磁気ラベルまたはマーカを刺激する。マーカは、磁界からエネルギーを吸収して送信機周波数で振動し始める。これは、マーカの強制応答と呼ばれる。送信機が突然停止すると、マーカは、システムの動作周波数かまたはそれに非常に近い周波数でリングダウンし続ける。このリングダウン周波数は、マーカの固有周波数と呼ばれる。応答を強制することのできる送信機付近は、EASシステムの呼掛けゾーンである。
磁気マーカは、リングダウンするときに、その固有周波数で交番する弱い磁界を生み出すように構築されている。EASシステムの受信機アンテナは、それ自体の筐体内、あるいは送信機アンテナと同じ筐体内にあるものとすることができ、受信機アンテナはマーカのリングダウン信号を受信する。EASシステムは、マーカの固有のシグネチャを処理して、その呼掛けゾーン内にやはり存在するかもしれない他の電磁源および/または雑音からマーカを区別する。したがって、マーカが呼掛けゾーン内に存在することを示すためのアラームシーケンスを確実に生成できるようになる前に、妥当性検査プロセスを開始および完了しなければならない。
妥当性検査プロセスでは、時間が決定的に重要である。送信機と受信機のゲーティングは、連続的に、かつ予測可能な時に起こらなければならない。通常、ゲーティングシーケンスは、送信機バーストがローカル電力線の零交差などの同期源で開始することで始まる。受信機ウィンドウは、同じ零交差からいくらかの所定時間の後に開く。問題は、送信機と受信機が同じ電源に接続されていないときに生じる。三相電力システムでは、建物内の電力線が、相互に対して0度、120度、または240度で個別の零交差を有する可能性がある。
雑音源の中には、ローカル電力線と同期するものもある。例えばテレビジョン、モニタ、他のデバイス中の陰極線管、電気モータ、モータコントローラ、ランプ調光器などはすべて、様々な形のライン同期雑音を生成する。この結果、マーカの検出に適すると保証できる1回限りのウィンドウはない。したがって、パルス磁気EAS受信機は通常、3つの時間ウィンドウを調べて磁気マーカがあるか否かを走査する。例えば60Hzの電力線周波数の場合、第1のウィンドウは、受信機の正のローカル零交差から公称2ミリ秒(msec)後に生じ、これは慣習的に位相Aと呼ばれる。第2の受信機ウィンドウは位相Bと呼ばれ、ローカル零交差から7.55msec後に生じる。これは、ライン周波数周期の3分の1および2msecを加えることによって決定される。第3のウィンドウは位相Cと呼ばれ、ローカル零交差から13.1msec後に生じる。これは、ライン周波数周期の3分の2および2msecを加えることによって決定される。50Hzの電力線周波数でも、タイミングは似ている。各受信機ウィンドウは、ライン周波数の周期における0度、120度、または240度の時点から公称2msec後に開始する。このようにして、第1のEASシステム(システムAと呼ぶ)が、近くのEASシステム(システムBと呼ぶ)とは異なる相の電力線に接続されている場合、システムBの送信信号がシステムAの受信機と直接に干渉することはない。
受信信号を背景雑音と比較するために、信号処理アルゴリズムの一部として、別々の雑音平均値を継続的にサンプリングし、計算し、記憶する。これは一般に、1.5倍の電力線周波数、すなわち60Hzのライン周波数の場合は90Hz、または50Hzのライン周波数の場合は75HzでEASシステムを動作させ、連続する各相の解釈を交互に替えることによって行う。より具体的には、位相Aが送信位相の場合(この受信機ウィンドウの前に送信機バーストがある)、位相Bが雑音チェック位相になり(この受信機ウィンドウの前に送信機バーストはなかった)、位相Cが送信位相になり、位相Aが雑音チェック位相になり、以下同様になる。
