A.2.1 Allgemeine Beschreibung
Elektronische Artikelüberwachungs-(EAS-)Systeme nutzen elektromagnetische Felder, um eine unerlaubte Entfernung von Artikeln (Waren) zu verhindern. Sie werden gewöhnlich in Geschäften, Supermärkten und Bekleidungsgeschäften (Boutiquen) zur Verhinderung von Diebstahl eingesetzt. Sie werden auch verwendet, um die Entfernung von Büchern in Büchereien zu überwachen, sowie in Krankenhäusern, um die Entführung von Säuglingen bzw. Kleinkindern zu verhindern.
EAS-Systeme sind aus zwei Hauptteilen zusammengesetzt: dem Detektionssystem und den detektierten Transpondern. Das Detektionssystem besteht üblicherweise aus zwei Unterelementen: die stromerzeugende und verarbeitende Elektronik, die felderzeugende und detektierende Antenne. Die Antennen des Detektions-systems sind die wesentlichsten Quellen von elektromagnetischen Feldern.
Die Antennen sind üblicherweise sichtbar und wahrnehmbar als flache Standtafeln, -platten oder Paneele, Schleifen oder Pfeiler am oder in der Nähe des Ausgangs des Geschäftes aufgestellt. Die hauptsächlichen magnetischen Felder sind zwischen den Schleusen, im „Detektionsbereich“, vorhanden. Die Detektions-elektronik ist üblicherweise in einem Schrank oder hinter einem Vorhang in dem Geschäft oder am Ausgang verborgen oder sie kann in den Paneelen integriert sein. Die Transponder sind immer – an den Artikeln (Waren) angebracht – im gesamten Geschäft verteilt.
Die Transponder sind in Form von entfernbaren Plaketten oder Etiketten ausgeführt und verursachen eine leichte Störung der Felder in den Detektionssystemen. Sie sind üblicherweise „passiv“ in dem Sinn, dass sie keine Leistungsquelle enthalten, obwohl sie eine kleine Anzahl von elektronischen Bauteilen, wie z. B.
Dioden, enthalten können. Die meisten Transponder sind veräußerbar; d. h., sie verlassen das Geschäft zusammen mit den Artikeln (Waren), die sie schützen. Diese Arten von Transpondern entsprechen mehr oder weniger Papieretiketten. Manche Transponder sind von einer teureren, dauerhafteren Beschaffenheit; sie sind in einer massiven Schutzkapsel aus Plastik eingeschlossen, die an dem Artikel (der Ware) mit einer Nadel befestigt ist und beim Kauf durch die Person am Ausgang entfernt wird.
Die von den Transpondern erzeugten Störungen des Magnetfeldes sind sowohl sehr klein (ihre Höhe ist um vier oder fünf Größenordnungen kleiner als das hauptsächliche Detektionsfeld) als auch von ähnlicher Höhe wie solche Magnetfelder, die durch allgemein gebräuchliche Gegenstände wie Schlüssel, Brillengestelle, Gürtelschnallen und Blechkannen erzeugt werden.
Eine kleine Anzahl von wiederverwendbaren Transpondern besitzt eine eingebaute Batterie und erzeugt ein
„aktives“ Signal; jedoch ist die Höhe ihrer Magnetfelder immer noch typischerweise um zwei oder drei Größenordnungen kleiner als das hauptsächliche Detektionsfeld. Die aktiven Transponder sind so entwickelt, dass kein Ausgangssignal des Transponders vorhanden ist, wenn er sich außerhalb des Detektions- oder des Deaktivierungsbereichs befindet.
Üblicherweise besitzen die Systeme keine vom Nutzer veränderbaren Einstellungen. Üblicherweise werden die Felder des Systems während der Herstellung oder durch einen unterwiesenen Installationstechniker zum Zeitpunkt der Installation und Inbetriebnahme eingestellt, und zwar auf einen Nennwert der Höhe (unter Verwendung eines Messgeräts zum Messen des Magnetfeldes oder des elektrischen Stromes oder der Spannung in der Antriebsspule). Manche Systeme besitzen Elektroniken, die automatisch die Felder im Sys-tem wieder optimieren, wenn sie aufgrund von Verstimmung durch große metallische Gegenstände, die in der Nähe des Paneels angeordnet sind, verstellt wurden. Manche Systeme können das Feldmuster während des Detektionsbetriebs verändern.
