AT410036B - Codierbare chipkarte - Google Patents

Description

AT 410 036 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine codierbare Chipkarte für ein kontaktloses Identifizierungssystem, mit zumindest einem Chip, an den eine Antennenschleife angeschlossen ist.

Zur Identifikation von Personen und/oder Gegenständen werden in zunehmendem Maß Chipkarten verwendet, mit welchen eine üblicherweise stationäre Schreib-/Lese-Einheit zusammenarbeitet, wobei kontaktlos über ein Hochfrequenzfeld Daten in zumindest einer Richtung übertragen werden können. Bei Identifizierungssystemen, welche beispielsweise eine Zugangsberechtigung überprüfen und bei Vorliegen einer entsprechenden Codierung den Zutritt zu Räumen, die Durchfahrt durch Schranken oder den Zugang zu einem Computersystem freigeben, erzeugt die Schreib-/Lese-Einheit ein HF-Feld, bei einem standardisierten und häufig verwendeten System mit einer Frequenz von 125 kHz. Auf der Chipkarte wird über die Antennenschleife Energie aufgenommen, welche den Chip der Karte speist und in die Lage versetzt, Daten zu empfangen oder auszusenden.

Chipkarten sollen oft im Hinblick auf eine Gültigkeitsdauer codierbar sein, wobei eine solche Codierung erst bei einem Kauf der Karte oder deren ersten Benutzung erfolgt. Beispiele hierfür sind Chipkarten, welche als Skipass oder als Autobahnmautvignette verwendet werden. Zum Codieren der Chipkarte wird ein Terminal benötigt, über welches die Codierungsinformation in einen Speicher des Chips geschrieben werden kann. Dadurch ist der Verkauf von Chipkarten der gegenständlichen Art auf Verkaufsstellen beschränkt, welche über die notwendige technische Einrichtung zum Codieren verfügen. Sinngemäß gleiches gilt für das Auslesen der Chipkarte, z. B. ihrer Gültigkeitsdauer. Auch hierzu bedarf es der entsprechenden Geräte.

Antennenstrukturen auf Leiterplatten sind bekannt. So zeigt z.B. die DE 195 11 300 A1 eine Mehrlagenleiterplatte, auf welcher in Serie geschaltete, z.B. mittels eines Siebdruckverfahrens aufgebrachte Antennenspulen angeordnet sind. Die Antennenstruktur kann z.B. in Chipkarten zur Personenidentifikation eingesetzt werden.

Die DE 39 28 145 A1 offenbart eine Widerstandsschlüsselkarte zur Codeeingabe bei einem Autoradio. Auf der Schlüsselkarte ist eine gedruckte Widerstandsbahn mit Abgriffen bei bestimmten Weiten vorgesehen.

Die FR 2 603 320 A1 zeigt gleichfalls eine Widerstandscodierkarte. Sie besitzt vier Widerstände, die über Kontakte mit vier Widerständen eines elektronischen Schlosses verbindbar sind, um einen Vergleich der Widerstände der Karte mit jenen des Schlosses zu ermöglichen.

Eine Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Chipkarte zu schaffen, die ohne aufwendige Hilfsmittel codierbar ist, und die im Bedarfsfall auch ohne kontaktlos arbeitende Schreib-/ Lesegeräte zumindest hinsichtlich bestimmter Merkmale auslesbar ist.

Diese Aufgabe wird mit einer Chipkarte der eingangs genannten Art gelöst, bei welcher erfindungsgemäß auf der Chipkarte ein Netzwerk aus einer Mehrzahl von Widerständen vorgesehen ist und in uncodiertem Zustand jeder Widerstand von einer Kurzschlussbrücke überbrückt ist, wobei durch Zerstören ausgewählter Brücken eine für den Chip auslesbare eindeutige Widerstandscodierung vornehmbar ist.

Die Chipkarte nach der Erfindung bietet den Vorteil, dass zumindest bestimmte Merkmale ohne Inanspruchnahme kontaktlos arbeitender Terminals programmiert werden und gegebenenfalls auch ausgelesen werden können. Eine erfindungsgemäße Chipkarte kann mit anderen Worten kompatibel mit rein mechanisch-optischen Systemen und mit kontaktlos arbeitenden Systemen gestaltet werden.

Bei einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass das Netzwerk aus der Serienschaltung einer Mehrzahl von Widerständen besteht, welche an zwei Pins des Chips angeschlossen ist. Da die Kosten von Halbleiterchips stark mit der Anzahl der Anschlusspins steigen, ist diese Lösung, die bei entsprechender Wahl der Widerstandswerte immer ein eindeutiges Auslesen ermöglicht, vorteilhaft.

Zur weiteren Einsparung von Anschlusspins kann es empfehlenswert sein, wenn das Widerstandsnetzwerk an zumindest einem für die Antennenschleife bestimmten Pin des Chips angeschlossen ist, insbesondere wenn die Serienschaltung der Widerstände in Serie mit der Antennenschleife geschaltet ist.

