NL8304413A - Universele alarmwafer. - Google Patents

Description

¥ N.V. Ned. Apparatenfabriek Nedap te Groenlo.

De uitvinding heeft betrekking op een detectie-orgaan, in het bijzonder een detectie-orgaan te gebruiken in samenwerking met en in aanvulling op elektromagnetische detectiesystemen/ zoals die bijvoorbeeld gebruikt worden om winkeldief-5 stal te ontdekken en te voorkomen. Met name worden hier bedoeld anti-winkeldiefstal systemen zoals beschreven in aanvraagsters NL. O.A.'s nr.'s 7513348 en 7712500/ en in de amerikaanse octrooien 3/500/373 en 3/967/161.

Genoemde anti-winkeldiefstalsystemen gaan uit van een goed-10 koop te fabriceren detectieplaatje of wafer, voorzien van een trillingskring/ bestaande uit een condensator en een spoel. Doel is steeds het detectieplaatje in grote hoeveelheden te gebruiken voor het beveiligen van kledingstukken, e.d.. Vanwege deze grote aantallen plaatjes die meestal die-15 nen om een wezenlijk deel van de goederenvoorraad in een warenhuis te beveiligen, en vanwege de relatie kosten wafer - kosten te beveiligen goed, moet de prijs van zo'n detectie-plaatje relatief laag zijn. Noodzakelijkerwijs moet het detectieplaat je dus eenvoudig van opbouw zijn, wat beperkingen 20 oplegt aan zowel de elektrische werking, als aan de mechanische bevestigingsmogelijkheden. De beperking in de elektrische werking uit zich daarin, dat het detectieplaatje slechts een relatief zwak en weinig specifiek signaal kan uitzenden. Het gevolg is een minder goede verhouding tussen 25 detectiekans en vals alarmkans. Stoorsignalen kunnen de werking beïnvloeden, zodat beveiligingen in het systeem moeten worden ingebouwd om valse alarmen te voorkomen. Het resultaat daarvan is weer dat deze systemen een detectiekans hebben die beneden de 100 % ligt, d.w.z. dat er ongemerkt goe-30 deren met een detectieplaatje zonder een alarm te veroorzaken door de beveiligde doorgang naar buiten kunnen gaan.

8304413 # · 9 \ - 2 - · -Ook wordt zo'n detectieplaatje soms door- een dief opzettelijk van een goed verwijderd, bijvoorbeeld door het slot te forceren, om vervolgens zonder risico met de handelswaar naar buiten te kunnen lopen.

5 Deze risico-faktoren zijn echter inherent aan het gebruik van een anti-winkeldiefstalsysteem van de huidige generatie. Echter warenhuizen, die zo'n anti-winkeldiefstalsysteem gebruiken, hebben vaak ook afdelingen, waar de wat duurdere artikelen, zoals bont, leer etc., verkocht worden. ; 10 Deze goederen wil men graag extra beveiligen. Methodes als afgesloten vitrines en kettingen ervaart men als bewerkelijk en weinig vriendelijk voor de klant, aangezien men de waren dan niet vrijelijk kan bezichtigen en passen.

Een gedeeltelijke oplossing voor dit probleem werd reeds 15 gegeven in aanvraagsters NL. O.A. 7901218. Dit betreft een detectie-orgaan, dat een resonantiekring als in de gebruikelijke detectieplaatjes voor antiwinkeldiefstalsystemen, bevat, en dat daarnaast nog een elektronische sirene met een batterij en een alarmslot daarin gebouwd heeft. Het 20 bijzondere van die alarmwafer is dat de elektronische sirene een alarm geeft, in het geval dat onbevoegden proberen het slot te openen of te saboteren. De onderhavige uitvinding betreft echter een detectie-orgaan, dat een alarm op afstand kan activeren, bijvoorbeeld via radio-grafische 25 weg. Daartoe wordt het detectie-orgaan, verder ook universele alarmwafer genoemd, voorzien van een laag vermogen radiozender, die een gecodeerd signaal kan uitzenden.

