JP2009003509A - 非接触通信媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 リーダライタが非接触通信媒体を認識するまでの時間を短縮した非接触通信媒体を提供する。
【解決手段】 従来機能に加えて、非接触通信媒体にリーダライタから送信される初期応答要求コマンドの受信待ちＳ６４を省略して通信を開始する機能を備えるよう非接触通信媒体を構成する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、データ送受信を非接触で行う機能を有する、非接触通信媒体に関する。

非接触通信媒体およびリーダライタは、一般にキャリア周波数が１３.５６ＭＨｚにて動作する方式が多く用いられている。１３.５６ＭＨｚでの通信では、主に電磁誘導方式が用いられている。

電磁誘導方式は、リーダライタのアンテナの近傍に発生する磁界を伝送媒体とする方式であり、非接触通信媒体の側に誘導起電力が誘起されるのでこれを電源とすることができ、そのため非接触通信媒体には電源が不要であるという特徴がある。

非接触通信媒体は、リーダライタが発生する磁界を受けた時点で、誘導起電力が発生し動作を開始する。

電磁誘導方式の通信では、国際標準規格であるＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３の方式が多く使用されている。この方式は、リーダライタと非接触通信媒体間の伝送速度が最大で４２４ｋｂｐｓ程度であり、多くの非接触通信媒体の中でも高速伝送が可能であるため、高速処理が必要とされる分野に特に適しているという特徴がある。

リーダライタと非接触通信媒体の間におけるデータ送受信は、はじめにリーダライタから非接触通信媒体に対して初期応答要求コマンドを送信し、次に非接触通信媒体がそのコマンドの処理を行い、最後に非接触通信媒体がリーダライタに対して初期応答と呼ばれるデータを送信することにより行われる。

リーダライタが送信する初期応答要求コマンドを受信した非接触通信媒体は必ず初期応答を送信しなければならない。非接触通信媒体が送信する初期応答には、非接触通信媒体の個体番号およびまたは非接触通信媒体の性能を示す値が含まれている。

非接触通信媒体の処理の高速化が要求される近年、リーダライタが非接触通信媒体の初期応答を認識するのに要する時間が早いほど有利である。

複数の非接触通信媒体がリーダライタのアンテナ近傍に存在する場合、初期応答要求コマンドに対する複数の非接触通信媒体の初期応答が重なってしまい、リーダライタは、初期応答を正常に受信できない。これを回避するために、複数の非接触通信媒体の初期応答タイミングをそれぞれずらすという技術がある。このことにより、リーダライタは複数の非接触通信媒体の初期応答を認識することが可能となる。

リーダライタが短時間で確実に非接触通信媒体の初期応答を認識するために、複数の乱数生成手段を用いて初期応答のタイミングを決定するという技術がある。

リーダライタが送信する初期応答要求コマンドに対して、非接触通信媒体が初期応答を送信するタイミングのことをスロットという。リーダライタは、非接触通信媒体に対して初期応答要求コマンドの中でスロットの数を指定する。非接触通信媒体は、初期応答要求コマンド中で指定されるスロットのいずれのスロットで初期応答の送信を行うのかを、自身が生成する乱数を使用して決定する。

また、リーダライタは、非接触通信媒体に対して初期応答要求コマンド中で非接触通信媒体が生成する乱数の生成手段を指定する。非接触通信媒体は、リーダライタから指定された乱数生成手段に従い乱数を生成し、スロットを決定する。

したがって、リーダライタが非接触通信媒体に対して乱数生成手段を指定し、非接触通信媒体が初期応答を送信するスロットに偏りが生じないようにすることにより、短時間で確実に非接触通信媒体の初期応答を認識することができるというものである。このような技術は例えば特許文献１に開示されている。

特開２００４−１８５６０１号公報

しかし、上記方法では、リーダライタが非接触通信媒体を認識するために、必ず初めにリーダライタから非接触通信媒体へ初期応答要求コマンドを送信する必要がある。また非接触通信媒体は、リーダライタから電力供給を受け動作を開始した直後、リーダライタから送信される初期応答要求コマンドを受信できるまで待つ必要がある。

前述の非接触通信媒体は、動作を開始しているのにもかかわらず、リーダライタに対して初期応答を送信するためには、リーダライタから送信される初期応答要求コマンドを受信できるまで待たなければならない。

