EP4052391A1 - Chargement électrique d'une carte électronique - Google Patents

Chargement électrique d'une carte électronique

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Publication number
EP4052391A1
EP4052391A1 EP20796641.7A EP20796641A EP4052391A1 EP 4052391 A1 EP4052391 A1 EP 4052391A1 EP 20796641 A EP20796641 A EP 20796641A EP 4052391 A1 EP4052391 A1 EP 4052391A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
terminal
card
message
field
nfc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20796641.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Philippe Michel Levionnais
François Boudet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Orange SA
Original Assignee
Orange SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Orange SA filed Critical Orange SA
Publication of EP4052391A1 publication Critical patent/EP4052391A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B13/00—Transmission systems characterised by the medium used for transmission, not provided for in groups H04B3/00 - H04B11/00
    • H04B13/005—Transmission systems in which the medium consists of the human body
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q20/00—Payment architectures, schemes or protocols
    • G06Q20/30—Payment architectures, schemes or protocols characterised by the use of specific devices or networks
    • G06Q20/32—Payment architectures, schemes or protocols characterised by the use of specific devices or networks using wireless devices
    • G06Q20/327—Short range or proximity payments by means of M-devices
    • G06Q20/3278—RFID or NFC payments by means of M-devices
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G06Q20/32—Payment architectures, schemes or protocols characterised by the use of specific devices or networks using wireless devices
    • G06Q20/322—Aspects of commerce using mobile devices [M-devices]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/77—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for interrogation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/79—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/80—Services using short range communication, e.g. near-field communication [NFC], radio-frequency identification [RFID] or low energy communication
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H02J7/00034—Charger exchanging data with an electronic device, i.e. telephone, whose internal battery is under charge
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/18—Information format or content conversion, e.g. adaptation by the network of the transmitted or received information for the purpose of wireless delivery to users or terminals
    • H04W4/185—Information format or content conversion, e.g. adaptation by the network of the transmitted or received information for the purpose of wireless delivery to users or terminals by embedding added-value information into content, e.g. geo-tagging

Definitions

  • TITLE Electrical charging of an electronic card
  • the invention relates generally to telecommunications, and more specifically to contactless communications using short-range radio technologies, in particular of the NFC type (from the English Near Field Communication). It applies more particularly to terminals equipped with physical and software resources including a microprocessor and a Near Field (NF) communication module generating an electromagnetic field.
  • NFC Near Field Communication
  • NFC Near-field communications
  • ISO International Standard Organization
  • Communications of this type have many applications in the fields of payment or transport, for example.
  • an IBC card or tag cannot be powered from this way because it is located at a distance from this equipment, from which it is removed by the body of the wearer.
  • Such an IBC terminal is therefore generally associated with a mobile terminal so as to benefit from its power supply.
  • the invention improves the state of the art.
  • the IBC card it suffices to position the IBC card near the reader in order to charge or reload it.
  • a message is received on the reader to indicate that the card needs charging, it maintains the generation of the electromagnetic field capable of supplying the card with electrical current and / or voltage. To do this, it suffices to maintain near-field communication, even if no application message is exchanged between the terminal and the card.
  • electrical charge is meant the charge generated by the electromagnetic field which powers the card by induction when it is in the near field range of the terminal.
  • provision of an electric charge is meant the generation of the electromagnetic field by the terminal, when it is in reader mode (active).
  • electronic card an electronic card capable of communicating in the near field with a terminal for carrying out electronic transactions (payment, transport, etc.) and having its own power supply (battery, battery, etc.)
  • charging or “recharging” an electronic card, we mean charging the power supply (battery, battery, etc.) of the card.
  • terminal is understood to mean any equipment capable of positioning itself in reader mode to supply power to a near-field device, for example a smartphone, a tablet, a gantry, a TPE (electronic payment terminal), etc.
  • the method as described above further comprises the steps of:
  • the terminal obtains the period of time during which it must or can make the load available, for example 3 minutes.
  • Such information may for example be predefined and read in a memory of the terminal, or calculated by the terminal as a function of internal parameters, or received from the card in the message, or in another message, etc.
  • the method as described above is further characterized in that it comprises an implementation step. implementation, by the terminal, of an adaptation of the power of the load made available.
  • the terminal can choose to adapt the power delivered for the load: it can for example stop supplying the load before the end of the scheduled duration, or even reduce the instantaneous power, etc.
  • a method of making available as described above further includes the steps of:
  • This embodiment of the invention allows the card to notify the terminal that its reloading is finished, or can be interrupted. The terminal can then deactivate communication with the card, exit reader mode, etc.
  • the invention also proposes a method for electrically charging an electronic card comprising a near-field communication module and a rechargeable battery by a terminal positioned in near-field reader mode, the method being characterized in that it comprises on the map, when the map is in the field electromagnetic generated by the terminal, the steps of:
  • the IBC card positioned in the field of the terminal, sends it a simple message inviting it to remain in reader mode in order to power it.
  • a mode of operation does not exist today.
  • a classic NFC card, or tag can be powered by the electromagnetic field of the equipment with which it communicates, but only on condition that effective communication (an exchange of application data) is established between the card and the terminal. .
  • An IBC card or tag cannot be supplied in this way, because during a communication it is generally too far away from the terminal to be in its electromagnetic field (for example, it is in the user's pocket / carrier).
  • a charging method as described above further includes the steps of:
  • the card can indicate to the terminal for how long it must charge it.
  • This value (for example 5 minutes) may correspond to a predefined datum entered in the card, or to the result of a calculation made by the card depending, for example, on the residual charge of its battery, etc.
  • the methods as described above are further characterized in that said message is transmitted on a communication channel other than the near-field channel.
  • the card and the terminal both have a communication module other than the NFC module, they can use a communication channel of this type to exchange data, and in particular the message MSG1.
  • This second channel may for example be of the Bluetooth, or Wi-Fi, etc. type.
  • This type of channel notably provides the advantage of a higher bit rate than the near-field channel.
  • the methods as described above are further characterized in that said message is sent by the card in the near field after a reinitialization or in response to an initialization request. from the menu.
  • the message is sent after initialization or reinitialization of the card, so that the terminal immediately knows that it must simply remain in reader mode to supply the card with power, without initiating an application communication.
  • the methods as described above are further characterized in that said message is sent, during an ISO 14443-3 type communication between the card and the device. terminal, in a field left free by the standard for future use.
  • an existing standard is reused and which is respected by all the electronic chip cards on the market.
  • messages imposed by the standard are exchanged between the card and the terminal on the near-field channel.
  • the load request message can advantageously be exchanged via this means, without disturbing the initialization of the card according to this protocol.
  • the methods as described above are further characterized in that said message is sent during an ISO 14443-4 type communication between the card and the terminal .
  • an existing standard is reused and which is respected by most of the electronic chip cards on the market.
  • an ISO 14443-4 type communication following initialization of the card and of the communication by the corresponding ISO 14443-3 protocol (lower protocol level), messages can be exchanged freely between the card and the terminal (depending on the application).
  • the load request message can advantageously be exchanged via this means.
  • the methods as described above are further characterized in that the card complies with type A of the ISO 14443-3 standard and in that the message is transported in the unique identifier (UID) transmitted by the card.
  • the methods as described above are further characterized in that the card conforms to type B of the ISO 14443-3 standard and in that the message is transported in the application identifier (AFI) or in the application data (ADC) transmitted by the card.
  • AFI application identifier
  • ADC application data
  • the invention also relates to a terminal comprising a near-field communication device, a memory and a processor configured for, when the terminal is positioned in reader mode, so as to generate an electromagnetic field capable of charging an electronic card comprising a control module.
  • near field communication :
  • the invention also relates to an electronic card comprising a near-field communication device, a rechargeable power supply, an adaptation circuit, a memory and a processor configured for:
  • the invention also relates to a system comprising a terminal and an electronic card as described above, in which the message is exchanged on the near-field channel.
  • the invention also relates to a system comprising a terminal and an electronic card as described above, in which the terminal and the electronic card furthermore comprise another communication module making it possible to establish a communication channel different from the near-field channel. and the message is exchanged on this communication channel different from the near field channel.