Het uitzenden van het alarmsignaal kan op drie wijzen gestart worden, 30 t.w.: 1) Door activering via de resonerende waferspoel, bij de passage door de doorgang van het oorspronkelijk reeds aanwezige elektromagnetische detectie-systeem. Daarbij wordt dan energie van het zendveld in de doorgang opgenomen en benut om de in de universele alarmwafer aanwezige zender te activeren. Daar bij het uitzenden van het alarmsignaal gebruik gemaakt wordt van energie uit een * 8304413 - 3 - - -- ingebouwde batterij, zal het aan de deskundige duidelijk zijn, dat zo een veel grotere gevoeligheid en daarmee veel hogere detectiekans in de doorgang mogelijk wordt, dan alleen de passieve, afgestemde spoel. Echter de in-5 gebouwde spoel levert een veldverstoring op, zodat deze universele alarmwafer ook op de normale wijze als gewone wafer in de doorgang reageert, dus zonder batterij gevoed signaal. De universele alarmwafer kan dus in de doorgang feitelijk twee keer worden gedetecteerd.

10 De resonantiefrequentie van de passieve kring moet uiteraard aangepast zijn aan het systeem, waarin het wordt toegepast.

2) Door activering via het anti-sabotage contact in het alarms lot als beschreven in aanvraagster voormelde NL.

15 O.A. 7901218.

3) Door activering via een ingebouwd circuit, dat een te lage batterij-spanning detecteert.

Deze drie genoemde wijzen van activering, hierna ook alarm-oorzaken genoemd, kunnen aan de ontvangzijde onderscheiden 20 worden door het alarmsignaal zo te moduleren dat drie verschillende codes ontstaan.

Het alarmsignaal moet in een daartoe geëigende ontvangin-richting ontvangen worden. De te overbruggen afstand kan bijvoorbeeld variëren tussen éën en dertig meter. De ont-25 vanginrichting zal niet alleen het alarmsignaal van de u-niversele alarmwafer aan de ontvangantenne aangeboden krijgen, doch ook stoorsignalen, zoals externe radiosignalen en stoorpulsen, afkomstig uit het electriciteitsnet. Zonder extra maatregelen kunnen deze signalen valse alarmen ver-30 oorzaken. De universele alarmwafer moet daarom een zodanig specifiek signaal uitzenden, dat de ontvanger dit signaal op éénduidige en zekere wijze kan detecteren, zonder dat er valse alarmen kunnen optreden.

Een gebruikelijke oplossing wordt gevormd door het te detecteren signaal te voorzien van een kenmerkende modulatie, 8304413 m -4--. ----- .

bijvoorbeeld de impuls die ontstaat in een veldverstorings anti-winkeldiefstalsysteera wanneer de frequentie van een zendend elektromagnetisch veld de resonantiefrequentie van de wafer passeert. Een andere mogelijkheid is de modulatie 5 te gebruiken die in het zendsignaal al aanwezig is en die door het detectie-orgaan overgezet wordt in een soortgelijke modulatie op het teruggezonden signaal. De zender-zijde bepaalt de tijdstippen waarop de pulsen optreden, of de fase van het signaal dat de modulatie vormt. Hier-10 door kan uit de zender een referentie signaal betrokken worden, met behulp waarvan in een synchroon detectiecir-cuit het ontvangen en gedemoduleerd signaal, verder identificaties ignaal genoemd, tijd- of fasesynchroon gedetecteerd wordt. Figuur 1 geeft dit principe aan in een blok-15 schema. Blok 1 is daarin het zenderdeel van het detectiesysteem met als hoogfrequent- en modulatiedeel blok 3.

Blok 2 is de bron van het signaal waarmee het zendsignaal gemoduleerd is. Deze modulatie kan bijvoorbeeld zijn: breedbandig FM ("wobbelen"), zoals dat in de veldversto-20 ringsdetectie-systemen gebruikt wordt; smalbandig FM; of amplitude modulatie.

