CN1099654C - 功率传送系统,功率传送/通信系统和读取器和/或写入器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一个功率传送/通信系统，用于通过电磁波从读取器和/或写入器向IC卡发送功率，和通过电磁波进行发送或发送和接收所述读取器和/或接收器之间的通信信号的功率传输通信系统，其特征在于，由从所述读取器和或写入器输出的电磁波感应的电磁场的强度受到控制，即由此感生的功率强度和发送功率所需要的时间受到限制。

Description

功率传送系统，功率传送/通信系统和读取器和/或写入器
本发明涉及功率传送系统，功率传送/通信系统和读取器和/或写入器和IC卡，其中在它们和邻近(proximity)无线卡之间传送无线操作功率，这些卡是在例如现金自动售货机，电子货币，自动检查和收集系统，室内外管理系统等情况下使用的诸如现金卡，信用卡，地铁票，月票，联票，经营卡，ID卡，许可证这样的卡，并在它们之间实现通信。
以前在共同未决的日本专利申请Nos.Hei 7-85233和9-62816中已经知道功率被从与卡不接触的电源侧通过光或磁场提供给邻近无线卡(IC卡)。
日本共同未决专利No.Hei 7-220123也描述了一种用于降低功率消耗的非接触式检查和收集机。在这种机器中，当人/媒体进入一个特定输出区且售票窗位置感测器打开时，功率就被传送给人体/媒体。在这种情况下，如果在特定时间之后没有和人体/媒体侧的通信，在售票窗处的人体/媒体就被判断为没有非接触卡的过路人，并且停止功率传送。相反如果在功率传送开始后的一特定时间内有和非接触卡的通信，在售票窗口处的人体/媒体就被判断为正好是一个通过者并继续保持功率传送，接着，在经过特定时间之后，就判断和非接触卡的通信已经结束并停止功率传送。
在非接触卡系统中(邻近无线卡系统)，当将在地铁站或车站或类似地方的出口或入口处的售票窗口将要使用的现金卡，信用卡，地铁票，联票等带如IC卡中时，和当用户使其IC卡经过在地铁站或车站或类似地方的出口或入口处的售票窗口提供的读取器和/或写入器时，就从读取器和/或写入器线圈或天线发射出功率传送波或一个通信波，并且由在卡侧提供的线圈或天线接收并感应电磁波，从而操作在卡一侧的电路，检测到一个信号，要求从读取器和/或写入器的线圈或天线发射出的功率传送波要符合无线保护标准。
同时，功率传送波被无线保护标准定义为在只考虑暴露于人体或人手的关系中对人体的热效应时任意六分钟的平均值。
但是上述文件日本共同未决专利No.Hei 7-220123所述的现有技术是这样配置的，当人/媒体进入一个特定输出区且售票窗位置感测器打开时，功率就被传送给人体/媒体。在这种情况下，如果在一特定时间内有和非接触卡的通信，在售票窗口处的人体/媒体就被判断为正好是一个通过者并继续保持电能传送，接着，在经过特定时间之后，就判断和非接触卡的通信已经结束并停止功率传送，结果就要求上述特定时间要长一些以便在特定时间过去之后能够保证能完成功率传送，并且也要求功率的传输量要大一些以保证能将功率传送给非接触卡。
因此上述现有技术没有考虑这样一个观点，既要求从读取器和/或写入器的线圈或天线发射出的功率传送波要通过在功率传送期间最小化功率传送量并且最小化传送功率所要求的时间而充分满足无线保护标准。
因此考虑到上述问题，本发明的一个目的是，提供功率传送系统，功率传送/通信系统和读取器和/或写入器和IC卡，其中功率可以从读取器和/或写入器或类似设备向诸如CPU或类似的典型为5mw的大功率消耗的邻近无线卡(IC卡)传送，同时电能传送波又能充分满足无线保护标准。
根据本发明为了达到上述目的提供了用于通过电磁波从读取器和/或写入器向IC卡传送功率，和通过电磁波进行发送或发送和接收所述读取器和/或接收器之间的通信信号的功率传送/通信系统，其特征在于，由从所述读取器和/或写入器输出的电磁波感应的电磁场的强度受到控制。
