JP2008204343A - Contactless communication device - Google Patents

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Yoshitoshi Okawa
芳利 大川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a contactless communication device capable of improving reading performance of a non-contact data carrier, while reducing cost even when a device is miniaturized. <P>SOLUTION: Since the impedance of an RF part 30 is changed by approach of a contactless IC card 12, a signal level of a transmission signal from the RF part 30 is varied. A control part 29 outputs an interrupt signal to a main CPU 21, when data from an A/D conversion circuit 31 detecting the signal level of the transmission signal are changed. The main CPU 21 outputs a high-level power supply switching signal to a power supply switch circuit 18 so that the power supply switching circuit 18 connects an external power supply 23, connected to a switching power supply 19, to a dropper power supply 20. Thus, the RF part 30 can surely communicate with the non-contact IC card 12, since it is not affected by electromagnetic noise from the switching power supply 19. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、スイッチング電源からの給電状態で非接触データキャリアと通信する非接触通信装置に関する。   The present invention relates to a non-contact communication device that communicates with a non-contact data carrier in a power supply state from a switching power supply.

例えば入室管理するための非接触ICカードリーダライタを有したセキュリティ端末装置では、画面表示やLED点灯、或いは音声ガイダンスを実行するための負荷電流が比較的大きいことから、装置の消費電力の低減化のために効率の高いスイッチング電源を採用している。
尚、本発明の従来例に相当する特許文献が見当らないため、その開示を省略する。
For example, in a security terminal device having a contactless IC card reader / writer for room entry management, the load current for executing screen display, LED lighting, or voice guidance is relatively large. For this reason, a highly efficient switching power supply is used.
In addition, since the patent document corresponding to the conventional example of this invention is not found, the disclosure is abbreviate | omitted.

図5は、非接触ICカードリーダライタを有したセキュリティ端末装置の構成を示す模式図である。この図5において、セキュリティ端末装置1は、メイン回路部2と非接触ICカードリーダライタ部3とから構成されている。メイン回路部2は、外部電源4からの給電に応じて装置全体に給電するためのスイッチング電源5を有している。非接触ICカードリーダライタ部3は、メイン回路部2からの指令に応じてアンテナ6を通じて非接触ICカードとの通信を行なう。非接触ICカードリーダライタ部3は、非接触ICカードとの通信時にメイン回路部2のスイッチング電源5からの電磁ノイズの影響を回避するため、板金シールドケース7に収納することにより電磁シールドを行っている。また、メイン回路部2と非接触ICカードリーダライタ部3との間に、ノイズを吸収して熱に変換するノイズ吸収シート8を介在することにより、メイン回路部2からの電磁ノイズを低減させるなどの設計により、装置としての性能を確保するようにしている。また、メイン回路部2と非接触ICカードリーダライタ部3とを遠ざけるようにも設計している。   FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of a security terminal apparatus having a non-contact IC card reader / writer. In FIG. 5, the security terminal device 1 includes a main circuit unit 2 and a non-contact IC card reader / writer unit 3. The main circuit unit 2 has a switching power supply 5 for supplying power to the entire apparatus in response to power supply from the external power supply 4. The non-contact IC card reader / writer unit 3 communicates with the non-contact IC card through the antenna 6 in response to a command from the main circuit unit 2. The non-contact IC card reader / writer unit 3 performs electromagnetic shielding by storing it in a sheet metal shield case 7 in order to avoid the influence of electromagnetic noise from the switching power supply 5 of the main circuit unit 2 during communication with the non-contact IC card. ing. Further, by interposing a noise absorbing sheet 8 that absorbs noise and converts it into heat between the main circuit unit 2 and the non-contact IC card reader / writer unit 3, electromagnetic noise from the main circuit unit 2 is reduced. As a result, the performance of the device is ensured. The main circuit unit 2 and the non-contact IC card reader / writer unit 3 are also designed to be kept away from each other.

しかしながら、セキュリティ端末装置1を小型化、つまり高密度化する場合、メイン回路部2と非接触ICカードリーダライタ部3との間の距離が短くなることから、非接触ICカードリーダライタ部3がスイッチング電源5からの電磁ノイズをさらに受けやすくなる。このため、カード読取距離の阻害要因が大きくなり、カード読取性能を向上させることが困難となる。また、板金シールドケース7或いはノイズ吸収シート8のコストが高いという問題もある。   However, when the security terminal device 1 is downsized, that is, when the density is increased, the distance between the main circuit unit 2 and the non-contact IC card reader / writer unit 3 is shortened. It becomes easier to receive electromagnetic noise from the switching power supply 5. For this reason, the obstruction factor of the card reading distance becomes large, and it becomes difficult to improve the card reading performance. There is also a problem that the cost of the sheet metal shield case 7 or the noise absorbing sheet 8 is high.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、装置の小型化を図った場合であっても、コストを低減しながら非接触データキャリアの読取性能を向上することができる非接触通信装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is non-contact that can improve the reading performance of a non-contact data carrier while reducing the cost even when the device is downsized. It is to provide a communication device.