Da EAS-Systeme auf Störungen des Feldes als ihr Detektionsprinzip basieren, werden Aussendungen außerhalb des Nutzbereichs (Nebenbandaussendungen) durch ihren Entwurf kontrolliert. Entsprechend ist es nicht notwendig, Werte des Feldes außerhalb der vom Hersteller angegebenen Frequenz-Betriebsbänder zu messen, da sie nur einen sehr kleinen Beitrag zur Exposition liefern.
EAS-Systeme unterscheiden sich von ihren nahen Verwandten, den Identifikationssystemen (z. B. Eingangs-kontroll-Systeme), hauptsächlich dadurch, dass sie nur mit einem „Bit“ von Daten (binäre Entscheidung, d. h.
Anwesenheit oder Abwesenheit des Signals) arbeiten. Andererseits sind die grundlegenden Technologien oft miteinander verwandt.
A.2.2 Arten von EAS-Systemen und Betriebsprinzipien
Es gibt vier Hauptarten von EAS-Systemen, die bedingt durch ihre Beschaffenheit verschiedene Feldarten besitzen:
Art des Systems Vorherrschendes Feld Typische Frequenzen
Nicht-linear magnetisch Magnetisch (H) 10 Hz bis 20 kHz
Resonant induktiv (elektronisch oder magnetisch) Magnetisch (H) 20 kHz bis 135 kHz Resonant hochfrequent induktiv Magnetisch (H) 1 MHz bis 20 MHz Nicht-lineare Mikrowelle Elektromagnetisch 0,8 GHz bis 2,5 GHz Die ersten drei Arten der vorstehend aufgeführten Systeme verwenden induktive Felder; d. h., die Betriebs-zone ist sehr viel kleiner als die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung, sodass das Feld weit-gehend magnetischer Art ist und das sich ausbreitende Feld vernachlässigbar ist. Das felderzeugende Element ist eine stromdurchflossene Schleife, die in das Detektionspaneel eingebettet ist.
Mikrowellensysteme verwenden überwiegend ein sich in einem kleinen Bereich ausbreitendes Mikrowellen-feld, und das felderzeugende Element ist eine Wendelantenne oder ein ähnlicher Feldgenerator. Die Werte der Strahlungsleistung des Feldes sind niedrig und, obwohl sie sich ausbreiten, räumlich beschränkt aufgrund der Richtwirkung der Antenne.
Die vier Systemarten arbeiten wie nachfolgend kurz beschrieben.
A.2.2.1 Nicht-linear magnetisch
Der Transponder enthält ein magnetisches Element, das sehr „leicht“ magnetisch (d. h. leicht gesättigt) ist.
Wenn er durch ein Wechselfeld im Detektionsbereich magnetisiert wird, kann seine resultierende tisierung dem Magnetfeld nicht linear folgen (aufgrund von Sättigungseffekten). Somit erzeugt die Magne-tisierung Oberschwingungen des Antriebsfeldes. Diese Oberschwingungen werden vom Detektionssystem erfasst und wahrgenommen.
A.2.2.2 Resonant induktiv
Der Transponder enthält ein Element, das bei Anwesenheit der spezifischen Frequenz des Magnetfeldes des Detektionsbereichs in Resonanz gerät. Das Detektionsfeld befindet sich auf einer genauen Frequenz und besitzt eine sehr kurze Dauer des „eingeschalteten“ Impulses, und das „Schwingen“ des Magnetfeldes wird während der nachfolgenden Zeitintervalls des „ausgeschalteten” Impulses erkannt. Die Resonanz kann sich als eine mechanische Schwingung des Transponders äußern, weil der Transponder ein magnetostriktives Element oder einen elektronisch abgestimmten Kreis besitzt; in beiden Fällen ist es jedoch das Magnetfeld des Resonators, das erkannt wird.
A.2.2.3 Resonant hochfrequent induktiv
Das Prinzip ist ähnlich zu dem vorstehenden, in dem ein induktiver Resonator auf einer spezifischen Frequenz erkannt wird. Jedoch sind die Umsetzung und Detektion unterschiedlich. Der Resonator ist ein induktiv-kapazitiver Stromkreis in dem Transponder, und die Detektion geschieht typischerweise durch die Erkennung einer Phasenstörung des Feldes. Das Feld durchläuft die Resonanzfrequenz.
A.2.2.4 Nicht-lineare Mikrowelle
Der Transponder besitzt eine Mikrowellenantenne mit einer kleinen eingebauten Diode. Aufgrund von Nicht-linearitäten werden Über- oder Unter-Harmonische oder Mischungen der Antriebsfrequenz erzeugt.