根据本发明还提供了一种电能传送/通信系统，用于通过电磁波从读取器和/或写入器向IC卡发送功率，和通过电磁波进行发送或发送和接收所述读取器和/或接收器之间的通信信号的功率/传送通信系统，其特征在于，由从所述读取器和/或写入器输出的电磁波感应的功率的大小受到控制。
根据本发明还提供了一种读取器和或/写入器，用于在IC卡和所述读取器和/或写入器之间产生电磁波，从而既向IC卡提供操作电源又通过所产生的电磁波发送或发送和接收通信信号，它包括：用于控制由电磁波感应的磁场强度和发送功率所需要的时间的设备。
根据本发明还提供了一个读取器和/或写入器，用于在IC卡和所述读取器和/或写入器之间产生电磁波，从而既向IC卡提供操作电源又通过所产生的电磁波发送或发送和接收通信信号的读取器和或/写入器，它包括：用于控制由电磁波感应的电能的大小和传送电能所需的时间的设备。
根据本发明还提供了一个读取器和/或写入器，用于在IC卡和所述读取器和或/写入器之间产生电磁波，从而既向IC卡提供操作电源又通过所产生的电磁波发送或发送和接收通信信号的读取器和或/写入器，它包括：用于检测人体或IC卡的设备；和基于由所述检测设备检测到的信号，控制由电磁波感应的磁场的强度或电能的强度(电流或电压的幅度)及传送功率所需的时间的设备。
根据本发明还提供了一个读取器和/或写入器，用于在IC卡和所述读取器和或/写入器之间产生电磁波，从而既向IC卡提供操作电源又通过所产生的电磁波发送或发送和接收通信信号，它包括：用于检测人体或IC卡的设备；用于判断IC卡和读取器和/或写入器之间的通信结束的通信控制电路；和用于根据所述检测设备所检测到的信号控制功率发送的开始时间，和当通信控制电路判断IC卡和读取器和或/写入器之间的通信结束时，控制电能发送的结束的设备。
根据本发明还提供了一个读取器和/或写入器，用于在IC卡和读取器和/或写入器之间产生电磁波，从而既向IC卡提供操作电源又通过所产生的电磁波发送或发送和接收通信信号的读取器和或/写入器，包括：用于根据通过电磁波从IC卡接收到的给IC卡的功率接收电平信息，控制由电磁波感应的磁场强度或由磁场感应的功率强度(电流或电压的幅度)及传送功率所需时间的设备。
根据本发明，上述读取器和/或写入器进一步包括用于产生功率发送信号的电源部分；用于对输入传输数据进行编码的编码器电路；用于对从编码器电路获得的信号进行调幅并将经幅度调制的信号加在从电源部分获得的信号上的调制器；和用于根据从所述调制器获得的信号馈送功率的功率馈送电路；和用于根据由所述功率馈送电路馈送的电流产生电磁波的线圈或螺线天线。
根据本发明还提供了一个IC卡，它包括：用于由电磁波接收电能的接收部分；用于调整由所述接收部分接收的功率的调整电源电路，将经调整的电源转换为直流电压并提供DC电压；功率接收电平检测器电路，用于检测从所述调整电源电路所获得的功率接收电平；用于产生对应于由所述功率接收电平检测器电路所检测的功率接收电平的信息的微机；一个解码器电路，用于解码对应于从所述微机输出的功率接收电平的信息；一个发送器部分，用于根据对应于从所述解码器电路获得的经解码的信号调制一个信号，并从此通过电磁波将经调制的信号发送出去。
通过上述结构，电能可以从读取器和/或写入器备向诸如CPU或类似的典型为5mw的大功率消耗的邻近无线卡(IC卡)传送，并且可以通过无线在读取器和/或写入器和邻近无线卡之间建立通信同时功率传送波又能充分满足无线保护标准。
通过结合附图的以下详细描述将完全理解本发明的其它目的和益处，其中：
图1是表示电能传送/通信系统的整体结构草图，其中根据本发明在读取器和/或写入器和无线邻近卡之间通过无线传送功率，并且通过无线在它们之间完成通信；
图2是表示一个系统的实施例的框图，其中根据本发明电能通过无线在读取器和/或写入器和邻近无线卡系统之间传送，他们之间的通信也通过无线进行。
图3是表示系统的另一个实施例的框图，其中根据本发明电能通过无线在读取器和/或写入器和邻近无线卡系统之间传送，他们之间的通信也通过无线进行。
