JP4776963B2 - Wireless communication apparatus and wireless communication system - Google Patents
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Description
本発明は、非接触型の無線通信部を有する無線通信装置に関する。 The present invention relates to a wireless communication apparatus having a contactless wireless communication unit.
近年、ICカードなどにより構成された定期券による自動改札処理や、IDカードによる入退出処理を行う際に、カードとゲートとの間を非接触型の近距離無線方式により通信を行う無線システムが提案されている。 In recent years, when performing automatic ticket gate processing using a commuter pass composed of an IC card or the like and ID card entry / exit processing, there is a wireless system that communicates between a card and a gate by a non-contact short-range wireless method. Proposed.
当該無線システムにおいては、通信を起動する側の機器(イニシエータ)が呼ばれる側の機器(ターゲット)に対して、電力搬送波の電磁誘導により電力供給を行う。即ち上記の例では、電源を持たないカードに対し、ゲート側から電磁誘導により電力を供給する。ゲート上にカードをかざすとカード内に電力が励起され、カードが動作状態となる。 In the wireless system, power is supplied to a device (target) called a device (initiator) that starts communication by electromagnetic induction of a power carrier wave. That is, in the above example, power is supplied from the gate side to the card having no power source by electromagnetic induction. When the card is held over the gate, power is excited in the card and the card becomes operational.
通常はICカードごとにアプリケーションや動作モードが決まっており、例えば自動改札処理の場合は、鉄道会社が発行する専用のICカードがあり、当該ICカードは定期券としてのみ動作する。また、一般に自動改札機がイニシエータとなり、ICカード定期券はターゲットとしてのみ動作する。 Usually, applications and operation modes are determined for each IC card. For example, in the case of automatic ticket gate processing, there is a dedicated IC card issued by a railway company, and the IC card operates only as a commuter pass. In general, an automatic ticket gate serves as an initiator, and an IC card commuter pass operates only as a target.
同様に、入退出処理の場合は、個人IDとして発行される専用のICカードがあり、当該ICカードは入退出用のエントランスカードとしてのみ動作する。この場合も当該ICカードはターゲットとしてのみ動作する。 Similarly, in the case of entry / exit processing, there is a dedicated IC card issued as a personal ID, and the IC card operates only as an entrance / exit entrance card. In this case, the IC card operates only as a target.
さらに近年は、パーソナルコンピュータなどに接続したリーダライタを用いて、ICカードに電子マネーをチャージできる環境が整備されている。この場合も当該ICカードはターゲットとしてのみ動作する。
しかしながら、上記の例では、ある機能を実現するためのICカードとゲート(リーダー)の組み合わせは一意に決まっているため、上述の例では、ICカード定期券をそのまま入退出用のエントランスカードとして使用することはできない。 However, in the above example, since the combination of the IC card and the gate (reader) for realizing a certain function is uniquely determined, in the above example, the IC card commuter pass is used as it is as an entrance card for entry and exit. I can't do it.
また、ICカード間の通信のように、通常はターゲットとして動作する者同士における通信時は、ICカードにおいて、起動時のモードを切り替える必要がある。 Further, when communicating between persons who normally operate as targets, such as communication between IC cards, it is necessary to switch the startup mode in the IC card.
しかるに、このためには、使用に先立ちリーダライタなどによりカードのEEPROMを設定し直す必要があった。 However, for this purpose, it is necessary to reset the EEPROM of the card by a reader / writer before use.
本発明は、非接触型の無線通信部を有する無線通信装置において、動作の切り替えを簡単に行うことを目的とする。 An object of the present invention is to easily switch operations in a wireless communication apparatus having a non-contact wireless communication unit .
本発明は上記目的を達成するために、
非接触型の無線通信部を有する無線通信装置において、
他の無線通信装置の近接を検出するための検出手段と、
前記検出手段による検出の有無により異なる動作を実現する制御手段と、を設けたものである。
In order to achieve the above object, the present invention
In a wireless communication device having a non-contact type wireless communication unit,
Detecting means for detecting the proximity of another wireless communication device ;
And a control unit to realize different depending on whether the detection operation by the detection means, in which the provided.
