JP4207313B2

JP4207313B2 - Data communication device

Info

Publication number: JP4207313B2
Application number: JP17133199A
Authority: JP
Inventors: 清志高橋
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-06-17
Filing date: 1999-06-17
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2019-06-17
Also published as: JP2001005923A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、通信機能を有する外部の情報記憶媒体に非接触で電力供給を行いつつ、その情報記憶媒体との間でデータ通信を行うデータ通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、個々の情報記憶媒体（例えばＩＣカード）と非接触にデータ通信を行い、情報記憶媒体へのデータの書き込みを行ったり、情報記憶媒体からデータの読み込みを行うデータ通信装置（例えば、ＩＣカードリーダライタ）が知られている。
【０００３】
この種の通信システムでは、情報記憶媒体の軽量化や使い易さの向上を図るべく、情報記憶媒体への電力供給機能をデータ通信装置に持たせている。データ通信装置は、具体的には、情報記憶媒体に電波を送信する一方で、情報記憶媒体から送信された電波を検波し、その検波結果を２値化してパルス信号を取得し、そのパルス信号から受信データ（即ち情報記憶媒体からの送信データ）を復調することにより、情報記憶媒体への送信電波により電力供給を行いつつ、情報記憶媒体とのデータ通信を行うことができるよう構成されている。
【０００４】
一方、情報記憶媒体は、データ通信装置から受けた電波により発生する誘導電流を整流して自己の動作用の電力を生成すると共に、その電波で送られてきたデータ（コマンドや、記憶すべき情報など）に基づいて各種の動作を行う。
ここで、データ通信装置にて発生された電波は、データ通信装置から離れるほど強度が低くなり、情報記憶媒体を動作させるに足る強度を保ったまま届く範囲（図６において１点鎖線で示す。以下、「作動可能エリア」という。）は限られる。そのため、データ通信装置からの電波により電力供給を受けて動作するタイプの情報記憶媒体は、作動可能エリア外においては十分な電力を得ることができないので動作せず、作動可能エリア内において初めてデータ通信装置からの電波に基づく電力生成が可能となり、動作を開始することとなる。
【０００５】
ただし情報記憶媒体は、上記の作動可能エリア内であれば、データ通信装置との双方向の通信が必ずしも確実に行えるというわけではない。作動可能エリアの周縁部においても動作可能ではあるが、データ通信装置から遠かったり、データ通信装置との位置関係により電波のやり取りを行い難かったりといった理由により、情報記憶媒体からデータ通信装置へ届く電波は弱いものとなり、データ通信装置に対する確実なデータ送信が困難となる。
【０００６】
そのため、作動可能エリア内においても、データ通信装置との双方向のデータ通信できる範囲（図６において２点鎖線で示す。以下、「正常通信エリア」という）は限られる。
そして、正常通信エリアに情報記憶媒体が入り、データ通信装置−情報記憶媒体間での双方向の通信が可能となると、両者間で通信衝突回避処理（アンチコリジョン処理）が行われ、正常通信エリア内にある情報記憶媒体をデータ通信装置が認識した上で、必要なデータ通信が行われることとなる。アンチコリジョン処理は、正常通信エリア内に複数の情報記憶媒体が存在する場合であっても、データ通信装置が各情報記憶媒体を個別に認識して、各情報記憶媒体との個別の通信を可能とするための処理である。具体的には、データ通信装置が情報記憶媒体に対して識別コードを要求するコマンドを送り、その情報記憶媒体自身の識別コードを返信させることにより、各情報記憶媒体を個別に認識するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、情報記憶媒体は、作動可能エリア外では動作電力を得ることができないことから、正常通信エリアにおいてデータ通信装置とデータ通信を行っていても、何らかの拍子に正常通信エリアから外れて更に作動可能エリア外まで出てしまうと動作が止まる。この場合、情報記憶媒体が作動可能エリアに戻ったとしても情報記憶媒体はリセットされるので、データ通信装置が情報記憶媒体とのデータ通信を行うためには、再びアンチコリジョン処理を行う必要がある。
【０００８】
一方、データ通信装置が情報記憶媒体とデータ通信を行っているときに、何らかの拍子に情報記憶媒体が正常通信エリアから外れたとしても、作動可能エリア内にとどまっていれば電力供給は継続しているので情報記憶媒体はリセットされず、情報記憶媒体にとっては、正常通信エリアにさえ戻れば、（改めてアンチコリジョン処理を行うことなく）データ通信装置とのデータ通信を行える状態のままである。
【０００９】
ところが、従来のデータ通信装置は、コマンドに対する情報記憶媒体からの応答（レスポンス）が正常に受信されるかどうかで、情報記憶媒体の存在を認識するようにしており、問題なく受信できた場合には、その情報記憶媒体が近くに存在すると認識し、受信できなかった場合には、その情報記憶媒体が離れてしまった（即ち存在しない）ものと判断するよう構成されている。
【００１０】
つまり、従来のデータ通信装置では、情報記憶媒体が正常通信エリア内にあるかどうかを把握するのみであった。このため、正常通信エリアから一旦出たがリセットされることなく正常通信エリアに戻ってきた情報記憶媒体に対しても、アンチコリジョン処理を再び行なって認識し直さなければ、データ通信を行うことができなかった。
【００１１】
また情報記憶媒体の種類によっては、アンチコリジョン処理によりデータ通信装置に一旦認識されると、その後リセットされない限りは、上述の識別コードの要求コマンドを受けても自己の識別コードを返さない（即ち、識別コードの要求コマンドを受け付けない）方式の情報記憶媒体もある。この種の方式の情報記憶媒体が、正常通信エリアから一旦出たがリセットされることなく正常通信エリアに戻ってきた場合には、データ通信装置によるアンチコリジョン処理が為されないこととなる。つまり、データ通信装置による情報記憶媒体の認識が為されず、両者間のデータ通信が行われなくなってしまう。
【００１２】
本発明はこうした課題に鑑み為されたものであり、通信機能を有する外部の情報記憶媒体に非接触で電力供給を行いつつ、その情報記憶媒体との間でデータ通信を行うデータ通信装置において、情報記憶媒体が電力供給を受けて作動可能なエリア内に存在するかどうかを把握可能とすることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記課題を解決するために為された本発明（請求項１記載）のデータ通信装置においては、送信手段が、通信機能を有する外部の情報記憶媒体に電波を送信し、信号処理手段が、情報記憶媒体から送信された電波を検波して、その検波結果を２値化してパルス信号を出力し、復調手段が、その出力されたパルス信号から、情報記憶媒体からの送信データを復調する。
【００１４】
そして、特に本発明（請求項１記載）のデータ通信装置では、信号処理手段からパルスが出力されると、判断手段が、所定のパルス判定期間においてパルスが更に出力されるかどうかを判定し、パルス判定期間にパルスが出力されたとき、その出力されたパルスが情報記憶媒体からの送信出力に基づくものであると判断する。
【００１５】
