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Titel: Kontrollanlage zur zentralen Registrierung der
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Standorte von Wächtern.
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Kontrollanlage zur zentralen Registrierung der Standorte von Wächtern.
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Die Erfindung betrifft eine Kontrollanlage zur zentralen Registrierung
der Standorte von Wächtern, bestehend aus einer Mehrzahl räumlich getrennter, ortsfester
Wächterposten, denen kennzeichnende Ortscodewörter zugeteilt sind, einer Mehrzahl
Mobileinheiten, von denen jeder Wächter jeweils eine mitführt, denen kennzeichnende
Wächtercodewörter zugeteilt sind, und die, sofern durch den Wächter manuell eine
Wirkverbindung zwischen einem Wächterposten und einer Mobileinheit hergestellt ist,
das Ortscodewort des jeweiligen Wächterpostens und das eigene Wächtercodewort drahtlos
aussenden, und einer zentralen Kontrollstelle, die die Signale der Mobileinheiten
empfängt und anhand der in den Signalen enthaltenen Codewörter auswertet.
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Aus der englischen Patentschrift GB-1 140 187 ist eine Kontrollanlage
der genannten Art bekannt. Sie besteht aus einer zentralen Kontrollstelle, dezentral
verteilten Wächterposten und von den Wächtern mitgeführten Radio-Empfängern/Sendern.
Bei jedem Wächterposten wird das mobile Gerät in den Wächterposten gesteckt, der
ein Codewort in Form eines Steckers aufweist. Hierauf sendet das mobile Gerät dieses
Codewort und ein eigenes Codewort aus.
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In der zentralen Kontrollstelle sind der Wächterposten und der Wächter
hieraus identifizierbar. Zur Speicherung der Information dienen in der zentralen
Kontrollstelle Lochstreifen, mit deren
Hilfe Abweichungen vom vorgegebenen
Zeitplan der Wächter u.ä.
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festellbar sind. Für die Durchgabe von Alarmmeldungen wird das mobile
Gerät wie ein Funksprechgerät verwendet.
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Gegenüber Wächter-Kontrollanlagen, bei denen Schlüsselschalter betätigt
werden müssen, weist die beschriebene Anlage bessere Flexibilität und geringere
Installationskosten auf. Jedoch ist die Verwendung mobiler Geräte, die mit Funksprechgeräten
vergleichbar sind, aus mancherlei Gründen nicht voll befriedigend.
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So sind die Geräte relativ gross und schwer, was ihre Handhabung,
insbesondere beim Zusammenbringen mit den Wächterposten, erschwert. Weiter besteht
die Möglichkeit der gegenseitigen Störung bei gleichzeitig sendenden, unabhängigen
Geräten. Zum dritten können Notrufe ungehört verhallen oder die mobilen Geräte werden
zu Funkspruchgeräten missbraucht, was ihrer eigentlichen Funktion zuwiderläuft.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, kleine, handliche,
geringe Leistung verbrauchende mobile Einheiten anzugeben, bei denen die angegebenen
Nachteile vermieden sind. Insbesondere soll auch bei direkter Bedrohung noch ein
Notruf auslösbar sein, wogegen andererseits ein Missbrauch der Notrufauslösung sicher
zu vermeiden ist. Weiter soll sichergestellt werden, dass gegenseitige Störungen
sendender Geräte ausgeschlossen sind und dass ein sicherer Empfang auch dann gewährleistet
ist, wenn
in gestörter Umgebung die Sende- und Empfangsbedingungen
ungünstig sind. Die Kontrollanlage, die diese Aufgaben erfüllt, ist gekennzeichnet
durch die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand von fünf Figuren näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 Blockschaltbild der Kontrollanlage Fig. 2 Verfeinertes Blockschaltbild
einer Mobileinheit und eines-Wächterpostens.
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Fig. 3 Zu übertragende Information in Form von zwei Sendeworten.
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Fig. 4 Wächterposten mit Strichcode Fig. 5 Mobileinheit.
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Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild der Kontrollanlage. Die Kontrollanlage
besteht aus drei Bausteingruppen, die aufgrund manueller Manipulation von Wächtern
miteinander in Wirkverbindung gebracht werden.
