DE69233019T2

DE69233019T2 - Kontaktlose IC-Karte

Info

Publication number: DE69233019T2
Application number: DE69233019T
Authority: DE
Inventors: Yoshinori Bunkyo-ku Kobayashi
Original assignee: Kyodo Printing Co Ltd
Current assignee: Kyodo Printing Co Ltd
Priority date: 1991-05-22
Filing date: 1992-05-21
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2012-05-22
Also published as: EP0786737A2; EP0786737B1; DE69233019D1; EP0541818B1; EP0541818A4; EP0541818A1; DE69223381D1; EP0786737A3; CA2087611C; DE69223381T2; US5378887A; WO1992021104A1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine kontaktlose (IC-)Karte mit einer integrierten Schaltung, die keine Kontaktanschlüsse für eine Stromquelle und zum Eingeben und Ausgeben von Signalen aufweist.
Stand der Technik
Es ist eine IC-Karte bekannt, die keine Kontaktanschlüsse zum Empfangen von Signalen von einer externen Vorrichtung oder zum Ausgeben von Signalen an eine solche über eine magnetische oder kapazitive Kopplung aufweist. Wenn man die kontaktlose IC-Karte verwendet. Im Vergleich zur Karte, bei der eine Kommunikation von Signalen über Kontaktanschlüsse erzielt wird, wird die Leseoperation vereinfacht, da, wenn sich z. B. eine Person, die die Karte in der Hand hält, der externen Vorrichtung nähert, in der Karte gespeicherte Daten in die externe Vorrichtung gelesen werden können. Des Weiteren können solche Probleme, wie ein Kontaktfehler aufgrund von Schmutz, Erosion etc. an den Anschlusskontaktpunkten oder falschen Operationen aufgrund eines Kriechstroms, verhindert werden, die in Verbindung mit der Karte auftreten, die Eingabe- und Ausgabeoperationen der Daten über Kontaktanschlüsse erzielt.
Zum Zwecke der Leseoperation bei der kontaktlosen IC-Karte muss der Kartenträger, der die Karte mit sich führt, sich lediglich dem Leser nähern, und für eine Leseoperation ist es nicht nötig, die Karte in den Leser einzuführen. Folglich ist die Karte für eine Überprüfung von mehreren nacheinander vorübergehenden Personen geeignet, z. B. wird die Karte geeigneterweise als Zeitkarteninhaberpass oder Schlüssel zum Überprüfen des Zutritts und des Verlassens für einen bestimmten Raum verwendet.
In einem Fall, bei dem die kontaktlose IC-Karte als ein Zeitkarteninhaberpass oder ein Schlüssel zum Überprüfen des Zutritts und des Verlassens für einen Raum benutzt wird, werden ID-Daten von einem Speicher der IC-Karte für eine Überprüfung gelesen, so dass, falls die Überprüfung in einer Übereinstimmung resultiert, der Durchgang durch die Pforte oder der Zutritt zum Raum freigegeben wird. Zur gleichen Zeit werden historische Daten der Verwendung der IC-Karte in den Speicher geschrieben.
Wenn eine kontaktlose IC-Karte in einen dem Leser-Schreiber zugänglichen Bereich gebracht wird, wird die Überprüfung und die Schreiboperation der Historie vollendet. Da der zugängliche Bereich eine Reichweite einer bestimmten Größe aufweist, wenn die Karte beispielsweise als Zeitkarteninhaberpass eingesetzt wird, kann abhängig von den Handlungen des Karteninhabers ein Fall eintreten, bei dem eine identische Karte zwei oder mehrmals den dem Leser-Schreiber, der bei der Pforte installiert ist, zugänglichen Bereich betritt. Es kann nämlich möglicherweise passieren, dass der Benutzer die Karte in den Bereich bringt, die Karte aus dem Bereich herausführt und die Karte dann wieder in den Bereich hineinbringt. In solch einem Fall ist es notwendig, die Historienschreiboperation beim zweiten Zutritt zu vermeiden.
In dem oben genannten Fall wird herkömmlicherweise der zweite Zutritt einer identischen Karte durch den Leser-Schreiber erfasst, um die Schreiboperation von neuen Daten auf die Karte zu verhindern. Da jedoch bei der Pforte ein Durchgang von vielen Karten in kürzester Zeit überprüft werden muss, ist es für den Leser-Schreiber notwendig, nach einem Zutritt einer Karte auf einen Durchgang einer nachfolgenden Karte zu warten. Folglich gibt es keine marginale ausreichende Zeit, um den zweiten Zutritt zu überprüfen.
Also ist es wünschenswert, dass die Funktion einer Karte für eine feste Zeitdauer nach einem Durchgang gehemmt ist. Jedoch wird bei einer Karte ohne Stromversorgung, nämlich bei einer Karte mit einer externen Stromversorgung, elektromagnetische Energie, die von einer externen Vorrichtung geliefert wird, gleichgerichtet, um eine Gleichstrom-(dc-)Spannung zu erhalten, die für eine interne Schaltung notwendig ist. Folglich ist es, nachdem die externe Energieversorgung unterbrochen ist, schwierig, die Funktionshemmung für eine feste Zeitdauer zu steuern. Nachdem die externe Energieversorgung gestoppt ist, kann die Schaltung in der Karte z. B. durch eine Energie betrieben werden, die aus einer Entladung von elektrischen Ladungen resultiert, die in einem Glättungskondensator der Stromversorgungsschaltung gespeichert ist. Jedoch ist es schwierig, die Funktionshemmungsdauer einzustellen, da der Betrieb der Schaltung durch einen Stromwert bestimmt ist, der durch die Schaltung und die im Glättungskondensator gespeicherte Energie verbraucht wird,.