  • the invention also relates to a computer program comprising instructions for implementing one of the above methods according to any one of the particular embodiments described above, when said program is executed by a processor.
  • the method can be implemented in various ways, in particular in wired form or in software form.
  • This program can use any programming language, and be in the form of source code, object code, or intermediate code between source code and object code, such as in a partially compiled form, or in any other. desirable shape.
  • the invention also relates to a recording medium or information medium readable by a computer, and comprising instructions of a computer program as mentioned above.
  • the aforementioned recording media can be any entity or device capable of storing the program.
  • the medium may comprise a storage means, such as a ROM, for example a CD ROM or a microelectronic circuit ROM, or else a magnetic recording means, for example a hard disk.
  • the recording media can correspond to a transmissible medium such as an electrical or optical signal, which can be conveyed via an electrical or optical cable, by radio or by other means.
  • the programs according to the invention can in particular be downloaded from an Internet type network.
  • the recording media can correspond to an integrated circuit in which the program is incorporated, the circuit being adapted to execute or to be used in the execution of the method in question.
  • This terminal, this card and this computer program have characteristics and advantages similar to those described above in relation to the method of providing an electric charge.
  • Figure 1 illustrates the context of the invention
  • FIG. 2 illustrates an example of an environment for implementing the invention according to a particular embodiment
  • Figure 3 illustrates an architecture of the terminals involved in a loading system according to one embodiment of the invention
  • Figure 4 illustrates steps of the charging method according to one embodiment of the invention
  • FIG. 5a illustrates steps of the charging method according to one embodiment of the invention, in the context of the ISO 14443 standard.
  • FIG. 5b illustrates steps of the loading method according to one embodiment of the invention, in the context of the ISO 14443 standard.
  • the general principle of the invention consists in being able to charge, or reload, an IBC card / tag allowing wireless communication using the human body as a channel, when it comes into proximity to an NFC terminal, in order to make it sufficiently autonomous to be used regularly by its wearer without the need for a specific charger.
  • FIG. 1 illustrates the background of the invention.
  • the user (2) carrying the card C1 equipped with an IBC module approaches almost touching the reader terminal Tl to implement a service, for example a monetary transaction.
  • the user (2), or bearer, of the IBC card is, for example, a human being but could alternatively take the form of another living being able to make a voluntary gesture towards the reader and to transmit radio carrier waves.
  • the terminals C 1 and T 1 are able to communicate in the near field via an electromagnetic field (NF, 3) using the user's body.
  • the terminal (Tl) can be for example a TPE (for Electronic Payment Terminal) comprising for example a user interface, also called HMI, intended to display messages to the attention of the user and possibly to receive data, or also a mobile terminal having an NFC module, a connected object (in English, IOT), a personal computer, a computer mouse, a home gateway, etc. It is able to emit NFC-type radio signals, through the user's body, via an NFC / IBC antenna (not shown).
  • the terminal (Tl) comprises a surface formed by the possibly protected antenna and adapted to react when the user touches it or comes into proximity with it, for example by bringing his hand closer.
  • the term "surface” is in no way limiting and given for illustrative purposes, the antenna being the only means essential for the operation of the device.
  • the IBC card is a portable device naturally capable of receiving radio carrier waves, via an antenna, directly or through the user's body (2).
  • the card (C1) is located in the immediate vicinity of the user (2), without necessarily being in contact. direct with this one.
  • the C1 card is placed inside a pocket or a bag carried against the user, or around his neck.
  • it is estimated that the card (C1) is not more than a few centimeters from the body of the user (2).
  • the distance is for example less than 5 cm.
  • the card C1 can be compared to a conventional electronic chip card comprising a passive “NFC tag”, but it is equipped with a small rechargeable battery, for autonomous operation.
  • the battery will in particular be recharged during an implementation of the invention.
  • the C1 card shown here is an IBC card but can also, in the context of the invention, take the form of an NFC card, or any device including an NFC card.
  • the bearer carries out his transactions by physically approaching the NFC card of the terminal, but the charging principle remains the same.
  • FIG. 2 illustrates an exemplary implementation of the invention according to a particular embodiment.
  • the holder (re) loads his card using an NFC / IBC terminal, here a mobile terminal T2.
  • NFC communications can cover two types of applications linked to two different operating modes on an NFC terminal:
  • the first mode implements an emulation of a near-field communication module to secure electronic transactions between an application stored on the terminal and an external reading terminal;
  • the second mode relates to the reading of data on devices of the transponder type, or NFC cards; this is the reader mode (in English, tag reading) as defined by the NFC Forum (an industry association responsible for promoting the implementation and standardization of NFC technology).
  • NFC communication is established between a master, here the terminal, and a slave, for example a transponder. In this case, the terminal feeds the tag positioned in the electromagnetic field that it generates, by electromagnetic induction.
  • the terminal T2 has activated its NFC module and has positioned itself in tag reading mode. From that moment on, he is listening to a transponder. It is therefore able to enter into communication with the NFC / IBC card behaving like a transponder, and to supply it. When the cardholder approaches the mobile, he plunges it in the terminal's electromagnetic field. In response, the terminal can receive signals from the card.
  • a dialogue is established between the card and the terminal, in accordance with the ISO / IEC 14443 standard.
  • the ISO 14443 standard describes the operation of contactless smart cards of the NFC type.
  • This standard describes several layers (from 1 to 4).
  • the main stages of initialization of the NFC communication between a transmitter and the card according to parts 3 and 4 (ISO 14443-3 and ISO 14443-4 of the standard) will be detailed later in support of Figures 5a and 5b.
  • the transmitter, or mobile terminal according to the example is able to read and / or write in the contactless card.
  • the invention proposes to replace these read / write operations by an operation to feed the card.
  • the card transmits a specific message to the terminal to let it know that it should do nothing, but simply remain in reader mode in order to power it.
  • This specific message may also include optional fields intended to indicate to the terminal the time interval during which it must make the load available, the way in which it must supply the card, etc.
  • this optional data can be transmitted to the terminal in other messages that follow the first specific message.
  • This message can be inserted into a 14443-3 or 4 type protocol, according to exemplary embodiments which will be described in more detail in support of Figures 5a and 5b.
  • FIG. 3 illustrates an architecture of the terminals C1 (NFC / IBC card) and T2 (mobile terminal intended to supply power) according to a particular embodiment of the invention.
  • the terminal T2 has the conventional architecture of a mobile telephone, of the smartphone type, and comprises in particular a memory MEM, a processing unit UT, equipped for example with a processor PROC, and controlled by the stored computer program PGM. in MEM memory. On initialization, the code instructions of the computer program PGM are for example loaded into a memory before being executed by the processor PROC.
  • the processor PROC of the processing unit UT notably implements the steps of the method for making an electric charge available according to any one of the particular embodiments described in relation to FIGS. 4, 5a and 5b, according to any one of the particular embodiments described in relation to FIGS. 4, 5a and 5b, according to PGM computer program instructions.
  • the terminal also includes control electronics for near-field communications, or NFC module.
  • the PGM program is for example a specific application, or applet, responsible for managing communication with the IBC card. It can be found in the memory of the mobile terminal, or in that of a security element (not shown) associated with it. It can for example be an applet of the “Android” type intended to be executed on mobile devices equipped with this operating system. It can run in the background, or be launched manually by the user, or even be launched automatically when an IBC / NFC type card is detected near the terminal.
  • the terminal also comprises a communication module distinct from the NFC module, for example Bluetooth (or Wi-Fi, Li-Fi, etc.) denoted BT in the figure.
  • a communication module distinct from the NFC module, for example Bluetooth (or Wi-Fi, Li-Fi, etc.) denoted BT in the figure.
  • the smart card Ci has the classic architecture of a smart card equipped with a module, or NFC tag and includes in particular
  • the processor PROC 'of the processing unit UT notably implements the steps of the loading method according to any one of the particular embodiments described in relation to FIGS. 4, 5a and 5b, according to the instructions of the program d PGC computer.
  • the PGC program is notably responsible for managing communication with the terminal and adapting control for charging the power supply.
  • a ALIM power supply which can take the form of a small battery, for example a conventional rechargeable 3 V lithium battery.