即ち、情報記憶媒体から送信された電波を検波して、その検波結果を２値化してパルス信号を取得するには、取得すべきパルス信号の周波数帯に対応したフィルタを用いる必要があるが、そのフィルタの影響により検波結果の波形が鈍ることがある。これは、検波結果の波形が変化する前後（例えば、波形の有る無しの切替わりタイミングや波形の振幅や位相の変化タイミングの前後）において、起こりやすい。データ通信装置が受信する電波の強度が強い場合には、検波結果の波形が幾らか鈍っていてもパルスに変換され、問題なくパルス信号に基づく受信データの復調が可能であるが、受信電波の強度が弱い場合には、鈍った波形の部分がパルスとならない可能性が高く、その結果パルス信号が本来の形から崩れてしまう。
【００１６】
つまり、受信電波の強度が弱い場合には、パルス信号から受信データを正常に復調すること（即ち正常な受信）ができなくなる（即ち受信エラーが発生する）のだが、こうした場合、従来のデータ通信装置においては、ノイズによる受信エラーと同様に扱っており、そのパルス信号が情報記憶媒体からの送信出力（レスポンス）であるかどうかを判断できなかった。
【００１７】
しかし、本発明（請求項１記載）のデータ通信装置においては、パルスが出力されると、予め設定されているパルス判定期間においてパルスが更に出力されるかどうかを判定し、パルス判定期間にパルスが出力されたとき、その出力されたパルスが情報記憶媒体からの送信出力に基づくものであると判断するよう構成されている。
【００１８】
このため、本発明（請求項１記載）のデータ通信装置によれば、データを正常に受信しにくい状況であっても、情報記憶媒体が作動可能エリア内に存在するかどうかを把握することができるようになる。つまり、情報記憶媒体が正常通信エリア外に出た場合であっても電源供給を受けて動作している間は、情報記憶媒体を認識することができるのである。従って、データ通信装置は、正常通信エリアから一旦出た情報記憶媒体であっても、リセットされることなく正常通信エリアに戻ってきた場合には、改めてアンチコリジョン処理を行うことなく速やかに通信を行うことができることとなる。
【００１９】
以上の様に、請求項１記載のデータ通信装置では、信号処理手段からパルスが出力され、更にパルス判定期間内にパルスが出力された場合に、情報記憶媒体の存在を認識することから、ノイズにより発生したパルスを、情報記憶媒体からの送信出力に基づくものであると誤って認識してしまう可能性は低い。そして、パルス信号が情報記憶媒体からの送信出力に基づくものかどうかをより確実に判断することができるようにするには、判断手段を、請求項２記載の様に構成するとより好ましい。
【００２０】
即ち、請求項２記載のデータ通信装置において、判断手段は、信号処理手段からパルスが出力されると、パルス判定期間に複数の連続したパルスが更に出力されるかどうかを判定し、パルス判定期間に複数の連続したパルスが出力されたとき、その出力されたパルスが情報記憶媒体からの送信出力に基づくものであると判断する。
【００２１】
つまり、請求項２記載のデータ通信装置においては、信号処理手段からパルスが出力され、更にパルス判定期間内に連続した複数のパルスが出力された場合に、情報記憶媒体の存在を認識することから、ノイズにより発生したパルスを、情報記憶媒体からの送信出力に基づくものであると誤って認識してしまう可能性を更に低くすることができる。すなわち、情報記憶媒体からの電波ではない外来ノイズによって発生したパルスと、情報記憶媒体からの電波によって発生したパルスをより確実に区別することができ、この結果、情報記憶媒体が作動可能エリア内に存在するかどうかをより確実に判断することができるようになるのである。
【００２２】
なお、複数の連続したパルスが「少なくとも２つ」の連続したパルスである場合に、その出力されたパルスが情報記憶媒体からの送信出力に基づくものであると判断するようにすれば十分であるが、基準とするパルスの個数が多いほど、その判断をより正確に行うことができることとなり好ましい。
【００２３】
ところで、情報記憶媒体側からデータ通信装置側への変調方式（通信方式）によっては、情報記憶媒体からのデータ送信により、予め定められた所定のパルス継続時間に亘る複数の連続したパルスが信号処理手段から出力されることとなる場合がある。この場合、情報記憶媒体は、そうしたパルス列（所定のパルス継続時間に亘る複数の連続したパルスの列）が信号処理手段から出力されるよう搬送波を変調して、データ送信を行うように構成されるが、上述の理由により、情報記憶媒体からデータ処理装置に届く電波の強度が弱いときには、そのパルス列の開始部分或いは終了部分においてはパルスが現れない可能性がある。
【００２４】
そこで、こうした場合には、請求項３記載のデータ通信装置の様に、パルス判定期間を、信号処理手段から複数の連続したパルスが安定して出力される期間を含むよう、パルス継続時間に応じて設定するとよい。
即ち、情報記憶媒体からデータ処理装置に届く電波の強度が弱く、そのパルス列の開始部分或いは終了部分においてはパルスが現れない場合であっても、それ以外の部分（即ち開始部分或いは終了部分を除く中間部分）においては、パルスが正常に現れる可能性が高い。つまり、中間部分においては、信号処理手段からパルスが安定して出力されるものと考えられる。そこで、請求項３記載の様に、パルス判定期間を設定しておくのである。
【００２５】
この様な請求項３記載のデータ通信装置によれば、パルス判定期間は、複数の連続したパルスが安定して出力される期間（中間部分）を含むよう設定されていることから、パルス判定期間においてパルスを検出し易くなり、信号処理手段から出力されたパルスが情報記憶媒体からの送信出力に基づくものかどうかをより確実に判断することができることとなる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例を図面と共に説明する。
図１は、第１実施例としての非接触式通信方式の通信システムを示しており、当該通信システムを構成するデータ通信装置としてのＩＣカードリーダライタ１（以下、「リーダライタ１」という）と、このリーダライタ１によりデータの読込み及び書込みが可能な情報記憶媒体としてのＩＣカード２の構成が示されている。リーダライタ１およびＩＣカード２は、夫々互いに非接触でデータ授受を行う通信機能を有し、しかもリーダライタ１は、ＩＣカード２に対して非接触にて動作電力を供給する電力供給機能を有している。
【００２７】
リーダライタ１は、制御部１０と、記憶部２０と、変調部３０と、コイルにて構成された送受信アンテナ４０と、復調部５０とに、信号処理部５５とを備えており、またこのリーダライタ１が読み書きするデータを処理する上位装置に接続されている。上位装置は、例えば、リーダライタ１がＩＣカード２から読み取ったデータを取り込んでそれに応じた処理を行ったり、ＩＣカード２に書き込むべきデータを生成して、それをリーダライタ１に書き込ませたりするものである。
【００２８】
制御部１０は、制御部１０自身に内蔵のＲＯＭに格納されたプログラムに従い動作するものであり、上位装置から送信データを取得して、変調部３０、送受信アンテナ４０を介して、その送信データを送信する。また、送受信アンテナ４０、信号処理部５５および復調部５０を介してＩＣカード２からのデータを受信する。制御部１０は、こうしたＩＣカード２とのデータ通信を行うことにより、個々のＩＣカード２の識別するためのアンチコリジョン処理を行ったり、個々のＩＣカード２へのデータの書込み処理を行ったりする。記憶部２０には、アンチコリジョン処理により認識されたＩＣカード２に関する情報（例えばアンチコリジョン処理によりリーダライタ１に通知された、ＩＣカード２の個々の識別コードなど）が格納される。
【００２９】
変調部３０は、内蔵の発信器（図示せず）から出力される搬送波を、制御部１０からの送信データに基づき変調させ、これを送信信号として送受信アンテナ４０を介して出力する。これにより、送受信アンテナ４０からは、変調部３０にて生成された送信信号が電波として出力されることとなる。
