DE69521832T2

DE69521832T2 - Lese- und Schreibvorrichtung für ein kontaktloses IC-Kartensystem

Info

Publication number: DE69521832T2
Application number: DE69521832T
Authority: DE
Inventors: Shuzo Fujioka
Original assignee: Renesas Design Corp; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Renesas Design Corp; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-04-28
Filing date: 1995-04-27
Publication date: 2001-12-20
Anticipated expiration: 2015-04-28
Also published as: EP0680002B1; JPH07296125A; EP0680002A2; EP0680002A3; US5727230A; DE69521832D1

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lese- und Schreibvorrichtung mit einer kontaktlosen IC-Karte und ein auf der Lese- und Schreibvorrichtung basierendes kontaktloses IC-Kartensystem.

Beschreibung des Standes der Technik

Fig. 21 zeigt ein bekanntes kontaktloses IC-Kartensystem. Wie dargestellt, ist ein Hauptcomputer 1, wie ein Personalcomputer, elektrisch mit einem kontaktlosen IC- Kartenlese- und Schreibgerät 2 über eine Übertragungsleitung 3 verbunden, die gemäß der RS-232C-Norm oder dergleichen arbeitet und mit der kontaktlosen Kartenlese- und Schreibvorrichtung 2 kommuniziert. Die Lese- und Schreibvorrichtung 2 überträgt Daten aus der kontaktlosen IC-Karte 4 kontaktlos mittels elektromagnetischer Wellen 5. Fig. 22 zeigt ein Protokoll zum Festlegen der Kommunikation zwischen dem Hauptcomputer 1, der Lese- und Schreibvorrichtung 2 und der kontaktlosen IC-Karte 4. Zuerst weist der Hauptcomputer 1 die Lese- und Schreibvorrichtung 2 an, den Betrieb zu starten. Die Lese- und Schreibvorrichtung 2 erzeugt dann einen Befehl zum Übertragen der kontaktlosen IC-Karte 4 und führt andere Aufgaben aus. Die Lese- und Schreibvorrichtung 2 sendet dann den Befehl zur kontaktlosen IC-Karte 4. Die kontaktlose IC-Karte 4 verarbeitet die Aufgabe zum Ausführen des von der Lese- und Schreibvorrichtung 2 gesandten Befehls und gibt das Ergebnis der Verarbeitung als Ergebnis des Ausführens an die Lese- und Schreibvorrichtung 2 ab. Die Lese- und Schreibvorrichtung verarbeitet dieses von der kontaktlosen IC-Karte 4 gesandte Ergebnis und gibt die erforderliche Information als Verarbeitungsergebnis an den Hauptcomputer 1 zurück.
Nachdem die Lese- und Schreibvorrichtung 2 in diesem Falle den Betrieb aufgenommen hat, bei dem die kontaktlose IC-Karte 4 keine Zugriffsanforderung sendet, erzeugt die Lese- und Schreibvorrichtung 2 wiederholt einen Befehl und sendet ihn an die kontaktlose 10-Karte 4, bis eine Zugriffsanforderung aws der kontaktlosen IC-Karte 4 empfangen wird. Fig. 27 zeigt ein Protokoll zur Festlegung der Kommunikation, die in diesem Falle erfolgt. Die kontaktlose IC-Karte 4 wird in einer Richtung des Pfeiles 9 in Fig. 28 bewegt, so daß sie allmählich in einen Zugriffsbereich 8 eintritt, in dem die Kommunikation mit der Lese- und Schreibvorrichtung 2 ermöglicht wird, was durch eine Phantomlinie angezeigt ist. Die Befehle 1 in Fig. 27 werden ausgeführt, wenn die kontaktlose IC-Karte außerhalb des Zugriffsbereichs 2 liegt, wie durch 1 in Fig. 28 aufgezeigt. Die Kommunikation ® in Fig. 27 wird ausgeführt, wenn sich die kontaktlose IC-Karte 4 im Zugriffsbereich 8 befindet, wie mit 2 in Fig. 28 aufgezeigt.
Fig. 26 ist ein Blockdiagramm, das die Lese- und Schreibvorrichtung 2 und die kontaktlose IC-Karte 4 zeigt. Wie dargestellt, haben die Lese- und Schreibvorrichtung 2 und die kontaktlose IC-Karte 4 Sende- und Empfangsantennen 2a beziehungsweise 4a. Die Sende- und Empfangsantennen 2a und 4a senden oder empfangen elektromagnetische Wellen 5 und setzen die elektromagnetischen Wellen 5 in Signalwellen um, oder vice versa. Die Sende- und Empfangsantennen 2a und 4a sind elektrisch mit Sendern und Empfängern 2b beziehungsweise 4b verbunden. Die Sender und Empfänger 2b und 4b setzen sich zusammen aus universellen asynchronen Empfängern und Sendern (nachstehend UART genannt) oder dergleichen und modulieren oder demodulieren Signalwellen und setzen serielle Daten in parallele Daten um, oder vice versa. Die Sender/Empfänger 2b und 4b sind elektrisch mit Steuereinheiten 2c beziehungsweise 4c verbunden. Die Steuereinheit 2c und die Lese- und Schreibvorrichtung 2 sind elektrisch mit einer Ein- und Ausgabeeinheit 2d verbunden, die die bidirektionale Kommunikation mit dem Hauptcomputer 1 über die Übertragungsleitung 3 ermöglicht (siehe Fig. 21). Die Steuereinheit 2c und die Lese- und Schreibvorrichtung 2 überträgt Signale oder Daten zum oder vom Sender/Empfänger 2b oder zu oder von der Ein- und Ausgabeeinheit 2d. Die Steuereinheit 4c in der kontaktlosen IC-Karte 4 überträgt Signale oder Daten zum oder vom Sender/Empfänger 4b. Die Steuereinheiten 2c und 4c steuern die gesamte Lese- und Schreibvorrichtung beziehungsweise die kontaktlose IC-Karte. Die Lese- und Schreibvorrichtung 2 hat eine Netzstromversorgung 2e, während die kontaktlose IC-Karte 4 eine Batterie 4d hat.
Fig. 25 zeigt eine Modulationsform, die im Sender und Empfänger 2b und 4b verwendet wird. A und B in Fig. 25 bedeuten Wellenformen von Signalen an Punkten A und B in Fig. 26. Wie in Fig. 25 gezeigt, verwendet der Sender/Empfänger 2b und 4b eine Amplitudenumtasttechnik (nachstehend ASK-Technik genannt), bei der die Anwesenheit eines Signals, das von den Sende- und Empfangsantennen 2a und 4a gesendet wurde, durch eine "0" dargestellt wird, und die Abwesenheit desselben wird durch eine "1" dargestellt.
Fig. 23 und 24 zeigen einen zwischen der Lese- und Schreibvorrichtung 2 und der kontaktlosen IC-Karte 4 übertragenen Kommunikationsblock und eine Datenstruktur von Sendedaten 10 im Kommunikationsblock. Fig. 24 zeigt ein Format, das beim Übertragen der Sendedaten 10 von einer Bytelänge gemäß einer seriellen I/O verwendet wird. Wie in Fig. 23 gezeigt, werden die Sendedaten 10, die ein Byte lang sind und erzeugt sind gemäß dem in Fig. 24 gezeigten Format, das als ein Kommunikationsblock in Einheiten mehrerer Bytes bis mehreren 10 Bytes gehandhabt wird. Um zu beginnen, wird die Datenstruktur der Sendedaten 10 mit einer Länge von einem Byte in Verbindung mit Fig. 24 beschrieben. Zuerst ist ein Einbit-Startbit 10a, gefolgt von 8 Bits von Daten 10b, beginnend mit dem niedrigstwertigen Bit (nachstehend LSB genannt) und endet mit dem höchstwertigen Bit (nachstehend MSB genannt). Den Daten 10b folgt ein (geradzahliges) Paritätsbit 10c und ein Stoppbit 10d bestehend aus 2 Bits, die jeweils einen H-Pegelzustand darstellen. Als nächstes beschrieben ist der Kommunikationsblock in Fig. 23. Der Kommunikationsblock hat ein Startkennzeichen 12, das ein Leitcode eines Kommunikationsblockes ist. Bis zum Empfang des Startkennzeichens 12 werden alle empfangenen Codes ignoriert. Das Startkennzeichen 12 ist beispielsweise festgelegt als ein Wert FFH oder 00H, wie in Fig. 31 gezeigt. Dem Startkennzeichen 12 folgt, wie zuvor erwähnt, mehrere oder mehrere 10 Bytes von Daten 10 einschließlich Daten eines Ergebnisses der Ausführung. Den Daten 10 folgt eine Prüfsumme 14. Die Prüfsumme 14 ist ein Fehlerfeststellcode, der an das Ende des Kommunikationsblockes angehängt ist. Die Prüfsumme 14 wird folgendermaßen errechnet. Zuerst wird ein Wert, der die arithmetische Summe aller Bytes vom Startkennzeichen 12 bis zur Prüfsumme 14 ist, einschließlich der Prüfsumme 14, gewonnen. Wenn der Wert 8 Bits übersteigt, werden Bits höherer Ordnung nach unten gerundet, und nur 8 Bits niedriger Ordnung werden verwendet. Ein Zweierkomplement des Wertes wird errechnet, um die Prüfsumme 14 zu erhalten.
Fig. 30 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Sequenz des Empfangs eines Kommunikationsblockes beschreibt. Wie veranschaulicht, empfängt die Lese- und Schreibvorrichtung 2 einige Daten (Schritt S50) und überprüft dann, ob das Startkennzeichen 12 vorhanden ist (siehe Fig. 23), um zu sehen, ob die Daten von der kontaktlosen IC-Karte 4 gesandt worden sind (Schritt S51). Wenn bestätigt ist, daß das Startkennzeichen 12 vorhanden ist, beginnt die Lese- und Schreibvorrichtung 2 den Empfang der Sendedaten 10 (siehe Fig. 23), folgend dem Startkennzeichen 12 (Schritt S52).