各EASシステムが同相で送信している場合でも、独立したパルス磁気EASシステムが相互に近接して動作している場合、相互を劣化させる影響を有する可能性がある。複数のパルスEASシステムが何らかの方式で同期していない場合に相互に干渉し得る場合、これらは相互に近接していると考えられる。相互に数百フィート以内に配置されたパルスEASシステムは、それらの送信バーストタイミングを正確に整合させなければならず、さもなければ送信機は相互の受信機と干渉し、感度を劣化させるか、誤ったアラームを引き起こすことになる。従来のシステムでは、電力線の3つの相を使用して同期をとることによってこれを達成していた。各システムは60(または50)ヘルツの電力系統にプラグ接続され、電力系統は前述のように3つの相に分割される。各相は、相互に公称で180分の1秒(または50ヘルツ系統の場合は150分の1秒)だけずれた正弦関数である。この180分の1秒の分離が正しいと仮定して、電力線の零交差をタイミング基準として使用する。しかし、電力線の3つの相にわたって装荷条件にばらつきがあるせいで、これらは正確に180分の1秒の間隔で離れていないことが多い。例えば、独立した2つのEASシステムが相互に近接して設置されている状況で、一方のシステムは位相Aで送信し、他方のシステムも位相Aで送信するが第1のシステムに対して遅延した時間で送信すると仮定する。第1のシステムは、その受信ウィンドウの間に第2のシステムの送信機を感知する可能性がある。したがって、相互に近い2つのシステムは、位相が同期しているかもしれないが、やはり相互を阻害する可能性がある。これにより、ローカル技術者へのサービス呼出しが引き起こされる。技術者は、出向いてシステムのタイミングを手動で調節しなければならない。電力線の装荷条件が変化した場合、このプロセスが繰り返され、会社は多大な費用を被る。
その他の自動の無線同期解決技法、例えば複数の位相ロックループを使用して電力線零交差の位相のばらつきをなくすことなどは、しかし、実施のためにディジタル信号プロセッサなど追加のハードウェアを必要とする。追加のハードウェアを必要とせずに位相タイミングを調節し、それにより設置のコストおよび時間を削減する自動同期技法が望まれている。
本発明は、干渉する送信パルスの立ち上がりを振幅を用いて検出し、当該の送信機を干渉する送信機に同期させるのに必要な対応する遅延を計算することにより、EAS送信機の自動位相調節を提供する。パルスEASシステムの位相整合は、近接するすべてのパルスEASシステムの送信機パルスを同期させ、それにより、すべてのシステムが同時に送信し、近接する送信機から干渉を検出できないようにすることを含む。個々のシステムはそれぞれ、その電力線零交差を送信の基準として使用する。この零交差はシステム位置間で異なる可能性があるので、電力線零交差と送信機パルスとの間に零交差遅延を追加する必要がある。位相整合が正しく行われた場合、零交差遅延の追加によって送信機パルスは他の送信機パルスとうまく同期するはずである。
第1の態様では、パルス電子物品監視システムの送信機を干渉する送信機に同期させるように自動的に位相調節を行うための方法およびシステムは、1)事前選択された周波数範囲内の信号を検出するステップと、2)検出した信号をしきい値と比較するステップと、3)検出した信号がしきい値よりも大きい場合にカウンタ値を増分するステップと、4)タイマ値を事前選択されたサンプル期間と比較するステップと、5)タイマ値が事前選択されたサンプル期間に達した場合に、カウンタ値を事前設定値と比較するステップとを含み、カウンタ値が事前設定値よりも大きい場合は、信号は有効パルスレートを含み、これはこの信号が、干渉する送信機および/または電子物品監視タグ応答を含んでいることを示す。
この方法およびシステムはさらに、パルス電子物品監視システムの送信機をオフに切り替えるステップと、ステップ1)〜5)を繰り返すステップとを含むこともできる。カウンタ値が事前設定値よりも大きい場合は、信号は有効パルスレートを含み、これはこの信号が、干渉する送信機を含んでいることを示す。カウンタ値が事前設定値よりも大きくない場合は、信号は有効パルスレートを含まず、これはこの信号が、干渉する送信機を含んでいないことを示し、通常の電子物品監視システム動作が再開する。