Eine in Einklang mit bisherigen, rein mechanischen Codierungen stehende Lösung sieht vor, dass die Kurzschlussbügel durch Lochen der Chipkarte selektiv zerstörbar sind. Ein Lochen ist einfach durchzuführen, und eine Lochung ist auch leicht - ohne Zuhilfenahme besonderer Geräte - 2

AT 410 036 B ablesbar.

Zum Programmieren einer Gültigkeitsdauer, wie z. B. bei Mautvignetten, ist es zweckmäßig, wenn das Widerstandsnetzwerk zumindest zwölf Monatswiderstände und 31 Tageswiderstände aufweist. Dabei ist es empfehlenswert, wenn die Tageswiderstände Werte zwischen 1 * e bis 31 * e aufweisen und die Monatwiderstände 1 * f bis 12 * f, wobei e ein beliebiger Widerstandswert ist und f > 31 x e gewählt ist.

Die Erfindung samt weiterer Vorteile ist im Folgenden anhand beispielsweiser Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, in dieser zeigen • Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung in einem schematischen Schaltbild, • Fig. 2 in einer Darstellung wie Fig. 1 eine zweite mögliche Variante, und • Fig. 3 in einer teils perspektivischen Darstellung eine mögliche Anordnung von Widerständen, Kurzschlussbrücken, einer Antennenschleife und eines Chip auf einer Chipkarte nach der Erfindung.

Gemäß Fig. 1 sind auf einer Chipkarte CKA ein Halbleiterchip CHI und eine Antennenschleife ANT angeordnet, wobei letztere in Serie mit einer Anzahl von Widerständen RM1 ... RT31 an zwei Anschlusspins p1, p2 des Chips CHI angeschlossen ist.

Die Darstellung in Fig. 1 ist schematisch und keineswegs maßstäblich. Tatsächlich betragen die Abmessungen eines Chips nur wenige Millimeter, wogegen die Chipkarte CKA Abmessungen aufweisen kann, die um ein oder zwei Größenordnungen darüber liegt. Der Begriff „Chipkarte“ darf im Zusammenhang mit der Erfindung auch nicht einschränkend verstanden werden, etwa in Richtung auf eine steife Karte im Kreditkartenformat. Die „Chipkarte“ kann größer oder kleiner ausgebildet sein, sie kann beispielsweise auch als Klebevignette gestaltet sein, die an der Windschutzscheibe eines Fahrzeuges aufklebbar ist, etc.

Unter vorübergehender Bezugnahme auf Fig. 3 wird ein Codierungsbeispiel mit insgesamt 43 in Serie geschalteten Widerständen erläutert. An zwei Anschlusspins p1, p2 ist die Serienschaltung der Antennenschleife ANT mit zwölf Monatswiderständen RM1 bis RM 12 und 31 Tageswiderständen RT1 bis RT31 angeschlossen. Jeder Widerstand ist von einem Kurzschlussbügel überbrückt, solange die Karte noch nicht hinsichtlich eines Datums codiert ist. Bezeichnet sind hier lediglich die Kurzschlussbrücken KT1, KT9, KM7 und KM12. Die Antenne ANT, die Widerstände RT1 ... RM12 sowie die Kurzschlussbügel KT1 ... KM12 werden zweckmäßigerweise in einem Siebdruckverfahren unter Verwendung gut leitender - für Antenne und Kurzschlussbügel - bzw. schlechter leitender - für die Widerstände - Materialien auf die flache Karte oder Folie aufgebracht. Antenne, Kurzschlussbügel und Widerstände befinden sich meist geschützt unter der oberen/unteren Kartenoberfläche, doch ist diese zweckmäßigerweise oberhalb jedes Kurzschlussbügels markiert, z. B. mit einem Kästchen, einem Kreis, einem Stern oder dgl., so dass ein gezieltes Lochen und damit Zerstören der unter den Markierungen liegenden Kurzschlussbügel möglich ist.

Im vorliegenden Fall wurde durch zwei Lochungen LT9, LM7 der Kurzschlussbügel KT9, KM7 das Datum „9. Juli“ codiert. Um ein eindeutiges Auslesen eines codierten Datums zu ermöglichen, müssen die Werte sämtlicher Widerstände unterschiedlich sein. Beispielsweise kann man die Tageswiderstände RT1 ... RT31 so wählen, dass RT1 den Wert e aufweist, RTL den Wert 2e, usf. und schließlich RT31 den Wert 31e. Für den ersten Monatswiderstand RM1 muss ein Wert f > 31 * e gewählt werden. RM2 hat dann den Wert 2f und RM12 den Wert 12f. Für n = 0,5 Ohm ergäben sich: RT1 = 0,5 Ohm, RT31 = 15,5 Ohm, RM1 sei mit 16 Ohm gewählt und dementsprechend ist RM12 = 172 Ohm. Für ein Ausgabedatum der Karte „31. Dezember“ ergäbe sich ein Gesamtwiderstand der Serienschaltung von 31 x 0,5 + 12*16 = 207,5 Ohm.