【００３０】
また、送受信アンテナ４０では、ＩＣカード２からの送信信号（返信信号）に基づき変調された搬送波が検出され、その検出結果が信号処理部５５に入力される。信号処理部５５は請求項の信号処理手段に相当するものであり、ＩＣカード２からの電波を送受信アンテナ４０を介して受けて包絡線検波し、その検波出力（検波結果）を内蔵のコンパレータにて２値化したパルス信号を復調部５０に入力する。なお、変調部３０および送受信アンテナ４０が、請求項の送信手段として機能する。
【００３１】
復調部５０は請求項の復調手段に相当するものであり、信号処理部５５からのパルス信号から、ＩＣカード２からの送信データを復調して、その復調結果を制御部１０に送る。制御部１０では、こうして得られたＩＣカード２からの送信データを記憶部２０に格納したり、上位装置に転送したりするなどの各種処理を行う。
【００３２】
一方ＩＣカード２は、コイルにて構成された送受信アンテナ６０と、電源部７０と、復調部８０と、変調部９０と、記憶部１００と、制御部１１０とを備えている。
電源部７０は、リーダライタ１から送信された搬送波を送受信アンテナ６０を介して受け、この搬送波により生ずる誘導電流を整流して、当該ＩＣカード２の動作用電力を生成する。この電源部７０にて生成された動作用電力は、制御部１１０その他の電力が必要な各構成部分に供給されることとなる。
【００３３】
制御部１１０は、制御部１１０自身に内蔵のＲＯＭに格納されたプログラムに従い動作するものであり、送受信アンテナ６０、復調部８０を介してリーダライタ１からの送信データを受信し、その取得（受信）したコマンドに応じた処理を行う。この処理は、例えば、リーダライタ１からの受信データの記憶部１００への書込みや、リーダライタ１から要求されたデータ（例えば識別コードなど）の読取り等である。
【００３４】
また、制御部１１０は、その書込処理が正常に行われたか否かといった処理結果や、記憶部１００から読み取ったデータなどの各種のデータを、変調部９０および送受信アンテナ６０を介し、送信データとして送信する。なお、記憶部１００には、当該ＩＣカード２に関する情報（例えばアンチコリジョン処理によりリーダライタ１に通知すべき、当該ＩＣカード２の識別コードなど）が格納されているほか、リーダライタ１からの受信データが格納される。
【００３５】
変調部９０は、リーダライタ１から送られてきた搬送波を送受信アンテナ６０にて受信しながら、内蔵のスイッチをオン／オフして送受信アンテナ６０の負荷を変化させることにより、搬送波を送信データにて振幅変調した電波を送信するように構成されている。
【００３６】
またＩＣカード２は、サブキャリア−ＡＳＫ−マンチェスタ方式によりデータを送信するよう構成されている。即ち、ＩＣカード２の変調部９０は、送信すべきデータをマンチェスタ方式により符号化する。そして、その符号化データに基づいて、搬送波よりも低周波数の副搬送波（サブキャリア）を振幅偏移変調方式（ＡＳＫ：Amplitude Shift Keying方式）にて変調し、更に、その変調した副搬送波に基づいて、搬送波を振幅変調する。こうして、変調部９０は、リーダライタ１からの搬送波を、制御部１１０からの送信データに基づき変調させ、これを送信信号として送受信アンテナ６０から出力させる。なお、副搬送波は、変調部９０に内蔵されている副搬送波用の発信器（図示せず）にて発生されている。
【００３７】
この様に構成された通信システムにおいて、リーダライタ１は、送受信アンテナ４０からＩＣカード２に電力供給を行うため搬送波を常時送信しつつ、コマンドなどのデータを送信する際には、搬送波をその送信データに基づき変調する。ＩＣカード２は、リーダライタ１から送信された送信データを受信すると、その受信データ（コマンドを含む）に応じた処理を行い、リーダライタ１に対してレスポンスを返送する。
【００３８】
すると、リーダライタ１の信号処理部５５では、送受信アンテナ４０にて検出されたＩＣカード２からの電波が包絡線検波されて副搬送波が取り出され、その副搬送波が更に信号処理部５５内蔵のコンパレータにて２値化されて、パルス信号として出力される（図２（ａ）参照）。復調部５０では、こうして信号処理部５５から出力されたパルス信号に対して復調（即ちマンチェスタ方式に従う復号化）がなされ、ＩＣカード２が送信したデータが得られ、制御部１０に入力される。
【００３９】
ここで、信号処理部５５から出力されるパルス信号について説明すると、図２（ａ）に示す如く、この通信方式（サブキャリア−ＡＳＫ−マンチェスタ方式）において、１ビットの情報は、複数個分（本実施例では８個分）のパルスで表現される（即ち、副搬送波の複数周期（８周期）分の時間が用いられる）。１ビットの半分（即ち、４パルス分）に着目すると、パルス信号の波形パターンは、「ａ」又は「ｂ」の２種類に分けられ、この「ａ」および「ｂ」の組合せにより、送信データの各ビットの値が「０」或いは「１」として表現される。
【００４０】
つまりデータ送信が行われる際、副搬送波は、４周期単位で（４パルス単位）送信データに応じた変調がなされ、その結果、信号処理部５５から出力されるパルス信号の波形が「ａ」又は「ｂ」に切り替わる。「ａ」の波形パターンは、ＩＣカード２からのデータ送信が行われていない状態か、副搬送波の振幅が小さくなるように副搬送波が振幅変調された状態に対応しておりパルスを含まない。一方「ｂ」の波形パターンは、信号処理部５５からの出力にパルスが現れるよう副搬送波が変調された状態に対応しており、４個のパルスを含んでいる。なお、本実施例において、「ｂ」の波形パターンの継続時間（即ちパルス信号の波形が切り替わる副搬送波４周期分の時間）が、請求項のパルス継続時間に相当する。
【００４１】
ＩＣカード２からのレスポンスがない場合、信号処理部５５からの出力は、「ａ」の波形のみであり、レスポンスが存在する場合、「ａ」および「ｂ」を組合せた波形パターンが存在することとなる。従って、信号処理部５５から出力されるパルス信号が少なくとも「ｂ」の波形パターンを含むものであれば、そのパルス信号はＩＣカード２からのレスポンスに基づくものであると見なせる。
【００４２】
ところで、こうしたリーダライタ１とＩＣカード２との間で正常な通信が図られるのは、ＩＣカード２が正常通信エリア（図６）に存在する場合であり、ＩＣカード２が作動可能エリア内に存在する場合であっても、正常通信エリアの外部においては、ＩＣカード２からリーダライタ１に届く電波の強度が弱いものとなる。この様にリーダライタ１の受信電波の強度が必ずしも強くなく不安定な場合は、「ａ」および「ｂ」の波形パターンの組合せからなるパルス信号が、本来の形から崩れたもの（図２（ｂ）参照）となり、正常なデータの受信ができなくなる可能性がある。
【００４３】
即ち、包絡線検波は、搬送波を除去するためにローパスフィルタを用いて振幅に比例した電圧を取り出すものであるから、副搬送波の波形が変化する前後（即ち、パルス信号の波形パターンが切り替わるタイミングの前後）において、検波により取り出された副搬送波の波形が鈍る。リーダライタ１の受信電波の強度が強い場合には、副搬送波の波形が幾らか鈍っていても、２値化後、図３（ａ）に示す様にパルスとして現れるが、受信電波の強度が弱い場合には、パルスとならない可能性が高くなり、その結果パルス信号が本来の形から崩れることが起こることとなる。例えば、図３（ａ）にて点線の円で示すパルスが消えて、パルス信号が、図３（ｂ）に示すような形に崩れてしまう可能性があるのである。
【００４４】
従来のリーダライタにおいては、パルス信号の波形が正常でありデータの受信が問題なく行われた場合には、ＩＣカード２からの信号であると判断し、パルス信号の波形が図２（ｂ）の如く崩れてＩＣカード２からのデータを得ることができなかった場合には、そのパルス信号がＩＣカード２からのレスポンスであるとは判断しなかった。即ち、ノイズと同様の扱いである。