Des Weiteren kann in einer solchen kontaktlosen IC-Karte, da der Kontakt-(Annäherungs-)Zustand zwischen der Karte und dem Leser-Schreiber nicht fest errichtet werden kann, in einigen Fällen die Kommunikation von Daten und Versorgungsstrom instabil werden. Beispielsweise wir bei einer Karte mit externer Stromversorgung, die eine Stromversorgung über eine Energie, etwa wie ein elektromagnetisches Feld einer externen Stromquelle, empfängt, nur mit Strom versorgt werden, wenn sich die Karte in der Nähe des Leser-Schreibers befindet. Wenn die Karte vom Leser-Schreiber getrennt ist, wird kein Strom geliefert. Also wird in einem Fall, bei dem der Kartenträger die Karte nahe an den Leser-Schreiber bringt, um vom Leser-Schreiber empfangene Daten in den Speicher der Karte zu schreiben, wenn sich der Kontaktzustand ändert, da die Entfernung zwischen der Karte und dem Leser-Schreiber aufgrund einer Bewegung des Trägers oder ähnlichem zunimmt, die Stromversorgung vom Leser-Schreiber zur Karte unterbrochen werden. Folglich wird die Schreiboperation der Daten in den Speicher der Karte bei einem Zwischenpunkt gestoppt, und somit werden Daten in einem nicht vollständigen Zustand im Speicher gespeichert.
Da nicht vollständige Daten direkt im Speicher gespeichert werden, wenn die Daten durch den Leser-Schreiber gelesen werden, ist es nicht möglich, eine vorgegebene Überprüfungsoperation zu vollenden. Wenn die Karte z. B. als Zeitkarteninhaberpass eingerichtet ist, müssen die Eigenschaften des Passes, wie etwa die Dauer, die Gültigkeitsdauer, der Name einer Haltestation, wo der Träger den Zug bestiegen hat, und die Zeit, wann der Träger den Zug bestiegen hat, in jedem Fall genau sein. Ansonsten ergibt sich ein Problem, nämlich dass die wesentliche Aufgabe der Karte nicht erreicht werden kann.
Das europäische Patent EP A 0 282 926 offenbart ein ID-System und ein Verfahren zum Schreiben von Daten in einem ID-System. Dabei wird ein Datenträger offenbart, der eine Kommunikationseinrichtung, einen Speicher und eine Steuereinrichtung aufweist.
Die japanische Patentübersicht, Vol. 012, Nr. 106 (E-596) offenbart ein elektronisches schwarzes Brett.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kontaktlose IC-Karte zu schaffen, die die normale Operation gewährleistet, selbst wenn zwischen der Karte und der externen Vorrichtung eine Abnormalität bei einer Zutrittsoperation auftritt, wodurch die Probleme der kontaktlosen IC-Karte gelöst werden.
Des Weiteren ist es eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kontaktlose IC-Karte zu schaffen, die den normalen Betrieb gewährleistet, selbst wenn während einer Schreiboperation der Daten von der externen Vorrichtung eine Abnormalität beim Kontaktzustand auftritt.
Die vorliegende Erfindung ist im unabhängigen Anspruch 1 definiert. Die bevorzugten Ausführungsformen werden durch die abhängigen Ansprüche beschrieben.
Bei der kontaktlosen IC-Karte der vorliegenden Erfindung können die Daten, da ein Speicherbereich zum Speichern von von einer externen Vorrichtung gesendeten Daten in eine Vielzahl von Bereichen unterteilt ist, so dass, wenn Daten vom Speicher gelesen werden, die Daten von einem Bereich der vielzähligen Bereiche gelesen werden, in dem die Daten normal sind, selbst wenn die Daten, die in einem der Bereiche gespeichert sind, falsch sind, aus dem anderen Bereich gelesen werden. Folglich können, selbst wenn eine Abnormalität bei einer Schreiboperation der Daten auftritt, die Daten gelesen werden.
Folglich kann eine Schreiboperation von falschen Daten oder eine Abwesenheit von gespeicherten Daten, was dann passiert, wenn der Kartenhalter sich mit großer Geschwindigkeit bewegt, gehandhabt werden, indem eine vorgegebene Verarbeitung mit den normalen Daten, die aus dem Speicher gelesen werden, ausgeführt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein zweckmäßiges Blockdiagramm, das eine kontaktlose IC-Karte zeigt.
2 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein spezifisches Beispiel der Karte der 1 zeigt.
3 ist ein Impulsdiagramm, das den Betrieb der Schaltung der 2 zeigt.
4 ist ein Impulsdiagramm, das den Betrieb der Steuerschaltung der 2 zeigt.
5 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform der kontaktlosen IC-Karte gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 zeigt eine Schreiboperation von Daten in einen Speicher der Karte der 5.
7 zeigt eine Schreiboperation von Daten in einen Speicher der Karte der 5.
8 zeigt eine Schreiboperation von Daten in einen Speicher der Karte der 5.
9 zeigt eine Schreiboperation von Daten in einen Speicher der Karte der 5.
10 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Karte der 5 zeigt.
11 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Karte der 5 zeigt.
12 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Karte der 5 zeigt.
13 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Karte der 5 zeigt.
Der beste Modus zum Ausführen der Erfindung
Zunächst wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen eine detaillierte Beschreibung einer kontaktlose IC-Karte gegeben.
1 zeigt ein Beispiel einer kontaktlosen IC-Karte. Diese IC-Karte ist eine IC-Karte mit einer externen Stromversorgung, die eine Stromversorgung von einer externen Vorrichtung empfängt.
Die Karte weist eine Stromversorgungsschaltung 10 auf. Die Stromversorgungsschaltung 10 ist eine Stromversorgungsschaltung zum Übertragen von Strom, der von einem Leser-Schreiber an die jeweiligen Komponenten der Karte geliefert wird. Die Stromversorgungsschaltung 10 ist mit dem Leser-Schreiber über eine magnetische Kopplung, die in dem Diagramm gezeigt ist, oder eine kapazitive Kopplung, die nicht gezeigt ist, gekoppelt, um Strom zu empfangen, der vom Leser-Schreiber geliefert wird.