Im bekannten kontaktlosen IC-Kartensystem mit dem vorher beschriebenen Aufbau verarbeitet die Lese- und Schreibvorrichtung 2 verschiedene Aufgaben; das heißt, Prozeduren eines Befehls oder dergleichen, die zu senden sind für die kontaktlose IC-Karte 4, analysiert ein von der kontaktlosen IC-Karte 4 gesandtes Ergebnis der Ausführung, und sendet nur erforderliche Informationen an den Hauptcomputer 1. Jedesmal, wenn ein Anwenderprogramm oder eine in der Lese- und Schreibvorrichtung 2 oder im Hauptcomputer 1 eingestellte Baudrate geändert wird, muß die Software in der Lese- und Schreibvorrichtung 2 abgewandelt werden.
Im bekannten kontaktlosen IC-Kartensystem, wie zuvor erwähnt und in Fig. 27 gezeigt, muß jedesmal, wenn ein Befehl vom Hauptcomputer 1 gesandt wird, die Lese- und Schreibvorrichtung 2 wiederholt Aufgaben verarbeiten, einschließlich des Erzeugens eines Befehls, der an die kontaktlose IC-Karte 4 zu senden ist, und dann Datensenden an die kontaktlose IC-Karte 4. Somit ist die Lese- und Schreibvorrichtung 2 schwer belastet.
Wenn des weiteren die Lese- und Schreibvorrichtung 2, wie zuvor beschrieben, empfangene Daten durch elektromagnetische Wellen überprüft, ob das Startkennzeichen 12, das dem Start eines Kommunikationsblockes hinzuzufügen ist, der von der kontaktlosen IC-Karte 4 zu senden ist, vorhanden ist, dann startet sie den Empfang des Kommunikationsblockes. Die Lese- und Schreibvorrichtung 2 ignoriert Daten, bis das Startkennzeichen 12 herausgefunden ist. Wie schon beschrieben, ist das Startkennzeichen 12 als Wert FFH oder 00H festgelegt, der durch einfache Signalwellen wie jene in Fig. 31 dargestellt wird. Wenn die Lese- und Empfangsvorrichtung 2 Rauschen empfängt, da Rauschen üblicherweise zu regelmäßigen Intervallen auftritt, kann das Rauschen folglich fälschlicherweise als das Startkennzeichen 12 gedeutet werden. Selbst wenn in diesem Falle ein korrekter Kommunikationsblock nach dem Rauschen empfangen wird, wird ein Startpunkt zum Lesen von Daten um die Länge des Startkennzeichens verschoben, da das Rauschen fälschlicherweise für das Startkennzeichen 12 gehalten wurde. Die Daten können folglich nicht korrekt empfangen werden.
Im bekannten kontaktlosen IC-Kartensystem wird der 00H-Code in einen freien Bereich in einen Speicher in eine kontaktlose IC-Karte geschrieben. Hinsichtlich der Kommunikationsdaten neigen die Bits höherer Ordnung zur Fehldarstellung. Beispielsweise wird 00H oft als 80H oder C0H interpretiert. Da eine Prüfsumme eine Summe von 8 Bits niedriger Ordnung allein darstellt, wenn ein Vielfaches von 2 von 80H und ein Vielfaches von 2 von C0H gesandt werden, stellt die Prüfsumme denselben Wert dar, wie denjenigen, wenn ein Vielfaches von 2 oder 4 von 00H gesandt werden. Es ist folglich schwierig, einen Fehler festzustellen.
Wenn im bekannten kontaktlosen IC-Kartensystem, wie es in Fig. 29 gezeigt ist, die Trägerfrequenz oder die Baudrate der kontaktlosen IC-Karte 4 zu ändern ist, führt die kontaktlose IC- Karte 4 nach Empfang aus der Lese- und Schreibvorrichtung 2 einen Änderungsbefehl aus und gibt ein Ergebnis der Ausführung mit einer geänderten Baudrate zurück. Bis das Ergebnis der Ausführung von der kontaktlosen IC-Karte zur Lese- und Schreibvorrichtung 2 zurückgegeben ist, muß die Baudrate von der Lese- und Schreibvorrichtung 2 in Übereinstimmung mit derjenigen der kontaktlosen IC-Karte 4 geändert sein. Es ist schwierig, die Zeit der Änderung der Baudrate von der Lese- und Schreibvorrichtung 2 zu bestimmen. Die Baudrate von der Lese- und Schreibvorrichtung 2 kann manchmal in der Zeit zum Empfang des Ergebnisses der Ausführung geändert werden, die von der kontaktlosen IC-Karte kommt.
Zum Neuformatieren der kontaktlosen IC-Karte 4 kann eine Baudrate in Übereinstimmung zwischen der Lese- und Schreibvorrichtung 2 und der kontaktlosen IC-Karte 4 unterschiedlich sein zu derjenigen, die dafür im System innerhalb der kontaktlosen IC-Karte 4 angenommen wird und die zuvor betrieben worden ist. In diesem Falle kann die kontaktlose IC-Karte 4 innerhalb des bekannten kontaktlosen IC-Kartensystems nicht neu formatiert werden. Nachdem eine kontaktlose IC-Karte beispielsweise auf eine Baudrate von 9 600 bps gesetzt wurde, formatiert wird mit einer Baudrate von 19 200 bps, kann die kontaktlose IC-Karte mit einer Baudrate von 19 200 bps zu Rande kommen. Die formatierte kontaktlose IC-Karte, die mit einer Baudrate von 19 200 bps zu Rande kommt, kann nicht innerhalb eines Systems neu formatiert werden, das die Formatierung mit einer Baudrate von 9 600 bps allein zuläßt. Jedesmal, wenn dieses Ereignis auftritt, mußte eine Bedienperson den Hauptcomputer 1 bedienen, um einen Befehl zu senden, der anweist, daß die Baudrate auf die von der Lese- und Schreibeinrichtung 2 geändert wird. Nachdem die Baudrate der Lese- und Schreibvorrichtung 2 geändert ist, kann ein neuer Versuch zum Neuformatieren der kontaktlosen IC-Karte unternommen werden.
Das Dokument EP-A-0 341 665 beschreibt eine Lese- und Schreibvorrichtung, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegeben ist.
Die Patentdokument-Zusammenfassungen von Japan, Band 013, Nr. 85 & JP-A-63 268 085 (Dokument D2) offenbaren eine Lese- und Schreibvorrichtung für eine IC-Karte, für die ein spezieller Befehl und die Handhabung zur Änderung und Auswahl einer Baudrate vorgesehen ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, die vorstehenden Probleme zu lösen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Belastung der Lese- und Schreibvorrichtung zu verringern, um eine Lese- und Schreibvorrichtung zu schaffen, die mit einer Änderung des Anwenderprogramms oder der Baudrate zu Rande kommt, eingestellt in eine kontaktlose IC-Karte oder einen Hauptcomputer 1 und das Verhindern des Auftretens von verschiedenen Übertragungsfehlern aufgrund inkorrekter Zeitvorgaben und Ändern einer Baudrate oder die Anwesenheit von Rauschen, wodurch es einer Bedienperson ermöglicht wird, sich einer leichten Neuformatierung einer kontaktlosen IC-Karte zu erfreuen, die eine verbesserte Übertragungseffizienz und Übertragungszuverlässigkeit bietet und die schnelle Übertragungen gestattet und um ein kontaktloses IC-Kartensystem auf der Grundlage der Lese- und Schreibvorrichtung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Lese- und Schreibvorrichtung nach Patentanspruch 1.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 zeigt ein Protokoll, das in einem kontaktlosen IC- Kartensystem eingerichtet ist, in einem Beispiel, das nicht Gegenstand der Erfindung ist;
Fig. 2 ist eine Skizze eines Ablaufdiagramms, die das erste Beispiel betrifft;
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das eine Lese- und Schreibvorrichtung und eine kontaktlose IC-Karte im ersten Beispiel zeigt;
Fig. 4 ist eine Skizze eines Ablaufdiagramms, die das Puffern im ersten Beispiel beschreibt;
Fig. 5 zeigt Unterschiede in der Baudrate;
Fig. 6 zeigt ein Protokoll, das das erste Beispiel betrifft;
Fig. 7 zeigt ein Protokoll, das einen Datensende- Wiederholbefehl in einem zweiten Beispiel festlegt, das nicht Gegenstand der Erfindung ist;
Fig. 8 zeigt einen Aufbau eines Kommunikationsblockes, der Kommunikationsdaten im zweiten Beispiel enthält;
Fig. 9 ist eine Skizze eines Ablaufdiagramms des zweiten Beispiels;
Fig. 10 ist eine Zeittafel, die Datenabstände aufzeigt, die zu unterschiedlichen Baudraten im ersten Beispiel gehören;
Fig. 11 zeigt ein Protokoll, das das dritte Ausführungsbeispiel betrifft;
Fig. 12 ist eine Skizze eines Ablaufdiagramms, die ein viertes Beispiel betrifft, das nicht Gegenstand der Erfindung ist;
Fig. 13 zeigt ein Protokoll, das das vierte Beispiel betrifft;
Fig. 14 ist eine Skizze eines Ablaufdiagramms, die ein fünftes Beispiel betrifft, das nicht Gegenstand der Erfindung ist;
Fig. 15 zeigt Wellenformen von Beispielen eines Startkennzeichens in einem sechsten Beispiel, das nicht Gegenstand der Erfindung ist;