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Die erste Bausteingruppe besteht aus einer beliebigen Anzahl Wächterposten
11, von denen Fig. 1 die beiden Posten 11.1 und 11.2 zeigt. Die Wächterposten sind
dezentral und ortsfest auf dem zu überwachenden Areal, beispielsweise einer Fabrikanlage,
montiert. Sie wirken rein passiv und besitzen daher keinerlei elektrische Anschlüsse
oder Einrichtungen. Dagegen besitzen
sie Speicher 12 für jeweils
ein individuell zugeordnetes Ortscodewort sowie einen Auslöser 13 zum Auslösen der
Funktionen in den nachfolgend beschriebenen Mobileinheiten 20.
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Die zweite Bausteingruppe besteht aus Mobileinheiten 20, die von den
Wächtern 17 mitgeführt werden und manuell mit den Wächterposten 11 in Wirkverbindung
bringbar sind. Es handelt sich bei den Mobileinheiten um batteriebetriebene, elektronische
Geräte, denen individuelle Mobilcodeworte zugeordnet sind. In Wirkverbindung mit
den Wächterposten 11 übernehmen sie das jeweilige Ortscodewort des Wächterpostens
und senden dieses Wort zusammen mit dem genannten Mobilcodewort über einen Sender
drahtlos aus.
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Die dritte Bausteingruppe umfasst eine zentrale Kontrollstelle 30
mit wenigstens einem Empfänger zum Empfang der durch die Mobileinheiten 20 ausgesandten
Codewörter, einer Logik, beispielsweise in Form eines Klenrechners, zum Auswerten
der empfangenen Codewörter und einer Anzeige- und/oder Druckereinheit zum Sichtbarmachen
der für das Bedienungspersonal der Kontrollstelle notwendigen Informatin.
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Die Wächterposten 11 weisen mechanische führungen aus beliebigen Material
auf, in welche die Mobileinheiten 20 zur Herstellung einer Wirkverbindung mit den
Wächterposten manuell
einschiebbar sind. Der Auslöser 13 ist in
Form eines Magneten bezüglich der Führung so angeordnet, dass er bei eingeschobener
Mobileinheit 20 diese Mobileinheit einschaltet, wodurch gleichzeitig die vollständige
Wirkverbindung zwischen Wächterposten 11 und Mobileinheit 20 hergestellt wird.
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Die Kontrollanlage arbeitet wie folgt: Jeder Wächter 17 trägt auf
seiner Ronde eine ihm zugeteilte Mobileinheit 20 mit sich.
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Entsprechend ihrem Wachtdispositiv schieben die Wächter zu gegebenen
Zeiten ihre Mobileinheiten 20 kurz in die Führungen der vorgeschriebenen Wächterposten
11 ein. Hierbei löst jeweils der Auslöser 19 über einen Startgeber die Funktionsbereitschaft
der Mobileinheit 20 aus. Diese liest hierauf das Ortscodewort des Wächterpostens
11 und übernimmt es in einen Speicher. Hierauf sendet ein Mobileinheits-Sender das
gelesene Ortscodewort und das fest gespeicherte Mobilcodewort drahtlos zur zentralen
Kontrollstelle 30. Diese empfängt die Codewörter und druckt sie zusammen mit der
Uhrzeit über einen Drucker aus.
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Damit wird in der Zentrale der Kontrollanlage laufend die Information
über die Aufenthalt sorte der durch die Mobilcodeworte ihrer Mobileinheiten gekennzeichneten
Wächter gesammelt und zur Verfügung gehalten.
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Fig. 2 zeigt ein verfeinertes Blockschaltbild einer Mobileinheit 20
und eines Wächterpostens 11. Der Speicher 12 des Wächterpostens 11 besteht aus neun
nebeneinanderliegenden Permanentmagneten
und Weicheisenstücken
einheitlicher Form und Grösse.
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Die schraffiert gezeichneten Magnete bilden den Wert logisch 1, die
nicht schraffierten Weicheisenstücke den Wert logisch 0.
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Die insgesamt 9 Bits sind aufgeteilt in 8 Bits für das Ortscodewort
und ein Redundanz-Bit, das die Parität angibt. Der Auslöser 13 wird durch einen
weiteren Permanentmagneten gebildet.
