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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Schreib-/Leseeinheit
zum drahtlosen, schreibenden und/oder lesenden Zugriff auf Chipkarten.
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Chipkartensysteme
haben eine starke Verbreitung erfahren. Chipkartensysteme umfassen üblicherweise
so genannte Chipkarten und ein oder mehrere Schreib-/Leseeinheiten
zum schreibenden und/oder lesenden Zugriff auf die Chipkarten. Der
Zugriff bzw. die Datenübertragung
zwischen der Schreib-/Leseeinheit und der Chipkarte kann draht- bzw.
kontaktlos oder kontaktgebunden erfolgen.
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Hinsichtlich
des technologischen Hintergrunds sei auch auf die einschlägigen Chipkartennormen
ISO-14443 und ISO-15693 verwiesen.
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Die
Chipkarte umfasst typischerweise einen Chip bzw. einen integrierten
Schaltkreis zur Realisierung der Chipkartenfunktion, der in Abhängigkeit
vom Chipkartentyp unter anderem eine Hardware-Logik, Speicher und/oder
einen Mikroprozessor enthalten kann. Der Chip bzw. der integrierte
Schaltkreis ist üblicherweise
auf oder in einem Schaltkreisträgermedium
wie beispielsweise einer Karte, in einer Münze, in einem Schlüsselkopf,
auf einem selbstklebenden Etikett oder auch auf einem Ausweisdokument
angeordnet. Der oder die Chips und das Trägermedium bilden die Chipkarte.
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Mit
Chipkartensystemen können
viele unterschiedliche Anwendungen realisiert werden. Ein Beispiel
einer möglichen
Anwendung bilden so genannte Kassensysteme, beispielsweise zur Verwendung in
Betriebskantinen. Hierbei werden an die Nutzer der Betriebskantine
Chipkarten ausgegeben. Ein Chipkartennutzer kann nun beispielsweise
an einer Ladestation einen bestimmten Geldbetrag auf die Chipkarte
aufbuchen bzw. aufladen. An einer Kasse wird dann ein zu zahlender
Betrag von der Chipkarte des Nutzers abgebucht. Die Ladestation
sowie die Kasse umfassen hierzu jeweils eine oder mehrere Schreib-/Leseeinheiten,
die ein Aufbuchen bzw. ein Abbuchen der Geldbeträge der Chipkarte durchführen. Ein
weiteres Anwendungsbeispiel ist die Zutrittskontrolle, bei der ein
Zutritt durch Anlegen der Chipkarte an eine Schreib-/Leseeinheit
freigegeben wird.
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Ein
Zugriff durch die Schreib-/Leseeinheit auf die Chipkarte bzw. auf
deren Chip erfolgt üblicherweise
mit Hilfe eines chipkartentypabhängigen Schreib-/Lesebausteins
der Schreib-/Leseeinheit, der kompatibel zu der spezifischen Chipkarte
bzw. dem spezifischen Chip ist. Chiphersteller liefern hierbei in
der Regel sowohl die Chips für
die Chipkarten als auch den zugehörigen Schreib-/Lesebaustein, beispielsweise
in Form eines so genannten Hybrides oder in Form eines integrierten
Schaltkreises bzw. Chipsatzes. Der Schreib-/Lesebaustein ist mit
einer Antenne bzw. einem Übertrager
gekoppelt, der eine physikalische Schnittstelle zur Chipkarte bildet.
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Der
Schreib-/Lesebaustein verfügt üblicherweise über eine
Datenschnittstelle zur Kopplung mit einem Prozessor, beispielsweise über eine
herkömmliche
Speicherbusschnittstelle für
einen Mikroprozessor, über
die eine bidirektionale Datenübertragung
statt findet. Der Prozessor sendet hierbei zu übertragende Daten an den Schreib-/Lesebaustein und
empfängt
von diesem Daten, die durch den Schreib-/Lesebaustein über die
Antenne von einer Chipkarte empfangen werden. Der Schreib-/Lesebaustein kapselt
bzw. abstrahiert hierbei chipspezifische Funktionalitäten, d.h.
ein Anwendungsprogrammierer, der Software für die Schreib-/Leseeinheit
entwickelt, benötigt
kein Wissen über
Details der chipspezifischen Datenübertragung und der chipspezifischen
Funktionen, wie beispielsweise Übertragungsparameter,
Modulationsarten etc.
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Herkömmliche
Schreib-/Leseeinheiten umfassen nur Schreib-/Lesebausteine eines
Chipkartentyps bzw. eines Chipherstellers. Dies bedeutet, dass die
Schreib-/Leseeinheiten lediglich auf Chipkarten des zugehörigen Chipkartentyps
zugreifen können,
da sich die Schreib-/Lesebausteine unterschiedlicher Hersteller
strukturell unterscheiden und untereinander nicht kompatibel sind.