この方法およびシステムはさらに、1)パルス電子物品監視システムの送信機をオフに切り替えるステップと、2)しきい値をノイズフロアのすぐ上に設定するステップと、3)検出した信号がしきい値よりも小さくなるまでライン同期遅延を動かすステップと、4)検出した信号が最初にしきい値よりも大きくなるまでライン同期遅延を動かして、干渉する送信パルスの立ち上がりを検出するステップと、5)干渉する送信機パルスの立ち上がりに対するライン同期遅延を記憶するステップと、6)パルス電子物品監視システムの送信機を、記憶したライン同期遅延に同期させ、通常動作に戻るステップとを含むことができる。送信機を同期させることは、送信パルスの立ち上がりが、検出された干渉する送信機の立ち上がりに同期することを意味する。
第2の態様では、パルス電子物品監視システムの送信機によって検出された信号が、干渉する送信機または電子物品監視タグによるものか否かを決定するための方法およびシステムは、1)事前選択された周波数範囲内の信号を検出するステップと、2)検出した信号をしきい値と比較するステップと、3)検出した信号がしきい値よりも大きい場合にカウンタ値を増分するステップと、4)タイマ値を事前選択されたサンプル期間と比較するステップと、5)タイマ値が事前選択されたサンプル期間に達した場合に、カウンタ値を事前設定値と比較するステップとを含み、カウンタ値が事前設定値よりも大きい場合は、この信号は有効パルスレートを含み、検出された信号は、干渉する送信機と、電子物品監視タグ応答と、これらの組合せとのうちの少なくとも1つを含んでいる。さらに、6)パルス電子物品監視システムの送信機をオフに切り替えるステップと、7)ステップ1)〜5)を繰り返すステップとを含み、カウンタ値が事前設定値よりも大きい場合は、信号は有効パルスレートを含み、信号は干渉する送信機を含んでいる。カウンタ値が事前設定値よりも大きくない場合は、信号は有効パルスレートを含まず、信号は干渉する送信機を含んでいない。この場合、検出した信号が電子物品監視タグによるものであることを示すためのタグ過剰接近信号を生成し、通常の電子物品監視システム動作を再開する。
本発明の目的、利点、および適用例は、以下の本発明の実施形態に関する詳細な説明によって明らかになるであろう。
図1を参照すると、パルスレート検出器1が、事前定義済みの周波数範囲内の送信機パルスを検出する。周波数の下方の範囲は、任意の当該EASシステムから送信される最低の送信機繰返しレートを表す。検出アルゴリズム2は、パルスEASシステムにおいてEASマーカを検出するのに使用される従来型の受信機検出器であり、米国特許第6,118,378号(この開示を参照により本明細書に組み込む)に開示されているものや、Sensormatic Electronics CorporationによってULTRA*POSTの商標で販売されているものなどである。パルスレート検出器は、自動位相しきい値と呼ばれる動的な振幅しきい値を使用するが、これは、騒音レベルまたは公称雑音レベルよりもわずかに高い。通常動作中に、3において、タグであろうと雑音であろうと検出されたすべての受信機振幅を自動位相しきい値と比較する。検出された信号がしきい値よりも高い場合は、4において、カウンタNumSamplesを増分する。5において、タイマPulseRateTimerによって決定されるように所定時間が経過した後、カウンタ値NumSamplesを事前選択された数Tx_Rateと比較する。Tx_Rateは、EAS送信機パルスについてのカットオフ周波数を表し、以下のように計算される。
カットオフ周波数は、当該のEASシステムによって送信される最低周波数繰返しレートを表し、例えば45Hzである。6において、NumSamplesカウンタの値がTx_Rateよりも大きい場合は、7において、有効パルスレートが検出されたと決定する。そうでない場合は、通常動作を継続し、すべてのカウンタがクリアされるまでこのプロセスを繰り返す。