A.2.3 EAS-Detektorsysteme, die für den Schutz von Ein- oder Ausgängen verwendet werden
Diese Detektoren werden angeordnet, um einen Bereich gegen Zugang oder Verlassen zu schützen.
Die Arten des Systems, die induktive Felder verwenden, werden zunächst gemeinsam beschrieben, weil sie Felder abstrahlen, die in manchen Eigenschaften ähnlich sind. Stromführende Spulen erzeugen diese Felder, und die Spulenabmessungen sind typischerweise wie folgt:
Höhe: 0,5 m bis 2 m
Breite: 0,3 m bis 1 m für induktive Systeme, 0,5 m bis 1 m für nichtlineare magnetische Systeme Tiefe: 1 cm bis 3 cm
Ausrichtung: Spule in einer vertikalen Ebene parallel zu der Linie, die vom Ausgang des Ladens gegangen wird
Es sind üblicherweise zwei Tafeln vorhanden, die sich in einem Abstand von 0,7 m bis 3 m gegenüberstehen (siehe die Beispiele in den Bildern A.1 und A.2).
In manchen Installationen (Anlagen) können mehr als zwei Tafeln (Paneele) vorhanden sein, die in regelmäßigen Abständen angeordnet sind, um einen sehr breiten Ausgang zu erfassen. Manchmal besitzen beide (alle) Tafeln stromerzeugende Spulen (sowohl Sende- als auch Empfangsspulen), obwohl manchmal nur eine der Tafeln einen Feldsender darstellt.
Wenn beide Tafeln Magnetfelder erzeugen, sind sie üblicherweise im Helmholtz-Typ angeordnet, sodass die Felder zwischen den Tafeln sich eher in einer Richtung addieren, als dass sie entgegengesetzt gerichtet sind.
Aufgrund dessen ist die Hauptkomponente des magnetischen Feldes annähernd in einer Richtung orientiert, die senkrecht auf dem Weg des Kunden durch das System (die Anlage) steht.
Es gibt einige wenige Installationen (Anlagen), bei denen die felderzeugende Spule eine große, durchgeh-bare Spule mit einer Höhe von über 2 m und einer Breite von mehreren Metern ist. In diesen Installationen (Anlagen) befindet sich die Hauptkomponente des Feldes entlang des Wegs zum Ausgang des Geschäftes.
Aufgrund der Verwendungsart von EAS-Produkten(-Einrichtungen) werden Mitglieder der Allgemein-bevölkerung und Beschäftigte auf charakteristische Weise exponiert. Mitglieder der AllgemeinAllgemein-bevölkerung werden kurzzeitig dem Hauptdetektionsfeld ausgesetzt, während Beschäftigte für längere Zeit den kleineren Feldern, die hinter und an der Seite der Systeme vorhanden sind, ausgesetzt sind.
Bild A.1 – Beispiel einer am Ausgang installierten Einrichtung, den Detektionsbereich zeigend
Bild A.2 – Beispiel für eine an der Kasse installierte Einrichtung A.2.4 Exposition der allgemeinen Bevölkerung (öffentliche Bereiche)
EAS-Systeme sind nur für eine kurze, vorübergehende Verwendung durch Mitglieder der allgemeinen Be-völkerung vorgesehen. Wenn eine Person innerhalb des Systems verweilt, dann wird üblicherweise ein Durchgang durch das EAS-System blockiert, sodass die betreffende Person durch andere Nutzer oder durch Sicherheitspersonal vorwärtsbewegt wird. Übliche Gehgeschwindigkeit durch ein System beträgt ungefähr 1 ms–1 (etwa 3,6 kmh–1 oder 2 mph) und die Detektionszone ist meistens 1 m lang (entlang dem Weg durch das System).
Zusätzlich ist das Magnetfeld in dem System in Bezug auf seine Stärke oder Richtung nicht homogen.
Typischerweise ist es in einem sehr kleinen Bereich am stärksten, an den Tafeln (Paneelen), nahe der stromführenden Spule, und an dem Punkt am schwächsten, der von den Tafeln (Paneelen) am weitesten entfernt ist (z. B. in der Mitte zwischen den Tafeln (Paneelen)). Der größte Anteil des Feldes, dem Kunden ausgesetzt sind, ist ähnlich dem schwächsten Feld und stellt im Wesentlichen eine Ganzkörperexposition in einem relativ gleichförmigen Feld dar (dies kann in größeren Entfernungen als 2 m von den Detektoren wirksam gemessen werden).
