JP2001527679A - 端末の動作をテストするための手段を含み、端末とポータブルオブジェクトと間の誘導方法による非接触通信のためのシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 端末の動作をテストするための手段を含み、端末とポータブルオブジェクトとの間の誘導方法による非接触通信のための方法。システムにおいて、データ送受信機となる端末（１０）と端末の動作領域に存在する１つ又はそれ以上のポータブルオブジェクト（１４）との間の誘導性の結合によって非電気的な相方向通信が成立する。システムは、端末と関連した、動作領域に存在するポータブルオブジェクトとの通信を模倣するために誘導性の結合によって端末と協働するのに適した回路を含むテストモジュール（２０）を有し、端末は、テストモジュールとの通信を同定し、テストモジュールとの通信良好又は通信不良を検出し、及び通信不良の場合に故障信号を生成するのに適した動作テスト手段とを有する。好ましくは、テストモジュールはポータブルオブジェクトと構造的に類似することができ、端末によって遠隔的に電力を供給することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 端末の動作をテストするための手段を含み、端末とポータブルオブジェクトと間 の誘導方法による非接触通信のためのシステム 本発明は、ポータブルオブジェクトと端末（「端末」という語は、本説明にお いては、ポータブルオブジェクトと協動するためのデータ送受信機端末を特定す るものとして使用される）と間の非接触通信のための技術に関する。 非接触のデータ交換技術は良く知られている。この技術のためのアプリケーシ ョンは、それに限定されるわけではないが、アクセス制御、電子決済（「電子財 布」タイプのアプリケーション）、例えば、公共の交通手段へのアクセス及び決 済のための遠隔決済を含んでいる。 公共の交通手段における例では、それぞれのユーザは、固定された端末に対し て（移動することもできるが）、その端末近くにバッジを移動することによって 、非電流的な相互の結合がそれらの間で行われる端末との情報交換をするために 適したオブジェクトである「非接触カード」又は「非接触バッジ」タイプのポー タブルオブジェクトを有している。 「誘導方法」として知られる技術において、結合は、誘導コイルによって発生 された磁界の変化によって達成される。この目的のために、端末は、交番信号に よって励起され、端末の周囲空間に交番磁界を発生する誘導回路を有している。 前記空間内で発見されるべきポータブルオブジェクトは、その場を検知し、それ に対して、端末と結合されるポータブルオブジェクトによって表わされた負荷を 変調することによって応答する。この変化は端末により検出され、 それによって所望の相方向通信が成立する。 出願人名義のＥＰ−Ａ−０ ５６５ ４６９には、そのようなデータ交換が行 われる方法が説明されており、特に、その文書はポータブルオブジェクトと端末 との間、また種々の通信プロトコルを用いたデータ交換の管理に関する詳細のた めの参照とすることができる。 そのような誘導技術の利点は良く知られているが、特にデータを交換すること ができる領域を非常に良く限定することができ、通信機能のためのコストを非常 に低くすることができ、そしてこれらの利点は一般的に、より高価でより範囲変 化(range variation)に敏感な無線よる結合より誘導を好ましくしている。 それにも拘わらず、実際、誘導技術を用いる器具は、しばしば隔離され、自己 充足、即ちオペレータから遠く離れたものである。端末の故障の場合、特に誘導 コイルが不良品である場合、端末を制御するシステムは、それがコイル（その周 囲空間の中へ放射される磁界を妨げる）の故障と前記周囲空間（その場が完全に 放射されたとしても、ポータブルオブジェクトの存在によって妨げられはしない ）にポータブルオブジェクトが存在しないこととを区別することができない限り 、常に故障状態を検出することができるわけではない。 一般に、今日の器具は、例えば、アンテナコネクタの特定のターミナル上の電 気的接続をテストすることによって、アンテナが適切に接続されていることを証 明する以外のなにものでもない。それにも拘わらず、テストは電気的なもののみ で、コイルコネクタがプラグに差し込まれているかどうかを示すものでしかなく 、機能的な故障、例えば構成に欠陥がある場合を検出することや、外部の金属等 の存在によってダイアログが妨害されたことを検出することはでき ない。 本発明の一つの目的は、端末の適切な動作を証明するのに適した、及び例えば 、メンテナンスセンタに信号を送って、端末が動作できるかどうかを示すような 状態信号を発生することによって応答するのに適したデータ交換システムにおい て、統合されたテスト手段を提案することによる制限を解消しようとするもので ある。 