【００４５】
一方、本第１実施例のリーダライタ１においては、受信電波の強度が弱く正常にデータを受信しにくい状況であっても、そのパルス信号がＩＣカード２からのレスポンスであるのかどうかを把握できるように構成されている。
これを実現すべく本第１実施例のリーダライタ１の復調部５０においては、図４に示す様なカード存在判断処理が行われる。
【００４６】
このカード存在判断処理は、リーダライタ１に電源が投入されると開始され、まずＳ１０にて、信号処理部５５からパルスが出力されたかどうか判断し、信号処理部５５からの出力パルスが検出されない間（Ｓ１０：ＮＯ）は、Ｓ１０の処理を繰り返し行いつつ待機する。
【００４７】
そして、信号処理部５５からパルスが出力されると（Ｓ１０：ＹＥＳ）、Ｓ２０に移行して、予め定められた所定の期間（パルス判定期間）に亘り、信号処理部５５からの出力を取り込む。このパルス判定期間は、信号処理部５５からパルスが出力されてから予め設定された所定時間後に始まり、信号処理部５５からパルスが出力されてからパルス４周期分の時間（即ちパルス継続時間）が経過する前に終了し、パルスの安定出力期間を含むよう設定されている。なおパルス判定期間の長さは、ほぼパルス２周期分である。
【００４８】
そして、パルス判定期間内に信号処理部５５から取り込んだ信号に、パルスが複数（本第１実施例では２個）連続して含まれているかどうかを判断する（Ｓ３０）。ここで、複数の連続したパルスが含まれていると判断された場合には（Ｓ３０：ＹＥＳ）、これらのパルス信号がＩＣカード２からのレスポンスに基づくものである可能性が高いことから、その旨の信号を制御部１０に出力する（Ｓ４０）。即ちＳ４０では、パルス信号がＩＣカード２からのレスポンスである旨の信号、換言すればＩＣカード２が存在しており動作している旨の信号を制御部１０に出力する。なおＳ４０の後、Ｓ１０に戻る。
【００４９】
一方、パルス判定期間内に信号処理部５５から取り込んだ信号に、所定個数（本第１実施例では上記の如く２個）以上の連続したパルスが含まれていない場合には（Ｓ３０：ＮＯ）、Ｓ５０にて、パルス信号の終了か否かを判断する。具体的には、信号処理部５５からパルスが出力されない状態が所定時間以上（本第１実施例では２ビット、即ちパルスの１６周期分に相当する時間）継続しているかどうかを判断する。そして、所定時間以上継続していないと判断された場合には、パルス信号の終了であるとは判断せず（Ｓ５０：ＮＯ）、Ｓ２０に戻る。
【００５０】
一方、信号処理部５５からパルスが出力されない状態が所定時間以上継続している場合には、パルス信号の終了であると判断し（Ｓ５０：ＹＥＳ）、Ｓ６０に移行する。Ｓ６０では、パルス信号がＩＣカード２からのレスポンスではないとして、ＩＣカード２が存在しており動作している旨の信号の制御部１０への出力を停止する。なお、Ｓ６０の後は、Ｓ１０に戻る。
【００５１】
ところで、Ｓ５０にてパルス信号の終了でないと判断された場合には（Ｓ５０：ＮＯ）、Ｓ２０に戻り、次回のパルス判定期間内において、信号処理部５５からの出力信号が取り込まれることとなる。パルス判定期間は、予め定められた一定時間毎（パルス継続時間であるパルス４周期分の時間毎）に設定されており、連続した複数個のパルスが検出されるまで（Ｓ３０にて「ＮＯ」である間）、順次、信号処理部５５の出力に連続した複数のパルスが有るか無いかの判断が行われることとなる。即ちＩＣカード２は所定の伝送タイミングに同期してデータ送信を行っており、パルス判定期間は、伝送タイミングの周期に応じて、周期的に（第１実施例では伝送タイミングの周期の２倍）設定されているのである。
【００５２】
この様に、カード存在判断処理では、信号処理部５５らパルスが出力されると、パルス判定期間に複数の連続したパルスが更に出力されるかどうかを判定し、そのパルス判定期間に複数の連続したパルスが出力されたとき、出力されたパルスがＩＣカード２からの送信出力に基づくものであると判断する。即ち、カード存在判断処理は、請求項の判断手段に相当している。
【００５３】
以上の様に構成され、動作する第１実施例のリーダライタ１によれば、次の（１）〜（３）の様な効果を奏する。
（１）信号処理部５５からパルスが出力されると、予め設定されているパルス判定期間においてパルスが更に出力されるかどうかを判定し、パルス判定期間にパルスが出力されたとき、その出力されたパルスがＩＣカードからの送信出力に基づくものであると判断するよう構成されている。このため、データを正常に受信しにくい状況であっても、ＩＣカード２が作動可能エリア内に存在するかどうかを把握することができるようになる。つまり、ＩＣカード２が正常通信エリア外に出た場合であっても電源供給を受けて動作している間は、このＩＣカード２を認識することができるのである。従って、リーダライタ１は、正常通信エリアから一旦出たＩＣカード２であっても、リセットされることなく正常通信エリアに戻ってきた場合には、改めてアンチコリジョン処理を行うことなく速やかに通信を行うことができることとなり好ましい。
【００５４】
（２）信号処理部５５からパルスが出力され、更にパルス判定期間内に連続した複数（２つ）のパルスが出力された場合に、ＩＣカード２が存在するとの判断を行うことから、ノイズにより発生したパルスがＩＣカード２からの送信出力に基づくものであると、誤った認識をしてしまう可能性をより低くすることができる。
【００５５】
（３）パルス判定期間は、複数の連続したパルスが安定して出力される期間（中間部分）を含むよう設定されていることから、パルス判定期間においてパルスを検出し易くなり、信号処理手段から出力されたパルスが情報記憶媒体からの送信出力に基づくものかどうかをより確実に判断することができることとなる。
【００５６】
次に第２実施例としての非接触式通信方式の通信システムについて説明する。上述の様に第１実施例では、サブキャリア−ＡＳＫ−マンチェスタ方式によりＩＣカード２からリーダライタ１への通信を行うものとして説明したがこれに限られるものではなく、受信信号をパルス信号として取り出し、このパルス信号から受信データを復調するタイプであれば本発明を適用することができる。例えば、以下に第２実施例として説明する如く、サブキャリア−ＢＰＳＫ方式にて通信を行うタイプのものに対して本発明を適用しても良い。
【００５７】
第２実施例の通信システムにおいて、ＩＣカード２の変調部９０は、送信すべきデータをＮＲＺ方式により符号化し、その符号化データに基づいて、副搬送波を２相位相偏移変調方式（ＢＰＳＫ:Binary Phase Shift Keying方式）にて変調し、更に、その変調された副搬送波に基づいて、搬送波を振幅変調する。こうして、変調部９０は、リーダライタ１からの搬送波を、制御部１１０からの送信データに基づき変調させ、これを送信信号として送受信アンテナ６０から出力させる。
【００５８】
サブキャリア−ＢＰＳＫ方式の場合、信号処理部５５から出力されるパルス信号について説明すると、図５（ａ）に示す様に、１ビットの情報は、複数個分（第２実施例では８個分）のパルスで表現される（即ち、副搬送波の複数周期（８周期）分の時間が用いられる）。そして、１ビット（即ち、８パルス分）に着目すると、パルス信号の波形パターンは、「ｃ」、「ｄ」又は「ｅ」の３種類に分けられ、このうち夫々「ｄ」又は「ｅ」は位相が互いに略１８０°ずれており、これら「ｄ」又は「ｅ」により、送信データの各ビットの値が「０」又は「１」として表現される。
【００５９】