請求項1の発明によれば、制御手段は、検出手段が非接触データキャリアを検出したときは、電源切替手段を作動する。これにより、スイッチング電源に代えてドロッパ電源からの給電を受けるようになるので、非接触データキャリアとの通信中はスイッチング電源からの電磁ノイズの影響を受けることを回避することができる。従って、装置を小型化した場合であっても、非接触データキャリアとの通信距離の向上を図ることができる。また、ドロッパ電源は低コストであるので、従来の板金シールドケース或いはノイズ吸収シートに比較して、コストを低減することができる。   According to the invention of claim 1, the control means operates the power supply switching means when the detection means detects the non-contact data carrier. As a result, power is supplied from the dropper power supply instead of the switching power supply, so that it is possible to avoid the influence of electromagnetic noise from the switching power supply during communication with the non-contact data carrier. Therefore, even when the device is downsized, the communication distance with the non-contact data carrier can be improved. Further, since the dropper power supply is low in cost, the cost can be reduced as compared with the conventional sheet metal shield case or noise absorbing sheet.

請求項2の発明によれば、非接触データキャリアが接近すると、送受信回路のインピーダンスが変化するので、そのことを検出することにより特別な手段を用いることなく非接触データキャリアを検出することができる。   According to the second aspect of the present invention, when the non-contact data carrier approaches, the impedance of the transmission / reception circuit changes, and by detecting this, the non-contact data carrier can be detected without using any special means. .

請求項3の発明によれば、切替手段をトランジスタの組合わせにより構成することができるので、安価に製造できると共に、電源の切替えを高速で行うことができる。
請求項4の発明によれば、各回路を同一のプリント配線基板に搭載するようにしたので、コストを一層低減することができると共に小形化を図ることができる。
According to the invention of claim 3, since the switching means can be constituted by a combination of transistors, it can be manufactured at low cost and the power source can be switched at high speed.
According to the invention of claim 4, since each circuit is mounted on the same printed circuit board, the cost can be further reduced and the size can be reduced.

以下、本発明を非接触ICカードリーダライタを有したセキュリティ端末装置に適用した一実施例について図1ないし図4を参照して説明する。
図2は、非接触ICカードリーダライタを有したセキュリティ端末装置の構成を示す模式図である。この図2において、セキュリティ端末装置(非接触通信装置に相当)11は、一般従業員の入室が規制された部屋の出入口横の壁に設置されるもので、入室が許可された特定の従業員が携帯する非接触ICカード(非接触データキャリアに相当)12(図1参照)からカードデータを読取り、カードデータを認証したときはドアのロックを解除する。また、操作ガイダンスを音声メッセージで出力したり、或いは、文字メッセージをディスプレイに表示させたり警報灯を点灯させるなどして警報を発するようになっている。このセキュリティ端末装置11は、樹脂ケース13内に、プリント配線基板14及びアンテナ15を収納して構成されている。プリント配線基板14にはメイン回路部16及び非接触ICカードリーダライタ部17が搭載されている。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a security terminal apparatus having a non-contact IC card reader / writer will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a security terminal apparatus having a non-contact IC card reader / writer. In FIG. 2, a security terminal device (corresponding to a non-contact communication device) 11 is installed on the wall next to the entrance / exit of a room where general employees are restricted from entering, and a specific employee who is permitted to enter the room. The card data is read from a non-contact IC card (corresponding to a non-contact data carrier) 12 (refer to FIG. 1) carried by N. When the card data is authenticated, the door is unlocked. Further, an alarm is issued by outputting an operation guidance as a voice message, displaying a text message on a display, or turning on an alarm lamp. The security terminal device 11 is configured by housing a printed wiring board 14 and an antenna 15 in a resin case 13. A main circuit unit 16 and a non-contact IC card reader / writer unit 17 are mounted on the printed wiring board 14.

図1は、セキュリティ端末装置11の電気的構成を示す機能ブロック図である。この図1において、メイン回路部16は、電源切替回路(切替手段に相当)18、スイッチング電源19、ドロッパ電源20、メインCPU(制御手段に相当)21、ドロッパ電源監視回路22などにより構成されている。電源切替回路18は、直流電圧を給電する外部電源23とスイッチング電源19またはドロッパ電源20との接続をメインCPU21からの指令に応じて選択的に切替える。   FIG. 1 is a functional block diagram showing an electrical configuration of the security terminal device 11. In FIG. 1, the main circuit section 16 is composed of a power supply switching circuit (corresponding to switching means) 18, a switching power supply 19, a dropper power supply 20, a main CPU (corresponding to control means) 21, a dropper power supply monitoring circuit 22, and the like. Yes. The power supply switching circuit 18 selectively switches the connection between the external power supply 23 that supplies DC voltage and the switching power supply 19 or the dropper power supply 20 in accordance with a command from the main CPU 21.

スイッチング電源19は、直流電圧をスイッチングレギュレータで高周波スイッチングすることによりパルス信号を生成すると共に、そのパルス信号を出力の平滑回路(インダクタ、コンデンサ等)で整流することによりメイン回路の給電電圧(例えば5V)を生成するようになっている。このスイッチング電源19の特徴は、発熱が少ないため効率が高いものの、スイッチングによる電磁ノイズが大きいことである。   The switching power supply 19 generates a pulse signal by performing high-frequency switching of a DC voltage with a switching regulator, and rectifies the pulse signal with an output smoothing circuit (inductor, capacitor, etc.), thereby supplying a power supply voltage (for example, 5 V) of the main circuit. ) Is generated. The switching power supply 19 is characterized by high electromagnetic noise due to switching, although it has high efficiency because it generates less heat.