Eine Ausnahme hiervon ist lediglich dann gegeben, wenn die Chipkarten
bzw. die Schreib-/Lesebausteine normkonforme Funktionen, beispielsweise
gemäß der Norm ISO-14443,
zur Verfügung
stellen. In diesem Fall kann im Umfang der normierten Funktionalität hersteller-
bzw. chipkartentypunabhängig
auf die Chipkarten zugegriffen werden. Da jedoch eine normierte Funktionalität lediglich
in einem geringen Funktionsumfang vorhanden ist, d.h. lediglich
ein eng begrenzter Subsatz von Funktionen normkonform zur Verfügung steht,
kann auf leistungsfähige
herstellerspezifische Funktionen nicht herstellerübergreifend zugegriffen
werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum drahtlosen,
schreibenden und/oder lesenden Zugriff einer Schreib-/Leseeinheit auf
Chipkarten sowie eine Schreib-/Leseeinheit zur Verfügung zu
stellen, die einen drahtlosen Zugriff auf Chipkarten unterschiedlichen
Chipkartentyps ermöglichen,
ohne dass hierfür
getrennte, chipkartenspezifische Schreib-/Leseeinheiten vorzusehen
sind.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Schreib-/Leseeinheit
nach Anspruch 11.
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Bevorzugte
Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Wenn
nachfolgend von einem ersten bzw. zweiten Schreib-/Lesebaustein die
Rede ist, versteht es sich, dass die Nummerierung beliebig ist und
die Funktionen des ersten und des zweiten Schreib-/Lesebausteins vertauscht
werden können.
Wesentlich ist nur, dass der erste und der zweite Schreib-/Lesebaustein
unterschiedliche strukturelle, chipkarten- bzw. herstellerspezifische
Eigenschaften aufweisen. Der Begriff "drahtlos" im Sinne der Erfindung umfasst jegliche
Form der drahtlosen, berührungslosen und/oder
kontaktlosen Datenübertragung.
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Bei
dem Verfahren zum drahtlosen Zugriff einer Schreib-/Leseeinheit
auf Chipkarten wird während
des Betriebs der Schreib-/Leseeinheit zum Zugriff auf Chipkarten
eines ersten Chipkartentyps bzw. einer ersten Technologie ein erster,
dem ersten Chipkartentyp zugeordneter Schreib-/Lesebaustein aktiviert und zum Zugriff
auf eine Chipkarte mindestens eines zweiten Chipkartentyps bzw.
einer zweiten Technologie mindestens ein zweiter, dem zweiten Chipkartentyp
zugeordneter Schreib-/Lesebaustein parallel
oder wechselweise zu dem ersten Schreib-/Lesebaustein aktiviert. In anderen
Worten ist in der Schreib-/Leseeinheit pro Chipkartentyp mindestens
ein zugehöriger
Schreib-/Lesebaustein vorgesehen. Beispielsweise kann ein Schreib-/Lesebaustein
für Mifare®-Chips
der Firma Philips und ein Schreib-/Lesebaustein für Legic®-Chips
der Firma Legic Identsystems AG vorgesehen sein, die beispielsweise
nach einem bestimmten Aktivierungsschema zum Zugriff auf entsprechende
Chipkarten sequentiell aktiviert bzw. wieder deaktiviert werden. Selbstverständlich können auch
mehr als zwei verschiedene, chipspezifische Schreib-/Lesebausteine vorgesehen
werden. Das erfin dungsgemäße Verfahren
ermöglicht
einen Zugriff auf Chipkarten unterschiedlichen Chipkartentyps bzw.
unterschiedlicher Hersteller, ohne dass hierfür getrennte, chipkarten- bzw.
herstellerspezifische Schreib-/Leseeinheiten vorzusehen
sind. Eine Typidentifikation kann automatisiert erfolgen, d.h. ohne
explizite Typauswahl eines Chipkartenbenutzers. Es ist dann nicht
erforderlich, dass der Chipkartenbenutzer weiß, welchen Typ von Chipkarte
er benutzt bzw. welcher Typ von Schreib-/Leseeinheit seiner Chipkarte zugeordnet
ist. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist ein zukunftssicherer Betrieb eines Chipkartensystems möglich, da
beispielsweise bei einer geplanten Umstellung einer Chipkartentechnologie
bereits vorhandene Karten weiterbenutzbar sind und in einem fließenden Übergang
die Chipkarten der alten Technologie bzw. des alten Typs durch solche
eines neuen Typs ersetzbar sind, ohne dass hierfür ein Austausch der Schreib-/Leseeinheiten
bzw. ein paralleles Aufstellen von alten und neuen Schreib-/Leseeinheiten erforderlich
ist. Weiterhin ist es mit einer einzigen Schreib-/Leseeinheit möglich, auf
Chipkarten zuzugreifen, auf denen gleichzeitig mehrere unterschiedliche
Chiptypen mit drahtlosem Zugriff vorgesehen sind.