従って、本発明は、リーダライタが非接触通信媒体を認識するまでの時間を短縮した非接触通信媒体を提供することを目的とする。

上記、従来技術では、非接触通信媒体がリーダライタの通信可能範囲内に複数存在することが前提条件となっている。しかしながら、非接触通信媒体の使用環境によっては、リーダライタの通信可能範囲内に、１つの非接触通信媒体しか存在しない場合も多い。このような場合には、非接触媒体が初期応答要求コマンド受信まで待機する時間は、何も処理を行っていない無駄な時間であり、単にリーダライタが非接触通信媒体を認識するまでの時間が長くなるだけである。

すなわち、非接触通信媒体およびリーダライタの具体的な用途では、１台のリーダライタが電力供給およびデータの送受信を行う非接触通信媒体は単数の場合が多い。例えば交通乗車券に非接触通信媒体を利用する場合を考える。乗降する人は、１枚の非接触通信媒体を乗車時および降車時にリーダライタにかざすだけである。すなわち、このような限られた場合には、リーダライタと非接触通信媒体は１対１の関係となる。さらに、このような場合は、短時間にデータの送受信を行い、乗降を円滑に行うことが望ましい。従って、リーダライタが非接触通信媒体を認識するまでの所要時間が早いほど良い。

このように、１台のリーダライタが電力供給およびデータの送受信を行う非接触通信媒体が単数の場合は、リーダライタが、非接触通信媒体に対して初期応答要求を送信し、それを受信した非接触通信媒体が応答して、初めて通信対象となる非接触媒体を認識するという従来の手順を踏む必要がない。従って、非接触媒体を認識するまでの時間を短縮したい場合の手順は以下のように実施される。

まず、リーダライタは非接触通信媒体の存在有無にかかわらず、電力供給を行いながら非接触通信媒体から送信されてくるかもしれない初期応答を待つ。この状態において、非接触通信媒体がリーダライタに接近し、リーダライタからの電力供給を受け、動作を開始した直後、リーダライタからの初期応答要求コマンドの受信なしにリーダライタに対して初期応答を送信する。リーダライタは、非接触通信媒体から送信される初期応答を受信することにより非接触通信媒体を認識できる。

すなわち、従来のように１台のリーダライタが複数の非接触媒体を対象にして電力供給やデータの送受信を行う場合には、非接触通信媒体はリーダライタから送信される初期応答コマンドを確認した後に通信を開始する必要があるが、この機能に加えて、限られた状況においては、リーダライタは非接触通信媒体に対する初期応答コマンドを省略して通信を開始する機能を備えることで状況に応じたシステム構成が可能となる。

本発明によれば、少なくともリーダライタとの間でデータの送受信を非接触で行う機能を有し、前記リーダライタから電力供給を受けて動作する非接触通信媒体であって、前記リーダライタから前記電力供給を受けた後、前記リーダライタから送信される初期応答要求コマンドを受信する前に、前記リーダライタに対して初期応答を行う第１の初期応答方式と、前記リーダライタから前記電力供給を受けた後、前記初期応答要求コマンドを受信した後に前記リーダライタに対して前記初期応答を行う第２の初期応答方式を備え、前記第１の初期応答方式と前記第２の初期応答方式のいずれかで動作することを特徴とする非接触通信媒体が得られる。

本発明によれば、前記第１の初期応答方式または前記第２の初期応答方式のいずれかの初期応答方式で動作するかを前記非接触通信媒体に予め設定してなり、前記第１または第２のいずれかの初期応答方式で前記リーダライタに対して前記初期応答を行うことを特徴とする非接触通信媒体が得られる。

２つの初期応答方式を任意に選択することにより、使用状況に応じたシステム設計が可能となる。さらに、１台のリーダライタに対して一つの非接触通信媒体が用いられる環境においては、リーダライタが非接触通信媒体を認識するまでの所要時間を短縮することが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明による非接触通信媒体の構成を説明するブロック図である。リーダライタとデータの送受信を行うために、アンテナ１１、変調復調部１２を具備しており、また非接触通信媒体の固有ＩＤ等のデータを保持するＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等のメモリ１４を具備している。また、本非接触通信媒体は、第１および第２の２つの異なる初期応答方式を有しており、これらの初期応答方式を格納した初期応答方式記憶部１５を具備している。さらに、リーダライタとの送受信、メモリの読出し書込み、および初期応答方式記憶部に記憶されている初期応答方式で初期応答を行うことを制御するための制御部１３を具備している。

図２は、リーダライタの構成を説明するブロック図である。非接触通信媒体とデータの送受信を行うために、アンテナ２１、変調復調部２２を具備しており、また、図示しない上位装置との通信を行うための上位装置インタフェース２４を具備している。さらに、非接触通信媒体との送受信および前記上位装置との通信を制御するための制御部２３を具備している。