ドロッパ電源20は、直流電圧をシリーズレギュレータ(3端子レギュレータ)で降圧することによりメイン回路の給電電圧を生成する。このドロッパ電源20の特徴は、電磁ノイズは小さいものの、電圧降下を利用して電圧を調整するため効率が悪いことである。しかしながら、ドロッパ電源20は、一般的にはコストが低い。   The dropper power supply 20 generates a power supply voltage for the main circuit by stepping down the DC voltage with a series regulator (3-terminal regulator). The feature of the dropper power supply 20 is that the electromagnetic noise is small, but the efficiency is poor because the voltage is adjusted using a voltage drop. However, the dropper power supply 20 is generally low in cost.

スイッチング電源19及びドロッパ電源20の入力端子は、コンデンサ(蓄電手段に相当)24,25を通じてグランドラインとそれぞれ接続されている。スイッチング電源19及びドロッパ電源20の出力端子は、ダイオード26,27を通じて電源ラインである電源ライン28と接続されている。この電源ライン28は、プリント配線基板14に搭載された各電子回路に給電するためのラインである。   Input terminals of the switching power supply 19 and the dropper power supply 20 are connected to the ground line through capacitors (corresponding to power storage means) 24 and 25, respectively. Output terminals of the switching power supply 19 and the dropper power supply 20 are connected to a power supply line 28 that is a power supply line through diodes 26 and 27. The power supply line 28 is a line for supplying power to each electronic circuit mounted on the printed wiring board 14.

ドロッパ電源監視回路22は、ドロッパ電源20の出力電圧を監視しており、その出力電圧が一定のレベルとなったときは、そのことをメインCPU21へ通知する。
非接触ICカードリーダライタ部17は、マイクロコンピュータで構成される制御部(検出手段に相当)29、RF部(送受信回路に相当)30、A/D変換回路(インピーダンス変化検出手段に相当)31から構成されている。制御部29は、搬送波(13.56MHz)と符号化デジタルデータとを乗算することで変調した高周波の送信信号を増幅してRF部30へ出力する。RF部30は、アンテナ15と共に共振回路を構成しており、制御部29からの送信信号をアンテナ15へ出力する。アンテナ15は、RF部30からの送信信号を電波により出力すると共に、非接触ICカード12へ電力を供給し、カードデータを電波で受信する。RF部30は、アンテナ15が受信した非接触ICカード12からのカードデータ信号を制御部29へ出力する。A/D変換回路31は、RF部30からの送信信号の信号レベルを検出して制御部29へ通知する。制御部29は、A/D変換回路31が検出する信号レベルに基づいて非接触ICカード12を検出したと判断したときは、メインCPU21へ割込信号を出力する。
The dropper power supply monitoring circuit 22 monitors the output voltage of the dropper power supply 20, and notifies the main CPU 21 when the output voltage reaches a certain level.
The non-contact IC card reader / writer unit 17 includes a control unit (corresponding to detection means) 29, an RF unit (corresponding to transmission / reception circuit) 30, and an A / D conversion circuit (corresponding to impedance change detection means) 31 constituted by a microcomputer. It is composed of The control unit 29 amplifies the high-frequency transmission signal modulated by multiplying the carrier wave (13.56 MHz) and the encoded digital data, and outputs the amplified signal to the RF unit 30. The RF unit 30 constitutes a resonance circuit together with the antenna 15, and outputs a transmission signal from the control unit 29 to the antenna 15. The antenna 15 outputs a transmission signal from the RF unit 30 by radio waves, supplies power to the non-contact IC card 12, and receives card data by radio waves. The RF unit 30 outputs the card data signal from the non-contact IC card 12 received by the antenna 15 to the control unit 29. The A / D conversion circuit 31 detects the signal level of the transmission signal from the RF unit 30 and notifies the control unit 29 of the signal level. When the control unit 29 determines that the non-contact IC card 12 is detected based on the signal level detected by the A / D conversion circuit 31, it outputs an interrupt signal to the main CPU 21.

メインCPU21は、制御部29からの割込信号を入力したときは、電源切替回路18へ電源切替信号を出力すると共に、ドロッパ電源監視回路22からドロッパ電源20が立ち上がったことを通知されたときは、制御部29へ非接触ICカード12との通信許可を与える。   When the main CPU 21 receives an interrupt signal from the control unit 29, the main CPU 21 outputs a power switching signal to the power switching circuit 18, and when the dropper power monitoring circuit 22 is notified that the dropper power 20 has started up. The control unit 29 is permitted to communicate with the non-contact IC card 12.