Die Stromversorgungsschaltung 10 ist mit einer Hauptschaltung 16 verbunden. Die Hauptschaltung 16 ist eine Schaltung, die Operationen gemäß verschiedener Funktionen der Karten ausführt und aus einer Zentraleinheit (CPU), einem Speicher etc. besteht. Wie in 5 gezeigt, werden z. B. ein Speicher 32 und ein Speichersteuerabschnitt 36 umfasst.
Die Hauptschaltung 16 weist eine Funktion auf, um, wenn die Karte durch den Träger in einen dem Leser-Schreiber zugänglichen Bereich gebracht wird, ID-Daten vom Speicher 16 zu lesen, um die Daten an den Leser-Schreiber auszugeben, und/oder eine Funktion, um ID-Daten, die vom Leser-Schreiber gesendet werden, mit Daten, die im Speicher 32 gespeichert sind, zu überprüfen. Des Weiteren schreibt die Hauptschaltung 16, nachdem der Durchgang des Trägers durch den Leser-Schreiber als Ergebnis einer Überprüfung der ID-Daten gestattet ist, eine Angabe in den Speicher 32, dass der Durchgang durch die vom Leser-Schreiber gesendeten Daten gestattet ist.
Die Karte weist zusätzlich eine Zeiteinstellschaltung 12 zum Verhindern eines erneuten Zugriffs bzw. Zutritts auf. Die Schaltung 12 ist mit der Stromversorgungsschaltung 10 verbunden, um eine Zeitdauer zum Verhindern eines erneuten Zugriffs anhand einer Spannung, die von der Stromversorgungsschaltung 10 geliefert wird, und eines Steuersignals einzustellen, das von der Steuerschaltung 14 gesendet wird, und gibt dann ein Zeiteinstellsignal zum Verhindern eines erneuten Zugriffs an die Steuerschaltung 14 aus.
Die Steuerschaltung 14 ist mit der Schaltung 12 und der Hauptschaltung 16 verbunden, um den Betrieb der Hauptschaltung 16 für eine vorgegebene Zeitdauer gemäß dem Zeiteinstellsignal zur Verhinderung eines erneuten Zugriffs zu verhindern, das von der Schaltung 12 ausgegeben wird. Des Weiteren steuert die Steuerschaltung 14 gemäß einem Zugriffsoperations-Beendigungssignal, das von der Hauptschaltung 16 übermittelt wird, die Einstelloperation der Schaltung 12.
2 zeigt einen spezifischeren Aufbau der Schaltung der 1. Vier Dioden D1, D2, D3 und D4; zwei Kapazitäten C1 und C2; und ein Regler 20 sind als Elemente angeordnet, die der Stromversorgungsschaltung 10 der 1 entsprechen. Elektrische Energie, die vom Leser-Schreiber über eine Spule L geliefert wird, wird durch die Dioden D1 bis D4 und den Regler 20 gleichgerichtet. Wechselstromkomponenten werden durch die Kondensatoren C1 und C2 entfernt, so dass das resultierende Signal an die Hauptschaltung 1 und die Zeiteinstellschaltung zum Verhindern eines erneuten Zugriffs 12 gesendet wird.
Die Schaltung 12 besitzt einen Transistor Q. Der Transistor Q weist einen Emitterbereich, der mit einem Ausgang der Stromversorgungsschaltung 10 verbunden ist, und einen Basisbereich auf, der über einen Widerstand R2 mit dem Ausgang der Stromquelle 10 verbunden ist und der über einen Widerstand R4 mit einem Ausgang der Steuerschaltung 14 verbunden ist. Der Transistor Q weist einen Kollektorbereich auf, der mit einer Anode der Diode D5 verbunden ist, die eine Kathode aufweist, die mit einem Widerstand R1 und einem Kondensator C3 verbunden ist. Andere Anschlüsse, insbesondere der Widerstand R1 und der Kondensator C3 sind geerdet. Die Kathode der Diode D5 ist des Weiteren mit einem Gate-Bereich eines n-Kanal-Feldeffekttransistors (FET) 24 verbunden. Der FET 24 weist einen Drain-Bereich auf, der über einen Widerstand R3 mit einem Ausgang der Stromversorgungsschaltung 10 verbunden ist und der mit einer Schmitt-Triggerschaltung 22 verbunden ist, wobei der FET 24 einen geerdeten Source-Bereich aufweist. Die Schmitt-Triggerschaltung 22 weist einen Ausgang auf, der mit einem Eingang der Steuerschaltung 14 verbunden ist.
Bezugnehmend auf das Impulsdiagramm der 3 wird der Betrieb der Schaltung 12 beschrieben. In einem Fall, bei dem die Karte als Zeitkarteninhaberpass verwendet wird und in einen den Leser-Schreiber zugänglichen Bereich bei einer Pforte zweimal innerhalb einer kurzen Zeitdauer eingeführt wird, stellt die Schaltung 12 eine Hemmzeit zum Verhindern des zweiten Zugriffs ein.