図2を参照すると、有効パルスレートが検出された後、検出された信号の発信源を決定しなければならない。というのは、EASタグの妥当性検査もまた有効パルスレートだからである。まず、検出磁界内でEASタグが検出されないようにするために、8において送信機を禁止にする。図1に示したパルスレート検出1を再び用いて、禁止にした送信機によって、検出された信号を妥当性検査する。パルスレート検出1は、前の検出がタグによるものではなかったことを確認するために比較的短時間だけ行う。9において有効パルスレートが検出された場合は、11で別の送信機が検出されており、「自動位相整合」モードにアクセスして、干渉する送信機に合わせて自動的に位相を調節する。9において有効パルスレートが検出されない場合は、10においてシステムは通常動作に戻る。
図3を参照するが、検出エリア内でどんなタグも検出されないようにするために、12において、送信機を禁止にしなければならない。送信機を禁止にした後、13において、自動位相整合しきい値を再計算し、公称雑音レベルのすぐ上に設定する。自動位相整合しきい値を再計算するには、3つの電力線位相(A、B、C)のすべてで有効パルスレートが検出されるまで、すなわち0〜180度の有効パルスレートがあるようになるまで、しきい値を例えば約50mV刻みで下げる。次いで、有効パルスレートが検出されなくなるまで、自動位相整合しきい値を例えば50mV刻みで上げる。
有効な送信機パルス開始エッジが確実に検出されるようにするために、14において、零交差遅延を増分して、パルスレートが自動位相整合しきい値よりも上で検出されない最初の場所を探す。静穏場所が獲得されれば、15において、自動位相制御しきい値よりも上の有効パルスレートが検出されるまで、零交差遅延を増分する。この時点で、隣接する送信機の第1のエッジが16において検出および記憶されている。送信機のエッジを検出する間中、実際の送信機パルスレートよりも高い周波数を有するすべてのパルス雑音は無視する。16において送信機パルスエッジを記憶した後、17において零交差遅延を調節して、送信機のパルス開始エッジが、検出された隣接するEASシステム送信機の開始エッジと一致するようにする。位相調節が完了すれば、送信機を使用可能にし、18において、通常動作を再開する。このとき送信機は、検出された隣接する送信機に同期している。
図4を参照するが、検出された信号の発信源を図2で述べたように決定する際、検出された信号は、呼掛けゾーン内にあるかまたはそれに非常に近くにあるEASタグからきている場合がある。9において有効パルスが検出されない場合、検出された信号はEAS送信機からきたものではなく、これはEASタグによるものである場合がある。このことは、うっかり呼掛けゾーンに近くに置かれた商品に取り付けられているEASタグが、EAS送信機に応答している場合に起こることがある。システムは「タグ過剰接近」モード20に入ることができ、このモードでは、検出された信号が別のEAS送信機に関連するものではなかったことを示すための信号を提供する。この信号は、EASタグが呼掛けゾーンに近すぎることを示すことができ、この信号を使用して、タグが呼掛けゾーン内で検出されていることを示すアラームをトリガすることができる。このタグは、呼掛けゾーンの中を通過しているタグではないが、ゾーン内に留まっており、近すぎる位置にいつまでもあるかもしれないタグである。このタグ過剰接近信号は、事前選択された時間にわたってアラームが発せられるようにすることができる。アラームは、視覚的、音声、これらの組合せとすることができ、あるいはタグが近すぎることを示すために選択されたものなら何でもよい。次いで、10においてシステムは通常動作に戻る。
本発明の範囲を逸脱することなく、本発明に変形および修正を加えることができることを理解されたい。また、本発明の範囲は、本明細書に開示した特定の実施形態に限定されるものと解釈すべきではなく、以上の開示に照らして読む添付の特許請求の範囲に従ってのみ解釈すべきであることも理解されたい。