Fig. 16 ist eine Skizze eines Ablaufdiagramms, die ein siebentes Beispiel betrifft, das nicht Gegenstand der Erfindung ist;
Fig. 17 zeigt Prüfsummen;
Fig. 18 zeigt eine Speicherkarte, die die Prüfsummen in einem Datenspeicher darstellt, in einem achten Beispiel, das nicht Gegenstand der Erfindung ist;
Fig. 19 ist eine Speicherkarte, die die Prüfsummen in einem Datenspeicher im achten Beispiel zeigt;
Fig. 20 ist eine Vorderansicht, die einen Hauptcomputer zeigt, der eine Fehlermeldung auf einer Ausgabeeinheit anzeigt, und eine Lese- und Schreibvorrichtung in einem neunten Beispiel, das nicht Gegenstand der Erfindung ist;
Fig. 21 zeigt Verbindungen, die in einem privaten bekannten kontaktlosen IC-Kartensystem erfolgen;
Fig. 22 zeigt ein Protokoll, das im bekannten kontaktlosen IC-Kartensystem eingerichtet ist;
Fig. 23 zeigt eine Datenstruktur in einem Kommunikationsblock, der zwischen der bekannten Lese- und Schreibvorrichtung und der kontaktlosen IC-Karte zu übertragen ist;
Fig. 24 zeigt eine Datenstruktur von Sendedaten im Kommunikationsblock in Fig. 23;
Fig. 25 zeigt Wellenformen betreffs einer ASK- Modulationsform;
Fig. 26 ist ein Blockdiagramm, das die bekannte Lese- und Schreibvorrichtung und kontaktlose IC-Karte zeigt;
Fig. 27 zeigt ein Protokoll, das im bekannten kontaktlosen IC-Kartensystem eingerichtet ist;
Fig. 28 ist eine Aufsicht, die einen Zugriffsbereich zeigt, in dem die Kommunikation mit einer Lese- und Schreibvorrichtung ermöglicht ist;
Fig. 29 zeigt ein Protokoll, das die Änderung einer Baudrate oder dergleichen von einer kontaktlosen IC-Karte im bekannten kontaktlosen IC-Kartensystem festlegt;
Fig. 30 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Sequenz des Startempfangs eines Kommunikationsblockes beschreibt, ausgeführt durch die bekannte Lese- und Schreibvorrichtung; und
Fig. 31 zeigt Wellenformen bekannter Startkennzeichen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Fig. 1 zeigt ein Protokoll, das in einem kontaktlosen IC- Kartensystem eines Beispiels eingerichtet ist, das nicht Gegenstand der Erfindung ist, um die Kommunikation unter einem Hauptcomputer 1, einer Lese- und Schreibvorrichtung 20 und einer kontaktlosen IC-Karte 4 festzulegen. Der Hauptcomputer 1, die Lese- und Schreibvorrichtung 20 und die kontaktlose IC-Karte 4 sind untereinander in der in Fig. 21 gezeigten Weise verbunden. Hier werden die Verbindungen kurz beschrieben. Wie in Fig. 1 gezeigt, sind der Hauptcomputer 1 und die Lese- und Schreibvorrichtung 20 miteinander über eine Übertragungsleitung 3 verbunden, die der RS-232C-Norm oder dergleichen entspricht. Die Lese- und Schreibvorrichtung 20 und die kontaktlose IC-Karte 4 kommunizieren miteinander in einer kontaktlosen Art mittels elektromagnetischer Wellen 5. Als Nächstes beschrieben sind die Aktionen. Wenn beabsichtigt ist, wie in Fig. 1 gezeigt, Übertragungsdaten 10 (ein Befehl, der an die kontaktlose IC- Karte 4 zu senden ist) an die kontaktlose IC-Karte 4 zu senden, hängt der Hauptcomputer 1 einen Sendedaten-Zählcode 22 an, der die Anzahl von Datenpunkten in den Übertragungsdaten 10 zum Start eines Sendedatenstroms einschließlich der Sendedaten 10 aufzeigt, und sendet dann die resultierenden Sendedaten an die Lese- und Schreibvorrichtung 20. Die Lese- und Schreibvorrichtung 20 empfängt die Sendedaten 10 durch die durch den Sendedaten-Zählcode 22 aufgezeigte Anzahl von Datenpunkten, setzt die Sendedaten 10 in ein elektromagnetisches Wellensignal um und liefert das elektromagnetische Wellensignal an die kontaktlose IC-Karte 4. Zum Empfangen von Daten aus der kontaktlosen IC-Karte 4 demoduliert die Lese- und Schreibvorrichtung 20 Empfangsdaten 10, die aus der kontaktlosen IC-Karte 4 kommen, und sendet die resultierenden Daten an den Hauptcomputer 1.
Die Lese- und Schreibvorrichtung 20 selbst hat Befehle zur Verwendung bei der Steuerung in der Lese- und Schreibvorrichtung 20. Wenn ein Befehl aus dem Hauptcomputer 1 empfangen wird, der anweist, daß eine Trägerfrequenz oder Baudrate geändert werden soll, führt die Lese- und Schreibvorrichtung 20 den Befehl aus und gibt ein Ergebnis über die Ausführung an den Hauptcomputer 1 zurück. Hinsichtlich der Bestimmung, ob Daten, die vom Hauptcomputer 1 gesandt wurden, Sendedaten oder ein Befehl sind, ist festgelegt, daß wenn der Sendedaten-Zählcode 22 eine "0" darstellt, wobei die Daten, die aus dem Hauptcomputer 1 gesandt werden, ein Befehl sind. Wenn ein Befehl gesendet wird, wie in Fig. 1 gezeigt, kann der Hauptcomputer 1 einen Befehlscode 11 mit einem Code 23 bereitstellen, der beispielsweise einen Befehlsparameter aufzeigt, falls erforderlich. Wenn die Lese- und Schreibvorrichtung 20 ein Ergebnis über die Ausführung eines Befehls zurückgibt, der vom Hauptcomputer an den Hauptcomputer 1 kommt, wenn der Befehl, gesandt aus dem Hauptcomputer 1, ein Registerlesebefehl ist, gibt die Lese- und Schreibvorrichtung 20 einen gelesenen Wert zurück. Wenn der vom Hauptcomputer 1 gesandte Befehl kein Registerlesebefehl ist, gibt die Lese- und Schreibvorrichtung 20 einen Wert von beispielsweise 00H zurück, um aufzuzeigen, daß die Befehlsausführung abgeschlossen ist.
Anders als bei der zuvor beschriebenen Lese- und Schreibvorrichtung 2 führt die Lese- und Schreibvorrichtung 20 nach der vorliegenden Erfindung keine Verarbeitungsaufgaben aus, auch nicht das Erzeugen eines Befehls, der an die kontaktlose IC-Karte 4 zu senden ist, sondern sie moduliert lediglich oder demoduliert lediglich die Sende- oder Empfangsdaten und setzt serielle Daten in parallele Daten um oder vice versa. Somit werden Daten gesendet oder empfangen.
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das die Lese- und Schreibvorrichtung 20 und die kontaktlose IC-Karte 4 zeigt. Wie dargestellt, haben die Lese- und Schreibvorrichtung 20 und die kontaktlose IC-Karte 4 Sende- und Empfangsantennen 20a beziehungsweise 4a. Die Sende- und Empfangsantennen 20a und 4a senden oder empfangen elektromagnetische Wellen 5 und setzen die elektromagnetischen Wellen in Signalwellen um oder vice versa. Die Sende- und Empfangsantennen 20a und 4a sind elektrisch verbunden mit den Sendern/Empfängern 20b und 4b. Die Sender/Empfänger 20b und 4b sind aus UART oder dergleichen aufgebaut und führen eine Modulation oder eine Demodulation bezüglich Signalwellen und eine Umsetzung zwischen seriellen und parallelen Daten aus. Die Sende- und Empfangsantennen 20a und 4a und die Sender/Empfänger 20b und 4b bilden ein Sende- und Empfangsmittel für elektromagnetische Wellen zum Senden oder Empfangen bidirektionaler Signale elektromagnetischer Wellen. Die Sender/Empfänger 20b und 4b sind elektrisch mit Steuereinheiten 20c beziehungsweise 4c verbunden. Die Steuereinheit 20c, die sich in der Lese- und Schreibvorrichtung 20 befindet, ist elektrisch mit einer Ein- und Ausgabeeinheit 20d verbunden, die die bidirektionale Kommunikation mit dem Hauptcomputer über die Übertragungsleitung 3 ermöglicht (siehe Fig. 21). Die Ein- und Ausgabeeinheit 20d setzt sich zusammen aus Ein- und Ausgabemitteln. Die Steuereinheit 20c, die sich aus Steuermitteln zusammensetzt, die in der Lese- und Schreibvorrichtung 20 enthalten sind, überträgt Signale oder Daten zu oder von den Sendern/Empfängern 20b und der Ein- und Ausgabeeinheit 20d. Die Steuereinheit 4c, die sich in der kontaktlosen IC-Karte 4 befindet, überträgt Signale oder Daten zu oder aus dem Sender/Empfänger 4b. Die Steuereinheiten 20c und 4c steuern die gesamte Lese- und Schreibvorrichtung 20 beziehungsweise die kontaktlose IC-Karte 4. Wie in Fig. 3 gezeigt, enthält die Lese- und Schreibvorrichtung 20 eine Netzstromversorgung 20e, während die kontaktlose IC-Karte 4 eine Batterie 4d enthält. Die Steuereinheit 20c in der Lese- und Schreibeinheit 20 enthält eine CPU 20c1, einen Speicher 20c2 zum Speichern von Programmen, die die Aktionen der CPU 20c1 steuern, und einen Pufferspeicher 20c3 zum zeitweiligen Speichern von Übertragungsdaten zur Verwendung als einen Arbeitsspeicher, der zum Laufen von Programmen erforderlich ist.