A.2.5 Berufliche Exposition
Das Personal befindet sich außerhalb des Hauptdetektionsbereichs. Es befindet sich nicht dicht hinter den Tafeln (Paneelen), weil diese üblicherweise opak und hoch sind, sodass es anderenfalls nicht in der Lage wäre, Mitglieder der Bevölkerung zu „sehen“ und mit ihnen zu agieren.
Das Vorhandensein von Metall auf dem Tisch und Stuhl des Personals kann den Betrieb des Systems unter-brechen.
Bei EAS-Anlagen in der Nähe von Ausgängen sitzt das Ausgangs-Personal hinter und an der Seite des Systems (üblicherweise etwa 0,5 m hinter und 1 m von der Mittelachse (siehe Bild A.2)). In dieser Entfernung erreicht die Abnahme des Feldes ungefähr eine Größenordnung des 2fachen bis 2,5fachen der Amplitude, und die Amplitude liegt zwischen dem 0,1fachen und 0,5fachen der Amplitude in der Systemmitte, und das Feld ist gleichförmiger über den Körper verteilt. In vielen Fällen besitzen die Systeme an der Ausgangsseite der Detektionstafeln installierte Schirme und dies verringert das Feld weiter.
A.2.6 EAS-Desktop- und Aktivierungs-/Deaktivierungseinrichtungen
Eine andere Komponente von EAS-Systemen dient der Aktivierung und Deaktivierung (Entwertung) von Transpondern (Plaketten, Etiketten) an der Kasse (Verkaufspunkt). Die Mehrzahl der Deaktivatoren verwendet entweder Dauermagnete (Gleichfeld) oder zeitveränderliche Felder. Der Absolutwert der Ampli-tude der Felder ist üblicherweise höher als bei den Hauptdetektionsfeldern, obwohl sie notwendigerweise auf einen kleinen Bereich nahe dem Deaktivator beschränkt sind (und üblicherweise eine sehr kurze Dauer besitzen). Die Felder sind durch den Entwurf räumlich beschränkt, weil sie ansonsten auf gestohlenen Artikeln (Waren) angebrachte Marken deaktivieren und es dadurch erlauben würden, dass die Artikel (Waren) entwendet werden können.
Im Allgemeinen sind die Deaktivatoren in vernünftigen Entfernungen von der allgemeinen Bevölkerung angeordnet (30 cm und mehr). Der Expositionsabstand zu Arbeitnehmern kann kleiner sein, aber üb-licherweise würde er eine ähnliche Entfernung (Armreichweite) einhalten. Tisch- oder Schalterhöhen be-wegen sich üblicherweise im Bereich von 70 cm bis 90 cm.
A.2.7 Beschreibung der magnetischen Felder von Deaktivatoren
Es gibt zwei Hauptarten von Deaktivatoren: Dauermagnete (Permanentmagnete) und Elektromagnete.
Manche Systeme (meistens Mikrowelle) verwenden eine dritte Art, die kein Feld einbezieht (Berührungs-strom, der eine „Sicherung“ im Transponder abschaltet).
Dauermagnet-Deaktivatoren verwenden üblicherweise ein Gitter aus Kunststoff-, Metall- oder keramischen Magneten, die in einem Polster oder einer anderen Halterung untergebracht sind. Elektromagnete werden verwendet, wenn gefordert ist, dass das Deaktivierungsfeld nicht dauerhaft vorhanden ist. Das Feld des Elektromagneten ist notwendigerweise in einem kleinen Raum (üblicherweise mit einer Höhe von 2 cm bis 5 cm) nahe der Oberfläche des Ausgangs enthalten. Diese Einheiten erzeugen einen oder mehrere kurze magnetische Impulse, die ausreichend sind, um die Struktur der magnetischen Pole des Transponders oder der Etikette zu ändern.
Durch Drücken einer Etikette durch eine Bedienungsperson oder automatisch durch Führen der Etikette über einen Barcode-Scanner oder ein ähnliches Gerät wird dieser Vorgang „auf Anfrage“ ausgeführt. Manche der Deaktivatoren besitzen einen eingebauten Schaltkreis zur Erfassung von Transpondern (im Wesentlichen eine mit niedrigerer Spannung versorgte Version eines Detektorpaneels), der automatisch das Deaktivie-rungssignal startet.
HF-Deaktivatoren arbeiten in ähnlicher Weise wie die elektromagnetischen Versionen, jedoch liegen die Deaktivatierungsimpulse auf der Frequenz des Transponders. Diese können wie oben „auf Anfrage“ erzeugt werden oder kurze Impulse sein, die jedoch unabhängig von der Anwesenheit eines Transponders arbeiten.