图4是一个描述图2所示的人体或卡检测之间的关系的图；
图5是表示根据本发明用于数据通信的电能传送波和调制波之间的关系的图；
图6是表示根据本发明安装在读取器和或写入器上的R/W线圈(天线)的全面视图；
图7是表示根据本发明的读取器和/或写入器中的功率传输的控制流图。
下面将参考附图描述本发明的优选实施例。
首先将描述用于在非接触卡之间传送非接触卡电能的系统，这些卡是在例如现金自动售货机，电子货币，自动检查和收集系统，室内外管理系统等情况下使用的诸如现金卡，信用卡，地铁票，月票，联票，经营卡，ID卡，许可证这样的卡，并在它们之间实现通信。
图1概括表示电能传送/通信系统的配置，其中功率通过无线从在一个窗口或汽车上或在出入口或在预定地方处提供的读取器和/或写入器被传送到一个将通过与之非接触或与之紧邻的读取器和/或写入器的非接触卡2，并且通过无线实现他们之间的通信。非接触卡2由一个用户携带并使其通过在一个窗口或汽车上或在出入口处提供的，并且与之不接触，相距大约20CM，从而发送和接收有关现金卡，信用卡，地铁票，联票等的信息，从而可以执行现金卡，信用卡，地铁票，联票等的功能。
图2和图3分别是表示系统实施例的框图，其中功率通过无线在读取器和/或写入器1和非接触卡(邻近无线卡：IC卡)2之间传送，并且各信息进一步通过无线发送和接收。图2和3所示的每个实施例分别表示一种情况，其中功率的传送和通信的发送和接收都由电磁波完成，而电磁波由图5所示的R/W单元1中提供的R/W线圈101和在邻近无线卡2中形成的卡线圈201之间的功率发送波和数据通信调制波构成。因此，在ASK调制系统中的功率发送波和信号波从频域看相当于不同的频率分量。但是功率发送波的幅度从时域看只是简单的根据信号的速率而变化。换言之，从时域看，通过将功率传送波和信号波相乘所产生的调制波好象是功率传送波的波形幅度只是简单的向上和向下变化。当通过无线发送调制波时，功率发送波和信号波被认为通过分离的天线分别被被独立的发送。但是在本实施例中，场强度被限定在无线电报ACT的范围(距离3米处为500μv/m)之内并且经调制的波通过单一的天线(R/W线圈)101被发送，以简化非接触卡(邻近无线卡：IC卡)2。
因此R/W(读取器/写入器)单元1包括，一个产生13.56MHZ的高频电压的电源105，对输入数据106编码以向邻近无线卡2发送的编码器电路107，一个调制器108，用于将经编码器编码的信号幅度调制的电压加在由电源105产生的一个高频13.56MHZ的电压上，一个发送放大器109，用于放大经ASK调制的信号和由调制器108加在高频电压上的信号，一个匹配电路(馈送电路)102，经过电抗耦合103耦合经发送放大器109放大的信号，并且有一个电容器104进行阻抗匹配，从而禁止阻抗反射，一个R/W线圈101，用于产生电磁波以根据匹配电路102的输出发送功率和数据并通过电磁波接收从邻近无线卡2的线圈201发送的数据，一个滤波器电路110，用于通过用匹配电路102和由R/W线圈所接收的信号匹配从经过感抗耦合103产生的信号中除去噪声分量，接收放大器111用于放大从滤波器电路获得的信号，解调器112用于用从电源105获得的高频13.56MHZ的电压信号解调经接收放大器111放大的信号，解码器电路113，用于解码经解调器112解调的信号并将经解码的信号作为作为接收数据(DATA)从其输出，一个通信控制电路240，当设备231检测到人体进入一个入口或邻近无线卡2被置于R/W单元1的上表面时，接收人体检测或卡检测设备231所提供的信号242并且产生一个请求信号给卡2作为传输数据106，将来自卡2的响应信号和由卡2中的功率接收电平检测器电路236检测到的功率接收电平数据作为接受数据接收，并控制R/W单元1和卡2之间的通信。