端末が動作できるかどうかを知ることに加えて、本発明の他の目的は、端末が １つ又はそれ以上の調整パラメータによって自動的に調整されることを可能とす るものであり、それは特に送信回路及び誘導コイルに関係するパラメータであっ て、それによって端末をその固有な電磁気的環境に適合させることを可能とし、 前記環境が変化した場合にも設定を自動的に再調整することを可能とするもので ある。 本発明のデータ交換システムは、上記に特定された公知のタイプの１つであり 、即ち非有線の相方向通信が、データ送受信機を形成する端末と前記端末が作用 する場に存在する１つ又はそれ以上のポータブルオブジェクトとの間の誘導性の 結合によって成立されるようなタイプである。 本発明に従えば、システムは、端末と関連した、前記動作領域に存在するポー タブルオブジェクトとの通信を模倣するための誘導性の結合によって端末と協働 するのに適した回路を含むテストモジュール（２０）を有し、端末は、テストモ ジュールとの通信を同定し、テストモジュールとの通信良好又は通信不良を検出 し、及び通信不良の場合に故障信号を生成するのに適した動作テスト手段とを有 する。 特に、端末が呼掛けメッセージを伝送し、ポータブルオブジェクトが呼掛けメ ッセージに応答し、及び応答が端末によって受取られ ることによって通信が成立し、そのような環境で、動作テスト手段は、テストモ ジュールから受取った応答を区別し、呼掛けメッセージに対するテストモジュー ルからの正しい応答又は応答無しを検出し、応答無しの場合には故障信号を発生 する。 特に好ましい実施例において、端末は誘導性の結合に対して影響を有するのに 適した少なくとも１つのパラメータを調整する手段を有し、動作テスト手段は、 テストモジュールが応答した場合に、端末とテストモジュールとの間の結合の品 質的評価に適した測定手段（３２）と、調整手段を制御し且つ測定手段による指 示に応答して動作するための制御手段（３２）とを有する。 テストモジュールの回路は、ポータブルオブジェクトの対応する回路と構造的 に類似することができ、特に、端末によって遠隔から電力を供給される回路であ ることができ、テストモジュールはポータブルオブジェクトと構造的に類似する ことができる。 好ましくは、動作テスト手段は、繰り返し活動的にされ、及び／又は、端末の 呼掛けメッセージに対するポータブルオブジェクトからの応答を検出した場合、 又はそのような検出された応答間に衝突がある場合に、その動作が繰り返し禁止 される。 特に、動作テスト手段によって実行される区別は、端末がテストモジュールに は認識可能であるがポータブルオブジェクトには認識できない特定の呼掛けメッ セージを伝送することによって達成される。 故障信号は遠隔装置に向かって伝送された遠隔アラーム信号である。 他の特徴及び利点は、添付の図面を参照して与えられた本発明のシステムにお ける実施例に関する以下の詳細な説明を読むことによって明らかになると思われ る。 図１は、本発明の非接触データ交換のためのシステムにおけるプレイヤを示す ブロック図であり、前記プレイヤは端末、それと関連するテストモジュール、及 び周囲の場に適したポータブルオブジェクトから構成される。 図２は、図１のシステムにおけるテストモジュールのブロック図である。 図３は、本発明のシステムにおける自動動作テストの種々のステップを示すフ ローチャートである。 図４は、端末における伝送パラメータの自動調整のための種々のステップを示 すフローチャートである。 図１において、参照番号１０は、ポータブルオブジェクト又はコイル１２から 放射された場の中に侵入することができる１４のような「バッジ」のために交番 電磁界を発するコイル１２の誘導による非接触データ交換のための端末を示して いる。 一般の方法では、その端末は、コイル１２を励起させるためＡＣ信号を発生し 、ポータブルオブジェクト１４内で働く負荷変調によって作られた前記場におけ る変異を検出する変調／復調回路１６を有している。その回路１６は、特に種々 の通信プロトコルを管理するために働き、及び目的を報告し、端末の状態に関す る状態メッセージを送るために遠隔装置(remote site)と接続された中央処理ユ ニット１８と接続されている。 本発明の特徴的方法において、特別回路２０は端末のハウジング内に提供され ており、その回路は以下「テストモジュール」と言及され、コイル１２による場 にあるポータブルオブジェクトと同時に存在することができる。 言い換えれば、テストモジュール２０は、ちょうど同じ周囲空間に侵入したポ ータブルオブジェクト１４のそれと同様な（以下に特 定する差異を除いて）方法で振舞う（端末によって伝送された場を検出し、それ に対して応答する）。 このように、端末は、非常に独立的に、その場に存在するかもしれないポータ ブルオブジェクトとダイアログを開始するためのそれ自身の容量をモニタするこ とができ、それによって、受信上の伝送の影響を確認し、端末が的確に動作する ことを保証できる。 