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Eine
Weiterbildung des Verfahrens umfasst die Schritte: (a) Aktivieren
des ersten Schreib-/Lesebausteins, (b) Senden eines dem ersten Chipkartentyp
zugeordneten Zugriffscodes durch die Schreib-/Leseeinheit mit Hilfe
des ersten Schreib-/Lesebausteins, (c) Überprüfen, ob von einer Chipkarte
des ersten Chipkartentyps dem Zugriffscode entsprechende Daten empfangen
werden, (c1) Durchführen
eines schreibenden und/oder lesenden Zugriffs auf die Chipkarte
des ersten Chipkartentyps, wenn Daten empfangen werden, oder (c2)
Wiederholen der Schritte (a) bis (c2) für den zweiten Chipkartentyp,
wenn keine Daten empfangen werden. Hierbei erfolgt eine sequentielle
Aktivierung bzw. Deaktivierung der unterschiedlichen Schreib-/Lesebausteine,
wobei überprüft wird,
ob sich eine entsprechende Chipkarte im Ansprechbereich der Schreib-/Leseeinheit befindet,
d.h. von einem Chipkartenbenutzer beispielsweise in geeigneter Weise
auf einen Lesebereich der Schreib-/Leseeinheit aufgelegt wird. Wenn eine
Chipkarte erkannt wird, erfolgt ein herkömmlicher, einer Chipkartenanwendung,
beispielsweise einer Bezahlanwendung, zugehöriger Schreib- und/oder Lesezugriff.
Danach kann der zuvor aktivierte Schreib-/Lesebaustein aktiviert
bleiben und überprüft werden,
ob sich eine weitere Chipkarte gleichen Typs im Ansprechbereich
befindet und gegebenenfalls ein erneuter Zugriff durchgeführt werden. Wenn
sich keine Chipkarte des ersten Typs im Ansprechbereich befindet,
d.h. auf den Zugriffscode bzw. ein Abfragekommando kommt keine bzw.
keine erwartete Antwort, wird der erste Schreib-/Lesebaustein deaktiviert,
der zweite Schreib-/Lesebaustein aktiviert und die genannten Schritte
für den
zweiten Chipkartentyp wiederholt. Diese Schritte sind für eine Anzahl
n unterschiedlicher Chipkartentypen durchführbar, wobei nach einer Aktivierung
des n-ten Chipkartentyps wieder mit dem ersten Chipkartentyp fortgefahren
wird.
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In
einer Weiterbildung des Verfahrens ist eine Aktivierungshäufigkeit
des ersten Schreib-/Lesebausteins im Verhältnis zu einer Aktivierungshäufigkeit
des zweiten Schreib-/Lesebausteins unterschiedlich. Die Aktivierungshäufigkeit
eines jeweiligen Schreib-/Lesebausteins ist hierbei die Anzahl seiner
Aktivierungen, beispielsweise seit dem Zeitpunkt des Anschaltens
der Schreib-/Leseeinheit. Bei einer wechselweisen Aktivierung bzw.
Deaktivierung der unterschiedlichen, chipkartenspezifischen Schreib-/Lesebausteine
kann es vorteilhaft sein, die jeweiligen Aktivierungshäufigkeiten
unterschiedlich zu wählen,
d.h. die Abfrage nach Chipkarten im Ansprechbereich der Schreib-/Leseeinheit
typabhängig zu
priorisieren. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn sich eine
unterschiedliche Anzahl von Chipkarten des ersten Typs und des zweiten
Typs im Umlauf befinden. Bevorzugt wird daher das Verhältnis der Aktivierungshäufigkeiten
des ersten und des zweiten Schreib-/Lesebausteins statisch in Abhängigkeit
von einem Verhältnis
einer Anzahl von Chipkarten des ersten und einer Anzahl von Chipkarten
des zweiten Chipkartentyps festgelegt, die sich zur Benutzung mit der
Schreib-/Leseeinheit im Umlauf befinden. Auf diese Weise kann eine
mittlere Chipkartentyperkennungszeitdauer im Vergleich zu einem
Fall reduziert werden, bei dem keine Priorisierung stattfindet.
Alternativ wird das Verhältnis
der Aktivierungshäufigkeiten
des ersten und des zweiten Schreib-/Lesebausteins dynamisch in Abhängigkeit
von einem Verhältnis
einer Anzahl von Chipkarten des ersten und einer Anzahl von Chipkarten
des zweiten Chipkartentyps festgelegt, auf die ein Zugriff durch
die Schreib-/Leseeinheit erfolgt ist. Auf diese Weise kann die Priorisierung
der Abfragen dynamisch nachgeführt
werden, je nachdem, wie viele Chipkarten eines Typs sich im Umlauf
befinden. Dies kann beispielsweise im Zuge einer Chipkartenumstellung
von einem alten Chipkartentyp auf einen neuen Chipkartentyp sinnvoll
sein.
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In
einer Weiterbildung des Verfahrens überträgt der erste Schreib-/Lesebaustein Daten über einen
ersten Antennentyp und der zweite Schreib-/Lesebaustein Daten über einen
zweiten Antennentyp. Dies ist dann notwendig, wenn sich die benötigten Antenneneigenschaften
der unterschiedlichen Chipkartentypen derart unterscheiden, dass
keine gemeinsame Antenne für
die unterschiedlichen Schreib-/Lesebausteine verwendbar ist. Eine
Antenne kann beispielsweise in Form einer Spule realisiert sein,
die mit einer entsprechenden Spule auf der Chipkarte im Nahfeld
einen Übertrager
bildet.
