FR2980872A1

FR2980872A1 - Dispositif de communication radiofrequence

Info

Publication number: FR2980872A1
Application number: FR1158873A
Authority: FR
Inventors: Houssem Assadi; Philippe Levionnais; Bertrand Pladeau
Original assignee: France Telecom SA
Current assignee: Orange SA
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2013-04-05

Abstract

L'invention a trait à un dispositif de communication (4) destiné à échanger des données avec un terminal connecté (5) et un terminal sans contact (1). Le dispositif comprend classiquement un microcontrôleur (10) apte à contrôler des moyens de communication sans contact en champ proche (13, NFC). Le dispositif comporte en outre des moyens de communication (18) avec contact aptes à alimenter le microcontrôleur (10).

Description

Dispositif de communication radiofréquence Domaine technique 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 RFID (d'après l'anglais Radio Frequency IDentification). Elle s'applique plus particulièrement au contrôle de dispositifs électromagnétiques comportant un microcontrôleur de communication en champ proche (en anglais Near Field - NF), que ces dispositifs soient passifs, actifs ou semi-actifs. Les dispositifs en question sont désignés dans la suite par l'expression « transpondeurs ». Etat de la technique Les communications en champ proche, usuellement appelées NFC (sigle de l'anglais « Near Field Communication »), basées principalement sur la norme ISO (sigle de l'anglais « 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. Une catégorie d'applications NFC, à laquelle s'applique l'invention, est celle où les périphériques sont respectivement un transpondeur et un terminal apte à lire des données dans le transpondeur. Cette catégorie se rapporte au tag reading tel que défini par le Forum NFC (association industrielle chargée de promouvoir la mise en oeuvre et la normalisation de la technologie NFC). Dans ce contexte applicatif, une communication NFC est établie entre un maître, ici appelé terminal, et un esclave, ici appelé transpondeur. Par exemple, le terminal est un téléphone mobile et le transpondeur une étiquette associée à un service. De tels services permettent d'accéder à toutes sortes d'informations dans le contexte d'applications de transport, de paiement, d'accès au réseau Internet, d'envoi d'un SMS ou d'un appel téléphonique, etc.

Les transpondeurs utilisés dans ce contexte possèdent une mémoire dans laquelle sont inscrites, lors de leur fabrication, des données relatives au transpondeur et optionnellement des données de service. Un problème se pose lorsque les données inscrites dans la mémoire d'un transpondeur doivent être modifiées ou lorsque de nouvelles données doivent être créées. De manière générale, un problème se pose lorsque des données sont à écrire dans la mémoire d'un transpondeur après sa fabrication. Pour écrire de telles données dans ce transpondeur, il est aujourd'hui nécessaire de disposer d'un émetteur de type NFC et d'établir un couplage électromagnétique avec le transpondeur afin de contrôler le microcontrôleur du transpondeur et, par le biais de son microprocesseur, écrire dans sa mémoire. Cette opération est coûteuse, puisqu'il faut disposer d'un terminal équipé d'un module NFC et des programmes logiciels correspondants ; elle est, de plus, parfois difficile à mettre en oeuvre, car elle suppose une distance faible et une certaine précision d'approche entre le terminal et le transpondeur. L'invention offre une solution ne présentant pas les inconvénients de l'état de la technique. L'invention A cet effet, selon un aspect matériel, l'invention concerne un dispositif de communication comportant un microcontrôleur apte à contrôler des moyens de communication sans contact en champ proche, ledit dispositif étant caractérisé en ce que le microcontrôleur est en outre apte à contrôler des moyens de communication avec contact.

L'invention offre ainsi l'avantage de fournir deux interfaces d'accès au transpondeur, une interface avec contact et une interface sans contact, sur une architecture matérielle à un seul microcontrôleur, et donc un seul microprocesseur. Il est ainsi possible de modifier la valeur des données, par exemple des points de fidélité, dans la mémoire inscriptible ou réinscriptible (c'est-à-dire que l'on peut y écrire plusieurs fois) du microcontrôleur, sans utiliser un couplage électromagnétique. L'interface avec contact du dispositif selon l'invention transporte les données à écrire jusqu'au microcontrôleur du dispositif et ces mêmes données peuvent être lues ultérieurement par le biais d'un couplage électromagnétique. Selon un mode de mise en oeuvre particulier de l'invention, un tel dispositif de communication est en outre caractérisé en ce que les moyens de communication avec contact sont aptes à recevoir une alimentation pour alimenter le microcontrôleur.

