FR2485231A1 - Systeme electronique d'identification - Google Patents
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Abstract
SYSTEME ELECTRONIQUE D'INDENTIFICATION POUR LA LECTURE D'UN CODE IDENTIFICATEUR. LE SYSTEME ELECTRONIQUE D'IDENTIFICATION COMPREND UN LECTEUR ET UN IDENTIFICATEUR. LE LECTEUR COMPREND UN DISPOSITIF D'ACTIVATION COMPOSE D'AU MOINS UN INDUCTEUR A ET D'UN AMPLIFICATEUR D'ACTIVATION ET UN DISPOSITIF DE DETECTION COMPOSE D'AU MOINS UN INDUCTEUR D ET D'UN DETECTEUR. L'IDENTIFICATEUR COMPREND AU MOINS UN INDUCTEUR B ET UN INDUCTEURC CONNECTES EN PARALLELE. L'IDENTIFICATEUR EST POSITIONNE PAR RAPPORT AU LECTEUR DE TELLE SORTE QUE, QUAND LE DISPOSITIF D'ACTIVATION PRODUIT UN PREMIER CHAMP ELECTROMAGNETIQUE EN UN PREMIER EMPLACEMENT, L'IDENTIFICATEUR DETECTE CE PREMIER CHAMP ET PRODUISE UN SECOND CHAMP MAGNETIQUE, EN UN SECOND EMPLACEMENT ET LE DISPOSITIF DE DETECTION DETECTE LE SECOND CHAMP ET PRODUISE UN SIGNAL DE SORTIE. APPLICATION A DES SYSTEMES DE CONTROLE D'ACCES A DES LOCAUX OU EQUIPEMENTS.
Description
1 2 48523e
La présente invention concerne des systèmes électro-
niques d'identification et, en particulier, des systèmes électroniques d'identification qui détectent ("lisent") lés caractéristiques électromagnétiques d'un identificateur porteur d'un code identificateur.
On connait plusieurs types de systèmes optiques d'iden-
tification. Des systèmes optiques comportent typiquement des
moyens-électroniques pour lire optiquement des caractéristi-
ques présentées dans un modèle défini -(par exemple des trous dans une carte perforée) qui comprend un code identificateur reconnaissable par le système. Des systèmes optiques présentent plusieurs inconvénients, notamment le fait qu'ils sont souvent facilement utilisés de façon abusive puisque le code identificateur optique est souvent aisément copié. En
outre, des systèmes optiques peuvent souffrir d'une dégrada-
tion des performances due à ce qu'ils sont porteurs de l'identificateur codé optiquement et due à la présence de poussière ou d'autres corps étrangers sur le lecteur optique,
sur l'identificateur, ou sur les deux.
Les systèmes électroniques d'identification codés magnétiquement offrent habituellement une meilleure sécurité que les systèmes codés optiquement puisque le code magnétique placé sur un identificateur est invisible (par exemple, l'identificateur comprend un support comportant une lamelle de substance magnétique qui est magnétisée conformément à
un modèle prédéterminé définissant le code identificateur).
Cependant, les systèmes magnétiques ont plusieurs inconvé-
nients, notamment une affectation par l'usure (par exemple,
une lamelle d'oxyde magnétique placée sur un support identi-
ficateur de type d'une carte peut finalement disparaître par usure); le code magnétique sur l'identificateur peut être accidentellement modifié ou effacé; et, de la poussière ou d'autres corps étrangers sur le lecteur magnétique, sur l'identificateur, ou sur les deux, peuvent dégrader les performances du système en introduisant des erreurs quand le
système essaie de lire le code sur l'identificateur.
Un objet de la présente invention est un système électronique d'identification qui offre une sécurité égale ou supérieure à celle atteinte par d'autres systèmes tout
en évitant les inconvénients décrits plus haut.
Un objet particulier d la présente invention est un système électronique d'identification comportant un lecteur qui peut être utilisé à l'extérieur. L'invention a également pour but de fournir un système qui n'impose pas de sévères restrictions à des paramètres tels que la distance nécessaire entre l'identificateur et le lecteur,
pour que le code identificateur soit lu de façon satisfaisan-
te. Par exemple, un identificateur codé magnétiquement ne doit pas être placé typiquement à plus d'environ 0,0076 cm du lecteur magnétique pour que le code identificateur
magnétique puisse être lu de façon satisfaisante.
Un autre objet de la présente invention est un système électronique d'identification qui puisse fonctionner si l'espace entre le lecteur et l'identificateur est d'environ 0,127 cm. L'invention a en outre pour but de fournir un système électronique d'identification qui fonctionne correctement même si une partie importante de l'espace entre le lecteur et l'identificateur est occupéepar des dépôts de
poussière ou d'autres corps étrangers.
Selon la présente invention, un système électronique d'identification comprend un dispositif d'activation pour produire un premier champ électromagnétique en un premier emplacement, un dispositif de détection pour produire un
signal de sortie à la détection d'un second champ électro-
magnétique en un second emplacement o le premier champ électromagnétique a un effet négligeable sur le dispositif de détection, et un dispositif identificateur pour détecter le premier champ électromagnétique et pour produire le second champ électromagnétique en réponse à la détection du premier champ électromagnétique, le dispositif identificateur étant physiquement séparable des dispositifs d'activation
et de détection.
Le dispositif d'activation selon la présente invention, peut comprendre un premier inducteur électrique autour duquel le premier champ électromagnétique est produit en réponse à un courant appliqué. Le dispositif de détection peut comprendre un second inducteur électrique dans lequel le signal de sortie est produit quand le second champ électromagnétique entoure le second inducteur. Le dispositif identificateur peut comprendre un troisième inducteur électrique et un quatrième inducteur électrique connectés
en parallèle.