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In
einer Weiterbildung des Verfahrens übertragen der erste Schreib-/Lesebaustein und
der zweite Schreib-/Lesebaustein Daten über eine gemeinsame Antenne.
Dies ist dann möglich,
wenn sich die benötigten
Antenneneigenschaften der unterschiedlichen Chipkartentypen nicht
oder lediglich geringfügig unterscheiden.
Auf diese Weise kann eine Antenne eingespart werden, wodurch sich
die Herstellungskosten der Schreib-/Leseeinheit reduzieren.
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In
einer Weiterbildung des Verfahrens wird zum Erfassen optischer Informationen,
die auf den Chipkarten angeordnet sind, mindestens ein dritter Schreib-/Lesebaustein
aktiviert. Dies bedeutet, dass neben mindestens zwei Schreib-/Lesebausteinen, die
draht- bzw. kontaktlos mittels Antennen bzw. Spulen Daten zu der
Chipkarte übertragen,
auch einer oder mehrere Schreib-/Lesebausteine vorgesehen sein können, die
kontaktlos optische Informationen, beispielsweise so genannte Barcodes,
3D-Codes etc., von der Chipkarte einlesen. An einen derartigen Schreib-/Lesebaustein kann
beispielsweise eine CCD-Matrix, eine Zeilenkamera, ein Scanner usw. angeschlossen
sein oder der Schreib-/Lesebaustein kann in derartige Einheiten
integriert sein.
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In
einer Weiterbildung des Verfahrens werden Informationen einer Chipkarte
des ersten Chipkartentyps gelesen und mindestens ein Teil der gelesenen
Informationen für
eine Freigabe eines Zugriffs auf eine Chipkarte des zweiten Chipkartentyps
verwendet. In Verbindung mit Schreib-/Lesebausteinen zum Erfassen optischer
Informationen kann beispielsweise ein auf einer Chipkarte in Form
eines Ausweisdokuments aufgedruckter Barcode gelesen werden. Das
Ausweisdokument mit aufgedrucktem Barcode bildet in diesem Fall
die Chipkarte des ersten Chipkartentyps. Der gelesene, dekodierte
Barcode kann dann als Schlüssel
zum Auslesen eines in das Ausweisdokument integrierten Chips verwendet werden.
Das Ausweisdokument mit dem integrierten Chip bildet hierbei die
Chipkarte des zweiten Chipkartentyps. Auf diese Weise kann ein unerlaubtes, berührungsloses
Auslesen von Ausweisdokumentinformationen verhindert werden, wenn
sich dieser beispielsweise in einer Tasche befindet. Erst wenn das Ausweisdokument
willentlich auf eine Schreib-/Leseeinheit gelegt wird, kann der
Barcode optisch erfasst werden und ermöglicht dann einen Zugriff auf die
in dem Chip gespeicherten Informationen. Das Ausweisdokument stellt
in diesem Fall eine Chipkarte sowohl des ersten als auch des zweiten
Typs dar.
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In
einer Weiterbildung des Verfahrens werden Informationen einer Chipkarte
des ersten Chipkartentyps gelesen und mindestens ein Teil der gelesenen
Informationen in eine Chipkarte des zweiten Chipkartentyps geschrieben.
Auf diese Weise lassen sich bei einem Technologie- bzw. Chipkartentypwechsel
in einfacher Weise Umkopieroperationen realisieren, durch die Speicherinhalte
von "alten" Chipkarten einer
ersten Technologie in "neue" Chipkarten einer
zweiten Technologie umkopiert werden können. Ein Benutzer hält hierzu
beispielsweise seine alte Chipkarte an eine Schreib-/Leseeinheit, drückt auf
einen Kopf "Umprogrammieren", wartet bis eine
Anzeige ein erfolgtes Auslesen signalisiert und hält danach
seine neue Chipkarte an die Schreib-/Leseeinheit, woraufhin die
Speicherinhalte der alten Karte in die neue Karte programmiert werden.
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Die
erfindungsgemäße Schreib-/Leseeinheit zum
drahtlosen, schreibenden und/oder lesenden Zugriff auf Chipkarten
umfasst einen ersten Schreib-/Lesebaustein eines ersten Chipkartentyps zur
Datenübertragung
mit Chipkarten des ersten Chipkartentyps, mindestens einen zweiten Schreib-/Lesebaustein
eines zweiten Chipkartentyps zur Datenübertragung mit Chipkarten des
zweiten Chipkartentyps und eine Steuereinheit zum dynamischen Aktivieren
des ersten Schreib-/Lesebausteins und/oder des zweiten Schreib-/Lesebausteins.
Die Aktivierung des ersten und des zweiten Chipkartentyps kann wechselweise
bzw. sequentiell oder auch parallel erfolgen. Auch eine dauernde
Aktivierung eines oder beider Schreib-/Lesebausteine ist möglich. Die
Steuereinheit kann beispielsweise als Mikroprozessor ausgebildet
sein. Die erfindungsgemäße Schreib-/Leseeinheit
kann auch soweit miniaturisiert werden, dass sie in einen herkömmlichen
Chipträger, beispielsweise
in eine Karte, integrierbar ist.