Bei einem Punkt A der 2 wird ein Strom, wie durch A in der 3 angegeben, als Ausgabe aus der Stromversorgungsschaltung 10 geliefert. Wenn nämlich die Karte in den dem Leser-Schreiber zugänglichen Bereich zweimal (zum Zeitpunkt t1 und t4) eintritt, wird zu jedem Zeitpunkt Energie vom Leser-Schreiber über die Stromversorgungsschaltung 10 geliefert. Wenn Strom beim Punkt A geliefert wird, wird der Strom in die Hauptschaltung 16 eingeführt, wodurch die Hauptschaltung 16 betrieben werden kann. Während des Betriebs der Hauptschaltung 16 wird, wie durch B in 3 angegeben, die Hauptschaltung 16 betrieben und ein Signal B, das angibt, dass die Hauptschaltung 16 betrieben werden kann, wird über den Widerstand R4 an den Basisbereich des Transistors Q (Zeit t1) geliefert. Folglich befindet sich der Transistor Q in einem nicht leitenden Zustand und der Strom, der an den Punkt A geliefert wird, wird nicht an den Punkt C gegeben. Das Potential des Punkts C befindet sich also auf einem Grundniveau, wie es durch C in der 3 bezeichnet ist. Da kein Signal in den Gate-Bereich des FET 24 eingegeben wird, befindet sich der FET 24 also in einem nicht leitenden Zustand, und ein Punkt D des Drain-Bereichs des FET 24 wird mit der Ausgabe aus der Stromversorgungsschaltung 10 beliefert, wie es durch D in 3 angegeben ist. Im Ergebnis wird in 3 die Ausgabe aus der Schmitt-Triggerschaltung 22 auch durch E bezeichnet, und die Ausgabe E wird an die Steuerschaltung 14 übermittelt. Die Steuerschaltung 14 gibt gemäß der Ausgabe E ein Signal aus, das den Betrieb der Hauptschaltung 16 ermöglicht.
Wenn der Betrieb der Hauptschaltung 16 beendet ist (Zeit t2), wird die Ausgabe des Signals B aus der Steuerschaltung 14 gestoppt. Dies stellt den Basis-Bereich des Transistors Q auf einen niedrigen Pegel ein, und somit wird der Transistor Q leitend, was das Potential am Punkt C, wie durch C in 3 bezeichnet, erhöht. Zur Zeit t3, wenn die Stromversorgung A von der Stromversorgungsschaltung 10 unterbrochen ist, wird der Strom von der Stromversorgungsschaltung 10 nicht an den Punkt C geliefert. Jedoch wird gemäß einer Entladungsoperation elektrischer Ladung, die während der Stromversorgungsdauer im Kondensator C3 gespeichert wird, das Potential des Punkts C gemäß der Zeitkonstanten des Kondensators und des Widerstands, wie es durch C in der 3 angegeben ist, schrittweise erniedrigt.
Zu einem Zeitpunkt T4, wenn die Karte wieder in den dem Leser-Schreiber zugänglichen Bereich eingebracht wird und der zweite Strom von der Stromversorgungsschaltung 10 geliefert wird, wird ein Signal B, das angibt, dass ein Strom an die Hauptschaltung 16 geliefert werden kann, von der Steuerschaltung 14 an den Transistor Q geschickt, was den Transistor Q in einen nicht leitenden Zustand versetzt. Folglich wird der Punkt C in einem Zustand gehalten, bei dem kein Strom von der Stromversorgungsschaltung 10 geliefert wird, und somit erniedrigt sich das Potential des Punkts C weiterhin, wie es in 3 gezeigt ist. Im Ergebnis wird das Potential des Punkts D nach und nach erhöht, da das Potential, das in den Gate-Bereich des FET 24 eingegeben wird, weiterhin abnimmt und der von dem Drain-Bereich zum Source-Bereich des FET 24 fließende Strom minimiert wird. Folglich erhöht sich die Spannung D, die in die Schmitt-Triggerschaltung 22 eingegeben ist, schrittweise zu einem Zeitpunkt t5, bei dem die Spannung D den vorgegebenen Wert überschreitet, wobei ein Signal E von der Schmitt-Triggerschaltung 22 ausgegeben wird. Gemäß dieser Ausgabe E gibt die Steuerschaltung 14 ein Signal aus, das den Betrieb der Hauptschaltung 16 ermöglicht.
Wie oben ist die Operation der Hauptschaltung 16 möglich, nachdem die Ausgabe E aus der Schmitt-Triggerschaltung 22 auf einen Hochpegel eingestellt ist. Folglich ist, nachdem die erste Operation (Zugriff auf den Leser-Schreiber) der Hauptschaltung 16 zu einem Zeitpunkt t2 beendet ist, die Operation der Hauptschaltung 16 bis zu einem Zeitpunkt t5 nicht möglich. Also führt die Hauptschaltung 16 keine Operation aus, selbst in einem Fall, bei dem die Karte zur Zeit t4 in den zugänglichen Bereich eingebracht wird, um Strom von der Stromversorgungsschaltung 10 zu liefern. Wie oben kann der Zugriff auf den Leser-Schreiber für eine feste Zeitdauer verhindert werden, nachdem der erste Zugang beendet ist.
Als nächstes wird der Betrieb der Steuerschaltung 14 unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm der 4 beschrieben. Ob Strom geliefert wird oder nicht, wird beurteilt (Schritt 102). Falls dies nicht der Fall ist, wird eine Warteoperation bewirkt, bis der An-Zustand eintritt. Falls der Strom geliefert wird, wird vorausgesetzt, dass die Karte den zugänglichen Bereich des Leser-Schreibers betreten hat und eine Überprüfung durchgeführt wird, um zu bestimmen, ob der Zeitpunkt sich innerhalb der Dauer der Verhinderung des erneuten Zugriffs befindet oder nicht (Schritt 104). Falls dies der Fall ist, wird beurteilt (Schritt 106), ob der Strom aus ist oder nicht. Falls der Strom nicht aus ist, wird eine Warteoperation erreicht, bis der Strom ausgeschaltet ist. Wenn der Strom ausgeschaltet ist, wird vorausgesetzt, dass die Karte aus dem zugänglichen Bereich des Leser-Schreibers entfernt ist und eine Steuerung an den ersten Schritt 102 zurückgegeben ist.
