Vorrichtung zur Überwachung eines elektronischen Sicherungselementes in einer Abfragezone

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung eines elektronischen Sicherungselementes in einer Abfragezone, bestehend aus einer Sendeeinrichtung, die zumindest ein periodisches Abfragesignal in die Abfragezone aussendet, wobei das Abfragesignal das Sicherungselement zur Aussendung eines Erkennungssignals anregt, einer Empfangseinrichtung, die das Erkennungssignal empfängt, und einer Rechen-/Regeleinheit, die die von der Empfangseinrichtung empfangenen Signale auswertet und bei Identifizierung des Sicherungselementes einen Alarm auslöst.

[0002] Zur Detektierung von elektromagnetischen Sicherungselementen in einer Abfragezone wird in der EP 123 586 B vorgeschlagen, zusätzlich zu zwei Abfragefelder mit den Frequenzen F1 und F2 im kHz-Bereich ein Feld mit einer im Hz-Bereich liegenden Frequenz F3 in die Abfragezone zu senden. Die beiden Abfragefelder mit den Frequenzen F1 und F2 regen ein in der Abfragezone befindliches Sicherungselement zur Aussendung eines Erkennungssignals mit den Intermodulationsfrequenzen n•F1 ± m•F2 (n, m = 0, 1, 2,...) an. Das niederfrequente Abfragefeld bewirkt, daß das Sicherungselement im Takt dieses Feldes von der Sättigung in eine Richtung zur Sättigung in die andere Richtung getrieben wird. Das charakteristische Signal tritt daher periodisch mit der Frequenz des niederfrequenten Feldes auf.

[0003] Als alternative Lösung ist auch bekannt geworden, lediglich ein im kHz-Bereich liegendes Abfragefeld zur Erregung des Sicherungselementes zu verwenden, wobei das Erkennungssignal des Sicherungselementes wiederum im Takte eines niederfrequenten Feldes, das das weichmagnetische, nicht-lineare Material zwischen den beiden Sättigungen hin- und hertreibt, auftritt.

[0004] Desweiteren ist bereits bekannt geworden, Störquellen, die einen Bezug zu der bekannten Frequenz der Energieversorgung oder deren Harmonischen haben, von den empfangenen Signalen zu entfernen, wodurch sich die Meßgenauigkeit der Überwachungsvorrichtung erheblich erhöhen läßt. Ein entsprechendes Verfahren wird beispielsweise in der EP 0 431 341 B1 beschrieben.
Nachteilig bei den bisher bekannt gewordenen Überwachungsvorrichtungen ist, daß sie nur zur Beseitigung von Störsignalen mit bekannten Frequenzen geeignet sind. Bei zeitweise auftretenden periodischen Störsignalen, die keinen Bezug zu der Frequenz der Energieversorgung aufweisen, versagen sie.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung vorzuschlagen, die das Erkennen von Artikeln, die mit elektronisch detektierbaren Sicherungselementen ausgestattet sind, innerhalb einer Abfragezone verbessert.

[0006] Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Rechen-/Regeleinrichtung die während einer vorgegebenen Zeitspanne empfangenen Signale aufzeichnet, anhand der Signale bestimmt, ob und gegebenenfalls mit welcher Periode Störsignale auftreten und diese Störsignale von den empfangenen Signalen entfernt. Damit ermöglicht es die erfindungsgemäße Vorrichtung, neben periodisch auftretenden Störsignalen bekannter Herkunft auch periodisch auftretende Störsignale zu eliminieren, die von Störquellen mit unbekannten Interferenzfrequenzen herrühren. Als Beispiel ist die Steuerung der Energieversorgung für Registrierkassen in Supermärkten zu nennen.

[0007] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß die Rechen-/Regeleinrichtung mindestens k*n Meßwerte, wobei n = 1, 2,3, ... und k eine ganze Zahl ist, die kleiner als die Anzahl der empfangenen Signale geteilt durch n ist, während der vorgegebenen Zeitspanne tp aufzeichnet und anhand eines Vergleichs von ersten n Meßwerte mit nachfolgenden n Meßwerten ermittelt, ob innerhalb des n Meßwerte umfassenden k Intervalls periodische Störsignale auftreten.

