Artikelsicherungssystem

Ein Warensicherungsetikett ist Bestandteil eines Warensicherungssystems (auch EAS - Elektronische Artikel-Sicherung.) im Einzelhandel. An der Ware befestigt sorgt es dafür, dass bei Diebstahl entweder Alarm ausgelöst wird oder die Ware unbrauchbar wird. Warensicherungsetiketten werden beim regulären Bezahlvorgang entfernt oder deaktiviert.

Mechanisches Sicherungsetikett

Sicherungsetikett an einem Gürtel.

Aufbau eines mechanischen Sicherungsetiketts.

Mechanische Etiketten enthalten eine Farbpatrone. Sie lassen sich nur mit einem Spezialwerkzeug entfernen. Beim abgebildeten System ist das ein meist im Tresen eingebauter starker Magnet, der das innere Blechhütchen gegen die Federkraft zurückzieht und einen zwischen den Kugeln festgeklemmten Haltestift freigibt. Werden sie gewaltsam aufgebrochen, entleert sich die Farbpatrone. Textilien werden auf diese Weise verfärbt und unbrauchbar gemacht. Mechanische Sicherungsetiketten verhindern möglicherweise einen Wiederholungsdiebstahl.

Elektronisches Warensicherungsetikett

Ein elektronisches Warensicherungsetikett eines Elektronischen Artikelsicherungssystems (EAS) löst beim Annähern der gesicherten Ware an eine Antenne einen Alarm aus. Antennensysteme zur Detektion befinden sich meist zwischen Ladenkasse und Ausgang des Geschäfts, um unbezahlte Ware zu melden. Moderne Warensicherungsetiketten sind vom Kassenpersonal aktivierbar und deaktivierbar.

Der Trend bei der Warensicherung ist, die entsprechenden Sicherungselemente bereits direkt in das Produkt oder die Produktverpackung zu integrieren. Diese sogenannte Quellensicherung schränkt die Manipulationsmöglichkeiten ein und reduziert die Kosten für die Anbringung.

Derzeit sind vier verschiedene elektronische Warensicherungssysteme auf dem Markt. Es sind radiofrequente, elektromagnetische, hochfrequente und akustomagnetische Warensicherungssysteme.

Radiofrequenz-Resonanz-Verfahren

RF-Etikett, Ober- und Unterseite (rechts), Größe ca. 4cm x 4cm.

Das Bild zeigt ein sogenanntes RF-Etikett. Auf der Oberseite trägt es eine EAN (European Article Number). Auf der Rückseite ist eine silbrig glänzende Spirale zu erkennen, dies ist eine Spule, die zugleich als Antenne dient. Der blaue Steg im Bild verbindet Anfang und Ende der Spule mit einem Kondensator. Spule und Kondensator bilden einen Schwingkreis mit der Etikett-typischen Resonanzfrequenz.

In einem äußeren elektromagnetischen Hochfrequenz-Feld, das auf seine Resonanzfrequenz abgestimmt ist - typischerweise um 8,2 MHz -, entzieht der Schwingkreis dem System Sendeenergie und ist so nachweisbar (siehe auch Dipmeter). Das felderzeugende System zur Detetektierung ist im Ausgangsbereich nach der Kasse installiert. Nach dem Kauf der Ware muss das Etikett deaktiviert werden, um keinen Falschalarm auszulösen. Entweder geschieht dies mechanisch (Abziehen des Etiketts, Durchtrennen der Spule), oder elektrisch (Induzieren hoher Ströme, die den Kondensator irreversibel verändern und damit den Schwingkreis verstimmen).

RF-Etiketten haben einige Nachteile, zum Beispiel ihre Größe und ihre geringe Selektivität. So können auch verschiedene mobile elektronische Geräte wie Hörgeräte, Radios oder Mobiltelefone zufällig mit ihren elektrischen Schaltungen Resonanzkreise auf der Detektionsfrequenz darstellen. In diesen Fällen wird ein unerwünschter Falschalarm ausgelöst. Ungünstige Orientierung relativ zu den Antennen oder Abschirmung durch Metall bewirken, dass nur 70% der aktiven Etiketten erkannt werden.

Ihre leichte Manipulierbarkeit, bspw. durch das Auflegen einer Euromünze, spricht gegen ihre Sicherheitsfunktion. Durch das Auflegen des metallischen Gegenstandes auf das Etikett gelangt kein Magnetfeld mehr zur Spule und der Schwingkreis wird nicht mehr angeregt, sodass das Etikett für das Detektionssystem unsichtbar wird. Verantwortlich hierfür ist unter anderem der Wirbelstromeffekt.