Beim Schritt 104, falls der aktuelle Punkt sich nicht innerhalb der Dauer der Verhinderung des erneuten Zugriffs befindet, wird vorausgesetzt, dass der Zugriff auf den Leser-Schreiber möglich wird, und dann wird eine vorgegebene Datenkommunikation mit dem Leser-Schreiber (Schritt 108) erzielt. Es wird beurteilt (Schritt 110), ob die Datenkommunikation vollendet ist oder nicht. Falls dies der Fall ist, wird die Dauer der Verhinderung des erneuten Zugriffs eingestellt (Schritt 112). Danach wird überprüft, ob der Strom ausgeschaltet ist oder nicht (Schritt 114). Falls der Strom nicht ausgeschaltet ist, wird eine Warteoperation ausgeführt, bis der Strom ausgeschaltet ist. Wenn der Strom ausgeschaltet ist, wird vorausgesetzt, dass die Karte aus dem zugänglichen Bereich des Leser-Schreibers entfernt ist, und dann wird die Steuerung an den ersten Schritt 102 zurückgegeben.
Auch für den Fall, dass die Datenkommunikation nicht im Schritt 110 vollendet ist, wird beurteilt, ob der Strom ausgeschaltet ist oder nicht (Schritt 116), so dass, falls dies der Fall ist, die Steuerung an den Schritt 102 geleitet wird.
Wie oben kann, nachdem ein Zugriff beendet ist, der erneute Zugriff für eine feste Zeitdauer verhindert werden. Also kann für einen Fall, in dem die Karte in den zugänglichen Bereich des Leser-Schreibers zwei oder mehrere Male innerhalb einer kurzen Zeitdauer eintritt, der zweite Zugriff und nachfolgende Zugriffe auf den Leser-Schreiber verhindert werden, und somit kann aufgrund einer Vielzahl von Zugriffen der falsche Betrieb verhindert werden. Des Weiteren muss, da die Karte die Funktion aufweist, den Zugriff zu verhindern, die Operation, um den erneuten Zugang der Karte zu verhindern, nicht durch den Leser-Schreiber erzielt werden, wodurch die dem Leser-Schreiber auferlegte Last minimiert wird.
In Übereinstimmung mit der Karte muss für den Fall, dass es z. B. bei einer Pforte notwendig ist, Durchgänge von vielen Karten innerhalb einer kurzen Zeitdauer zu überprüfen, der Leser-Schreiber den erneuten Zugriff nicht überprüfen. Folglich kann der Leser-Schreiber nach einem Zugriff einer Karte sofort einen Durchgang der nächsten Karte erwarten, was die Zugriffe auf viele Karten auf eine zügige Weise ermöglicht.
Wie oben beschrieben funktioniert, wenn die Operation der Hauptschaltungseinrichtung beendet ist, die Signalerzeugungseinrichtung für eine Operationsverhinderung so, um ein Operationsverhinderungssignal zu erzeugen, wodurch der Betrieb der Hauptschaltungseinrichtung für eine vorgegebene Zeitdauer verhindert wird. Folglich können für den Fall, dass die Karte in einen der externen Vorrichtung zugänglichen Bereich mehrere Male innerhalb einer kurzen Zeitdauer gelangt, der zweite und nachfolgende Zugriffe verhindert werden, wodurch die falsche Operation aufgrund von mehreren Zugriffen verhindert wird. Des Weiteren kann, da die oben genannte Zugriffsverhinderung nicht durch die externe Vorrichtung überwacht werden muss, die Belastung der externen Vorrichtung reduziert werden.
5 zeigt eine Ausführungsform einer kontaktlosen IC-Karte gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Karte 30 umfasst einen Speicher 32 eines elektrisch löschbaren, programmierbaren ROM (EEPROM) oder ähnliches. Der Speicher 32 hat bei dieser Ausführungsform zwei Bereiche 321 und 322. Wie später erläutert wird, werden bei der IC-Karte gemäß der Ausführungsform Datenelemente in diesen zwei Bereichen 321 und 322 zusammen mit Nummern gespeichert, die Sequenznummern der Datenelement-Schreiboperation angeben. Bei einer Datenleseoperation werden die Datenelemente durch Referenzieren der Nummern in den Bereichen gelesen, so dass Daten aus einem der Bereiche, der zuletzt einer Speicheroperation unterzogen wurde, gelesen werden. Des Weiteren werden für den Fall, wo Daten, die in einem der zwei Bereiche 321 oder 322 gespeichert sind, sich in einem zerstörten Zustand aufgrund beispielsweise einer Unterbrechung einer Datenschreiboperation befinden, Daten, die in dem anderen gespeichert sind, gelesen. Mit der Bereitstellung von zwei Bereichen, selbst wenn während einer Datenschreiboperation in einem der Bereiche der Karte eine Abnormalität auftritt, können Daten aus dem anderen Bereich zur Verwendung gelesen werden, die dadurch einen Operationsfehler verhindern. In diesem Zusammenhang ist die Anzahl der Bereiche, die im Speicher 32 angelegt sind, nicht auf zwei beschränkt, d. h. die Anzahl kann drei oder größer sein.
Die Karte 30 umfasst des Weiteren einen Lesebereich-Entscheidungsabschnitt 34, der mit dem Speicher 32 verbunden ist. Der Lesebereich-Entscheidungsabschnitt 34 beurteilt, um zu bestimmen, von welchem der zwei Bereiche 321 und 322 des Speichers Daten gelesen werden sollen. Der Speicher 32 und der Abschnitt 34 sind mit einem Speichersteuerabschnitt 36 verbunden. Der Abschnitt 36 steuert gemäß Befehlen eine Operation, um in den Speicher 32 Daten zu schreiben, die von einem Leser-Schreiber, der nicht gezeigt ist, über einen kontaktlosen Anschluss 40 gesendet wurden, und einen modulierenden und demodulierenden Abschnitt 38 und eine Operation, um Daten zu lesen, die in dem Speicher 32 gespeichert sind, um so die Daten an den Leser-Schreiber zu liefern. Der Speichersteuerabschnitt 36 erreicht eine Steueroperation, um vom Leser-Schreiber gesendete Daten alternativ in die zwei Bereiche 321 und 322 zusammen mit den Nummern abzuspeichern, die die Speicherreihenfolge angeben. Des Weiteren steuert insbesondere der Abschnitt 36 eine Datenleseoperation, um Daten aus einem Bereich zu lesen, der durch den Abschnitt 34 bestimmt ist.