[0008] Als besonders günstig hat es sich erwiesen, wenn die Rechen-/Regeleinrichtung das Auftreten von periodischen Signalen über die Beträge der Differenzen nach folgender Formel ermittelt:

[0009] Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung schlägt vor, daß die Rechen-/Regeleinrichtung anhand der kleinsten sich ergebenden Differenz c(n) das periodische Störsignal ermittelt, wenn die Differenz c(n) kleiner ist als ein vorgegebener maximaler Wert c_max , der einen Bruchteil des durchschnittlichen Störsignals repräsentiert.

[0010] Vorteilhafterweise bestimmt die Rechen-/Regeleinrichtung das anfängliche durchschnittliche Störsignal a(i), über das k Intervall von n Meßdaten nach folgender Formel:

[0011] Das derart ermittelt periodisch Störsignal wird dann von den empfangenen Signalen subtrahiert.

[0012] Um sicherzustellen, daß die Rechen-/Regeleinrichtung bei der erfindungsgemäßen Ermittlung von Störsignalen stets über die aktuellen Werte von periodisch auftretenden Störsignalen verfügt, werden die Meßdaten mit einer fest vorgegebenen Zeitkonstante, die ein ganzzahliges Vielfaches f der Zeitdauer eines Zyklus' des Überwachungssystems ist, aktualisiert.

[0013] Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1: eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Detektierung eines mit einem Sicherungselement versehenen Artikels in einer Abfragezone und

Fig. 2: ein Flußdiagramm eines vorteilhaften Programms zur Ansteuerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

[0014] Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Detektierung eines mit einem Sicherungselement 2 versehenen Artikels 6 in einer Abfragezone 3. Die Abfragezone 3 wird von zwei im wesentlichen parallel aufgestellten Detektorgattern gebildet, die die Sendevorrichtung 4 und die Empfangsvorrichtung 5 enthalten. Selbstverständlich können beide Vorrichtungen 4, 5 auch in einem Detektorgatter untergebracht sein. Die Steuerung der Überwachungsvorrichtung 1 sowie die Auswertung der Meßwerte erfolgt mittels der Rechen-/Regeleinrichtung 7.

[0015] In Fig. 2 ist ein Flußdiagramm eines vorteilhaften Programms zur Ansteuerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 dargestellt. Der Start des Programms erfolgt bei Punkt 8. Unter Programmpunkt 9 werden die Sendevorrichtung 4 und die Empfangsvorrichtung 6 eingeschaltet. Liegen die empfangenen Signale r unterhalb eines vorgegebenen Signalpegels - die entsprechende Überprüfung erfolgt bei Programmpunkt 11 -, springt das Programm vor auf den Programmpunkt 17.
Liegen die empfangenen Signale r hingegen über dem vorgegebenen Signalpegel, werden sie über einen gewissen Zeitraum (z.B. mehrere Sekunden) gespeichert. Üblicherweise ist der berücksichtigte Zeitraum ein Vielfaches der Periode des Abfragesignals.
Bei Programmpunkt 13 werden die gespeicherten empfangenen Signale r zumindest näherungsweise in k Intervalle von jeweils n Meßdaten unterteilt. k ist also eine ganze Zahl, die kleiner als die Anzahl oder gleich der Anzahl der gespeicherten empfangenen Signale r geteilt durch n ist. Dann werden die n Meßwerte der einzelnen k Gruppen nach folgender Formel miteinander verglichen:

[0016] Im Klartext bedeutet dies, daß die n Meßwerte innerhalb eines ersten k Intervalls mit den Meßwerten eines der nachfolgenden k Intervalle verglichen werden. Hierdurch läßt sich ermitteln, ob in den betrachteten Intervallen periodische Signalanteile auftreten, die auf Störsignale bekannter oder unbekannter Herkunft zurückzuführen sind. Da unterschiedliche Intervallängen betrachtet werden, liefert derjenige Wert von n, bei dem die Differenz c(n) minimal ist, die Periode des Störsignals. Diese Untersuchung führt die Rechen-/Regeleinrichtung 7 bei Programmpunkt 14 aus.

[0017] Unter Programmpunkt 15 wird überprüft, ob die Differenz c(n) unterhalb eines vorgegebenen Wertes liegt, der einem vorgegebenen Bruchteil des durchschnittlichen Störsignals entspricht. Wird die Frage verneint, springt das Programm auf Punkt 17. Liegt die Differenz c(n) hingegen unterhalb des vorgegebenen Wertes, wird unter Programmpunkt 16 ein durchschnittliche Störsignal a(i) ermittelt. Die Berechnung erfolgt nach folgender Formel:

[0018] Hierbei ist n die Anzahl der empfangenen Signale in einem k Intervall; k ist eine ganze Zahl, die kleiner ist als die Anzahl der empfangenen Signale geteilt durch n; i nimmt die Werte von 1 bis n-1 an.