図３は、本発明の第１の処理フローを説明する図であり、第１の初期応答方式に関する処理の一例である。図３に従って、以下に非接触通信媒体およびリーダライタの動作について説明する。

手順Ｓ３１に示すように、はじめにリーダライタの電源投入を行う。電源投入直後、リーダライタは非接触通信媒体の存在有無にかかわらずに非接触通信媒体への電力供給を開始する。さらにリーダライタは非接触通信媒体から送信されてくるデータの受信待ちとなる。

続いて、手順Ｓ３２に示すように、この状態で、非接触通信媒体がリーダライタに接近すると、非接触通信媒体がリーダライタからの電力供給を受けて起動する。

さらに、手順Ｓ３３に示すように、非接触通信媒体は起動直後、リーダライタに対して、初期応答を送信し、手順Ｓ３４に示すように、リーダライタは、非接触通信媒体から送信された初期応答を受信する。以上の各手順により、リーダライタが非接触通信媒体を認識することができる。

図４は、本発明の第２の処理フローを説明する図であり、第２の初期応答方式に関する処理の一例である。図４に従って、以下に非接触通信媒体およびリーダライタの処理例について説明する。

手順Ｓ４１に示すように、はじめにリーダライタの電源投入を行う。電源投入直後、リーダライタは非接触通信媒体の存在有無にかかわらずに非接触通信媒体への電力供給を開始する。

続いて、手順Ｓ４２に示すように、この状態で、非接触通信媒体がリーダライタに接近すると、非接触通信媒体がリーダライタからの電力供給を受けて起動する。非接触通信媒体は起動直後、リーダライタから送信されてくる初期応答要求コマンドの受信待ちとなる。

続いて、手順Ｓ４３に示すように、リーダライタは、非接触通信媒体に初期応答要求コマンドを送信する。

さらに、手順Ｓ４４に示すように、非接触通信媒体は、初期応答要求コマンドを受信すると、手順Ｓ４５に示すように、リーダライタに対して初期応答を送信し、手順Ｓ４６に示すように、リーダライタは、非接触通信媒体から送信されたデータを受信する。以上の各手順により、リーダライタが非接触通信媒体を認識することができる。

図５は、本発明の非接触通信媒体の効果を説明する図である。図５に従って、以下に第１の初期応答方式および第２の初期応答方式による非接触通信媒体の効果について説明する。

手順Ｓ５１に示すように、はじめにリーダライタは非接触通信媒体の存在有無にかかわらずに非接触通信媒体への電力供給を開始する。第１の初期応答方式の非接触通信媒体と通信するリーダライタは非接触通信媒体から送信されてくるかもしれない初期応答の受信待ちとなる。

一方、第２の初期応答方式の非接触通信媒体と通信するリーダライタは、初期応答要求コマンドを送信し、非接触通信媒体から初期応答の送信があるかどうか確認する。ここで非接触通信媒体から初期応答の送信が無い場合は５ｍｓ間隔で初期応答要求コマンドを送信し続ける。

続いて、手順Ｓ５２に示すように、非接触通信媒体がリーダライタに接近し、リーダライタからの電力供給を受けると、非接触通信媒体は起動する。この後、第１の初期応答方式の非接触通信媒体は、リーダライタに対して初期応答を送信する。

一方、第２の初期応答方式の非接触通信媒体は、リーダライタから送信される初期応答要求コマンドの受信待ちとなる。その後、リーダライタから送信される初期応答要求コマンドを受信し、リーダライタに対して初期応答を送信する。

以上の各手順の通り、第１の初期応答方式は、第２の初期応答方式と比較して、Ｓ５３に示すように、リーダライタが非接触通信媒体を認識するまでにかかる所要時間を約８０％短縮することができる。

第２の初期応答方式におけるリーダライタが非接触通信媒体を認識するまでにかかる所要時間は、従来技術と同等である。即ち、第１の初期応答方式は、従来技術と比較して、リーダライタが非接触通信媒体を認識するまでにかかる所要時間を約８０％短縮することができることになる。なお、所要時間の試算には、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３で規定される時間を用いた。

第１の初期応答方式の非接触通信媒体は、例えば交通乗車券に非接触通信媒体を利用する場合などに効果がある。乗降する人が、乗車時および降車時に改札口に設置されているリーダライタに１枚の交通乗車券をかざしてから乗降するシステムを想定する。この場合、リーダライタが非接触通信媒体を認識するまでにかかる所要時間が短いほど、改札口での混雑を少なくすることが可能となる。