Der modulierende und demodulierende Abschnitt 38 moduliert Daten, die aus dem Speichersteuerabschnitt 36 an den Leser-Schreiber ausgegeben werden, und demoduliert Daten, die vom Leser-Schreiber über den kontaktlosen Anschluss 40 eingegeben werden. Der Anschluss 40 wird verwendet, um Daten mit dem Leser-Schreiber, der nicht gezeigt ist, auf eine kontaktlose Weise zu kommunizieren.
Die Stromversorgungsschaltung 10 ist wie in der oben beschriebenen Anordnung der 1 eine Schaltung, um Strom, der vom Leser-Schreiber geliefert wird, an den jeweiligen Abschnitt der Karte 30 zu schicken. Die Stromversorgungsschaltung 10 ist mit dem Leser-Schreiber über eine magnetische Kopplung, die im Diagramm gezeigt ist, oder eine kapazitive Kopplung gekoppelt, die nicht gezeigt ist, gekoppelt, um einen Strom zu empfangen, der vom Leser-Schreiber geliefert wird.
Bezugnehmend auf die Änderungen des Speicherzustands des Speichers 32, der in den 6 bis 9 gezeigt ist, wird eine Beschreibung der Operation gegeben, um Daten in den Speicher 32 zu schreiben. Neben den Bereichen 321 und 322 sind die Bereiche, die einen Datenbereich D, in dem Daten gespeichert werden, einen Nummerbereich N umfassen, in dem eine Nummer einer Schreibsequenz von Daten gespeichert wird, und ein Prüfcodebereich eingerichtet, in dem ein Prüfcode gespeichert wird.
Direkt nachdem die Karte 30 herausgegeben ist, wie in 6 gezeigt, wird eine "0", als die Zahl, die die Schreibsequenz bezeichnet, und ein vorgegebener Code C, wie etwa ein DDC-Code in den Datenbereichen D, N und C gespeichert. Die in dem Datenbereich D gespeicherten Daten sind eines von verschiedenen Arten von Datenelementen, wie etwa eine ID-Nummer, die zwischen der IC-Karte und dem Leser-Schreiber kommuniziert wird. Die Zahl, die die Schreibsequenz angibt, die in dem Nummernbereich N gespeichert ist, gibt eine Schreibsequenznummer von Daten an, die in dem Datenbereich D von jedem der zwei Bereiche gespeichert sind. Wie in 6 gezeigt wird direkt nach der Ausgabe der Karte 30 eine „0" als Anfangswert gespeichert. Der Prüfcode, der in dem Prüfcodebereich C gespeichert ist, wird verwendet, um zu bestimmen, ob die Daten normal sind oder nicht, und einer der bekannten verschiedenen Codes wird angewendet.
Für die in dem Datenbereich D zu speichernden Daten werden Daten, die vom Leser-Schreiber über den kontaktlosen Anschluss 40 eingegeben sind, durch den modulierenden und demodulierenden Abschnitt 38 demoduliert und dann vom Speichersteuerabschnitt 36 an den Speicher 32 geschickt, um so dort gespeichert zu werden. Des Weiteren werden Daten, die im Datenbereich D zu speichern sind, und der Code, der im Prüfcodebereich C zu speichern ist, durch den Speichersteuerabschnitt 36 erzeugt und dann an den Speicher 32 geschickt, um dort gespeichert zu werden.
Sofort nach Herausgabe der Karte 30 sind keine Daten im Bereich 322 gespeichert. Folglich wird während einer Datenleseoperation vom Lesebereich-Entscheidungsabschnitt 34 vorausgesetzt, dass sich die Daten im Bereich 322 in einem zerstörten Zustand befinden, so dass Daten, die im Bereich 321 gespeichert sind, durch den Speichersteuerabschnitt 36 gelesen werden.
Als nächstes wird, wie in 7 gezeigt, eine erste Datenschreiboperation im Bereich 322 vollständig ausgeführt. Wie in diesem Diagramm gezeigt, werden Daten 2 in den Datenbereich D gespeichert und eine Zahl „1" wird als eine Datenspeichersequenzzahl im Nummerbereich N gespeichert. Im Prüfcodebereich C wird ein vorgegebener Prüfcode gespeichert. In einem Zustand, bei dem die erste Datenschreiboperation durchgeführt wurde, vergleicht der Abschnitt 34 die im Nummerbereich N gespeicherte Zahl des Bereichs 321 mit der im Nummerbereich N des Bereichs 322 gespeicherten, um zu bestimmen, dass die im Bereich 322 gespeicherten Daten die neuesten Daten sind. Folglich werden bei der Datenleseoperation die Daten 2 gelesen, die im Bereich 322 gespeichert sind.
Wie in 8 gezeigt, wird zusätzlich eine zweite Datenschreiboperation im Bereich 321 erreicht. Die Datenschreiboperationen werden, wie oben erwähnt, in den zwei Bereichen 321 und 322 auf eine alternierende Weise durchgeführt.
Als Ergebnis der zweiten Datenschreiboperation der 8 werden im Bereich 321 Daten 3 im Datenbereich D gespeichert, ein Zahl „2" wird als Datenspeichersequenznummer im Nummerbereich N gespeichert und ein vorgegebener Prüfcode wird im Prüfcodebereich C gespeichert. In einem Zustand, wo die zweite Datenschreiboperation, wie oben erwähnt, erzielt wird, sind die im Bereich 321 gespeicherten Daten die neuesten Daten, und somit werden die im Bereich 321 gespeicherten Daten bei der Datenleseoperation gelesen.