In diesem Beispiel ist der Pufferspeicher 20c3 enthalten in der Steuereinheit 20c in der Lese- und Schreibvorrichtung 20.
Alternativ kann der Pufferspeicher im Sender/Empfänger 20b enthalten sein, oder in der Ein- und Ausgabeeinheit 20d. Anderenfalls kann der Pufferspeicher als separate Einheit realisiert werden, die über einen internen Bus (nicht dargestellt) elektrisch mit dem Sender/Empfänger 20b verbunden ist, der Ein- und Ausgabeeinheit 20d und der Steuereinheit 20c.
Fig. 2 ist ein skizzenhaftes Ablaufdiagramm. Zunächst führt die Lese- und Schreibvorrichtung 20 die Initialisierung aus (Schritt S1). Die Lese- und Schreibvorrichtung 20 überprüft dann durch Quittungsaustausch mit dem Hauptcomputer 1, ob dies erforderlich ist (Schritt S2). Während des Quittungsaustausches wird bestimmt, ob die Kommunikation mit dem Hauptcomputer 1 aktiviert ist. Das Überprüfen durch Quittungsaustausch wird erzielt beispielsweise durch Zurückgeben eines Bytes, das aus den Daten herausgenommen wurde, die vom Hauptcomputer 1 empfangen worden sind, zum Hauptcomputer 1, oder durch Übertragen eines voreingestellten Identifikationscodes in die Lese- und Schreibvorrichtung 20 zum Hauptcomputer 1. Die Lese- und Schreibvorrichtung 20 bestimmt dann, ob die Daten aus dem Hauptcomputer 1 empfangen worden sind (Schritt S3). Die Lese- und Schreibvorrichtung 20 ist so ausgelegt, daß sie Daten handhabt (Sendedaten oder ein Befehl), die vom Hauptcomputer 1 kommen, mit höherer Priorität als die Sendedaten, die von der kontaktlosen TC-Karte 4 kommen. Wenn Daten aus dem Hauptcomputer 1 empfangen werden, überprüft die Lese- und Schreibvorrichtung 20, ob der Sendedaten-Zählcode 22, der an den Start der Daten angehängt ist, eine "0" darstellt, um so zu bestimmen, ob die empfangenen Daten ein Befehl oder Sendedaten sind (Schritt S4). Wenn die empfangenen Daten ein Befehl sind, wird der Befehl ausgeführt, und ein Ergebnis der Ausführung wird zum Hauptcomputer 1 gesandt (Schritt S5). Wenn die empfangenen Daten Sendedaten sind, werden die Sendedaten zur kontaktlosen IC-Karte 4 gesandt (Schritt S6). Wenn in Schritt S3 bestimmt ist, daß keine Daten vom Hauptcomputer 1 empfangen worden sind, wird bestimmt, ob die Daten aus der kontaktlosen IC-Karte empfangen worden sind (Schritt S7). Wenn die Daten aus der kontaktlosen IC-Karte 4 empfangen worden sind, werden die empfangenen Daten zum Hauptcomputer 1 gesandt (Schritt S8). Hiernach kann Schritt 57 so ausgelegt sein, daß ein Kommunikationsfehler, der während des Datenempfangs aufkommen kann, festgestellt wird. In diesem Falle, wie er in Fig. 2 gezeigt ist, ist Schritt S7 so ausgelegt, daß zum Schritt S3 zurückgekehrt wird, wenn ein Kommunikationsfehler auftritt. Alternativ kann eine Kommunikationsfehlerfeststellung nicht ausgeführt werden, abhängig von einem Befehl.
Die Lese- und Schreibvorrichtung 20 hat den Pufferspeicher 20c3, der Sendedaten puffert, die vom Hauptcomputer 1 gesandt werden, und Empfangsdaten, die von der kontaktlosen IC-Karte 4 gesandt werden. Durch Anwenden des Pufferspeichers 20c3 können Daten gesendet oder zu oder von der kontaktlosen IC-Karte 4 empfangen werden, selbst wenn eine Baudrate zwischen dem Hauptcomputer 1 und der Lese- und Schreibvorrichtung 20 sich von derjenigen unterscheidet, die zwischen der Lese- und Schreibvorrichtung 20 und der kontaktlosen IC-Karte 4 besteht, ungeachtet des Unterschieds in der Baudratendifferenz. Fig. 4 ist ein Ablaufdiagramm, das das Puffern beschreibt. Schritte, die jenen in Fig. 2 identisch sind, tragen dieselben Bezugszeichen, von denen die Beschreibung hier fortgelassen wird. Um anzufangen, wird eine Prozedur von Empfangsdaten aus dem Hauptcomputer 1 beschrieben. Wenn bestimmt ist, daß aus dem Hauptcomputer 1 empfangene Daten Sendedaten sind (Schritt S4), empfängt die Lese- und Schreibvorrichtung 20 die Sendedaten in Einheiten eines Byte (Schritt S10) und puffert sie sequentiell im Pufferspeicher 20c3 (Schritt S11). Zur selben Zeit wird bestimmt, ob die Daten im Pufferspeicher 20c3 zu regelmäßigen Intervallen gespeichert sind (Schritt S12). Wenn die Daten im Pufferspeicher 20c3 gespeichert sind, werden die Daten zur kontaktlosen IC-Karte 4 gesandt (Schritte S13 und S14). Wenn die Daten nicht im Pufferspeicher 20c3 gespeichert werden, wird als nächstes bestimmt, ob die Daten aus dem Hauptcomputer 1 durch die Anzahl von Datenpunkten empfangen worden sind, die im Sendedaten-Zählcode 22 spezifiziert sind (Schritt S15). Wenn die Daten nicht aus dem Hauptcomputer 1 empfangen worden sind, wird die Steuerung zu Schritt 10 zurückkehren und der Datenempfang wird in diesem Schritt fortgesetzt. Wenn die Daten empfangen worden sind, kehrt die Steuerung zu Schritt S3 zurück.
Als nächstes wird eine Prozedur des Empfangens von Daten aus der kontaktlosen IC-Karte 4 beschrieben. Die Lese- und Schreibvorrichtung 20 empfängt Daten aus der kontaktlosen IC- Karte 4 in Einheiten eines Byte (Schritt S16) und puffert sie sequentiell im Pufferspeicher 20c3 (Schritt S17). Zur selben Zeit wird zu regelmäßigen Intervallen bestimmt, ob Daten im Pufferspeicher 20c3 gespeichert werden (Schritt S18). Wenn Daten im Pufferspeicher 20c3 gespeichert werden, erfolgt das Senden der Daten zum Hauptcomputer 1 (Schritte S19 und S20). Wenn keine Daten im Pufferspeicher 20c3 gespeichert werden, kehrt die Steuerung zu Schritt S3 zurück.
Zum Empfangen von Sendedaten aus dem Hauptcomputer 1 empfängt die Lese- und Schreibvorrichtung 20, wie zuvor beschrieben, die Daten in Einheiten eines Byte und sendet die Daten gleichzeitig zur kontaktlosen IC-Karte 4. Zum Empfangen von Daten aus der kontaktlosen IC-Karte 4 empfängt die Lese- und Schreibvorrichtung 20 die Daten in Einheiten eines Byte und sendet sie gleichzeitig zum Hauptcomputer 1. Wenn eine Baudrate zwischen dem Hauptcomputer 1 und der hese- und Schreibvorrichtung 20 9600 bps beträgt, wie in 1 und 2 in Fig. 5 gezeigt, und eine Baudrate zwischen der Lese- und Schreibvorrichtung 20 und der kontaktlosen IC-Karte 4 19200 bps beträgt, sendet die Lese- und Schreibvorrichtung 20 aus dem Hauptcomputer 1 empfangene Daten an die kontaktlose IC-Karte 4 ohne diese zu puffern, da die Datenübertragung zwischen der Lese- und Schreibvorrichtung 20 und de r kontaktlosen IC-Karte 4 schneller ist als zwischen dem Hauptcomputer 1 und der Lese- und Schreibvorrichtung 20, und sendet die Daten, die aus der kontaktlosen IC-Karte 4 empfangen wurden sequentiell zum Hauptcomputer 1, nachdem sie gepuffert worden sind. In den Fällen 3 und 4 in Fig. 5 ist die Datenübertragung zwischen der Lese- und Schreibvorrichtung 20 und der kontaktlosen IC-Karte 4 langsamer als zwischen dem Hauptcomputer 1 und der Lese- und Schreibvorrichtung 20. Im Falle von 0 in Fig. 5 wird das Puffern ausgeführt. Im Falle von 4 in Fig. 5 werden Daten gesendet, ohne sie zu puffern.
Wie zuvor beschrieben, hat die Lese- und Schreibvorrichtung 20 weder einen Befehl gezielt für die kontaktlose IC-Karte 4 noch die Fähigkeit zur Verarbeitung eines Ergebnisses der Sendung oder des Empfangs. Selbst wenn ein Anwenderprogramm in der kontaktlosen IC-Karte 4 läuft oder ein Hauptcomputer 1 geändert wird, muß die Software, die sich in der Lese- und Schreibvorrichtung 20 befindet, nicht geändert werden. Die Aktionen der Lese- und Schreibvorrichtung 20 sind so einfach, daß sie klar verstanden werden. Programme für den Hauptcomputer 1 können folglich leicht erstellt werden.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel, das nicht Gegenstand der Erfindung ist, hat die Lese- und Schreibvorrichtung 20, wie sie im ersten Beispiel gezeigt ist, des weiteren einen Wiederholdaten-Sendebefehl, der als Wiederholsendemittel dient. Dies hilft, die Belastung für den Hauptcomputer 1 zu verringern.