邻近无线卡2包括一个卡线圈201，用于接收所产生的电磁波以进行从R/W单元1的R/W线圈101的电能和数据传输，并产生一个对应于经负载-开关调制的传输数据的电磁波；无线芯片202包括：一个匹配和调整电路203，用于调整由卡线圈201接收的13.56MHZ的功率并提供和发送及接收信号的阻抗匹配，电源电路204，用于提供功率电平约为5mv的大约2到5V的恒定DV电压，这个电压是从调整和匹配电路203输出的经调整和感应的电压获得的，一个时钟提取电路206，用于从从匹配和调整电路203获得的接收信号提取一个时钟，一个LPF电路207，用于从从匹配和调整电路203获得的接收信号中移去噪声分量，一个波形整形电路208，用于整形从LPF电路207获得的接收信号的波形，一个负载开关调制器电路209，用于将发送信号进行负载开关调制，将经调制的信号提供给匹配和调整电路203以允许阻抗匹配并将经调制的信号提供给卡线圈201；和一个CPU+接口芯片210，包括一个分频电路211，将从无线芯片202的时钟提取电路206提取的时钟信号进行分频，从而产生一个信号用于操作微机，一个解码器电路212，用于解码从无线芯片202的波形整形电路208获得的信号，一个接收数据控制电路213，用于控制从解码器电路212获得的经解码的数据并输入数据到微机214，一个传输数据控制电路215，用于通过控制数据传输从微机获得数据，一个编码器电路216，用于通过控制它们编码从传输数据控制电路215所获得的传输数据，并将数据输入到无线芯片202的负载开关调制器电路209，一个H8或类似的微机214，有内置的存储器用于存储信息作为其中的卡并用于处理数据的发送和接收，所述CPU+接口芯片210有从无线芯片202的电压电源电路204提供的稳定的电源电压205。
通过电磁波发送功率的R/W线圈101和卡线圈201被用于在短距离内提高功率传送的效率。当线圈在邻近无线卡2上形成时，会带来强的抗变形的益处。R/W线圈和卡线圈201可以用螺线天线形成。
如上所述在邻近无线卡系统中，可以通过无线发送功率并且当非接触卡接近读取器和/或写入器1时，通过无线的信息发送和接收可以在读取器和或写入器1和非接触卡2之间进行。换言之，在邻近无线卡系统中，由线圈或螺线天线101为读取器和/或写入器发射功率传送波或通信波，并且在卡一侧由线圈或螺线天线201接收电磁波，这样就感应出一个电压，在卡一侧运行电路并允许对信号的检测。
现在考虑在读取器和或写入器1中所采用的线圈或螺线天线101足够小到根据使用频率13.56MHZ所确定的波长并且天线上电流的波动也基本一致。因此在天线侧向中产生强的电场而在垂直方向产生强的磁场。
在这种情况下，当装有线圈和螺线天线201的非接触卡2在垂直方向时，可以发送或接收功率发送波或信号波。
同时，无线保护标准从它和人体和手的接触关系考虑到对人体的影响将13.56MHZ的功率发送波定义为任意6分钟的平均值。因此为了满足无线保护标准有必要在尽可能短的时间内将电能传送给邻近无线卡2并将功率传送输出在除此之外的时间设置在一个包括0电平的尽可能低的电平。
将参考图2和3描述关于上述13.65MHZ的功率传送波的满足无线保护标准的实施例。
在图2所示的实施例中，人体检测或卡检测设备231检测到人体230已经进入到一个入口或邻近卡2已经被置于R/W单元1的上表面，从而获得一个在图4中标为41的信号。用户230带着邻近无线卡前行到入口。将邻近无线卡2置于由R/W单元1的R/W线圈101所产生的电磁场所花的时间是不定的，因此如图4的标号42所示落入实线和虚线之间。输出控制电路232根据从人体检测或卡检测设备231获得的检测信号242形成或处理在如图4所示的预定时间间隔期间处于ON的控制信号43(例如它落入虚线和实线之间的范围内)。即使将邻近无线卡2置于由R/W单元1的R/W线圈101所产生的电磁场所花的时间是不定的，控制信号43的ON时间间隔最好设置为从R/W单元1的R/W线圈101使用无线的功率传输到邻近无线卡所需要的最小值并且通信可以在R/W单元1和邻近无线卡2之间进行。