Dans-un exemple de réalisation de l'invention, un système électronique d'identification comprend un ensemble de dispositifs d'activation conçus chacun pcur répondre séparément à un courant appliqué afin de produire un premier champ électromagnétique, un ensemble de dispositifs de détection conçus chacun pour répondre séparément à un second champ électromagnétique afin de produire un signal de sortie et un identificateur pour détecter le premier champ
électromagnétique et pour produire le second champ électro-
magnétique en réponse à celui-ci.
De façon avantageuse, des moyens sont prévus pour appliquer sélectivement un courant à un des dispositifs
d'activation et produire ainsi le premier champ électromagné-
tique. Des moyens peuvent être aussi prévus pour explorer chacun des dispositifs de détection afin de détecter le
second champ électromagnétique.
De préférence, l'identificateur est physiquement
séparable des dispositifs d'activation et de détection.
L'identificateur comprend des moyens pour détecter le premier champ électromagnétique et pour produire le second champ électromagnétique en réponse à la détection du
premier champ électromagnétique.
De préférence, chaque dispositif d'activation comprend un inducteur électrique pour produire le premier champ électromagnétique et chaque détecteur comprend un inducteur électrique conçu pour répondre au second champ électromagnétique. De préférence, l'identificateur comprend
au moins deux inducteurs électriques connectés en parallèle.
De façon avantageuse, chaque inducteur contenu dans un des moyens d'activation est aussi contenu dans un des détecteurs. Les inducteurs contenus dans les moyens d'activation et dans les détecteurs peuvent être placés dans un premier groupe. L'identificateur peut comprendre un ensemble d'inducteurs électriques placés dans un second
groupe essentiellement identique au premier groupe.
La présente invention fournit aussi un système électronique d'identification comprenant un premier groupe d'inducteurs, des moyens pour appliquer un courant à un des inducteurs pour produire un premier champ électromagnétique, et des moyens pour explorer chaque inducteur dans le
premier groupe afin de détecter un second champ électroma-
gnétique à un autre inducteur du premier groupe. L'identifi-
cateur prévu comprend un second groupe d'inducteurs élect-
riques essentiellement identique au premier groupe.De façon avantageuse, l'identificateur est physiquement séparable
des autres composants du système électronique d'identifica-
tion Au moins deux inducteurs du second groupe sont électri-
quement connectés, ce qui permet à un courant appliqué à un inducteur du premier groupe, quand les inducteurs du second assemblage sont centrés sur des inducteurs correspondants du premier groupe et sont placés à proximité étroite, de créer le premier champ électromagnétique qui produit un courant dans un inducteur adjacent du second groupe, ledit courant produisant le second champ électromagnétique dans
les autres inducteurs du second groupe qui sont électrique-
ment connectés à l'inducteur adjacent.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente
invention seront mis en évidence dans la description
suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif, en réfé-
rence-aux dessins annexés dans lesquels: Figure 1 est un schéma fonctionnel simplifié d'un système électronique d'identification selon la présente invention comportant deux inducteurs dans le "lecteur" et deux inducteurs sur l'identificateur"; Figure 2 est un schéma de circuit électronique d'un lecteur comportant 24 inducteurs Figure 3 est un schéma du circuit électronique d'un des amplificateurs d'activation inclus dans le circuit de la figure 2 Figure 4 est un schéma du circuit électronique d'un des détecteurs inclus dans le circuit de la figure 2, Figure 5 est une vue en plan d'un côté d'un groupe d'inducteurs qui peut être inclus dans l'identificateur ou dans le lecteur d'un système électroniqued'identification à 24 inducteurs; et Figures 6A à 6E sont des diagrammes de représentation de formes d'onde qui illustrent la séquence d'opérations
exécutées par le lecteur de la figure 2.
Un système électronique d'identification selon la
présente invention comprend un "lecteur" et un "identifica-
teur" séparé qui seront décrits dans la suite. Un identifica-
teur séparé peut être prévu pour chaque élément- d'équipement individuel ou élément qui doit être "identifié". Le lecteur comprend des circuits électroniques pour détecter un code qui a été inclus (comme on l'expliquera dans la suite) dans
un identificateur donné.
Il est évident que le lecteur doit être commandé par un dispositif de commande pilote (tel qu'un calculateur) pouvant faire exécuter au lecteur les différentes fonctions voulues, analyser les résultats des fonctions exécutées et prendre les mesures appropriées, c'est-à-dire, exécuter les
phases de fonctionnement voulues selon l'application parti-
culière considérée. La description de l'exemple de réalisa-
tion préféré de la présente invention sera faite en fonction d'un mode de commande du lecteur par le dispositif de commande pilote. Cependant, la construction et le mode de fonctionnement du dispositif de commande pilote ne sont pas considérés comme faisant partie du système selon la présente invention. En conséquence, le dispositif de commande pilote ne sera pas décrit en détail dans la suite. Pareillement,
l'invention peut être utilisée dans un vaste domaine d'appli-
cations telles que des systèmes de commande d'accès, des systèmes de contrÈle d'identité, des terminaux de point de vente ou des dispositifs équivalents. Selon l'application particulière de l'invention, le dispositif de commande pilote peut simplement enregistrer l'heure du jour et le
code d'un identificateur particulier présenté au lecteur.
Dans certaines applications, la présentation d'un identifi- cateur spécifique peut entraîner que le dispositif de commande pilote permette l'accès à des locaux ou un matériel contrôlé. Ces applications sont décrites à titre d'exemple
uniquement et ne doivent pas être considérées comme limita-
tives de la portée de la présente invention telle qu'elle
est définie dans les revendications annexées.