Fig. 7 zeigt ein Protokoll, das in diesem Beispiel verwendet wird. Wenn ein Befehl von der Lese- und Schreibvorrichtung gesendet wird, wenn die kontaktlose IC-Karte 4 nicht im Zugriffsbereich 8 installiert ist, wird die kontaktlose IC-Karte 4 allmählich in der Richtung des Pfeiles 9 bewegt, wie in Fig. 28, so daß sie in den Zugriffsbereich 8 von außerhalb des Zugriffsbereichs 8 gelangt. Folglich muß ein Befehl wiederholt an die kontaktlose IC-Karte 4 ausgegeben werden, bis eine Antwort aus der kontaktlosen IC-Karte 4 zurückgegeben worden ist. In dem zuvor beschriebenen bekannten System, wie es in Fig. 27 gezeigt ist, verarbeitet die hese- und Schreibvorrichtung 2 Aufgaben, einschließlich wiederholten Erzeugens eines Befehls für die kontaktlose IC-Karte 4, immer wenn der Hauptcomputer einen Befehl ausgibt, bis eine Antwort von der kontaktlosen IC-Karte zurückgegeben worden ist. Da die Lese- und Schreibvorrichtung 2 somit Daten zur kontaktlosen IC- Karte 4 sendet, muß sie eine schwere Arbeit auf sich nehmen. Im ersten Beispiel, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, muß der Hauptcomputer 1 jedesmal, wenn der Hauptcomputer 1 einen Befehl ausgibt, wiederholt Daten an die Lese- und Schreibvorrichtung 20 senden, bis eine Antwort aus der kontaktlosen IC-Karte 4 zurückgegeben worden ist. Der Hauptcomputer 1 muß folglich eine Belastung tragen. Wenn eine Baudrate (9 600 bps) zwischen dem Hauptcomputer 1 und der Lese- und Schreibvorrichtung 20 geringer als eine Baudrate (19 200 bps) ist zwischen der Lese- und Schreibvorrichtung 20 und der kontaktlosen IC-Karte 4, wie es in Fig. 10 gezeigt ist, werden die Sendeintervalle gleich einer Datenübertragungsrate, die zwischen dem Hauptcomputer und der Lese- und Schreibvorrichtung 20 verfügbar ist, wenn Daten wiederholt gesandt werden, bis eine Antwort aus der kontaktlosen IC-Karte zurückgegeben worden ist, obwohl die zwischen der Lese- und Schreibvorrichtung 20 verfügbare Baudrate und der kontaktlosen IC-Karte 4 höher ist. Ein Zeitintervall nach der Lese- und Schreibvorrichtung 20 sendet Daten an die kontaktlose IC-Karte 4, bis sie nachfolgende verschwendete Daten aus dem Hauptcomputer 1 empfängt, womit die Übertragungseffizienz verschlechtert wird.
In diesem Beispiel hat die Lese- und Schreibvorrichtung 20 einen Datensende-Wiederholbefehl. Unter Verwendung des Befehls kann die Lese- und Schreibvorrichtung 20 Daten speichern, die aus dem Hauptcomputer 1 kommen, und liefert die Daten wiederholt, bis eine Antwort aus der kontaktlosen IC-Karte 4 zurückgegeben ist. Die Lese- und Schreibvorrichtung 20 speichert Daten, die vom Hauptcomputer 1 gesandt werden, wodurch die Datenübertragung mit einer Datenübertragungsrate (19 200 bps) erreichbar ist, verfügbar zwischen der Lese- und Schreibvorrichtung 20 und der kontaktlosen IC-Karte 4. Ein Datensenderestintervall wird einer Bit-Länge eines Stoppbits äquivalent. Verglichen mit der in Fig. 10 gezeigten Datenübertragung wird eine effiziente Datenübertragung realisiert.
Fig. 8 zeigt eine Datenstruktur in einem Kommunikationsblock in diesem Beispiel. Ein Kommunikationsblock, der vom Hauptcomputer 1 an die Lese- und Schreibvorrichtung 20 zu senden ist, startet gleichermaßen wie im ersten Beispiel mit dem Sendedaten-Zählcode 22, der "0" darstellt, um so aufzuzeigen, daß die Daten ein Befehl sind. Der Sendedaten-Zählcode 22 folgt einem Wiederholdaten-Sendebefehlscode 25, der einen Befehl aufzeigt, daß die Lese- und Schreibvorrichtung 20 wiederholt Daten senden sollte. Dem Wiederholdaten-Sendebefehlscode 25 folgt ein Sendeintervallcode 26, der einen Sendeabstand in Intervallen aufzeigt, in denen die Lese- und Schreibvorrichtung 20 Daten wiederholt sendet. Dem Sendeintervallcode 26 folgt derselbe Kommunikationsblock wie der eine im ersten Beispiel (siehe Fig. 1). Ein von der Lese- und Schreibvorrichtung 20 an die kontaktlose IC-Karte 4 gesandter Kommunikationsblock hat, wie in Fig. 8 gezeigt, dieselbe Datenstruktur wie diejenige im ersten Beispiel.
Fig. 9 ist ein Ablaufdiagramm, das dieses Beispiel betrifft. Wenn ein Datensende-Wiederholbefehl 25 als ein Code eines Kommunikationsblockes vom Hauptcomputer 1 gesandt wird, der in der in Fig. 8 gezeigten Weise strukturiert ist, identifiziert die Lese- und Schreibvorrichtung 20 den Befehl durch Überprüfen der Sendedaten des Sendedaten-Zählcodes 22 (Schritt S4) und sendet Daten an die kontaktlose IC-Karte 4 (Schritt S25). Dann wird bestimmt, ob eine Antwort aus der kontaktlosen IC-Karte 4 zurückgegeben worden ist (Schritt S26). Wenn keine Antwort zurückgegeben worden ist, werden die Daten wiederholt gesandt, bis eine Antwort zurückgegeben ist (Schritte S25 und S26). Wenn bestimmt ist, daß eine Antwort aus der kontaktlosen IC-Karte 4 zurückgegeben worden ist (Schritt S26), wird die Antwort zurück zum Hauptcomputer 1 gesandt (Schritt S27).
Wenn, wie zuvor beschrieben, gemäß dem zuvor beschriebenen bekannten System, das in Fig. 29 gezeigt ist, die Trägerfrequenz oder Baudrate der kontaktlosen IC-Karte 4 geändert wird, führt die kontaktlose IC-Karte 4 einen Änderungsbefehl nach Empfang desselben aus und sendet ein Ergebnis des Ausführens mit einer geänderten Baudrate zurück. Bis das Ergebnis des Ausführens von der kontaktlosen IC-Karte 4 zurück zur Lese- und Schreibvorrichtung 2 gesandt ist, muß die Baudrate der Lese- und Schreibvorrichtung 2 entsprechend der einen der kontaktlosen IC- Karte 4 geändert werden. Die Zeit der Änderung ist schwierig zu bestimmen. Die Baudrate der Lese- und Schreibvorrichtung 2 kann gelegentlich nicht zeitrichtig geändert werden. In diesem Beispiel enthält eine kontaktlose IC-Karte ein Einstelländerungsmittel das, wenn eine Trägerfrequenz oder eine Baudrate geändert wird, ein Ergebnis des Ausführens eines Änderungsbefehls mit einer ungeänderten Baudrate sendet und die Baudrate oder dergleichen unmittelbar vor Eintritt in einen Ruhezustand nach Empfang eines Endbefehls ändert. Fig. 11 zeigt ein Protokoll, das in diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird. Um zu beginnen, wird Beispiel 1 in Fig. 11 beschrieben. Wenn ein Endbefehl, der den Abschluß der Kommunikation aufzeigt, unmittelbar einem aus der Lese- und Schreibvorrichtung 20 gesandten Änderungsbefehl folgt, unterläßt die kontaktlose IC- Karte 4 die Änderung einer Baudrate oder die Liste bald, gibt aber ein Ergebnis des Ausführens vom Änderungsbefehl an die Lese- und Schreibvorrichtung 20 mit der ungeänderten Baudrate zurück. Danach ändert die kontaktlose IC-Karte 4 die Baudrate zu einem Zeitpunkt T11 unmittelbar vor Eintritt in den Ruhezustand. Nach Empfang des Ergebnisses über die Ausführung über die Lese- und Schreibvorrichtung 20 sendet der Hauptcomputer 1 einen Änderungsbefehl, der aufzeigt, daß die Baudrate von der Lese- und Schreibeinrichtung 20 zur Lese- und Schreibvorrichtung 20 geändert werden sollte. Wenn im Beispiel 2 in Fig. 11 ein Endbefehl nicht unmittelbar einem Änderungsbefehl folgt, unterläßt die kontaktlose IC-Karte 4 das Ändern einer Baudrate oder dergleichen, bis sie einen Endbefehl empfängt, obwohl sie bereits einen Änderungsbefehl empfangen hat. Nach Empfangen des Endbefehls ändert die kontaktlose IC-Karte 4 die Baudrate oder dergleichen zu einem Zeitpunkt T12 unmittelbar vor Eintritt in einen Ruhezustand. Nach dem Senden eines Endbefehls an die Lese- und Schreibvorrichtung 20 sendet der Hauptcomputer 1 einen Änderungsbefehl, der anweist, daß die Baudrate der Lese- und Schreibvorrichtung 20 geändert werden kann auf die der Lese- und Schreibvorrichtung 20. In diesem Beispiel wird ein Ergebnis des Ausführens vom Änderungsbefehl zurück zur Lese- und Schreibvorrichtung 20 mit einer ungeänderten Baudrate gesandt. Wenn der Endbefehl empfangen ist, wird die Baudrate geändert, unmittelbar bevor der Ruhezustand eingerichtet ist. Folglich wird ein solches Ereignis nicht auftreten, daß die Lese- und Schreibvorrichtung 20 keine Vorbereitungen treffen kann (Ändern einer Baudrate oder dergleichen) in der Zeit zum Empfang eines Ergebnisses des Ausführens aus einer kontaktlosen IC-Karte 4. Auch die im Hauptcomputer 1 laufende Software kann leicht entwickelt werden.