つまりデータ送信が行われる際、副搬送波は、８周期単位で（８パルス単位）送信データに応じた変調がなされ、その結果、信号処理部５５から出力されるパルス信号の波形が「ｄ」又は「ｅ」に切り替わる。「ｄ」および「ｅ」の波形パターンは、信号処理部５５からの出力にパルスが現れるよう副搬送波が変調された状態に対応しており、８個のパルスを含んでいる。一方、「ｃ」の波形パターンは、副搬送波に応じた搬送波の振幅変調が行われていない状態（即ちＩＣカード２からリーダライタ１へのデータ送信が行われていない状態）に対応し、パルスは現れない。なお、本実施例において、「ｄ」および「ｅ」の波形パターンの継続時間（即ちパルス信号の波形が切り替わる、副搬送波８周期分の時間）が、請求項のパルス継続時間に相当する。
【００６０】
ＩＣカード２からのレスポンスがない場合、信号処理部５５からの出力は、「ｃ」の波形のみであり、レスポンスが存在する場合、「ｄ」又は「ｅ」の何れかの波形パターンが存在することとなる。従って、信号処理部５５から出力されるパルス信号が「ｄ」又は「ｅ」の波形パターンを含むものであれば、そのパルス信号はＩＣカード２からのレスポンスに基づくものであると見なせる。
【００６１】
ところで、上記第１実施例と同様に、リーダライタ１とＩＣカード２との間で正常な通信が図られるのは、ＩＣカード２が正常通信エリア（図６）に存在する場合であり、ＩＣカード２が作動可能エリア内に存在する場合であっても、正常通信エリアの外部においては、ＩＣカード２からリーダライタ１に届く電波の強度が弱いものとなる。リーダライタ１の受信電波の強度が必ずしも強くなく不安定な場合は、「ｄ」又は「ｅ」の波形パターンからなるパルス信号が、本来の形から崩れたもの（図５（ｂ）参照）となり、正常なデータの受信ができなくなる可能性がある。
【００６２】
即ち、上記第１実施例にて説明した様に、副搬送波の波形が変化する前後（即ち、パルス信号の波形パターンが切り替わるタイミングの前後）においては、検波により取り出された副搬送波の波形が鈍くなって、パルスが現れないことが起こる可能性があるのである。
【００６３】
しかしサブキャリア−ＢＰＳＫ方式に従う通信方式の場合において、受信電波の強度が弱く正常にデータを受信しにくい状況であっても、上述のカード存在判断処理により、そのパルス信号がＩＣカード２からのレスポンスであるのかどうかを把握できる。その場合、パルス判定期間は、サブキャリア−ＢＰＳＫ方式に合うよう設定しておけばよい。
【００６４】
即ち、本第２実施例においては、パルス判定期間は、信号処理部５５からパルスが出力されてから予め設定された所定時間後に開始され、信号処理部５５からパルスが出力されてからパルス８周期分の時間（パルス継続時間）が経過する前に終了するよう設定されている。なお、パルス判定期間の長さは、ほぼパルス４周期分である。即ちＩＣカード２は所定の伝送タイミングに同期してデータ送信を行っており、パルス判定期間は伝送タイミングの周期に応じて、周期的に設定されているのである。
【００６５】
また、第２実施例のリーダライタ１において、パルス判定期間は、予め定められた一定時間毎（パルス継続時間であるパルス８周期分の時間毎）に設定されており、連続した複数個のパルスが検出されるまで（Ｓ３０にて「ＮＯ」である間）、順次、信号処理部５５の出力の取り込みが行われることとなる。
【００６６】
なお、パルス判定期間の設定に関する以外についての構成および動作は、第１実施例と同様であるので、その説明を省略する。
この様に構成され、動作する第２実施例のリーダライタ１によれば、上記（１）、（３）にて述べた効果に加え、（４）の如く優れた効果を奏する。
【００６７】
（４）信号処理部５５からパルスが出力され、更にパルス判定期間内に連続した複数（第２実施例では４つ）のパルスが出力された場合に、ＩＣカード２が存在するとの判断を行うことから、ノイズにより発生したパルスがＩＣカード２からの送信出力に基づくものであると、誤った認識をしてしまう可能性をより低くすることができる。
【００６８】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を取ることができる。
例えば、上記実施例では、ＩＣカード側からリーダライタ側への通信方式を、副搬送波（サブキャリア）を使用するものとして説明したが、これに限られるものではない。即ち副搬送波を使用しない通信方式を採るものであっても、情報記憶媒体から送信された電波を検波し、その検波結果を２値化したパルス信号から、情報記憶媒体からの送信データを復調する通信方式であれば、本発明を適用できる。
【００６９】
また、上記実施例では、カード存在判断処理により、パルス信号がＩＣカードからのレスポンスに基づくものであるかどうかを判断するものとして説明したが、これと同様な動作を行う回路を構成することにより、請求項の判断手段を実現しても良い。
【００７０】
また、上記実施例では、情報記憶媒体としてＩＣカードを例にとり説明したが、、通信機能を有し、所定のデータ通信装置から非接触で電力供給を受けつつ動作するＩＤタグその他の情報記憶媒体とデータ通信を行うデータ通信装置に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の通信システムにて使用されるリーダライタおよびＩＣカードを示す説明図である。
【図２】第１実施例のリーダライタの信号処理部から出力されるパルス信号を示すタイムチャートである。
【図３】検波結果を２値化することによりパルス信号に変換する様子を示す説明図である。
【図４】リーダライタの復調部にて実行されるカード存在判断処理を示すフローチャートである。
【図５】第２実施例のリーダライタの信号処理部から出力されるパルス信号を示すタイムチャートである。
【図６】リーダライタとＩＣカードとの位置関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１…ＩＣカードリーダライタ（データ通信装置）、２…ＩＣカード（情報記憶媒体）、１０…制御部、２０…記憶部、３０…変調部、４０…送受信アンテナ、５０…復調部、５５…信号処理部、６０…送受信アンテナ、７０…電源部、８０…復調部、９０…変調部、１００…記憶部、１１０…制御部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a data communication apparatus that performs data communication with an information storage medium while supplying power to an external information storage medium having a communication function without contact.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a data communication device (for example, an IC) that performs data communication with each information storage medium (for example, an IC card) in a non-contact manner, writes data to the information storage medium, and reads data from the information storage medium. Card reader / writers are known.
[0003]