Het detectie-orgaan 5 ontvangt het zendsignaal en zendt een eigen signaal verder naar ontvanger 7. Dit signaal van het detectieorgaan bevat informatie, afkomstig van de mo-25 dulatie van het zendersignaal (de impuls bij het passeren van de wafer-resonantiefrequentie door de momentele frequentie van het zendersignaal bij de veldverstorings systemen; de oorspronkelijke modulatie bij de andere systemen). De modulatie op het signaal van het detectie-orgaan wordt 30 in het demodulatiecircuit in blok 8 teruggewonnen en vervolgens als identificatiesignaal in synchrone detector 9 vergeleken met een referentiesignaal, dat via doorverbinding 11 van het modulatiesignaal in de zender betrokken 35 wordt. De uitvinding gaat uit van een zelfstandig werkende zender in het detectie-orgaan, zodat een vaste doorverbinding voor het referentiesignaal niet mogelijk is.

8304413 -5-- - .-.-

Onderdeel van de uitvinding is dan ook het principe om het referentiesignaal mee te zenden in het zendsignaal van het detectie-orgaan. Dat kan door het referentiesignaal te moduleren op het zendsignaal op een zodanige wijze, dat 5 deze modulatie geheel onafhankelijk is van de modulatie van het identificatiesignaal. De ontvanger dient dan ook twee onafhankelij-ke demodulatoren te bevatten: één voor het identificatiesignaal en één voor het referentiesignaal. In een daaropvolgend synchroon detectiecircuit wor-10 den beide gedemoduleerde signalen met elkaar vergeleken. Een andere oplossing om het referentiesignaal mee te zenden is het gebruik van de draaggolf als referentiesignaal. Daartoe bestaat de bron voor het identificatiesignaal uit een frequentiedeler, die de draaggolffrequentie door een 15 vast getal N deelt. Door dit deelproces is nu een koppeling ontstaan tussen het referentiesignaal (draaggolf) en het identificatiesignaal. In de ontvanger wordt nu de draaggolffrequentie van het ontvangen signaal, afkomstig van het detectie-orgaan door een delercircuit weer gedeeld 20 door hetzelfde getal N, waardoor nu een afgeleid referentiesignaal gevormd is met dezelfde frequentie als dat van het identificatiesignaal. Dit identificatiesignaal wordt teruggewonnen door demodulatie. Detectie vindt dan plaats in het volgende synchrone detectiecircuit, waar het iden-25 tificatiesignaal met het afgeleide referentiesignaal vergeleken wordt.

Figuur 2 geeft het blokschema van de uitvinding. Hierin is blok 2 in de eerste oplossing de bron, die het zender-deel 3 op twee wijzen moduleert (het referentiesignaal 30 via verbinding 11).

In de tweede oplossing bestaat blok 2 voornamelijk uit een frequentiedeler met deeltal N, die het draaggolfsignaal binnen krijgt via verbinding 11 en met het uitgangssignaal van de deler zenderdeel 3 moduleert.

35 In de ontvanger bevat blok 8 bij de eerste oplossing twee demodulatoren, die respectievelijk het identificatiesignaal en het referentiesignaal terugwinnen uit het ontvangen 8304413 t * ' τ 6 τ ·.··· · : ..

signaal van het detectieorgaan. Bij de tweede oplossing bevat blok 8 een demodulator voor het verkrijgen van het identificatiesignaal en een frequentiedeler met deeltal N voor het generen van het afgeleide referentiesignaal uit 5 het ontvangen signaal door de draaggolf in frequentie te delen. Blok 9 bevat in beide oplossingen de synchrone detector, terwijl alarmorgaan 10 een acoustisch- of optisch alarm geeft.

De nader te; beschrijven schakeling vormt een voorbeeld van 10 de tweede oplossing. Figuur 3 geeft het principeschema van dit detectieorgaan, de universele alarmwafer. Met behulp van oscillator 21 wordt een hoogfrequent signaal opgewekt met een frequentie van bijvoorbeeld 3 MHz.

Via versterker / buffercircuit 22 wordt een zendantenne 15 aangestuurd, bestaande uit condensator 23, luchtspoel 24 en condensator 25. Desgewenst kan een elektrische antenne 26 toegevoegd worden, die bestaat uit een plaatje geleidend materiaal of uit een loos stuk draad, en die bedoeld is om een elektrisch hoogfrequentveld op te wekke.n.

20 De spoel 24 wekt een magnetisch hoogfrequentveld op.

Het hoogfrequente signaal uit 22 stuurt tevens de delerke-ten 27 aan, die de frequentie door een getal Nj deelt.