Zum Formatieren oder Neuformatieren der kontaktlosen IC- Karte 4 kann eine Baudrate, die zwischen der Lese- und Schreibvorrichtung 20 und der kontaktlosen IC-Karte 4 besteht, unterschiedlich sein zu derjenigen in einem System, bei dem die kontaktlose IC-Karte 4 verwendet wird, zum vorherigen Betrieb.
Gemäß dem zuvor beschriebenen bekannten System kann in diesem Falle die kontaktlose IC-Karte 4 nicht neu formatiert werden. Nachdem eine kontaktlose IC-Karte auf 9 600 bps gesetzt, mit 19 200 bps beispielsweise formatiert wird, kommt die kontaktlose IC-Karte mit einer Baudrate von 19 200 bps zu Rande. Unter einem System, das das Formatieren nur mit 9600 bps ermöglicht, kommt die formatierte kontaktlose IC-Karte 4 mit einer Baudrate von 19 200 bps zu Rande und kann nicht neu formatiert werden. In diesem Falle hatte eine Bedienperson den Hauptcomputer 1 zur Ausgabe eines Befehls zu betreiben, der anweist, daß die Baudrate auf die Lese- und Schreibvorrichtung 2 geändert werden kann. Nachdem die Baudrate der Lese- und Schreibvorrichtung 2 solchermaßen geändert ist, wird das Neuformatieren erneut versucht. Im Gegensatz dazu, gemäß diesem Beispiel, ist ein Formatiermittel enthalten, so daß die Lese- und Schreibvorrichtung Daten an die kontaktiose IC-Karte 4 mit unterschiedlichen Baudraten im Verlauf des Formatierens sendet. Dies verbessert die Effizienz beim Formatieren und führt zu einer Verringerung der Arbeit bei der Bedienperson. Fig. 12 ist ein Ablaufdiagramm, das dieses Beispiel betrifft. Fig. 13 zeigt ein Protokoll, das in diesem Beispiel verwendet wird. Wie in den Fig. 12 und 13 gezeigt, wird zuerst die Lese- und Schreibvorrichtung 20 auf beispielsweise 9 600 bps gebracht (Schritt S30). Ein Formatbefehl wird mit einer Baudrate von 9 600 bps gesandt (Schritt S31). Es wird bestimmt, ob eine Antwort von der kontaktlosen IC-Karte 4 zurückgegeben worden ist (Schritt S32). Wenn keine Antwort zurückgegeben worden ist, wird die Lese- und Schreibvorrichtung 20 neu eingestellt auf eine andere Baudrate, beispielsweise auf 12 900 bps (Schritt S33). Der Formatbefehl wird erneut gesandt (Schritt S34). Somit führt die Lese- und Schreibvorrichtung 20 das Formatieren unter Verwendung verschiedener Baudraten aus. Eine Bedienperson braucht sich deswegen nicht bewußt zu sein, ob die kontaktlose IC-Karte 4 zu formatieren ist oder erneut zu formatieren ist. Die einzige Arbeit einer Bedienperson ist die, daß sie die kontaktlose IC- Karte 4 in den Zugriffsbereich 8 bringen muß. Eine kontaktlose IC-Karte 4 kann folglich kurz formatiert oder neu formatiert werden.
Selbst wenn gemäß dem Beispiel, das nicht Gegenstand der Erfindung ist, die verfügbare Datenübertragungsrate zwischen dem Hauptcomputer 1 und der Lese- und Schreibvorrichtung 20 zu hoch ist oder zu zeitig die in Fig. 4 beschriebene Software läuft, arbeitet die Lese- und Schreibvorrichtung 20 in passender Weise.
Fig. 14 ist ein Ablaufdiagramm, das dieses Beispiel betrifft. In der in Fig. 4 gezeigten Sequenz empfängt die Lese- und Schreibvorrichtung 20 Daten aus dem Hauptcomputer in Einheiten eines Byte, und bestimmt, ob die Daten im Puffer residieren und sendet Daten gleichzeitig an die kontaktlose IC-Karte. In diesem Beispiel werden Daten vom Hauptcomputer mit einer sehr hohen Übertragungsrate gesandt. Die in Fig. 4 gezeigte Sequenz kann folglich nicht ausgeführt werden. Wie in Fig. 14 gezeigt, werden die Sendedaten, die vom Hauptcomputer 1 gesandt wurden, zeitweilig in den Pufferspeicher 20c3 versetzt (siehe Fig. 3) um die Anzahl von Datenpunkten, die im Übertragungsdaten-Zählcode 22 (siehe Fig. 8) spezifiziert sind (Schritte S40 und S41), und dann an die kontaktlose IC-Karte 4 gesandt (Schritt S42). Aus der kontaktlosen IC-Karte 4 gesandte Empfangsdaten werden in Einheiten eines Byte empfangen und zum Hauptcomputer 1 übertragen, ohne daß sie gepuffert werden (Schritt S44). Da das Stoppbit bd (siehe Fig. 24) aus zwei Bits besteht, die jeweils einen H-Pegelzustand darstellen, wie schon zuvor beschrieben, wird das Ende der aus der kontaktlosen IC-Karte 4 gesandten Empfangsdaten mit der Anwesenheit von drei oder mehr aufeinanderfolgenden Bits erkannt, die jeweils den H- Pegelzustand darstellen (Schritte S45 und S46). Selbst wenn die vom Hauptcomputer 1 angenommene Datenübertragungsrate sehr hoch ist, kann dadurch der Hauptcomputer 1 berücksichtigen, daß die Lese- und Schreibvorrichtung 20 genau in derselben Weise arbeitet wie im ersten Beispiel. Im Hauptcomputer 1 eingesetzte Software muß demzufolge nicht geändert werden.
Sendedaten, die der Computer 1 gesandt hat, werden mit ihrer Anzahl von Datenpunkten, die im Sendedaten-Zählcode 22 spezifiziert sind, gepuffert, und dann werden die Daten zur kontaktlosen IC-Karte 4 gesandt. Während die Sendedaten, die der Hauptcomputer 1 gesandt hat, durch eine spezifizierte Anzahl von Datenpunkten gepuffert werden, können alternativ die Daten sequentiell zur kontaktlosen IC-Karte 4 gleichzeitig übertragen werden. Hinsichtlich der Lese- und Schreibvorrichtung 20, die eine UART enthält, die nicht in der Lage ist, das Stoppbit zu überwachen oder die Möglichkeit während des Empfangens nicht nutzen kann (RXBUSY), kann der Abschluß des Empfangs durch die Abwesenheit von Daten für eine Dauer erkannt werden, die einem Byte oder mehr äquivalent ist (für die Dauer von RXBUSY) anstelle der Anwesenheit dreier aufeinanderfolgender Bits, die jeweils den H-Pegelzustand darstellen. Dieses Verfahren realisiert auch Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung durch Betreiben einer Lese- und Schreibvorrichtung in derselben Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel.
Als nächstes beschrieben wird ein sechstes Beispiel, das nicht Gegenstand der Erfindung ist.
Selbst die zuvor beschriebene bekannte Lese- und Schreibvorrichtung 2 ignoriert alle Daten, wie aus dem Ablaufdiagramm von Fig. 30 ersichtlich, bis das Startkennzeichen 12 kommt. Im bekannten System, das zuvor beschrieben worden ist, wird jedoch ein Startkennzeichen als Wert FFH oder 00H festgelegt (siehe Fig. 31). Wenn die hese- und Schreibvorrichtung 2 Rauschen empfängt, kann die Lese- und Schreibvorrichtung 2 das Rauschen fälschlicherweise für das Startkennzeichen halten, da das Rauschen üblicherweise in regelmäßigen Intervallen auftritt. Selbst wenn ein korrekter Übertragungsblock in diesem Falle dem Rauschen folgend empfangen wird, erfolgt ein Verschieben des Startpunktes der Lesedaten um die Länge des Startkennzeichens, da das Rauschen fälschlicherweise für das Startkennzeichen gehalten wurde, und somit können die Daten nicht korrekt empfangen werden. In diesem Beispiel ist ein Falschempfang-Verhinderungsmittel gegen externes Rauschen enthalten, um ein Startkennzeichen in einen komplexen Code zu setzen, der durch eine unregelmäßige Wellenform dargestellt wird, wie durch die Wellenform von A5H oder 5AH in Fig. 15 gezeigt. Dies führt zu einer verbesserten Zuverlässigkeit.
Im Beispiel, das nicht Gegenstand der Erfindung ist, werden zwei oder mehr Startkennzeichen verwendet, aber kein einziges Startkennzeichen wird als Falschempfang-Verhinderungsmittel gegen externes Rauschen verwendet. Wie aus dem Ablaufdiagramm von Fig. 16 ersichtlich, werden zwei oder mehr Startkennzeichen für die empfangenen Daten überprüft. Somit wird verhindert, daß Rauschen fälschlicherweise als Startkennzeichen empfangen wird. Gemäß diesem Beispiel kann zuverlässiger verhindert werden, daß Rauschen fälschlicherweise als Startkennzeichen empfangen wird. Dies führt zu einer verbesserten Zuverlässigkeit.