De cette manière, le microcontrôleur du dispositif peut être alimenté et recevoir des données via une interface avec contact, par exemple filaire. Ainsi l'invention offre l'avantage de pouvoir écrire des données dans la mémoire du microcontrôleur indépendamment d'une communication NFC. Selon un mode de mise en oeuvre particulier de l'invention, qui pourra être mis en oeuvre alternativement ou cumulativement avec les précédents, un tel dispositif de communication est en outre caractérisé en ce que la communication avec contact est de type USB. Le protocole et les interfaces USB sont largement supportés par un grand nombre de terminaux. Elles sont naturellement aptes à alimenter un dispositif depuis un terminal maître (celui du commerçant). L'interface USB est donc un choix avantageux pour le contexte de l'invention, puisque de cette manière le microcontrôleur du dispositif peut être alimenté et recevoir des données via la même interface filaire. Selon un autre mode de mise en oeuvre particulier de l'invention, qui pourra être mis en oeuvre alternativement ou cumulativement avec les précédents, un tel dispositif de communication est en outre caractérisé en ce que le microcontrôleur est apte à favoriser les données en provenance de l'une ou l'autre des interfaces.

L'invention offre l'avantage d'un système simple et peu coûteux à base d'un seul microcontrôleur. Une telle architecture permet de gérer aisément les conflits d'accès aux différentes ressources, et notamment à la mémoire du dispositif. Notamment, le microprocesseur du microcontrôleur comporte des instructions de programme qui lui permettent de favoriser l'accès à la mémoire de l'interface avec contact. Notamment si les deux terminaux tentent d'écrire ou de lire simultanément dans la mémoire, l'un via son interface USB et l'autre via son interface NFC, il est intéressant de donner la priorité à l'accès USB car c'est le plus généralement le terminal USB (celui du commerçant) qui doit contrôler la validité des données en mémoire à lire par le terminal NFC (celui du client). Selon un aspect fonctionnel, l'invention concerne également un procédé de communication d'un dispositif de communication équipé d'un microcontrôleur caractérisé en ce que le microcontrôleur du dispositif contrôle des moyens de communication sans contact en champ proche, ledit procédé étant caractérisé en ce que le microcontrôleur contrôle en outre des moyens de communication avec contact. Selon un premier mode de mise en oeuvre du procédé, il est caractérisé en ce que le microcontrôleur du dispositif est apte à favoriser les données en provenance de l'une ou l'autre des interfaces.

Selon un autre aspect matériel, l'invention concerne également un programme d'ordinateur apte à être mis en oeuvre sur un dispositif tel que décrit ci-dessus, le programme comprenant des instructions de code qui, lorsque le programme est exécuté par un processeur, met en oeuvre le procédé décrit ci-dessus.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés. Les figures: La figure 1 représente schématiquement deux terminaux et un transpondeur selon l'état de la technique. La figure 2 représente schématiquement deux terminaux et un dispositif-transpondeur selon un mode de réalisation de l'invention.

La figure 3 représente une architecture matérielle du dispositif de la figure 2, objet de l'invention. Description détaillée d'un exemple de réalisation illustrant l'invention La figure 1 représente schématiquement deux terminaux et un transpondeur selon l'état de la technique. Le terminal 1 et le terminal 2 sont aptes à communiquer en champ proche via un champ électromagnétique (NFNear Field) avec le transpondeur 3. Le terminal 1 est représenté ici, pour la compréhension générale de l'invention, sous la forme d'un téléphone mobile équipé d'un module NFC symbolisé par son antenne NFC 11. Le terminal 2 est représenté sous la forme d'une borne de lecture / écriture sans contact équipée d'un module NFC symbolisé par son antenne NFC 12. Les terminaux 1 et 2 sont représentés ici pour le contexte général mais ne font pas partie de l'invention. Le transpondeur 3 est représenté comme une étiquette NFC. Une telle étiquette peut être affichée chez un commerçant et contient un nombre de points de fidélité à attribuer à un client, cette valeur devant être modifiée de façon dynamique en fonction du montant de l'achat, par exemple. Le transpondeur 3 comporte une antenne NFC 13 et un microcontrôleur 10. Par microcontrôleur, on entend une structure à base de microprocesseur. Comme il sera détaillé à l'appui de la figure 3, un tel microcontrôleur se présente généralement sous la forme d'un circuit intégré réunissant tous les éléments d'une structure à base de microprocesseur : une mémoire de données (RAM ou EEPROM), une mémoire de programme (ROM, EEPROM...), des interfaces parallèles ou série pour la connexion des entrées/sorties et le dialogue avec d'autres unités, des horloges, etc. Lors d'une communication NFC conventionnelle, le terminal 1 est apte à entrer, via son antenne NFC 11, en communication avec le transpondeur 3 lorsque l'utilisateur du terminal 1, par exemple un client équipé d'un téléphone mobile, s'en approche à moins de 10 cm. Le client peut alors lire, à l'aide de son terminal 1, la valeur d'une donnée D, par exemple le nombre de points de fidélité qui lui est attribué, stocké dans la mémoire du transpondeur. La lecture se fait classiquement au moyen du protocole NFC.