Nj_ wordt zodanig gekozen, dat het uitgaande signaal een betrekkelijk lage frequentie heeft; bijvoorbeeld Nj= 25 2*0, waarbij de frequentie van het signaal aan de uitgang van de deler 2,93 KHz bedraagt bij een oscillatorfrequentie van 3 MHz. De circuits 21, 22 en 27 kunnen gecombineerd worden in een standaard geïntegreerd circuit, bijvoorbeeld de HEF 4060. Het laagfrequente signaal uit deler 27, dat 30 de vorm van een blokgolf heeft, wordt in het laagdoorlaat-filter 28 omgevormd tot een driehoekig signaal. Besturings-en coderingscircuit 29 laat via een schakelaar dit driehoekig signaal door naar de modulatieingang 30 van oscillator 21. Het opgewekte oscillatorsignaal wordt hiermee in fre-35 quentie gemoduleerd.

«ï»

Er is nu dus een zendsignaal verkregen, dat in frequentie 8304413 gemoduleerd is met een signaal, waarvan de frequentie door middel van deling door Nj^ afgeleid is van de zendfrequentie. Deze koppeling tussen zendfrequentie en modu-latiefrequentie biedt de mogelijkheid om aan de ontvang-5 kant synchrone detectie toe te passen op het gedemodu-leerde signaal, waarbij een referentiesignaal afgeleid wordt uit het ontvangen zendsignaal, door dat zendsignaal ook door N]^ te delen. Op deze wijze is een betrouwbare detectie mogelijk, waarbij, ook bij aanwezigheid van 10 stoorsignalen, de kans op vals alarm minimaal is.

Het besturings- en coderingscircuit 29 schakelt het zen-dercircuit aan en uit in opdracht van de drie 'activerings-circuits, n.1. de waferkring 33, het alarmslot 32, en de batterij 34. Tevens brengt 29 een codering aan in het uit 15 te zenden alarmsignaal door de frequentiemodulatie periodiek in en uit te schakelen en/of de 3 MHz oscillator periodiek in en uit te schakelen, afhankelijk van de. activering. De volgende codering is een uitvoeringsvoorbeeld: 1) Doorgang alarm. De waferkring vangt een zendsignaal uit 20 de doorgang op. Code: De draaggolf en de modulatie wor den continu ingeschakeld.

2) Sabotage alarm. Het kontakt in het alarmslot sluit. Als code wordt dan uitgezonden: 3 MHz oscillator (draaggolf) continu aan en de frequentiemodulatie wordt met 25 een duty cycle van 50 % aan- en uitgeschakeld.

3) De spanning van batterij 34 daalt beneden het minimaal toegestane niveau. Dat wordt gedetecteerd in circüit 29 en dit doet zowel de draaggolf als de modulatie met een lage duty cycle aanpulsen. Tevens flitst gelijktij- 30 dig een LED 35 mee, die gemonteerd is in de behuizing van de universele alarmwafer. Deze LED maakt het mogelijk om tussen de verzameling wafers snel het exemplaar te vinden, dat een uitgeputte batterij bevat. Een andere wijze van coderen is mogelijk door de frequentie 35 van het signaal, waarmee de oscillator 21 in frequentie gemoduleerd wordt, afhankelijk te maken van de activering. Daarbij moet dan het deeltal N variabel worden 8304413 - 8 - .. · . . " . - ψ ^ gemaakt. Zie figuur 4. Een eenvoudige oplossing is mogelijk met het CMOS circuit HEF 4060» die de circuits 21» 22» 27» 36 en 37 bevat.

Als voorbeeld wordt voor het deeltal Nj 212 genomen en 5 voor N2 en N3 2. Bij een oscillatorfrequentie van 3 MHz krijgen we dan als modulatiefrequenties = 732 Hz, f2 » 366 Hz en f3 = 183 Hz.

Besturings- en coderingscircuit 29 selecteert één van de ‘ drie frequenties in schakeIcircuit. 38. Circuit 29 bedient» 10 evenals in de schakeling van figuur 3, de oscillator en een LED voor de batterij indicatie, en wordt gestuurd door het alarmslot 32 of waferkring 33 en het controleert ook de spanning van batterij 34.

