CN1988406A - 用于处理信息的系统、设备、方法和计算机程序 - Google Patents

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Abstract

一种信息处理设备,被安装在收票口,用于执行票据检查处理,包括:验证单元,用于通过与被安装在通过收票口的旅客身上的通信终端通信来验证所述通信终端,所述通信终端使用包括旅客的人体的电介质材料作为通信介质而通信;票据检查单元,用于对通信终端执行票据检查处理;登记单元,用于登记通信终端的标识;标识确定单元,用于确定是否通过所述登记单元登记了在与所述通信终端的通信中获取的通信终端的标识;信息获取单元,用于获取在所述通信终端上存储的内容的预订信息;以及递交单元,用于按照由所述信息获取单元获取的预订信息来向所述通信终端递交所述内容。

Description

用于处理信息的系统、设备、方法和计算机程序
技术领域
本发明涉及一种用于处理信息的系统、设备、方法和计算机程序,并且具体地涉及用于在车站的收票口的票据检查后提供内容的系统、设备、方法和计算机程序。
背景技术
在包括发送器、接收器和通信介质的通信系统中,将不同的物理通信路径用于:物理通信信号传输路径,用于发送通信信号;基准点路径,用于在发送器和接收器之间共享用于确定通信信号的电平差的基准点。
例如,日本未审查专利申请公布第10-229357和11-509380号公开了使用人体来作为通信介质的通信技术。在每种所述技术中,将人体用作第一通信路径,并且将在间隙和地上的电极之间的直接电容性耦合用作第二通信路径。由第一通信路径和第二通信路径构成的整个通信路径因此形成闭合电路。
在这样的通信系统中,需要在发送器和接收器之间将两个通信路径——即通信信号传输路径和基准点路径(包括第一通信路径和第二通信路径)——布置为闭合电路。因为所述两个通信路径是不同的路径,因此可靠地保持两个路径的要求可以作为对于通信的应用环境的限制。
例如,基准点路径中在发送器和接收器之间的耦合的强度依赖于发送器和接收器之间的距离。所述路径的可靠性根据所述距离而改变。更具体而言,通信的可靠性可以依赖于发送器和接收器之间的距离。通信的可靠性也依赖于在发送器和接收器之间的任何屏蔽的存在。
可靠的通信因此是困难的,因为应用环境大大地影响在使用两个路径——即通信信号传输路径和基准点路径——来作为闭合电路的通信方法中的通信的可靠性。
发明内容
虽然使用人体和通信介质的通信技术未被很好地实现,但是考虑到了这种技术对于多个领域的应用。
因此期望将使用人体来作为通信介质的通信技术—预期不久被实现—应用到票据检查系统,用于在车站执行票据检查,并且迅速地递交内容。
按照本发明的一个实施例,一种信息处理系统包括:在收票口安装的第一信息处理设备,用于执行票据检查处理;以及,第二信息处理设备,用于在票据检查处理后执行内容递交处理。所述第一信息处理设备包括:验证单元,用于通过与被安装在通过收票口的旅客身上的通信终端通信来验证所述通信终端,所述通信终端使用包括旅客的人体的电介质材料作为通信介质而通信;票据检查单元,用于对由验证单元验证的通信终端执行票据检查处理;以及,登记单元,用于登记已经进行了票据检查处理的通信终端的标识。所述第二信息处理设备包括:标识确定单元,用于确定是否通过所述第一信息处理设备登记了在与所述通信终端的通信中获取的通信终端的标识;信息获取单元,用于如果所述标识确定单元确定通过所述第一信息处理设备登记了所述通信终端的标识,则获取在所述通信终端上存储的内容的预订信息;以及,递交单元,用于按照由所述信息获取单元获取的预订信息来向所述通信终端递交所述内容。
所述登记单元可以登记作为所述验证的结果的、由所述通信终端共享的会话密钥以及所述通信终端的标识,并且所述递交单元可以使用所述会话密钥来加密所述内容,并且向所述通信终端递交所述加密的内容,如果所述标识确定单元确定所述第一信息处理设备登记了所述通信终端的标识,则读取所述会话密钥。
本发明的另一个实施例涉及一种信息处理系统的信息处理方法,所述信息处理系统包括:在收票口安装的第一信息处理设备,用于执行票据检查处理;以及,第二信息处理设备,用于在票据检查处理后执行内容递交处理。所述信息处理方法包括步骤:通过所述第一信息处理设备,通过与被安装在通过收票口的旅客身上的通信终端通信来验证所述通信终端,所述通信终端使用包括旅客的人体的电介质材料作为通信介质而通信;对被验证的通信终端执行票据检查处理;并且,登记已经进行了票据检查处理的通信终端的标识,并且通过第二信息处理设备,确定是否通过所述第一信息处理设备登记了在与所述通信终端的通信中获取的通信终端的标识;如果确定通过所述第一信息处理设备登记了所述通信终端的标识,则获取在所述通信终端上存储的内容的预订信息;并且,按照所获取的预订信息来向所述通信终端递交所述内容。
按照本发明的一个实施例,一种信息处理设备,被安装在收票口,用于执行票据检查处理,所述设备包括:验证单元,用于通过与被安装在通过收票口的旅客身上的通信终端通信来验证所述通信终端,所述通信终端使用包括旅客的人体的电介质材料作为通信介质而通信;票据检查单元,用于对由验证单元验证的通信终端执行票据检查处理;登记单元,用于登记已经进行了票据检查处理的通信终端的标识;标识确定单元,用于确定是否通过所述登记单元登记了在与所述通信终端的通信中获取的通信终端的标识;信息获取单元,用于如果所述标识确定单元确定登记了所述通信终端的标识,则获取在所述通信终端上存储的内容的预订信息;以及,递交单元,用于按照由所述信息获取单元获取的预订信息来向所述通信终端递交所述内容。
所述登记单元可以登记作为所述验证的结果的、由所述通信终端共享的会话密钥以及所述通信终端的标识,并且所述递交单元可以使用所述会话密钥来加密所述内容,并且向所述通信终端递交所述加密的内容,如果所述标识确定单元确定所述登记单元登记了所述通信终端的标识,则读取所述会话密钥。
本发明的另一个实施例涉及一种信息处理设备的信息处理方法,所述信息处理设备被安装在收票口,用于执行票据检查处理,所述信息处理方法包括步骤:通过与被安装在通过收票口的旅客身上的通信终端通信来验证所述通信终端,所述通信终端使用包括旅客的人体的电介质材料作为通信介质而通信;对于被验证的通信终端执行票据检查处理;登记已经进行了票据检查处理的通信终端的标识;确定是否登记了在与所述通信终端的通信中获取的通信终端的标识;如果确定登记了所述通信终端的标识,则获取在所述通信终端上存储的内容的预订信息;并且,按照所获取的预订信息来向所述通信终端递交所述内容。
按照本发明的一个实施例,一种使得在收票口安装的信息处理设备执行票据检查处理的计算机程序,包括步骤:通过与被安装在通过收票口的旅客身上的通信终端通信来验证所述通信终端,所述通信终端使用包括旅客的人体的电介质材料作为通信介质而通信;对于被验证的通信终端执行票据检查处理;登记已经进行了票据检查处理的通信终端的标识;确定是否登记了在与所述通信终端的通信中获取的通信终端的标识;如果确定登记了所述通信终端的标识,则获取在所述通信终端上存储的内容的预订信息;并且,按照所获取的预订信息来向所述通信终端递交所述内容。
按照本发明的实施例,所述第一信息处理设备与被安装在通过收票口的旅客身上的通信终端通信,并使用包括旅客的人体的电介质材料作为通信介质而通信,验证所述通信终端,并且对被验证的通信终端执行票据检查处理,并且登记已经进行了票据检查的通信终端的标识(ID)。所述第二信息处理设备确定是否所述第一信息处理设备已经登记了在与所述通信终端的通信中获取的通信终端的ID,如果所述第一信息处理设备已经登记了所述通信终端的ID,则获取在所述通信终端上存储的内容的预订信息,并且,按照所获取的预订信息来向所述通信终端递交所述内容。
按照本发明的实施例,所述信息处理设备与被安装在通过收票口的旅客身上的通信终端通信,其使用包括旅客的人体的电介质材料作为通信介质而通信,验证所述通信终端,对被验证的通信终端执行票据检查处理,并且登记已经进行了票据检查的通信终端的ID。所述信息处理设备确定是否登记了在与所述通信终端的通信中获取的通信终端的ID,如果确定登记了所述通信终端的ID,则获取在所述通信终端上存储的内容的预订信息,并且,按照所获取的预订信息来向所述通信终端递交所述内容。
所述字网络指的是包括彼此连接以从一个向另一个设备传送信息的至少两个设备的结构。经由网络通信的设备可以是独立的设备或可以是构成所述设备的每个部件。
所述字通信在此可以指无线通信、有线通信或无线通信和有线通信的组合。在无线通信和有线通信的组合的情况下,可以在一个区域中执行无线通信,并且可以在其他区域中执行有线通信。而且,可以从第一设备向第二设备执行有线通信,然后,可以从第二设备向第三设备执行无线通信。
按照本发明的所述实施例,将使用人体作为通信介质的通信技术应用到票据检查系统,以在票据检查后迅速地提供内容。
附图说明
图1是按照本发明的一个实施例的通信系统的基础思想;
图2图解了在其理想状态中的图1的通信系统的等效电路;
图3是列出在图1的通信系统中通过接收器负载电阻器而出现的电压的均方根值的计算结果的表;
图4图解了图1的通信系统的物理模型;
图5图解了在图4的通信系统中产生的参数;
图6图解了相对于电极而产生的电力线的分布;
图7图解了相对于电极产生的电力线的另一个分布;
图8图解了在发送器中的电极的一个模型;
图9图解了图5的通信系统的等效电路;
图10图解了图9的通信系统的频率特性;
图11图解了由接收器接收的信号;
图12图解了电极的安装位置;
图13图解了电极的另一个安装位置;
图14图解了电极的另一个安装位置;
图15图解了电极的另一个安装位置;
图16A和16B图解了电极的另一个安装位置;
图17A和1 7B图解了电极的另一个安装位置;
图18A和18B图解了电极的另一个安装位置;
图19A-19C图解了电极的结构;
图20图解了另一个电极的结构;
图21图解了图5的通信系统的另一个等效电路;
图22图解了图1的通信系统的安装位置;
图23图解了按照本发明的一个实施例的通信系统的另一个结构;
图24图解了按照本发明的一个实施例的通信系统的一个应用;
图25图解了按照本发明的一个实施例的通信系统的另一个应用;
图26图解了按照本发明的一个实施例的通信系统的另一个结构;
图27图解了频谱的分布;
图28图解了按照本发明的一个实施例的通信系统的另一个结构;
图29图解了频谱的分布;
图30图解了按照本发明的一个实施例的通信系统的另一个结构;
图31图解信号相对于时间的分布;
图32是图解通信处理的流程图;
图33图解了按照本发明的一个实施例的通信系统的另一个结构;
图34图解了按照本发明的一个实施例的票据检查系统;
图35图解了从上面观看的图34的票据检查系统;
图36是图35的信号处理设备的方框图;
图37是图35的控制器的方框图;
图38是用户装置的方框图;
图39是图解图35的票据检查系统中的信号处理设备的处理的流程图;
图40是图解图39的步骤S14中的票据检查处理的流程图;
图41是图解在图39的步骤S16中执行的内容递交处理的流程图;
图42是图解用户装置的处理的流程图;
图43是图42的流程图的延续;
图44图解了按照本发明的一个实施例的票据检查系统的另一个结构;
图45图解了使得预订信息登记在用户装置中的自动贩卖机;
图46是图解图45的自动贩卖机的方框图;
图47是图解图45的自动贩卖机的预处理的流程图;
图48图解了按照本发明的一个实施例的另一个票据检查系统;
图49是图解图48的票据检查的信号处理设备中的控制器的方框图;
图50是图解用于图48的内容递交的信号处理设备中的控制器的方框图;
图51是图解在图48的票据检查系统中用于票据检查的信号处理设备的处理的流程图;
图52是图解在图48的票据检查系统中用于内容递交的信号处理设备的处理的流程图;
图53图解按照本发明的一个实施例的另一个票据检查系统;以及
图54图解按照本发明的一个实施例的另一个票据检查系统。
具体实施方式
在说明本发明的实施例之前,下面讨论在权利要求的特征和在本发明的实施例中公开的具体元件之间的对应关系。本说明意欲保证在本说明书中描述了支持被要求保护的本发明的实施例。因此,即使在下面的实施例中的元件未被说明为与本发明的特定特征相关联,这也不必然表示所述元件不与权利要求的特征相关联。相反,即使在此将元件描述为与权利要求的特定特征相关联,这也不必然表示所述元件不与权利要求的其他特征相关联。
而且,本说明应当不被理解为限制在权利要求中说明在实施例中公开的本发明的所有方面。即,所述说明不否定在实施例中描述但是不在本申请的发明中要求保护的本发明的方面的存在,即可能存在在未来由分案申请要求保护或者可以通过修改而另外要求保护的本发明的方面。
按照本发明的一个实施例,信息处理系统(例如图48的票据检查系统1500)包括:第一信息处理设备(例如图48的信号处理器1501),它被安装在收票口,用于执行票据检查处理;第二信息处理设备(例如图48的信号处理器1502),用于在票据检查处理后执行内容递交处理。所述第一信息处理设备包括:验证单元(例如图49的验证处理单元1071),用于通过与通信终端通信来验证被安装在通过收票口的旅客身上的该通信终端(例如图34的用户装置1100),所述通信终端使用包括旅客的人体的电介质材料作为通信介质而进行通信;票据检查单元(例如图49的进入信息设置器1074),用于对由验证单元验证的通信终端执行票据检查处理;以及,登记单元(例如图49的装置ID登记器1525);用于登记已经进行了票据检查处理的通信终端的标识。所述第二信息处理设备包括:标识确定单元(例如图50的装置ID搜索器1543),用于确定是否通过所述第一信息处理设备登记了在与所述通信终端的通信中获取的通信终端的标识;信息获取单元(例如图50的预订确定器1081),用于如果所述标识确定单元确定通过所述第一信息处理设备而登记了所述通信终端的标识,则获取在所述通信终端上存储的内容的预订信息;以及,递交单元(例如图50的内容递交单元1083),用于按照由所述信息获取单元获取的预订信息来向所述通信终端递交所述内容。
本发明的另一个实施例涉及一种信息处理系统的信息处理方法,所述信息处理系统包括:在收票口安装的第一信息处理设备,用于执行票据检查处理;以及,第二信息处理设备,用于在票据检查处理后执行内容递交处理。所述信息处理方法包括步骤:通过所述第一信息处理设备,通过与通信终端通信来验证被安装在通过收票口的旅客身上的所述通信终端,所述通信终端使用包括旅客的人体的电介质材料来作为通信介质而通信(例如在图40的步骤S21中);对被验证的通信终端执行票据检查处理(例如在图40的步骤S27中);并且,登记已经进行了票据检查处理的通信终端的标识(例如图51的步骤S214),并且通过第二信息处理设备,确定是否通过所述第一信息处理设备而登记了在与所述通信终端的通信中获取的通信终端的标识(例如图52的步骤S233);如果确定通过所述第一信息处理设备而登记了所述通信终端的标识,则获取在所述通信终端上存储的内容的预订信息(例如在图41的步骤S41中);并且,按照所获取的预订信息来向所述通信终端递交所述内容(例如在图41的步骤S46中)。
按照本发明的一个实施例,一种信息处理设备(例如图35的信号处理器1011),被安装在收票口,用于执行票据检查处理,所述设备包括:验证单元(例如图37的验证处理单元1071),用于通过与通信终端通信来验证被安装在通过收票口的旅客身上的所述通信终端(例如图34的用户装置1100),所述通信终端使用包括旅客的人体的电介质材料来作为通信介质而通信;票据检查单元(例如图37的进入信息设置器1074),用于对由验证单元验证的通信终端执行票据检查处理;登记单元(例如图37的装置ID寄存器1056),用于登记已经进行了票据检查处理的通信终端的标识;标识确定单元(例如图37的装置ID搜索器1054),用于确定是否通过所述注册单元而登记了在与所述通信终端的通信中获取的通信终端的标识;信息获取单元(例如图37的预订确定器1081),用于如果所述标识确定单元确定登记了所述通信终端的标识,则获取在所述通信终端上存储的内容的预订信息;以及,递交单元(例如图37的内容递交单元1083),用于按照由所述信息获取单元获取的预订信息来向所述通信终端递交所述内容。
本发明的另一个实施例涉及一种信息处理设备的信息处理方法和计算机程序之一,所述信息处理设备被安装在收票口,用于执行票据检查处理,所述信息处理方法和计算机程序之一包括步骤:通过与通信终端通信来验证被安装在通过收票口的旅客身上的所述通信终端,所述通信终端使用包括旅客的人体的电介质材料来作为通信介质而通信(例如图40中的步骤S21中);对被验证的通信终端执行票据检查处理(例如在图40的步骤S27中);登记已经进行了票据检查处理的通信终端的标识(例如图39的步骤S15中);确定是否登记了在与所述通信终端的通信中获取的通信终端的标识(例如图39的步骤S13中);如果确定登记了所述通信终端的标识,则获取在所述通信终端上存储的内容的预订信息(例如在图41的步骤S41中);并且,按照所获取的预订信息来向所述通信终端递交所述内容(例如在图41的步骤S46中)。
下面参见附图来说明本发明的实施例。
图1图解了按照本发明的一个实施例的通信系统100的基础思想。
如图1所示,通信系统100包括发送器110、接收器120和通信介质130。通信系统100是这样的系统:其中发送器110发送信号,并且接收器120经由通信介质130来接收信号。更具体而言,在通信系统100中,从发送器110发送的信号经由通信介质130被传送,然后被接收器120接收。
发送器110包括发送信号电极111、发送基准电极112和发送单元113。发送信号电极111用于经由通信介质130发送信号,并且具有比发送基准电极112更强的与通信介质130的电容性耦合。发送基准电极112用于获得基准点,按照所述基准点来确定信号电平差。发送单元113被布置在发送信号电极111和发送基准电极112之间,并且在两个电极之间提供电信号(电压改变)以发送到接收器120。
接收器120包括接收信号电极121、接收基准电极122和接收单元123。接收信号电极121用于接收经由通信介质130传送的信号,并且具有比接收基准电极122更强的与通信介质130的电容性耦合。接收基准电极122用作获得基准点的电极,按照所述基准点来确定信号电平差。接收单元123被布置在接收信号电极121和接收基准电极122之间,并且将在所述两个电极之间发生的电信号(电压改变)转换为期望的电信号,由此恢复在发送器110中的发送单元113产生的电信号。
通信介质130由具有能够传导电信号的物理特性的材料——诸如导电材料或电介质材料——构成。更具体而言,通信介质130可以由诸如金属(例如铜、铁或铝)的导体构成。或者,通信介质130可以由除去离子的水、橡胶、玻璃、诸如盐溶液的电解溶液或诸如作为这些材料的复合物的人体的电介质材料构成。通信介质130可以具有任何形状,诸如导线、平板、球体、圆柱体。
首先说明所述电极、通信介质和围绕通信系统100的设备的间隙。为了说明简明,通信介质130是良好导体。间隙存在于发送信号电极111和通信介质130之间和接收信号电极121和通信介质130之间,但是在发送信号电极111和通信介质130之间和在接收信号电极121和通信介质130之间没有电耦合。具体地,在发送信号电极111和接收信号电极121的每个与通信介质130之间建立电容。
发送基准电极112被布置来面向围绕发送器110的外部间隙,接收基准电极122被布置为面向围绕接收120的外部间隙。一般,如果在间隙中存在导体,则在接近导体表面的间隙中建立电容。例如,如果所述导体具有半径为r米的球体,则从下面的方程(1)来确定其电容C:
C=4πεr[F]    (1)
其中,π表示圆周率,ε表示围绕导体的间隙的介电常数,并且被表示为下面的方程(2):