次に、上記電源切替回路18について説明する。図3は、電源切替回路18を示す電気回路図であり、説明の簡単化のために主要な構成のみ説明する。この図3において、外部電源23はトランジスタ(第1トランジスタに相当)32を介してスイッチング電源19に接続されている。トランジスタ32のコレクタは、コンデンサ24を介してグランドラインと接続されていると共に24Vライン33と接続されている。この24Vライン33は、スイッチング電源19及びドロッパ電源20に給電し、画面表示やLED点灯、或いは音声ガイダンスを実行するための電子回路に給電するためのラインである。トランジスタ32のベースは、トランジスタ34を介してグランドラインに接続されている。トランジスタ34のベースは、トランジスタ35を介してグランドラインと接続されている。トランジスタ35のコレクタは、24Vライン33と接続されている。トランジスタ35のベースは、メインCPU21の出力端子と接続されている。   Next, the power supply switching circuit 18 will be described. FIG. 3 is an electric circuit diagram showing the power supply switching circuit 18, and only main components will be described for the sake of simplicity. In FIG. 3, the external power source 23 is connected to the switching power source 19 via a transistor (corresponding to a first transistor) 32. The collector of the transistor 32 is connected to the ground line via the capacitor 24 and to the 24V line 33. The 24V line 33 is a line for supplying power to the switching power supply 19 and the dropper power supply 20 and supplying power to an electronic circuit for executing screen display, LED lighting, or voice guidance. The base of the transistor 32 is connected to the ground line via the transistor 34. The base of the transistor 34 is connected to the ground line via the transistor 35. The collector of the transistor 35 is connected to the 24V line 33. The base of the transistor 35 is connected to the output terminal of the main CPU 21.

また、外部電源23は、トランジスタ(第2トランジスタに相当)36を介してドロッパ電源20に接続されている。トランジスタ36のコレクタは、コンデンサ25を介してグランドラインと接続されていると共に24Vライン33と接続されている。トランジスタ36のベースは、トランジスタ37を介してグランドラインに接続されている。トランジスタ37のベースは、メインCPU21の出力端子と接続されている。   The external power supply 23 is connected to the dropper power supply 20 via a transistor (corresponding to a second transistor) 36. The collector of the transistor 36 is connected to the ground line through the capacitor 25 and to the 24V line 33. The base of the transistor 36 is connected to the ground line via the transistor 37. The base of the transistor 37 is connected to the output terminal of the main CPU 21.

メインCPU21は、出力端子から電源切替回路18に対して電源切替信号を出力する。メインCPU21は、通常は電源切替信号を出力しておらず、後述するように電源切替実行時にハイレベルの電源切替信号を出力するようになっている。メインCPU21から電源切替信号が出力されていない状態では、トランジスタ35がオフ、トランジスタ34がオンしていることにより、トランジスタ32がオンしている。このとき、トランジスタ37がオフしていることにより、トランジスタ36がオフしている。従って、外部電源23は、トランジスタ32を通じてスイッチング電源19と接続されており、スイッチング電源19から電源ラインへの給電状態となっている。   The main CPU 21 outputs a power switching signal from the output terminal to the power switching circuit 18. The main CPU 21 normally does not output a power supply switching signal, and outputs a high-level power supply switching signal when performing power supply switching, as will be described later. In a state where no power source switching signal is output from the main CPU 21, the transistor 35 is turned on because the transistor 35 is turned off and the transistor 34 is turned on. At this time, the transistor 36 is turned off because the transistor 37 is turned off. Therefore, the external power supply 23 is connected to the switching power supply 19 through the transistor 32, and is in a power supply state from the switching power supply 19 to the power supply line.

一方、非接触ICカード12は、RF部30から受信した受信信号を復調することで受信データを復号化し、デジタルデータとして処理するようになっている。
図4は、非接触ICカード12の電気的構成を示すものである。非接触ICカード12は、セキュリティ端末装置11より送信された送信信号をアンテナ38で受信すると、動作電源回路39において送信信号を整流して動作電源を生成し、マイクロコンピュータで構成される処理回路40及びその他の構成要素に供給する。通信速度抽出回路41は、送信信号に重畳されているデータの通信速度を抽出する。クロック生成回路42は、抽出された通信速度に応じた周波数のクロック信号を生成して処理回路40及び符号化・復号化回路43に出力する。
On the other hand, the contactless IC card 12 demodulates the reception signal received from the RF unit 30 to decode the reception data and process it as digital data.
FIG. 4 shows the electrical configuration of the non-contact IC card 12. When the non-contact IC card 12 receives the transmission signal transmitted from the security terminal device 11 by the antenna 38, the operation power supply circuit 39 rectifies the transmission signal to generate the operation power, and the processing circuit 40 configured by a microcomputer. And other components. The communication speed extraction circuit 41 extracts the communication speed of data superimposed on the transmission signal. The clock generation circuit 42 generates a clock signal having a frequency corresponding to the extracted communication speed and outputs the clock signal to the processing circuit 40 and the encoding / decoding circuit 43.

復調回路44は、送信信号に重畳されている送信データを復調する。符号化・復号化回路43は、復調回路44により復調された送信データを復号化してから、処理回路40に出力する。処理回路40は、動作電源回路39から動作電源が供給されて起動すると、送信データに応答して内部メモリ45に記憶されているカードデータを読み出したり、ライトコマンドに応答して受信データを書き込んだりする。このカードデータとしては、携帯する従業員を識別するためのIDデータ及びカードの有効期限である。
符号化・復号化回路43は、処理回路40からの送信データを符号化して、変調回路46に出力する。変調回路46は、符号化したデータによってキャリアを負荷変調した被変調信号をアンテナ38に出力する。
The demodulation circuit 44 demodulates the transmission data superimposed on the transmission signal. The encoding / decoding circuit 43 decodes the transmission data demodulated by the demodulation circuit 44 and outputs the decoded data to the processing circuit 40. When the operation power is supplied from the operation power supply circuit 39 and activated, the processing circuit 40 reads the card data stored in the internal memory 45 in response to the transmission data, or writes the reception data in response to the write command. To do. The card data includes ID data for identifying a carrying employee and a card expiration date.
The encoding / decoding circuit 43 encodes the transmission data from the processing circuit 40 and outputs it to the modulation circuit 46. The modulation circuit 46 outputs a modulated signal obtained by load-modulating the carrier with the encoded data to the antenna 38.