On suppose ici qu'un commerçant, propriétaire du transpondeur 3 et du terminal 2, souhaite modifier une donnée, dans notre exemple le nombre D de points de fidélité, inscrit dans sa mémoire. Selon l'état de la technique connue, le commerçant doit, afin d'écrire le nombre de points de fidélité pour son client, approcher son terminal 2 du transpondeur 3 à moins de 10 cm. L'écriture se fait classiquement au moyen du protocole NFC. Le terminal 2 et le terminal 1 réalisent respectivement l'écriture et la lecture du nombre D de points de fidélité en plongeant le transpondeur 3 dans un champ électromagnétique issu de leur module NFC. Lorsque le champ électromagnétique émis est suffisamment élevé pour alimenter correctement le transpondeur 3, c'est-à-dire lorsque le transpondeur 3 est suffisamment proche du terminal 2 ou du terminal 1 pour être alimenté, une communication peut être établie selon le protocole NFC. En particulier, comme schématisé par les deux flèches en pointillé illustrant le cheminement des données du terminal 2 jusqu'au terminal 1, le terminal 2 du commerçant peut écrire la donnée D dans la mémoire du transpondeur 3 sous le contrôle de son microcontrôleur 10, et le terminal 1 du client peut ultérieurement lire la donnée (D) dans cette même mémoire sous le contrôle de ce même microcontrôleur. Il est cependant coûteux et malaisé de réaliser l'opération d'écriture à l'aide d'un terminal (2) tel qu'une borne, ou un téléphone mobile professionnel équipé d'un émetteur NFC. Cette opération suppose en effet de disposer d'un tel terminal, équipé de modules matériels et logiciels pour la communication en champ proche, qui peut être coûteux. Elle contraint de plus le commerçant, qui peut être physiquement éloigné du transpondeur, à l'en approcher de manière conséquente. C'est pourquoi l'invention permet d'y substituer un équipement très simple, à bas coût, filaire, qui permettra d'écrire dynamiquement dans la mémoire du transpondeur tout en restant éventuellement à distance. La figure 2 représente un système comprenant un transpondeur 4 selon un mode de réalisation de l'invention. Le dispositif 4 comporte un microcontrôleur 10 identique à celui de la figure 1 et une interface 18 représentée par son connecteur USB. De manière analogue à celle décrite à l'appui de la figure 1, l'interface NFC permet au terminal 1 du client de rentrer en communication avec le dispositif 4 pour lire le contenu de la mémoire du microcontrôleur 10.

L'interface 18 permet pour sa part une communication filaire avec l'extérieur, ici un module 5 de génération de données D. Dans cet exemple, l'interface 18 est de type USB (Universal Serial Bus) pour une connexion série avec le terminal 5, qui dispose d'une interface 19 de même type (USB). Le terminal 5 est par exemple un terminal très simple qui permet de saisir des données numériques et de les transmettre vers le dispositif 4 qui est apte à les recevoir, puis à les mémoriser. Par exemple, le commerçant saisit sur ce terminal 5, à l'aide de son clavier 51, le nombre de points de fidélité qu'il souhaite inscrire dans la mémoire. Les données peuvent s'afficher pour vérification sur l'écran 53 et leur saisie est validée par des touches de validation 52, déclenchant une transmission vers le dispositif 4 selon le protocole USB. Selon un autre exemple, le dispositif 4 est relié directement au système de caisse qui lui transmet le nombre de points à créditer au client, cette valeur étant calculée par la caisse en fonction du montant de l'achat. Selon encore un autre exemple, le dispositif 4 est relié à la carte mère d'un ordinateur ou d'une passerelle domestique qui lui transmet des données.

L'interface USB 18 transporte également, classiquement, une alimentation jusqu'au microcontrôleur 10. Le microcontrôleur étant correctement alimenté, la communication devient possible entre le dispositif 4 et le terminal 5. Naturellement, d'autres interfaces et protocoles de communication à la portée de l'homme du métier pourront remplacer le protocole USB, par exemple une interface série de type RS232, ou un autre type d'interface série, ou encore une interface parallèle. Néanmoins, un autre type de connexion n'étant pas forcément apte à fournir au microcontrôleur 10 l'alimentation qui lui est nécessaire, il faudra prévoir en plus un moyen d'alimentation, par exemple un générateur de courant et deux fils électriques connectés au circuit du microcontrôleur. On va maintenant décrire plus précisément une architecture possible pour le dispositif 4, à l'appui de la figure 3.