Im Beispiel, das nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ist ein Falschempfangs-Verhinderungsmittel enthalten, um ein Startkennzeichen zur Verwendung in. Übertragungsdaten von der kontaktlosen IC-Karte zur Lese- und Schreibvorrichtung 20 zu verwenden und ein Startkennzeichen zur Verwendung in Übertragungsdaten von der Lese- und Schreibvorrichtung 20 zur kontaktlosen IC-Karte 4, die sich aus wechselweise unterschiedlichen Codes zusammensetzen. Das Falschempfangs- Verhinderungsmittel kann in entweder der kontaktlosen IC-Karte 4 oder in der Lese- und Schreibvorrichtung 20 enthalten sein. Wenn in diesem Beispiel beispielsweise eine Vielzahl Lese- und Schreibvorrichtungen 20 einander benachbart angeordnet sind, kann eine Lese- und Schreibvorrichtung 20 bestimmen, ob die Daten aus einer anderen Lese- und Schreibvorrichtung 20 kommen oder aus der kontaktlosen IC-Karte 4, lediglich durch Überprüfen des Codes eines Startkennzeichens. Es kann somit verhindert werden, daß aus der anderen Lese- und Schreibvorrichtung 20 gesandte Daten fälschlicherweise für Daten gehalten werden, die aus der kontaktlosen IC-Karte 4 kommen und falsch empfangen werden. Die aus der kontaktlosen IC-Karte 4 gesandten Daten allein können korrekt empfangen werden. Selbst in diesem Beispiel ist es vorzuziehen, daß ein Startkennzeichen auf einen komplexen Code gesetzt wird, der durch eine unregelmäßige Wellenform dargestellt wird. Dies liegt daran, wie bereits in Verbindung mit dem sechsten Beispiel beschrieben, daß zuverlässiger verhindert werden kann, daß externes Rauschen empfangen wird und als Startkennzeichen fehlinterpretiert wird. Falls erforderlich, wie in Verbindung mit dem siebenten Beispiel beschrieben, können eine Vielzahl von Startkennzeichen verwendet werden.
Im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird in Hinsicht auf die Verwendung einer Vielzahl von Lese- und Schreibvorrichtungen 20 jede der Lese- und Schreibvorrichtungen 20 mit einem Startkennzeichen-Einstellmittel versehen, um ein Startkennzeichen einzusetzen, das von der zugehörigen Lese- und Schreibvorrichtung 20 auf einen von anderen Codes unterschiedenen Code gebracht wird. Die kontaktlose IC-Karte 4 oder der Hauptcomputer 1 müssen auf jedes Startkennzeichen reagieren, das von einer beliebigen Lese- und Schreibvorrichtung 20 kommt. Da in diesem Ausführungsbeispiel die Startkennzeichen, die von den Lese- und Schreibvorrichtungen 20 gesandt werden, wechselweise unterschiedliche Codes haben, können die kontaktlose IC-Karte 4 oder der Hauptcomputer 1 eine Lese- und Schreibvorrichtung identifizieren, aus der Daten durch Überprüfung des Codes eines Startkennzeichens gesandt werden. Da eine Lese- und Schreibvorrichtung 20, die nun Daten sendet, auf der Grundlage eines empfangenen Startkennzeichens identifiziert werden kann, läßt sich die Zeitvorgabe der Sendungen, die von den Lese- und Schreibvorrichtungen 20 zu erfolgen haben, mühelos steuern. Wenn nun beispielsweise eine Lese- und Schreibvorrichtung 20 Daten sendet, werden andere Lese- und Schreibvorrichtungen das Senden unterlassen. Nachdem die Lese- und Schreibvorrichtung 20, die nun Daten sendet, die Übertragung vervollständigt, können alternativ andere Lese- und Schreibvorrichtungen 20 Daten senden. Die Zeit der Sendungen, die von den Lese- und Schreibvorrichtungen 20 erfolgen, können somit eingestellt oder mühelos gesteuert werden.
In einem neunten Beispiel, das nicht Gegenstand der Erfindung ist, wird ein freier Speicherbereich in einer kontaktlosen IC-Karte mit einem anderen Code als 00H eingesetzt. Die Lese- und Schreibvorrichtung, gleichermaßen wie die bekannte, verwendet die ASK-Modulationsform. Bei der ASK- Modulation, wie sie in Fig. 25 gezeigt ist, wird eine logische 0 oder 1 dargestellt durch die Anwesenheit oder Abwesenheit einer elektromagnetischen Welle. Wenn die kontaktlose IC-Karte 4 sich an der Grenze des Zugriffsbereichs 8 befindet (siehe Fig. 28), in der die Lese- und Schreibvorrichtung 20 zugriffsfähig ist, wird eine Datenfehlinterpretation leicht auftreten. Im Ergebnis kann zum Beispiel 00H falsch interpretiert werden als 80H oder C0H. In der Vergangenheit ist ein freier Speicherbereich in einem Datenspeicher in der kontaktlosen IC-Karte 4 mit 00H versehen worden. Da 00H oft wiederholt gesendet worden ist, ist 00H oft als 8OH oder C0H fehlinterpretiert worden. Darüber hinaus werden Computer üblicherweise Daten in Einheiten eines Vielfachen von 4 verarbeiten, und eine Prüfsumme wird bestimmt unter Verwendung allein von acht Bits niedriger Ordnung. Wenn 80H-Zahlen ein Vielfaches von 2 und C0H-Zahlen ein Vielfaches von 4 sind, wie in Fig. 17 gezeigt, stellt die Prüfsumme 14 denselben Wert dar wie der Wert, der dargestellt wird, wenn 00H- Zahlen ein Vielfaches von 2 oder 4 sind. Es ist deswegen schwierig, einen Fehler festzustellen. Gemäß diesem Beispiel wird ein freier Speicherbereich in einem Datenspeicher mit einem Code versehen, der sich von 00H unterscheidet. Selbst wenn eine Datenfehlinterpretation auftritt, gibt es eine geringe Wahrscheinlichkeit, daß die Prüfsumme einem vorbestimmten Wert entspricht. Dieses erleichtert die Effizienz bei der Datenfeststellung.
Im zehnten Beispiel, das nicht Gegenstand der Erfindung ist, sind zwei Prüfsummen enthalten, das heißt, eine Prüfsumme bezüglich eines gesamten Übertragungsblockes und eine Prüfsumme zum Prüfen des Inhalts aller Übertragungsdaten 10, um die Effizienz bei der Fehlerfeststellung zu verbessern. Im bekannten System, wie es in Fig. 23 gezeigt ist, wird eine Prüfsumme von einem Byte Länge allein an das Ende eines Übertragungsblockes angehängt. In diesem Beispiel, wie es in Fig. 18 gezeigt ist, wird eine Prüfsumme 14A an das Ende aller Übertragungsdaten 10 angehängt, die eine Kartennummer, einen Namen oder ein Datum der Formatierung enthalten. Wenn alle Übertragungsdaten 10 in die kontaktlose IC-Karte 4 geschrieben sind, wird die Prüfsumme 14A von der Lese- und Schreibvorrichtung 20 errechnet und an das Ende aller Übertragungsdaten 10 angehängt. Die Prüfsumme 14 in Verbindung mit einem Gesamtübertragungsblock wird errechnet durch Hinzufügen aller Bytes einschließlich der Prüfsumme 14A, die zu den jeweiligen Übertragungsdaten 10 gehört, aus dem Startkennzeichen 12 zur Prüfsumme 14 ausschließlich der Prüfsumme 14. Das Anwenderprogramm, das in der kontaktlosen IC- Karte 4 läuft, kann nicht besonders abgewandelt werden, aber eine doppelte Überprüfung kann aufgrund der Prüfsummen erzielt werden. Für die Übertragung werden Übertragungsdaten 10 üblicherweise unabhängig gehandhabt. Die an das Ende aller Übertragungsdaten angehängte Prüfsumme 14A ist hilfreich bei der Feststellung eines Fehlers in den Übertragungsdaten.
Wie in Fig. 20 gezeigt ist, wird angenommen, daß die Lese- und Schreibeinrichtung 20 nahe einer Anzeigeeinheit oder nahe einer getakteten Netzstromversorgung installiert ist, wenn die Lese- und Schreibvorrichtung 20 während des Hochfahrens Rauschen empfängt, und die Übertragung mit der kontaktlosen IC-Karte 4 kann nicht normal verarbeitet werden. In einem elften Beispiel, das nicht zur Erfindung gehört, wird das Systemhochfahren übergangen, wenn die Lese- und Schreibvorrichtung 20 während des Hochfahrens vom System Rauschen empfängt. Eine Fehlermeldung, die besagt, daß das Hochfahren des Systems ausgelassen worden ist, wird auf einer Ausgabeeinheit (Anzeigeeinheit) 30 vom Hauptcomputer 1 angezeigt. Ob die Lese- und Schreibvorrichtung 20 Empfangsdaten empfangen hat, die von der kontaktlosen IC- Karte 4 kommen, oder Rauschen, wird folgendermaßen bestimmt: Wenn kein Befehl an die kontaktlose IC-Karte 4 gesandt ist, wenn die Lese- und Schreibvorrichtung 20 einige Signale empfängt, ist das Signal Rauschen. Zur Zeit des Hochfahrens vom System oder beim Abschluß der gegenseitigen Quittungsgabe wird das Signal als Rauschen erkannt, wenn einige Signale vom Hauptcomputer 1 zur Lese- und Schreibvorrichtung 20 gessandt werden. Das Hochfahren des Systems wird dann aufgehoben. Die Software, die in der Lese- und Schreibvorrichtung 20 in diesem Beispiel installiert ist, kann identisch sein mit der des ersten Beispiels.
Ein System ist konfiguriert durch Kombinieren der zuvor beschriebenen Beispiele 1 oder 5 mit den Beispielen 2 bis 4 oder den Ausführungsbeispielen 6 bis 9. Dies führt zu einem effizienteren und zuverlässigeren System.