Bij een derde vorm van coderen wordt een combinatie toe-15 gepast van bovenstaande methoden. Bijvoorbeeld worden bij doorgang- en sabotagealarm twee verschillende modulatie-frequenties gekozen, bijvoorbeeld 732 Hz en 183 Hz, en wordt bij batterij alarm de draaggolf enmodulatie gepulst ingeschakeld, zoals in de eerste methode. Figuur 5 geeft 20 het hierbij behorende blokschema.

De ontvanger

Het basisprincipe van de ontvanger wordt gegeven in figuur 6. Daarin versterkt versterker 51 het van de ontvang-antenne 50 ontvangen alarmsignaal met draaggolffrequentie 25 £q. In circuit 52 wordt dat signaal begrensd en vervolgens toegevoerd aan de FM-demodulator 53 en aan de deler 54.

In 53 wordt het signaal met frequentie f j (het identifica-tiesignaal) teruggewonnen, waarmee de oscillator in de a-larmwafer oorspronkelijk in frequentie gemoduleerd was.

30 Deler 54 deelt de frequentie van het ontvangen signaal (draaggolf) door N^, waardoor diens uitgangssignaal, dat als afgeleid referentiesignaal voor de synchrone detector 55 dienst doet, de frequentie fo:Ni heeft. Indien de frequentie £\ en de frequentie fo:Nj gelijk zijn, wat bij een alarmsignaal van de universele alarmwafer het geval 8304413 « - 9 - . — # « xs (mits daarin ook het deeltal Nj^ is), dan wordt alarm 57 geactiveerd. De tussengeschakelde integrator 56 onderdrukt daarbij alarmen t.g.v. stoorpulsen.

De ontvanger kan selectief gemaakt worden voor de geco-5 deerde alarmen met afzonderlijk herkenbare alarmoorzaken door: le Bij de eerste coderingsmethode (geschakelde modulatie) achter het integratorcircuit 56 een schakeling te plaatsen, die selecteert aan de hand van de duty cycle van 10 het ontvangen identificatiesignaal; 2e Bij de tweede coderingsmethode (frequentie van het i-dentificatiesignaal) het deeltal van deler 54 instelbaar te maken: 3e Bij de derde methode een combinatie van bovenstaande 15 oplossingen.

8304413

Claims (10)

1. Een detectieorgaan, te gebruiken in samenwerking met een elektromagnetisch detectiesysteem, bijvoorbeeld tegen winkeldiefstal, met het kenmerk, dat dit orgaan 5 op twee verschillende wijzen reageert op het passeren door het elektromagnetische veld van het detectiesys-t e e m, η . 1. . - ten eerste door het geven van de voor het elektromagnetische detectiesysteem gebruikelijke directe, pas- 10 sieve, terugmelding, en - ten tweede door het actief uitzenden van een extra, verschillend van het onder ten eerste bedoelde, bijvoorbeeld ook elektromagnetisch, signaal, welk laat- 15 ste signaal geactiveerd wordt door het elektromagne tische veld van het elektromagnetische detectiesysteem, en welk laatste signaal d.m.v. een extra ont-vanginrichting kan worden gedetecteerd, zodanig dat . zowel via het eerste elektromagnetische detectiesys- 20 teem als via de extra ontvanginrichting een alarm kan worden gegeven met een belangrijk verhoogde kans op detectie van de passage van het detectieorgaan door het elektromagnetisch veld van het detectiesysteem .

2. Een detectieorgaan volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het tweede signaal ook uitgezonden wordt bij ongeautoriseerde verwijdering van het detectieorgaan van het te beveiligen goed, zodanig dat dit tweede signaal weer in een geeigende ontvanginrichting gedetecteerd kan worden om een alarm te verkrijgen bij een ongeautoriseerde verwijdering van het detectieorgaan.

3. Een detectieorgaan volgens conclusies 1 en 2, met het kenmerk, dat het tweede signaal ook uitgezonden wordt, wanneer de voor dit tweede signaal benodigde ingebouwde voedingsbron, bijv. een droge batterij, bijna uitge-put is, zodanig dat dit tweede signaal weer in een ge- 35 eigende ontvanger gedetecteerd kan worden om een signa- 8304413 - ii -- -·' : ·.· • ** » lering te verkrijgen voor het uitgeput raken van de voedingsbron in één van de aanwezige detectie-organen.