换言之，即使将邻近无线卡2置于由R/W单元1的R/W线圈101所产生的电磁场所花的时间是不定的，控制信号43的ON时间可以是第二个单元能够操作邻近无线卡2或比它更小的时间间隔。但是，人体检测或卡检测之间的时间和将邻近无线卡2置于由R/W单元1的R/W线圈101所花的时间将被设置为几秒或最多到10秒的数量级。从输出控制电路所获得的控制信号43可以被提供给例如发送天线109一进行它的ON和OFF控制。这时，不一定需要OFF控制并且可以把控制信号43设置到接近OFF的状态。在发送放大器109处不必执行ON和OFF控制。从R/W线圈天线101产生的对应于最终级的电磁波可以受到ON-OFF控制。结果，在ON时间为控制信号43从R/W单元1的R/W线圈101产生电磁波给卡线圈发送201电能，从而产生并提供一个功率电平大约为5mw，电压值为2到5V的恒定DC电源电压205。因此足以操作邻近无线卡。
从输出控制电路232获得的控制信号43可以显示在诸如光发射部件或类似的在R/W单元上提供的显示设备237上，以提醒用户。当检测到人体时，提供了发射诸如红外射线或类似光的光发射部件和光检测和接收部件，以象人体检测和卡检测设备231那样和入口的通道相对。之后，当用户进入通道时，就能够检测到人体遮住了光线。这时，可以使用非光的不受影响的电磁波。当检测到卡时，提供了发射诸如红外射线或类似的光的光发射部件和光接收部件，以和邻近无线卡所在的空间相对，和人体检测或卡检测设备231一样。之后，当邻近无线卡出现在或被带入该空间时，就可以检测到卡遮住了光线。这时，可以使用不是光的不受影响的电磁波。另外，在输出控制电路232中提供了一个定时器，由输出控制电路232在比最小周期短的邻近无线卡在R/W单元中的时间内周期性地产生一个短期ON信号。之后，ON信号被提供给发送放大器109，从而在短期内周期性的从R/W单元1的R/W线圈101产生一个电磁波。在这种情况下，由卡线圈201在邻近无线卡出现在R/W单元的瞬间接收电磁波，以产生电源电压205。之后，一些类型的信号被由无线从邻近无线卡2传送到读取和或写入器1，这样就可以从R/W单元1的解码器电路113获得卡检测信号。卡检测的信号233可以被输入到人体检测或卡检测设备231。简言之，在邻近无线卡2出现在R/W单元1的瞬间从R/W单元1的解码器电路113获得卡检测的信号。
人体或卡检测设备231通过电抗238监视R/W线圈101的阻抗，电抗处于一种没有功率被向邻近无线卡发送的状态，从而可以获得卡检测的信号239。也就是，由于R/W线圈的阻抗随着邻近无线卡2的接近而变化，可以通过使用电抗238检测它的变化来检测邻近无线卡的出现。
在本发明中，读取器和或写入器包括人体或卡检测设备231和输出控制电路232。
根据上述的实施例，电能发送波足以满足无线保护标准。在这种情况下，可以从R/W单元1向邻近无线卡2发送功率。另外，可以在R/W单元1和邻近无线卡之间通过无线进行通信。
在图3所示的实施例中，在邻近无线卡2中提供用于检测从无线芯片202的电源电路204输出的电源电平205的功率接收电平检测电路236。当邻近无线卡2出现并暴露于由R/W单元1的R/W线圈101产生的电磁波时，功率被从R/W单元1传送到邻近无线卡2，这样就从电源电压电路204获得接收电能。功率接收电平检测器电路236检测接收功率电平并向微机214输入检测的电平信号。之后，微机产生对应于输入电平信号的信息作为发送数据。一个编码器电路216对信息编码并将这样处理过的信息输入到负载开关调制器电路209，在此被负载开关调制。之后卡线圈201通过无线向R/W单元1的R/W线圈101发送功率接收电平的信息。R/W单元1的R/W线圈101接收功率接收电平的信息并从解码器电路113获得功率接收电平信息。之后，R/W线圈101向接收电能监视器/控制电路234输入功率接收电平信息235。(在图2所示的实施例中对应于通信控制电路)。另外，接收功率监视器/控制电路234确定是否有足够的卡接收功率。