次に上記構成の作用について説明する。
外部電源23から電源が給電された状態では、メインCPU21から電源切替信号は出力されていないことから、トランジスタ32はオン、トランジスタ36はオフしている。これにより、外部電源23からの直流電圧がトランジスタ32を通じてスイッチング電源19に給電されるので、スイッチング電源19により安定化された電源が電源電圧としてプリント配線基板14に給電され、プリント配線基板14に搭載された各電子回路が動作するようになる。同時に、セキュリティ端末装置11全体の電源として24Vも給電される。この場合、スイッチング電源19は、トランジスタのスイッチング制御により出力電圧(電源電圧)を制御するようになっているので、電磁ノイズを発生しているものの、非接触ICカード12との非通信時においては、プリント配線基板14に搭載された各電子回路は電磁ノイズの影響を受けることなく動作する。
Next, the operation of the above configuration will be described.
In a state where power is supplied from the external power source 23, the power switch signal is not output from the main CPU 21, so that the transistor 32 is on and the transistor 36 is off. As a result, the DC voltage from the external power supply 23 is supplied to the switching power supply 19 through the transistor 32, so that the power supply stabilized by the switching power supply 19 is supplied to the printed wiring board 14 as a power supply voltage and mounted on the printed wiring board 14. Each electronic circuit thus operated is operated. At the same time, 24V is supplied as a power source for the entire security terminal device 11. In this case, since the switching power supply 19 controls the output voltage (power supply voltage) by switching control of the transistor, electromagnetic noise is generated, but at the time of non-communication with the non-contact IC card 12. Each electronic circuit mounted on the printed wiring board 14 operates without being affected by electromagnetic noise.

以上のようにしてスイッチング電源19から給電された状態では、RF部30は、所定周波数の送信信号を出力している。非接触ICカード12が通信エリアに位置していない状態では、送信信号の出力レベルは一定である。この場合、RF部30からの送信信号がスイッチング電源19からの電磁ノイズの影響を受けるにしても、このような電磁ノイズはスパイクノイズであるので、送信信号の出力レベルはほぼ一定と見なすことができ、送信信号の出力レベルの検出に支障を生じることはない。
ここで、A/D変換回路31は、RF部30の送信信号の信号レベルをデジタル変換して制御部29へ出力しており、制御部29は、A/D変換回路31から与えられる信号レベルが一定である場合は、非接触ICカード12は通信エリアに存在しないと判断する。
In a state where power is supplied from the switching power supply 19 as described above, the RF unit 30 outputs a transmission signal having a predetermined frequency. When the non-contact IC card 12 is not located in the communication area, the output level of the transmission signal is constant. In this case, even if the transmission signal from the RF unit 30 is affected by the electromagnetic noise from the switching power supply 19, such electromagnetic noise is spike noise, so the output level of the transmission signal can be regarded as almost constant. This does not hinder the detection of the output level of the transmission signal.
Here, the A / D conversion circuit 31 digitally converts the signal level of the transmission signal of the RF unit 30 and outputs the signal level to the control unit 29. The control unit 29 receives the signal level given from the A / D conversion circuit 31. Is constant, it is determined that the non-contact IC card 12 does not exist in the communication area.

さて、特定の従業員が部屋に入室するために、携帯している非接触ICカード12を入口に設置されているセキュリティ端末装置11に接近すると、RF部30のインピーダンスが変化、つまりRF部30の共振周波数が変化(共振周波数が移動)するので、RF部30の送信出力の信号レベルが変化するようになる。これにより、A/D変換回路31が制御部29へ送信するデータが大きく変化するので、制御部29は、非接触ICカード12が通信エリアに位置したと判断し、メインCPU21へ割込信号を出力する。   Now, when a specific employee enters the room, the impedance of the RF unit 30 changes when the portable non-contact IC card 12 approaches the security terminal device 11 installed at the entrance, that is, the RF unit 30. Therefore, the signal level of the transmission output of the RF unit 30 changes. As a result, the data transmitted from the A / D conversion circuit 31 to the control unit 29 changes greatly, so that the control unit 29 determines that the non-contact IC card 12 is located in the communication area and sends an interrupt signal to the main CPU 21. Output.