ε=εr×ε0    (2)
其中,ε0是真空的介电常数,即8.854×10-12F/m,并且εr是表示所述介电常数与真空的介电常数的比率的特定介电常数。
如方程(1)所示,直径r越大,则电容C越大。虽然不能以如方程(1)那么简单的形式来表达具有除了球体之外的复杂形状的物体的电容C,但是显然,电容C根据物体的表面面积的大小而改变。
发送基准电极112在围绕发送器110的间隙中产生电容,并且接收基准电极122在围绕接收器120的间隙中产生电容。当从无限远的虚点看时,发送基准电极112和接收基准电极122的电势是固定的,并且不可能改变。
下面说明通信系统100的通信的结构,为了说明简明,所述字(word)电容器用于指示依赖于环境的电容,并且所述两个字具有相同的含义。
图1的发送器110和接收器120相隔足够的距离,在所述距离下,其间的相互影响可以被忽略。在发送器110中,发送信号电极111电容性地仅仅耦接到通信介质130。发送基准电极112与发送信号电极111相隔足够的距离,以便其间的相互影响可以被忽略(没有电容性耦合)。类似地,接收器120中,接收信号电极121电容性地耦接到仅仅通信介质130,并且接收基准电极122与接收信号电极121相隔足够的距离(没有电容性耦合)。因为发送信号电极111、接收信号电极121和通信介质130实际上被安装在间隙中,因此每个在间隙中具有电容。为了说明简明,忽略这些电容。
图2图解了图1的通信系统100的等效电路200。等效电路200实质上等于通信系统100。
等效电路200包括发送器210、接收器220和连接线230。发送器210对应于在图1的通信系统100中的发送器110,接收器220对应于在图1的通信系统100中的接收器120,连接线230对应于在图1的通信系统100中的通信介质130。
在图2的发送器210中,信号源213-1和发送器内基准点213-2对应于图1的发送单元113。信号源213-1产生具有特定周期ωxt弧度的正弦波来作为要发送的信号。在此,t秒表示时间,ω弧度/秒是角频率,并且被表达为方程(3):
ω=2πf[弧度/秒]    (3)
其中,π表示圆周率,fHz(赫兹)表示由信号源213-1产生的信号的频率。发送器内基准点213-2指示连接到发送器210内的地的点。具体地,信号源213-1的一端被设置到发送器210内的电路的预定基准电势。
Cte214是在发送信号电极111和图1的通信介质130之间具有电容的电容器。Cte214被布置在与发送器内基准点213-2相反的信号源213-1的另一端和连接线230之间。Ctg215是表示图1的发送基准电极112相对于间隙的电容的电容器。Ctg215被布置在发送器内基准点213-2侧的信号源213-1的端子和基准点216之间,所述基准点216表示在间隙中相对于发送器110的无限远的点(虚点)。
在图2的接收器220中的Rr223-1、检测器223-2和接收器内基准点223-3对应于图1的接收单元123。Rr223-1是负载电阻器(接收器负载),用于拾取接收信号,包括放大器的检测器223-2检测和放大通过Rr223-1的电压差。接收器内基准点223-3连接到接收器220内的电路的地。Rr223-1的一端(检测器223-2的一个输入端)被设置到接收器220内的电路中的预定电势电平。
检测器223-2可以具有用于解调所检测的调制信号或解码在检测信号中包含的编码信息的另一个功能。
Cre224是表示在图1的接收信号电极121和通信介质130之间的电容的电容器。Cre224被布置在与接收器内基准点223-3相反的Rr223-1的一端和连接线230之间。Crg225是表示图1的接收基准电极122相对于间隙的电容的电容器。Crg225被布置接收器内基准点223-3侧的Rr223-1的另一端和基准点226之间,所述基准点226表示在间隙中相对于接收器120的无限远的点(虚点)。
连接线230表示作为良好导体的通信介质130。在图2的等效电路200中,Ctg215和Crg225分别电连接到基准点216和基准点226。实际上,不必将Ctg215和Crg225分别电连接到基准点216和基准点226。如果发送器210和接收器220之一建立相对于相应的周围间隙的电容,则足够。具体地,不必将基准点216和基准点226彼此电连接,并且基准点216和基准点226可以彼此独立。
导体必须建立与相对于周围间隙的其表面面积成比例的电容。发送器210和接收器220可以彼此相距任何大距离。例如,如果图1的通信介质130是良好导体,则连接线230的导电性被当作无限,并且连接线230的长度不影响通信。如果通信介质130是具有足够大的导电性的导体,则在发送器210和接收器220之间的距离在实际上不影响通信的可靠性。
等效电路200包括由信号源213-1、Rr223-1、Cte214、Ctg215、Cre224和Crg225构成的电路。通过下面的方程(4)来表达四个电容器(Cte214、Ctg215、Cre224和Crg225)的组合电阻Cx:
C x = 1 1 Cte + 1 Ctg + 1 Cre + 1 Crg [ F ] - - - ( 4 )
由信号源213-1产生的正弦波vt(t)由下面的方程(5)表达:
Vt(t)=Vm×sin(ωt+θ)[V]    (5)
其中,Vm V(伏)表示信号源电压的最大幅度电压,θ弧度表示初始相角。从下面的方程(6)确定由信号源213-1产生的电压的均方根值Vtrms V:
Vtrms=Vm/[V]    (6)
从下面的方程(7)计算整个电路的组合阻抗:
Z = Rr 2 + 1 ( ω C x ) 2
= Rr 2 + 1 ( 2 πf C x ) 2 [ Ω ] - - - ( 7 )
从下面的方程(8)来确定通过Rr223-1而出现的电压的均方根值Vrrms:
V rrms = Rr Z × V trms
= Rr Rr 2 + 1 ( 2 πf C x ) 2 × V trms [ V ] - - - ( 8 )
如在方程(8)中所示,Rr223-1的电阻越大,则电容Cx越大。信号源213-1的频率f Hz越高,则项1/((2πfC)2)变得越小,并且通过Rr223-1发生的信号越大。
例如,图3是列出响应于发送器210中的信号源213-1的固定电压的均方根值Vtrms而通过Rr223-1产生的电压的均方根值Vrrms的计算结果的表250。在由信号源213-1产生的信号的频率f是1MHz、10MHz或100MHz、Rr223-1的电阻是10KΩ、100KΩ或1M并且整个电路的电容Cx是0.1pF、1pF或10pF的条件下获得这些结果。
参见表250,在其他条件不改变的情况下,所述均方根值Vrrms的计算结果在10MHz的频率f的情况下比1MHz的频率f的情况下更大,在1MΩ的Rr223-1的接收负载电阻的情况下比10KΩ的Rr223-1的接收负载电阻的情况下更大,在10pF的电容Cx的情况下比0.1pF的电容Cx的情况下更大。具体地,频率f越大、Rr223-1的电阻越大,并且电容Cx越大,则均方根值Vrrms结果越大。
表250示出了即使对等于或小于1pF的电容也产生电信号。即使所发送信号的信号电平极低,如果由接收器220中的检测器223-2检测的信号被放大,则通信仍然是可能的。
下面参见图4来具体说明等效电路200的参数的计算示例。图4图解了说明通信系统100的物理结构的计算示例。
图4的通信系统300对应于图1的通信系统100。换句话说,通信系统300是附接了通信系统100的物理信息的图2的等效电路200。通信系统300包括发送器310、接收器320和通信介质330。如果与图1的通信系统100相比较而说明,则发送器310对应于发送器110,接收器320对应于接收器120,并且通信介质330对应于通信介质130。
发送器310包括对应于发送信号电极111的发送信号电极311、对应于发送基准电极112的发送基准电极312和对应于发送单元113的信号源313-1。信号源313-1的一端连接到发送信号电极311,信号源313-1的另一端连接到发送基准电极312。发送信号电极311被布置为接近通信介质330。发送基准电极312与通信介质330相隔,以便发送基准电极312不被通信介质330影响,并且相对于围绕发送器310的外部间隙具有电容。如图2中所示,发送信号电极311对应于信号源213-1和发送器内基准点213-2,但是在图4中,为了说明方便,省略发送器内基准点。
如发送器310,接收器320包括对应于接收信号电极121的接收信号电极321、对应于接收基准电极122的接收基准电极322和对应于接收单元123的Rr223-1和检测器323-2。接收信号电极321连接到Rr223-1的一端,并且接收基准电极322连接到Rr323-1的另一端。接收信号电极321被布置为接近通信介质330。接收基准电极322与通信介质330相隔,以便接收基准电极322不被通信介质330影响。接收基准电极322具有相对于围绕接收器320的外部间隙的电容。如图2中所示,接收单元123对应于Rr223-1、检测器223-2和接收器内基准点223-3。如图4中所示,省略对应的接收器内基准点。
通信介质330以如图1和2中相同的方式作为良好导体。发送器310和接收器320以使得可以忽略相互影响的方式来彼此充分相隔。发送信号电极311电容性地耦接到仅仅通信介质330。发送基准电极312以使得可以忽略相互影响的方式与发送信号电极311充分相隔。类似地,接收信号电极321电容性地耦接到仅仅通信介质330。接收基准电极322以使得可以忽略相互影响的方式与接收信号电极321相隔。严格而言,发送信号电极311、接收信号电极321和通信介质330具有相对于间隙的其电容,但是为了方便说明,省略所述电容。
如图4中所示,发送器310被布置在通信介质330的一端,并且接收器320被布置在通信系统300中的通信介质330的另一端。
在发送信号电极311和通信介质330之间允许距离dte米。如果发送信号电极311是在一侧具有Ste平方米的表面面积的导体盘,则从下面的方程(9)来确定使用通信介质330而建立的电容Cte314:
Cte = ϵ × Ste dte [ F ] - - - ( 9 )
方程(9)被已知作为用于确定平行板的电容的方程。当并行板具有相同的面积时,方程(9)成立。但是,即使所述平行板在面积上不同,方程(9)的使用在结果上没有太大的差别。因此,在此使用方程(9)。在方程(9)中,ε表示介电常数。如果通信系统300被布置在空气中,则特定介电常数εr是大约1。介电常数ε被认为等于真空的介电常数ε0。如果发送信号电极311的表面面积Ste是2×10-3平方米(具有大约5厘米的直径)并且间隙dte是5×10-3米(5毫米),则电容Cte314被表达为下面的方程(10):
Cte=(8.854×10-12)×2×10-3/5×10-3≈3.5[pF]    (10)
当满足关系式Ste>>dtet时,在实际物理现象中,方程(9)在严格意义上成立。方程(9)在此大致成立。
下面说明由发送基准电极312和间隙构成的电容Ctg315。如果将具有半径r米的盘置于间隙中,则从方程(11)确定在所述盘和所述间隙之间形成的电容CF(法):
C=8εr[F]    (11)
通信系统300可以被布置在空气中,并且空气的介电常数可以由真空的介电常数ε0近似。如果发送基准电极312是具有半径rgt=2.5×10-2米(2.5cm)的导体盘,则考虑到方程(11)使用下面的方程(12)来确定由发送基准电极312和间隙形成的电容Ctg315:
Ctg=8×8.854×10-12×2.5×10-2
≈1.8[pF]     (12)
如果接收信号电极321和发送信号电极311在大小上彼此相等并且与通信介质330具有相同的距离,则由接收信号电极321和通信介质330构成的电容Cre324等于在发送器侧的电容Cte314,即大约是3.5pF。如果接收基准电极322和发送基准电极312在大小上彼此相等,则由接收基准电极322和间隙构成的电容Crg325等于电容Ctg315,即大约是1.8pF。考虑到方程(4)使用下面的方程(13)来确定四个电容,即Cte314、Ctg315、Cre324和Crg325的组合电容Cx。
C x = 1 1 Cte + 1 Ctg + 1 Cre + 1 Crg
= 1 1 3.5 × 10 - 12 + 1 1.8 × 10 - 12 + 1 3.5 × 10 - 12 + 1 1.8 × 10 - 12
≈ 0.6 [ pF ] - - - ( 13 )
更严格而言,Cx=0.525pF。
如果信号源313-1的频率f是1MHz,电压Vtrms的均方根值是2V并且Rr323-1是100KΩ,则使用下面方程(14)确定通过Rr323-1产生的均方根值:
V rrms = Rr Rr 2 + 1 ( 2 πf C x ) 2 × V trms
= 1 × 10 5 ( 1 × 10 5 ) 2 + 1 ( 2 × π × ( 1 × 10 6 ) × ( 0.6 × 10 - 12 ) ) 2 × 2
≈ 0.71 [ V ] - - - ( 14 )
从上面的结果,可以使用相对于间隙产生的电容来从发送器向接收器传导信号。
如果可以在每个电极的位置获得间隙,则可以建立发送基准电极和接收电极相对于间隙的电容。如果发送器和接收器经由通信介质而彼此耦接,则发送器和接收器可以实现通信可靠性,而与其间的距离无关。
可以物理地构造通信系统。图5图解了当实际上物理地构造上述的通信系统时在通信系统中产生的参数的计算模型。
通信系统400包括发送器410、接收器420和通信介质430。通信系统400对应于通信系统100(并且对应于等效电路200和通信系统300),并且除了要分析的参数之外,与通信系统100、200和300的每个基本上相同。
与通信系统300相比较,发送器410对应于发送器310。在发送器410中,发送信号电极411对应于发送信号电极311,发送基准电极412对应于发送基准电极312,并且信号源413-1对应于信号源313-1。接收器420对应于接收器320。在接收器420中,接收信号电极421对应于接收信号电极321,接收基准电极422对应于接收基准电极322,Rr423-1对应于Rr323-1,检测器423-2对应于检测器323-2。通信介质430对应于通信介质330。
现在说明所述参数。在发送信号电极411和通信介质430之间的电容Cte对应于通信系统300的电容Cte314。发送基准电极412相对于间隙的电容Ctg415对应于通信系统300的电容Ctg315。表示从发送器410看的作为虚点的无限远的点的基准点416-1对应于通信系统300的基准点316。发送信号电极411是圆形盘电极,它具有面积Ste平方米,并且被布置在与通信介质430隔开小距离dte米的位置。发送基准电极412也是圆形盘,它具有半径rtg米。
在接收器420侧,在接收信号电极421和通信介质430之间的电容Cre424对应于通信系统300的电容Cre324。接收基准电极422相对于间隙的电容Crg425对应于通信系统300的电容Crg325。表示在间隙中从接收器420的无限远的虚点的基准点426-1对应于通信系统300的基准点362。接收信号电极421是圆形盘,它具有面积Sre平方米,并且被布置为与通信介质430隔开小距离dre米。接收基准电极422也是圆形盘,它具有半径rrg米。
通信系统400除了上述的参数之外还包括新的参数。
例如,发送器410包括作为新参数的、在发送信号电极411和发送基准电极412之间产生的电容Ctb417-1、在发送信号电极411和间隙之间产生的电容Cth417-2和在发送基准电极412和通信介质430之间产生的电容Cti417-3。
接收器420包括作为新参数的、在接收信号电极421和接收基准电极422之间产生的电容Crb427-1、在接收信号电极421和间隙之间产生的电容Crh427-2和在接收基准电极422和通信介质430之间产生的电容Cri427-3。
通信介质430包括作为新参数的在通信介质430和间隙之间产生的电容Cm432。通信介质430具有依赖于大小和材料的电阻,由此包括作为新参数的电阻Rm431和电阻Rm433。
如果在图5的通信系统400中通信介质430不仅包含导电率,而且包含介电常数,则也产生响应于所述介电常数(未示出)的电容。如果通信介质430仅仅具有介电常数而没有导电率,则在发送信号电极411和接收信号电极421之间产生由电介质材料的介电常数、距离、长度、大小和位置确定的电容。
发送器410和接收器420相距足够远以忽略其间的相互电容性耦合是前提。如果所述距离近,则按照上述的思想,需要根据在发送器410中的电极和接收器420中的电极的位置关系来考虑电极的电容。
下面使用电力线来说明图5的通信系统400的操作。图6和7使用电力线图解了在电极之间的关系和在通信系统400中的发送器410中在电极和通信介质430之间的关系。
图6以图形图解了在不使用通信介质430的情况下的电力线的分布。发送信号电极411具有正电荷(它被正充电),而发送基准电极412具有负电荷(它被负充电)。带有箭头的线表示电力线,其方向从正电荷向负电荷。每条电力线不在其路线上突然消失,并且达到具有相反电荷的物体或无限远的虚点。
电力线451表示从发送信号电极411出发的电力线中终止于无限远的点的那些。电力线452表示在无限远点起始并且在发送基准电极412终止的电力线。电力线453表示在发送信号电极411和发送基准电极412之间定向的那些。如图6中所示,电力线在被正或负充电的发送器410的电极的每个起始或终止。通过每个电极的大小和电极的位置关系来确定电力线的分布。
图7以图形图示了当通信介质430靠近发送器410放置时的电力线的分布。因为通信介质430接近发送信号电极411,其加强了其间的耦合。已经终止在无限远点的大多数电力线451现在变为终止在通信介质430的电力线461。现在减少了在无限远点终止的电力线463(图6中的电力线451)的数量。相对于从发送信号电极411看的无限远点的电容(图5的Cth417-2)降低,并且相对于通信介质430的电容(图5的Cte414)提高。实际上,也在发送基准电极412和通信介质430之间存在电容(图5的Cti417-3),但是在此被忽略。
按照高斯定律,在任何闭合表面S上起始的电力线的数量N等于在所述闭合表面S内包含的所有电荷除以ε,并且不被闭合表面S外部的电荷影响。如果在闭合表面S内存在n个电荷,则下面的方程(15)成立:
Figure A20061016861400231
其中,i是整数,变量qi表示在每个电极中累积的电荷的数量。方程(15)示出了通过在闭合表面S内存在的电荷来确定从发送信号电极411的闭合表面S起始的电力线,并且从发送基准电极412外部进入一个位置的所有电力线也从另一个位置退出。
通信介质430可以如图7那样不被接地。按照高斯定律,通过静电感应,在接近电力线461的通信介质430的区域472上感应出电荷Q3,因为在接近通信介质430的闭合表面471中没有电荷的来源。通信介质430的电荷的总数保持不变,因为通信介质430不接地。在承载电荷Q3的区域472外部的区域473上感应出等于电荷Q3但是与其相反的电荷Q4。由电荷Q4引起的电力线464从闭合表面471始发。通信介质430越大,则电荷Q4扩展得越多,并且电荷密度变得越小。每单位面积的电力线的数量也被降低。
通信介质430——如果是良好导体——因为良好导体的特性而在其整体上变为等电势,并且在整体上具有基本上一致的电荷密度。如果通信介质430是具有电阻的电介质材料,则电力线的数量根据距离而减少。如果通信介质430是没有导电率的电介质材料,则电力线分散并且通过极化而定向。如果在间隙中存在n个导体,则使用下面的方程(16)来确定在每个导体中的电荷Qi:
Q i = Σ j = 1 n ( C ij × V j ) [ C ] - - - ( 16 )
其中,i和j是整数,并且Cji表示导体i和导体j的容量系数,并且可以被认为具有与电容相同的特性,仅仅通过导体的形状和位置关系来确定所述容量系数。容量系数Cii是导体i本身相对于间隙的电容。而且,Cij=Cji。在方程(16)中,已知由多个导体构成的系统以叠加原理工作。通过导体之间的电容和每个导体中的电压的乘积的总和来确定感兴趣的任何导体的电荷。
下面定义与图7和方程(16)相关联的参数。例如,Q1表示在发送信号电极411上感应出的电荷,Q2表示在发送基准电极412上感应出的电荷,Q3表示由发送信号电极411在通信介质430上感应出的电荷,Q4表示在通信介质430上等于电荷Q3并且与其相反的电荷。
V1表示发送信号电极411相对于无限远点的电压,V2表示发送基准电极412相对于无限远点的电压,V3表示通信介质430相对于无限远点的电压。C12表示在发送信号电极411和发送基准电极412之间的容量系数,C13表示在发送信号电极411和通信介质430之间的容量系数,C15表示在发送信号电极411和间隙之间的容量系数,C25表示在发送基准电极412和间隙之间的容量系数,C35表示在通信介质430和间隙之间的容量系数。
从下面的方程(17)来确定电荷Q3:
Q3=C13×V1  [C]    (17)
更严格而言,方程(17)应当是方程(17’)。因为在方程(17’)右侧上的第二项和第三项,即C23×V2+V53×V5在方程(17’)中小,因此,在此使用方程(17)。
Q3=C13×V1+C23×V2+V53×V5    (17’)
为了向通信介质430应用大量的电场,需要增加电荷Q3。为此,在发送信号电极411和通信介质430之间的容量系数C13被提高以提供足够高的电压V1。仅仅通过相关电极的形状和位置关系来确定容量系数C13。电极之间的相互距离越小并且电极的对面面积越大,则电容变得越高。当从无限远点看时,电压V1需要足够高,通过在发送器410上的信号源在发送信号电极411和发送基准电极412之间提供电压。对于从所述无限远点看时出现的足够高的电压,发送基准电极412的行为变得重要。
如果发送基准电极412在大小上为无限小,并且发送信号电极411足够大,则容量系数C12和容量系数C25变小。另一方面,容量系数C13、C15和C45具有大值,并且是不太电可变的,在信号源中引起的电压差的大多数显示为发送基准电极412的电压V2,并且发送信号电极411的电压V1变小。
在图8中示出了这个处理。发送基准电极481因为其小尺寸而既不耦接到导体也不耦接到无限远点。发送信号电极411与通信介质430产生电容Cte,同时也相对于间隙形成电容Cth417-2。通信介质430相对于间隙而产生电容Cm432。因为电容Cte414、电容Cth417-2和电容Cm432——它们每个与发送信号电极411相关联——特别大,即使在发送信号电极411和发送基准电极412之间产生电压,也需要大量能量来改变与发送信号电极411相关的电容的电压。因为面向信号源413-1的发送基准电极481的电容小,因此发送信号电极411的电压改变很小,并且在发送基准电极481侧出现信号源413-1的电压改变。
相反,发送信号电极411可以在大小上无限小,并且发送基准电极481可以足够大。发送基准电极481提高其相对于间隙的电容,由此变得不太电可变。虽然在发送信号电极411上产生了足够高的电压V1,但是与通信介质430的电容性耦合变弱,并且不能施加足够的电场。
在平衡操作中,在从发送信号电极向通信介质施加通信所需要的电场的同时,发送基准电极最好提供足够高的电压。仅仅考虑了发送器侧,对于在图5的接收器420和通信介质430的电极之间的关系也同样如此。
无限远点不必然表示物理上的长距离点。实际上,所述无限远点可以位于围绕所述设备的间隙中。理想上,无限远点在整个系统中在电压上是可靠地稳定的,在实际应用环境中,存在进入电源线或在诸如照明设备之类的电器中产生的噪声。如果所述噪声落在信号源使用的频带之外或如果所述噪声在可忽略的水平就足够了。
图9图解了图5的通信系统400的等效电路。像在图2和图4之间的关系那样,图9的通信系统500对应于图5的通信系统400,在通信系统500中的发送器510对应于在通信系统400中的发送器410,在通信系统500中的接收器520对应于在通信系统400中的接收器420,在通信系统500中的连接线530对应于在通信系统400中的通信介质430。
类似地,在图9的发送器510中的信号源513-1对应于信号源413-1。图9的发送器510包括发送器内基准点513-2,用于表示图1的发送单元113的电路的地,对应于图2的发送器内基准点213-2(在图5中未示出)。
图9的电容Cte514对应于图5的电容Cte414。电容Ctg515对应于图5的电容Ctg415。基准点516-1和516-2对分别对应于基准点416-1和416-2。电容Ctb517-1对应于电容Ctb417-1,电容Cth517-2对应于电容Cth417-2,电容Cti517-3对应于电容Cti417-3。
类似地在接收器520中,接收电阻Rr523-1和检测器523-2分别对应于图5的Rr423-1和检测器423-2。图9的接收器520包括接收器内基准点523-3,用于表示图1的接收单元123的电路的地,对应于图2的接收器内基准点223-3(在图5中未示出)。
图9的电容Cre 524对应于图5的电容Cre 424。电容Crg 525对应于图5的电容Crg425。基准点526-1和562-2分别对应于基准点426-1和426-2。电容Crb527-1对应于电容Crb472-1,电容Crh527-2对应于电容Crh427-2,并且电容Cri527-3对应于电容Cri427-3。
类似地,连接线530的电阻部件Rm531和Rm533对应于电阻Rm431和Rm433,电容Cm532对应于电容Cm432,并且基准点536对应于基准点436。
下面说明通信系统500的特征。
电容Cte514的值越高,则发送器510可以向对应于通信介质430的连接线530施加的信号越大,电容Ctg515的值越高,则发送器510可以向连接线530施加的信号越大。电容Ctb517-1的值越低,则发送器510可以向连接线530施加的信号越大。电容Cth517-2的值越低,则发送器510可以向连接线530施加的信号越大。电容Cti517-3的值越低,则发送器510可以向连接线530施加的信号越大。
电容Cre524越高,则接收器520可以从对应于通信介质430的连接线530拾取的信号越大。电容Crg525越高,则接收器520可以从连接线530拾取的信号越大。电容Crb527-1越低,则接收器520可以从连接线530拾取的信号越大。电容Crh527-2越低,则接收器520可以从连接线530拾取的信号越大,电容Cri527-3越低,则接收器520可以从连接线530拾取的信号越大。接收电阻Rr523-1越高,则接收器520可以从连接线530拾取的信号越大。
连接线530的电阻Rm531和电阻Rm533的每个越低,则发送器510可以向连接线530施加的信号越大。连接线530相对于间隙的电容Cm532越低,则发送器510可以向连接线530施加的信号越大。
每个电容的值大致依赖于其电极的表面面积。一般,每个电极的尺寸越大,则越好。但是,如果电极仅仅在大小上按比例放大,则在电极之间的电容也可能增加。如果电极大小的比率变得极大,则效率可能降低。考虑到元件的平衡而确定电极的大小和安装位置。
在信号源513-1的高频区域中,确定通信系统500的等效电路的参数以获得阻抗匹配以实现有效的通信。高频的使用引起更低的电容来提供电抗,由此容易最小化所述设备。
当频率降低时,电容的电抗升高。因为通信系统500以电容性耦合来工作,因此通过电容来确定信号源513-1的频率的下限。电阻Rm531、电容Cm532和电阻Rm 533因为其位置而构成低通滤波器,并且低通滤波器的特性确定频率的上限。
通过图10的线551来表示通信系统500的频率特性,在图10的图中,横坐标表示频率,而纵坐标表示整个系统的增益。
下面说明在图5的通信系统400和在图9的通信系统500中的参数的特定值。为了方便说明,将通信系统400和通信系统500布置在空气中。通信系统400中的发送信号电极411、发送基准电极412、接收信号电极421和接收基准电极422的每个是圆形导体盘,它具有大约5cm的直径。
在图5的通信系统400中,考虑到方程(9)使用下面的方程(18)来确定由发送信号电极411和通信介质430构成的电容Cte414(对应于图9的电容Cte514),并且在发送信号电极411和通信介质430之间的间隙是5毫米:
Cte = ( 8.854 × 10 - 12 ) × ( 2 × 10 - 3 ) 5 × 10 - 3
≈ 3.5 [ pF ] - - - ( 18 )
电极之间的电容Ctb417-1(对应于图9的电容Ctb517-1)满足方程(9)。如上所述,当电极的面积与在电极之间的间隙比较足够大时,方程(9)成立。方程(9)提供了对在发送信号电极411和发送基准电极412之间的电容Ctb417-1的正确值的良好近似,并且不对本发明的原理的讨论带来任何不方便。方程(9)用于确定电容Ctb417-1。如果电极之间的间隙是5厘米,则如下面的方程(19)所示来计算电容Ctb417-1(图9的电容Ctb517-1):
Ctb = ( 8.854 × 10 - 12 ) × ( 2 × 10 - 3 ) 5 × 10 - 2
≈ 0.35 [ pF ] - - - ( 19 )
如果在发送信号电极411和通信介质430之间的间隙足够小,则与间隙的耦合变弱。电容Cth417-2(图9的电容Cth517-2)比电容Cte414(电容Cte514)足够小,因此被设置为电容Cte414(电容Cte514)的1/10,如在下面的方程(20)中所示:
Cth = Cte 10 = 0.35 [ pF ] - - - ( 20 )
以与图4中(使用方程(12))类似的方式来确定在发送基准电极412和间隙之间产生的电容Ctg415(图9的电容Ctg515),如在方程(21)中所示:
Ctg=8×8.854×10-12×2.5×10-2≈1.8[pF]    (21)
电容Cti417-3(图9的电容Cti517-3)被认为与电容Ctb417-1(图9的电容Ctb517-1)相等,因此Cti=Ctb=0.35pF。
如果如在发送器410的情况下那样分析电极的配置(诸如大小和安装位置),则以与在发送器410中相同的方式来设置接收器420(图9的接收器520)的参数。
Cre=Cte=3.5pF
Crb=Ctb=0.35pF
Crh=Cth=0.35pF
Crg=Ctg=1.8pF
Cri=Cti=0.35pF
为了说明的方便,通信介质430(图9的连接线530)是具有与人体大小的活体类似的特性的物体。从发送信号电极411的位置到接收信号电极421的位置(从发送信号电极511的位置到接收信号电极521的位置)的通信介质430的电阻是1MΩ(兆欧姆),并且电阻Rm431和电阻Rm433的每个(图9的电阻Rm531和电阻Rm533的每个)是500kΩ(千欧姆)。在通信介质430和间隙之间的产生的电容Cm432(图9的电容Cm532)是100pF(皮法)。信号源413-1(图9的信号源513-1)输出具有最大幅值为1V和频率为10MHz的正弦波信号。
图11图解了作为对于参数执行模拟的结果的接收信号的波形。在图11的图中,纵坐标表示在作为接收器420(图9的接收器520)的接收负载的Rr423-1(Rr 523-1)上出现的电压,并且横坐标表示时间。如图11的两端带箭头的线552所示,所接收信号的波形在最大值A和最小值B之间(峰值到峰值的值)具有大约10μV的差。通过使用具有足够增益的放大器(检测器423-2)来放大所接收的信号,在接收器侧上恢复发送器侧上的信号(由信号源413-1产生的信号)。
如上所述的通信系统不需要物理基准点路径,并且仅仅使用通信信号传输路径来进行通信。所述通信系统因此以与应用环境无关的方式来提供通信环境。
下面说明在每个设备中的电极的布局。电极具有其不同的功能,并且建立相对于通信介质和间隙的电容。具体地,所述电极与不同的元件电容性耦合,由此通过其电容性耦合来工作。电极的布局是要电容性耦合到期望元件的每个电极的重要因素。
例如,为了在图5的通信系统400的发送器410和接收器420之间执行有效的通信,所述电极被布置来满足下面的条件。在发送信号电极411和通信介质430之间的电容和在接收信号电极421和通信介质430之间的电容需要足够高。在发送基准电极412和间隙之间的电容和在接收基准电极422和间隙之间的电容需要足够高。在发送信号电极411和发送基准电极412之间的电容和在接收信号电极421和接收基准电极422之间的电容需要更小。在发送信号电极411和间隙之间的电容和在接收信号电极421和间隙之间的电容需要更小。
图12到图18A和18B图解了电极的布局。下面说明在发送器中的电极的布局。如图12中所示,在同一表面上安装了两个电极,即发送信号电极544和发送基准电极555。这个布置提供了比在其中两个电极(发送信号电极554和发送基准电极555)彼此面对的布局更小的电极之间电容。当具有这种布置的发送器时,仅仅两个电极之一被设置为接近通信介质。例如,外壳553由两个单元和一个铰链构成。所述两个单元以下述方式通过铰链连接:在两个单元之间的相对角可变。外壳553可以是翻转的蜂窝电话,它可以在铰链处在其纵向中心折叠。通过向所述翻转蜂窝电话应用图12的电极布局,可以将一个电极布置在承载操作按钮的单元的背部,并且可以将另一个电极布置在承载显示器的单元的背部。使用这种布置,在承载操作按钮的单元上布置的电极被用户的手覆盖,并且在显示器背部布置的电极被放置在空间中。所述两个电极因此以满足上述条件的方式被布置。
图13图解了以使得两个电极彼此相对的方式在外壳553上安装的两个电极(发送信号电极554和发送基准电极555)。虽然与图12相比较加强了在两个电极之间的电容性耦合,但是当外壳553较小时这种布置是适当的。在这种布置中,所述两个电极最好被布置为在外壳553中彼此尽可能远地相隔。
图14图解了被布置在外壳553的相互面对的表面上的两个电极(发送信号电极554和发送基准电极555)。所述发送信号电极554和发送基准电极555未被布置得彼此面对。在所述两个电极之间的电容变得小于图13的电容。
图15图解了在外壳553上彼此垂直地布置的两个电极(发送信号电极554和发送基准电极555)。在其中发送信号电极554的表面和与其垂直的表面接近通信介质的应用中,在所述侧面(承载发送基准电极555)保持与间隙电容性耦合的情况下,通信是可能的。
图16A和16B图解了除了作为一个电极的发送基准电极555被布置在外壳553中之外类似于图13的布置。如图16A中所示,仅仅发送基准电极555被嵌入外壳553中。图16B图解了在表面555上的发送基准电极555的位置。如图16B中所示,发送信号电极554被布置在外壳553的表面上,并且仅仅发送基准电极555被布置在外壳553中。即使外壳553被通信介质较宽地覆盖,在外壳553内的围绕发送基准电极555的间隙也允许进行通信。
图17A和17B图解了除了作为一个电极的发送基准电极555被布置在外壳553中之外类似于图13或图14的布置。如图17A中所示,仅仅发送基准电极555被嵌入外壳553中。图17B图解了在表面556上的发送基准电极555的位置。如图17B中所示,发送信号电极554被布置在外壳553的表面上,并且仅仅发送基准电极555被布置在外壳553中。即使外壳553被通信介质较宽地覆盖,在外壳553内围绕发送基准电极555的间隙也允许进行通信。
图18A和18B图解了除了作为一个电极的发送基准电极555被布置在外壳553中之外类似于图15的布置。如图18A中所示,仅仅发送基准电极555被嵌入外壳553中。图18B图解了在表面556上的发送基准电极555的位置。如图18B中所示,发送信号电极554被布置在外壳553的表面上,并且仅仅发送基准电极555被布置在外壳553中。即使外壳553被通信介质较宽地覆盖,在外壳553内围绕发送基准电极555的间隙也允许进行通信。
在上述电极布局的每个中,一个电极比另一个电极更接近通信电极,并且所述那个电极被布置来提高与间隙的电容性耦合。在上述电极布局的每个中,所述两个电极最好被布置为在其间产生较弱的电容性耦合。
发送器和接收器之一可以被容纳在任何外壳中。按照本发明的一个实施例,所述设备包括至少两个电极,并且所述两个电极电绝缘。所述外壳由具有一定厚度的绝缘体构成。图19A-19C是图解围绕发送信号电极的部分的剖面图。因为发送基准电极、接收信号电极和接收信号基准电极的每个在结构上与发送信号电极相同,因此上述的讨论适用于这些电极的每个。因此,在此省略其讨论。
图19A图解了一种布置,其中,发送信号电极561和通信介质562彼此相隔一定的距离。隔离物563和隔离物564被布置在发送信号电极561周围。如带有箭头的线565所示,即使施加力以将包括发送信号电极561的外壳与通信介质562接触,也在发送信号电极561和通信介质562之间保持d米的间隔。因此在发送信号电极561和通信介质562之间形成间隙566。
考虑到方程(9),如方程(22)所示来计算在发送信号电极561和通信介质562之间产生的电容C。虽然当平行板具有相同的表面面积时方程(9)成立,但是即使方程(9)应用到具有不同表面面积的平行板,也不发生大的差别。因此计算方程(22)如下:
C = ( ϵ r × ϵ 0 ) × S d [ F ] - - - ( 22 )
其中,ε0是真空的介电常数,即8.854×10-12F/米,并且εr是在对应位置的特定介电常数,S是发送信号电极561的表面面积。提高电容以通过在发送信号电极561上的间隙566中布置具有高特定介电常数的电介质体而改善性能。
类似地,相对于周围的间隙而提高电容。所述隔离物563和隔离物564可以由外壳形成。
图19B图解了一种布置,其中,将发送信号电极561嵌入外壳567中。使用这种布置,通信介质562与外壳567和发送信号电极561的每个接触。如果在发送信号电极561的表面上形成绝缘层,则通信介质562与发送信号电极561隔离。
参见与图19B相反的图19C,外壳567被切割出一个槽,它具有与剩余厚度d’的发送信号电极561的面积相同的面积,并且在所述槽中接受所述发送信号电极561。如果外壳由单一体构成,则降低制造成本和部件成本,并且容易提高电容。
下面说明每个电极的大小。至少发送基准电极和接收基准电极两者需要形成相对于间隙的高电容,以便通信介质提供足够的电压。考虑到与通信介质的电容性耦合和要提供到通信介质的信号的属性,发送信号电极和接收信号电极被适当地取大小。通常,发送基准电极的大小被取为大于发送信号电极,并且接收基准电极的大小被取为大于接收信号电极。可选用地,如果产生足够用于通信的信号,则完全地接受其他关系。
如果发送基准电极被取大小为等于发送信号电极,并且如果接收基准电极被取大小为等于接收信号电极,则如果从无限远的基准点看,这些电极看起来具有相同的特性。如果任何电极被用作基准电极(即交换基准电极和信号电极),则产生等同的通信性能。
换句话说,如果基准电极和信号电极被取大小为不同,则仅仅当一个电极(被设计为信号电极的电极)被置于接近通信介质的时候才允许通信。
下面说明电路的屏蔽。除了其电极之外的发送器和接收器已经被在物理通信系统的分析中看作是透明的。为了体现通信系统,使用电子部件。所述电子部件由具有诸如导电率、介电性等的电特性的材料构成。围绕电极的这些部件不可避免地影响电极的操作。在间隙中的电容以多种方式影响在电路板上安装的电子电路。为了执行稳定的操作,最好屏蔽整个装置。