最大の利点は、テストモジュールの回路を、１４のような基準ポータブルオブ ジェクトの回路と構造的に類似させることができることである。そのような状況 で、端末によって生成された磁界によって遠距離から電力を供給する回路を提供 することは効果的であり、それによってテストモジュールは完全に隔離され、し たがってアンテナの電子機器と接続する必要のない回路となる。 信号交換の観点から、少なくとも、通信プロトコルの物理レイヤの観点から、 モジュールは、ポータブルオブジェクトのそれと類似した方法で通信できなけれ ばならない。また、その負荷変調からプログラマブルな信号を生成してもよく、 その信号は多くの測定およびテストを実行するために、特に端末のパラメータの 最適な自動調整を提供するために使用されることができる（以下参照）。 図２は、１４のようなポータブルオブジェクトの構造と共通する構造を有する テストモジュール２０のブロック図である。 本質的に、テストモジュールは、誘導コイル２２（端末のコイル１２と協働す るための）、変調／復調回路２４、伝送及び信号生成のための回路２６、及び端 末によって送られたコマンドを受け且つ回路２６がコイル２２の同調回路の負荷 を変調することによって応答メッセージを端末に伝送するように動作するのに適 した回路２８を有している。遠距離から電力を供給するバージョンにおいて、ま たテストモジュール２０は、モジュールの種々の構成要素のための ＤＣ供給電圧を発生するのに適したパワー管理回路３０を有しており、それによ ってモジュールを完全に自己充足としている。 別形態では、それにも拘わらず、外部電源、例えば端末１０の回路の汎用電源 （電源エネルギを供給するためのワイヤリンク、次にテストモジュールと関連す る端末との間の電気的な接続）と接続されている電源が提供されることも可能で ある。 端末１０とそれに関連するテストモジュール２０との相互作用が以下に説明さ れる。 一般的に、端末とポータブルオブジェクトとの間の交換において、端末が通信 を担当する。これは、カードとの通信を成立させるために、端末は、呼掛けメッ セージ又はコールメッセージを伝送することによって開始することを意味し、そ の後、それは少しの間待機する。ポータブルオブジェクトがメッセージを受けた 場合、それは応答を伝送し、端末がこの応答を受けると次にポータブルオブジェ クトにコマンドを送ることによってダイアログを継続する。それに反して、端末 が予め決められた期間内に応答を受けなかった場合、次にそれは呼掛けメッセー ジを再度伝送する。 このプロセスは、テストモジュール２０と同じであり、即ち、端末は通信を担 当し、呼掛けメッセージを伝送することによってテストモジュールとのダイアロ グを初期化するのは端末である。 テストモジュールのために定められた呼掛けメッセージが、端末の周囲で発見 されるポータブルオブジェクトによってピックアップされることを防止するため に、そのメッセージには、例えばこれはノーマルポータブルオブジェクト（「放 送状態」）のための呼掛けメッセージであること、又はその逆に、これはテスト モジュールによって単独に使用されるメッセージであることを示す先頭バイトを 通信プロトコルの最初に含むことができる。 端末がテストモジュールからの応答を完全に受けた場合、次に端末は完全に動 作可能となり、対応する状態を管理センタへ送ることができる。状態は、ユーザ が問題としている端末が確実に動作中であることを示す「稼動中」信号によって 達成される。端末からユーザへいかなる反応も無いことは、ポータブルオブジェ クトが、端末の故障ではなく、ポータブルオブジェクトにおける故障（技術的欠 陥、期限切れデータ、誤った方法の提示等）の結果であるらしいということを表 している。 それに反して、テストモジュールからいかなる応答も受取らない場合、それは 動作上の故障があることを示し、遠隔装置において直ぐに発生される遠隔アラー ム信号を引き起し、端末自体のスイッチをオフする、例えば、「サービス中止」 から開始されるメッセージを伴う。 テストモジュールから戻される応答は、同じフォーマット上にそのまま存在す ることも、ターミナルとの通信及びリンクをモニタするために必要な最小情報量 に限定することもできる。それにも拘わらず、特に機能テストがテストモジュー ルで連続的に（１秒間に１０回）実行され、いかなるポータブルオブジェクトも 存在しないときには、ある種の故障はその様な状況では充分にピックアップする ことができない。 継続的にテストされた「イミテーション(imitation)ポータブルオブジェクト 」が連続的に一致するという欠点を避けるために、（たとえテストが１日あたり 、数十回から数百回であったとしても）、テストモジュールはそれ固有の同一性 を変化させるために最も最近に存在したポータブルオブジェクトに対応した構成 (configuration)を推定して、端末に特定されたＲＡＭが一時的に継続するトラ ベラのカードに含まれるデータを格納することができ る。