La figure 1 représente un système électronique d'identi-
fication simplifié qui illustre le principe de fonctionnement de la présente invention. Le lecteur du système comprend un inducteur A placé en un premier emplacement, etun inducteur
D placé en un second emplacement. Un amplificateur d'activa-
tion est connecté électriquement à l'inducteur A pour former
un moyen d'activation. Un détecteur est connecté éléctrique-
ment à l'inducteur D pour former un moyen de détection.
L'identificateur du système comprend deux inducteurs B et C qui sont fixés sur un support dans la même disposition
relative que les inducteurs A et D. Ainsi, si l'identifica-
teur est physiquement écarté du lecteur, il peut ensuite
être remis en place par rapport au lecteur, avec les induc-
teurs A et B étroitement rapprochés l'un de l'autre et l'un centrés /audessus de l'autre (ou en dessous, ou à côté, selon le cas), et avec les inducteurs C et D étroitement rapprochés l'un de l'autre et centrés l'un par rapport à l'autre. Si l'amplificateur d'activation de la Figure 1 est excité pour qu'un courant alternatif passe dans l'inducteur A (et en supposant que les inducteurs A et D, d'une part, et les inducteurs B et C, d'autre part, sont suffisamment éloignés les uns des autres pour que les effets d'inductance mutuelle entre les paires d'inducteurs soient négligeables), un premier champ électromagnétique est alors engendré dans la région entourant l'inducteur A. Si l'inducteur B est placé
suffisamment près de l'inducteur A, le champ électromagné-
tique entourant l'inducteur A produit alors une tension dans l'inducteur B. Si l'inducteur B est connecté à l'inducteur C,un courant passe alors dans l'inducteur C, et un second champ électromagnétique est engendré dans la région entou- rant l'inducteur C. Les inducteurs B et C servent ainsi
d'identificateur pour détecter le premier champ électroma-
gnétique et pour produire le second champ électromagnétique
en réponse à la détection du premier champ électromagnétique.
Si l'inducteur D est placé suffisamment près de l'inducteur C, le second champ électromagnétique engendre alors dans 1' inducteur D un courant qui peut être utilisé par le détecteur pour produire à sa sortie un signal qui est
détecté par le dispositif de commande pilote.
Les inducteurs B et C ont chacun deux bornes qui peuvent être connectées en parallèle de deux façons différentes (c'est-à-dire que les bornes correspondantes des inducteurs peuvent être connectées ensemble ou bien que leurs bornes peuvent être connectéesen croix). La phase du signal de courant engendré dans l'inducteur D dépend du choix fait pour connecter les bornes des inducteurs
B et C ensemble.
Le dispositif de la Figure 1 constitue un système électronique d'identification à deux inducteurs comportant un identificateur qui peut inclure l'un de deux codes identificateurs différents correspondant aux deux choix possibles de connexion des inducteurs B et C. Le dispositif de commande pilote peut commander le lecteur en appliquant
un signal de courant alternatif à l'amplificateur d'activa-
tion pour produire un champ électromagnétique dans la région entourant l'inducteur A. Concurremment île dispositif de commande pilote peut examiner la sortie -du détecteur pour détecter un courant engendré dans l'inducteur D en réponse à un champ électromagnétique entourant l'inducteur D. Si un signal approprié n'est pas détecté à la sortie du détecteur, plusieurs interprétations sont alors possibles (1) il n'y a pas d'identificateur placé à proximité des inducteurs inclus dans le lecteur; ou (2) les inducteurs de l'identificateur me soint ipas
centrés sur ceux du lecteur (et le ou les champs ele.ctrona-
gnétiques n'entourent donc pas les inducteurs adace;nts-
appropriés sur le lecteur ou l'identificateur); ou (3) les inducteurs de l'identificateur ne sont pas-
connectés ensemble (aucun courant ne passe donc dans l"Imc-.
teur C, le second champ électromagnétique n'existe pas et aucun courant n'est engendré dans l'inducteur D); ou (4) les caractéristiques électriques des iuanoeteurs
de l'identificateur sont différentes de celles enw!isa-ges,-
ce qui provoque la génération d'un signal de sortie de
grandeur imprévue.
Lors de l'absence de détection d'un signal Me sDrt5e appropriéele dispositif de commande pilote doit alors
simplement supposer qu'un identificateur de code identifi-
cateur "valide"n'a pas été détecté. Si l'application paXrti-
culière concerne, par exemple, un système de ctmmmande d'accès, le dispositif de commande pilote peut alors refiser l'accès aux locaux, au matériel, etc...contrîlés et ipeut
éventuellement agir d'une autre façon, par exemple en en-
clenchant une alarme sonore.
Il est évident que le "système électroniqre d'identiFi-
cation "représenté sur la Figure 1 peut ne pas être d&'une grande valeur pratique car le nombre de codes identificateurs possibles différents est strictement limité.De préférence, un système électronique d'identification doit cotporter un ncmhre relativement grand de codes identificateurs possib1es différents. S'il y a plus d'inducteurs dans le système, le nombre de manières possiblesd'interconnecter les inducteurs pour former des codes identificateurs différents est aDrs augmenté. Les figures 2 à 6 représentent un exemple de réalisatim d'un système électronique d'identification qui conprtend 24 inducteurs dans le "lecteur" et 24 inducteurs dans "l'identificateur". Le choix de 24 inducteurs a été fait car ils peuvent être interconnectés, comme on le verra plus loin, d'un nombre relativement grand de manières pouvant
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constituer chacune un code identificateur différent. En outre, 24 inducteurs d'un dimensionnement permettant d'obtenir des caractéristiquesélectriques acceptables peuvent être placés commodément sur un support ayant les dimensions d'une carte de crédit, facilement transportable
par une personne.