本発明によれば、
複数の機器を重ねて同時にかざすと、機器により異なるモードを起動できる。例えば、2つの機器を重ねた場合は上側カードをイニシエータ、下側カードをターゲットとして起動可能である。また、機器間でのポイント、入金金額の移動を行う場合に移動元と移動先の区別が可能である。
According to the present invention,
Different devices can be activated by overlapping multiple devices and holding them simultaneously. For example, when two devices are stacked, it can be activated with the upper card as an initiator and the lower card as a target. In addition, when transferring points and deposit amounts between devices, it is possible to distinguish between a transfer source and a transfer destination.
また、3つの機器を重ねた場合は、一番上の機器のみ異なるモードを起動できる。例えば複数のカード状の機器がケース内にあるときに一番上の機器のみを有効にできるという効果を有する。 When three devices are stacked, different modes can be activated only for the top device. For example, when a plurality of card-like devices are in the case, only the top device can be made effective.
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to examples.
(第1の実施形態)
本実施例では、図4の形態でICカード1からICカード3へ電子マネーを移動する例を適用する。
(First embodiment)
In this embodiment, an example in which electronic money is transferred from the
本発明の技術は、例えば図1に示すようなICカード1に適用される。
The technique of the present invention is applied to, for example, an
このICカード1は図1に示すように、アンテナ回路101、整流回路102、電源回路103、変復調回路104、CPU105、不揮発メモリ106、RAM(Randam Access Memory)107、磁気スイッチ108、磁気部材109、制御バス110、磁気シールド111を備えている。ICカード1はこれらの構成により、非接触型無線通信方式であるNFC(Near Field Communication)通信を実現する。
As shown in FIG. 1, the
次にICカード1が備える各手段について詳細に説明する。
Next, each means provided in the
アンテナ回路101は、図6に示すようにコイルLとコンデンサCが並列接続された共振回路により構成されており、リーダライタ2から送信される電波を受信するとともに電磁結合によりリーダライタ2側へデータを送信する。コイルLは一般に渦巻状のプリントパターンにより構成される。
As shown in FIG. 6, the
電磁誘導によりアンテナ回路101に発生した交流電圧は整流回路102により直流電圧に変換され、蓄電される。蓄電手段としてはスーパーキャパシタが一般に用いられる。さらに電源回路103により安定化がなされる。変復調部104は、アンテナ回路101に励起したキャリア(電波)を包絡線検波し、キャリアの包絡線に重畳されているデータをCPU105へ出力する。また、CPU105から出力される送信データに対して、
データ‘1’⇒インピーダンス大、データ‘0’⇒インピーダンス小
となる負荷変調を施す。データの送信は、リーダライタ2から受信したキャリアを折り返し、このときにデータの値に応じて負荷を切り替えることで実現される。
The AC voltage generated in the
Load modulation is applied so that the data becomes “1” → high impedance and the data “0” → low impedance. Data transmission is realized by returning the carrier received from the reader /
CPU105は、ICカード各部の制御を司る。ICカードアプリケーションプログラム及びNFCの動作を規定するプログラムはファームウエアとして不揮発メモリ106に格納されている。RAM107はCPU105の作業領域を提供する。磁気スイッチ108は磁力線に感応してその有無により接点を開閉する。磁気部材109は磁気を帯びており磁力線を発する。例えば永久磁石である。磁気スイッチ108は図4に示すようにICカード1の表面近傍に配置され、磁気部材109はこれとほぼ同位置の裏面近傍に配置されている。磁気シールド111は磁気部材109の磁力線に磁気スイッチ108が感応しないように両者を分離するためのシールドであり、一般に金属薄膜により実現される。不揮発メモリ106、RAM107、磁気スイッチ108は、制御バス110によりCPU105に接続されている。
The
ICカード3は、上述のICカード1が備える各手段101〜111と同様の各手段301〜311を備える。図示及び詳細説明は省略する。
The
また、本発明の技術は、例えば図3に示すようなリーダライタ2に適用される。このリーダライタ2は図3に示すように、アンテナ回路201、キャリア発生回路202、電源回路203、変復調回路204、CPU205、不揮発メモリ206、RAM207、制御バス210を備えている。リーダライタ2はこれらの構成により、非接触型無線通信方式であるNFC(Near Field Communication)通信を実現する。
The technique of the present invention is applied to a reader /
次にリ−ダライタ2が備える各手段について詳細に説明する。