パルスレート検出器のブロック図である。 発信源検出器のブロック図である。 送信機の自動位相調節のブロック図である。 図2に示した発信源検出器の代替実施形態のブロック図である。

Claims (10)

  1. a)事前選択された周波数範囲内の信号を検出するステップと、
    b)前記検出した信号をしきい値と比較するステップと、
    c)前記検出した信号が前記しきい値よりも大きい場合にカウンタ値を増分するステップと、
    d)タイマ値を事前選択されたサンプル期間と比較するステップと、
    e)前記タイマ値が前記事前選択されたサンプル期間に達した場合に、前記カウンタ値を事前設定値と比較するステップと、を含み、
    前記カウンタ値が前記事前設定値よりも大きい場合は、前記信号は有効パルスレートを含み、前記検出した信号は、干渉する送信機と、電子物品監視タグ応答と、これらの組合せとのうちの少なくとも1つを含んでいる、
    パルス電子物品監視システム送信機を、干渉する送信機に同期させるように自動的に位相調節を行う方法。
  2. パルス電子物品監視システム送信機をオフに切り替えるステップと、
    ステップa)〜e)を繰り返すステップとをさらに含み、前記カウンタ値が前記事前設定値よりも大きい場合は、前記信号は有効パルスレートを含み、前記信号は干渉する送信機を含み、前記カウンタ値が前記事前設定値よりも大きくない場合は、前記信号は有効パルスレートを含まず、前記信号は干渉する送信機を含まず、その場合に通常の電子物品監視システム動作を再開する、請求項1に記載の方法。
  3. パルス電子物品監視システム送信機をオフに切り替えるステップと、
    前記しきい値をノイズフロアのすぐ上に設定するステップと、
    前記検出した信号が前記しきい値よりも小さくなるまでライン同期遅延を動かすステップと、
    前記検出した信号が最初に前記しきい値よりも大きくなるまで前記ライン同期遅延を動かすステップと、当該ステップにおいて事前選択された最大送信機パルスレートよりも高い周波数を有するパルス雑音は無視して、干渉する送信パルスの立ち上がりを検出し、
    干渉する送信機パルスの前記立ち上がりに対する前記ライン同期遅延を記憶するステップと、
    パルス電子物品監視システム送信機を、前記記憶したライン同期遅延に同期させ、通常動作に戻るステップとをさらに含む、請求項2に記載の方法。
  4. 事前選択された周波数範囲内の信号を検出する手段と、
    前記検出した信号をしきい値と比較する手段と、
    前記検出した信号が前記しきい値よりも大きい場合にカウンタ値を増分する手段と、
    タイマ値を事前選択されたサンプル期間と比較する手段と、
    前記タイマ値が前記事前選択されたサンプル期間に達した場合に、前記カウンタ値を事前設定値と比較する手段であって、前記カウンタ値が前記事前設定値よりも大きい場合は、前記検出した信号は有効パルスレートを含み、前記検出された信号は、干渉する送信機と、電子物品監視タグ応答と、これらの組合せとのうちの少なくとも1つを含んでいる手段と、
    を備えるパルス電子物品監視システム送信機を干渉する送信機に同期させるように自動的に位相調節を行うためのシステム。
  5. パルス電子物品監視システム送信機をオフに切り替える手段をさらに備え、
    前記カウンタ値が前記事前設定値よりも大きい場合は、前記信号は有効パルスレートを含み、前記信号は干渉する送信機を含み、前記カウンタ値が前記事前設定値よりも大きくない場合は、前記信号は有効パルスレートを含まず、前記信号は干渉する送信機を含まず、その場合に通常の電子物品監視システム動作が再開する、請求項4に記載のシステム。
  6. 前記パルス電子物品監視システム送信機がオフに切り替えられた後にのみ、前記しきい値をノイズフロアのすぐ上に設定する手段と、
    前記検出した信号が前記しきい値よりも小さくなるまでライン同期遅延を動かす手段と、
    前記検出した信号が最初に前記しきい値よりも大きくなるまで前記ライン同期遅延を動かす手段と、当該手段において事前選択された最大送信機パルスレートよりも高い周波数を有するパルス雑音は無視して、干渉する送信パルスの立ち上がりを検出し、