In this type of communication system, the data communication device is provided with a function of supplying power to the information storage medium in order to reduce the weight of the information storage medium and improve the ease of use. Specifically, the data communication apparatus transmits a radio wave to the information storage medium, detects a radio wave transmitted from the information storage medium, binarizes the detection result, obtains a pulse signal, and obtains the pulse signal. By demodulating the received data (that is, transmission data from the information storage medium), data communication with the information storage medium can be performed while power is supplied by transmission radio waves to the information storage medium. .
[0004]
On the other hand, the information storage medium rectifies the induced current generated by the radio wave received from the data communication device to generate power for its own operation, and also transmits the data (command and information to be stored) transmitted by the radio wave. Etc.) to perform various operations.
Here, the radio wave generated by the data communication apparatus has a lower intensity as the distance from the data communication apparatus increases, and reaches a range that maintains an intensity sufficient to operate the information storage medium (indicated by a one-dot chain line in FIG. 6). Hereinafter, the “operable area” is limited. For this reason, an information storage medium that operates by receiving power supply from radio waves from a data communication device does not operate because it cannot obtain sufficient power outside the operable area. Electric power generation based on radio waves from the apparatus becomes possible, and operation is started.
[0005]
However, as long as the information storage medium is within the operable area, bi-directional communication with the data communication device is not always possible. Although it is operable at the periphery of the operable area, the radio wave that reaches the data communication device from the information storage medium because it is far from the data communication device or because it is difficult to exchange radio waves due to the positional relationship with the data communication device. Becomes weak and reliable data transmission to the data communication apparatus becomes difficult.
[0006]
Therefore, even within the operable area, the range in which bidirectional data communication with the data communication device can be performed (indicated by a two-dot chain line in FIG. 6, hereinafter referred to as “normal communication area”) is limited.
When the information storage medium enters the normal communication area and bi-directional communication between the data communication apparatus and the information storage medium becomes possible, communication collision avoidance processing (anti-collision processing) is performed between the two, and the normal communication area Necessary data communication is performed after the data communication apparatus recognizes the information storage medium in the storage medium. Anti-collision processing enables data communication devices to recognize each information storage medium individually and communicate with each information storage medium even when there are multiple information storage media in the normal communication area Is a process for Specifically, the data communication device recognizes each information storage medium individually by sending a command requesting the identification code to the information storage medium and returning the identification code of the information storage medium itself. .