  • a REDR rectifier circuit capable of adapting the proposed power supply to the battery so as to comply with the manufacturer's specifications.
  • a circuit is within the reach of those skilled in the art.
  • the NFC antenna that receives the electromagnetic wave from the reader can be connected to a voltage rectifier. Once the voltage has been rectified and filtered, it can be applied to a regulator, for example a 2F33CV type circuit from the company STMicroelectronics, to stabilize a voltage at the terminals of the battery.
  • the card also includes a communication module distinct from the NFC module, for example Bluetooth (or Wi-Fi, Li-Fi, etc.) denoted BT 'in the figure, to communicate with the BT module of the terminal.
  • a communication module distinct from the NFC module, for example Bluetooth (or Wi-Fi, Li-Fi, etc.) denoted BT 'in the figure, to communicate with the BT module of the terminal.
  • FIG. 4 illustrates steps of the charging method according to one embodiment of the invention.
  • the card is approached to the mobile. For example, it can be placed on it. It enters the electromagnetic field generated by the terminal.
  • the application in charge of the IBC card (for example the PGM applet) is launched. It can be activated by the user, or run in the background on the mobile. If it was not already in reader mode, as introduced above, the mobile switches to this mode during an Eli step. It will be noted that, by construction, if the terminal is a mobile telephone and observes a variation in load at the level of its NFC antenna, it automatically goes into reader mode. In addition, readers which are not of the mobile type are always positioned in this mode. Switching to reader mode can therefore be considered automatic. In card reader mode, the terminal generates an NFC-type magnetic field. From this moment, we enter the standard exchange initialization protocol described in ISO standards 14443-3 and 14443-4 as described in more detail in support of Figures 5a and 5b.
  • step E2 the response of the card to the request from the mobile is transmitted from the card to the issuer.
  • This response takes the form of an MSG1 message.
  • the purpose of this message is to indicate to the terminal that it should not do anything other than remain active in NFC reader mode. It may further include a number of parameters such as, for example, the desired power supply duration (T, for example 5 minutes), the power required for the power supply, and any other parameter that could be useful for managing the load.
  • this message may indicate that the card does not need to be (re) loaded.
  • the card can be placed in "invisible” mode, which means that it will not be detected by the reader. Any method within the reach of a person skilled in the art for canceling the mutual inductance which is established in normal times between the antennas of the terminal and of the card can be implemented.
  • the message MSG1 is transmitted from the card to the reader via the NFC communication established between the two devices.
  • the message can be transmitted in Bluotooth, Wi -Fi, or any wireless protocol, provided that the card is equipped with the corresponding module.
  • the terminal receives this message in step E12 and can respond positively or negatively accordingly. In the case of a positive response, he can go to step E13 power supply. In the event of a negative response, it can send an MSG2 message back to the card, on a near-field channel or on a different channel using its BT module, optionally accompanied by a code indicating the reasons for its refusal. , for example :
  • the mobile remains positioned in reader mode for a time which may, according to variants, have been predefined on the terminal, received as a parameter of a message from the card, specified by a standard (by example the standard 14443 mentioned above), or calculated according to parameters previously received (for example, to carry out a charge to 80% of the card, knowing its battery characteristics, the terminal T2 can calculate that it must put the load available for 3 minutes), etc.
  • a standard by example the standard 14443 mentioned above
  • the terminal T2 can calculate that it must put the load available for 3 minutes
  • the terminal can adapt, possibly over time, the power of the load made available, for example by reducing the charging time if its own power supply falls below a load threshold.
  • the rectifier module of the card transmits to the power supply of the card a rectified induced voltage and current, intended for its power supply to charge or recharge it.
  • an (optional) message is transmitted from the card to the issuer.
  • the purpose of this message is to indicate to the transmitter that it can stop supplying the card for example because it has encountered an electrical problem (it is heating up, there is a problem with one of its components, etc.)
  • This message can be transmitted on a near-field channel or on a different channel using its BT 'module.
  • step El 5 the mobile stops feeding the card. If necessary, it deactivates it before stopping the power supply. According to one variant, an end of charge indication can be restored on the terminal (via its HMI).
  • step E5 the card ceases to be supplied with power, it can be withdrawn from the vicinity of the terminal.
  • Figure 5a illustrates the steps of the card initialization and selection process by a terminal according to the ISO 14443 standard (parts 3 and 4) for a type A card.
  • This standard describes several communication layers. For more details, refer to the ISO standards themselves, references:
  • steps S1 / S2 the sender sends an identification request (called “REQA”) and waits for a response (called “ATQA”).
  • REQA an identification request
  • ATQA waits for a response
  • a specific anti-collision procedure makes it possible to link the transmitter to a single receiver, if several receivers are present in the field, and to receive the unique card identifier (UID).
  • UID unique card identifier
  • step S5 / S6 the receiver identification procedure is continued; at the end of this step, the transmitter is in possession of an identifier (SAK: "Select Acknowledge") of the type of card, in particular to detect whether the receiver supports the ISO / IEC 14443-4 communication layer.
  • SAK Select Acknowledge
  • the application protocol associated with the receiver is used to communicate with it; the support of this protocol is tested during a step S7.
  • the protocol used later can be proprietary (denoted PPRIV in the figure) or of the ISO / IEC 14443-4 type (denoted PROT 14443-4) defined by the standard if the card supports it)
  • One embodiment according to the invention consists in entering, in one of the data sent by the card to the terminal, an indication that a charge is requested. This corresponds to the message MSG1 of FIG. 4. According to one embodiment preferred, this indication will be inserted in an RFU (Reserved for future ISO / IEC use) field of the standard.
  • RFU Reserved for future ISO / IEC use
  • the advantage of using an RFU field is not to modify the behavior of a card conforming to the 144443-3 protocol, but simply to appropriate a field left free. Below, we suggest some possible variants, the list of which is by no means exhaustive:
  • the recharge request is transmitted in a field of the UID identifier.
  • the terminal having detected a load request in the UID can: remain on standby during step S7, that is to say do nothing for T seconds (step S ’7); at the end of step S7, enter into communication with the card via a private level 4 protocol and exchange additional information relating to the load via this private protocol; at the end of step S7, enter into communication with the card via protocol 14443-4 and exchange additional information relating to the load on this standard protocol: charging time required / granted, charging power required / granted, etc.
  • the (re) charge request is transmitted by the card to the terminal at protocol level 4.
  • SW 1 SW2 in the standard used in all answers.
  • FIG. 5b illustrates the steps of the card initialization and selection process by a terminal according to the ISO 14443 standard (parts 3 and 4) for a type B card. Only the steps S'I and S'2 which are described here are described here. replace steps S1 and S2 described previously. The subsequent steps (anti-collision and selection) are implemented in a different way but result, in the same way as in the previous case of the type A card, in a selection of the card which opens on a communication using a private protocol or a 14443-4 type protocol. The same variants therefore apply as in the case of FIG. 5a.
  • the sender sends an identification request (called “REQB” or “WUPB”) comprising an AFI field and awaits an ATQB response comprising in return an AFI field, coded on a byte.
  • the application family identifier AFI represents the type of application targeted by the proximity coupler (here, the terminal) and makes it possible to preselect the proximity cards before the ATQB. Only proximity cards with applications of the type indicated by the AFI are authorized to respond to an RFQB / WUPB command with an AFI other than "00".
  • the card If the card complies with the required AFI, it can respond with an “ATQB” type response itself including an “AFI” field in an “application data” field.
  • a judicious combination of the fields left free in the AFI (noted as previously RFU) makes it possible to indicate, according to one embodiment of the invention, a load request, for example we can position in the response:

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Abstract

L'invention concerne un procédé et un dispositif de mise à disposition d'une charge électrique pour charger une carte électronique (C1) comportant un module de communication en champ proche (NFC) par un terminal (T1, T2). Le terminal dispose d'un mode dit lecteur (NFC) dans lequel il est apte à alimenter la carte (C1) en champ proche et recevoir des données de la carte. Le procédé est caractérisé en ce qu'il comporte sur le terminal positionné (E10) en mode lecteur de manière à générer un champ électromagnétique apte à charger une telle carte électronique, les étapes suivantes : - initialiser (E1, E11) la communication entre le terminal et la carte; - recevoir (E12),un message (MSG1) en provenance de la carte, ledit message contenant au moins une donnée indiquant au terminal qu'il doit maintenir la charge électrique; - maintenir (E13) la charge électrique en restant en mode lecteur.