Einmal deaktiviert lassen sie sich nicht wieder verwenden. Der Vorteil von RF-Etiketten ist ihr geringer Preis.

Daneben gibt es auch noch die sog. Hardtags. Sie sind als kegelförmige Objekte aus Kunststoff ausgeführt, die über eine Sicherungsnadel vorzugsweise an Textilwaren zu finden sind. In Ihnen befindet sich eine, aus einer Ader eines Flachbandkabels parabolisch gewickelte und anschließend heiß verpresste Spule mit einem Kermaikkondensator an ihren Enden. Diese Etiketten sind gegenüber flachen deutlich lageunempfindlicher. Diese Art von Etiketten wird nach dem Kauf an der Kasse entfernt und ist somit wiederverwendbar. Die Sicherungsnadel macht es dem Dieb scheinbar zunächst unmöglich dieses Etikett zu entfernen. Tatsächlich lassen sich solche Hardtags aber mit einem einfachen, ausreichend starken Magneten entfernen. Durch den angelegten Magnet werden Kugeln, die über eine Federkraft die Sicherungsnadel festhalten, zurückgezogen und geben die Nadel frei. Somit stellt auch dieses System nur eine trügerische Sicherheit dar.

Elektromagnetisches Verfahren

EM-Etiketten, Größe ca. 7cm x 0,5cm

Das Bild zeigt zwei Etiketten des sogenannten elektromagnetischen Verfahrens (EM-Etikett). Der lange Metallstreifen im oberen Bild ist teilweise von kurzen Streifen verdeckt, die aus ihrer Position verrutscht sind. Unten ist er in Papier eingebettet und als hellgraue Schattierung erkennbar. Der Metallstreifen besteht aus einer leichtmagnetisierbaren Legierung. In einem sinusförmigen magnetischen Wechselfeld mit einer Frequenz von 10Hz bis 20kHz gelangt er zu seiner Sättigungsmagnetisierung. Die steilen Flanken der Magnetisierung erzeugen Oberschwingungen im Wechselfeld, die sich leicht nachweisen lassen.

EM-Etiketten lassen sich reversibel aktivieren und deaktivieren. Die kurzen Metallstreifen, zu sehen im Bild oben, sind hartmagnetisch und im aktiven Zustand unmagnetisiert.
Zur Deaktivierung des Etiketts setzt man sie einem Magnetfeld aus, wodurch sie selbst magnetisch werden. Sie halten dann den weichmagnetischen langen Metallstreifen in Sättigung, der dann einer Ummagnetisierung durch ein äußeres Feld nicht mehr folgen kann.

Harmonische Systeme

Harmonische Systeme bestehen ebenso wie die akustomagnetischen Systeme aus amorphen Metallstreifen. Der Name kommt daher, weil die Etiketten auf die von der Detektionseinrichtung ausgesendeten Sinusschwingung mit Oberschwingungen antworten. Durch die Analyse dieser Oberschwingungen kann festgestellt werden, ob sich ein aktives Etikett im Einflussbereich des Detektionsystem befindet.

Der Metallstreifen ist bei diesen Systemen bis zu 10 cm lang und ca. 2 mm breit und besitzt kürzere Streifen mit dauermagnetischen Eigenschaften, welche bei der Herstellung eingearbeitet werden. Je nach geometrischer Anordnung dieser hartmagnetischen Eigenschaften am Metallstreifen ergibt sich eine typische spektrale Oberschwingungsanordnung welche beispielsweise mittels schneller Fourier-Transformation analysiert werden kann. Der Sender in der stationären Detektionseinheit sendet kontinulierlich die Grundschwingung und empfängt die Oberschwingungen.

Auch dieses Etikett kann bei Bedarf magnetisch aktiviert oder deaktiviert werden: Bei aktivem Etikett sind diese Streifen entmagnetisiert, bei deaktivierten Etikett werden die hartmagnetischen Strukturen magnetisiert und verschieben damit die spektrale Verteilung der Oberschwingungen.

Zwar wird bei diesem System nur ein Metallstreifen benötigt, trotzdem überwiegen als Warensicherungsystem die folgenden Nachteile:

• Länge von bis 10 cm langen Metallstreifen ist für viele Produkte zu groß.
• Die aufwändige Struktur des amorphen Metallstreifens in Kombination mit hartmagnetischen Abschnitten treibt den Preis pro Etikett in die Höhe.
• Die notwendigen Empfangsantennen müssen sehr eng aufgestellt werden und erlauben nur eine Schleusenbreite von maximal 1 m.