[0019] Bei Punkt 17 werden die empfangenen Signale r über eine Periode des Abfragesignals gespeichert. Das Störsignal a(i) wird bei Programmpunkt 18 von den periodischen Empfangssignalen r(i) subtrahiert. Diese Berechnung muß unter Berücksichtigung der Information erfolgen, wie oft die n Meßwerte innerhalb einer Periode des zyklischen Abfragesignals auftreten. Erforderlich ist dies, um eine Synchronisation zwischen den empfangenen Signalen, die die Periode des Abfragesignals zeigen, und den periodisch auftretenden Störsignalen zu erzielen.

[0020] Unter Punkt 20 wird das Störsignal a(i) aktualisiert. Diese Aktualisierung erfolgt kontinuierlich mit einer Zeitkonstanten, die ein ganzzahliges Vielfaches f eines Zyklus' der Überwachungsvorrichtung ist. f steuert somit die Zeitkonstante der Signalaktualisierung. Nach Abarbeitung des Punktes 20 springt das Programm auf Punkt 18 zurück und befreit die empfangenen Signale r(i) von den periodisch auftretenden Störsignalen, in dem die Schleife, gebildet aus den Programmpunkten 18, 19 20, durchlaufen wird.

Bezugszeichenliste

[0021] 

1

Überwachungsvorrichtung

2

Sicherungselement

3

Abfragezone

4

Sendevorrichtung

5

Empfangsvorrichtung

6

Artikel

7

Rechen-/Regeleinrichtung

Ansprüche

1. Vorrichtung (1) zur Überwachung eines elektronischen Sicherungselementes (2) in einer Abfragezone (3), bestehend aus einer Sendeeinrichtung (4), die zumindest ein periodisches Abfragesignal in die Abfragezone (3) aussendet, wobei das Abfragesignal das Sicherungselement zur Aussendung eines Erkennungssignals anregt, einer Empfangseinrichtung (5), die das Erkennungssignal empfängt, und einer Rechen/Regeleinheit (7), die die von der Empfangseinrichtung empfangenen Signale (r(i)) auswertet und bei Identifizierung des Sicherungselementes einen Alarm auslöst.
dadurch gekennzeichnet,

daß die Rechen-/Regeleinrichtung (7) die während einer vorgegebenen Zeitspanne (tp) empfangenen Signale (r(i)) aufzeichnet,

daß sie anhand der empfangenen Signale (r) bestimmt, ob und gegebenenfalls mit welcher Periode Störsignale (a(i)) in den empfangenen Signalen (r(i)) auftreten und

daß sie die ermittelten Störsignale (a(i)) von den empfangenen Signalen (r(i)) entfernt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rechen-/Regeleinrichtung (7) zumindest k*n Meßwerte, wobei n = 1, 2,3, ...z und k eine ganze Zahl, welche kleiner als die Anzahl der empfangenen Signale (r) geteilt durch n ist, während der vorgegebenen Zeitspanne tp aufzeichnet und anhand eines Vergleichs der n Meßwerte eines ersten k Intervalls mit den n Meßwerten nachfolgender k Intervalle ermittelt, ob innerhalb der n Meßwerte umfassenden Zeitspanne periodische Störsignale (a(i)) auftreten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rechen-/Regeleinrichtung (7) die Differenzen c(n) für unterschiedliche Anzahlen von n Meßwerten in k Intervallen nach folgender Formel bestimmt:

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rechen-/Regeleinrichtung (7) anhand der kleinsten sich ergebenden Differenz c_min (n) das periodische Störsignal ermittelt, wenn die Differenz c_min (n) unterhalb eines vorgegebenen maximalen Wert c_max (n) liegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rechen-/Regeleinrichtung (7) ein anfängliches gemitteltes Störsignal a(i) über das Intervall von n Meßwerten nach folgender Formel ermittelt:

6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rechen-/Regeleinrichtung (7) das gemittelte periodisch auftretende Störsignal (a(i))von den empfangenen Signalen (r(i) subtrahiert.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rechen-/Regeleinrichtung (7) die Ermittlung von Störsignalen (a(i)) mit einer fest vorgegebenen Zeitkonstante aktualisiert.