Next, each means provided in the reader /
アンテナ回路201は、図6に示すようにコイルLとコンデンサCが並列接続された共振回路により構成されており、ICカード1へ電波を送信するとともに電磁結合によりICカード1からデータを受信する。コイルLは一般に渦巻状のプリントパターンにより構成される。
As shown in FIG. 6, the
電源回路203はリーダライタ2の各部へ電源を供給する。キャリア発生回路202はICカード1への電力供給用、およびICカード1とのデータ送受信用のキャリアを生成する。変復調部204は、CPU205から出力される送信データに対して、
データ‘1’⇒最大振幅、データ‘0’⇒最小振幅、最大振幅:最小振幅=10:9
となる振幅変調を生成キャリアに施す。また、自己が生成し送信したキャリアの反射波を受信してインピーダンスの変化を検出することでデータを復調してCPU205へ出力する。
The
Data '1' = maximum amplitude, data '0' = minimum amplitude, maximum amplitude: minimum amplitude = 10: 9
Is applied to the generated carrier. In addition, by receiving the reflected wave of the carrier generated and transmitted by itself and detecting a change in impedance, data is demodulated and output to the
CPU205は、リーダライタ各部の制御を司る。リーダライタとしてのアプリケーションプログラム及びNFCの動作を規定するプログラムはファームウエアとして不揮発メモリ206に格納されている。RAM207はCPU205の作業領域を提供する。不揮発メモリ206、RAM207は、制御バス210によりCPU205に接続されている。本リーダライタ2は通常のNFCの動作の他に、ICカードとのデータ通信を行わずにキャリアのみを送出するモードを備える。
The
次に、図9のフローチャートに従い、動作の流れを説明する。 Next, the flow of the operation will be described according to the flowchart of FIG.
ここでは、NFCの動作について、通信を開始する側をイニシエータ、着信側をターゲットと規定する。 Here, regarding the NFC operation, the side that starts communication is defined as an initiator, and the destination side is defined as a target.
まず、図4に示すようにICカード1とICカード3を重ねる(S801)。するとICカード3の磁気スイッチ308とICカード1の磁気部材109が対向する状態となり、ICカード3の磁気スイッチ308がICカード1の磁気部材109に感応して接点を閉結(ON)する。ICカード1の磁気スイッチ108は、磁気が存在しないため接点を開放(OFF)する(S802)。
First, as shown in FIG. 4, the
次に、リーダライタ2をキャリア送出モードに設定する(S803)。リーダライタ2のキャリア発生回路202から13.56MHzのキャリアが生成され、アンテナ回路201から送出される。ここで、2枚のカードを重ねた状態でリーダライタ2にかざすと(S804)各カードにキャリアが入力され、電磁誘導により各々のアンテナ回路101、301に交流電圧が発生する。発生した交流電圧は整流回路102、302により直流電圧に変換され、さらに蓄電されるとともに、電源回路103、303により安定化されてICカード各部に供給される(S805)。
Next, the reader /
カードに電源が供給されると、ICカード3では、接点ONの磁気スイッチ308が“L”を出力する。当該出力は制御バス310を介してCPU305に入力される。
When power is supplied to the card, the magnetic switch 308 with the contact ON in the
ICカード1では、接点OFFの磁気スイッチ108が“H”を出力する。当該出力は制御バス110を介してCPU105に入力される(S806)。
In the
ここで、各CPUに入力される値により、図7のテーブルに示される機能が起動する(S807)。本テーブルは不揮発メモリ106、306に格納されており、リーダライタなどにより予め設定しておくことが可能である。
Here, the function shown in the table of FIG. 7 is activated by a value input to each CPU (S807). This table is stored in the
すなわち、ICカード1はイニシエータでデータ移動元となる。ICカード3はターゲットでデータ移動先となる。
That is, the
“H”が入力されたCPU105はICカード1をイニシエータとして動作させるべく各部の制御を行い、また、ICカードの電子マネー情報を移動するアプリケーションプログラムを起動する(S808)。
The
まず、リーダライタ2に対してキャリア停止のコマンドを送信する(S809)。本コマンドは変復調回路104において、リーダライタ2からのキャリアに対するインピーダンスを変化させる負荷変調により送信される。本コマンドを受信したリーダライタ2はキャリア送出を停止する。キャリア停止後は、ICカード1はS805で蓄電された電力により動作を継続する(S810)。
First, a carrier stop command is transmitted to the reader / writer 2 (S809). This command is transmitted by the modulation /
続いてCPU105は不揮発メモリ106に格納されている電子マネー情報を読み出し、変復調回路104へ入力する(S811)。本情報は図示しないキャリア発生回路からのキャリアを用いて変復調回路104で振幅変調された後、アンテナ回路101よりICカード3へ送信される(S812)。
Subsequently, the