    干渉する送信機パルスの前記立ち上がりに対する前記ライン同期遅延を記憶する手段と、
    パルス電子物品監視システム送信機を、前記記憶したライン同期遅延に同期させ、通常動作に戻る手段とをさらに備える、請求項5に記載のシステム。
  7. a)事前選択された周波数範囲内の信号を検出するステップと、
    b)前記検出した信号をしきい値と比較するステップと、
    c)前記検出した信号が前記しきい値よりも大きい場合にカウンタ値を増分するステップと、
    d)タイマ値を事前選択されたサンプル期間と比較するステップと、
    e)前記タイマ値が前記事前選択されたサンプル期間に達した場合に、前記カウンタ値を事前設定値と比較し、前記カウンタ値が前記事前設定値よりも大きい場合は、前記信号は有効パルスレートを含み、前記検出した信号は、干渉する送信機と、電子物品監視タグ応答と、これらの組合せとのうちの少なくとも1つを含んでいる、ステップと、
    f)パルス電子物品監視システム送信機をオフに切り替えるステップと、
    g)ステップa)〜e)を繰り返し、前記カウンタ値が前記事前設定値よりも大きい場合は、前記信号は有効パルスレートを含み、前記信号は干渉する送信機を含み、前記カウンタ値が前記事前設定値よりも大きくない場合は、前記信号は有効パルスレートを含まず、前記信号は干渉する送信機を含まず、その場合に、前記検出した信号が電子物品監視タグによるものであることを示すためのタグ過剰接近信号を生成し、通常の電子物品監視システム動作を再開する、ステップと、
    を含むパルス電子物品監視システム送信機によって検出された信号が、干渉する送信機または電子物品監視タグによるものか否かを決定する方法。
  8. 事前選択された周波数範囲内の信号を検出する手段と、
    前記検出した信号をしきい値と比較する手段と、
    前記検出した信号が前記しきい値よりも大きい場合にカウンタ値を増分する手段と、
    タイマ値を事前選択されたサンプル期間と比較する手段と、
    前記タイマ値が前記事前選択されたサンプル期間に達した場合に、前記カウンタ値を事前設定値と比較する手段と、当該比較において前記カウンタ値が前記事前設定値よりも大きい場合は、前記検出した信号は有効パルスレートを含み、前記検出した信号は、干渉する送信機と、電子物品監視タグ応答と、これらの組合せとのうちの少なくとも1つを含んでおり、
    パルス電子物品監視システム送信機をオフに切り替える手段とを備え、
    前記カウンタ値が前記事前設定値よりも大きい場合は、前記信号は有効パルスレートを含み、前記信号は干渉する送信機を含み、前記カウンタ値が前記事前設定値よりも大きくない場合は、前記信号は有効パルスレートを含まず、前記信号は干渉する送信機を含まず、さらに、前記検出した信号が電子物品監視タグによるものであることを示すためのタグ過剰接近信号を生成し、通常の電子物品監視システム動作を再開する、
    パルス電子物品監視システム送信機によって検出された信号が干渉する送信機または電子物品監視タグによるものか否かを決定するためのシステム。
  9. 前記カウンタ値が前記事前設定値よりも大きくなく、前記信号が有効パルスレートを含まず、前記信号が干渉する送信機を含んでいない場合に、前記検出した信号が電子物品監視タグによるものであることを示すためのタグ過剰接近信号を生成するステップをさらに含む、請求項2に記載の方法。
  10. 前記カウンタ値が前記事前設定値よりも大きくなく、前記信号が有効パルスレートを含まず、前記信号が干渉する送信機を含んでいない場合に、前記検出した信号が電子物品監視タグによるものであることを示すためのタグ過剰接近信号を生成する手段をさらに備える、請求項5に記載のシステム。


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