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In
einer Weiterbildung der Schreib-/Leseeinheit ist eine erste Antenne,
die dem ersten Schreib-/Lesebaustein zugeordnet ist, und eine zweite
Antenne vorgesehen, die dem zweiten Schreib-/Lesebaustein zugeord net
ist. Alternativ kann in einer Weiterbildung der Schreib-/Leseeinheit eine
Kombinationsantenne vorgesehen sein, die dem ersten und dem zweiten
Schreib-/Lesebaustein zugeordnet ist.
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In
einer Weiterbildung der Schreib-/Leseeinheit ist eine durch die
Steuereinheit angesteuerte Schreib-/Lesebaustein-Auswahleinheit
bzw. Umschalteinheit zum Auswählen
bzw. Umschalten des ersten oder des zweiten Schreib-/Lesebausteins
vorgesehen. Die Schreib-/Lesebaustein-Auswahleinheit steuert hierbei,
mit welchem der Schreib-/Lesebausteine
eine Datenverarbeitungseinrichtung, beispielsweise ein Mikroprozessor,
der Schreib-/Leseeinheit zu sendende bzw. empfangene Daten austauscht.
Die Schreib-/Lesebaustein-Auswahleinheit kann beispielsweise mit
Hilfe eines Bussystems realisiert sein, wobei über das Anlegen zugehöriger Busadressen
entweder der erste oder der zweite Schreib-/Lesebaustein adressiert
bzw. ausgewählt wird.
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In
einer Weiterbildung der Schreib-/Leseeinheit ist eine Anzeigeeinrichtung
vorgesehen, die einen momentan durch die Schreib-/Leseeinheit aktivierten
Chipkartentyp anzeigt. Dies ermöglicht
eine Kontrolle, welcher Typ von Chipkarte momentan verwendet wird.
Die Anzeigeeinrichtung kann hierbei beispielsweise visuelle und/oder
akustische Ausgabeinformationen erzeugen. Zusätzlich können durch die Anzeigeeinrichtung
auch unterschiedliche Kommandos, Meldungen, Informationen und/oder
Bedienerführungen
etc. ausgegeben werden.
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In
einer Weiterbildung der Schreib-/Leseeinheit ist mindestens ein
dritter Schreib-/Lesebaustein vorgesehen, der zum Erfassen optischer
Informationen ausgebildet ist, die auf den Chipkarten angeordnet
sind.
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Verschiedene
Ausführungsformen
der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben. Hierbei zeigen schematisch:
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1 ein
Blockschaltbild eines exemplarischen Chipkartensystems mit einem
Anwendungsrechner, einer erfindungsgemäßen Schreib-/Leseeinheit und Chipkarten unterschiedlichen
Typs und
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2 ein
Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb
der Schreib-/Leseeinheit von 1.
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1 zeigt
ein Blockschaltbild eines exemplarischen Chipkartensystems mit einem
Anwendungsrechner 1, einer erfindungsgemäßen Schreib-/Leseeinheit 2 und
Chipkarten 3a, 3b und 3c unterschiedlichen
Typs.
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Die
Chipkarte 3a ist eine kontaktlose Chipkarte vom Typ legic® prime,
die Chipkarte 3b ist eine kontaktlose Chipkarte vom Typ
mifare®-DESFire und die Chipkarte 3c ist
eine beliebige, weitere Chipkarte mit kontaktlosem Zugriff, die
sich von den beiden zuvor genannten hinsichtlich ihres Typs bzw.
ihrer Technologie unterscheidet. Die Chipkarten 3a bis 3c können hinsichtlich
ihrer körperlichen
Ausgestaltungen außer
einer Kartenform beliebige andere Formen aufweisen, beispielsweise
als Chipmünze,
Schlüsselknopf,
Aufklebeetikett, Ausweisdokument mit Chipkarten-Elektronik etc.
ausgeführt
sein. Hinsichtlich der detaillierten Chipfunktionen der Chipkarten 3a und 3b sei
auch auf die Dokumentation des jeweiligen Chip-Herstellers verwiesen.
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Die
in ein nicht gezeigtes Gehäuse
integrierte Schreib-/Leseeinheit 2 umfasst eine Schnittstelle 4,
einen Arbeitsspeicher 5, der teilweise als nichtflüchtiger
Speicher ausgebildet ist, einen Mikroprozessor 6, einen
nichtflüchtigen
Speicher 7 mit Programmcode zur Ausführung durch den Mikroprozessor 6,
eine Schreib-/Lesebaustein-Auswahleinheit 8, chipkartentypabhängige Schreib-/Lesebausteine 9a, 9b und 9c,
eine Antennenauswahleinheit 10, chipkartentypabhängige Übertrager 11a, 11b und 11c,
einen mit dem Mikroprozessor 6 gekoppelten Schreib- /Lesebaustein in
Form eines CCD-Kamerachips 12 und eine mit dem Mikroprozessor 6 gekoppelte
Anzeigeeinrichtung 13.