Pour simplifier la description de l'exemple de réali-
sation préféré de l'invention, on a fait un certain nombre
d'hypothèses. La première est que les inducteurs de l'iden-
tificateur doivent seulement être interconnectés par paires, bien qu'aucune restriction ne soit faite sur le nombre total de paires d'inducteurs interconnectés. C'est ainsi qu'il peut y avoir de 1 à 12 paires d'inducteurs interconnectés sur l'identificateur.(Si au moins trois inducteurs doivent être interconnectés, le seuil du signal de! sortie produit par le second champ électromagnétique peut alors être abaissé, ce qui peut nécessiter une modification du lecteur de manière que de tels signaux de sortie de niveau bas puissent être détectés). La seconde hypothèse est que, bien que deux inducteurs d'une paire donnée puissent être interconnectés de deux manières différentes, les différences de phase du signal de sortie de courant engendré qui en résultent sont
ignorées. C'est ainsi qu'on suppose que des paires d'induc-
teurs sont "connectés" ou "non connectés" sans tenir compte
du mode de connexion. Même avec ces hypothèses de simplifi-
cation, on voit qu'il est encore possible de connecter les 24 inducteurs de l'identificateur de 3,78 x 1013 manières différentes. On notera cependant que ces hypothèses de simplification ne sont pas destinées à limiter la portée de la présente invention telle qu'elle est définie dans les
revendications annexées.
La Figure 5 est une vue en plan d'un groupe de 24
inducteurs qui peut être inclus dans le lecteur ou l'identi-
ficateur. Ce groupe d'inducteurs de l'identificateur ou du lecteur peut être formé sur un côté d'un élément ayant les dimensions d'une carte de crédit, pourvue d'un support de plaquette à circuit imprimé classique. Les techniques classiques de fabrication de circuits imprimés peuvent être utilisées pour graver 24 enroulements hélicoïdaux sur le support, chaque enroulement constituant un inducteur électrique.Cette technique est souhaitable car le groupe résultant peut être réalisé relativement plat et l'identifi- cateur peut ainsi être petit et facilement transportable par la personne qui l'utilise. L'autre côté du support (non représenté) comporte des bornes de connexion pour chaque
inducteur. L'expérience a montré qu'un modèle de 24 enroule-
ments hélicoïdaux ayant chacuntn diamètre hors-tout d'environ 1,27 cm et comprenant chacun 8 spirales en cuivre conducteur de 0,038 cm de large par 0,0025 cm d'épaisseur, peut être commodément gravé sur un support ayant les dimensions d'une
carte de crédit.
De préférence, les groupes d'inducteurs du lecteur et de l'identificateur sont réalisés par le même processus de fabrication de circuits imprimés pour faire en sorte que les inducteurs inclus dans le groupe du-lecteur aient les mêmes espacements relatifs que les inducteurs correspondants du groupe de l'identificateur.Ce groupe d'inducteurs de l'identificateur peut ainsi être positionné de façon que chaque inducteur d'identificateur soit centré au-dessus (ou en dessous, ou à côté selon le cas) d'un inducteur correspondant du groupe du lecteur. Il est important de faire en sorte qu'un champ électromagnétique créé autour
d'un inducteur d'un grcupe entoure un inducteur correspon-
dant de l'autre groupe. L'emploi du même processus de fabrication de circuit imprimé pour réaliser les deux groupes du lecteur et de l'identificateur permet de faire également en sorte que les caractéristiques électriques des inducteurs individuels soient plus ou moins uniformes, afin que le lecteur n'ait pas à compenser les fluctuations du signal de sortie provoquées par la présence d'inducteurs de caractéristiques électriques différentes. (Cependant, une certaine tolérance est acceptable puisqu'il suffit de
déterminer si des inducteurs d'une paire donnée de l'iden-
ficateur ont ou non été connectés pour que, théoriquement, un courant engendré par le second champ électromagnétique indique la présence d'une paire d'inducteurs connectés dans l'identificateur). Bien qu'un groupe d'inducteurs convenable puisse être réalisé en montant des inducteurs individuels sur un support, il apparaît qu'il peut en résulter des
difficultés de positionnement relatif des inducteurs, un en-
combrement, relativement important de l'identificateur, et aussi vraisemblablement un processus laborieux entraînant un
coût de fabrication relativement élevé.
Un identificateur comportant un code donné peut être construit en connectant une ou plusieurs paires
sélectionnées d'inducteurs dans un échantillon donné.
(De cette manière, un ensemble de codes identificateurs distincts peuvent être établis. Le dispositif de commande pilote peut être programmé pour reconnaître chacun des codes et, selon l'application particulière considérée, pour
réagir de façon appropriée à la détection d'un code identi-
ficateur spécifié). Le support d'identificateur peut alors être enrobé d'un matériau opaque tel qu'une résine époxy pour éviter une détérioration physique du groupe d'inducteurs et empêcher une détection visuelle du motif de connexions des inducteurs. Les inducteurs contenus dans le groupe du lecteur ne sont pas interconnectés et il suffit de les
enrober pour éviter leur détérioration.
La figure 2 est un schéma du circuit électronique d'un lecteur d'un système électronique d'identification à 24 inducteurs selon la présente invention.Pour simplifier la représentation, les 24 inducteurs inclus dans le groupe du lecteur sont représentés côte-à-côte, de Ll à L24. En pratique, ces inducteurs sont disposés dans un groupe
essentiellement identique au groupe d'inducteurs de l'iden-
ficateur. Le lecteur comprend également des amplificateurs d'activation et des détecteurs qui remplissent des fonctions
analogues à celles décrites en référence à la Figure 1.
Il est prévu 24 amplificateurs d'activation Dl à D 24 qui
correspondent respectivement aux inducteurs Ll à L24.