また、第２の初期応答方式の非接触通信媒体は、例えば金庫を開けるための鍵として必ず２枚の非接触通信媒体が必要なシステムに非接触通信媒体を利用する場合などに効果がある。２枚の非接触通信媒体はそれぞれ別の人が保持している。金庫を開けるためには、金庫に設置されているリーダライタに非接触通信媒体を保持している２人が同時に、それぞれの人が保持している非接触通信媒体をかざす。この場合、リーダライタから送信される初期応答要求コマンドに対して、２枚の非接触通信媒体がそれぞれタイミングをずらして初期応答を送信するため、リーダライタは２枚の非接触通信媒体の存在を認識することが可能となる。

なお、非接触通信媒体が、第１の初期応答方式あるいは第２の初期応答方式のうち、どちらの初期応答方式で動作するのかは、例えば、非接触通信媒体製造時に非接触通信媒体内に初期応答方式記憶部を設けて予め値を設定するのが良い。初期応答方式記憶部は、例えば、１ビットの書換え可能な不揮発性メモリで構成され、前記不揮発性メモリの値が０の場合、第１の初期応答方式を示し、前記不揮発性メモリの値が１の場合、第２の初期応答方式を示すように設定するのが好ましい。

図６は、本発明の非接触通信媒体の処理を説明する図である。図６に従って、以下に非接触通信媒体が起動してから初期応答を行うまでの処理について説明する。

手順Ｓ６１に示すように、非接触通信媒体がリーダライタからの電力供給を受けて起動すると、制御部は初期応答方式記憶部を読出す。

続いて、手順Ｓ６２に示すように、制御部は初期応答方式を判断する。初期応答方式記憶部の値が０の場合、第１の初期応答方式と判断し、初期応答方式記憶部の値が１の場合、第２の初期応答方式と判断する。第１の初期応答方式の場合、手順Ｓ６３に示すように、リーダライタに対して初期応答を送信して終了となる。

一方、第２の初期応答方式の場合、手順Ｓ６４に示すように、リーダライタから送信される初期応答要求コマンドの受信待ちとなり、手順Ｓ６５に示すように、リーダライタから初期応答要求コマンドを受信できるまで待ち続ける。リーダライタから初期応答要求コマンドを受信できた場合、手順Ｓ６６に示すように、非接触通信媒体は初期応答の送信タイミングを決定し、手順Ｓ６３に示すように、決定したタイミングでリーダライタに対して初期応答を送信して終了となる。以上の各手順の通り、非接触通信媒体はリーダライタに対して初期応答を送信する。

なお、上記の説明は、本発明の実施の形態に係る非接触通信媒体の処理および効果について説明するための一例であり、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。

本発明の非接触通信媒体は、リーダライタが非接触通信媒体を認識するまでにかかる所要時間が短縮するよう設定できるため、交通機関の乗降システムのような、リーダライタと非接触媒体が１対１で対応し、かつ、高速処理が要求される非接触通信媒体システムの構築に有用である。

本発明の非接触通信媒体の構成を説明するブロック図。 リーダライタの構成を説明するブロック図。 本発明の第１の処理フローを説明する図。 本発明の第２の処理フローを説明する図。 本発明の非接触通信媒体の効果を説明する図。 本発明の非接触通信媒体の処理を説明する図。

符号の説明

１１ アンテナ
１２ 変調復調部
１３ 制御部
１４ メモリ
１５ 初期応答方式記憶部
２１ アンテナ
２２ 変調復調部
２３ 制御部
２４ 上位装置インタフェース

Claims (2)

1. 少なくともリーダライタとの間でデータの送受信を非接触で行う機能を有し、前記リーダライタから電力供給を受けて動作する非接触通信媒体であって、前記リーダライタから前記電力供給を受けた後、前記リーダライタから送信される初期応答要求コマンドを受信する前に、前記リーダライタに対して初期応答を行う第１の初期応答方式と、前記リーダライタから前記電力供給を受けた後、前記初期応答要求コマンドを受信した後に前記リーダライタに対して前記初期応答を行う第２の初期応答方式を備え、前記第１の初期応答方式と前記第２の初期応答方式のいずれかで動作することを特徴とする非接触通信媒体。
2. 前記第１の初期応答方式または前記第２の初期応答方式のいずれかの初期応答方式で動作するかを前記非接触通信媒体に予め設定してなり、前記第１または第２のいずれかの初期応答方式で前記リーダライタに対して前記初期応答を行うことを特徴とする請求項１記載の非接触通信媒体。

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