Claims

1. Lese- und Schreibvorrichtung, mit:

einem Ein- und Ausgabemittel (20d), das elektrisch mit einem externen Hauptrechner (1) verbunden ist, zur Ein- und Ausgabe bidirektionaler Signale aus dem oder in den externen Hauptrechner;

einem Steuermittel (20c), das elektrisch mit dem Ein- und Ausgabemittel zum Steuern einer Übertragung von Signalen zwischen dem externen Hauptrechner (1) und einer kontaktlosen IC-Karte (4) verbunden ist; und mit

einem Sende- und Empfangsmittel für elektromagnetische Wellen (20a, 20b), das elektrisch mit dem Steuermittel (20c) verbunden ist, um bidirektionale Signale elektromagnetischer Wellen zu senden oder zu empfangen zu oder von der kontaktlosen IC-Karte (4);

wobei das Steuermittel (20c) bestimmt, ob vom externen Hauptrechner (1) durch das Ein- und Ausgabemittel (20d) ein Signal empfangen worden ist; wenn ein Signal empfangen worden ist, Bestimmen, ob das Signal ein Befehl ist oder Daten sind;

wenn das Signal ein Befehl ist, Ausführen des Befehls; wenn kein Signal empfangen worden ist, Bestimmen, ob ein Signal aus der kontaktlosen IC-Karte (4) durch das Sende- und Empfangsmittel für elektromagnetische Wellen empfangen worden ist; und wenn ein Signal empfangen worden ist, Übertragen des Signals zum externen Hauptrechner (1) durch das Ein- und Ausgabemittel (20d), dadurch gekennzeichnet, daß

der Hauptrechner (1) ein Hauptcomputer ist;

das Steuermittel beim Empfangen eines Signals bestimmt, ob das Signal ein Befehl ist oder Daten sind, und wenn das Signal Daten sind, Übertragen der Daten an die kontaktlose IC-Karte (4) durch das Sende- und Empfangsmittel für elektromagnetische Wellen; und wobei

die Lese- und Schreibvorrichtung ein Einstellmittel für ein Startkennzeichen zum Einstellen eines Startkennzeichens enthält, das ein Leitcode eines Kommunikationsblockes ist, auf einen Wert, der die Identifikation der Lese- und Schreibvorrichtung 20 gestattet.

2. Lese- und Schreibvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Puffermittel (20c3) zum zeitweiligen Speichern von Signalen, die zwischen dem externen Hauptcomputer (1) und der kontaktlosen IC-Karte (4) zu übertragen sind.

3. Lese- und Schreibvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Wiederholsendemittel zum Speichern eines Signals aus dem externen Hauptcomputer und zum dauernd wiederholenden Senden des Signals an die kontaktlose IC-Karte, bis die kontaktlose IC- Karte eine Antwort zurückgibt.

4. Lese- und Schreibvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Formatiermittel zum Übertragen eines Befehls mit einer Vielzahl von Baudraten, bis die kontaktlose IC-Karte eine Antwort zurückgibt, wenn das Formtieren oder Neuformatieren der kontaktlosen IC-Karte erfolgt, und Verarbeiten nachfolgender Aufgaben mit einer Baudrate, in der die kontaktlose IC-Karte antwortet.

5. Lese- und Schreibvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Falschempfang-durch-Fremdrauschen-Verhinderungsmittel, das Fehldeuten des Fremdrauschens als elektromagnetisches Wellensignal aus der kontaktlosen IC-Karte vermeidet.

6. Lese- und Schreibvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Startkennzeichen-Einstellmittel eingerichtet ist, den Leitcode eines elektromagnetischen Wellensignals auf einen eigenen Wert zu setzen, um so aufzuzeigen, daß das elektromagnetische Wellensignal aus der Lese- und Schreibvorrichtung gesendet worden ist.

7. Kontaktloses IC-Kartensystem, mit: einem externen Hauptrechner (1); einer kontaktlosen IC-Karte (4); und mit einer Lese- und Schreibvorrichtung (20) nach Anspruch 1.

8. Kontaktloses IC-Kartensystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß

der Hauptcomputer (1) ein Befehlsausgabemittel enthält, um einen Änderungsbefehl zur Verwendung in einer Änderungseinstellung der kontaktlosen IC-Karte auszugeben, und einen Endbefehl zur Verwendung bei der Plazierung der kontaktlosen IC-Karte in einen Ruhemodus für die kontaktlose IC- Karte durch die Lese- und Schreibvorrichtung; und daß

die kontaktlose IC-Karte ein Einstelländerungsmittel enthält, um eine Bestätigung des Änderungsbefehls an die Lese- und Schreibvorrichtung bei einer Einstellung vor der Änderung zurückzugeben, und zum Ändern der Einstellung der kontaktlosen IC-Karte gemäß dem Änderungsbefehl nach Empfang des Endbefehls.

9. Kontaktloses IC-Kartensystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lese- und Schreibvorrichtung (20) ein Puffermittel (20c3) enthält, um Signale zeitweilig zu speichern, die der externe Hauptcomputer (1) mit einer hohen Übertragungsrate gesendet hat, und wobei die Lese- und Schreibvorrichtung (20) vom externen Hauptcomputer an die kontaktlose IC-Karte gesendete Signale nach zeitweiligem Speichern im Puffermittel (20c3) sendet und Signale aus der kontaktlosen IC-Karte ohne sie zu speichern direkt an den externen Hauptcomputer sendet.

10. Kontaktloses IC-Kartensystem nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein Falschempfang-Verhinderungsmittel zur Falschempfangserhinderung durch Einstellen eines Leitcodes eines von der Lese- und Schreibvorrichtung gesendeten elektromagnetischen Wellensignals und eines Leitcodes eines von der kontaktlosen IC-Karte zu wechselweise unterschiedlichen Werten gesendeten elektrischen Wellensignals.