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, since the information storage medium cannot obtain operating power outside the operable area, even if data communication with the data communication device is performed in the normal communication area, the information storage medium can be moved further out of the normal communication area. The operation stops when it goes out of the area. In this case, even if the information storage medium returns to the operable area, the information storage medium is reset. Therefore, in order for the data communication apparatus to perform data communication with the information storage medium, it is necessary to perform anti-collision processing again. .
[0008]
On the other hand, when the data communication device is communicating data with the information storage medium, even if the information storage medium is out of the normal communication area at any moment, the power supply continues if it stays within the operable area. Therefore, the information storage medium is not reset. For the information storage medium, as long as it returns to the normal communication area, it remains in a state where data communication with the data communication apparatus can be performed (without performing anti-collision processing again).
[0009]
However, the conventional data communication apparatus recognizes the presence of the information storage medium depending on whether or not the response from the information storage medium to the command is normally received. Is configured to recognize that the information storage medium has been separated (i.e., does not exist) when it is recognized that the information storage medium exists nearby and cannot be received.
[0010]
That is, the conventional data communication apparatus only knows whether the information storage medium is in the normal communication area. For this reason, even if an information storage medium that has once left the normal communication area but has returned to the normal communication area without being reset, data communication can be performed unless the anti-collision process is performed again and re-recognized. could not.
[0011]
Also, depending on the type of information storage medium, once it is recognized by the data communication device by anti-collision processing, it will not return its own identification code even if it receives the above-mentioned identification code request command unless it is reset thereafter (that is, There is also an information storage medium that does not accept an identification code request command. When an information storage medium of this type once comes out of the normal communication area but returns to the normal communication area without being reset, the anti-collision processing by the data communication apparatus is not performed. That is, the information storage medium is not recognized by the data communication apparatus, and data communication between the two is not performed.
[0012]
The present invention has been made in view of such problems, and in a data communication apparatus that performs data communication with an information storage medium while supplying power to an external information storage medium having a communication function without contact, It is an object of the present invention to make it possible to ascertain whether or not an information storage medium exists in an area that can be operated by receiving power.
[0013]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
In the data communication apparatus of the present invention (claim 1) made to solve the above-mentioned problems, the transmission means transmits radio waves to an external information storage medium having a communication function, and the signal processing means The radio wave transmitted from the storage medium is detected, the detection result is binarized and a pulse signal is output, and the demodulator demodulates the transmission data from the information storage medium from the output pulse signal.
[0014]
In particular, in the data communication device of the present invention (claim 1), when a pulse is output from the signal processing unit, the determination unit determines whether or not a pulse is further output in a predetermined pulse determination period. When a pulse is output during the pulse determination period, it is determined that the output pulse is based on a transmission output from the information storage medium.
[0015]
That is, in order to detect a radio wave transmitted from an information storage medium and binarize the detection result to obtain a pulse signal, it is necessary to use a filter corresponding to the frequency band of the pulse signal to be obtained. The waveform of the detection result may become dull due to the influence of the filter. This is likely to occur before and after the waveform of the detection result changes (for example, before and after the switching timing with or without the waveform, or before or after the waveform amplitude or phase change timing). When the strength of the radio wave received by the data communication device is strong, it is converted to a pulse even if the waveform of the detection result is somewhat dull, and the received data can be demodulated based on the pulse signal without any problem. When the intensity is weak, there is a high possibility that the portion of the dull waveform will not become a pulse, and as a result, the pulse signal will collapse from its original shape.
[0016]
That is, when the intensity of the received radio wave is weak, it is impossible to normally demodulate the received data from the pulse signal (that is, normal reception) (that is, a reception error occurs). The apparatus handles the same as a reception error due to noise, and cannot determine whether the pulse signal is a transmission output (response) from the information storage medium.
[0017]
However, in the data communication apparatus of the present invention (claim 1), when a pulse is output, it is determined whether or not a pulse is further output in a preset pulse determination period, and the pulse is determined in the pulse determination period. Is output, it is determined that the output pulse is based on the transmission output from the information storage medium.
[0018]
Therefore, according to the data communication device of the present invention (claim 1), it is possible to grasp whether or not the information storage medium exists in the operable area even in a situation where it is difficult to receive data normally. become able to. That is, even when the information storage medium is out of the normal communication area, the information storage medium can be recognized while operating with power supply. Therefore, even if the data communication device once returns from the normal communication area without returning to the normal communication area, the data communication device promptly communicates without performing anti-collision processing again. Will be able to do.
[0019]
As described above, in the data communication device according to claim 1, when a pulse is output from the signal processing unit and further a pulse is output within the pulse determination period, the presence of the information storage medium is recognized. Is unlikely to be erroneously recognized as being based on the transmission output from the information storage medium. In order to be able to more reliably determine whether or not the pulse signal is based on the transmission output from the information storage medium, it is more preferable that the determination means is configured as described in claim 2.
[0020]
That is, in the data communication apparatus according to claim 2, when the pulse is output from the signal processing unit, the determination unit determines whether a plurality of continuous pulses are further output in the pulse determination period. When a plurality of consecutive pulses are output, it is determined that the output pulses are based on the transmission output from the information storage medium.
[0021]
In other words, in the data communication device according to claim 2, the presence of the information storage medium is recognized when a pulse is output from the signal processing means and a plurality of continuous pulses are output within the pulse determination period. The possibility of erroneously recognizing that a pulse generated by noise is based on a transmission output from the information storage medium can be further reduced. That is, it is possible to more reliably distinguish between pulses generated by external noise that is not radio waves from the information storage medium and pulses generated by radio waves from the information storage medium. As a result, the information storage medium is within the operable area. It will be possible to judge more reliably whether or not it exists.
[0022]
In addition, when a plurality of continuous pulses are “at least two” continuous pulses, it is sufficient to determine that the output pulses are based on the transmission output from the information storage medium. However, the larger the number of reference pulses, the better the determination can be made.
[0023]
By the way, depending on the modulation method (communication method) from the information storage medium side to the data communication device side, data transmission from the information storage medium may cause a plurality of continuous pulses over a predetermined pulse duration to be signal processed. May be output from the means. In this case, the information storage medium is configured to perform data transmission by modulating the carrier wave so that such a pulse train (a sequence of a plurality of continuous pulses over a predetermined pulse duration) is output from the signal processing means. However, for the reasons described above, when the intensity of the radio wave reaching the data processing device from the information storage medium is weak, there is a possibility that no pulse appears at the start or end of the pulse train.
[0024]
Therefore, in such a case, as in the data communication device according to claim 3, the pulse determination period is set according to the pulse duration so that a plurality of continuous pulses are stably output from the signal processing means. To set.