Danach werden auf eine ähnliche Weise Datenschreiboperationen in den zwei Bereichen 321 und 322 auf eine alternierende Art durchgeführt. Wie beispielsweise in dem in 9 gezeigten Fall befinden sich die Daten im Bereich 321 in einem zerstörten Zustand, nachdem die n-ten Daten auf korrekte Weise in den Bereich 322 geschrieben sind, falls die (n + 1)-te Datenschreiboperationen im Bereich 321 in einem Fehler resultiert. Folglich geht in diesem Fall der Lesebereich-Entscheidungsabschnitt 34 davon aus, ohne zwischen den gespeicherten Zahlen in den Nummerbereichen der zwei Bereiche zu vergleichen, dass die im Bereich 322 gespeicherten Daten die neuesten Daten sind, so dass die Daten durch die Speichersteuereinheit 36 gelesen werden.
Als nächstes wird der Betrieb der IC-Karte 30 gemäß den Flussdiagrammen erklärt werden, die in den 10 bis 13 gezeigt sind.
Zuerst wird in einem Schritt 202 der 10 die Normalität oder Abnormalität der Daten in den zwei Bereichen 321 und 322 des Speichers 32 beurteilt, indem der Prüfcode durch den Lesebereich-Entscheidungsabschnitt 34 überprüft wird. Es wird beurteilt (Schritt 204), ob die Daten von jedem der Bereiche 321 und 322 falsch (NG) sind oder nicht. Falls dies der Fall ist, gibt der Abschnitt 34 ein Signal der Bedingung an den Abschnitt 36 aus, was dann zu der Verarbeitung der 11 führt.
In einem Schritt 230 der 11 beurteilt der Abschnitt 36, um zu bestimmen, ob eine Leseoperation ausgeführt werden muss oder nicht. Falls dies der Fall ist, wird ein Signal, das angibt, dass der Speicher 32 sich im zerstörten Zustand befindet, vom Abschnitt 36 an den Leser-Schreiber ausgegeben (Schritt 232). Ansonsten wird beurteilt, ob eine Schreiboperation ausgeführt werden muss oder nicht (Schritt 234). Falls dies der Fall ist, werden Daten in den Datenbereich D des Bereichs 321 geschrieben und eine Zahl „0" wird im Nummerbereich N gespeichert (Schritt 236). Falls im Schritt 234 keine Schreiboperation angenommen wird, wird die Steuerung an den Schritt 230 zurückgegeben, um wiederholenderweise gleiche Operationen zu erreichen.
Im Schritt 204 der 10 wird, falls Daten von den beiden Bereichen 321 und 322 nicht richtig sind (NG), die Steuerung an einen Schritt 206 gegeben, so dass der Abschnitt 34 prüft, um zu bestimmen, ob die Daten im Bereich 321 NG sind oder nicht. Falls dies der Fall ist, wird die Steuerung an die Fortführung der 12 übermittelt.
In einem Schritt 240 der 12 beurteilt der Abschnitt 36, um zu entscheiden, ob eine Leseoperation auszuführen ist oder nicht. Falls dies der Fall ist, werden im Bereich 322 gespeicherte Daten gelesen, um an den Leser-Schreiber gesendet zu werden (Schritt 242). Ansonsten wird beurteilt, ob eine Schreiboperation ausgeführt werden muss oder nicht (Schritt 244). Falls dies der Fall ist, werden Daten in den Datenbereich D des Bereichs 321 geschrieben und die Zahl, die in den Nummernbereich N zu schreiben ist, wird aktualisiert (Schritt 246). Beim Schritt 244 wird, falls keine Schreiboperation angenommen wird, die Steuerung an den Schritt 240 zurückgegeben, um wiederholenderweise die gleiche Operation zu vollenden.
Beim Schritt 206 der 10, wenn die Daten im Bereich 321 nicht NG sind, schreitet die Steuerung zu einem Schritt 208 fort, bei dem der Abschnitt 34 beurteilt, um zu bestimmen, ob die Daten im Bereich 322 NG sind oder nicht. Falls dies der Fall ist, wird die Steuerung in der 13 fortgeführt. Bei einem Schritt 250 der 13 beurteilt der Abschnitt 36, um zu bestimmen, ob eine Leseoperation auszuführen ist oder nicht. Falls dies der Fall ist, werden im Bereich 321 gespeicherte Daten gelesen, um an den Leser-Schreiber gesendet zu werden (Schritt 252). Im Falle einer Schreiboperation werden Daten in den Datenbereich D des Bereichs 322 geschrieben und eine Zahl, die in den Nummernbereich N zu schreiben ist, wird aktualisiert (Schritt 256). Beim Schritt 254, wenn keine Schreiboperation angenommen wird, wird die Steuerung an den Schritt 250 zurückgegeben, um wiederholenderweise die gleiche Operation zu vollenden.
Beim Schritt 208 der 10, wenn die Daten im Bereich 322 nicht NG sind, schreitet die Steuerung zu einem Schritt 210 fort, so dass der Abschnitt 34 beurteilt, um zu bestimmen, ob die gespeicherte Zahl im Nummerbereich N jedes Bereichs sukzessiv ist oder nicht. Falls dies nicht der Fall ist, nimmt man an, dass die Daten jedes Bereichs zerstört wurden, und die Steuerung wird an die Verarbeitung der 11 übergeben. Falls die Zahl konsekutiv ist, wird die Zahl des Bereichs 321 mit der des Bereichs 322 verglichen (Schritt 212). Falls die Zahl des Bereichs 321 größer als die des Bereichs 322 ist, nimmt der Abschnitt 34 an, dass die im Bereich 321 gespeicherten Daten die neuesten Daten sind, und dann gibt er die Steuerung an die Verarbeitung der 13, um Daten vom Bereich 321 zu lesen. Beim Schritt 212, falls die Zahl des Bereichs 321 kleiner als die des Bereichs 322 ist, nimmt der Abschnitt 34 an, dass die im Bereich 322 gespeicherten Daten die neuesten Daten sind, und übergibt dann die Steuerung an die Verarbeitung der 12, um die Daten aus dem Bereich 322 zu lesen.