Description

DESCRIPTION
TITRE : Chargement électrique d’une carte électronique
Domaine de l'invention
L'invention se rapporte de manière générale aux télécommunications, et plus précisément aux communications sans contact utilisant des technologies radio à courte distance, notamment de type NFC (d’après l’anglais Near Field Communication). Elle s’applique plus particulièrement à des terminaux équipés de ressources physiques et logicielles incluant un microprocesseur et un module de communication en champ proche (Near Field - NF) générant un champ électromagnétique.
Art Antérieur
Les communications en champ proche, usuellement appelées NFC, fondées principalement sur la norme ISO (International Standard Organisation) 14443, utilisent des technologies sans-fil pour permettre un échange d'informations entre deux périphériques éloignés d’une courte distance, typiquement inférieure à dix centimètres. Les communications de ce type offrent de nombreuses applications dans les domaines du paiement ou du transport, par exemple.
Récemment dans ce domaine sont apparues de nouvelles techniques de communication sans-fil utilisant pour canal le corps humain. Dans ces technologies que l’on regroupe sous le terme générique d’IBC (de l’anglais : Intra-Body Communication ) ou encore BCC (pour Body Charnel Communication ), le corps humain agit de surcroît comme un conducteur pour transmettre des informations d’un point à un autre. Il n’est donc plus nécessaire d’approcher le terminal IBC de son homologue pour établir une communication : il peut être conservé dans la poche, dans un sac, etc. du porteur.
Cependant, et contrairement à une carte NFC classique, ou étiquette (aussi appelée « tag NFC ») qui peut être alimentée par le champ électromagnétique de l’équipement avec lequel elle entre en communication, une carte ou étiquette IBC ne peut pas être alimentée de cette manière car elle se trouve à distance de cet équipement, dont elle est éloignée par le corps du porteur.
Un tel terminal IBC est donc généralement associé à un terminal mobile de manière à bénéficier de son alimentation.
Une alternative consiste à utiliser un chargeur NFC pour alimenter la carte/étiquette IBC. Cette solution est cependant contraignante et coûteuse. Il existe donc un besoin pour un terminal très simple de type IBC/NFC autonome.
Exposé de l'invention
L'invention vient améliorer l'état de la technique.
Elle propose à cet effet un procédé de mise à disposition d’une charge électrique pour charger une carte électronique comportant un module de communication en champ proche par un terminal, le procédé étant caractérisé en ce qu’il comporte, sur le terminal positionné en mode lecteur en champ proche de manière à générer un champ électromagnétique apte à charger une telle carte électronique, les étapes suivantes :
- initialiser la communication sur un canal en champ proche entre le terminal et la carte ;
- recevoir un message en provenance de la carte, ledit message contenant au moins une donnée indiquant au terminal qu’il doit maintenir la charge électrique ;
- maintenir la charge électrique en restant en mode lecteur.
Avantageusement selon l’invention, il suffit de positionner la carte IBC à proximité du lecteur pour la charger ou recharger. Lorsqu’un message est reçu sur le lecteur pour lui indiquer que la carte a besoin d’un chargement, il maintient la génération du champ électromagnétique susceptible d’alimenter la carte en courant et/ou tension électriques. Pour ce faire, il lui suffit de maintenir la communication en champ proche, même si aucun message applicatif n’est échangé entre le terminal et la carte.
Par « charge électrique » on entend la charge générée par le champ électromagnétique qui alimente la carte par induction lorsqu’elle se trouve dans la portée du champ proche du terminal.
Par « mise à disposition d’une charge électrique » on entend la génération du champ électromagnétique par le terminal, lorsqu’il se trouve en mode lecteur (actif).
Par « carte électronique » on entend une carte électronique apte à communiquer en champ proche avec un terminal pour réaliser des transactions électroniques (paiement, transport, etc.) et disposant d’une alimentation propre (batterie, pile, etc.)
Par « charger » ou « recharger » une carte électronique, on entend charger l’alimentation (batterie, pile, etc.) de la carte. Par « terminal » on entend tout équipement capable de se positionner en mode lecteur pour alimenter un dispositif en champ proche, par exemple un smartphone, une tablette, un portique, un TPE (terminal de paiement électronique), etc.
Selon un mode de mise en œuvre particulier de l'invention, le procédé tel que décrit ci- dessus comporte en outre les étapes de :
- obtenir une durée pendant laquelle la charge doit être maintenue ;
- arrêter la mise à disposition de la charge au bout de cette durée.
Avantageusement selon ce mode, le terminal obtient la période de temps pendant lequel il doit ou peut mettre à disposition la charge, par exemple 3 minutes. Une telle information peut être par exemple prédéfinie et lue dans une mémoire du terminal, ou calculée par le terminal en fonction de paramètres internes, ou reçue de la carte dans le message, ou dans un autre message, etc.
Selon un autre mode de mise en œuvre particulier de l'invention, qui pourra être mis en œuvre cumulativement ou alternativement avec le précédent, le procédé tel que décrit ci-dessus est en outre caractérisé en ce qu’il comporte une étape de mise en œuvre, par le terminal, d’une adaptation de la puissance de la charge mise à disposition.
Avantageusement selon ce mode, le terminal peut choisir d’adapter la puissance délivrée pour la charge : il peut par exemple arrêter de fournir la charge avant la fin de la durée prévue, ou encore diminuer la puissance instantanée, etc.
Selon un autre mode de mise en œuvre particulier de l'invention, qui pourra être mis en œuvre cumulativement ou alternativement avec les précédents, un procédé de mise à disposition tel que décrit ci-dessus inclut en outre les étapes de :
- obtenir, par le terminal, une commande d’arrêt de la mise à disposition de la charge ;
- arrêter la mise à disposition de la charge pour la carte.
Ce mode de mise en œuvre de l'invention permet à la carte de signifier au terminal que son rechargement est terminé, ou peut être interrompu. Le terminal peut alors désactiver la communication avec la carte, quitter le mode lecteur, etc.
Corrélativement, l’invention propose aussi un procédé de chargement électrique d’une carte électronique comportant un module de communication en champ proche et une batterie rechargeable par un terminal positionné en mode lecteur en champ proche, le procédé étant caractérisé en ce qu’il comporte sur la carte, lorsque la carte se trouve dans le champ électromagnétique généré par le terminal, les étapes de :
- initialiser la communication sur un canal en champ proche entre la carte et le terminal ;
- émettre un message vers le terminal, ledit message contenant au moins une donnée indiquant au terminal qu’il doit maintenir la mise à disposition d’une charge électrique ;
- adapter la charge reçue pour charger la batterie.
Avantageusement selon ce procédé, la carte IBC, positionnée dans le champ du terminal, lui transmet un simple message l’invitant à rester en mode lecteur afin de l’alimenter. Un tel mode de fonctionnement n’existe pas aujourd’hui. Une carte NFC classique, ou étiquette, peut être alimentée par le champ électromagnétique de l’équipement avec lequel elle entre en communication, mais seulement à condition qu’une communication effective (un échange de données applicatives) soit établie entre la carte et le terminal. Une carte ou étiquette IBC ne peut pas être alimentée de cette manière, car en cours de communication, elle se trouve généralement à distance trop élevée du terminal pour être dans son champ électromagnétique (par exemple, elle est dans la poche de l’utilisateur/porteur).
Selon un mode de mise en œuvre particulier, un procédé de chargement tel que décrit ci- dessus inclut en outre les étapes de :
- obtenir une durée pendant laquelle la charge doit être maintenue ;
- transmettre ladite durée au terminal.
Avantageusement selon ce mode, la carte peut indiquer au terminal pendant combien de temps il doit la charger. Cette valeur (par exemple 5 minutes) peut correspondre à une donnée prédéfinie inscrite dans la carte, ou au résultat d’un calcul effectué par la carte en fonction, par exemple, de la charge résiduelle de sa batterie, etc.