屏蔽导体可以连接到提供发送器和接收器的基准电势的发送基准电极或接收基准电极。如果在操作中没有特殊问题,则所述屏蔽的导体可以连接到发送信号电极或接收信号电极。所述屏蔽导体也具有物理大小。需要参见如上所述的同一原理来考虑所述屏蔽导体与其他电极、通信介质和间隙的相互关系。
图20图解了本发明的一个实施例。按照本发明的一个实施例,设备从电池工作。包括电池的电子部件被容纳在屏蔽外壳571中。屏蔽外壳571作为基准电极。电极572作为信号电极。
下面说明传送介质,导体已经被讨论为通信介质的一个示例。没有导电率的电介质体也被用于通信。在所述电介质体中,从发送信号电极到通信介质方向的电场通过电介质体的极化来传播。
具体地,诸如导线之类的金属被当作导体。去除离子的水可以作为电介质体。与具有两种特性的活体或通常的盐溶液等仍然可以进行通信,真空或空气也因为其介电性而作为通信介质。
下面说明噪声。间隙的电势响应于来自AC电源的噪声、来自荧光灯、家用电器和电子设备的噪声和在空气中的充电粒子的效应而改变。以上忽视了电势变化。这些噪声被叠加在发送器、通信介质和接收器的每个部件上。
图21图解了考虑到噪声分量的图1的通信系统100的等效电路。具体地,在对应于图9的通信系统500的图21的通信系统600中,通信系统600中的发送器610对应于在通信系统500中的发送器510。接收器620对应于在通信系统500中的接收器520,连接线630对应于连接线530。
在发送器610中,信号源613-1、发送器内基准点613-2、电容Cte614、电容Ctg615、基准点616-1、基准点616-2、电容Ctb617-1、电容Cth617-2和电容Cti617-3分别对应于以下每个在发送器510中的信号源513-1、发送器内基准点513-2、电容Cte514、电容Ctg515、基准点516-1、基准点516-2、电容Ctb517-1、电容Cth517-2和电容Cti517-3。不像图9的发送器510那样,发送器610包括两个噪声源641和642,它们分别被布置在电容Ctg615和基准点616-1之间和在电容Cth617-2和基准点616-2之间。
接收器620中,电阻Rr623-1、检测器623-2、接收器内基准点623-3、电容Cre624、电容Crg625、基准点626-1、基准点626-2、电容Crb627-1、电容Crh627-2和电容Cri627-3分别对应于以下每个在接收器520中的接收电阻Rr523-1、检测器523-2、接收器内基准点523-3、电容Cre524,电容Crg525、基准点526-1、基准点526-2、电容Crb527-1、电容Crh527-2和电容Cri527-3。不像图9的接收器520那样,接收器620包括两个噪声源644和645,它们分别被布置在电容Crh627-2和基准点626-2之间和在电容Crg625和基准点626-1之间。
在连接线630中,电阻Rm631、电容Cm632、电阻Rm633和基准点636分别对应于以下每个在连接线530中的电阻Rm531、电容Cm532、电阻Rm533和基准点536。不像图9的连接线530中那样,连接线630包括被布置在电容Cm632和基准点636之间的噪声源643。
发送器和接收器分别相对于发送器内基准点613-2和接收器内基准点623-3而运行。如果在所述基准点上叠加的噪声具有相对于发送器、接收器和通信介质相同的分量,则操作不受到噪声影响。另一方面,如果所述设备相距远,或在噪声环境下,相对噪声差有可能在设备之间发生。具体地,噪声源641到645不同地运行。如果这样的差不在时间上改变,则不发生问题,因为传送所使用的信号的相对电平差。如果噪声的变化周期落在使用的频带中,则需要根据噪声特性来确定使用频率和信号电平。换句话说,如果根据噪声特性来确定使用频率和信号电平,则通信系统600变得对噪声强壮,物理基准点变得无用,并且仅仅使用通信信号通信路径来进行通信。因此构造了没有应用环境限制的通信环境。
下面说明在通信中的发送器和接收器之间的距离的影响。按照本发明的原理,如果在发送基准电极和接收基准电极之间的间隙中建立足够高的电容,则不需要使用在发送器和接收器之间的地的路径或其他电路径,并且通信不依赖于在发送信号电极和接收信号电极之间的距离。如图22的通信系统700中那样,发送器710和接收器720彼此相距很远,并且具有足够的导电率或足够介电常数的通信介质730可以电容性地将发送信号电极711耦接到接收信号电极721。因此通信是可能的。发送基准电极712电容性地耦接到围绕发送器710的间隙,并且接收基准电极722电容性地耦接到围绕接收器720的间隙。不必电容性地耦接发送基准电极712和接收基准电极722。因为长和大的通信介质730提高相对于间隙的电容,因此也在参数的确定中考虑这些因素。
图22的通信系统700对应于图1的通信系统100。发送器710单元发送器110,接收器720对应于接收器120,通信介质730对应于通信介质130。
发送信号电极711、发送基准电极712和信号源713-1—每个在发送器710中—分别对应于发送信号电极111、发送基准电极112和发送单元113(其整体或部分)。接收信号电极721、接收基准电极722和电阻器Rr723-1—每个在接收器720中—分别对应于接收信号电极121、接收基准电极122和接收单元123(其整体或部分)。
在此省略这些元件的说明。
如此构造的通信系统700不需要物理基准路径,并且可以仅仅使用通信信号路径来通信。因此提供了没有应用环境的限制的通信环境。
在上面的讨论中,发送信号电极与接收信号电极不接触。本发明不限于这种布置。如果发送基准电极和接收基准电极的每个与周围的间隙具有足够高的电容,则发送信号电极可以经由具有介电性的通信介质而连接到接收信号电极。
图23图解了通信系统740,其中,发送基准电极经由通信介质而连接到接收基准电极。
如图23中所示,通信系统740对应于图22的通信系统700。在通信系统740中,发送器710不包括发送信号电极711。发送器710在结合点741连接到通信介质730。类似地,通信系统740中的接收器720不包括接收信号电极721,并且在结合点742连接到通信介质730。
在标准有线通信系统中,使用至少两个信号线,并且使用信号电平的相对差来执行通信。按照本发明的一个实施例,使用一条信号线来执行通信。
如此构造的通信系统740不需要物理基准路径,并且可以仅仅使用通信信号路径来通信。因此提供了没有应用环境限制的通信环境。
下面说明上述的通信系统的一个特定应用示例。上述的通信系统可以使用活体来作为通信介质。图24图示了使用人体来执行通信的通信系统750。在图24的通信系统750中,被安装在用户身体780的胸部上的发送器760发送音乐数据。被安装在用户身体780的头部的接收器770接收音乐数据,并且将所述音乐数据转换为声音,由此使得用户听见声音。通信系统750对应于上述的通信系统之一(诸如通信系统100)。发送器760和接收器770分别对应于发送器110和接收器120。在通信系统750中,人体780对应于图1的通信介质130。
发送器760包括发送信号电极761、发送基准电极762和发送单元763,它们分别对应于在图1中所示的发送信号电极111、发送基准电极112和发送单元113。接收器770包括接收信号电极771、接收基准电极772和接收单元773,它们分别对应于在图1中所示的接收信号电极121、接收基准电极122和接收单元123。
发送器760和接收器770以下述方式被安装在作为通信介质的人体780上:发送器760和接收器770与人体780接触或接近。因为如果发送基准电极762和接收基准电极772与间隙接触则足够,因此不需要与地的耦合或在发送器760(或其电极)和接收器770(或其电极)之间的耦合。
图25图解了通信系统750的另一个示例。如图25中所示,与人体780的脚掌接触(或接近)的接收器770与在人体780的手臂上安装的发送器760通信,发送信号电极761和接收信号电极771被布置使得发送信号电极761和接收信号电极771与作为通信介质的人体780接触(或接近)。发送基准电极762和接收基准电极772被布置为面向间隙。这是使用地来作为通信路径的公知技术所不能应用的应用。
如此构造的通信系统750不需要物理基准路径,并且可以仅仅使用通信信号路径来通信。因此提供了没有应用环境的限制的通信环境。
在上述的通信系统中,只要要提供到通信介质的信号的调制方法适用于发送器和接收器,就不向该调制方法应用特定限制。可以根据整个通信系统的特性来选择最佳的调制方法,具体地,所使用的调制信号可以包括从下组选择的单独或组合的至少一个:所述组包括基带模拟信号、调幅模拟信号、调频模拟信号、基带数字信号、调幅数字信号和调频数字信号。
在上述的通信介质中,可以使用单个通信介质来执行多个通信,以便执行全双工,或者以便多个设备可以经由单个通信介质来彼此通信。
下面说明执行多路复用通信的方法,第一可用方法是可以使用扩频方法。在发送器和接收器之间预定频率带宽和特定的时间序列代码。发送器按照在频率带宽内的时间序列代码来在频率上改变原始信号,由此将原始信号扩展到发送之前的整体频率带宽上。在接收到扩频信号时,接收器组合所接收的信号,由此解码所接收的信号。
下面说明扩频技术的优点。按照香农-哈特利信道容量定理,下面的方程(23)成立:
C = B × log 2 ( 1 + S N ) [ bps ] - - - ( 23 )
其中,Cbps表示信道容量,即在理论上可以向通信路径提供数据的最大数据率,BHz表示信道带宽,S/N表示信噪功率比。当以具有低信噪比的马克劳林表达式表达时,通过下面的方程(24)来近似方程(23):
C ≈ S N × B [ bps ] - - - ( 24 )
如果S/N等于或低于噪声最低电平,则S/N<<1。通过扩展信道带宽B,将信道容量C提高到预定电平或更高。
如果从通信路径到通信路径改变所述时间序列代码以获得不同的扩频操作,则没有相互干扰地扩展信号的频率。以没有干扰的方式来执行多个通信。
图26图解了按照本发明的一个实施例的通信系统800。在图26的通信系统800中,4个发送器810-1到810-4和5个接收器820-1到820-5使用扩频技术经由通信介质830来执行多路复用通信。
对应于图1的发送器110的发送器810-1包括发送信号电极811和发送基准电极812。发送器810-1还包括作为对应于发送单元113的单元的原始信号提供器813、乘法器814、扩展信号提供器815和放大器816。
原始信号提供器813产生原始信号来作为要发送的信号,然后向乘法器814提供所述原始信号。所述扩展信号提供器815产生作为用于在预定频率带宽上扩展原始信号的载波信号的扩展信号,然后向乘法器814提供所述扩展信号。可以获得用于使用扩展信号来扩展原始信号的两种典型方法,即直接序列方法(以下称为DS方法)和跳频方法(以下称为FH方法)。在DS方法中,乘法器814将原始信号乘以具有在频率上高于原始信号的频率分量的时间序列代码。相乘结果被预定的载波调制,被放大器816放大,然后被输出。
在FH方法中,所述载波的频率被时间序列代码改变以产生扩展信号,所述原始信号被乘法器814乘以扩展信号,被放大器816放大,然后被输出,来自放大器816的一个输出被提供到发送信号电极811,而来自放大器816的另一个输出被提供到发送基准电极812。
发送器810-2到810-4具有相同的结构,因为发送器810-1的讨论适用,因此在此省略发送器810-2到810-4的讨论。
对应于图1的接收器120的接收器820-1包括接收信号电极821和接收基准电极822。所述接收器820-1还包括作为对应于接收单元123的单元的放大器823、乘法器824、扩展信号提供器825和原始信号输出单元826。
接收器820-1按照本发明的实施例的方法来解码电信号,并且通过与发送器810-1的处理相反的信号处理来恢复原始信号(从原始信号提供器813提供的信号)。
图27图解了具有在横坐标上绘制的频率和在纵坐标上绘制的能量的频谱。频谱841具有固定频率。能量集中在特定频率上。在这种方法中,如果任何信号的能量落在噪声最低电平843之下,则不能恢复所述信号。频谱842是扩频方法之一。能量在宽频率带宽上扩展。矩形区域被作为整体能量。与是否每个频率分量小于噪声最低电平843无关,通过在整体频率带宽上集成能量而恢复频谱842的信号。因此可能进行通信。
使用所述扩频技术,通信系统800可以使用同一通信介质830来执行同时通信。如图26中所示,路径831-835指示在通信介质830上的通信路径,使用所述扩频技术,通信系统800执行由路径831和路径832表示的多对一通信或多对多通信。
用于多路复用通信的第二种方法是频分方法,在所述频分方法中,频率带宽在发送器和接收器之间被预定,然后被分割为多个频带。发送器(或接收器)遵守特定的频率带宽分配规则,或者在通信的开始检测频率带宽,并且按照检测结果被分配频率带宽。
图28图解了按照本发明的一个实施例的通信系统850。所述通信系统850包括四个发送器860-1到860-4和5个接收器870-1到870-5。,并且使用频分方法在通信介质880上执行多路复用通信。
对应于图1的发送器110的发送器860-1包括发送信号电极861和发送基准电极862。发送器860-1还包括作为对应于发送单元113的单元的原始信号提供器863、乘法器864、频率可变振荡器865和放大器866。
由频率可变振荡器865产生并且具有特定频率分量的信号被乘法器864乘以从原始信号提供器863提供的原始信号,被放大器866放大,然后被输出(必要时进一步被滤波)。来自放大器866的一个输出被提供到发送信号电极861,并且来自放大器866的另一个输出被提供到发送基准电极862。
发送器860-2到860-4具有与发送器860-1相同的结构。因为发送器860-1的讨论通用适用于发送器860-2到860-4,因此在此省略其讨论。
对应于图1的接收器120的接收器870-1包括接收信号电极871和接收基准电极872。接收器870-1还包括作为对应于接收单元123的单元的放大器873、乘法器874、频率可变振荡器875和原始信号输出单元876。
接收器870-1按照本发明的一个实施例的方法来恢复电信号,然后通过与发送器860-1的处理相反的信号处理来恢复原始信号(从原始信号提供器863提供的信号)。
图29图解了具有在横坐标上绘制的频率和在纵坐标上绘制的能量的频谱的一个示例。为了方便说明,将整体带宽(BW)分割为5个带宽(FW)891-895。所分割的频率带宽用于相互不同的通信路径。在通信系统850中的发送器860(接收器870)从通信路径到通信路径使用不同的频率带宽,由此以没有干扰的方式在单个通信介质880上同时执行通信,如图28中所示。图28图解了在通信介质880上的通信路径881-885。使用所述频分技术,通信系统850执行由路径881和路径882表示的多对一通信或多对多通信。
通信系统850(发送器860或接收器870)将整个带宽890分割为5个带宽891到895。划分的数量不限于任何特定数量,并且被分割的带宽可以在带宽上不同。
作为用于多路复用通信的第三种方法可用的是时分技术,用于在发送器和接收器之间划分通信时间。发送器(或接收器)遵守特定的时分规则,或检测在通信开始未占用的时隙,并且按照检测结果被分配通信时间。
图30图解了通信系统900。图30的通信系统900包括4个发送器910-1到910-4和5个接收器920-1到920-5,并且使用时分技术在通信介质930上执行多路复用通信。
对应于图1的发送器110的发送器910-1包括发送信号电极911和发送基准电极912。发送器910-1还包括作为对应于发送单元113的单元的时间控制器913、乘法器914、振荡器915和放大器916。
时间控制器913在预定时间输出原始信号。乘法器914将所述原始信号乘以由振荡器915产生的信号,并且输出产生的信号(在适当地被滤波后)。来自放大器916的一个输出被提供到发送信号电极911,并且来自放大器916的另一个输出被提供到发送基准电极912。
发送器910-2到910-4具有与发送器910-1相同的结构。发送器910-1的讨论也适用于发送器910-2到910-4,在此省略其讨论。
对应于图1的接收器120的接收器920-1包括接收信号电极921和接收基准电极922。接收器920-1还包括作为对应于接收单元123的单元的放大器923、乘法器924、振荡器925和原始信号输出单元926。
接收器920-1按照本发明的一个实施例而解码电信号,然后通过与发送器910-1的处理相反的信号处理来恢复原始信号(从时间控制器9143提供的原始信号)。
图31图解了具有在横坐标上绘制的时间和在纵坐标上绘制的能量的、按照这种方法而获得的频谱。为了方便说明,示出了5个时隙941-945。实际上,这些时隙941-945后随更多的时隙。以这种方式划分的每个时隙用于不同的通信路径。通信系统900中的发送器910(接收器920)使用从通信路径到通信路径不同的时隙来通信,由此控制相互干扰,如图30中所示。因此对于单个通信介质930执行多个通信。图30图解了在通信介质930上的通信路径931-935。使用所述时分技术,通信系统900执行由路径931和路径932表示的多对一通信或多对多通信。
由通信系统900(发送器910或接收器920)划分的时隙可以在时间宽度上不同。
可以组合如上所述的三种通信技术的两种或更多。
在特定应用中,发送器和接收器的每个与多个设备通信的特征很重要。发送器和接收器的每个可以被应用到在交通设施中的票据处理。手持具有与月票相关联的信息的设备A和具有数字钱币功能的设备B的用户可以使用自动收票口。使用所使用的如上所述的方法,所述设备A和设备B同时运行。即使用户在月票的覆盖范围之外的路线行进,也可以从设备B的数字钱币扣除额外费用。
下面参见图32的流程图来说明在发送器和接收器之间执行的—例如在图1的通信系统100中的发送器110和接收器120之间执行的—通信处理。
在步骤S11,在发送器110中的发送单元113产生要发送的信号,在步骤S12中,发送单元113经由发送信号电极111向通信介质130发送所产生的信号。在发送所产生的信号后,发送单元113结束通信处理。从发送器110发送的信号经由通信介质130而被提供到接收器120。在步骤S21中,接收器120中的接收单元123经由接收信号电极121来接收信号。在步骤S22中,接收单元123输出所接收的信号,在输出所接收的信号后,接收单元123结束其通信处理。
发送器110和接收器120通过简单的处理来执行基本通信,而不需执行任何复杂处理。具体地,不用构造使用基准电极的闭合电路,发送器110和接收器120可以以不被环境影响的方式通过经由其信号电极的简单的发送、然后接收信号来执行可靠的通信处理。发送器110和接收器120(通信系统100)减低要以不被环境影响的方式可靠执行的通信处理中涉及的工作负荷和制造成本,因为简化了通信处理的结构,因此通信系统100可以容易地组合使用多种通信方法,诸如调制、编码、加密和多路复用。
在上述的通信系统中,发送器和接收器是独立的装置。可以使用具有发送器和接收器两者的功能的收发器来构成通信系统。
图33图解了按照本发明的一个实施例的通信系统950。
如图33中所示,通信系统950包括收发器961、收发器962和通信介质130。在通信系统950中,收发器961和收发器962经由通信介质130来在双向通信中交换信号。
收发器961包括与图1的发送器110相同的发送器110和与图1的接收器120相同的接收器120。具体地,收发器961包括发送信号电极111、发送基准电极112、发送单元113、接收信号电极121、接收基准电极122和接收单元123。