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Die Mobileinheit 20 besitzt eine dick gezeichnete Speiseleitung 40.
Diese ist durch einen automatischen Schalter 41, beispielsweise einen Schalttransistor,
der über ein Flip-"lop 42 geschaltet wird, von der Batterie 21 abtrennbar. Im allgemeinen
ist der Schalter 41 geöffnet, so dass die Mobileinheit 20 mit ihren wesentlichen
Bestandteilen von der Batterie getrennt ist. Nur der Startgeber 22 ist ständig mit
der Batterie 21 verbunden. Dieser Startgeber umfasst einen Hall-Generator, der schaltet,
wenn in seiner Umgebung das Magnetfeld des Auslöser-Magneten 13 auftritt. Durch
den Schaltvorgang wird das Flip-Flop 42 gesetzt, so dass der Schalter 41 durchschaltet.
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Auf der Speiseleitung 40 erscheint damit die Batteriespannung, wodurch
die Mobileinheit 20 betriebsbereit geschaltet ist.
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Der Speicher 12 des Wächterpostens 11 wird durch einen Leser 23 gelesen,
der aus 9 parallelen Einheiten a bis h und p besteht, wobei jede Einheit einen Hall-Generator
umfasst. Nach dem Einschalten des Schalters 41 gibt eine Logik 47 über eine Leitung
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den Auslösebefehl für das Lesen des Speichers 12. Das gelesene Ortscodewort wird
in einem Fehlerprüfer 50 einer Paritätsprüfung unterzogen. Stimmt die Parität, so
wird das gelesene Ortscodewort in einen Speicher 26 eingespeichert. Stimmt die Parität
dagegen nicht, so wird über einen Signalgeber 51, beispielsweise einen Lautsprecher,
ein Fehler-Alarm abgegeben.
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In einem weiteren Speicher 27 befindet sich das der Mobile in heit
20 zugeordnetes Mobilcodewort. Es setzt sich aus 5 Bits zusammen. Durch 5 Bits lassen
sich maximal 32 verschiedene Mobilcodewört.er bilden, die einer entsprechenden Anzahl
von Mobileinheiten zugeordnet werden können.
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Die Logik 47 veranlasst über die Leitung 55 die serielle Aussendung
der in den Speichern 26 und 27 enthaltenen Codewörter über den Sender 28 und dessen
Antenne 56. Aus Gründen, die im Empfänger der später zu beschreibenden zentralen
Kontrollstelle 30 liegen, erfolgt die Aussendung der Codewörter in Form von zwei
unmittelbar aufeinanderfolgenden Sendeworten, auf die die Codewörter und zusätzliche
Bits aufgeteilt sind.
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In Fig. 3 bezeichnet OCW das Ortscodewort und MCW das Mobilco-Codewort
Das Ortscodewort besteht aus den Bits a bis h, das Mobilcodewort aus den Bits q
bis u. Die Aufteilung der Codewörter OCW und MCW auf die Sendewörter I und II erfolgt
wie folgt:
Jedes der beiden Sendeworte beginnt mit einem Startbit
0.
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Hieran schliesst sich zur Unterscheidung der Sendeworte I und II für
das erste und 1 für das zweite Sendewort an. Die Bits a bis g des Ortscodewortes
bilden das dritte bis neunte Bit des Sendewortes I. Hieran schliesst sich das Paritätsbit
P1 des ersten Sendewortes und 1 als Stoppbit des ersten Sendewortes an. Das Bit
h des Ortscodewortes OCW bildet das dritte Bit des zweiten Sendewortes. Hieran schliessen
sich die Bits q bis u des Mobilcodewortes, ein Bit A zur Unterscheidung von Alarm-
und normalen Meldungen, ein Paritätsbit P2 und das Stoppbit 1 des zweiten Sendewortes
II.an.
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Der Sender 28 sendet die beiden beschriebenen Sendeworte in vorgegebenen
Zeitabständen mehrmals nacheinander aus, wobei die Zeitabstände gross sind gegenüber
den Zeiten, diese für die Aussendung der Sendeworte benötigt werden und wobei der
Wert logisch 1 die Sendepausen kennzeichnet.