このように、テストモジュールは、好ましくは、有効とする手段に継続的に 存在するトラベラ又は他のユーザに対応した「ポータブルオブジェクト」が継続 する代わりに、１度も特定されたことのないポータブルオブジェクトを連続的に シュミレートすることができる。 プライバシーの理由により、「敏感な」データ、即ち秘密又は個人的なデータ は、（ＩＣカードのＥＥＰＲＯＭから）このＲＡＭへのコピーが必要とされない 。 テストモジュールは、何らかの手段を用いた存在検出又は衝突検出のみによっ て、本物のユーザのポータブルオブジェクトの存在検出を停止する。 最終的に、表示器は「稼動中」を表示しつづけるが、これは器具が前に比べて １／２以下のオーダで働いているという特別の意味を有している。これは、ユー ザがすぎさってしまったときに発生する技術的失敗の可能性を非常に低くしてい る。 特に好ましい実施例において、本発明のシステムは機能的又は非機能的な端末 の特徴を検出するだけでなく、送信回路を端末に特定された電磁気的環境に一致 させるように働く。 最後に、端末１０は、変調器１６の送信機電力及びコイル１２と関連する共振 回路の良好なチューニングのような種々のパラメータを調整するための回路３２ を有してる。 テストモジュールが応答したとき、回路３２は端末のコイル１２とテストモジ ュール２０のコイル２２との間の誘導性結合の品質的な評価を行い、それによっ て端末特有な状況（特に、誘導回路は近傍の金属に敏感であることが知られてい る）における機能が最適となるような結合を探すことを可能とし、そして環境が 変化した場合には設定を再調整することも可能としている。 最適の結合を探すために、テストモジュールは好ましくはその信号生成モジュ ール２６に、測定の実行又はテストを行う上で有用な方法によって、応答信号の 、例えば波形の期間、方形波信号のデューティ比等を変化させるための手段を含 んでいる。例えば、またテストモジュールは、特に、満足したデータ交換を行う ことを確保するための端末から要求される送信パワーを評価するために、それが 吸収するエネルギ量を変化することができる。 図３及び４は、どのようにしてテストの多くのステップが計画されているかを 詳細に説明するためのフローチャートである。 図３のフローチャートは、どのようにしてテストモジュールは、端末が動作可 能かどうかを検出するかを示している。 本発明で特定されたステップは、呼掛けメッセージを端末が利用している場に 存在し得るいくつかのポータブルオブジェクト又は「ユーザカード」に伝送する （ステップ１００）通常のプロセスに組み込まれている。 そのようなポータブルオブジェクトが検出、即ち端末が返信応答を検出し（ス テップ１０２）、情報を所望の方法で処理するような方法によってデータがポー タブルオブジェクトと交換される（ステップ１０４）。 そうでなければ、即ち、近傍のポータブルオブジェクトから来る応答を検出で きないときに、本発明で特定されたステップが実行される。 一般的には、応答が無いことは、端末動作領域にポータブルオブジェクトが無 い事実に起因する。しかし例外的に、応答が無いことは、さもなければ端末の送 信回路の故障に起因する。 動作テストのステップは、遅延時間の経過後（ステップ１０６、１０８）、例 えば１分のオーダで実行される。 次に端末は、呼掛けメッセージをテストモジュールに宛てて伝送し（ステップ １１０）。前記呼掛けメッセージは、テストモジュールがこの呼掛けメッセージ がそこに宛てられたものであることを認識し、呼掛けメッセージが近傍のいかな るポータブルオブジェクトによっても認識されないようにすることを可能とする 特定のプロトコル（特定の先頭のバイト）を含んでいる。 テストが正しい場合（ステップ１１２）、即ち端末がテストモジュールから完 全に返信応答を検出した場合、次にフローチャートは開始点に復帰するが、先の 折り返しの間にテストが失敗することを推定して「故障終了」の表示を行うこと も可能である（ステップ１１４、１１６）。 そうでなければテストが正しくない場合、即ち、端末が応答を受取らない場合 又は規則に従っていない応答（例えば減損された信号）を受取った場合、「故障 開始」アラームが発せられる。先のテストが同様に正しくなかった場合、次にフ ローチャートは、ステップ１１０及び１２０を経由してテストまでループし、満 足すべき結果が得られるまでテストの結果が解析される。このループは、呼掛け メッセージ又は故障が残存するまで、ポータブルオブジェクトを処理するための メッセージを伝送する試みを回避する。 図４のフローチャートは、端末の変調／復調回路１６の自動的及び適応性のあ る調整を示したものである。 