收发器961使用发送器110来经由通信介质130而发送信号,并且使用接收器120来经由通信介质130而接收信号。收发器961被设计使得通过发送器110的通信和通过接收器120的通信不彼此干扰。
收发器962在结构上与收发器961相同,并且以相同的方式运行。因此在此省略收发器962的讨论。收发器961和收发器962经由通信介质130来以相同的方式执行双向通信。
通信系统950(包括收发器961和收发器962)可以以没有应用环境的限制的方式来执行双向通信。
在上述的通信系统中,用于发送的电极与用于接收的电极不同。或者,仅仅可以使用一对信号电极和基准电极,并且可以切换用于发送和接收的其连接。
下面参见图34和35来说明基于上述的通信系统的票据检查系统1000。图34图解了在收票口内从上部以斜下角度观看的票据检查系统1000。图35图解了从上部观看的通信系统100。
票据检查系统1000被安装在火车站、艺术馆等的入口(图35图解了在火车站入口安装的票据检查系统1000)。从在通过收票口的用户的手臂上安装的用户装置(UD)1100(对应于图33的收发器962),票据检查系统1000读取对应于月票等的信息,根据所读取的信息来执行票据检查处理,并且打开或关闭收票口1001-1和1001-2的门1003。
在结束票据检查后,票据检查系统1000从在通过收票口的用户的手臂上安装的用户装置1100读取诸如报纸和杂志之类的内容的预存预订信息。根据所读取的信息,发送器110向用户装置1100递交内容的数据。
票据检查系统1000包括收票口1001-1和1001-2、信号电极1002-1和1002-2、在收票口1001-1和1001-2之间布置的门1003L和1003R、信号处理器1011、基准电极1012、存储器1013和门驱动器1014L和1014R。
通过集成图3的发送信号电极111和接收信号电极121而构成信号电极1002-1和1002-2的每个。信号电极1002-1和1002-2被布置在收票口1001-1和1001-2之间的地表面上。信号电极1002-1和1002-2可以被布置为其上表面向上露出或被绝缘体覆盖。信号电极1002-1和1002-2被划分为多个分段,并且每个分段以用于通信的时分方式被切换以连接到信号处理器1011。
通过集成图33的发送单元113和接收单元123而构成信号处理器1011。信号处理器1011使用用户装置1100和旅客的人体来作为对应于图33的通信介质130的通信介质而执行参见图1-33而讨论的无线通信。用户装置1100被安装在通过连接到信号电极1002-1和1002-2的收票口1001-1和1001-2的旅客的手臂上。
通过集成图33的发送基准电极112和接收基准电极122来构成基准电极1012,所述基准电极1012可以被安装在任何方便的位置。如图35中所示,基准电极1012被与信号处理器1011一起安装在一个收票口1001-2中。
存储器1013存储从内容递交服务器(未示出)定期获取的内容数据。所述信号处理器1011从存储器1013读取内容数据。所述存储器1013还存储票据检查完成表。在票据检查完成表上,信号处理器1011登记已经经历了票据检查处理的用户装置1100的装置标识(ID)以及在票据检查处理中的验证期间共享的会话密钥。
在信号处理器1011控制下,门驱动器1014L打开或关闭门1003L。在信号处理器1011的控制下,门驱动器1014R打开或关闭门1003R。
参见图35,左门1003L打开,而右门1003R关闭。
如果不必在其间进行区别,则收票口1001-1和1001-2的每个被称为收票口1001,信号电极1002-1和1002-2的每个被称为信号电极1002,门1003L和1003R的每个被称为门1003,门驱动器1014L和1014R的每个被称为门驱动器1014。
在票据检查系统1000中,旅客可以如带有箭头的实线所示从信号电极1002-1(从图35的左侧)行进以进入门,或者可以如带有箭头的虚线所示从信号电极1002-2(从图35的右侧)行进以退出门。旅客可以通过票据检查系统1000进入或退出门。
当旅客从图35的左侧(从门外)进入时,信号处理器1011经由信号电极1002-1与用户装置1100通信,以执行票据检查处理。信号处理器1011控制门驱动器1014R,由此打开或关闭门1003R。经由信号电极1002-2,信号处理器1011按照与用户装置1100的通信结果来向用户装置1100递交(发送)在存储器1013上存储的内容数据。
当旅客从图35的右侧(从门内)退出时,信号处理器1011经由信号电极1002-2与用户装置1100通信,以执行票据检查处理。所述信号处理器1011控制门驱动器1014L,由此打开或关闭门1003L。经由信号电极1002-1,信号处理器1011按照与用户装置1100的通信结果向用户装置1100递交(发送)在存储器1013上存储的内容数据。
信号处理器1011以时分方式在信号电极1002-1和1002-2之间切换以通信。信号处理器1011根据旅客的行进方向,经由信号电极1002-1或信号电极1002-2在与用户装置1100的通信中执行票据检查处理,然后根据旅客的行进方向,经由信号电极1002-1或信号电极1002-2在与用户装置1100的通信中执行内容递交处理。
图36是图解信号处理器1011的结构的方框图。
例如,为了向用户装置1100发送信息,在信号处理器1011中的信号产生器1021在控制器1025的控制下产生对应于所述信息的信号。当从用户装置1100接收到信号时,信号解调器1022解调所述信号,并且向控制器1025提供所述解调的信号。
在控制器1025的控制下,发送接收开关1023在作为信号电极1002的信号电极1002-1和信号电极1002-2之间选择,并且在信号产生器1021和信号解调器1022之间切换以连接到信号电极1002。
控制器1025包括中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。通过执行多个程序,控制器1025控制信号产生器1021、信号解调器1022、通信接口1026和门驱动器1014的每个的操作。
控制器1025控制信号产生器1021,由此使得信号产生器1021产生要发送到用户装置1100的信号。控制器105控制信号解调器1022,由此使得信号解调器1022解调从用户装置1100接收的信号。控制器1025使得门驱动器1014响应于来自传感器1041L和传感器1041R之一的传感器输出和与用户装置1100的通信结果而打开或关闭门1003。控制器1025定期控制通信接口1026,由此使得通信接口1026经由诸如因特网之类的网络(未示出)来访问内容递交服务器(未示出)。所述控制器1025因此使得通信接口1026获取内容的数据,并且使得存储器1013存储所获得的内容数据。
存储器1024一由电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)构成—在必要时存储所获取的数据。
在控制器1025的控制下,通信接口1026经由诸如因特网之类的网络(未示出)来访问内容递交服务器(未示出),并且获得内容数据。
如图35中所示,控制器1025连接到存储器1013、门驱动器1014L和1014R与传感器1041L和1041R。如果不必在其间区别,则传感器1041L和传感器1041R的每个被称为传感器1041。
传感器1041使用激光检测人,并且被安装在收票口1001的右侧和左侧的每个上。当旅客进入收票口1001-1和收票口1001-2之间时,传感器1041向控制器1025输出传感器输出信号。传感器1041具有刚好在收票口1001之前的感测区域。
传感器1014不限于使用激光的那个。传感器1041可以是检测旅客的通过或存在的任何类型。例如,传感器1041可以是压力传感器或光学传感器,并且被安装在信号电极1002-1和信号电极1002-2的每个中。
图37图解了在信号处理器1011中的控制器1025的结构。
如图37中所示,控制器1025包括人体检测器1051、装置ID获取单元1052、驱动控制器1053、装置ID搜索器1054、票据检查处理器1055、装置ID寄存器1056和递交处理器1057。
人体检测器1051响应于来自传感器1041L和传感器1041R之一的传感器输出而检测人(旅客),并且向人体检测器1051和驱动控制器1053的每个提供检测结果。
装置ID获取单元1052向旅客的用户装置1100发送开始命令,以向用户装置1100通知通信的开始,响应于所述通知而获取从用户装置1100发送的装置标识(ID),并且向装置ID搜索器1054提供所获取的装置ID。
装置ID搜索器1054响应来自票据检查处理器1055的通知或人体检测器1051的检测结果和信号处理器1011(包括票据检查处理器1055和递交处理器1057)的操作状态两者。具体地,装置ID搜索器1054控制门驱动器1014L和门驱动器1014R之一,以打开或关闭门1003L和门1003R之一。
例如,当在票据检查处理器1055或递交处理器1057不工作的情况下从传感器1041L提供检测结果时,驱动控制器1053控制门驱动器1014L以允许旅客从图35的左侧进入,由此打开在已经检测到所述旅客的传感器1041L侧的门1003L。类似地,当在票据检查处理器1055或递交处理器1057不工作的情况下从传感器1041R提供检测结果时,驱动控制器1053控制门驱动器1014R以允许旅客从图35的右侧进入,由此打开在已经检测到旅客的传感器1041R侧上的门1003R。在相对侧上的门也可以被打开或关闭。
当票据检查处理器1055向驱动控制器1053通知响应于从图35的左侧进入的旅客的成功的票据检查处理时,驱动控制器1053控制门驱动器1014R,以打开在与行进方向(从左向右)相反的方向上的门1003R。另一方面,当票据检查处理器1055向驱动控制器1053通知响应于从图35的右侧进入的旅客的成功票据检查处理时,驱动控制器1053控制门驱动器1014L,以打开位于与行进方向(从右向左)相反的方向上的门1003L。
当票据检查处理器1055向驱动控制器1053通知响应于从图35的左侧进入的旅客的验证错误或失败的票据检查处理时,驱动控制器1053控制门驱动器1014R闭合在与行进方向(从左向右)相反的方向上的门1003R。另一方面,当票据检查处理器1055向驱动控制器1053通知响应于从图35的右侧进入的旅客的验证错误或失败的票据检查处理时,驱动控制器1053控制门驱动器1014L闭合在与行进方向(从右向左)相反的方向上的门1003L。。
如上参见图35所述,存储器1013存储票据检查完成表。所述票据检查完成表登记用户装置1100的装置ID、由信号处理器1011检查的票据、以及在票据检查处理的验证中共享的会话密钥。所述票据检查完成表可以被存储在信号处理器1011中的存储器1024中,而不是存储器1013中。
装置ID搜索器1054引用在存储器1013上的票据检查完成表,由此确定是否在票据检查完成表中登记了来自装置ID获取单元1052的装置ID。如果确定没有登记所述装置ID,则装置ID搜索器1054向票据检查处理器1055提供所述装置ID。如果确定登记了装置ID,则装置ID搜索器1054从存储器1013的票据检查完成表读取与所述装置ID相关联的会话密钥,然后向递交处理器1057提供所述会话密钥。
票据检查处理器1055包括验证处理单元1071、月票确定器1072、数字钱币处理单元1073和进入信息设置器1074。响应于来自装置ID搜索器1054的装置ID,票据检查处理器1055经由信号电极1002对发送器110执行票据检查处理。
验证处理单元1071经由信号电极1002来相互验证用户装置1100。验证处理单元1071使用装置ID来验证用户装置1100。如果已经成功地完成了所述验证处理,则验证处理单元1071产生会话密钥,并且经由信号电极1002向用户装置1100发送所产生的会话密钥。验证处理单元1071因此与用户装置1100共享所述会话密钥。验证处理单元1071也向月票确定器1072传送所述装置ID和所述会话密钥。
如果还没有成功地完成所述验证处理,则验证处理单元1071向驱动控制器1053通知验证错误。
使用所述会话密钥,月票确定器1072经由信号电极1002与用户装置1100通信,获取月票信息,确定是否对应的月票在服务范围中是有效的并且在服务时段中未过期。如果确定月票在服务范围中是有效的并且在服务时段中未过期,则月票确定器1072向进入信息设置器1074通知确定结果以及装置ID和会话密钥。如果确定所述月票是无效的或期满,则月票确定器1072向数字钱币处理单元1073提供所述装置ID和会话密钥,由此控制数字钱币处理单元1073从用户装置1100的剩余数字钱币中扣除。
在月票确定器1072的控制下,数字钱币处理单元1073使用会话密钥,经由信号电极1002与用户装置1100通信,由此从在用户装置1100上存储的剩余数字钱币中扣除。如果所述扣除成功,则数字钱币处理单元1073向进入信息设置器1074通知所述成功的扣除结果以及装置ID和会话密钥。如果所述扣除是不成功的,则数字钱币处理单元1073向驱动控制器1053通知扣除错误。
响应于来自月票确定器1072和数字钱币处理单元1073之一的通知,进入信息设置器1074使用会话密钥、经由信号电极1002与用户装置1100通信,以设置用户装置1100的进入信息,以执行票据检查处理。
当旅客进入收票口时,进入信息设置器1074在用户装置1100的进入信息中设置进入标记,并且进一步在进入信息中设置进入时间和进入站。另一方面,当旅客退出收票口时,进入信息设置器1074清除在用户装置1100中设置的进入信息。
在设置了所述进入信息后,进入信息设置器1074向装置ID寄存器1056和驱动控制器1053通知票据检查处理结束以及装置ID和会话密钥。
响应于来自进入信息设置器1074的通知,装置ID寄存器1056在存储器1013的票据检查完成表中登记票据检查的用户装置1100的装置ID以及会话密钥。
递交处理器1057包括预订确定器1081、数字钱币处理单元1082和内容递交单元1083。在从装置ID搜索器1054接收到装置ID和会话密钥后,递交处理器1057使用会话密钥、经由信号电极1002执行向用户装置1100的内容递交处理。使用在验证步骤期间共享的会话密钥来加密经由信号电极1002与用户装置1100的通信。
预订确定器1081使用会话密钥、经由信号电极1002与用户装置1100通信,由此获得在用户装置1100上预存的内容的预订信息,诸如报纸、杂志等。按照所述预订信息,预订确定器1081确定是否对于当前未过期的其内容预订时段预订了所述预订信息。如果确定对于未过期的内容预订时段预订了内容,则预订确定器1081确定是否支付方法是每次支付方法。
如果确定预订内容的支付方法不是每次支付方法(即预订内容的支付方法是一次付清支付方法),则预订确定器1081请求内容递交单元1083递交内容,因为在预订信息的存储时肯定已经支付了内容的预订费用。
如果确定预订内容的支付方法是每次支付方法,则预订确定器1081控制数字钱币处理单元1082从用户装置1100的剩余数字钱币扣除所述内容的费用。如果确定未预订内容或内容—如果预订的话—的内容预订时段过期,则向内容递交单元1083传送确定结果。内容递交单元1083不执行递交处理。
在预订确定器1081的控制下,数字钱币处理单元1082使用会话密钥、经由信号电极1002来与用户装置1100通信,由此从在用户装置1100上存储的剩余数字钱币扣除内容的费用。如果已经成功地完成了所述扣除,则数字钱币处理单元1082请求内容递交单元1083递交那个内容。如果扣除失败,则数字钱币处理单元1082向内容递交单元1083通知扣除错误。
内容递交单元1083从存储器1013读取由预订确定器1081和数字钱币处理单元1082之一请求的内容的数据。内容递交单元1083使用会话密钥、经由信号电极1002与用户装置1100通信,由此向用户装置1100递交内容。如果内容递交单元1083被预订确定器1081和数字钱币处理单元1082之一通知错误,则不向用户装置1100递交内容。
图38是图解用户装置1100的内部结构的方框图。参见图38,信号产生器1251到发送-接收开关1253分别在功能上与图36的信号产生器1021到发送-接收开关1023相同,在此省略其详细讨论。
信号电极1201和基准电极1202是用于无线通信并且参见图1-33所述的那些。信号电极1201被布置为接近通信介质(诸如人体),并且基准电极1202被面对面地布置。基准电极1202对应于图33的发送基准电极112和接收基准电极122之一,并且信号电极1201对应于图33的发送信号电极111和接收信号电极121之一。通信介质可以是单个一种材料的物体或由多个导体和电介质材料构成的复合体。
由CPU、ROM和RAM构成的控制器1255执行多种程序,由此控制信号产生器1251和信号解调器1252的操作。
控制器1255控制信号产生器1251和信号解调器1252之一的操作,由此产生要发送到信号处理器1011的信号或解调从信号处理器1011接收的信号。控制器1255从在非易失性存储器1254上存储的剩余数字钱币数量扣除进入收票口1001的进入费用或由信号处理器1011请求的数量。
非易失性存储器1254包括安全存储器,诸如电可擦除可编程只读存储器(EEPROM),它具有防篡改特性。为了提高防篡改特性,非易失性存储器1254最好具有单片结构,其中,集成了形成控制器1255的CPU。
在控制器1255的控制下,非易失性存储器1254存储剩余的数字钱币数量信息、月票信息、票据检查进入信息和包括报纸和杂志的内容的预订信息。非易失性存储器1254预存对于用户装置1100(每个独立的便携装置)唯一的装置ID,并且进一步存储在信号处理器1011的验证步骤中共享的会话密钥。
所述剩余的数字钱币数量信息可以是预付的钱币数量。作为选用,如果预付钱币的剩余数量是0,则可以根据旅客的信用将透支数量允许在预定数量之下,然后以后支付。
所述月票信息涉及在预定站之间的交通服务范围和由旅客预先购买的交通服务范围的交通服务时段。票据检查进入信息包括由信号处理器1011在完成票据检查处理时设置的用于指示进入历史的进入标记、进入时间和进入站点。
旅客可以通过访问连接到自动贩卖机1400(参见图45后述)或者网络的内容递交服务器来预先购买诸如报纸、杂志等的内容。所述预订信息涉及由旅客预先购买或旅客预定购买的内容的类型(题目)、内容的预订时段和购买的支付方法(每次支付或一次付清)。
数据存储器1256—包括非易失性存储器、硬盘和可装卸存储器之一—存储从信号处理器1011递交的内容的数据。
数据存储器1256可以与非易失性存储器1254集成,所述非易失性存储器1254与单片结构的CPU集成。但是这样的进一步集成提高了制造成本。如图38中所示,数据存储器1256被布置为与非易失性存储器1254分离。
控制器1255还连接到输入单元1271、输出单元1272、通信接口(I/F)1273和电池1274。
输入单元1271用于向用户装置1100输入来自用户的命令,并且包括例如操作按键、按钮、和开关。输入单元1271可以还包括:压力传感器,用于检测承载用户装置1100的旅客的抓握压力;加速度传感器,用于当旅客移动用户装置1100时检测用户装置1100的加速度;光学传感器,用于检测是否入射光被阻挡;以及,生物统计学传感器,用于检测诸如旅客的指纹之类的生物统计学信息。
输出单元1272向用户输出来自用户装置1100的信息,并且由用户使用来收听在数据存储器1256上存储的内容。输出单元1272可以包括例如液晶显示器(LCD)。而且,输出单元1272可以包括用于输出声音的扬声器、以预定间隔闪烁的发光二极管(LED)和向用户显示振动的电机。
在控制器1255的控制下,通信接口1273经由诸如因特网之类的网络(未示出)来访问服务器(未示出)以进行通信。电池1274向整个用户装置1100供电。