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Die
Schreib-/Leseeinheit 2 weist einen nicht gezeigten, chipkartentypunabhängigen Schreib-/Lesebereich
auf, auf den ein Benutzer seine Chipkarte 3a, 3b bzw. 3c unabhängig von
ihrem Typ, der dem Benutzer möglicherweise
nicht bekannt ist, auflegt. Die Antennen 11a, 11b und 11c werden
benachbart oder überdeckend
bzw. überlappend
im Bereich des chipkartentypunabhängigen Schreib-/Lesebereiches angeordnet.
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Weiterhin
ist es möglich,
einen chipkartentypunabhängigen
Schreib-/Leseschlitz
vorzusehen, in den die Chipkarten 3a, 3b und 3c einsteckbar
sind.
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Neben
dem chipkartentypunabhängigen Schreib-/Lesebereich
können
auch ein oder mehrere chipkartentypabhängige Schreib-/Lesebereiche
vorgesehen sein. Wenn beispielsweise auf dem chipkartentypunabhängigen Schreib-/Lesebereich
eine Datenübertragung
aufgrund der dort angeordneten, benachbarten Antennen 11a, 11b und 11c gestört ist, kann
der Benutzer durch die Anzeigeeinrichtung 13 aufgefordert
werden, seine Chipkarte in den chipkartenspezifischen Schreib-/Lesebereich zu bringen.
Da dort lediglich eine einzige, chipkartentypspezifische Antenne
angeordnet ist, ist die Wahrscheinlichkeit einer nicht gestörten Datenübertragung
größer.
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Die
Anwesenheit einer Chipkarte 3a, 3b bzw. 3c in
dem Schreib-/Lesebereich
kann beispielsweise durch eine Auswertung eines an der jeweiligen
Antenne 11a, 11b bzw. 11c anstehenden
Signals erfolgen, auch wenn keine störungsfreie Datenübertragung
mit der Chipkarte möglich
ist.
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Die
Schreib-/Leseeinheit 2 kann ein Format, Steckverbinder,
eine Anschlussbelegung etc. aufweisen, die einer herkömmlichen
Schreib-/Leseeinheit mit
nur einem Schreib-/Lesebaustein entspricht. Dies ermöglicht einen
einfachen Austausch der herkömmlichen
Schreib-/Leseeinheit
durch die erfindungsgemäße Schreib-/Leseeinheit 2.
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Die
Schreib-/Leseeinheit 2 kommuniziert über die Schnittstelle 4 mit
dem Anwendungsrechner 1. Die Schnittstelle 4 kann
beispielsweise als serielle Schnittstelle, als USB-Schnittstelle
und/oder als Netzwerkschnittstelle ausgeführt sein, beispielsweise in
Form einer Ethernetschnittstelle, über die ein TCP/IP-Protokoll übertragen
wird, wodurch ein Zugriff auf die Schreib-/Leseeinheit 2 über das
Internet möglich
ist.
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Der
Anwendungsrechner 1 ist ein herkömmlicher Computer, beispielsweise
ein Industrie-PC oder ein Handheld, auf dem eine Kassenanwendung abläuft. Anstatt
der Kassenanwendung sind beispielsweise auch so genannte Betriebsleiter-Anwendungen
und Aufwerte- und Automaten-Anwendungen im Umfeld von Verpflegungsautomaten,
beispielsweise in Sport- und Freizeiteinrichtungen, denkbar. Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
greift der Anwendungsrechner 1 bzw. seine Kassenanwendung
auf die Chipkarten 3a, 3b bzw. 3c über die Schreib-/Leseeinheit 2 zu.
Chipkartenspezifische Funktionen, beispielsweise die Art der Zugriffssteuerung über Schlüssel, eine
Schlüsselverwaltung,
die Kartentyperkennung etc., werden von der Schreib-/Leseeinheit 2 übernommen,
so dass in der Kassenanwendung lediglich elementare Kartenoperationen,
beispielsweise das Abbuchen eines bestimmten Geldbetrags von der
Chipkarte 3a, 3b bzw. 3c, an die Schreib-/Leseeinheit 2 übertragen
werden. Auf diese Weise kann die Kassenanwendung beispielsweise
unabhängig
von einem Chipkartentyp oder den verwendeten Schlüsseln implementiert
werden, da dieses Spezialwissen in der Schreib-/Leseeinheit 2 gekapselt
ist und die Kassenanwendung lediglich eine normierte Schnittstelle
bedient. Selbstverständlich
kann die spezifi sche Anwendung, hier die Kassenanwendung, auch in
die Schreib-/Leseeinheit 2 integriert
werden. In diesem Fall kann der Anwendungsrechner 1 entfallen.
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Zur
Kommunikation der Schreib-/Leseeinheit 2 mit den Chipkarten 3a, 3b und 3c dienen
die chipkartentypabhängigen
Schreib-/Lesebausteine 9a, 9b und 9c in
Verbindung mit den chipkartentypabhängigen Übertragern bzw. Antennen 11a, 11b und 11c.