メインCPU21は、割込信号を受けたときは、電源切替回路18へハイレベルの電源切替信号を出力する。これにより、それまでオンしていたトランジスタ32がオフし、外部電源23とスイッチング電源19との接続が断たれると共に、それまでオンしていたトランジスタ36がオンし、外部電源23とドロッパ電源20とがトランジスタ36を通じて接続されるようになるので、外部電源23からドロッパ電源20に給電されるようになる。
ドロッパ電源20は、外部電源23から給電されると、出力電圧が一定となるように電圧降下制御により制御する。この場合、ドロッパ電源20による電圧制御はアナログ的な連続制御であることから、電磁ノイズは小さい。
When the main CPU 21 receives the interrupt signal, it outputs a high-level power switching signal to the power switching circuit 18. As a result, the transistor 32 that has been turned on until then is turned off, the connection between the external power supply 23 and the switching power supply 19 is disconnected, and the transistor 36 that has been turned on until then is turned on, so that the external power supply 23 and the dropper power supply 20 Are connected through the transistor 36, so that power is supplied from the external power source 23 to the dropper power source 20.
When power is supplied from the external power supply 23, the dropper power supply 20 is controlled by voltage drop control so that the output voltage becomes constant. In this case, since the voltage control by the dropper power supply 20 is analog continuous control, the electromagnetic noise is small.

ここで、上述のように外部電源23とスイッチング電源19との接続が断たれると、スイッチング電源19からの給電が断たれるようになるものの、ドロッパ電源20からの給電電圧が一定レベル立ち上がるのに時間を要する。この場合、それまで充電状態にあったコンデンサ24からスイッチング電源19に給電されるようになるので、スイッチング電源19からは外部電源23との接続が断たれた後においても電源電圧の出力状態が短時間だけで継続するようになり、その間にドロッパ電源20からの給電電圧が一定レベルに立ち上がるようになる。   Here, if the connection between the external power supply 23 and the switching power supply 19 is cut as described above, the power supply from the switching power supply 19 is cut off, but the power supply voltage from the dropper power supply 20 rises to a certain level. Takes time. In this case, power is supplied to the switching power supply 19 from the capacitor 24 that has been in a charged state until then, and the output state of the power supply voltage is short even after the switching power supply 19 is disconnected from the external power supply 23. The power supply voltage from the dropper power supply 20 rises to a certain level during that time.

ドロッパ電源監視回路22は、ドロッパ電源20からの給電電圧を監視しており、その電圧が一定レベルとなったときは、そのことをメインCPU21へ通知する。
メインCPU21は、ドロッパ電源監視回路22からの通知によりドロッパ電源20に切替わったことを検出したときは、制御部29に対してカード読取許可信号を送信する。制御部29は、メインCPU21からカード読取許可信号を受信したときは、非接触ICカード12に対してリクエストコマンドを送信する。非接触ICカード12は、自身に割り当てられているIDデータをリーダライタ側に返信する(ID応答)。セキュリティ端末装置11が非接触ICカード12に対してReadコマンドを送信すると、非接触ICカード12は、所定のカードデータをセキュリティ端末装置11側に返信する(データ応答)。
The dropper power supply monitoring circuit 22 monitors the power supply voltage from the dropper power supply 20, and notifies the main CPU 21 when the voltage reaches a certain level.
The main CPU 21 transmits a card reading permission signal to the control unit 29 when detecting that switching to the dropper power supply 20 is made by a notification from the dropper power supply monitoring circuit 22. When receiving a card reading permission signal from the main CPU 21, the control unit 29 transmits a request command to the non-contact IC card 12. The non-contact IC card 12 returns ID data assigned to itself to the reader / writer side (ID response). When the security terminal device 11 transmits a Read command to the non-contact IC card 12, the non-contact IC card 12 returns predetermined card data to the security terminal device 11 side (data response).

ここで、ドロッパ電源20の動作状態では、スイッチング電源19に比較して、ドロッパ電源20からの電磁ノイズは大幅に低減していることから、RF部30からの送信信号が電磁ノイズの影響を受けることはない。従って、制御部29からの送信信号に重畳されたデータを非接触ICカード12へ正確に送信することができる。   Here, in the operating state of the dropper power supply 20, the electromagnetic noise from the dropper power supply 20 is significantly reduced as compared with the switching power supply 19, so that the transmission signal from the RF unit 30 is affected by the electromagnetic noise. There is nothing. Therefore, the data superimposed on the transmission signal from the control unit 29 can be accurately transmitted to the non-contact IC card 12.

メインCPU21は、上述のようにして非接触ICカード12からカードデータを受信したときは、非接触ICカード12との通信が終了したと判断し、電源切替信号をローレベルへ切換える。これにより、外部電源23がドロッパ電源20からスイッチング電源19に接続されるようになるので、スイッチング電源19から給電されるようになる。この場合も、コンデンサ25からの給電によりドロッパ電源20からの給電状態が継続するので、外部電源23とドロッパ電源20との接続が断たれた場合であっても、電源の給電状態が断たれてしまうことはない。
尚、スイッチング電源19の立ち上がり時間はドロッパ電源20に比較して高速であることから、スイッチング電源19からの出力電圧を監視していないが、監視するようにしてもよい。
When the main CPU 21 receives the card data from the non-contact IC card 12 as described above, the main CPU 21 determines that the communication with the non-contact IC card 12 is finished, and switches the power switch signal to the low level. As a result, the external power source 23 is connected from the dropper power source 20 to the switching power source 19, so that power is supplied from the switching power source 19. Also in this case, since the power supply state from the dropper power supply 20 is continued by the power supply from the capacitor 25, even if the connection between the external power supply 23 and the dropper power supply 20 is cut off, the power supply state of the power supply is cut off. There is no end.
Since the rise time of the switching power supply 19 is faster than that of the dropper power supply 20, the output voltage from the switching power supply 19 is not monitored, but may be monitored.