Claims

1. An apparatus (1) for the surveillance of an electronic security element (2) in an interrogation zone (3), comprising a transmit device (4) emitting at least one cyclic interrogation signal into the interrogation zone (3), said interrogation signal causing the security element to deliver a characteristic signal, a receive device (5) receiving the characteristic signal, and a computing/control unit (7) evaluating the signals (r(i)) received from the receive device and releasing an alarm when the presence of the security element is established,
characterized in that the computing/control unit (7) records the signals (r(i)) received during a predetermined time period (tp),
that it determines from the received signals (r) whether and at what cycle, if applicable, interference signals (a(i)) occur in the received signals (r(i)),
and that it removes the detected interference signals (a(i)) from the received signals (r(i)).

2. The apparatus as claimed in claim 1,
characterized in that the computing/control unit (7) records during the predetermined time period tp at least k*n measured values, where n = 1, 2, 3 ...z, and k is an integer number smaller than the number of received signals (r) divided by n, and determines from a comparison of the n measured values of a first k interval with the n measured values of succeeding k intervals whether cyclic interference signals (a(i)) occur within the time period encompassing n measured values.

3. The apparatus as claimed in claim 2,
characterized in that the computing/control unit (7) determines the differences (c(n)) for different numbers of n measured values in k intervals by applying the following formula:

4. The apparatus as claimed in claim 2 or 3,
characterized in that the computing/control unit (7) determines the cyclic interference signal from the lowest resulting difference c_min(n) when said difference c_min (n) lies below a predetermined maximum value c_max(n).

5. The apparatus as claimed in claim 4,
characterized in that the computing/control unit (7) calculates an initial averaged interference signal (a(i)) over the interval of n measured values using the following formula:

6. The apparatus as claimed in claim 5,
characterized in that the computing/control unit (7) subtracts the averaged cyclically occurring interference signal (a(i)) from the received signals (r(i)).

7. The apparatus as claimed in one or several of the preceding claims,
characterized in that the computing/control unit (7) performs an update on the determination of interference signals (a(i)) with a fixed predetermined time constant.

Revendications

1. Appareil (1) pour surveiller un élément de sécurité électronique (2) dans une zone d'interrogation (3), constitué d'un dispositif d'émission (4), qui émet au moins un signal d'interrogation périodique dans la zone d'interrogation (3), le signal d'interrogation excitant l'élément de sécurité pour qu'il émette un signal de reconnaissance, d'un dispositif de réception (5), qui reçoit le signal de reconnaissance, et une unité de régulation/calcul (7), qui évalue les signaux (r(i)) reçus par l'installation de réception et déclenche une alarme lors de l'identification de l'élément de sécurité, caractérisé en ce que, le dispositif de régulation/calcul (7) enregistre les signaux (r(i)) reçus pendant un intervalle de temps (tp) prédéterminé, en ce qu'il détermine à l'aide des signaux reçus (r), si des signaux parasites (a(i)) apparaissent dans les signaux reçus (r(i)) et, éventuellement avec quelle période, et en ce qu'il élimine les signaux parasites déterminés (a(i)) des signaux reçus (r(i)).

2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que pendant l'intervalle de temps prédéterminé tp, le dispositif de régulation/calcul (7) enregistre au moins k*n valeurs de mesure, où n = 1, 2, 3, ...z et k est un nombre entier qui est inférieur au nombre de signaux (r) reçus, divisé par n, et détermine à l'aide d'une comparaison des n valeurs de mesure d'un premier intervalle k avec les n valeurs de mesure des k intervalles suivants, si des signaux parasites périodiques (a(i)) apparaissent pendant l'intervalle de temps comprenant les n valeurs de mesure.

3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de régulation/calcul (7) détermine les différences c(n) pour différents nombres de n valeurs de mesure dans k intervalles selon la formule suivante :

4. Appareil selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le dispositif de régulation/calcul (7) détermine le signal parasite périodique à l'aide de la plus petite différence c_min(n) obtenue, lorsque la différence c_min(n) est inférieure à une valeur maximale prédéterminée C_max(n).

5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de régulation/calcul (7) détermine un signal parasite a(i) initial moyenné sur l'intervalle de n valeurs de mesure selon la formule suivante :

6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de régulation/calcul (7) soustrait le signal parasite (a(i)) moyenné apparaissant périodiquement, des signaux reçus (r(i)).

7. Appareil selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de régulation/calcul (7) actualise la détermination des signaux parasites (a (i)) avec une constante de temps fixe prédéterminée.

Zeichnung