下面参见图39的流程图来说明在图35的票据检查系统1000中的信号处理器1011的处理。
例如,在门1003R打开并且门1003L闭合的情况下,没有另外的旅客进入收票口,因为出去的旅客在几分钟之前,通过对旅客身上安装的用户装置1100执行的票据检查处理以及内容递交处理,从图35的右侧进入了收票口。
新的旅客现在可以尝试在这种条件下从图35的左侧进入收票口。在收票口1001的左侧上安装的传感器1041L响应于在收票口1001-1和收票口1001-2之间正在进入的旅客而向人体检测器1051输出其传感器输出。响应于从传感器1041L的传感器输出,人体检测器1051检测用户(旅客),并且向装置ID获取单元1052和驱动控制器1053通知检测结果。
驱动控制器1053在票据检查处理器1055和递交处理器1057不工作的条件下从传感器1041L接收检测结果,驱动控制器1053因此控制门驱动器1014L,由此使得在已经检测到人的传感器1041L侧的门1003L打开。以这种方式,所述新旅客在收票口1001-1和收票口1001-2之间以下述顺序通过信号电极1002-1和信号电极1002-2。
门驱动器1014R可以使得门1003R然后闭合,由此防止另一个旅客从图35的右部进入。
在从人体检测器1051接收到检测结果时,装置ID获取单元1052在步骤S11中经由信号电极1002-1执行用户装置1100的检测处理。具体地,装置ID获取单元1052经由信号电极1002-1向旅客的用户装置1100发送开始命令,用于向用户装置1100通知通信的开始。
如果不使用作为非必要元件的传感器1041和人体检测器1051,则装置ID获取单元1052发送所述开始命令,直到从用户装置1100接收到响应(装置ID)。
响应于所述开始命令,用户装置1100在图42的步骤S62中发送所述装置ID。装置ID获取单元1052在步骤S12中确定已经从用户装置1100接收到所述装置ID。装置ID获取单元1052向装置ID搜索器1054提供所获取的装置ID。处理进行到步骤S13。
如果在步骤S12中确定还没有接收到装置ID,则处理返回到步骤S11,以重复步骤S11和随后的步骤。具体地,重复步骤S11和S12,直到确定已经接收到装置ID。
在步骤S13中,装置ID搜索器1054引用在存储器1013上的票据检查完成表,以确定是否来自装置ID获取单元1052的装置ID被登记在票据检查完成表中。
如果还没有完成所述票据检查处理,则来自装置ID获取单元1052的装置ID还没有被登记在票据检查完成表中。装置ID搜索器1054确定还没有完成票据检查处理,然后向票据检查处理器1055提供所述装置ID。
作为响应,票据检查处理器1055在步骤S14中对用户装置1100执行票据检查处理。将参见图40的流程图来详细说明所述票据检查处理。
在步骤S14,经由信号电极1002-1与用户装置1100进行通信。执行相互验证步骤,共享会话密钥,并且使用所述会话密钥来读取所述月票信息,根据所述月票信息从剩余的数字钱币数量扣除费用,并且设置进入信息。装置ID寄存器1056和驱动控制器1053被通知票据检查处理结束,并且打开门1003R。
响应于来自票据检查处理器1055的票据检查处理结束的通知,装置ID寄存器1056在步骤S15中在票据检查完成表中登记已经经历了票据检查处理的用户装置1100的装置ID以及在与用户装置1100的验证步骤中共享的会话密钥。信号处理器1011的处理因此结束。
在票据检查完成表中登记的装置ID和会话密钥在内容递交结束时或在内容递交结束后预定时间过去后被删除。
信号处理器1011通过经由信号电极1002-1与信号处理器1011通信来完成票据检查处理。所述信号处理器1011然后切换信号电极。在步骤S11,信号处理器1011经由信号电极1002-2对用户装置1100执行检测处理,由此经由信号电极1002-2获得装置ID。
因为用户装置1100的装置ID已经被登记在票据检查完成表中,因此装置ID搜索器1054在步骤S13中确定来自装置ID获取单元1052的装置ID已经被登记在票据检查完成表中,装置ID搜索器1054从存储器1013上的票据检查完成表读取与装置ID相关联的会话密钥。并且向递交处理器1057提供所述会话密钥,处理进行到步骤S16。
在步骤S16中,递交处理器1057执行内容递交处理。下面参见图41来详细说明所述内容递交处理。
在步骤S16中的内容递交处理中,在票据检查处理期间对用户装置1100的相互验证步骤中共享的会话密钥用于经由信号电极1002-2与用户装置1100进行通信。由此获取预订信息。根据所获取的预订信息,存储器1013上存储的内容的数据被递交到用户装置1100。信号处理器1011的处理现在结束。
如果在步骤S13中确定来自装置ID获取单元1052的装置ID未被登记在票据检查完成表中,则在步骤S14的票据检查处理中与用户装置1100共享的会话密钥被根据装置ID从所述票据检查完成表读取,然后被提供到递交处理器1057。在步骤S16的递交处理中,不必执行所述验证步骤以构造安全路径。
当携带用户装置1100的旅客通过嵌入信号电极1002的、在收票口1001-1和收票口1001-2之间的地板时,如上所述执行票据检测处理。在结束票据检查处理后,递交预订内容或被保留用于预订的内容。不必每次示出他的购买意图,用户仅仅通过在上下班交通中通过收票口1001而迅速地接收到内容递交服务。
已经参见图9说明了通信系统对于从图35的左侧(从收票口外)进入的旅客的处理。当旅客从图35的右侧(从收票口内)进入时,除了相互交换要连接的信号电极,该处理在原理上保持不变,并且门驱动器1014L和门驱动器1014R被交换,因此在该情况下的操作的讨论保持不变,并省略该讨论。
下面参见图40的流程图来说明在图39的步骤S14中的票据检查处理。
在票据检查处理器1055中的验证处理单元1071使用从装置ID搜索器1054提供的装置ID、在步骤S21中相互验证用户装置1100,并且在步骤S22中确定是否已经成功地完成了所述验证处理。
下面说明在步骤S21中的相互验证处理。在此使用的验证方法是由ISO/IEC9798-2或ISO/IEC9798-3标准化的方法。也一起讨论响应于步骤S21中的验证处理而由用户装置1100执行的图42的步骤S64中的相互验证处理。
验证处理单元1071从装置ID产生对于用户装置1100唯一的验证密钥,产生随机数,使用所述验证密钥来加密所产生的随机数,然后经由信号电极1002-1向用户装置1100发送所述加密的随机数。
在接收到加密的随机数时,用户装置1100解密所述加密的随机数,产生另一个随机数,使用验证密钥来加密所述两个随机数(所产生的随机数和所接收的随机数),并且向信号处理器1011发送加密的随机数。
验证处理单元1071解密返回的随机数,确定是否所述随机数之一是本身产生的那个(随机数的完整性),如果所述随机数是本身(验证处理单元1071)产生的那个,则在步骤S22中确定已经成功地完成了验证处理。如果已经成功地完成了所述验证处理,则验证处理单元1071产生会话密钥,将所述会话密钥与由用户装置1100产生的随机数组合,使用验证密钥来加密所述组合,经由信号电极1002-1向用户装置1100发送所述加密的组合。处理进行到步骤S23。验证处理单元1071向月票确定器1072提供所述装置ID和会话密钥。
用户装置1100接收所述加密的会话密钥和随机数,验证被解密的随机数的完整性,并且如果解密的随机数是其本身(用户装置1100)产生的那个,则确定所述验证已经成功。如果所述验证已经成功,则用户装置1100与信号处理器1011共享所述会话密钥。
以下使用所述会话密钥(即通过使用所述会话密钥的加密)在信号处理器1011和用户装置1100之间执行通信。因此使用根据相互验证而构造的安全路径来执行通信。
在步骤S23中,月票确定器1072使用来自验证处理单元1071的会话密钥、经由信号电极1002与用户装置1100通信,由此获得月票信息。
在步骤S24中,月票确定器1072根据所获得的月票信息来确定是否月票有效。具体地,月票确定器1072确定是否月票在服务范围内有效和未过期(在期满日期之前)。如果不可获得月票信息,则月票确定器1072在步骤S24中确定所述月票不是有效的。
如果在步骤S24中确定所述月票不是有效的,则月票确定器1072向数字钱币处理单元1073提供所述装置ID和会话密钥。处理进行到步骤S25。当旅客进入收票口时,从剩余的数字钱币数量扣除对应的费用。当所述旅客后来从另一个收票口出去时,从剩余的钱币数量实际地结算费用支付。
在步骤S25中,月票确定器1072控制所述数字钱币处理单元1073,由此从用户装置1100的数字钱币数量扣除。具体地,数字钱币处理单元1073使用来自月票确定器1072的会话密钥、经由信号电极1002与用户装置1100通信,以从在用户装置1100上存储的剩余的数字钱币数量扣除。在步骤S26中,数字钱币处理单元1073确定是否所述扣除已经成功。
如果在图43的步骤S68中已经成功地完成了从剩余的数字钱币数量扣除费用,则用户装置1100经由信号电极1201向信号处理器1011发送关于扣除完成的信息。在这种情况下,数字钱币处理单元1073在步骤S26确定已经从剩余的数字钱币数量扣除了费用,然后向进入信息设置器1074通知所述扣除成功和装置ID与会话密钥。处理进行到步骤S27。
如果在步骤S24确定月票有效,则月票确定器1072向进入信息设置器1074通知确定结果以及装置ID和会话密钥。处理跳过步骤S25和S26而进行到步骤S27。
在步骤S27,进入信息设置器1074使用来自月票确定器1072和数字钱币处理单元1073之一的装置ID和会话密钥、经由信号电极1002与用户装置1100通信,由此设置用户装置1100的进入信息。
当旅客从图35的左侧进入收票口1001时,进入信息设置器1074在用户装置1100的进入信息中设置进入标记、进入时间和进入站。当旅客从图35右侧从收票口内退出收票口1001时,进入信息设置器1074清除在用户装置1100中设置的进入信息,由此执行票据检查处理。进入信息设置器1074向装置ID寄存器1056和驱动控制器1053通知票据检查处理结束,并且向装置ID寄存器1056提供所述装置ID和会话密钥。
作为响应,装置ID寄存器1056在图39的步骤S15中在存储器1013上的票据检查完成表中登记用户装置1100的装置ID和会话密钥。
在步骤S28中,驱动控制器1053响应于来自进入信息设置器1074的票据检查处理结束的通知而控制门驱动器1014R,由此打开收票口1001的门1003R。门1003R如已经打开的话则保持打开。
如果相互验证显示所述随机数是有效的,则在步骤S22中将所述验证处理确定为不成功(验证失败)。验证处理单元1071向驱动控制器1053通知验证错误。处理进行到步骤S29。如果在步骤S26中确定所述扣除不成功,则数字钱币处理单元1073向驱动控制器1053通知扣除错误。处理进行到步骤S29。
在步骤S29中,驱动控制器1053响应于来自票据检查处理器1055的票据检查失败(来自验证处理单元1071的验证错误和来自数字钱币处理单元1073的扣除错误之一)的通知而控制门驱动器1014R,由此闭合收票口1001的门1003R。门1003R如果已经闭合的话则保持闭合。
由此执行相互验证。共享会话密钥,使用共享的会话密钥来获得用户装置1100的月票信息,并且根据所获得的月票信息来执行结算处理(剩余数字钱币数量的扣除)。因此完成票据检查处理。
下面参见图41的流程图来说明在图39的步骤S16中的内容递交处理,通过使用从装置ID搜索器1054提供的会话密钥的加密处理,在票据检查处理的所述验证步骤中构造的安全路径上执行通信。
在步骤S41中,在递交处理器1057中的预订确定器1081使用从装置ID搜索器1054提供的会话密钥、经由信号电极1002从用户装置1100获得预订信息。在步骤S42中,预订确定器1081根据所述预订信息确定是否预订了任何内容,并且是否所述内容的内容预订时段未过期。
如果确定预订了内容并且所述内容的内容预订时段未过期,则处理进行到步骤S43。预订确定器1081确定是否所述预订的支付方法是每次支付方法。
如果在步骤S43中确定所述预订的支付方法是每次支付方法,则预订确定器1081在步骤S44中控制数字钱币处理单元1082,由此从剩余的数字钱币数量扣除内容的费用。
在预订确定器1081控制下,数字钱币处理单元1082使用会话密钥、经由信号电极1002与用户装置1100通信,由此从发送器110上存储的剩余数字钱币数量扣除内容的费用。
在步骤S45中,数字钱币处理单元1082确定是否从剩余数字钱币数量的扣除成功。如果在如下所述的图43的步骤S68中从剩余数字钱币数量的扣除成功,则用户装置1100经由信号电极1201向信号处理器1011发送成功扣除的通知。在步骤S45中,数字钱币处理单元1082确定从剩余数字钱币数量的扣除已经成功,并且请求内容递交单元1083递交所述内容。处理进行到步骤S46。
如果在步骤S43中确定所述预订的支付方法是一次付清方法,则处理跳过步骤S44和S45而进行到步骤S46,因为已经在签约预订时完成了全部支付。
在步骤S46中,内容递交单元1083从存储器1013读取由预订确定器1081和数字钱币处理单元1082之一请求的数据,并且使用会话密钥经由信号电极1002与用户装置1100通信,以向用户装置1100递交所述内容。
如果在步骤S42中确定未预订内容或者内容—如果有的话—的内容预订时段期满,则预订确定器1081向内容递交单元1083通知确定结果。处理进行到步骤S47。
如果在步骤S45中确定从剩余数字钱币数量的扣除失败,则数字钱币处理单元1082向内容递交单元1083通知所述扣除错误。处理进行到步骤S47。
内容递交单元1083被预订确定器1081或数字钱币处理单元1082通知确定结果或错误。在步骤S47中,内容递交单元1083不递交内容。
因为在通过收票口1001的旅客的通过其间不仅执行票据检查处理而且执行内容递交处理,因此旅客仅仅通过收票口1001就可以容易地获得内容的数据。旅客因此不用去往书报亭去浏览标题,然后购买期望的报纸。
在票据检查处理后,登记在验证过程中共享的会话密钥。使用所述共享的会话密钥来执行内容递交处理。在所述内容递交处理中,原样使用在所述票据检查处理的验证步骤期间构造的安全路径。这种布置消除了再一次执行验证步骤的必要。
用户装置1100响应参见图39所述的信号处理器1011的处理。下面参见图42和43的流程图来说明由用户装置1100执行的处理。用户装置1100的处理是单个处理,但是为了方便说明,所述处理被划分为两组,在图42的一个组中的步骤S61-S66和在图43中另一组中的步骤S67-S72。
在图42的步骤S61中,用户装置1100中的控制器1255待机,等待经由信号电极1201接收由信号处理器1011发送的开始信号。
在图39的步骤S11中,信号处理器1011向用户装置1100发送所述开始命令。
响应于所述开始命令的接收,处理进行到步骤S62。控制器1255从非易失性存储器1254读取对于用户装置1100唯一的装置ID,并且经由信号电极1201向信号处理器1011返回所述装置ID。因此在信号处理器1011和用户装置1100之间建立通信。
在步骤S63中,控制器1255引用非易失性存储器1254,由此确定是否已经对信号处理器1011完成了验证步骤。如果还没有完成票据检查处理(或者如果还没有完成验证步骤),则没有在非易失性存储器1254上登记对信号处理器1011的会话密钥。控制器1255在步骤S63中确定还没有完成所述验证步骤,并且处理进行到步骤S64。
如上对于图40的步骤S21所述,信号处理器1011发送响应于验证密钥而产生的随机数。在步骤S64中,控制器1255相互验证信号处理器1011,并且在成功验证后向非易失性存储器1254上存储所获得的会话密钥。建立与信号处理器1011的安全路径。使用所述会话密钥,执行与信号处理器1011的通信。
如果已经成功地完成了所述票据检查处理(或者如果已经成功地完成了所述验证步骤),则在非易失性存储器1254上存储对于信号处理器1011的会话密钥。在步骤S63中,控制器1255确定已经完成了所述验证,然后跳过步骤S64而进行到步骤S65。在这种情况下,已经与信号处理器1011建立了安全路径。使用在非易失性存储器1254上存储的会话密钥,与信号处理器1011执行通信。
在步骤S65,控制器1255确定是否信号处理器1011已经请求了任何信息。例如如果信号处理器1011在图40的步骤S23中请求月票信息,或者如果信号处理器1011在图41的步骤S41中请求了预订信息,则处理进行到步骤S66。控制器1255从非易失性存储器1254读取对应的信息(月票信息或者预订信息),然后经由信号电极1201向信号处理器1011发送对应的信息。
如果信号处理器1011未请求信息,则处理跳过步骤S66而进行到图43的步骤S67。
在步骤S67中,控制器1255确定是否信号处理器1011请求了从剩余数字钱币数量的扣除。例如,信号处理器1011在图40的步骤S25或在图41的步骤S44中请求从剩余数字钱币数量的扣除。如果信号处理器1011请求从剩余数字钱币数量扣除,则处理进行到步骤S68。控制器1255从在非易失性存储器1254上存储的剩余数字钱币数量进行扣除,并且经由信号电极1201向信号处理器1011发送扣除结束的通知。
如果信号处理器1011未请求从剩余数字钱币数量的扣除,则处理跳过步骤S68而进行到步骤S69。
在步骤S69中,控制器1255确定是否信号处理器1011已经请求了记录信息。如果信号处理器1011请求了在图40的步骤S27中设置或清除的进入信息,或者如果信号处理器1011请求了在后述的图47的步骤S120中记录的预订信息,则处理进行到步骤S70。控制器1255向非易失性存储器1254上写入对应的信息。
如果信号处理器1011没有请求信息的记录,则处理跳过步骤S70而进行到步骤S71。
在步骤S71中,控制器1255确定是否已经从信号处理器1011接收到内容的数据,例如,信号处理器1011在图41的步骤S46中递交内容。当从信号处理器1011接收到内容数据时,处理进行到步骤S72。控制器1255向数据存储器1256写入所接收的内容数据。
如果信号处理器1011未请求信息的记录,则跳过在步骤S72的处理。处理由此结束。
当携带用户装置1100的旅客仅仅通过信号电极1002并且执行了参见图1-33所述的无线通信时,图35的票据检查系统1000不仅完成票据检查处理,而且完成内容递交处理。
用户可以仅仅在上下班交通中通过收票1001而迅速地享受到内容递交服务,而不需要特别示出购买意图。
如图35中所示,票据检查系统1000包括单个信号处理器1011,它以时分方式在信号电极1002-1和信号电极1002-2之间切换。参见图44,下面说明票据检查系统1300。所述票据检查系统1300包括与信号电极1002-1通信的信号处理器1011-1和与信号电极1002-2通信的信号处理器1011-2。
图44图解了票据检查系统1300。
图44的票据检查他1300与图35的票据检查系统100不同在:将信号处理器1011替换为信号处理器1011-1和信号处理器1011-2,并且基准电极1012被替换为基准电极1012-1和基准电极1012-2。作为图35的票据检查系统1000,图44的票据检查系统1300包括收票口1001-1和1001-2、信号电极1002-1和1002-2、门1003L和1003R、存储器1013和门驱动器1014L和1014R。
因为信号处理器1011-1和1011-2的每个在结构和操作上与图35的信号处理器1011相同,因此在此省略其讨论。