Pour simplifier les processus de ccmmande du lecteur, les 24 amplificateurs d'activation sont répartis en trois
groupes de 8 amplificateurs Dl à D8, D9 àDl6 et D17 à D24.
Trois multiplexeurs MUX1, MUX2 et MUX3 sont prévus pour exciter séquentiellement les amplificateurs d'activation de la manière qui sera décrite dans la suite. Sur la Figure 2, la sortie de l'amplificateur Dl est connectée électriquement à une borne de l'inducteur Ll pour former un premier moyen d'activation, la sortie de l'amplificateur D2 est connectée électriquement à une borne de l'inducteur L2 pour former un second moyen d'activation, et ainsi de suite. Les secondes bornes des inducteurs Ll à L24 sont connectées à une source de tension d'alimentation d'inducteur (qui est distincte de la tension d'alimentation de lecteur). Dans l'exemple de réalisation préféré de l'invention, la tension d'alimentation de lecteur est égale à 12 volts. La tension d'oscillateur a été choisie pour être comprise entre 0 et 10 volts. La tension d'alimentation d'inducteur est ainsi de 5 volts,
c'est-à-dire, la valeur moyenne de la tension d'oscillateur.
Il est important que la tension d'alimentation de lecteur
dépasse la tension d'oscillateur afin d'empêcher une détério-
ration des multiplexeurs.
La Figure 3 est un schéma du circuit électronique de chacun des amplificateurs d'activation Dl à D24.Un signal d'activation, engendré à la sortie de l'oscillateur qui sera décrit dans la suite, peut être appliqué à la base d'un transistor Ql par l'intermédiaire d'un condensateur Cl. Une résistance Ri permet de polariser le transistor Ql. Un condensateur C2 "accorde" l'amplificateur d'activation en fonction d'une fréquence donnée d'oscillateur et d'une géométrie donnée d'inducteur pour assurer un transfert d'énergie optimal. La capacité du condensateur C2 peut être déterminée expérimentalement. Par exemple, dans un système utilisant des inducteurs à enroulements hélicoïdaux d'environ 1,27 cm de diamètre hors-tout, comprenant 8 spirales de cuivre conducteur de 0,038 cm par 0,0025 formées sur un substrat de circuit imprimé en verre époxy standard et
utilisés dans un système comportant une fréquence d'oscil-
lateur de 10 MHz, il s'est avéré approprié de donner-une capacité de 820 pF au condensateur C2.Le signal de sortie de l'amplificateur d'activation apparait au collecteur du transistor Q1. Le lecteur comprend également trois détecteurs 51, S2 et S3. Comme décrit dans la suite, la berne d'entrée du détecteur S1 peut être sélectivement connectée à un des inducteurs Ll à L8 pour former un premier dispositif de
détection. Pareillement, le détecteur S2 peut être sélective-
ment connecté à un des inducteurs L9 à L16, et le détecteur 53 peut être sélectivement connecté à un des inducteurs L17
à L24.
La figure 4 est un schéma du circuit électronique de chacun des détecteurs Sl,S2 et 53. Si aucun courant n'a été engendré pour passer dans l'inducteur connecté à la borne d'entrée du détecteur, l'entrée de détecteur est alors mise à la tension d'alimentation de lecteur par l'inducteur et le transistor Q2 est bloqué, ce qui met l'entrée du déclencheur de Schmitt (circuit intégré de type 74C14) à l'état logique "bas"et sa sortie à l'état logique "haut". Si w courant est engendré pour passer dans l'inducteur
qui est connecté à la borne d'entrée di détecteur, le transis-
tor Q2 devient alors conducteur, en mettant l'entrée du déclencheur de Schmitt au niveau "haut" et sa sortie à un niveau "bas". Le dispositif de commande pilote peut examiner la sortie du déclencheur de Schmitt pour déterminer si un ccurant passe dans l'inducteur connecté à la borne d'entrée du détecteur. Si la sortie du déclencheur de Schmitt est à un niveau "bas", le dispositif de commande pilote, peut alors supposer qu'un courant passe dans l'inducteur connecté à la borne d'entrée du détecteur. Si la sortie du déclencheur de Schmitt est au niveau "haut", le dispositif peut supposer qu'aucun courant ne passe dans l'inducteur connecté au
détecteur. Le dispositif de commande pilote peut, comme on le verra dans la suite,
commander chaque inducteur du groupe
14 2485231
du lecteur et déterminer ensuite si un courant est engendré
pour passer dans un autre inducteur du groupe du lecteur.
De cette manière, le dispositif de commande pilote peut déterminer quelles sont les paires d'inducteurs connectées dans l'identificateur et "lire" ainsi le code identificateur. On va maintenant décrire le fonctionnement du lecteur en référence aux figures 6A à6E qui représentent des fermes d'onde. Initialement, le dispositif de commande pilote envoie une impulsion appropriée (Figure 6A) à une ligne de remise à zéro RAZ d'un compteur d'exploration, ce qui remet à zéro le compteur. Ce compteur d'exploration est un compteur binaire classique qui correspond au circuit intégré 4040 de la Figure 2. Les huit lignes de sortie 00 à& 7 du compteur d'exploration sont toutes à l'état logique "bas"à ce moment (figure 6C). Le dispositif de commande pilote envoie ensuite un train d'impulsions approprié ou signal d'horloge (Figure 6B) à la ligne "HORLOGE" du compteur d'exploration. Chaque
impulsion envoyée à la ligne "HORLOGE" du compteur d'explo-
ration fait progresser le compteur d'exploration de un. Par exemple, la première impulsion d'horloge envoyée au compteur d'exploration après l'impulsion de remise à zéro RAZ engendre l'état logique "haut" sur la lignede sortie de compteur d'exploration 00 et l'état logique "bas" sur les lignes de
sortie O1 à 07 du compteur d'exploration (Figure 6C).