如果发现卡接收功率够充足，则接收功率监视器/控制电路234就输出一个信号，将发送功率降低到所需的最低电平并将其输入到输出控制电路232。输出控制电路232输入一个信号，用于控制从接收功率监视器/控制电路获得的发送功率电平给一个发送放大器109，以控制从发送放大器109输出的信号的幅度。结果，有所需最小电平的功率被通过电磁波不断的从R/W线圈101向邻近无线卡2的卡线圈201发送。即使在本实施例的情况下，电能发送波也足以满足无线保护标准，并且电能可以从R/W单元1向邻近无线卡发送。另外，可以在R/W单元1和邻近无线卡之间建立通信。
在本实施例中，在输出控制电路中安装一个定时器，这样就由输出控制电路232在比邻近无线卡存在R/W单元1中的最小周期短的周期中周期性地产生一个短期ON信号。之后输出控制电路232将这个信号加在发送功率电平控制信号上并将经这样处理的信号提供给，例如发送放大器109。对于它的应用，在短期内从R/W单元1的R/W线圈101周期性地产生电磁波，并且可以由电磁波发送所需最小电平的功率。在这种情况下，所需最小电平的功率只在对应于所需最小电平的时间内从R/W线圈101向邻近无线卡2的线圈201发送。因此，因此功率传送波足以满足无线保护标准。
另外，显然在图3所示的卡2中提供的功率接收电平检测器电路236也可以在图2所示的卡2中被提供。
接着将参考图7描述在读取器和或写入器中的功率传输控制流，用于通过电磁波在必要的最小时间内以所需的最小电平将功率从R/W线圈101向邻近无线卡2的卡线圈201发送。首先，如果在步骤71人体检测或卡检测设备231检测到人体或卡，控制流就进行到步骤72，在此输出控制电路232根据检测信号242输出一个ON信号，以打开发送放大器109，从而通过电磁波向卡2发送电能。接着在步骤73，通信控制电路240根据来自人体检测或卡检测设备231的检测信号242形成一个请求信号作为发送数据106。如果在步骤74，由于卡2没有正常的出现R/W线圈101中，通信控制电路240没有从卡2接收到响应信号作为接收数据，控制流就进行到步骤78，在这里，通信控制电路240在一特定的时间过后给输出控制电路输出一个信号以停止功率的传送。结果，输出控制电路232向发送放大器109输出一个OFF信号停止送电。另外，如果在步骤74通信控制电路240从卡2接收到一个响应信号作为传输数据114，则控制流就进行到步骤75，在这里根据包括在响应信号中的指示卡的类型的数据判断卡是否是一种不同类型的卡。如果判定卡是一种不同类型的卡，通信控制电路240就输出一个信号给输出控制电路232以停止功率的传送。如果判定不是一种不同类型的卡，控制流就进行到76，在此通信控制电路240接收包括在响应信号中的由功率接收检测器电路236检测到的功率接收电平数据，如果功率接收电平大于发送所需的最小电平，通信控制电路240就输出一个信号给输出控制电路232以降低发送功率。输出控制电路232发送一个控制信号给发送放大器109以降低发送功率，从而控制发送放大器109降低放大器的放大率。如果在步骤76卡不是一种不同类型的卡，通信控制电路240就根据发送数据106和接收数据114进行和卡2的通信，在步骤77，当通信结束时，通信控制电路240输出一个信号给输出控制电路232以停止功率的发送。
如上所述，功率通常以必要的最小电平和最短时间被从R/W单元提供，以足以满足无线保护标准。
另外，由于放大率和功率传送的开和关都可以用调制器108和感抗耦合103之间提供的控制发送放大器109用输出控制电路232进行控制，所以电路配置可以简化。
在一个辐射场满足无线电报Act的限制值且可通信范围被扩大的实施例中，接着将描述在读取器和或写入器1所采用的线圈或螺线天线101。