Wie oben gemäß der IC-Karte der vorliegenden Ausführungsform erläutert, wird der Speicher 32 in zwei Bereiche 321 und 322 unterteilt, um Daten abwechselnd in diese Bereiche mit einer Nummer zu speichern, die eine Schreibsequenznummer angibt, die allen gespeicherten Daten zugewiesen ist. Folglich können, selbst wenn Daten in einem dieser Bereiche falsch gespeichert sind, Daten aus dem anderen Bereich gelesen werden, und somit wird die Datenleseoperation nicht verhindert, selbst wenn eine Abnormalität bei der Datenschreiboperation auftritt.
Wenn z. B. die Karte als Zeitkarteninhaberpass oder Schlüssel für den Zutritt oder das Verlassen eines Orts eingerichtet ist, wird für den Fall, wo der Benutzer sich mit einer großer Geschwindigkeit bewegt, während die Karte in die Nähe des Leser-Schreibers gebracht wird, die Stromversorgung vom Leser-Schreiber bei einem Zwischenpunkt der Datenschreiboperation unterbrochen, und somit sind die so geschriebenen Daten falsch. Jedoch werden auch in einem solchen Fall Daten, wie etwa der Prüfungszustand der Pforte, im anderen Bereich gehalten; folglich kann der nicht freigegebene Zustand der Datenleseoperation durch Lesen der gespeicherten Daten vermieden werden.
Zusätzlich werden, wenn die Daten, die in jedem der Bereiche gespeichert sind, normal sind, die in den Nummerbereichen N der zwei Bereiche gespeicherten Nummern miteinander verglichen, um auszuwählen und die zuletzt gespeicherten Daten zu lesen. Obwohl Datenelemente in zwei Bereichen gespeichert werden, wird es also nicht vorkommen, dass die alten Daten fälschlicherweise gelesen werden.
Gemäß der kontaktlosen IC-Karte der vorliegenden Erfindung weist der Speicher einen Bereich auf, der in eine Vielzahl von Bereiche unterteilt ist, um von einer externen Vorrichtung gesendete Daten zu speichern. Für den Fall einer Operation, bei der Daten aus dem Speicher gelesen werden, werden die Daten von einem der Bereiche gelesen, indem die Daten normal abgespeichert sind. Folglich können auch in dem Fall, wo Daten in einem Bereich falsch abgespeichert sind, Daten aus einem anderen Bereich gelesen werden, und somit ist die Datenleseoperation möglich, selbst wenn bei der Datenschreiboperation eine Abnormalität stattfindet.
Folglich kann eine Schreiboperation von falschen Daten und eine Abwesenheit von gespeicherten Daten, die z. B. verursacht wird, wenn die Karte mit einer großen Geschwindigkeit bewegt wird, durchgeführt werden, indem die normalen Daten gelesen werden, um so eine vorgegebene Verarbeitung durchzuführen.
In dieser Beziehung wurden die jeweiligen Ausführungsformen in Verbindung mit einer kontaktlosen IC-Karte des externen Stromversorgungstyps beschrieben, an die Strom von einer externen Vorrichtung geliefert wird. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die IC-Karte des externen Stromversorgungstyps beschränkt und ist auch auf eine IC-Karte mit integrierter Stromversorgung anwendbar. Für den Fall der IC-Karte mit integrierter Stromversorgung ist zusätzlich zu oben genannten Stromversorgungsschaltung 10 eine integrierte Stromversorgung vorgesehen.

Claims

Kontaktlose IC-Karte, die aufweist: eine Kommunikationseinrichtung (38, 40) zum Austauschen von Signalen mit einer externen Vorrichtung auf eine kontaktlose Weise; einen Speicher (32) zum Speichern von von der externen Vorrichtung gesendeten Daten; und eine Steuereinrichtung (36) zum Steuern von Operationen der Kommunikationseinrichtung und des Speichers, dadurch gekennzeichnet, daß: der Speicher einen Bereich aufweist, der in eine Vielzahl von Bereichen zum Speichern von von der externen Vorrichtung gesendeten Daten aufweist, während jeder der Vielzahl der Bereiche einen Prüfcode speichert; die Karte des weiteren einen Lesebereichs-Entscheidungsabschnitt (34), der mit dem Speicher und der Steuereinrichtung verbunden ist, umfaßt, wobei der Lesebereichs-Entscheidungsabschnitt beurteilt, von welchem der Speicherbereiche Daten zu lesen sind; und der Lesebereichs-Entscheidungsabschnitt (34) bestimmt, wann Daten vom Speicher zu lesen sind, ob die Daten in jedem Bereich normal sind, indem der Prüfcode überprüft wird, und die Steuereinrichtung (36) die Daten von einem der Vielzahl der Breiche liest, in dem die Daten normal sind.
Kontaktlose IC-Karte gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß: in jedem der Vielzahl der Speicherbereiche Numerierungsdaten, die eine gespeicherte Reihenfolge der Daten angeben, gespeichert sind; und die Steuereinrichtung (36), wenn es eine Vielzahl von Bereichen gibt, in denen die Daten normal sind, die Daten aus einem der Bereiche liest, in dem die Daten als zuletzt gespeichert bestimmt werden, indem die Numerierungsdaten der entsprechenden Bereiche unter Verwendung des Lesebereich-Entscheidungsabschnitts (34) verglichen werden.
Kontaktlose IC-Karte gemäß Anspruch 1 oder 2, des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Stromversorgungsschaltung umfaßt zum Empfangen von Strom von einer externen Vorrichtung und zum Liefern von Strom an jeden Abschnitt der Karte.