次に、メインCPU21は、受信したカードデータに基づいて認証動作を実行し、認証結果が「真」の場合は、ドアロック装置に対してアンロック信号を出力する。これにより、ドアのロックが解除されるので、従業員は、ドアを開放して入室することができる。   Next, the main CPU 21 executes an authentication operation based on the received card data, and outputs an unlock signal to the door lock device when the authentication result is “true”. Thereby, since the door is unlocked, the employee can open the door and enter the room.

このような実施例によれば、セキュリティ端末装置11は、通常はスイッチング電源19からの給電により動作し、非接触ICカード12を検出したときは、スイッチング電源19からドロッパ電源20に切替えた状態で非接触ICカード12と通信するようにしたので、スイッチング電源19の特性として電磁ノイズが大きくとも、スイッチング電源19からの電磁ノイズの影響を受けることなく非接触ICカード12と確実に通信することができる。従って、セキュリティ端末装置の小型化を図った場合は、スイッチング電源からの電磁ノイズの影響を一層受けてしまう従来例のものに比較して、スイッチング電源19からの影響を受けることなくセキュリティ端末装置11の小形化を図ることができる。
しかも、ドロッパ電源20は低コストであるので、スイッチング電源19からの電磁ノイズの対策として板金シールドケース或いはノイズ吸収シートを使用する構成に比較して、低コストで実施できる。
According to such an embodiment, the security terminal device 11 is normally operated by power feeding from the switching power supply 19. When the non-contact IC card 12 is detected, the security terminal device 11 is switched from the switching power supply 19 to the dropper power supply 20. Since communication with the non-contact IC card 12 is performed, even if electromagnetic noise is large as a characteristic of the switching power supply 19, it is possible to reliably communicate with the non-contact IC card 12 without being affected by the electromagnetic noise from the switching power supply 19. it can. Accordingly, when the security terminal device is downsized, the security terminal device 11 is not affected by the switching power supply 19 as compared with the conventional example that is further affected by the electromagnetic noise from the switching power supply. Can be miniaturized.
Moreover, since the dropper power supply 20 is low in cost, it can be implemented at a low cost as compared with a configuration using a sheet metal shield case or a noise absorbing sheet as a countermeasure against electromagnetic noise from the switching power supply 19.

また、RF部30からの送信信号の信号レベルが変化することを検出することにより、非接触ICカード12の存在を検出するようにしたので、特別な手段を用いることなく非接触ICカード12を検出することができ、コストの低減を図ることができる。
また、電源切替回路18をトランジスタを組合わせて構成するようにしたので、安価に製造できると共に、電源の切替えを高速で行うことができる。
さらに、上述したようにメイン回路部16のスイッチング電源19からの影響を非接触ICカードリーダライタ部17が影響を受けないことから、1枚のプリント配線基板14にメイン回路部16及び非接触ICカードリーダライタ部17を搭載することができ、コストを一層低減することができると共に小形化を図ることができる。
Further, since the presence of the non-contact IC card 12 is detected by detecting that the signal level of the transmission signal from the RF unit 30 changes, the non-contact IC card 12 can be installed without using any special means. This can be detected and the cost can be reduced.
Further, since the power source switching circuit 18 is configured by combining transistors, it can be manufactured at low cost and the power source can be switched at high speed.
Furthermore, since the non-contact IC card reader / writer unit 17 is not affected by the influence of the switching power source 19 of the main circuit unit 16 as described above, the main circuit unit 16 and the non-contact IC are provided on one printed wiring board 14. The card reader / writer unit 17 can be mounted, so that the cost can be further reduced and the size can be reduced.

本発明は、上記実施例に限定されることなく、次のように変形または拡張できる。
非接触ICカードとの通信に代えて、IDタグと通信を行なう非接触通信装置に適用するようにしてもよい。
スイッチング電源19とドロッパ電源20との切替えをリレーで行うようにしてもよい。
送信出力のインピーダンス変化に代えて、例えばプリアンブル信号を送信してその応答信号を受信することにより非接触ICカードを検出するようにしてもよい。
コンデンサ24,25に代えて、24Vライン33或いはメイン回路の電源ライン28の給電を受けて充電状態となる2次電池を設けるようにしてもよい。
本発明を、セキュリティ端末装置以外の装置に適用するようにしてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified or expanded as follows.
Instead of communication with a non-contact IC card, the present invention may be applied to a non-contact communication device that communicates with an ID tag.
Switching between the switching power supply 19 and the dropper power supply 20 may be performed by a relay.
Instead of changing the impedance of the transmission output, for example, a non-contact IC card may be detected by transmitting a preamble signal and receiving a response signal.
Instead of the capacitors 24 and 25, a secondary battery that is charged by receiving power from the 24V line 33 or the power supply line 28 of the main circuit may be provided.
The present invention may be applied to devices other than the security terminal device.