In den Schreib-/Lesebausteinen 9a, 9b und 9c sind
die so genannten chipspezifischen Low-Level-Funktionen zur Kommunikation mit der
jeweiligen Chipkarte 3a, 3b bzw. 3c hinterlegt.
Die Schreib-/Lesebausteine 9a, 9b und 9c werden üblicherweise
von den Herstellern der für
die Chipkarten verwendeten Chips entwickelt. Der Chipkarte 3a ist
der Schreib-/Lesebausteinen 9a in Verbindung mit der Antenne 11a, der
Chipkarte 3b der Schreib-/Lesebausteinen 9b in Verbindung
mit der Antenne 11b und der Chipkarte 3c der Schreib-/Lesebausteinen 9c in
Verbindung mit der Antenne 11c zugeordnet. Chip bzw. Chipkarte und
Schreib-/Lesebaustein müssen
hierbei kompatibel sein, d.h. es ist beispielsweise nicht möglich, mit der
Chipkarte 3b über
den Schreib-/Lesebaustein 3a zu kommunizieren. Entsprechendes
gilt für
die Antennen 11a, 11b und 11c. Eine Ausnahme
hiervon ist lediglich dann gegeben, wenn die Chipkarten 3a, 3b und 3c bzw.
die Schreib-/Lesebausteine 9a, 9b und 9c normkonforme
Funktionen, beispielsweise gemäß der Norm
ISO-14443, zur Verfügung
stellen. Dann kann eine eingeschränkte Kommunikation innerhalb der
Norm möglich
sein.
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Die
Antennen 11a, 11b bzw. 11c bilden mit einer
Empfangsspule der Chipkarten 3a, 3b bzw. 3c einen Übertrager.
Die Antennen 11a, 11b bzw. 11c können beispielsweise
in Form einer gedruckten Schaltung bzw. einer Platine oder in drahtgewickelter Form
realisiert sein. Die Antennen werden benachbart oder überdeckend
bzw. überlappend
im Bereich des Schreib-/Lesebereiches angeordnet.
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2 zeigt
ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung des Betriebs der Schreib-/Leseeinheit 2 von 1.
Das gezeigte Flussdiagramm läuft
als Software auf dem Prozessor 6 ab. In einem Initialisierungsschritt
START erfolgt zunächst
eine allgemeine Initialisierung, wobei ein Chipkartentypzähler auf
einen Anfangswert gesetzt wird, der dem Typ der Chipkarte 3a entspricht
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In
einem ersten Schritt S1 steuert der Prozessor 6 gemäß dem Chipkartentypzähler die Schreib-/Lesebaustein-Auswahleinheit 8 derart
an, dass der Prozessor 6 über seinen Datenbus mit dem Schreib-/Lesebaustein 9a gekoppelt
ist. Zusätzlich steuert
der Prozessor 6 die Antennenauswahleinheit 10 derart
an, dass der Schreib-/Lesebaustein 9a mit der Antenne 11a verbunden
ist. Dies bewirkt eine Aktivierung des Schreib-/Lesebausteins 9a und eine Deaktivierung
der Schreib-/Lesebausteine 9b und 9c.
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In
einem nachfolgenden Schritt S2 überträgt der Mikroprozessor 6 an
den Schreib-/Lesebaustein 9a ein Kommando, das bewirkt,
dass der Schreib-/Lesebaustein 9a über die Antenne 11a einen
dem Typ der Chipkarte 3a entsprechenden Zugriffscode sendet.
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In
einem nachfolgenden Abfrageschritt S3 wird überprüft, ob von der Chipkarte 3a dem
gesendeten Zugriffscode entsprechende Daten empfangen werden, d.h.
es wird überprüft, ob sich
die Chipkarte 3a im Ansprechbereich der Schreib-/Leseeinheit 2 befindet.
Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn von einem nicht gezeigten
Chipkartenbenutzer die Chipkarte 3a in geeigneter Weise
auf den Schreib-/Lesebereich der Schreib-/Leseeinheit 2 aufgelegt
wird.
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Wenn
die Chipkarte 3a erkannt wird, wird in einem Schritt S4
ein herkömmlicher,
der Chipkartenanwendung, beispielsweise einer Bezahlan wendung, entsprechender
schreibender und/oder lesender Zugriff auf die Chipkarte 3a durchgeführt. Die
Anzeigeeinrichtung 13 zeigt hierbei beispielsweise den
momentan durch die Schreib-/Leseeinheit aktivierten Chipkartentyp
an.
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Nach
dem Schritt S4 wird mit einem Schritt S5 fortgefahren. Im Schritt
S5 wird anhand des Chipkartentypzählers überprüft, ob bereits alle Chipkartentypen
angesprochen wurden. Wenn dies der Fall ist, wird der Chipkartentypzähler auf
seinen Anfangswert zurückgesetzt,
welcher der Chipkarte 3a entspricht. Andernfalls wird der
Chipkartentypzähler
inkrementiert, d.h. auf einen nachfolgenden Chipkartentyp gesetzt,
im gezeigten Ausführungsbeispiel
ist dies der Typ der Chipkarte 3b. An den Schritt S5 schließt sich
der Schritt S1 an, wobei nun im Schritt S1 aufgrund des modifizierten
Chipkartentypzählers die
Antenne 11b selektiert und der Schreib-/Lesebaustein 9b aktiviert
wird.