票据检查系统1300包括信号处理器1011-1和信号处理器1011-2。连接到基准电极1012-1的信号处理器1011-1经由信号电极1002-1与用户装置1100通信。连接到基准电极1012-2的信号处理器1011-2经由信号电极1002-2与用户装置1100通信。信号处理器1011-1和信号处理器1011-2之一执行票据检查处理,而信号处理器1011-1和信号处理器1011-2的另一个执行内容递交处理。
从图44的左侧(从收票口外部)进入的旅客可以现在首先通过信号电极1002-1。信号处理器1011-1经由信号电极1002-1与用户装置1100通信,由此获得装置ID。因为在存储器1013上的票据检查完成表中没有装置ID,因此信号处理器1011-1经由信号电极1002-1对用户装置1100执行票据检查处理,其中包括验证步骤。信号处理器1011-1因此控制门驱动器1014R,由此打开或闭合门1003R。在验证步骤中获得的装置ID和会话密钥被登记在存储器1013上的票据检查完成表中。具体地,信号电极1002-1作为用于票据检查处理中的信号电极。
接着,旅客通过信号电极1002-2。信号处理器1011-2经由信号电极1002-2与用户装置1100通信,由此获得装置ID。因为在存储器1013上的票据检查完成表中登记了装置ID,因此信号处理器1011-2读取所述会话密钥,并且使用所述会话密钥、经由所述信号电极1002-2从用户装置1100获得预订信息。信号处理器1011-2根据所述预订信息来执行内容递交处理,并且向用户装置1100发送在存储器1013上存储的内容数据。信号电极1002-2作为要用于内容递交处理中的信号电极。
从图44的右侧(从收票口内部)进入的旅客可以现在首先通过信号电极1002-2。信号处理器1011-2经由信号电极1002-2与用户装置1100通信,由此获得装置ID。因为在存储器1013上的票据检查完成表中没有装置ID,因此信号处理器1011-2经由信号电极1002-2对用户装置1100执行票据检查处理,其中包括验证步骤。信号处理器1011-2由此控制门驱动器1014L,由此打开或闭合门1003L。在验证步骤中获得的装置ID和会话密钥被登记在存储器1013上的票据检查完成表中。具体地,信号电极1002-2作为用于票据检查处理中的信号电极。
接着,旅客通过信号电极1002-1。信号处理器1011-1经由信号电极1002-1与用户装置1100通信,由此获得装置ID。因为在存储器1013上的票据检查完成表中登记了装置ID,因此信号处理器1011-1读取所述会话密钥,并且使用所述会话密钥、经由所述信号电极1002-1从用户装置1100获得预订信息。信号处理器1011-1根据所述预订信息来执行内容递交处理,并且向用户装置1100发送在存储器1013上存储的内容数据。信号电极1002-1作为要用于内容递交处理中的信号电极。
图44的票据检查系统1300包括两个信号处理器,一个用于执行票据检查处理,另一个用于执行内容递交处理。以这种方式,在每个处理器上的工作负荷因此被共享和降低。因此提高了处理速度。
下面参见图45来说明自动贩卖机1400。自动贩卖机1400预先向用户装置1100中的非易失性存储器1254上存储预订信息。
自动贩卖机1400可以是票据自动贩卖机。液晶显示器(LCD)1400a一被层压有在自动贩卖机1400的前部布置的触摸板—除了用于购买票据的票据销售按钮之外还包括:选择按钮,用于选择和输入用以预订内容(与内容的类型和内容的预订时段相关联)的预定信息;以及输入按钮,用于输入内容预订的确定。
标注所述输入按钮的LCD1400a的一部分被层压有信号电极1411(图46)。信号电极1411用于与经由用户的人体安装在用户上的用户装置1100执行无线通信。
用户选择在LCD1400a上的选择按钮(以手指与选择按钮接触),以向自动贩卖机1400输入内容的类型和预订时段以及支付方法。用户然后选择输入按钮以根据输入的信息来决定内容的预订。
自动贩卖机1400经由用户的人体和层压有输入按钮的信号电极1411与安装在用户上的用户装置1100通信。在执行相互验证和从剩余的数字钱币数量的扣除后,自动贩卖机1400向用户装置1100的非易失性存储器1254上写入所述内容的预订信息。
因为在用户装置1100的非易失性存储器1254上写入所述内容的预订信息,因此用户可以通过仅仅通过被布置在收票口1001之间的地表面上的信号电极1002来完成票据检查处理,并且接收内容。
图46是图解自动贩卖机1400的方框图。如图46中所示,信号产生器1451到控制器1455分别在功能和操作上与图36的信号产生器1021到控制器1025相同,并且在此省略其讨论。
基准电极1412和信号电极1411对应于参见图1-33所述的无线通信中使用的基准电极和信号电极,信号电极1411以下述方式被层压在承载输入按钮的LCD1400a的区域上:信号电极1411变得接近通信介质(诸如用户身体的手指)。基准电极1412被布置在自动贩卖机1400的外壳中。基准电极1412对应于图33的发送基准电极112和接收基准电极122之一,并且信号电极1411对应于图33的发送信号电极111和接收信号电极121之一。所述通信介质可以是单个一种材料体或多个导体和多个电介质材料的复合体。
图46的控制器1455连接到触摸板1456和LCD1400a。触摸板1456被层压到LCD1400a,并且响应于用户的操作而向控制器1455输入操作信号。
下面参见图47的流程图来描述自动贩卖机1400的预处理。响应于所述预处理的用户装置1100的处理与参见图42和43所述的处理基本上相同,在此省略其讨论。
用户通过操作在LCD1400a(即触摸板1456)上显示的选择按钮向自动贩卖机1400输入内容的类型和预订方法与支付方法。在步骤S111,触摸板1456向控制器1455输入内容的类型。控制器1455接收内容的类型。
在步骤S112中,触摸板1456输入预订时段。控制器1455从触摸板1456接收预订时段的输入。在步骤S113中,触摸板1456输入支付方法。控制器1455从触摸板1456接收支付方法的输入。
在步骤S114中,控制器1455确定是否已经建立了与用户装置1100的通信。具体地,响应于从触摸板1456输入的预订内容所需要的全部信息的输入,控制器1455经由信号电极1411发送开始命令。
在输入了预订内容所需要的全部信息后,用户使用手指来接触在信号电极1411的区域上显示的输入按钮,以根据输入信息来决定内容的预订。用户装置1100经由用户的人体和信号电极1201来接收开始命令。在图42的步骤S62中,用户装置1100从非易失性存储器1254读取装置ID,并且经由信号电极1201来发送所述装置ID。
在经由信号电极1411接收到用户装置1100的装置ID后,控制器1455在步骤S114中确定已经建立了与用户装置1100的通信。处理进行到步骤S115。
在步骤S115中,控制器1455使用所接收的装置ID执行对于用户装置1100的相互验证步骤。在步骤S116中,控制器1455确定是否已经成功地完成了验证步骤。在步骤S115中的相互验证步骤与在图40的步骤S21中的相互验证步骤相同,在此省略其讨论。
如果在步骤S116中确定已经成功地完成了所述验证步骤,则处理进行到步骤S117。控制器1455确定是否从触摸板1456(即用户)接收的支付方法是一次付清。如果确定所述支付方法是一次付清,则处理进行到步骤S118。
在步骤S118,控制器1455使用在验证步骤中共享的会话密钥、经由信号电极1411与用户装置1100通信,由此从在用户装置1100上存储的剩余数字钱币数量中扣除内容的费用。
在步骤S119,控制器1455确定是否从剩余数字钱币数量的扣除成功。当在图43的步骤S68中已经成功地完成了从剩余数字钱币数量的扣除时,用户装置1100经由信号电极1201向自动贩卖机1400发送所述扣除结束的通知。控制器1455在步骤S119中确定已经成功地完成了从剩余数字钱币数量的扣除,处理进行到步骤S120。
如果在步骤S117中确定所述支付方法不是一次付清方法(即所述支付方法是每次支付),则处理跳过步骤S118和S119而进行到步骤S120。
在步骤S120,控制器1455经由信号电极1411向用户装置1100写入使用会话密钥在步骤S111到S113中接收的信息(与内容的类型和预订时段以及内容的支付方法相关联)作为预订信息。
在步骤S121中,如果在步骤S114中确定还没有建立与用户装置1100的通信,如果在步骤S116中确定验证失败或如果在步骤S119中确定从剩余数字钱币数量的扣除失败,则控制器1455执行错误处理。删除由用户输入的信息,并且可以命令LCD1400a显示催促用户再一次输入信息的消息。
在用户装置1100的非易失性存储器1254上登记由用户在自动贩卖机1400上输入的内容的预订信息。
在上面的说明中,在票据自动贩卖机1400的存储器1454上登记内容的预订信息。本发明不限于自动贩卖机1400。例如,连接到由基准电极、信号电极和收发器构成的读取器/写入器的个人计算机可以访问服务器(未示出),以接收与内容的预订相关的信息。可以通过使得所述读取器/写入器与用户装置1100通信来登记所述预订信息。
图48图解了按照本发明的一个实施例的票据检查系统1500。
图48的票据检查系统1500与图44的票据检查系统1300不同在:消除了门1003L和门驱动器1014L,并且信号电极1002-1用于票据检查用途,而信号电极1002-2用于内容递交用途,并且信号处理器1011-1和1011-2分别被替换为票据检查的信号处理器1501和用于内容递交的信号处理器1502。如图44的票据检查系统1300,票据检查系统1500包括收票口1001-1和1002-1、门1003R、基准电极1012-1和1012-2、存储器1013和门驱动器1014R。
不像图35的票据检查系统1500和图44的票据检查系统1300那样,票据检查系统1500仅仅允许旅客在单方向上进入(从信号电极1002-1侧,如图48中的带有箭头的实线所示,即从图48的左侧从收票口的外部)。
可以将票据检查系统设计为允许从两侧进入,就像图35的票据检查系统1000和图44的票据检查系统1300那样,但是可以将票据检查系统设置为在甚至布置了门1003L和门驱动器1014L(在图48中未示出)的情况下也允许单向进入。这样的系统一般与图48的票据检查系统1500相同,并且在此省略其讨论。
如图48中所示,从图48的左侧(从收票口外部)进入的旅客通过信号电极1002-1以进行票据检查。票据检查信号处理器1501经由票据检查信号电极1002-1与用户装置1100通信,由此获取装置ID。票据检查信号处理器1501执行包括对票据检查信号电极1002-1的验证步骤的票据检查处理,由此控制门驱动器1014R以打开或关闭门1003R。票据检查信号处理器1501在存储器1013上的票据检查完成表中登机在验证中的装置ID和会话密钥。
在图48的情况下,票据检查完成表可以被存储在内容递交信号处理器1502中的存储器上。
旅客然后通过内容递交信号电极1002-2。内容递交信号处理器1502经由内容递交信号电极1002-2与用户装置1100通信,由此获取装置ID。所述装置ID被登记在存储器1013上的票据检查完成表中。内容递交信号处理器1502读取会话密钥,使用会话密钥、经由内容递交信号电极1002-2从用户装置1100获得预订信息,根据所述预订信息来执行内容递交处理,并且向用户装置1100递交在基准电极1012上存储的内容数据。
基准处理器1501和1502的每个一般在结构上与参见图36所述的信号处理器1011相同,并且在此省略其讨论。下面参见图49和50仅仅说明与在信号处理器1011中的对应方不同的基准处理器1501和1502的每个中的控制器1025。
如图48中所示,旅客仅仅从左侧(从收票口外部)进入。也可以获得允许从右侧(从收票口内)进入的旅客的票据检查系统。这样的票据检查系统在进行方向上不同,但是具有基本上相同的结构,并且在此省略其讨论。
图49图解了票据检查信号处理器1501的控制器1025。
图49的控制器1025包括人体检测器1521、装置ID获取单元1522、驱动控制器1523、票据检查处理器1524和装置ID寄存器1525。
在结构上与图37的人体检测器1051基本上相同的人体检测器1521响应于来自传感器1041L和传感器1041R之一的传感器输出而检测人(旅客),并且向装置ID获取单元1522和驱动控制器1523通知检测结果。
装置ID获取单元1522一般在结构上与图37的装置ID获取单元1052相同。装置ID获取单元1522经由票据检查信号电极1002-1向用户装置1100发送开始命令,用于向用户装置1100通知通信的开始。装置ID获取单元1522响应于所述开始命令来接收用户装置1100发送的装置ID,然后向票据检查处理器1524提供所获取的装置ID。
驱动控制器1523在结构上与图37的驱动控制器1053基本上相同。响应于来自人体检测器1521的检测结果或来自票据检查处理器1524的通知,驱动控制器1523控制所述门驱动器1014R,由此打开或关闭对应的门1003R。
如图37的票据检查处理器1055,票据检查处理器1524包括验证处理单元1071、月票确定器1072、数字钱币处理单元1073和进入信息设置器1074。在从装置ID获取单元1522接收到所述装置ID时,票据检查处理器1524经由票据检查信号电极1002-1对用户装置1100执行票据检查处理。
装置ID寄存器1525在结构上与图37的装置ID寄存器1056基本上相同,并且在存储器1013上的票据检查完成表中登记经过票据检查的用户装置1100的装置ID和会话密钥。
图50图解了在内容递交信号处理器1502中的控制器1025。
如图50中所示,控制器1025包括人体检测器1541、装置ID获取单元1542、装置ID搜索器1543和递交处理器1544。
人体检测器1541在结构上与图37的人体检测器1051基本上相同,并且响应于来自传感器1041L和传感器1041R之一的传感器输出信号而检测人(旅客),并且向装置ID获取单元1542通知检测结果。
装置ID获取单元1542与图37的装置ID获取单元1052在结构上基本上相同。所述装置ID获取单元1542经由内容递交信号电极1002-2向旅客的用户装置1100发送开始命令,用于向用户装置1100通知通信的开始。装置ID获取单元1542响应于开始命令来获取从用户装置1100发送的装置ID,然后向装置ID搜索器1543提供所获取的装置ID。
装置ID搜索器1543与图37的装置ID搜索器1054在结构上基本上相同,装置ID搜索器1543引用在存储器1013上的票据检查完成表来确定来自装置ID获取单元1542的装置ID是否被登记在票据检查完成表中。如果未登记所述装置ID,则装置ID搜索器1543仅仅向递交处理器1544提供所述装置ID。如果所述装置ID被登记,则装置ID搜索器1543从存储器1013上的票据检查完成表读取与装置ID相关联的会话密钥,并且向递交处理器1544提供所述会话密钥。
如图37的递交处理器1057,递交处理器1544包括预订确定器1081、数字钱币处理单元1082和内容递交单元1083。在从装置ID搜索器1543接收到装置ID和会话密钥后,递交处理器1544使用所述会话密钥经由内容递交信号电极1002-2对用户装置1100执行内容递交处理。
如果仅仅从装置ID搜索器1543提供装置ID,则不执行内容递交。
下面参见图51的流程图来说明在图48的票据检查系统1500中的票据检查信号处理器1501的处理。图51的步骤S211到S214分别与图39的步骤S11、S12、S14和S15相同,并且在此省略其讨论。
旅客现在从图48的左侧进入。在收票口1011的左侧上布置的传感器1041L向人体检测器1521和人体检测器1541输出响应于要进入收票口1001-1和收票口1001-2之间的旅客而改变的传感器输出。响应于来自传感器1041L的传感器输出,人体检测器1521检测人(旅客),并且向装置ID获取单元1522和驱动控制器1523通知检测结果。
响应于来自传感器1041L的检测结果,驱动控制器1523使得门驱动器1014R接近在传感器1014L相反侧的门1003R。
响应于来自人体检测器1521的检测结果,装置ID获取单元1522在步骤S211中经由票据检查信号电极1002-1而对用户装置1100执行票据检查处理。装置ID获取单元1522经由票据检查信号电极1002-1向用户装置1100发送命令,用于向用户装置1100通知通信的开始。
用户装置1100响应于在图42的步骤S62中的开始命令而发送装置ID。装置ID获取单元1522在步骤S212中确定已经从用户装置1100获得了装置ID,然后向票据检查处理器1524提供所获得的装置ID。处理进行到步骤S213。
如果在步骤S212确定还没有获取装置ID,则处理返回到步骤S211以重复步骤S211和随后的步骤。具体地,重复步骤S211和S212,直到在步骤S212中确定已经获得了装置ID。
在接收到装置ID时,票据检查处理器1524在步骤S213中对用户装置1100执行票据检查处理。因为已经参见图40讨论了所述票据检查处理,因此在此省略其讨论。
在步骤S213中的票据检查处理中,经由票据检查信号电极1002-1与用户装置1100进行通信,由此执行相互验证,共享会话密钥,使用所述会话密钥来读取预订信息,根据所述预订信息对剩余数字钱币数量进行扣除,并且设置进入信息。向装置ID寄存器1525和驱动控制器1523发送票据检查处理结束的通知。打开门1003R。
在从票据检查处理器1524接收到票据检查处理结束的通知后,装置ID寄存器1525在步骤S214中在存储器1013上的票据检查完成表中登记经过票据检查的用户装置1100的装置ID以及在对用户装置1100的验证步骤中使用的会话密钥。由此完成了票据检查信号处理器1501的处理。
下面参见图52的流程图来说明图48的票据检查系统1500中的内容递交信号处理器1502的处理。图52的步骤S231-S234分别与图39的步骤S11-S13和S16基本上相同,在此省略其讨论。
来自传感器1041L的传感器输出被输出到参见图51前述的人体检测器1521和人体检测器1541的每个。响应于来自传感器1041L的传感器输出,人体检测器1541检测人(旅客),并且向装置ID获取单元1542通知检测结果。
在步骤S231中,装置ID获取单元1542经由内容递交信号电极1002-2执行检测处理以检测用户装置1100。具体地,装置ID获取单元1542经由内容递交信号电极1002-2向用户的用户装置1100发送开始命令,用于向用户装置1100通知通信的开始。
用户装置1100响应于所述开始命令而在图42的步骤S62中发送装置ID。装置ID获取单元1542在步骤S232中确定已经从用户装置1100获得了装置ID,并且向装置ID搜索器1543提供所获得的装置ID。处理进行到步骤S233。
如果在步骤S232中确定还没有获得装置ID,则处理返回到步骤S231以重复步骤S231和随后的步骤。具体地,重复步骤S231和S232直到在步骤S232中确定已经获得了装置ID。
在步骤S233中,装置ID搜索器1543引用在存储器1013上的票据检查完成表,以确定是否在票据检查完成表中登记了来自装置ID获取单元1542的装置ID。
如果在步骤S233中确定在票据检查完成表中登记了来自装置ID获取单元1542的装置ID,则装置ID搜索器1543从存储器1013上的票据检查完成表读取与装置ID相关联的会话密钥,并且向递交处理器1544提供所述会话密钥。处理进行到步骤S234。
在步骤S234中,递交处理器1544使用在对用户装置1100的票据检查信号处理器1501的相互验证中共享的会话密钥来执行内容递交处理。已经参见图41讨论了所述内容递交处理。