L'impulsion d'horloge suivante engendre l'état logique "haut" sur la ligne de sortie 01 du compteur d'exploration et l'état logique "bas" sur les lignes de sortie O Oet 2 à O7
du compteur d'exploration (Figure 6C), etc..
Les lignes de sortie O0, 01 et 02 du compteur d'explo-
ration sont respectivement connectées aux bornes de "sélec-
tion" A0, A, et A de chacun des multiplexeurs MUX4, MUX5
et MUX6. Les bornes de 'validation" E de chacun des multiple-
xeurs MlX4, MUX5 et MUX6 sont mises à la masse. Puisque l'entrée de chaque borne de "validation" est automatiquement inversée par le multiplexeur de circuit intégré particulier utilisé dans l'exemple de réalisation préféré de l'invention,
les multiplexeurs MUX4, MUX5 et MUX6 sont validés en permanence.
Comme les lignes de sortie 00, 01 et 02 du compteur d'exploration sont séquentiellement incrémentées de "O" à "7" (c'est-à-dire que la série des lignes de sortie OC' 01 et 02 du compteur d'exploration passent toutes du niveau "bas" au niveau "haut"), chacun des multiplexeurs MUX4, MUX5 et MUX6 peut "sélectionner" une de ses huit lignes d'entrée pour la relier à l'entrée du détecteur couplé au multiplexeur particulier. Par exemple, lorsque les lignes de sortie o00, 01 et 02 du compteur d'exploration sont au niveau "bas", le multiplexeur MUX4 "sélectionne" l'inducteur L1 pour le connecter au détecteur Si. Pareillement, le multiplexeur MUX5 "sélectionne" l'inducteur L9 pour le
connecter au détecteur S2 et le multiplexeur MUX6 "sélec-
tionne" l'inducteur L7 pour le connecter au détecteur S3.
Quand le compteur d'exploration progresse de manière que la ligne de sortie 00 soit au niveau "haut" et les lignes 01 et O2 au niveau "bas", le multiplexeur MLX4 "sélectionne" l'inducteur 10 pour le connecter au détecteur 52, etc. Le compteur d'exploration et les multiplexeurs MUX4, MUX5 et MUX6 fournissent ainsi un moyen pour explorer chacun des
ensembles inducteur-détecteur.
Les lignes de sortie de compteur d'exploration 06
et 07 sont connectées aux bornes de "validation" des multi-
plexeurs MUXl, MUX2 et MUX3. Deux inverseurs logiques et deux portes logiques NON-El sont placés entre les lignes de sortie 06 et 07 du compteur d'exploration et les multiplexeurs MUXl, MUX2 et MUX3 de telle sorte que le multiplexeur MUXl soit "validé" quand les lignes de sortie 06 et 07 du compteur d'exploration sont au niveau "bas", que le multiplexeur MUX2 soit "validé" quand la ligne de sortie 06 est au niveau "haut" et la ligne de sortie 07 au niveau "bas", et que le multiplexeur MUX3 soit "validé" quand la ligne de sortie 06
est au niveau "bas" et la ligne de sortie 07 au niveau "haut".
Les lignes de sortie 03, 04 et 05 du compteur d'exploration sont connectées aux bornes de "sélectibn" des multiplexeurs MUXl, MUX2 et MUX3. Quand le compteur d'exploration progresse, le signal de sortie d'oscillateur (Figure 6D, on notera que l'échelle de temps de la Figure 6D a été beaucoup-exagérée pour mieux comprendre le dessin) est envoyé séquentiellement à chacun des 24 inducteurs par l'amplificateur d'activation associé. Le compteur d'exploration, les. multiplexeurs MUX1, MUX2 et MUX3, et les portes logiques fournissent ainsi un moyen pour envoyer sélectivement un signal de courant à un
des ensembles inducteurs-amplificateurs d'activation.
La ligne de sortie 00 du compteur d'exploration représente "le bit de poids faible" (ce qui signifie qu'il change d'état plus rapidement que ne progresse le compteur
d'exploration). La ligne de sortie 07 du compteur d'explora-
tion représente "le bit de poids fort" (ce qui signifie qu'il change d'état moins rapidement que ne progresse le compteur
d'exploration). La ligne de sortie 03 du compteur d'explora-
tion ne change d'état qu'après que les lignes de sortie 00, 01 et 0 2 du compteur d'exploration aient changé sept fois d'état. Ainsi, l'entrée connectée à chaque détecteur peut changer sept fois d'état avant que l'un des multiplexeurs MUXl, MUX2 et MUX3 soit activé pour 'sélectionner" un moyen d'activation différent. Quand un des multiplexeurs MUX1, MUX2 et MUX3 est activé pour sélectionner la ligne de sortie suivante, les lignes de sortie 0o, 01 et 02 changent encore sept fois d'état avant qu'un autre moyen d'activation soit
sélectionné par l'un des multiplexeurs MUX1, MUX2 et MUX3.
Cela signifie qu'un seul inducteur peut être commandé en permanence tandis que les multiplexeurs MUX4, MUX5 et MUX6 connectent chacun sélectivement huit inducteurs à l'un des détecteurs S1, S2 et S3. Les 24 inducteurs peuvent ainsi être "lus" par le dispositif de commande pilote pendant
qu'un seul indicateur est activé.