“L”が入力されたCPU305はICカード3をターゲットとして動作させるべく各部の制御を行う。また、ICカードの電子マネー情報を移動するアプリケーションプログラムを起動する(S813)。
The CPU 305 to which “L” is input controls each unit to operate with the
ICカード1からキャリアが送信されると、電磁誘導によりアンテナ回路301に交流電圧が発生し、本交流電圧は整流回路302により直流電圧に変換され、さらに蓄電されるとともに、電源回路303により安定化されてICカード各部に供給される。本交流電圧はさらに変復調回路304に入力されてデータ復調が施され、復調された電子マネー情報がCPU305に入力される(S814)。CPU305は本情報を不揮発メモリ306に格納する(S815)。
When a carrier is transmitted from the
本情報を格納すると、ICカード1へ格納完了の通知信号を送信する(S816)。本通知信号の送信は以下のようになされる。すなわち、ICカード1から受信したキャリアが変復調回路304により送信データに応じて負荷変調されて、ICカード1に折り返される。ICカード1では変復調回路104により本信号が復調されてCPU105に入力される(S817)。CPU105が本信号を受信して、ICカード3における電子マネー情報の格納が完了すると、CPU105は不揮発メモリ106から当該電子マネー情報を消去する(S818)。
When this information is stored, a storage completion notification signal is transmitted to the IC card 1 (S816). This notification signal is transmitted as follows. That is, the carrier received from the
以上のようにして、ICカード1からICカード3への電子マネー情報の移動が完了する。
As described above, the transfer of the electronic money information from the
上述の実施例では、ICカードへ適用したが、これに限定されることはなく、例えばNFC機能内蔵の携帯電話やデジタルカメラに適用しても同様の効果を有する。 In the above-described embodiment, the present invention is applied to an IC card. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention has the same effect when applied to a mobile phone or a digital camera with a built-in NFC function.
また、上述の実施例では、キャリア送出手段としてリーダライタを用いたが、キャリアを発生可能な機器であればこれに限定されない。例えばバッテリーを搭載した、NFC機能内蔵の携帯電話やデジタルカメラでもよい。 In the above-described embodiment, the reader / writer is used as the carrier sending means. However, the present invention is not limited to this as long as it is a device capable of generating a carrier. For example, a mobile phone with a built-in NFC function or a digital camera may be used.
また、上述の実施例では、ICカード2枚を重ねたが、3枚以上重ねても同様の効果を有する。この場合、一番上のICカードの磁気スイッチは“H”を出力し、その他のICカードの磁気スイッチは“L”を出力する。よって一番上のカードのみ他カードと異なる機能とすることができる。例えばショッピングカードに適用した場合に、一番上のカードがポイントの配信元となり、当該カードのポイントを提携先の他のカードへコピーすることが可能である。 In the above-described embodiment, two IC cards are stacked, but the same effect can be obtained by stacking three or more IC cards. In this case, the magnetic switch of the top IC card outputs “H”, and the magnetic switches of the other IC cards output “L”. Therefore, only the top card can have a different function from other cards. For example, when applied to a shopping card, the top card becomes a point distribution source, and the point of the card can be copied to another card of the partner.
なお、近年のナノテクノロジーの進展により磁気スイッチ、永久磁石は、マイクロマシンとしてICカードに内蔵可能となっている。また、スイッチなどの電気接点や磁気シールドは金属の薄膜により構成できる。これらの金属薄膜は、ICカード製造に用いられる印刷技術にて製造可能である。 Note that with the recent progress of nanotechnology, magnetic switches and permanent magnets can be built in IC cards as micromachines. In addition, electrical contacts such as switches and magnetic shields can be composed of metal thin films. These metal thin films can be manufactured by a printing technique used for IC card manufacturing.