Selon un mode de mise en œuvre particulier de l'invention, les procédés tels que décrits ci-dessus sont en outre caractérisés en ce que ledit message est émis sur un autre canal de communication que le canal en champ proche.
Avantageusement selon ce mode, si la carte et le terminal disposent tous deux d’un module de communication autre que le module NFC, ils peuvent utiliser un canal de communication de ce type pour échanger des données, et notamment le message MSG1. Ce second canal peut être par exemple de type Bluetooth, ou Wi-Fi, etc. Ce type de canal procure notamment l’avantage d’un débit plus élevé que le canal en champ proche. Selon un mode de mise en œuvre particulier de l'invention, les procédés tels que décrits ci-dessus sont en outre caractérisés en ce que ledit message est émis par la carte en champ proche après une réinitialisation ou en réponse à une requête d’initialisation de la carte.
Avantageusement selon ce mode, le message est émis après initialisation ou réinitialisation de la carte, afin que le terminal sache immédiatement qu’il doit simplement rester en mode lecteur pour alimenter la carte, sans entamer une communication applicative.
Selon un mode de mise en œuvre particulier de l'invention, les procédés tels que décrits ci-dessus sont en outre caractérisés en ce que ledit message est émis, au cours d’une communication de type ISO 14443-3 entre la carte et le terminal, dans un champ laissé libre par la norme pour un usage futur.
Avantageusement selon ce mode, on réutilise une norme existante et respectée par toutes les cartes à puces électroniques du marché. Lors d’une communication de type ISO 14443-3, des messages imposés par la norme sont échangés entre la carte et le terminal sur le canal en champ proche. Bien que le format de ces messages ne soit pas libre, un certain nombre de champs ont été réservés pour un usage futur de la norme. Le message de requête de chargement peut être avantageusement échangé via ce biais, sans perturber l’initialisation de la carte selon ce protocole.
Selon un mode de mise en œuvre particulier de l'invention, les procédés tels que décrits ci-dessus sont en outre caractérisés en ce que ledit message est émis au cours d’une communication de type ISO 14443-4 entre la carte et le terminal.
Avantageusement selon ce mode, on réutilise une norme existante et respectée par la plupart des cartes à puces électroniques du marché. Lors d’une communication de type ISO 14443-4, faisant suite à une initialisation de la carte et de la communication par le protocole correspondant ISO 14443-3 (de niveau protocolaire inférieur), des messages peuvent être échangés librement entre la carte et le terminal (au choix de l’application). Le message de requête de chargement peut être avantageusement échangé via ce biais.
Selon un mode de mise en œuvre particulier de l'invention, les procédés tels que décrits ci-dessus sont en outre caractérisés en ce que la carte est conforme au type A de la norme ISO 14443-3 et en ce que le message est transporté dans l’identifiant unique (UID) transmis par la carte. Selon un mode de mise en œuvre particulier de l'invention, les procédés tels que décrits ci-dessus sont en outre caractérisés en ce que la carte est conforme au type B de la norme ISO 14443-3 et en ce que le message est transporté dans l’identifiant d’application (AFI) ou dans les données d’application (ADC) transmis par la carte.
L'invention concerne également un terminal comprenant un dispositif de communication en champ proche, une mémoire et un processeur configurés pour, lorsque le terminal est positionné en mode lecteur, de manière à générer un champ électromagnétique apte à charger une carte électronique comportant un module de communication en champ proche :
- initialiser la communication sur un canal en champ proche entre le terminal et la carte ;
- recevoir un message en provenance de la carte, ledit message contenant au moins une donnée indiquant au terminal qu’il doit maintenir la charge électrique ;
- maintenir la charge électrique en restant en mode lecteur.
L'invention concerne également une carte électronique comprenant un dispositif de communication en champ proche, une alimentation rechargeable, un circuit d’adaptation, une mémoire et un processeur configurés pour :
- initialiser la communication sur un canal en champ proche entre la carte et le terminal ;
- émettre un message vers le terminal, ledit message contenant au moins une donnée indiquant au terminal qu’il doit maintenir la mise à disposition d’une charge électrique ; et
- recevoir la charge électrique ; et
- adapter la charge reçue pour charger la batterie
L'invention concerne également un système comportant un terminal et une carte électronique tels que décrits ci-dessus, dans lequel le message est échangé sur le canal en champ proche.
L'invention concerne également système comprenant un terminal et une carte électronique tels que décrits ci-dessus, dans lequel le terminal et la carte électronique comportent de surcroît un autre module de communication permettant d’établir un canal de communication différent du canal en champ proche et le message est échangé sur ce canal de communication différent du canal en champ proche.
L'invention concerne également un programme d'ordinateur comportant des instructions pour la mise en œuvre de l’un des procédés ci-dessus selon l'un quelconque des modes particuliers de réalisation décrits précédemment, lorsque ledit programme est exécuté par un processeur. Le procédé peut être mis en œuvre de diverses manières, notamment sous forme câblée ou sous forme logicielle. Ce programme peut utiliser n'importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable.
L'invention vise aussi un support d'enregistrement ou support d'informations lisible par un ordinateur, et comportant des instructions d'un programme d'ordinateur tel que mentionné ci- dessus. Les supports d'enregistrement mentionnés ci-avant peuvent être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple un disque dur. D'autre part, les supports d'enregistrement peuvent correspondre à un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens. Les programmes selon l'invention peuvent être en particulier téléchargés sur un réseau de type Internet.
Alternativement, les supports d'enregistrement peuvent correspondre à un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé en question.
Ce terminal, cette carte et ce programme d'ordinateur présentent des caractéristiques et avantages analogues à ceux décrits précédemment en relation avec le procédé de mise à disposition d’une charge électrique.
Liste des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de modes de réalisation particuliers, donnés à titre de simples exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés, parmi lesquels :
[Fig. 1] La figure 1 illustre le contexte de l’invention ;
[Fig. 2] La figure 2 illustre un exemple d'environnement de mise en œuvre de l'invention selon un mode particulier de réalisation ;
[Fig. 3] La figure 3 illustre une architecture des terminaux impliqués dans un système de chargement selon un mode de réalisation de l’invention ;
[Fig. 4] La figure 4 illustre des étapes du procédé de chargement selon un mode de réalisation de l’invention ;
[Fig 5a] La figure 5a illustre des étapes du procédé de chargement selon un mode de réalisation de l’invention, dans le contexte de la norme ISO 14443. [Fig. 5b] La figure 5b illustre des étapes du procédé de chargement selon un mode de réalisation de l’invention, dans le contexte de la norme ISO 14443.
Description d'un mode de réalisation de l'invention Principe général de l'invention
Le principe général de l’invention consiste à pouvoir charger, ou recharger, une carte/étiquette IBC permettant de communiquer sans-fil en utilisant pour canal le corps humain, lorsqu’elle entre en proximité d’un terminal NFC, afin de la rendre suffisamment autonome pour être utilisée régulièrement par son porteur sans nécessité d’un chargeur spécifique.
Modes particuliers de réalisation de l'invention,
La figure 1 illustre le contexte de l’invention.
Dans cet exemple, l’utilisateur (2) porteur de la carte Cl équipée d’un module IBC s’approche jusqu’à toucher quasiment le terminal lecteur Tl pour mettre en œuvre un service, par exemple une transaction monétaire. L’utilisateur (2), ou porteur, de la carte IBC est par exemple un être humain mais pourrait alternativement prendre la forme d’un autre être vivant apte à effectuer un geste volontaire vers le lecteur et à transmettre des ondes porteuses radio. Les terminaux C 1 et T 1 sont aptes à communiquer en champ proche via un champ électromagnétique (NF, 3) utilisant le corps de l’utilisateur.