Wieder zu Fig. 1 zurückkehrend erkennt man, dass der Chip CHI außer einem Prozessor CPV und einer Sende-/Empfangseinheit RTX sowie einer nicht gezeigten Stromversorgung (aus der Antennenschleife) auch einen Analog/Digital-Wandler ADW besitzt, dessen Analogeingang an dem Pins p1 und p2 liegt und dessen Digitalausgang zu dem Prozessor CPU führt. Wird mittels einer nicht dargestellten Stromquelle ein Messstrom durch die Serienschaltung aller Widerstände und der Antennenschleife gesandt, so kann aus dem resultierenden Spannungsabfall der Wert der Widerstandsserienschaltung und damit das codierte Datum eindeutig ermittelt werden, wobei natürlich der Widerstand der Antennenschleife ANT berücksichtigt wird. Bei einer Ausführung nach Fig. 3 kann beispielsweise ein 9-bit P/D-Wandler in den Chip integriert sein. Für den Fachmann ist es klar, dass auch andere Merkmale als das Datum codierbar sein 3

Claims (7)

1. AT 410 036 B können, beispielsweise ein örtlicher Geltungsbereich. Das Datum andererseits könnte auch eine Jahresangabe enthalten. Das Widerstandsnetzwerk muss nicht zwingend eine Serienschaltung von Widerständen sein, sondern es können auch Parallelschaltungen oder Kombinationen aus Parallel-/Serienschaltungen angewendet werden, solange die Codierung eindeutig bleibt. Soferne man auf eine unmittelbar einsichtige Codierung verzichten kann, lässt sich ein Merkmal wie das Datum auch digital mit Hilfe einer Anzahl von Widerständen in Binärdarstellung codieren, wobei man für jedes Bit nur einen Widerstand benötigt. Nicht immer kann ein relativ hoher Serienwiderstand in der Antennenschleife toleriert werden, da dieser natürlich zu einer Bedämpfung und Energieverlusten führt. In solchen Fällen schließt man das Widerstandsnetzwerk unabhängig von der Antennenschleife ANT an den Chip an bzw. verwendet lediglich einen Anschlusspin mit der Antennenschleife gemeinsam, wie in Fig. 2 dargestellt. Die Antennenschleife ANT liegt hier an zwei Pins p1 und p2, die Serienschaltung der Widerstände und Kurzschlussbügel an den Pin p2 sowie an einem weiteren Pin p3. Der mittels einer Stromquelle SQU erzeugte Spannungsabfall an dem Widerstandnetzwerk wird dem A/D-Wandler ADW zugeführt. Es sei noch darauf hingewiesen, dass im Zusammenhang mit der Erfindung der Begriff „Widerstand“ nicht auf ohmsche Widerständebeschränkt sein soll. Wenngleich ohmsche Widerstände in den meisten Fällen die einfachste und zweckmäßigste Realisierung der Erfindung erlauben, können auch kapazitive und induktive Widerstände, d. h. Kondensatoren und Spulen Verwendung finden, sowie ein Widerstandsnetzwerk, das Kombinationen der genannten Widerstände enthält. PATENTANSPRÜCHE: 1. Codierbare Chipkarte (CKA) für ein kontaktloses Identifizierungssystem, mit zumindest einem Chip (CHI), an den eine Antennenschleife (ANT) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Chipkarte ein Netzwerk aus einer Mehrzahl von Widerständen (RM1 ... RT31) vorgesehen ist und in uncodiertem Zustand jeder Widerstand von einer Kurzschlussbrücke (KM1 ... KT31) überbrückt ist, wobei durch Zerstören ausgewählter Brücken eine für den Chip auslesbare eindeutige Widerstandscodierung vornehmbar ist.
2. 2. Chipkarte (CKA) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzwerk aus der Serienschaltung einer Mehrzahl von Widerständen (RM1 ... RT31) besteht, welche an zwei Pins (p1, p2) des Chips (CHI) angeschlossen ist.
3. 3. Chipkarte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandsnetzwerk an zumindest einem für die Antennenschleife (ANT) bestimmten Pin (p2) des Chips (CHI) angeschlossen ist.
4. 4. Chipkarte (CKA) nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Serienschaltung der Widerstände (RM1 ... RT31) in Serie mit der Antennenschleife (ANT) geschaltet ist.
5. 5. Chipkarte (CKA) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurzschlussbügel (KM1 ... KT31) durch Lochen (LT9, LM7) der Chipkarte selektiv zerstörbar sind.
6. 6. Chipkarte (CKA) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandsnetzwerk zumindest zwölf Monatswiderstände (RM1 ... RM12) und 31 Tageswiderstände (RT1 ... RT31) aufweist.
7. 7. Chipkarte (CKA) nach einem der Ansprüche 2 bis 5 und Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Tageswiderstände (RT1 ... RT31) Werte zwischen 1 * e bis 31 * e aufweisen und die Monatswiderstände (RM1 ... RM12) 1 * f bis 12 * f, wobei e ein beliebiger Widerstandswert ist und f > 31 x e gewählt ist. HIEZU 2 BLATT ZEICHNUNGEN 4