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60 ist ein Intervallgeber, der zusammen mit der Logik 47 angibt, in
welchen Zeitabständen die Aussendung der Sendeworte wiederholt werden soll. 59 ist
ein Zähler, der die Anzahl Aussendungen einer Aus sendefolge mitzählt und nach einer
vorgegebenen Zahl von Aus sendungen ein Stopp-Signal an die Logik 47 abgibt. Die
Logik schaltet hierauf über die Leitung 44 den Schalter 42 aus.
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61 ist ein verdeckt angebrachter Notrufschalter, über den die Mobileinheit
20 aktiv geschaltet werden kann, wodurch die Aussendung eines durch das beschriebene
Bit A gekennzeichneten Notrufes erfolgt. Der Schalter 61 ist verdeckt angeordnet.
Er kann einhändig, jedoch nur unter Kraftaufwendung und unter Hinterlassung unverwischbarer
Spuren betätigt werden. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Schalter nur in
wirklichen Notfällen betätigt wird und dass die Betätigung nachprüfbar ist. Eine
Ausführungsmöglichkeit hierfür besteht darin, dass im Mobileinheit-Gehäuse ein ausbrechbarer
Bereich als Abdeckung des Schalters 61 vorgesehen wird.
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Alle Mobileinheiten 20 senden auf der gleichen Frequenz und unterscheiden
sich, wie beschrieben, durch die zugeordneten Mobilcodeworte. Da nicht vorgegeben
ist, wann die Mobileinheiten senden, ist es unvermeidbar, dass ab und zu zwei oder
mehr Mobileinheiten gleichzeitig senden und dass sich dabei Sendewörter überschneiden,
was dann einen fehlerbehafteten Empfang bedeutet. Abhilfe für dieses Problem schaffen
die Intervallgeber 60.
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Durch geeignete Wahl der Zeitintervalle zwischen den wie der holten
Aussendungen lassen sich sowohl allgemeine Störungen überspielen wie auch wiederholte
Ueberschneidungen von Aussendungen vermeiden. So können beispielsweise die Zeitintervalle
zwar konstant, aber für jede Mobileinheit 20 verschieden
gewählt
werden. Bei geeigneter Wahl der Intervall-Längen ergibt sich auf diese Weise höchstens
eine Ueberschneidung von Aussendungen während zweier sich überschneidender Aussendefolgen.
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Eine andere Möglichkeit besteht in d.er Variation der Zeitintervalle
während der Aussendefolgen, beispielsweise derart, dass sich die Intervall-Längen
wie 1 : 2 : 4 : 8 : 16 : ....
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verhalten. Auch in diesem Fall ergibt sich bis auf den Ausnahmefall
exakt gleichen Sendebeginns, dass während zweier sich überschneidender Aus sendefolgen
höchstens eine Ueberschneidung von Aussendungen auftreten kann.
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Nach ordnungsgemässer mehrmaliger Aussendungen der Sendeworte zeigt
die Mobileinheit 20 den Abschluss des Sendevorgangs durch kurzes Aufleuchten einer
Leuchtdiode 62 an.
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Die zentrale Kontrollstelle 30 besitzt einen auf die Sendefrequenz
der Mobileinheiten 20 abgestimmten Empfänger, der die Sendefolge aller Mobileinheiten
und die dabei ausgesandten Sendeworte empfängt. Mittels eines integrierten Bausteins
zur Regenerierung von 8-Bit-Worten regeneriert der Empfänger die Bits a bis g und
P1 sowie h, q bis u, A und P2. Nach Paritätsvergleichen für beide Sendeworte mit
positiven Ergebnissen stehen der zentralen Kontrollstelle 30 das Orts- und das Mobilcodewort
der jeweiligen Sendefolge zur Verfugung.
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Zeigt die Paritätsprüfung einen Fehler an, so wird die nächste Aussendung
der Aussendefolge abgewartet.
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Die empfangenen Orts- und Mobilcodeworte können zusammen mit der Uhrzeit
direkt über einen Drucker ausgedruckt werden. Es ist jedoch auch möglich,durch Zwischenspeicherung
der empfangenen Information und mit Hilfe gespeicherter, zusätzlicher Information
die von verschiedenen Mobileinheiten 20 ankommenden Mitteilungen zeitlich, nach
Mobilcode und/oder nach Ortscode zu sortieren und sortiert auszudrucken. Die zusätzliche
Information kann beispielsweise aus den Wächter-Namen bestehen, die anstelle der
empfangenen Mobilcodeworte ausgedruckt werden.