4. Een detecttie-orgaan volgens conclusie 3 met het kenmerk, dat de bijna uitgeputte toestand van de voedings- 5 bron niet alleen een tweede signaal doet uitzenden, doch ook een acoustisch- of lichtsignaal op het detec-tieorgaan zelf activeert, zodanig dat in een verzameling van detectie-organen, waarin reeds d.m.v. het tweede signaal is gesignaleerd, dat er zich daarbij 10 een exemplaar met een bijna uitgeputte voedingsbron be vindt, aangegeven wordt welk exemplaar een bijna uitgeputte voedingsbron bevat.

5. Een detectieorgaan volgens conclusie 1 t/m 4, met het kenmerk, dat het tweede signaal op zichzelf weer in 15 van elkaar te onderscheiden vormen kan optreden, elke vorm specifiek voor de bijbehorende oorzaak, nl.s - passage door de doorgang van de elektromagnetische detectieinrichting, - ongeautoriseerd verwijderen van het detectie-orgaan 20 van het te beveiligen goed, - uitputtting van de ingebouwde voedingsbron, zodanig dat via één of meer geeigende ontvanginrich-tingen de alarmoorzaak kan worden onderscheiden.

6. Een detectie-orgaan volgens conclusie 5, met het ken- 25 merk, dat het oorzaakonderscheid van het tweede signaal aangebracht wordt door voor het tweede signaal een per oorzaak, verschillende zendfrequentie te laten genereren.

7. Een detectie-orgaan volgens conclusie 1 t/m 4, met het kenmerk, dat het tweede signaal een zodanige modulatie 30 bevat, dat gelijktijdig en onafhankelijk van elkaar een identificatiesignaal en een referentiesignaal worden uitgezonden, zodanig dat het tweede signaal dermate specifiek is, dat een geeigende ontvanger, die d.m.v. de modulatie van het ontvangen tweede signaal en fase-35 gevoelige vergelijking van het teruggewonnen identifi- catiesignaal met het teruggewonnen referentiesignaal, 8304413 *_____I - 12 -. ·.··· (h V * eenduidig en zeker dat tweede signaal kan detecteren ' bij aanwezigheid van externe storende signalen en der- ! halve een betrouwbaar alarm kan activeren.

8. Een detectie-orgaan volgens conclusie 7, met het ken- 5 merk dat van het tweede signaal de draaggolf het refe- rentiesignaal vormt, dat bovendien het identificatie-signaal d.m.v. frequentiedeling afgeleid wordt van de draaggolf, en dat dit identificatiesignaal in frequentie, in fase, of in amplitude gemoduleerd wordt op de 10 draaggolf.

9. Een detectie-orgaan volgens conclusies 5 en 8, met het kenmerk, dat het oorzaak onderscheid van het tweede signaal aangebracht wordt door de grootte van het deél-tal van de frequentiedeling, waarmee het identificatie- 15 signaal afgeleid wordt van de draaggolf, per oorzaak verschillend te kiezen, zodanig dat in één of meer hiervoor geeigende ontvangers vastgesteld kan worden, dat er een alarm optreedt en vervolgens de oorzaak van dat alarm kan worden aangegeven, respectievelijk dat alleen 20 de voor de bepaalde alarmoorzaak bestemde ontvanger, signaleert, met uitzondering van andere ontvangers.

10. Een detectie-orgaan volgens conclusies 5 en 8, met het kenmerk, dat het oorzaakonderscheid van het tweede signaal aangebracht wordt door het identificatiesignaal 25 al dan niet in één of meer ritmes aan en uit te scha kelen, al dan niet gecombineerd met het in één of meer ritmes aan- en uitschakelen van de draaggolf, al dan niet gecombineerd met sprongsgewijs variëren van de draaggolffrequentie in één of meer ritmes, zodanig dat 30 in één of meer hiervoor geeigende ontvangers vastge steld kan worden, dat er een alarm optreedt, en vervolgens de oorzaak van dat alarm kan worden aangegeven, respectievelijk dat alleen de voor de bepaalde alarmoorzaak bestemde ontvanger signaleert, met uitzondering van andere ontvangers. «a 8304413