Le terminal (Tl) peut être par exemple un TPE (pour Terminal Electronique de Paiement) comprenant par exemple une interface utilisateur, encore appelée IHM, destinée à afficher des messages à l’attention de l’utilisateur et à recevoir éventuellement des données, ou encore un terminal mobile possédant un module NFC, un objet connecté (en anglais, IOT), un ordinateur personnel, une souris d’ordinateur, une passerelle domestique, etc. Il est apte à émettre des signaux radioélectriques de type NFC, à travers le corps de l’utilisateur, via une antenne NFC/IBC (non représentée). Dans cet exemple, le terminal (Tl) comprend une surface constituée par l’antenne éventuellement protégée et adaptée pour réagir lorsque l’utilisateur l’effleure ou entre en proximité avec elle, par exemple en approchant la main. Le terme « surface » n’est nullement limitatif et donné à titre illustratif, l’antenne étant le seul moyen indispensable au fonctionnement du dispositif.
La carte IBC est un dispositif portatif naturellement apte à recevoir des ondes porteuses radio, via une antenne, directement ou à travers le corps de l’utilisateur (2). A cette fin, la carte (Cl) est situé à proximité immédiate de l’utilisateur (2), sans nécessairement être en contact direct avec celui-ci. Par exemple, la carte Cl est placée à l’intérieur d’une poche ou d’un sac porté contre l’utilisateur, ou autour de son cou. Dans ces configurations, on estime que la carte (Cl) n’est pas éloignée de plus de quelques centimètres du corps de l’utilisateur (2). La distance est par exemple inférieure à 5 cm. La carte Cl est assimilable à une carte électronique à puce classique comportant un « tag NFC » passif, mais elle est équipée d’une petite batterie rechargeable, pour un fonctionnement autonome. La batterie sera notamment rechargée lors d’une mise en œuvre de l’invention.
On notera que la carte Cl représentée ici est une carte IBC mais peut aussi, dans le contexte de l’invention, prendre la forme d’une carte NFC, ou d’un dispositif quelconque incluant une carte NFC. Dans ce cas, le porteur effectue ses transactions en approchant physiquement la carte NFC du terminal, mais le principe de charge reste le même.
La figure 2 illustre un exemple de mise en œuvre de l'invention selon un mode particulier de réalisation.
Selon ce mode, le porteur (re)charge sa carte en utilisant un terminal NFC/IBC, ici un terminal mobile T2.
On rappelle que les communications NFC peuvent couvrir deux types d’ applications liées à deux modes de fonctionnement différents sur un terminal NFC :
- Le premier mode, dit mode émulation, met en œuvre une émulation d'un module de communication en champ proche pour sécuriser des transactions électroniques entre une application stockée sur le terminal et une borne externe de lecture ;
- Le second mode, dit mode lecteur, se rapporte à la lecture de données sur des dispositifs de type transpondeurs, ou cartes NFC ; il s’agit du mode lecteur (en anglais, tag reading) tel que défini par le Forum NFC (association industrielle chargée de promouvoir la mise en œuvre et la normalisation de la technologie NFC). Une communication NFC est établie entre un maître, ici le terminal, et un esclave, par exemple un transpondeur. Dans ce cas, le terminal alimente le tag positionné dans le champ électromagnétique qu’il génère, par induction électromagnétique.
On suppose ici que le terminal T2 a activé son module NFC et s’est positionné en mode de lecture de tag ( Tag reading). Il est, à partir de cet instant, en écoute d’un transpondeur. Il est donc apte à entrer en communication avec la carte NFC/IBC se comportant comme un transpondeur, et à l’alimenter. Lorsque le porteur de la carte s’approche du mobile, il le plonge dans le champ électromagnétique du terminal. En réponse, le terminal peut recevoir des signaux en provenance de la carte.
Un dialogue s’établit entre la carte et le terminal, conformément à la norme ISO/IEC 14443. On rappelle que la norme 14443 de l’ISO décrit le fonctionnement des cartes à puce sans contact de type NFC. Il existe des variantes A et B de la norme, selon le type de carte utilisé (carte de type A ou carte de type B). Cette norme décrit plusieurs couches (de 1 à 4). Les principales étapes d’initialisation de la communication NFC entre un émetteur et la carte selon les parties 3 et 4 (ISO 14443-3 et ISO 14443-4 de la norme) seront détaillées ultérieurement à l’appui des figures 5a et 5b. A l’issue de ces étapes d’initialisation de la communication, l’émetteur, ou terminal mobile selon l’exemple, est apte à lire et/ou écrire dans la carte sans contact. L’invention se propose au contraire de remplacer ces opérations de lecture/écriture par une opération d’ alimentation de la carte.
Selon des modes de réalisation de l’invention, la carte transmet un message spécifique au terminal pour lui signifier qu’il ne doit rien faire, mais simplement rester en mode lecteur afin de l’alimenter. Ce message spécifique peut comporter de surcroît des champs optionnels destinés à indiquer au terminal l’intervalle de temps pendant lequel il doit mettre à disposition la charge, la manière dont il doit alimenter la carte, etc. Alternativement, ces données optionnelles peuvent être transmises au terminal dans d’ autres messages qui suivent le premier message spécifique.
Ce message peut s’insérer dans un protocole de type 14443-3 ou 4, selon des exemples de réalisation qui seront décrits plus en détails à l’appui des figures 5a et 5b.
La figure 3 illustre une architecture des terminaux Cl (carte NFC/IBC) et T2 (Terminal mobile destiné à l’alimenter) selon un mode particulier de réalisation de l'invention.
Le terminal T2 possède l'architecture classique d'un téléphone mobile, de type smartphone, et comprend notamment une mémoire MEM, une unité de traitement UT, équipée par exemple d'un processeur PROC, et pilotée par le programme d'ordinateur PGM stocké en mémoire MEM. A l'initialisation, les instructions de code du programme d'ordinateur PGM sont par exemple chargées dans une mémoire avant d'être exécutées par le processeur PROC. Le processeur PROC de l'unité de traitement UT met notamment en œuvre les étapes du procédé de mise à disposition d’une charge électrique selon l'un quelconque de modes particuliers de réalisation décrits en relation avec les figures 4 , 5a et 5b, selon les instructions du programme d'ordinateur PGM. Le terminal comporte aussi une électronique de commande pour les communications en champ proche, ou module NFC. Le programme PGM est par exemple une application spécifique, ou Applet, chargée de la gestion de la communication avec la carte IBC. Elle peut se trouver dans la mémoire du terminal mobile, ou dans celle d’un élément de sécurité (non représenté) qui lui est associé. Elle peut être par exemple une applet de type « Android » prévue pour s’exécuter sur les mobiles équipés de ce système d’exploitation. Elle peut s’exécuter en arrière-plan, ou être lancée manuellement par l’utilisateur, ou encore être lancée automatiquement lorsqu’une carte de type IBC/NFC est détectée à proximité du terminal.
Optionnellement, le terminal comporte aussi un module de communication distinct du module NFC, par exemple Bluetooth (ou Wi-Fi, Li-Fi, etc.) noté BT sur la figure.
La carte à puce Ci a l'architecture classique d’une carte à puce équipée d’un module, ou étiquette NFC et comprend notamment
• une mémoire MEM’, une unité de traitement UT’, équipée par exemple d'un processeur PROC’, et pilotée par le programme d'ordinateur PGC stocké en mémoire MEM’. A l'initialisation, les instructions de code du programme d'ordinateur PGC sont par exemple chargées dans une mémoire avant d'être exécutées par le processeur PROC’.
• Le processeur PROC’ de l'unité de traitement UT met notamment en œuvre les étapes du procédé de chargement selon l'un quelconque de modes particuliers de réalisation décrits en relation avec les figures 4, 5a et 5b, selon les instructions du programme d'ordinateur PGC. Le programme PGC est notamment chargé de la gestion de la communication avec le terminal et de la commande d’adaptation pour le chargement de l’alimentation.
• Une électronique de commande pour les communications en champ proche, ou module NFC.
• une alimentation ALIM qui peut prendre la forme d’une petite batterie, par exemple une batterie de 3 V lithium rechargeable classique.
• un circuit redresseur REDR capable d’adapter l’alimentation proposée à la batterie de manière à respecter le cahier des charges du constructeur. Un tel circuit est à la portée de l’homme du métier. Par exemple, l’antenne NFC qui reçoit l’onde électromagnétique du lecteur peut être connectée à un redresseur de tension. Une fois la tension redressée et filtrée, elle peut être appliquée à un régulateur, par exemple un circuit de type 2F33CV de la société STMicroelectronics, pour stabiliser une tension aux bornes de de la batterie.