在步骤S234中的内容递交处理中,使用会话密钥、经由内容递交信号电极1002-2对用户装置1100执行通信。然后获取预订信息。根据所获得的预订信息,将在存储器1013上存储的内容数据递交到用户装置1100。因此完成了内容递交信号处理器1502的处理。
如果在步骤S233中确定来自装置ID获取单元1542的装置ID没有被登记在票据检查完成表中,则确定未完成所述票据检查处理。处理进行到步骤S235以进行错误处理。内容递交信号处理器1502的处理结束,而不执行内容递交。
因为未完成票据检查处理,因此内容递交信号处理器1502可以代表票据检查信号处理器1501来执行票据检查处理。当内容递交信号处理器1502已经成功地完成票据检查处理时,内容递交信号处理器1502可以直接地控制门驱动器1014R。或者,内容递交信号处理器1502可以向票据检查信号处理器1501通知票据检查处理的成功,由此使得票据检查信号处理器1501控制门驱动器1014R。如果时间允许,内容递交信号处理器1502连续地执行递交处理。
在作为被设计来使得旅客仅仅在收票口1001之间单向进入的硬件或被设置了使得旅客仅仅在收票口1001之间单向进入的软件的票据检查系统1500中,信号处理器被分配相应的功能,信号处理器1501用于票据检查,信号处理器1502用于内容递交。使用这种布置,降低了在每个处理器上的工作负荷,并且提高了处理速度。
如上所述,单个信号处理器可以甚至在作为被设计为使得旅客仅仅在收票口1001之间单向进入的硬件或被设置了使得旅客仅仅在收票口1001之间单向进入的软件的票据检查系统中工作,
图53图解了按照本发明的一个实施例的票据检查系统1600。
图53的票据检查系统1600与图48的票据检查系统1500不同在:票据检查信号处理器1501和内容递交信号处理器1502被集成为信号处理器1601中,并且基准电极1012-1和1012-2被替换为基准电极1012。如图48的票据检查系统1500,所述票据检查系统1600包括收票口1001-1和1001-2、票据检查信号电极1002-1和内容递交信号电极1002-2、门103R、存储器1013和门驱动器1014R。
信号处理器1601与票据检查信号处理器1501和内容递交信号处理器1502的组合在结构和操作上相同,在此省略其讨论。
在票据检查系统1600中,信号处理器1601与以时分方式切换的信号电极1002-1和1002-2进行通信,以执行票据检查处理和内容递交处理。
如图48的票据检查系统1500,票据检查系统1600允许旅客仅仅单向进入(从如图53中的带有箭头的实线所示的信号电极1002-1的左侧,即从收票口外部)。
从图53的左侧(从收票口外部)进入的旅客首先通过票据检查信号电极1002-1。信号处理器1601使得图49的控制器1025起作用,由此经由票据检查信号电极1002-1与用户装置1100通信以获得装置ID。信号处理器1601经由票据检查信号电极1002-1执行包括对用户装置1100的验证步骤的票据检查处理,由此控制门驱动器1014R,以打开或关闭门1003R。信号处理器1601在存储器1013上的票据检查完成表中登记在验证步骤中的装置ID和会话密钥。
所述旅客接着通过内容递交信号电极1002-2。信号处理器1601使得图50的控制器1025起作用,由此经由内容递交信号电极1002-2与用户装置1100通信,以获得装置ID。因为装置ID已经被登记在存储器1013上的票据检查完成表中,因此信号处理器1601读取装置ID,使用所述会话密钥、经由内容递交信号电极1002-2从用户装置1100获得预订信息,根据预订信息来执行内容递交处理,然后向用户装置1100发送在存储器1013上存储的内容数据。
即使在作为被设计为使得旅客仅仅在收票口1001之间单向进入的硬件或被设置为使得旅客仅仅在收票口1001之间单向进入的软件的票据检查系统1600中,单个信号处理器1601可以以时分方式来执行票据检查处理和内容递交处理。单个信号处理器1601工作,因此降低了票据检查系统的成本。
图54图解了按照本发明的一个实施例的票据检查系统1700。
图54的票据检查系统1700与图44的票据检查系统1300不同在下述各点。信号处理器1011-1和1011-2被替换为图48的用于票据检查的信号处理器1501-1和1501-2,增加了图48的用于内容递交的信号处理器1502-1和1502-2,并且被布置在收票口1001之间的信号电极1002-1和信号电极1002-2变为用于票据检查的信号电极,用于内容递交的信号电极1002-3和1002-4被布置在旅客通过收票口1001的地板上,存储器1013被划分为存储器1013-1和1013-2,增加了基准电极1012-1和1012-2以及基准电极1012-3和1012-4。如图44的票据检查系统1300,图54的票据检查系统1700包括收票口1001-1和1001-2、门1003L和1003R以及门驱动器1014L和1014R。
如图35的票据检查系统1000和图44的票据检查系统1300,票据检查1700被设计来允许旅客双向进入收票口,即从由带有箭头的实线表示的票据检查信号电极1002-1(从图54的左侧)和从由带有箭头的虚线表示的票据检查信号电极1002-2(从图54的右侧)。换句话说,旅客被允许经由票据检查系统1700而进入收票口和退出收票口。
票据检查系统1700包括票据检查信号处理器1501-1、票据检查信号处理器1501-2、内容递交信号处理器1502-1和内容递交信号处理器1502-2。连接到基准电极1012-1的票据检查信号处理器1501-1经由信号电极1002-1与从图54的左侧进入的旅客的用户装置1100无线通信,连接到基准电极1012-2的票据检查信号处理器1501-2经由信号电极1002-2与从图54的右侧进入的旅客的用户装置1100无线通信。连接到基准电极1012-3的内容递交信号处理器1502-1经由信号电极1002-3与从图54的左侧进入并且从图54的右侧退出的旅客的用户装置1100进行无线通信。连接到基准电极1012-4的内容递交信号处理器1502-2经由信号电极1022-4与从图54的右侧进入并且从图54的左侧退出的旅客的用户装置1100无线通信。
信号处理器1501-1和1501-2的每个与图48的票据检查信号处理器1501在结构和操作上基本上相同,在此省略其讨论。信号处理器1502-1和1502-2的每个与图48的信号处理器1502在结构和操作上基本上相同,在此省略其讨论。
从图54的左侧(从门的外部)进入收票口1001的旅客首先通过在收票口1001前部布置的内容递交信号电极1002-4。因为装置ID未被登记在存储器1013-2上的票据检查完成表中,因此内容递交信号处理器1502-2不能递交内容。
当旅客从图54的左侧(从收票口外部)进入通过收票口1001时,传感器1041L检测所述旅客,并且向信号处理器1501-1输出传感器输出信号,作为响应,信号处理器1501-1开始发送开始命令。因为旅客通过了票据检查信号电极1002-1,因此信号处理器1501-1经由票据检查信号电极1002-1与用户装置1100通信,由此获得装置ID。
信号处理器1501-1经由票据检查信号电极1002-1执行包括对用户装置1100的验证步骤的票据检查处理,由此控制门驱动器1014R以打开或闭合门1003R。票据检查信号处理器1501-1在存储器1013-1上的票据检查完成表中登记在验证中的装置ID和会话密钥。
虽然旅客后来通过票据检查信号电极1002-2,但是在图54的右侧上的传感器1041R不检测所述旅客。票据检查信号处理器1501-2不发送开始命令,不与用户装置1100通信,并且不执行票据检查处理。
旅客退出收票口1001,并且通过内容递交信号电极1002-3。信号处理器1502-1经由内容递交信号电极1002-3与用户装置1100通信,由此获得装置ID。因为装置ID已经被登记在存储器1013-1上的票据检查完成表中,因此信号处理器1502-1读取会话密钥,使用会话密钥、经由内容递交信号电极1002-3从用户装置1100获得预订信息,根据所述预订信息来执行内容递交处理,然后向用户装置1100发送在存储器1013-1上存储的内容数据。
从图54的右侧(从收票口内)进入的旅客在进入收票口1001之前首先通过在收票口101前部的地板上布置的内容递交信号电极1002-3。因为没有在存储器1013-1的票据检查完成表中登记装置ID,信号处理器1502-1不执行内容递交处理。
当旅客接着从图54的右侧(从售票口的外部)进入通过收票口1001时,传感器1041R检测到所述旅客,并且向信号处理器1501-2输出传感器输出信号。作为响应,所述信号处理器1501-2开始发送开始命令。旅客通过票据检查信号电极1002-2。信号处理器1501-2经由票据检查信号电极1002-2与用户装置1100通信,由此获得装置ID。
信号处理器1501-2经由票据检查信号电极1002-2执行包括对用户装置1100的验证步骤的票据检查处理,由此控制门驱动器1014L,以打开或闭合门1003L。信号处理器1501-2在存储器1013-2上的票据检查完成表中登记验证中的装置ID和会话密钥。
虽然旅客通过票据检查信号电极1002-1,在图54的左侧上的传感器1041L不检测旅客。票据检查信号处理器1501-1不发送开始命令,不与用户装置1100通信,并且不执行票据检查处理。
旅客退出收票口1001,并且通过内容递交信号电极1002-4。信号处理器1502-2经由所述内容递交信号电极1002-4与用户装置1100通信,由此获得装置ID。因为装置ID被登记在存储器1013-2上的票据检查完成表中,因此信号处理器1502-2读取会话密钥,使用会话密钥、经由内容递交信号电极1002-4从用户装置1100获取预订信息,根据所述预订信息执行内容递交处理,然后向用户装置1100发送在存储器1013-2上存储的内容数据。
参见图54,用于内容递交的信号电极1002-3和1002-4的每个的面积被设置为大于票据检查信号电极1002-1和1002-2的每个的面积。本发明不限于此布置。
参见图54,布置了两个信号处理器。或者,可以使用单个信号处理器。信号处理器的数量不限于两个。可以使用三个或更多的处理器。
在票据检查系统1700中,在收票口1001之间布置票据检查信号电极1002-1和1002-2,并且内容递交信号电极1002-3和1002-4被布置在每个旅客在通过收票口1001后需要通过的地板上。
内容递交信号电极1002的安装位置不限于在收票口1001之间。当内容的数据的大小相对于递交速度大时,安装内容递交信号电极的区域的扩展防止内容被剩下不被递交。
在上面的讨论中,在收票口的入口和出口,票据检查和内容递交都是可能的。为了防止内容递交重复,可以在每个旅客的出口、即当旅客从图35和图54的右侧(从收票口内)进入时禁止所述递交处理。
在用户装置1100递交登记的内容之前,可以禁止内容的递交。在这种情况下,按照类似性或内容ID来搜索内容。
用户装置1100可以登记内容接收结束标记以及日期,并且可以通过查看日期来禁止内容的递交。在这种情况下,也可以登记递交时间。例如,在报纸的情况下,可以识别报纸的早晨版本和夜晚版本。通过查看所述标记和递交时间来控制递交重复。
因为在旅客通过收票口1001期间不仅执行票据检查处理、而且执行内容递交处理,因此旅客可以通过简单地通过收票口1001而容易地获得内容的数据。因此旅客不用去书报亭来浏览标题,然后购买期望的报纸。
已知的无接触IC卡的访问面积的长度限于大约几个厘米长。用户在持IC卡靠近访问区域的同时通过票据检查门。被允许持IC卡靠近访问区域的时间限于几秒的、很短的时段。使用参见图1-图33而讨论的通信,用户可以与在收票口路径中的地表面中嵌入的信号电极保持安全路径,并且可以以比在现有技术中更长的时间进行通信。在出口执行内容递交处理的同时,执行在入口的票据检查处理。因此容易依序执行两个或多个处理。
用户可以平滑地享受内容递交服务,而不必显示用户的购买意图。
在验证步骤中共享的装置ID和会话密钥在所述票据检查处理后被登记。使用被登记的会话密钥来执行内容递交处理。在内容递交处理中,原样使用在票据检查处理期间构造的安全路径。不消耗时间来用于重新验证。
在内容递交处理中,向用户装置1100递交内容数据。或者,仅仅可以递交用于解密内容数据的特定密钥,并且可以在旅客将通过的另一个区域(例如在站台的地板上或在客车的地板上)中安装用于递交由特定密钥加密的内容数据的信号电极和信号处理器之一。
在上述的讨论中,所递交的内容包括报纸和杂志。所述内容可以还包括音乐和视频。
可以以如上所述的顺序来执行用于描述在记录介质上存储的程序的处理步骤。可以不必然以所述的顺序来执行所述处理步骤,但是可以并行或独立地执行所述处理步骤。
在本说明书中,所述系统指的是由多个装置构成的整个设备。可以将被说明为单个设备的配置划分为多个装置。被说明为多个设备的配置可以被集成为单个设备。可以增加除了上述设备的结构之外的结构。如果整个系统的配置和操作保持不变,则可以在另一个设备中包含一个设备的一部分。
本领域内的技术人员应当明白,可以根据设计要求和其他因素来进行各种修改、组合、子组合和改造,只要所述修改、组合、子组合和改造在所附的权利要求或其等同内容的范围内。
本发明包含与2005年12月20日在日本专利局提交的日本专利申请JP2005-365910相关联的主题,其整体内容通过引用被包含在此。

Claims (9)

1.一种信息处理系统,包括:在收票口安装的第一信息处理设备,用于执行票据检查处理;以及第二信息处理设备,用于在票据检查处理后执行内容递交处理,
其中,所述第一信息处理设备包括:
验证部件,用于通过与被安装在通过收票口的旅客身上的通信终端通信来验证所述通信终端,所述通信终端使用包括旅客的人体的电介质材料作为通信介质而通信;
票据检查部件,用于对由验证部件验证的通信终端执行票据检查处理;以及,
登记部件,用于登记已经进行了票据检查处理的通信终端的标识,并且
其中,所述第二信息处理设备包括:
标识确定部件,用于确定是否通过所述第一信息处理设备而登记了在与所述通信终端的通信中获取的通信终端的标识;
信息获取部件,用于如果所述标识确定部件确定通过所述第一信息处理设备登记了所述通信终端的标识,则获取在所述通信终端上存储的内容的预订信息;以及,
递交部件,用于按照由所述信息获取部件获取的预订信息来向所述通信终端递交所述内容。
2.按照权利要求1的信息处理系统,其中,所述登记部件登记作为所述验证的结果的由所述通信终端共享的会话密钥以及所述通信终端的标识,和
其中,所述递交部件使用所述会话密钥来加密所述内容,并且向所述通信终端递交所述加密的内容,如果所述标识确定部件确定所述第一信息处理设备登记了所述通信终端的标识,则读取所述会话密钥。
3.一种信息处理系统的信息处理方法,所述信息处理系统包括:在收票口安装的第一信息处理设备,用于执行票据检查处理;以及第二信息处理设备,用于在票据检查处理后执行内容递交处理,所述方法包括步骤:
通过所述第一信息处理设备,
通过与被安装在通过收票口的旅客身上的通信终端通信来验证所述通信终端,所述通信终端使用包括旅客的人体的电介质材料来作为通信介质而通信;
对于被验证的通信终端执行票据检查处理;并且,
登记已经进行了票据检查处理的通信终端的标识,并且
通过第二信息处理设备,
确定是否通过所述第一信息处理设备登记了在与所述通信终端的通信中获取的通信终端的标识;
如果确定通过所述第一信息处理设备登记了所述通信终端的标识,则获取在所述通信终端上存储的内容的预订信息;并且,
按照所获取的预订信息来向所述通信终端递交所述内容。
4.一种信息处理设备,被安装在收票口,用于执行票据检查处理,所述设备包括:
验证部件,用于通过与被安装在通过收票口的旅客身上的通信终端通信来验证所述通信终端,所述通信终端使用包括旅客的人体的电介质材料来作为通信介质而通信;
票据检查部件,用于对由验证部件验证的通信终端执行票据检查处理;
登记部件,用于登记已经进行了票据检查处理的通信终端的标识;
标识确定部件,用于确定是否通过所述登记部件登记了在与所述通信终端的通信中获取的通信终端的标识;
信息获取部件,用于如果所述标识确定部件确定登记了所述通信终端的标识,则获取在所述通信终端上存储的内容的预订信息;以及,
递交部件,用于按照由所述信息获取部件获取的预订信息来向所述通信终端递交所述内容。
5.按照权利要求4的信息处理设备,其中,所述登记部件登记作为所述验证的结果的由所述通信终端共享的会话密钥以及所述通信终端的标识,和
其中,所述递交部件使用所述会话密钥加密所述内容,并且向所述通信终端递交所加密的内容,如果所述标识确定部件确定所述登记部件登记了所述通信终端的标识,则读取所述会话密钥。
6.一种信息处理设备的信息处理方法,所述信息处理设备被安装在收票口,用于执行票据检查处理,所述信息处理方法包括步骤:
通过与被安装在通过收票口的旅客身上的通信终端通信来验证所述通信终端,所述通信终端使用包括旅客的人体的电介质材料作为通信介质而通信;
对于被验证的通信终端执行票据检查处理;
登记已经进行了票据检查处理的通信终端的标识;
确定是否登记了在与所述通信终端的通信中获取的通信终端的标识;
如果确定登记了所述通信终端的标识,则获取在所述通信终端上存储的内容的预订信息;并且,
按照所获取的预订信息来向所述通信终端递交所述内容。
7.一种使得在收票口安装的信息处理设备执行票据检查处理的计算机程序,包括步骤:
通过与被安装在通过收票口的旅客身上的通信终端通信来验证所述通信终端,所述通信终端使用包括旅客的人体的电介质材料作为通信介质而通信;
对于被验证的通信终端执行票据检查处理;
登记已经进行了票据检查处理的通信终端的标识;
确定是否登记了在与所述通信终端的通信中获取的通信终端的标识;
如果确定登记了所述通信终端的标识,则获取在所述通信终端上存储的内容的预订信息;并且,
按照所获取的预订信息来向所述通信终端递交所述内容。
8.一种信息处理系统,包括:在收票口安装的第一信息处理设备,用于执行票据检查处理;以及第二信息处理设备,用于在票据检查处理后执行内容递交处理,
其中,所述第一信息处理设备包括:
验证单元,用于通过与被安装在通过收票口的旅客身上的通信终端通信来验证所述通信终端,所述通信终端使用包括旅客的人体的电介质材料作为通信介质而通信;
票据检查单元,用于对由验证单元验证的通信终端执行票据检查处理;以及,
登记单元,用于登记已经进行了票据检查处理的通信终端的标识,并且
其中,所述第二信息处理设备包括:
标识确定单元,用于确定是否通过所述第一信息处理设备登记了在与所述通信终端的通信中获取的通信终端的标识;
信息获取单元,用于如果所述标识确定单元确定通过所述第一信息处理设备登记了所述通信终端的标识,则获取在所述通信终端上存储的内容的预订信息;以及,
递交单元,用于按照由所述信息获取单元获取的预订信息来向所述通信终端递交所述内容。
9.一种信息处理设备,被安装在收票口,用于执行票据检查处理,所述设备包括:
验证单元,用于通过与被安装在通过收票口的旅客身上的通信终端通信来验证所述通信终端,所述通信终端使用包括旅客的人体的电介质材料作为通信介质而通信;
票据检查单元,用于对由验证单元验证的通信终端执行票据检查处理;
登记单元,用于登记已经进行了票据检查处理的通信终端的标识;
标识确定单元,用于确定是否通过所述登记单元登记了在与所述通信终端的通信中获取的通信终端的标识;
信息获取单元,用于如果所述标识确定单元确定登记了所述通信终端的标识,则获取在所述通信终端上存储的内容的预订信息;以及,
递交单元,用于按照由所述信息获取单元获取的预订信息来向所述通信终端递交所述内容。
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