端末は、テストモジュールが、特定の形状の第１信号、例えば、所定のデュー ティ比の方形波を生成するようにするコマンドをテストモジュールに宛てて発す ることから始める（ステップ２００）。 その後、端末の回路３２は、品質的方法で、この特定信号の結合を評価し（２ ０２）、測定の結果が満足すべきものでない場合には、端末の変調／復調回路１ ６の設定、及びコイル１２と関連する同 調回路の設定を修正する（２０４）。 調整するものが残っていない場合（ステップ２０６）、それは可能な全ての調 整に拘わらず、満足すべき結合が得られず、読取器は動作可能でないと考えられ ることを意味する（２０８）。すると直ぐに活動を停止させ、メンテナンスを要 求することに対応する状態メッセージを遠隔装置に送る。 別の場合、端末は選択された特定の信号を生成するようにテストモジュールに 要求するコマンドを繰り返し（ステップ２００）、プロセスは、満足すべき結合 が得られるまで、即ち、ステップ２０２で正しいと考えられる測定が得られるま で、継続する。 このプロセスは、前述したステップ２００から２０６と類似するステップ２１ ０から２１６における変調／復調の他の可能な設定のために繰り返される。これ らの多くの設定が得られるべき正しい測定を可能として終了する場合（ステップ ２１２）には、結合は満足すべきものであり、且つ最適化され、そして読取器は 動作可能と考えられる（ステップ２１８）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｋ 19/00 Ｈ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＵ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＥＥ，ＧＥ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＣ，ＬＫ，Ｌ Ｒ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＲＯ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＲ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．データ送受信機となる端末（１０）と前記端末の動作領域に存在する１つ 又はそれ以上のポータブルオブジェクト（１４）との間の誘導性の結合によって 非有線の相方向通信が成立する非接触データ交換システムであって、 前記システムは、前記端末と関連した、前記動作領域に存在するポータブルオ ブジェクトとの通信を模倣するために誘導性の結合によって前記端末と協働する のに適した回路を含むテストモジュール（２０）を有し、 前記端末は、前記テストモジュールとの通信を同定し、前記テストモジュール との通信良好又は通信不良を検出し、及び通信不良の場合に故障信号を生成する のに適した動作テスト手段とを有することを特徴とするシステム。 ２．前記端末が呼掛けメッセージを伝送し、前記ポータブルオブジェクトが前 記呼掛けメッセージに応答し、及び前記端末が前記応答を受取ることによって通 信が成立し、前記動作テスト手段は、前記テストモジュールから受取った応答を 区別し、前記呼掛けメッセージに対する前記テストモジュールからの正しい応答 又は応答無しを検出し、前記応答無しの場合には故障信号を発生する請求項１に 記載のシステム。 ３．前記端末は前記誘導性の結合に影響を有する少なくとも１つのパラメータ を調整する手段を有し、前記動作テスト手段は前記端末と前記テストモジュール との間の結合の品質的評価に適した測定手段（３２）と、前記調整手段を制御し 前記測定手段による指示に応答して動作する制御手段（３２）とを有する請求項 １に記載のシステム。 ４．前記テストモジュールの回路は、ポータブルオブジェクトの対応する回路 と構造的に類似している請求項１に記載のシステム。 ５．前記テストモジュールは、ポータブルオブジェクトと構造的に類似してい る請求項４に記載のシステム。 ６．前記テストモジュールの回路は、前記端末によって遠隔から電力を供給さ れる回路である請求項４に記載のシステム。 ７．前記動作テスト手段は、繰り返し活動的にされる請求項１に記載のシステ ム。 ８．前記端末の呼掛けメッセージに対するポータブルオブジェクトからの応答 を検出した場合、又はそのような応答間に衝突を検出した場合に、前記動作テス ト手段が動作を禁止される請求項２に記載のシステム。 ９．前記動作テスト手段によって実行される区別は、前記端末が前記テストモ ジュールには認識可能であるが前記ポータブルオブジェクトには認識できない特 定の呼掛けメッセージを伝送することによって達成される請求項２に記載のシス テム。 １０．前記故障信号は遠隔装置に対して伝送された遠隔アラーム信号である請 求項１に記載のシステム。