Optionnellement la carte comporte aussi un module de communication distinct du module NFC, par exemple Bluetooth (ou Wi-Fi, Li-Fi, etc.) noté BT’ sur la figure, pouyr communiquer avec le module BT du terminal. La figure 4 illustre des étapes du procédé de chargement selon un mode de réalisation de l’invention.
Lors d’une étape E0, la carte est approchée du mobile. Par exemple, elle peut être posée dessus. Elle rentre dans le champ électromagnétique généré par le terminal.
Lors d’une étape E10 sur le mobile, l’application en charge de la carte IBC (par exemple l’applet PGM) est lancée. Elle peut être activée par l’utilisateur, ou être exécutée en arrière-plan sur le mobile. S’il n’était pas déjà en mode lecteur, tel qu’introduit ci-dessus, le mobile bascule dans ce mode au cours d’une étape Eli. On notera que, par construction, si le terminal est un téléphone mobile et constate une variation de charge au niveau de son antenne NFC, il se met automatiquement en mode lecteur. Par ailleurs, les lecteurs qui ne sont pas de type mobile sont toujours positionnés dans ce mode. Le basculement en mode lecteur peut donc être considéré comme automatique. En mode lecteur de carte, le terminal génère un champ magnétique de type NFC. A partir de ce moment, on entre dans le protocole standard d’initialisation de l’échange décrit dans les normes ISO 14443-3 et 14443-4 tels que décrits plus en détails à l’appui des figures 5 a et 5b.
Lors de l’étape E2, la réponse de la carte à la sollicitation du mobile est transmise de la carte vers l’émetteur. Cette réponse prend par exemple la forme d’un message MSG1. Ce message a pour but d’indiquer au terminal qu’il ne doit rien faire d’autre que rester actif en mode lecteur NFC. Il peut de plus comporter un certain nombre de paramètres comme par exemple la durée souhaitée d’alimentation (T, par exemple 5 minutes), la puissance requise pour l’alimentation, et tout autre paramètre qui pourrait être utile pour gérer la charge.
Selon une variante, ce message peut indiquer que la carte n’a pas besoin d’être (re)chargée. Pour indiquer qu’elle n’a pas besoin de se charger, la carte peut se positionner en mode « invisible » c’est-à-dire qu’elle ne sera pas détectée par le lecteur. Toute méthode à la portée de l’homme du métier pour annuler l’inductance mutuelle qui s’établit en temps normal entre les antennes du terminal et de la carte peut être mise en œuvre.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le message MSG1 est transmis de la carte au lecteur via la communication NFC établie entre les deux dispositifs.Selon un autre mode de réalisation de l’invention, le message peut être transmis en Bluotooth, Wi-Fi, ou tout protocole sans-fil, à condition que la carte soit équipée du module correspondant.
Le terminal reçoit ce message à l’étape E12 et peut répondre en conséquence de manière positive ou négative. Dans le cas d’une réponse positive, il peut passer à l’étape E13 d’alimentation. Dans le cas d’une réponse négative, il peut renvoyer un message MSG2 vers la carte, sur un canal en champ proche ou sur un canal différent en utilisant son module BT, accompagnée de manière facultative d’un code indiquant les raisons de son refus, par exemple :
• la carte n’est pas autorisée auprès du terminal en raison de son constructeur, son type, le type d’applications qu’elle héberge, etc.
• le terminal et la carte ne sont pas pré-appairés ;
• les paramètres transmis par la carte avec le message MSG1 ne correspondent pas aux capacités du terminal ;
• le propriétaire a interdit le rechargement des cartes IBC ;
• le terminal n’a pas assez de batterie pour accéder à la requête ;
• etc.
Lors d’une étape E13, le mobile reste positionné en mode lecteur pendant un temps qui peut, selon des variantes, avoir été prédéfini sur le terminal, reçu en paramètre d’un message en provenance de la carte, spécifié par une norme (par exemple la norme 14443 évoquée plus haut), ou calculé en fonction de paramètres précédemment reçus (par exemple, pour réaliser une charge à 80% de la carte, connaissant ses caractéristiques de batterie, le terminal T2 peut calculer qu’il doit mettre la charge à disposition pendant 3 minutes), etc.
Selon une variante, le terminal pourra adapter, éventuellement au cours du temps, la puissance de la charge mise à disposition, par exemple en réduisant le temps de charge si sa propre alimentation passe en-dessous d’un seuil de charge.
Pendant ce temps, lors de l’étape E3, le module redresseur de la carte (REDR) transmet à l’alimentation de la carte une tension et un courant induits redressés, destinés à son alimentation pour la charger ou la recharger.
Lors de l’étape E4, un message (facultatif) est transmis de la carte vers l’émetteur. Ce message a pour but d’indiquer à l’émetteur qu’il peut cesser d’alimenter la carte par exemple parce qu’elle a rencontré un problème électrique (elle chauffe, il y a un problème sur l’un de ses composants, etc.) Ce message peut être émis sur un canal en champ proche ou sur un canal différent en utilisant son module BT’.
Lors de l’étape El 5, le mobile cesse d’alimenter la carte. Le cas échéant, il la désactive avant de cesser l’alimentation. Selon une variante, une indication de fin de charge peut être restituée sur le terminal (via son IHM).
Lors de l’étape E5, la carte cesse d’être alimentée, elle peut être retirée de la proximité du terminal.
La figure 5a illustre des étapes du procédé d’initialisation et sélection de carte par un terminal selon la norme ISO 14443 (parties 3 et 4) pour une carte de type A. Cette norme décrit plusieurs couches de communication. Pour plus de détails on se référera aux normes ISO elles- mêmes, de références :
14443-3 - Cartes d'identification — Cartes à circuit(s) intégré(s) sans contact — Cartes de proximité — Partie 3: Initialisation et anticollision
14443-4 - Cartes d'identification — Cartes à circuit(s) intégré(s) sans contact — Cartes de proximité — Partie 4: Protocole de transmission
Les principales étapes d’initialisation de la communication NFC entre un émetteur et la carte selon les parties 3 et 4 d’ISO 14443-3 et ISO 14443-4 sont les suivantes, illustrées sur la figure 5a pour une carte de type A :
• Lors d’étapes S1/S2, l’émetteur envoie une requête d’identification (appelée “REQA”) et attend une réponse (appelée “ATQA”).
• Lors d’étapes S3/S4, une procédure spécifique d’anticollision permet de lier l’émetteur à un seul récepteur, si plusieurs récepteurs sont présents dans le champ, et de recevoir l’identifiant unique de la carte (UID).
• Lors d’étapes S5/S6, la procédure d’identification du récepteur est poursuivie ; à l’issue de cette étape, l’émetteur est en possession d’un identifiant (SAK : “Select Acknowledge”) du type de carte, permettant notamment de détecter si le récepteur supporte la couche de communication ISO/IEC 14443-4.
• Une fois la communication établie et le récepteur identifié, on utilise le protocole applicatif associé au récepteur pour communiquer avec lui; le support de ce protocole est testé lors d’une étape S7. Le protocole utilisé ultérieurement peut être propriétaire (noté PPRIV sur la figure) ou de type ISO/IEC 14443-4 (noté PROT 14443-4) défini par la norme si la carte le supporte)
Un mode de réalisation selon l’invention consiste à introduire, dans l’une des données émises par la carte à destination du terminal, une indication selon laquelle une charge est demandée. Ceci correspond au message MSG1 de la figure 4. Selon un mode de réalisation préféré, cette indication sera insérée dans un champ RFU (Réservé pour utilisation ISO/CEI future) de la norme. L’avantage d’utiliser un champ RFU est de ne pas modifier le comportement d’une carte conforme au protocole 144443-3, mais simplement de s’approprier un champ laissé libre. Ci-dessous, on propose quelques variantes possibles, dont la liste n’est nullement limitative :
Premier cas : information dans l’UID
Selon un premier cas, la demande de recharge est transmise dans un champ de l’identifiant UID. Selon cette première variante, le terminal ayant détecté dans l’UID une demande de charge, peut : rester en attente lors de l’étape S7, c’est-à-dire ne rien faire pendant T secondes (étape S’ 7) ; à l’issue de l’étape S7, entrer en communication avec la carte via un protocole privé de niveau 4 et échanger via ce protocole privé des informations complémentaires relatives à la charge ; à l’issue de l’étape S7, entrer en communication avec la carte via le protocole 14443- 4 et échanger sur ce protocole normalisé des informations complémentaires relatives à la charge : temps de charge requis/accordé, puissance de charge requise/accordée, etc.