Lorsque le multiplexeur MUX1 est "validé" et les lignes de sortie 03, 04 et 05 du compteur d'exploration à
un niveau "bas", le multiplexeur MUX1 "sélectionne" l'ampli-
ficateur d'activation D1 auquel le signal de sortie d'oscil-
lateur (OSC) de la Figure 6D est envoyé. Le signal de sortie d'oscillateur (par exemple, de 10 MHz) est amplifié et
envoyé à l'inducteur Ll, ce qui engendre un champ électroma-
17 2485231
gnétique dans la région entourant Li. Quand Li est activé,
les inducteurs LI à L8, L9 à L16, et L17 à L24 sont respec-
tivement connectés séquentiellement aux détecteurs S1,S2 et 53. Comme l'inducteur: Ll est activé, le signal de sortie doit être détecté quand il est appliqué au détecteur SI (Figure 6E).
Le dispositif de commande pilote peut utiliser cette carac-
téristique pour vérifier le fonctionnement correct du
lecteur. Si un identificateur comportant un groupe d'induc-
teurs approprié est placé à étroite proximité du groupe d'inducteurs du lecteur de manière que les inducteurs correspondants de chaque groupe soient centrés l'un au-dessus (ou en dessous, ou à côté, selon le cas) de l'autre (le châssis contenant le lecteur peut comporter une fente de guidage dans laquelle l'identificateur peut être inséré pour
un positionnement convenable par rapport au groupe d'induc-
teurs du lecteur), un signal de sortie sera également détecté
à partir des inducteurs du groupe du lecteur qui sont adja-
cents aux inducteurs de l'identificateur qui sont connectés à l'inducteur d'identificateur qui est adjacent à l'inducteur commandé.Les inducteurs sont "détectés" trois par trois par l'intermédiaire des détecteurs S1, S2 etS3. Quand les huit inducteurs associés à chaque détecteur ont chacun été "lus", le compteur d'exploration est incrémenté par le dispositif de commande pilote et le signal de sortie d'oscillateur est
envoyé à l'inducteur L2 par l'intermédiaire de l'amplifica-
teur d'activation D2. Tous les 24 inducteurs sont à nouveau "lus" pendant que l'inducteur L2 est activé. Le dispositif de commande pilote doit conserver un enregistrement des paires d'inducteurs connectés en notant les inducteurs de lecteur dans lesquels passe un courant quand un inducteur donné de lecteur est activé. Quand tous les inducteurs
de détection ont été activés et quand tous les autres induc-
teurs du lecteur ont été "lus" séparément, le traitement est terminé. Le dispositif de commande pilote peut comparer les paires d'inducteurs connectés qui ont été détectées avec un code(ou des codes) identificateur donné et réagir en
conséquence selon l'application particulière considérée.
On notera que chaque paire d'inducteurs connectés est détectée deux fois puisque les deux inducteurs de la paire sont commandés séparément et qu'un courant engendré
est détecté dans l'autre inducteur de la paire. Cette carac-
téristique de "lecture double" peut être utilisée comme caractéristique de contrôle d'erreur par le dispositif de
commande pilote.
On a indiqué, ci-dessous, des valeurs préférées des composants de circuit d'un lecteur réalisé pour une
application faisant intervenir un système électronique d'iden-
tification à 24 inducteurs, conforme à la présente inven-
tion et dans lequel les inducteurs ont été fabriqués sous forme d'enroulements hélicoïdaux sur un support en verre époxy standard. Chaque enroulement a un diamètre hors-tout
d'environ 1,27 cm et comprend.' 8 spirales de cuivre conduc-
teur de 0,0025 cm par 0,038 cm. On a utilisé une fréquence
d'oscillateur de 10 MHz.
Ci 0,01 OF Rl 470 Q Ql 2N4401 C2 820 pF
R2 470 -G-
Q2 2N4403
R3 10 K.fl-
14 (déclencheur/â$echmitt) 74C14(circuit intégré) Compteur d'exploration 4040 (circuit intégré) Portes NON-ET 40-11 (circuit intégré) Inverseurs 40<69 (circuit intégré) MUXl-MUX6 4051 (circuit intégré) Il est apparu qu'un lecteur construit comme décrit
* plus haut peut fonctionner de façon satisfaisante si l'écar-
tement entre les inducteurs du lecteur et les inducteurs de l'identificateur ne dépasse pas environ 0,127 cm. En outre, il est apparu que de la poussière ou autres corps étrangers accumulés sur un groupe d'inducteurs ne dégradent pas les performances du système puisque les groupes sont "couplés" au moyen des champs électromagnétiques induits qui peuvent pénétrer dans la plupart des matières étrangères accumulées sur le lecteur ou sur l'identificateur, dans des conditions ordinaires de champ. Le système est donc bien adapté pour
une utilisation à l'extérieur(par exemple, dans des applica-
tions qui impliquent la surveillance ou la commande de l'accès à un matériel placé à l'extérieur) o des accumulations relativement importantes de matières étrangères sont à prévoir.
Il est évident pour l'homme de l'art qu'en program-
mant le dispositif de commande pilote d'une manière convena-
ble, on peut construire des systèmes électroniques d'identi-
fication très sophistiqués. Par exemple, le dispositif de commande pilote peut être programmé pour enregistrer le code de chaque identificateur présenté au lecteur, en même temps que l'heure du jour. Une multiplicité de lecteurs peuvent être placés en différents emplacements de sorte que le dispositif de commande pilote puisse garder la trace des personnes ou des matériels associés aux identificateurs individuels. Dans certaines applications, des lecteurs
peuvent être inclus dans des terminaux de "point de vente".
Des identificateurs portant des codes uniques peuvent être fournis à des clients individuels en vue de leur présentation à un terminal de point de vente comme une carte de crédit classique. Dans un autre exemple, un système de commande d'accès offrant une excellente sécurité peut être construit en programmant le dispositif de commande pilote pour définir un code identificateur considéré comme "valide"; lors de
la détection d'un identificateur portant ce code, le dispo-
sitif de commande pilote réagit pour permettre l'accès à un matériel ou à des locaux contrôlés, noter le temps d'entrée, etc..Dans certaines applications, on peut définir plus d'un code identificateur comme "valide" polr établir une hiérarchie de codes identificateurs valides et une action appropriée peut être prise par le dispositif de
commande pilote lors de la détection de chacun des codes.