图6表示附在读取器和或写入器1上的线圈或螺线天线的基本结构。参考号5表示线圈或螺线天线101的主线圈或螺线天线，用于产生一个电磁波进行功率和数据的传送。参考号6和7表示一对在主线圈或螺线天线5外提供的辅助线圈或螺线天线以感应或带来主线圈或螺线天线5产生的大部分磁场8，防止它们扩展到更远的距离。将流经辅助线圈或螺线天线6的电流的方向和流经主线圈或螺线天线5的电流的方向相同。另外，将流经辅助线圈或螺线天线7的电流的方向和流经辅助线圈或螺线天线6的电流的方向相反。结果，主线圈或螺线天线5产生的大部分磁场由辅助线圈或螺线天线对6和7感生和引入。因此远处的场强被消除或变弱。因此可以让辐射场满足无线电报会的限制值，增加流经主线圈或螺线天线5的电流值并扩大通信范围。也就是说由主线圈或螺线天线5产生的大部分磁场由辅助线圈或螺线天线对6和7引入。因此就在远距离消除了电磁场强度从而减弱了它，就产生了由主线圈或螺线天线5生成的电磁场5。即使流经主线圈或螺线天线5的电流值增加了且带来的这个强电磁场，也可以满足电报会的限制值(3m处为500)。结果，这样邻近无线卡2距读取器和或写入器1的可通信范围和距离也就扩大了。也就是说，用于给IC卡2提供操作功率并发送或发送和接收通信信号的读取器和或写入器使多个线圈或螺线天线5，6和7分布电流沿相同的方向和相反的相位或者沿相反的方向和相同的相位流过，从而产生彼此作为相对的部件工作的磁场并合成它们的方向。因此可以在很近或短距离内进行电能传送或令人满意的通信而不会彼此影响，而在远距离之外电磁场彼此干扰和相互抵销。因此读取器和或写入器1上提供有天线101用于控制辐射场。
如上所述，本发明体现了如下的有意效果，既能够从读取器和或写入器向诸如CPU这样的有典型大约5mw的大功率无线消耗的邻近无线卡发送功率，并且可以通过无线在读取器和或写入器和邻近无线卡之间建立通信，而电能发送波又足以满足无线保护标准。
虽然已经参考示范实施例描述了本发明，但该描述并不构成任何限制。本领域的一般技术人员通过参考以上描述将对所示实施例的各种变型及本发明的其他实施例一目了然。因此我们认为所附权利要求将覆盖任何这样的变型和任何落在本发明范围之内的实施例。

Claims (15)

1.读取器和/或写入器，用于在IC卡和所述读取器和/或写入器之间产生电磁波，从而执行提供操作功率给IC卡和通过产生的电磁波发送和接收通信信号的操作，包括：
用于检测人体或IC卡的装置；和
用于根据所述检测装置检测的一个信号，控制由电磁波感应的电磁场的强度的装置。
2.读取器和/或写入器，用于在IC卡和所述读取器和/或写入器之间产生电磁波，从而执行提供操作功率给IC卡和通过产生的电磁波发送和接收通信信号的操作，包括：
用于检测一个人体或IC卡的装置；
一个通信控制器电路，用于判断IC卡和所述读取器和/或写入器之间的通信的结束；和
装置，用于根据由所述检测装置检测的一个信号控制功率发送的开始时间，并且在所述通信控制电路判断IC卡和所述读取器/写入器之间的通信结束时，控制功率发送的结束时间。
3.读取器和/或写入器，用于在IC卡和所述读取器和/或写入器之间产生电磁波，从而执行提供操作功率给IC卡和通过产生的电磁波发送和接收通信信号的操作，包括：
用于检测一个人体和IC卡的装置；
通信控制电路，用于判断IC卡和所述读取器和/或写入器之间的通信结束，并从IC卡接收一个有关IC卡是否是一种不同类型卡的响应；和
装置，用于根据由所述检测装置检测的一个信号控制功率发送的开始时间，并且在所述通信控制电路接收到一个表示IC卡是不同类型的卡的响应时，控制功率发送的开始时间，并且在通信控制电路判断和IC卡的通信结束时，控制功率发送的结束时间。
4.根据权利要求2和3任意之一的读取器和/或写入器，进一步包括根据由所述检测装置检测的一个信号，控制由电磁波感生的磁场强度的装置。
5.读取器和/或写入器，用于在IC卡和所述读取器和/或写入器之间产生电磁波，从而执行提供操作功率给IC卡和通过产生的电磁信号发送和接收通信信号的操作，包括：
装置，用于根据给IC卡的，通过电磁波从IC卡接收的功率接收电平信息，控制由电磁波感生的磁场强度。