Le microcontrôleur du dispositif 4 contient classiquement : - un microprocesseur 100 (UC) destiné notamment à charger des instructions en mémoire, à les exécuter, à effectuer des opérations ; - une mémoire volatile 101, ou "RAM" (pour "Random Access Memory") utilisée pour exécuter des instructions de code, stocker des données variables, etc. ; - une mémoire non volatile 102, de type « ROM » (de l'anglais « Read Only Memory »), destinée à contenir des informations persistantes et notamment des programmes à exécuter par le microprocesseur 100. - une mémoire 103, de type « EEPROM » (de l'anglais « Electrically Erasable Programmable Read Only Memory »), destinée à contenir des programmes ou des données. - un périphérique d'entrée-sortie (IO) 105 contrôlant l'antenne NFC 13. - et selon l'invention, un périphérique d'entrée-sortie (IO) 104 contrôlant l'interface USB 18. Les différents modules communiquent classiquement les uns avec les autres par l'intermédiaire d'un ou plusieurs bus de données et d'adresses (40).

Le contrôle de l'antenne 13 et les communications NFC sont dans ce cas classiquement assurées par le microcontrôleur. Le contrôle du périphérique USB et des communications série se font également, de manière connue, via le microprocesseur 100 du microcontrôleur. Le microprocesseur 100 gère aussi les conflits entre les différentes entrées/sorties et notamment entre le périphérique USB et le périphérique NFC pour les accès à la mémoire. Notamment, une priorité peut être donnée aux accès mémoire en provenance de l'interface avec contact : dans notre exemple de réalisation, si les deux interfaces 18 et 13 tentent d'accéder simultanément à la mémoire en écriture, une priorité sera affectée à la donnée provenant de l'interface 18 avec contact car c'est l'interface 18 qui reçoit les données en provenance du terminal du commerçant (5). Cette priorisation permet d'être sûr que la bonne donnée a été écrite pour le bon client (le nombre de points de fidélité qui lui est attribué) avant que ce dernier la lise. Selon cette architecture, l'invention permet donc l'accès privilégié à la mémoire de données (101, 103) du dispositif 4 par le terminal 5 via une communication avec contact, et un second accès à la même mémoire du dispositif 4 via une communication sans contact. Naturellement, dans un autre contexte applicatif, la priorité pourra être donnée à l'interface sans contact.

Bien entendu, la présente invention ne se limite pas au mode de réalisation décrit ici, d'autres variantes et modes de réalisation peuvent être déduits et mis en oeuvre par une personne du métier à la lecture de la présente description et des figures annexées.

Notamment, la présente description repose sur deux interfaces de communication, l'une sans contact et l'autre avec contact, mais d'autres modes de mise en oeuvre comportant un nombre supérieur d'interfaces seraient facilement envisageables.5

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif de communication (4) comportant un microcontrôleur (10) apte à contrôler des moyens de communication sans contact en champ proche (13, NFC), ledit dispositif (4) étant caractérisé en ce que le microcontrôleur (10) est en outre apte à contrôler des moyens de communication avec contact (18).2. 3. 4. 5. Dispositif de communication (4) selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de communication (18) avec contact sont aptes à recevoir une alimentation pour alimenter le microcontrôleur (10). Dispositif de communication (4) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la communication avec contact (18) est de type USB. Dispositif de communication (4) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le microcontrôleur est apte à favoriser les données en provenance de l'une ou l'autre des interfaces (13, 18). Procédé de communication d'un dispositif de communication (4) équipé d'un microcontrôleur caractérisé en ce que le microcontrôleur (10) du dispositif (4) contrôle des moyens de communication sans contact en champ proche (13, NFC), ledit procédé (4) étant caractérisé en ce que le microcontrôleur (10) contrôle en outre des moyens de communication (18) avec contact. 6. Procédé de communication selon la revendication 5, caractérisé en ce que le microcontrôleur (10) du dispositif (4) est apte à favoriser les données en provenance de l'une ou l'autre des interfaces (13, 18). 7. Programme d'ordinateur apte à être mis en oeuvre sur un dispositif de communication (4) tel que défini dans la revendication 1, le programme comprenant des instructions de code qui, lorsque le programme est exécuté par un processeur (100), met en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 5 ou 6.