Zu den Vorteilen zählen:

• Es können leichter selektive Systeme realisiert werden. Durch unterschiedliche Anordnungen der hartmagnetischen Abschnitte entlang des Metallstreifen ergeben sich auch andere Anordnung der Muster von Oberschwingungen, was zur Unterscheidung beispielsweise unterschiedlicher Produktgruppen genutzt werden kann.
• Sehr dünne Etiketten, da diese nur aus dem 0,02 mm dünnen Metallstreifen bestehen und nicht in einer Kunststoffträgerschachtel eingebaut werden müssen.
• Unempfindlich gegen Knicke im Metallband.

Harmonische Sicherungssysteme kommen vor allem im Bereich von Bibliotheken zur Sicherung der Buchbestände im Freihandbereich zur Anwendung.

Akustomagnetisches Verfahren

Eingebettetes AM-Etikett, Größe ca. 4 cm × 1 cm × 0,1 cm

AM-Etikett, aufgeschnitten.

Im linken Bild ist ein akustomagnetisches Etikett (AM-Etikett) zu sehen, das bereits der Hersteller im Rahmen der Quellensicherung in ein Textilschildchen eingearbeitet hatte. Schneidet man das Etikett auf, rechtes Bild, kommen bei den sog. aktuellen DR-Etiketten zwei (bei älteren sog. LE-Etiketten eine) lose eingelegte amorphe Metallstreifen zum Vorschein. Den dritten Metallstreifen, im Bild vorne zu sehen, hält eine Plastikfolie auf Abstand zu den losen Streifen. In einem Magnet-Wechselfeld geraten die amorphen Metallstreifen durch Magnetostriktion (Kontraktion im Magnetfeld) in mechanische Schwingungen. Im Resonanzfall schwingen sie noch kurz weiter, auch wenn das äußere Feld unterbrochen wird. Das Nachschwingen erzeugt seinerseits ein Magnetwechselfeld, das Antennen von außen registrieren.

Die Resonanzfrequenz der Metallstreifen und damit auch die Frequenz des Magnet-Wechselfelds liegt typischerweise bei 58 kHz, die Unterbrechungsfrequenz bei etwa 45 Hz. Das Wechselfeld wird nach 2 ms ausgeschaltet. 5 ms lang versuchen die Antennen, Nachschwingsignale nachzuweisen, um nach weiteren 15 ms wieder für 2 ms das Magnetwechselfeld auszustrahlen.

Der fest mit dem Gehäuse verbundene dritte Metallstreifen besteht aus einem magnetisch harten Material. Ist er magnetisch, fällt die mechanische Resonanzfrequenz mit der des Magnetwechselfeldes zusammen, das Etikett ist aktiv. Eine Demagnetisierung des Metallstreifens verstimmt das Etikett, es ist deaktiviert. Im Gegensatz zu EM-Etiketten kann man es sich hier aussuchen, ob ein AM-Etikett bei Magnetisierung aktiviert oder deaktiviert sein soll. Die Festlegung der Resonanzfrequenz folgte der Überlegung, dass für einen möglichen Dieb die Demagnetisierung deutlich schwieriger zu bewerkstelligen ist als die Magnetisierung.

Die Deaktivierung erfolgt dementsprechend an der Kasse durch Hineinhalten der Ware in ein starkes magnetisches Wechselfeld.

RFID-Verfahren

Während die oben genannten Etiketten nur ein Bit an Information mitteilen, nämlich aktiviert oder deaktiviert, kann ein RFID-Etikett zum Beispiel eine gespeicherte Zahl senden, die oft nicht nur für die Warengruppe, sondern für den individuellen Artikel steht. Das Empfangssystem kann daher diese Zahl mit der beim Bezahlen ausgelesenen Zahl vergleichen oder daraus logistische Informationen gewinnen.

Das Etikett besteht aus einer Antenne mit Resonanzkreis und einem Mikrochip. Der Resonanzkreis versorgt den Mikrochip über die HF-Strahlung des Detektionssystems mit Energie. Gleichzeitig werden Daten zwischen dem Mikrochip und der Detektionseinrichtung übertragen. Der RFID-Chip speichert oft auch selbst Daten, im einfachsten Fall die Information „bezahlt“ bei der Deaktivierung an der Kasse.

Siehe auch

Magnetischer Barkhausen-Effekt - ein weiteres physikalisches Phänomen, das in EAS-Systemen eingesetzt werden kann.

http://www.vacuumschmelze.de/dynamic/docroot/medialib/documents/pdf/fipublikationen/EAS_deutsch_2001.pdf - eine sehr genaue Beschreibung der Warensicherungsetiketten