6.读取器和/或写入器，用于在IC卡和所述读取器和/或写入器之间产生电磁波，从而执行提供操作功率给IC卡和通过产生的电磁波发送和接收通信信号的操作，包括：
装置，用于根据给IC卡的，通过电磁波从IC卡接收的功率接收电平信息，控制由电磁波感生的磁场强度的开和/或关。
7.读取器和/或写入器，用于在IC卡和所述读取器和/或写入器之间产生电磁波，从而执行提供操作功率给IC卡和通过产生的电磁波发送和接收通信信号的操作，包括：
装置，用于根据给IC卡的，通过电磁波从IC卡接收的功率接收电平信息，控制由电磁波感生的功率幅度和发送功率所需的时间。
8.读取器和/或写入器，用于在IC卡和所述读取器和/或写入器之间产生电磁波，从而执行提供操作功率给IC卡和通过产生的电磁波发送和接收通信信号的操作，包括：
装置，用于根据给IC卡的，通过电磁波从IC卡接收的功率接收电平信息，控制由电磁波感生的电流或电压的幅度。
9.根据权利要求5，6，7和8任意之一所述的读取器和/或写入器，进一步包括用于检测人体或IC卡的装置，根据由所述检测装置检测的一个信号，控制由电磁波感生的磁场的强度。
10.读取器和/或写入器，用于在IC卡和所述读取器和/或写入器之间产生电磁波，从而执行提供操作功率给IC卡和通过产生的电磁波发送和接收通信信号的操作，包括：
用于检测人体或IC卡的装置；
通信控制电路，用于判断IC卡和所述读取器和/或写入器之间的通信结束，并且从IC卡接收给IC卡的功率接收电平信息；和
装置，用于根据由所述检测装置检测的一个信号控制功率发送的开始时间，根据由所述通信控制电路接收的功率接收电平信息，控制功率发送的强度，并且当所述通信控制电路判断和IC卡的通信结束时，控制功率发送的结束。
11.根据权利要求1-10任意之一的读取器和/或写入器，其中用于控制的所述装置包括一个具有可控增益的放大器。
12.根据权利要求1，2，3，5-8和10任意之一所述的读取器和/或写入器，进一步包括：
用于产生功率发送信号的功率提供部分；
用于调制从所述功率提供部分获得的幅度调制信号的调制器；
一个功率馈送电路，用于根据从所述调制器获得的信号馈送功率；和
一个线圈或螺旋天线，用于根据由所述功率馈送电路馈送的电流产生电磁波。
13.根据权利要求1，2，3，5-8和10任意之一所述的读取器和/或写入器，进一步包括：
用于产生功率发送信号的功率提供部分；
编码器电路，用于对输入的发送数据编码；
调制器，用于对从所述功率提供部分获得的信号进行幅度调制，并将经幅度调制的信号加到从所述编码器电路输出的信号上；
一个功率馈送电路，用于根据从所述调制器获得的信号馈送功率；和
线圈或螺旋天线，用于产生与由所述功率馈送电路所馈送的电流相对应的电磁波。
14.根据权利要求5-8任意之一所述的读取器和/或写入器，其中所述IC卡包括：
接收部分，用于电磁波的接收功率；
整流功率提供电路，用于对由所述接收部分接收的功率进行整流，将经整流的功率转换为DC电压并提供DC电压；
功率接收电平检测器电路，用于检测从所述整流功率提供电路获得的一个功率接收电平；
微计算机，用于产生对应于由所述功率接收电平检测电路检测的功率接收电平的信息；
解码器电路，用于解码对应于从所述微机输出的功率接收电平的信息；和
发送器部分，根据对应于从所述解码器电路获得的功率接收电平的经解码的信号，调制一个信号并通过电磁波发送经调制的信号；
其中由电磁波提供对应于功率接收电平的信息。
15.根据权利要求1，2，3，5，6，7，8和10中任意之一的读取器和/或写入器，进一步包括：
用于产生功率发送信号的功率提供部分；
调制器，用于调制从功率提供部分获得的信号；
一个放大器，用于放大从所述调制器获得的信号，所述放大器包括所述控制装置；
功率馈送电路，用于根据从所述放大器获得的信号馈送功率；
一个线圈或螺旋天线，用于产生对应于由所述功率馈送电路馈送的电流的电磁波。
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