(第2の実施形態)
本実施例では、ICカード1とICカード3を重ねた場合に、ICカード1のみを有効にする例を適用する。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, an example in which only the
本発明の技術は、例えば図2に示すようなICカード1に適用される。
The technology of the present invention is applied to, for example, an
図中101〜107、110は上述の第1実施例と同様である。
In the figure,
112は近接スイッチである。近接スイッチの例として、発光部と受光部とで構成されるフォトセンサがある。図8はフォトセンサの詳細図である。対象物が近接すると発光部からの光が反射されて反射波が受光部に入光する。この反射波の検出により対象物の近接を検出する。発光部としてはLED(Light Emitting Diode)が一般に用いられ、受光部としてはフォトトランジスタやPINダイオードが一般に用いられる。 112 is a proximity switch. As an example of the proximity switch, there is a photosensor including a light emitting unit and a light receiving unit. FIG. 8 is a detailed view of the photosensor. When the object approaches, the light from the light emitting unit is reflected, and the reflected wave enters the light receiving unit. The proximity of the object is detected by detecting the reflected wave. An LED (Light Emitting Diode) is generally used as the light emitting unit, and a phototransistor or a PIN diode is generally used as the light receiving unit.
ICカード3は、上述のICカード1が備える各手段101〜107、110、112と同様の各手段301〜307、310、312を備える。図示及び詳細説明は省略する。
The
次に、図10のフローチャートに従い、動作の流れを説明する。本実施例ではリーダライタ2は通常通りICカードとデータ通信を行う。
Next, the flow of operations will be described with reference to the flowchart of FIG. In this embodiment, the reader /
まず、図5に示すようにICカード1とICカード3を重ねる(S901)。リーダライタ2は通常のNFC動作に従いキャリアを定常的に送出している。
First, as shown in FIG. 5, the
この状態で2枚のカードをリーダライタ2へかざすと(S902)各カードにキャリアが入力され、電磁誘導により各々のアンテナ回路101、301に交流電圧が発生する。発生した交流電圧は整流回路102、302により直流電圧に変換され、さらに蓄電されるとともに、電源回路103、303により安定化されてICカード各部に供給される(S903)。
In this state, when two cards are held over the reader / writer 2 (S902), a carrier is input to each card, and an AC voltage is generated in each
カードに電源が供給されると、ICカード3では、近接センサ312の発光部から光が送出され、ICカード1に反射した反射波が受光部に入光する。すると受光部の素子が“ON”となり、レベル“L”が出力される。当該出力は制御バス310を介してCPU305に入力される(S904)。ICカード1では、近接センサ112の発光部から光が送出されるが、光を反射する対象物が存在しないため反射波が受光部に入光されず、受光部の素子が“OFF”となり、レベル“H”が出力される。当該出力は制御バス110を介してCPU105に入力される。
When power is supplied to the card, the
そして、実施例1と同様に、各CPUに入力される値により、図7のテーブルに示される機能が起動する(S905)。すなわち、ICカード1は有効となり(S906)、ICカード3は無効となる(S907)。
Then, as in the first embodiment, the function shown in the table of FIG. 7 is activated by the value input to each CPU (S905). That is, the
以上のようにして、上側にあるICカードのみを有効にすることができる。 As described above, only the IC card on the upper side can be validated.
本実施例においても、ICカードを3枚以上重ねても同様の効果を有する。この場合、一番上のICカードのみを有効とすることが可能である。 In this embodiment, the same effect can be obtained by stacking three or more IC cards. In this case, only the top IC card can be validated.
例えばICカード定期券に適用した場合、カードホルダー中に定期券が複数あるときに、正規区間のカードを一番上にしておけば、そのまま改札ゲートにかざすだけでゲートを通過できる。 For example, when it is applied to an IC card commuter pass, if there are a plurality of commuter passes in the card holder, if the card in the regular section is placed at the top, it can pass through the gate just by holding it over the ticket gate.