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Wenn
die Chipkarte 3a im Abfrageschritt S3 nicht erkannt wird,
d.h. wenn keine Daten empfangen werden, wird unmittelbar mit dem
Schritt S5 fortgefahren.
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In
dem gezeigten Beispiel werden die Schreib-/Lesebausteine 9a, 9b und 9c sequentiell aktiviert
bzw. deaktiviert. Eine Priorisierung findet im einfachsten Fall
nicht statt, d.h. der Chipkartentypzähler wir fortlaufend inkrementiert
und beim Erreichen eines Maximalwerts, der einer Anzahl von in dem
Chipkartensystem verwendeten Chipkartentypen entspricht, wieder
auf einen Anfangswert zurückgesetzt
usw.
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Um
eine Priorisierung bei der Abfrage bestimmter Chipkartentypen zu
erzielen, kann beispielsweise im Schritt S5 ein Inkrementieren des Chipkartentypzählers für zu priorisierende
Chipkartentypen erst nach einer bestimmten Anzahl von Wiederholungen
des Schritts S5 erfolgen.
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Ein
Verhältnis
einer Anzahl von Abfragen bzw. Aktivierungen der Chipkartentypen 3a, 3b und 3c kann
statisch in Abhängigkeit
von einem Verhältnis
einer jeweiligen Anzahl der Chipkarten der unterschiedlichen Chipkartentypen 3a, 3b und 3c festgelegt
werden, die sich zur Benutzung mit der Schreib-/Leseeinheit 2 im
Umlauf befinden. Wenn beispielsweise bekannt ist, dass sich 50 Chipkarten des
Typs 3a, 40 Chipkarten des Typs 3b und 10 Chipkarten
des Typs 3c im Umlauf befinden, wird der Schreib-/Lesebaustein 9a in
50 von 100 Fällen,
der Schreib-/Lesebaustein 9b in
40 von 100 Fällen
und der Schreib-/Lesebaustein 9c in 10 von 100 Fällen aktiviert.
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Alternativ
kann die Aktivierungshäufigkeit auch
dynamisch festgelegt werden, beispielsweise in Abhängigkeit
einer jeweiligen Anzahl der Chipkarten der unterschiedlichen Chipkartentypen 3a, 3b und 3c,
auf die bislang ein Zugriff durch die Schreib-/Leseeinheit 2 erfolgt
ist.
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Neben
der gezeigten sequentiellen Aktivierung ist beispielsweise bei einer
leicht veränderten Hardware-Struktur
auch eine parallele Aktivierung der Schreib-/Lesebausteine 9a, 9b und 9c möglich. Diese
kann beispielsweise durch einen Prozessor mit Multikernarchitektur
bzw. Multiprozessorarchitektur gesteuert werden oder es werden mehrere
parallele Prozessoren zur jeweiligen Ansteuerung der Schreib-/Lesebausteine 9a, 9b und 9c vorgesehen.
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Der
CCD-Kamerachip 12 ermöglicht
beispielsweise ein Einlesen eines Barcodes, der auf den Chipkarten 3a, 3b und 3c aufgebracht
sein kann. Der eingelesene Barcode kann als Schlüssel bzw. Freigabecode zum
Zugriff auf einen Speicherbereich der Chipkarten 3a, 3b und 3c dienen.
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Die
Schreib-/Leseeinheit 2 kann ebenfalls zum Umprogrammieren
bzw. Kopieren von Speicherinhalten zwischen den unterschiedlichen
Chipkarten 3a, 3b und 3c verwendet werden.
Hierbei wird beispielsweise zuerst ein Speicherbereich der Chipkarte 3a ausgelesen,
wenn diese durch einen Benutzer in den Ansprechbereich der Schreib-/Leseeinheit 2 gebracht
wird. Wenn nachfolgen die Chipkarte 3b oder 3c in
den Ansprechbereich gelangt, kann automatisiert oder auf Benutzeranforderung
die aus dem Speicherbereich der Chipkarte 3a ausgelesene
Information oder ein Teil davon in einen entsprechenden Speicherbereich
der Chipkarte 3b oder 3c gespeichert werden.
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Es
versteht sich, dass anstatt der drei exemplarisch aufgeführten Chipkartentypen 3a, 3b und 3c auch
einen größere Anzahl
unterschiedlicher Chipkartentypen Verwendung finden kann.
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Die
gezeigten Ausführungsbeispiele
ermöglichen
einen automatisierten Zugriff auf Chipkarten mit unterschiedlichen
Chipkartentypen durch lediglich eine Schreib-/Leseeinheit, ohne
dass hierfür
getrennte, chipkartenspezifische Schreib-/Leseeinheiten vorzusehen
sind oder eine Typvorauswahl von einem Benutzer getroffen werden
muss.