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Weiter lassen sich beispielsweise Mitteilungen, die den Wachtdispositiven
zeitlich und in der Reihenfolge entsprechen, unterdrücken. In diesem Fall werden
nur nichterwartete Ereignisse, beispielsweise das Nichtbedienen eines Wächterpostens,
ausgedruckt. Entsprechend lassen sich Mitteilungen aufgrund der Bedienung eines
Notrufschalters 61 besonders hervorheben oder akustisch bemerkbar machen.
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Die Erfindung erlaubt gegenüber der geschilderten Anordnung eine Reihe
von Variationen. So können die Wächterposten statt mit einem Magnetspeicher mit
einem anderen passiven Speicher ausgerüstet sein, der beispielsweise durch Nocken
oder Schlitze dargestellt wird. Das Zusammenwirken mit den Mobileinheiten 20 kann
über kontaktbehaftete oder kontaktlose Lese-Elemente 23 erfolgen.
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Die Paritätsprüfung durch den Fehlerprüfer 50 kann entweder parallel
oder seriell erfolgen.
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Die Logik 47 kann entweder aus einzelnen Logikbausteinen zusammengesetzt
oder durch einen Mikroprozessor gebildet sein, der mit einem Speicher zusammenarbeitet.
Im Speicher sind dann sowohl die verschiedenen Programme zur Steuerung des Mikroprozessors
wie auch die beiden Speicher 26 und 27 sowie der Inhalt des Zählers 59 und des Intervallgebers
60 enthalten.
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Die Art und Weise, wie die Orts- und Mobilcodeworte übertragen werden,
ist weitgehend frei. Die Uebertragung kann wie geschildert in Form von zwei Sendeworten
erfolgen. Es ist jedoch auch jegliche andere Art der Digitalübertragung denkbar.
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Wenn die Sendeleistung der Sender 28 klein ist und/oder wenn in Arealen
mit zahlreichen metallischen Rohrleitungen, z.B. in Chemiebetrieben, die Uebertragungseigenschaften
schlecht sind, können für die zentrale Kontrollstelle mehrere dezentral aufgestellte
Empfänger vorgesehen werden, von denen die empfangene Information über Leitungen
zur Auswerteschaltung der Kontrollstelle übertragen wird. In solchen Fällen besitzt
die zentrale Kontrollstelle 30 eine Prioritätsschaltung, die das Signal nur desjenigen
Empfängers auswertet, der den momentan besten Empfang liefert.
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Das Ausschalten der Mobileinheit 20 zum Schluss einer Aussendefolge
kann anstatt über den Zähler 59, die Logik 47 und das Flip-Flop 42 über einen Zeitschalter
erfolgen, der beim Einschalten des Schalters 41 einschaltet und nach einer vorbestimmten
Zeit ein Stopp-Signal an die Logik 47 oder auf die Leitung 44 abgibt.
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Im folgenden wird eine weitere Variante einer Kontrollanlage beschrieben.
Hierbei handelt es sich um eine besonders gebrauchstüchtige Anlage, bei der die
Wächterposten zu etikettenähnlichen Gebilden zusammengeschrumpft sind und die Mobileinheiten
fest an der Kleidung der Wächter befestigt bleiben, wenn diese die Wirkverbindung
mit einem Wächterposten herstellen.
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Fig. 4 zeigt einen flächigen Wächterposten 111, der ein zugeordnetes
Muster aufweist und der an Wänden, Säulen, Fenstern u.a.
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anbringbar ist. Das Muster umfasst wenigstens einen maschinenlesbaren
Bereich, beispielsweise einen Strichcode. In Fig. 4 ist 112 ein erster und 113 ein
zweiter Strichcode. 114 ist ein Klartext, beispielsweise eine Ortsangabe. Dieser
Klartext ist für die Erfindung jedoch unwesentlich.
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Strichcodes zum Ablesen mittels eines manuell geführten Stiftes sind
bekannt und bilden als solche nicht den Gegenstand der Erfindung. Statt der gezeigten
Strichcodes 112 und 113 könnten
auch bekannte Ringcodes oder sonstige
maschinenlesbare Codes verwendet werden. Die Codes können als optisch oder als magnetisch
lesbare Codes ausgebildet sein.