なお、フォトセンサは近年の半導体プロセスの進展により、ICカードに内蔵可能な小型のものが製造可能である。 Note that a small-sized photosensor that can be built into an IC card can be manufactured with recent progress in semiconductor processes.
2 リーダライタ
3 ICカード
101,201,301 アンテナ回路
102,302 整流回路
103,203,303 電源回路
104,204,304 変復調回路
105,205,305 CPU
106,206,306 不揮発メモリ
107,207,307 RAM
108,308 磁気スイッチ
109,309 磁気部材
110,210,310 制御バス
111,311 磁気シールド
112,312 近接センサ
202 キャリア発生回路
2 Reader /
106,206,306 Nonvolatile memory 107,207,307 RAM
108, 308
Claims (6)
カードの一方面に配置され、他の無線通信装置に磁気を検出させるための磁気部材と、
カードの他方面に配置され、他の無線通信装置が具備する磁気部材によって磁気を検出した場合に他の無線通信装置の近接を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出の有無により異なる動作を実現する制御手段と、を備えることを特徴とする無線通信装置。 A wireless communication device in the form of a card having a non-contact type wireless communication unit,
A magnetic member disposed on one side of the card for causing the other wireless communication device to detect magnetism;
A detecting unit disposed on the other side of the card and detecting the proximity of another wireless communication device when magnetism is detected by a magnetic member included in the other wireless communication device ;
And a control unit that realizes different operations depending on the presence or absence of detection by the detection unit.
他の無線通信装置の近接を検出するための検出手段とDetecting means for detecting proximity of other wireless communication devices;
前記検出手段による検出の有無により、通信を起動するイニシエータになるか、イニシエータから着信を受けるターゲットになるかを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする無線通信装置。A wireless communication apparatus comprising: control means for controlling whether to become an initiator that activates communication or a target that receives an incoming call from the initiator, depending on whether or not the detection means detects.
他の無線通信装置の近接を検出するための検出手段と、Detecting means for detecting the proximity of another wireless communication device;
前記検出手段による検出の有無により、データの移動元になるか、データの移動先になるか、を制御する制御手段と、Control means for controlling whether to be a data movement source or a data movement destination depending on the presence or absence of detection by the detection means;
を備えることを特徴とする無線通信装置。A wireless communication apparatus comprising:
他の無線通信装置の近接を検出するための検出手段と、Detecting means for detecting the proximity of another wireless communication device;
前記検出手段による検出の有無により、前記無線通信装置のICカードとしての機能を有効にするか、無効にするかを制御する制御手段と、Control means for controlling whether to enable or disable the function of the wireless communication device as an IC card, depending on the presence or absence of detection by the detection means;
を備えることを特徴とする無線通信装置。A wireless communication apparatus comprising:
カード状の形態の他の無線通信装置の近接を検出するための検出手段と、Detection means for detecting the proximity of another wireless communication device in the form of a card,
前記検出手段による検出の有無により異なる動作を実現する制御手段と、を備え、Control means for realizing different operations depending on the presence or absence of detection by the detection means,
前記検出手段は、前記無線通信装置に重ねて配置された他の無線通信装置を検出する手段であり、The detection means is means for detecting another wireless communication device arranged to overlap the wireless communication device,
前記制御手段は、重ねて配置された他の無線通信装置と異なる動作を行うよう制御することを特徴とする無線通信装置。The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the control unit performs control so as to perform an operation different from that of another wireless communication apparatus arranged in an overlapping manner.
他の無線通信装置の近接を検出するための検出手段と、Detecting means for detecting the proximity of another wireless communication device;
前記検出手段による検出の有無により異なる動作を実現する制御手段と、を備え、Control means for realizing different operations depending on the presence or absence of detection by the detection means,
前記検出手段は、前記無線通信装置に重ねて配置された他の無線通信装置を検出する手段であり、The detection means is means for detecting another wireless communication device arranged to overlap the wireless communication device,
複数の無線通信装置が重ねて配置された場合に、特定の無線通信装置のみ異なる動作が行われることを特徴とする無線通信装置。A wireless communication device characterized in that when a plurality of wireless communication devices are arranged in a stacked manner, only a specific wireless communication device performs different operations.
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