Un identificateur peut aussi être "invalidé" à n'importe
quel moment en modifiant simplement le programme du dispo-
sitif de commande pilote et éventuellement, au moins un
2485231
nouveau code identificateur "valide" peut alors être inclus dans le programme du dispositif de commande pilote. On notera cependant que ces "caractéristiques" sont toutes des fonctions (essentiellement dirigées par la programmation du calculateur) du dispositif de commande pilote choisi en particulier et qu'elles peuvent être toutes adaptées à l'exemple de réalisation préféré de l'invention qui vient
d'être décrit.
21 2485231
Claims (18)
1. Système électronique d'identification, caractérisé en ce qu'il comprend: a) un dispositif d'activation A pour produire un premier champ électromagnétique en un premier emplacement, b) un dispositif de détection D pour produire un signal de sortie lors de la détection d'un second champ électromagnétique en un second emplacement o le premier champ électromagnétique a un effet négligeable sur les moyens de détection; et c) un dispositif identificateur B, C pour détecter le premier champ électromagnétique et pour produire le second champ électromagnétique en réponse à la détection du premier champ électromagnétique, ledit dispositif identificateur étant physiquement séparable du dispositif d'activation et
du dispositif de détection.
2. Système électronique d'identification,selon la
revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'acti-
vation comprend un premier inducteur électrique A autour duquel le premier champ électromagnétique est engendré en
réponse à un courant appliqué.
3. Système électronique d'identification, selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de détection comprend un second inducteur électrique D dans lequel le signal de sortie est engendré quand le second
champ électromagnétique entoure le second inducteur.
4. Système électronique d'identification, selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif identificateur comprend un troisième inducteur électrique B
et un quatrième inducteur électrique C connectés en parallèle.
5. Système électronique d'identification, caractérisé en ce qu'il comprend: a) un ensemble de dispositifs d'activation (Dl à D24 et Ll à L24) conçus chacun pour répondre séparément à un
courant appliqué afin de produire un premier champ électro-
magnétique;
22 2485231
b) un ensemble de dispositifs de détection (Si à S3) conçus chacun pour répondre séparément à un second champ électromagnétique afin de produire un signal de sortie et c) un dispositif identificateur pour détecter le premier champ électromagnétique et pour produire le second
champ électromagnétique en réponse au premier.
6. Système électronique d'identification selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre
des moyens (MUXI, MUX3, MUX3) pour appliquer de façon sélec-
tive un courant à un des dispositifs d'activation et pour
produire ainsi le premier champ électromagnétique.
7. Système électronique d'identification selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (MUX4, MUX5, MUX6) pour explorer chacun des dispositifs de détection afin de détecter le second champ électromagnétique.
8. Système électronique d'identification selon l'une
quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que
ledit dispositif identificateur est physiquement séparable
desdits dispositifs d'activation et de détection.
9. Système électronique d'identification selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit dispositif identificateur comprend des moyens pour détecter le premier champ électromagnétique et pour produire le second champ électromagnétique en réponse à la détection du premier
champ électromagnétique.
10. Système électronique d'identification selon la revendication 9, caractérisé en ce que chacun des dispositifs d'activation comprend un inducteur électrique pour produire le premier champ électromagnétique et en ce que chacun des dispositifs de détection comprend un inducteur électrique
conçu pour répondre au second champ électromagnétique.
11. Système électronique d'identification selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit dispositif identificateur comprend au moins deux inducteurs électriques
connectés en parallèle.
23 2485231
12. Système électronique d'identification selon la revendication 11, caractérisé en ce que chaque inducteur inclus dans un des dispositifs d'activation est aussi inclus
dans un des dispositifs de détection. -
13. Système électronique d'idéhtification selon la revendication 12, caractérisé en ce que les inducteurs (Ll à L24) inclus dans les dispositifs d'activation et de
détection sont placés dans un premier groupe.
14. Système électronique d'identification selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit dispositif
identificateur comprend un ensemble d'inducteurs électri-
ques placés dans un second groupe essentiellement identique
au premier groupe.
15. Système électronique d'identification caractérisé en ce qu'il comprend: a) un premier groupe d'inducteurs électriques (Ll à L24); b) des moyens (Dl à D24) pour appliquer un courant à un desdits inducteurs afin de produire un premier champ électromagnétique; et c) des moyens (MUX4 à MUX6)pour explorer chaque inducteur du premier groupe afin de détecter un second champ
électromagnétique dans un autre inducteur du premier groupe.
16. Système électronique d'identificationselon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif identificateur qui comprend un second groupe d'inducteurs électriques essentiellement identique
au premier groupe.
17. Système électronique d'identification selon la revendication 16, caractérisé en ce que ledit dispositif
identificateur est physiquement séparable des autres compo-
sants du système.
18. Système électronique d'identification selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'au moins deux
inducteurs (A,D) du second groupe sont connectés électrique-
ment de sorte que, lorsque les inducteurs du second groupe sont centrés sur les inducteurs correspondants (B,C) du premier groupe et placés à très peu de distance de ceux-ci, un courant appliqué à un inducteur du premier groupe engendre le premier champ électromagnétique qui produit un courant dans un inducteur adjacent du second groupe, ce courant engendrant ledit second champ électromagnétique dans les
autres inducteurs du second groupe qui sont connectés -élec-
triquement audit inducteur adjacent.
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