Second cas : message spécifique dans le protocole 14443-4
Selon un second mode de réalisation de l’invention, la demande de (re)charge est transmise par la carte au terminal au niveau protocolaire 4.
Par exemple, s’il s’agit du protocole 14443-4, elle peut être insérée dans un message spécifique ou lors d’un échange standard de requêtes et réponses (REQ/REP), utiliser un codage particulier du champ « statuts word » (SW 1 , SW2 dans la norme) utilisé dans toutes les réponses.
La figure 5b illustre des étapes du procédé d’initialisation et sélection de carte par un terminal selon la norme ISO 14443 (parties 3 et 4) pour une carte de type B. On décrit ici seulement les étapes S'I et S’2 qui remplacent les étapes SI et S2 décrites au préalable. Les étapes ultérieures (anticollision et sélection) sont mises en œuvre de manière différente mais aboutissent, de la même manière que dans le cas précédent de la carte de type A, à une sélection de la carte qui ouvre sur une communication utilisant un protocole privé ou un protocole de type 14443-4. Les mêmes variantes s’appliquent donc que dans le cas de la figure 5a. Lors d’étapes S’ l/S’2, l’émetteur envoie une requête d’identification (appelée “REQB” ou « WUPB ») comprenant un champ AFI et attend une réponse ATQB comprenant en retour un champ AFI, codé sur un octet. Selon la norme 14443-3 précitée, l'identificateur de famille d'application (AFI) représente le type d'application ciblé par le coupleur de proximité (ici, le terminal) et permet de présélectionner les cartes de proximité avant l'ATQB. Seules les cartes de proximité avec des applications du type indiqué par l'AFI sont autorisées à répondre à une commande RFQB/WUPB avec un AFI différent de "00". Si la carte est conforme à l’AFI requis, elle peut répondre par une réponse de type « ATQB » comportant elle-même un champ « AFI » dans un champ « données d’application ». Une combinaison judicieuse des champs laissé libres dans l’AFI (notées comme précédemment RFU) permet d’indiquer, selon un mode de réalisation de l’invention, une demande de charge, par exemple on pourra positionner dans la réponse :
Fe demi-octet le plus significatif de l'AFI à la valeur X = 1111
Fe demi-octet le moins significatif de l'AFI à la valeur Y = T, où T code par exemple le nombre de secondes de charge requises. Avantageusement, une telle combinaison permet de transmettre la demande de charge sans modifier la conformité de la carte à la norme 14443.
Il va de soi que le mode de réalisation qui a été décrit ci-dessus a été donné à titre purement indicatif et nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent être facilement apportées par l’homme de l’art sans pour autant sortir du cadre de l’invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de mise à disposition d’une charge électrique pour charger une carte électronique (Cl) comportant un module de communication en champ proche (NFC) par un terminal (Tl, T2), le procédé étant caractérisé en ce qu’il comporte, sur le terminal positionné (E10) en mode lecteur en champ proche de manière à générer un champ électromagnétique apte à charger une telle carte électronique, les étapes suivantes :
- initialiser (El 1) la communication sur un canal en champ proche entre le terminal et la carte ;
- recevoir (E12) un message (MSG1) en provenance de la carte, ledit message contenant au moins une donnée indiquant au terminal qu’il doit maintenir la charge électrique ;
- maintenir (El 3) la charge électrique en restant en mode lecteur.
2. Procédé de mise à disposition d’une charge électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit message comporte en outre les étapes de :
- obtenir une durée (T) pendant laquelle la charge doit être maintenue ;
- arrêter (El 5) la mise à disposition de la charge au bout de cette durée.
3. Procédé de mise à disposition d’une charge électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu’il comporte en outre une étape de mise en œuvre, par le terminal, d’une adaptation de la puissance de la charge mise à disposition.
4. Procédé de mise à disposition d’une charge électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comporte en outre :
- obtenir (El 5), par le terminal, une commande d’arrêt de la mise à disposition de la charge ;
- arrêter (El 5) la mise à disposition de la charge pour la carte.
5. Procédé de chargement électrique d’une carte électronique (Cl) comportant un module de communication en champ proche (NFC) et une batterie rechargeable par un terminal (T 1 , T2) positionné en mode lecteur en champ proche, le procédé étant caractérisé en ce qu’il comporte sur la carte les étapes suivantes lorsque la carte se trouve dans le champ électromagnétique généré par le terminal :
- initialiser (El) la communication sur un canal en champ proche entre la carte et le terminal ; et
- émettre (E2) un message (MSG1) vers le terminal, ledit message contenant au moins une donnée indiquant au terminal qu’il doit maintenir la mise à disposition d’une charge électrique ;
- adapter (E3, REDR) la charge reçue pour charger la batterie.
6. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comporte en outre les étapes suivantes :
- obtenir une durée (T) pendant laquelle la charge doit être maintenue ;
- transmettre ladite durée au terminal.
7. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit message (MSG1) est émis sur un autre canal de communication (BT) que le canal en champ proche.
8. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit message (MSG1) est émis par la carte en champ proche après une réinitialisation ou en réponse à une requête d’initialisation (REQA, REQB) de la carte.
9. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit message (MSG1) est émis, au cours d’une communication de type ISO 14443-3 (S1-S8) entre la carte et le terminal, dans un champ laissé libre par la norme pour un usage futur (RFU).
10. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit message (MSG1) est émis au cours d’une communication de type ISO 14443-4 (S9-S12) entre la carte et le terminal.
11. Terminal (T2) comprenant un dispositif de communication en champ proche (NFC, IBC), une mémoire (MEM’) et un processeur (PROC’) configurés pour, lorsque le terminal est positionné en mode lecteur, de manière à générer un champ électromagnétique apte à charger une carte électronique comportant un module de communication en champ proche
- initialiser (Eli, NFC) la communication sur un canal en champ proche entre le terminal et la carte ;
- recevoir (E12, NFC, BT) un message (MSG1) en provenance de la carte, ledit message contenant au moins une donnée indiquant au terminal qu’il doit maintenir la charge électrique ;
- maintenir (E13, NFC) la charge électrique en restant en mode lecteur.
12. Carte électronique (Cl) comprenant un dispositif de communication en champ proche (NFC, IBC), une alimentation rechargeable (AFIM), un circuit d’adaptation (REDR), une mémoire (MEM) et un processeur (PROC) configurés pour, lorsque la carte se trouve dans le champ électromagnétique généré par le terminal :
- initialiser (El, NFC) la communication sur un canal en champ proche entre la carte et le terminal ;
- émettre (E2, NFC, BT’) un message (MSG1) vers le terminal, ledit message contenant au moins une donnée indiquant au terminal qu’il doit maintenir la mise à disposition d’une charge électrique ;
- adapter (REDR) la charge reçue pour charger la batterie.
13. Système comprenant un terminal selon la revendication 11 et une carte électronique selon la revendication 12.
14. Système comprenant un terminal selon la revendication 11 et une carte électronique selon la revendication 12, dans lequel le terminal et la carte électronique comportent de surcroît un autre module de communication (BT, BT’) permettant d’établir un canal de communication différent du canal en champ proche, et le message est échangé sur ce canal de communication différent du canal en champ proche.
15. Programme d’ordinateur apte à être mis en œuvre sur un terminal tel que défini dans la revendication 11 ou une carte électronique telle que définie dans la revendication 12, le programme comprenant des instructions de code qui, lorsque le programme est exécuté par un processeur, réalise les étapes du procédé défini selon l’une des revendications 1 à 10.
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