本発明の一実施例におけるセキュリティ端末装置の構成を示す機能ブロック図1 is a functional block diagram showing the configuration of a security terminal device according to an embodiment of the present invention. セキュリティ端末装置の構成を示す模式図Schematic diagram showing the configuration of the security terminal 電源切替回路を示す電気回路図Electrical circuit diagram showing the power switching circuit 非接触ICカードの構成を示す機能ブロック図Functional block diagram showing the configuration of a non-contact IC card 従来例を示す図2相当図FIG. 2 equivalent diagram showing a conventional example

符号の説明Explanation of symbols

図面中、11はセキュリティ端末装置(非接触通信装置)、12は非接触ICカード(非接触データキャリア)、14はプリント配線基板、15はアンテナ、18は電源切替回路(切替手段)、19はスイッチング電源、20はドロッパ電源、21はメインCPU(制御手段)、23は外部電源、24,25はコンデンサ(蓄電手段)、29は制御部(検出手段)、30はRF部(送受信回路)、31はA/D変換回路(インピーダンス変化検出手段)、32はトランジスタ(第1トランジスタ)、36はトランジスタ(第2トランジスタ)である。   In the drawing, 11 is a security terminal device (non-contact communication device), 12 is a non-contact IC card (non-contact data carrier), 14 is a printed wiring board, 15 is an antenna, 18 is a power supply switching circuit (switching means), 19 is Switching power supply, 20 is a dropper power supply, 21 is a main CPU (control means), 23 is an external power supply, 24 and 25 are capacitors (power storage means), 29 is a control section (detection means), 30 is an RF section (transmission / reception circuit), 31 is an A / D conversion circuit (impedance change detecting means), 32 is a transistor (first transistor), and 36 is a transistor (second transistor).

Claims (5)

外部電源との接続状態で給電動作するスイッチング電源を備え、送信信号をアンテナから非接触データキャリアに送信すると共に、前記アンテナを通じて前記非接触データキャリアからの受信信号を受信する送受信回路を備えた非接触通信装置において、
前記外部電源との接続状態で給電動作するドロッパ電源と、
前記非接触データキャリアを検出する検出手段と、
前記スイッチング電源による給電から前記ドロッパ電源による給電へ切替える切替手段と、
前記検出手段が前記非接触データキャリアを検出した場合は、前記切替手段を作動させると共に、前記送受信回路による前記非接触データキャリアとの通信が終了したところで前記切替手段の作動を終了する制御手段とを備えたことを特徴とする非接触通信装置。
A non-contact data carrier including a switching power supply that performs power feeding operation in a connected state with an external power source, and a transmission / reception circuit that transmits a transmission signal from the antenna to the contactless data carrier and receives a reception signal from the contactless data carrier through the antenna. In contact communication devices,
A dropper power supply that feeds power in a connected state with the external power supply;
Detecting means for detecting the non-contact data carrier;
Switching means for switching from feeding by the switching power supply to feeding by the dropper power supply;
Control means for activating the switching means when the detecting means detects the non-contact data carrier, and ending the operation of the switching means when communication with the non-contact data carrier by the transmission / reception circuit is completed; A non-contact communication device comprising:
前記送受信回路の送信出力のインピーダンスの変化を検出するインピーダンス変化検出手段を備え、
前記検出手段は、前記インピーダンス変化検出手段がインピーダンスの変化を検出した場合に前記非接触データキャリアを検出したと判断することを特徴とする請求項1記載の非接触通信装置。
An impedance change detecting means for detecting a change in impedance of a transmission output of the transmission / reception circuit;
2. The non-contact communication apparatus according to claim 1, wherein the detection unit determines that the non-contact data carrier is detected when the impedance change detection unit detects a change in impedance.
前記制御手段は、前記切替手段を作動する場合は電源切替信号を前記切替手段へ出力し、
前記切替手段は、
前記電源切替信号の非入力状態でオンして前記外部電源と前記スイッチング電源とを接続する第1トランジスタと、
前記電源切替信号の入力状態でオンして前記外部電源と前記ドロッパ電源とを接続する第2トランジスタとを備えて構成されていることを特徴とする請求項1または2記載の非接触通信装置。
The control means outputs a power supply switching signal to the switching means when operating the switching means,
The switching means is
A first transistor that is turned on in a non-input state of the power supply switching signal and connects the external power supply and the switching power supply;
3. The non-contact communication apparatus according to claim 1, further comprising a second transistor that is turned on in an input state of the power switching signal and connects the external power source and the dropper power source.
前記外部電源との接続状態で蓄電するように設けられ、前記外部電源と前記スイッチング電源または前記ドロッパ電源との接続が解除された状態で前記スイッチング電源または前記ドロッパ電源への給電状態を維持する蓄電手段を備えたことを特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載の非接触通信装置。   Power storage provided to store power in a connected state with the external power source, and maintaining a power feeding state to the switching power source or the dropper power source in a state in which the connection between the external power source and the switching power source or the dropper power source is released 4. The non-contact communication apparatus according to claim 1, further comprising means. 前記送受信回路、前記スイッチング電源及び前記ドロッパ電源は同一のプリント配線基板に搭載されていることを特徴とする請求項1ないし4の何れかに記載の非接触通信装置。   The contactless communication apparatus according to claim 1, wherein the transmission / reception circuit, the switching power supply, and the dropper power supply are mounted on the same printed circuit board.
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