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Fig. 5 zeigt eine Mobileinheit 119, die aus einem tragbaren, an der
Kleidung befestigbaren, ortsunabhängigen, elektronischen Zentralgerät 120 besteht,
mlt welchem über eine flexible Verbindung 121 ein Lesegriffel 122 verbunden ist.
Dieser Lesegriffel kann, während das Zentralgerät 120 an der Kleidung, beispielsweise
in einer Brusttasche, befestigt ist, von Hand bequem über den flächigen Wächterposten
geführt werden, wobei die Lese spitze 123 des Lesegriffels 122 die Codewörter 112
und 113 seriell aufnimmt. Vorteilhaft ist es, wenn in der flexiblen Verbindung 121
neben den zum Betrieb des Lesegriffels 122 benötigten Leitungen, beispielsweise
Glasfaserleitungen, auch die Antenne enthalten ist, über die die Mobileinheit 119,
ihre Meldungen drahtlos zur zentralen Kontrollstelle 30 aussendet.
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Die Wächterkontrollanlage arbeitet wie folgt: Die Mobileinheit 119
ist im allgemeinen vollständig oder zumindest in ihrem überwiegenden Teil zur Schonung
der Batterie ausgeschaltet. Führt nun der Wächter 117 den Lesegriffel 122 zum Wächterposten
111, so wird durch die Annäherung oder durch leichten Druck die Mobileinheit bereitgeschaltet.
Führt der Wächter anschliessend den Schreibgriffel 122 in der richtigen Richtung,
beispielsweise von links nach rechts, zuerst über den ersten Strichcode
112,
so wird nach Prüfung dieses Codes durch eine Bereitschaftschaltung im Zentralgerät
120 ein ordnungsgemässer Wirkkontakt bestätigt oder verneint. Bei ordnungsgemässem
Wirkkontakt wird hierdurch eine Speichervorrichtung bereitgeschaltet. Diese dient
zur Aufnahme des Ortscodewortes, welches durch den zweiten Strichcode 113 dargestellt
wird. Dieses Codewort wird anschliessend an den ersten Code 112 über den gleitenden
Griffel 122 gelesen. Nach beendetem Lesevorgang erfolgt eine Prüfung des eingelesenen
Orstcodewortes auf Richtigkeit. Ist diese Prüfung positiv, dann wird das gelesene
Ortscodewort zusammen mit dem in der Mobileinheit enthaltenen Wächtercodewort als
Meldung ein- oder mehrmals ausgesandt. Anschliessend kehrt die Mobileinheit wieder
in den Ruhezustand zurück.
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Wird der erste 112 oder zweite 113 Strichcode nicht richtig gelesen,
so erscheint ein Warnsignal, welches diesen Fehler anzeigt und den Wächter 117 auffordert,
den Vorgang zu wiederholen.
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Die flexible Verbindung 121 zwischen dem Zentralgerät 120 und dem
Lesegriffel 122 enthält entweder elektrische Leitungen für die Speisung von Bauelementen
im Lesegriffel und für die Signalübertragung zwischen dem Lesegriffel und dem Zentralgerät.
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In diesem Fall kann das Einschalten der Mobileinheit über einem elektrischen
Druckschalter erfolgen, der an der Griffelspitze 123 geeignet angebracht ist.
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In anderer Ausgestaltung können alle elektronischen Bauelemente im
Zentralgerät 120 untergebracht sein. Die optische Abtastung erfolgt dann über Glasfaserleitungen,
die in der flexiblen Verbindung 121 enthalten sind.
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Weitere Varianten bestehen darin, dass gemischt Glasfaser- und elektrische
Leitungen verwendet werden und dass die Antenne zur Aussendung der Meldungen mit
der flexiblen Verbindung 121 mechanisch kombiniert ist oder nicht kombiniert ist.
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Eine weitere Variante besteht darin, dass die Leseeinheit in das Zentralgerät
120 integriert ist. In diesem Fall wird nicht ein Lesegriffel 122 über den Wächterposten
geführt, sondern das Zentralgerät mit seiner hierfür speziell ausgebildeten Lesestelle.