That is, even if the intensity of the radio wave reaching the data processing device from the information storage medium is weak and no pulse appears at the start part or end part of the pulse train, other parts (that is, excluding the start part or end part) In the middle part), there is a high possibility that the pulse appears normally. That is, it is considered that the pulse is stably output from the signal processing means in the intermediate portion. Therefore, a pulse determination period is set as described in claim 3.
[0025]
According to such a data communication device according to claim 3, since the pulse determination period is set to include a period (intermediate portion) in which a plurality of continuous pulses are stably output, the pulse determination period This makes it easier to detect the pulse and makes it possible to more reliably determine whether the pulse output from the signal processing means is based on the transmission output from the information storage medium.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a non-contact communication system communication system as a first embodiment, and an IC card reader / writer 1 (hereinafter referred to as “reader / writer 1”) as a data communication device constituting the communication system. 1 shows a configuration of an IC card 2 as an information storage medium in which data can be read and written by the reader / writer 1. The reader / writer 1 and the IC card 2 have a communication function for exchanging data without contact with each other, and the reader / writer 1 has a power supply function for supplying operating power to the IC card 2 without contact. is doing.
[0027]
The reader / writer 1 includes a control unit 10, a storage unit 20, a modulation unit 30, a transmission / reception antenna 40 configured by a coil, a demodulation unit 50, and a signal processing unit 55. The writer 1 is connected to a host device that processes data read and written. For example, the host device takes in data read from the IC card 2 by the reader / writer 1 and performs processing corresponding to the data, or generates data to be written in the IC card 2 and causes the reader / writer 1 to write the data. Is.
[0028]
The control unit 10 operates in accordance with a program stored in a ROM built in the control unit 10 itself, acquires transmission data from the host device, and transmits the transmission data via the modulation unit 30 and the transmission / reception antenna 40. Send. In addition, data from the IC card 2 is received via the transmission / reception antenna 40, the signal processing unit 55, and the demodulation unit 50. The control unit 10 performs anti-collision processing for identifying each IC card 2 by performing data communication with the IC card 2 or performs processing for writing data to each IC card 2. . The storage unit 20 stores information on the IC card 2 recognized by the anti-collision process (for example, individual identification code of the IC card 2 notified to the reader / writer 1 by the anti-collision process).
[0029]
The modulation unit 30 modulates a carrier wave output from a built-in transmitter (not shown) based on transmission data from the control unit 10, and outputs this as a transmission signal via the transmission / reception antenna 40. Thus, the transmission signal generated by the modulation unit 30 is output from the transmission / reception antenna 40 as a radio wave.
[0030]
Further, the transmission / reception antenna 40 detects a carrier wave modulated based on a transmission signal (reply signal) from the IC card 2, and the detection result is input to the signal processing unit 55. The signal processing unit 55 corresponds to the signal processing means of the claims, receives the radio wave from the IC card 2 via the transmission / reception antenna 40, detects the envelope, and outputs the detection output (detection result) to the built-in comparator. The binarized pulse signal is input to the demodulator 50. The modulation unit 30 and the transmission / reception antenna 40 function as a transmission unit in the claims.
[0031]
The demodulating unit 50 corresponds to the demodulating means in the claims, demodulates the transmission data from the IC card 2 from the pulse signal from the signal processing unit 55, and sends the demodulation result to the control unit 10. The control unit 10 performs various processes such as storing the transmission data from the IC card 2 thus obtained in the storage unit 20 and transferring the data to the host device.
[0032]
On the other hand, the IC card 2 includes a transmission / reception antenna 60 formed of a coil, a power supply unit 70, a demodulation unit 80, a modulation unit 90, a storage unit 100, and a control unit 110.
The power supply unit 70 receives the carrier wave transmitted from the reader / writer 1 via the transmission / reception antenna 60, rectifies the induced current generated by the carrier wave, and generates power for operation of the IC card 2. The operating power generated by the power supply unit 70 is supplied to the control unit 110 and other components that require power.
[0033]
The control unit 110 operates according to a program stored in a ROM built in the control unit 110 itself, receives transmission data from the reader / writer 1 via the transmission / reception antenna 60 and the demodulation unit 80, and acquires (receives) the received data. ) Process according to the command. This processing is, for example, writing of received data from the reader / writer 1 into the storage unit 100, reading of data requested from the reader / writer 1 (for example, an identification code), and the like.
[0034]
In addition, the control unit 110 transmits various data such as processing results such as whether or not the writing process has been normally performed and data read from the storage unit 100 via the modulation unit 90 and the transmission / reception antenna 60. Send as. The storage unit 100 stores information related to the IC card 2 (for example, an identification code of the IC card 2 to be notified to the reader / writer 1 by anti-collision processing), and reception from the reader / writer 1. Data is stored.
[0035]
The modulation unit 90 receives the carrier wave transmitted from the reader / writer 1 by the transmission / reception antenna 60, and turns on / off the built-in switch to change the load of the transmission / reception antenna 60, thereby changing the carrier wave into transmission data. An amplitude-modulated radio wave is transmitted.
[0036]
The IC card 2 is configured to transmit data by the subcarrier-ASK-Manchester method. That is, the modulation unit 90 of the IC card 2 encodes data to be transmitted by the Manchester method. Based on the encoded data, a subcarrier (subcarrier) having a frequency lower than that of the carrier is modulated by an amplitude shift keying (ASK) method, and further, based on the modulated subcarrier. Then, the carrier wave is amplitude-modulated. Thus, the modulation unit 90 modulates the carrier wave from the reader / writer 1 based on the transmission data from the control unit 110, and outputs this from the transmission / reception antenna 60 as a transmission signal. The subcarrier is generated by a subcarrier transmitter (not shown) built in the modulator 90.
[0037]
In the communication system configured as described above, the reader / writer 1 constantly transmits a carrier wave to supply power to the IC card 2 from the transmission / reception antenna 40. When transmitting data such as a command, the reader / writer 1 transmits the carrier wave. Modulate based on data. When the IC card 2 receives the transmission data transmitted from the reader / writer 1, the IC card 2 performs processing according to the received data (including the command) and returns a response to the reader / writer 1.
[0038]
Then, in the signal processing unit 55 of the reader / writer 1, the radio wave from the IC card 2 detected by the transmission / reception antenna 40 is envelope-detected to extract a subcarrier, and the subcarrier is further compared with a comparator built in the signal processing unit 55. Is binarized and output as a pulse signal (see FIG. 2A). In the demodulator 50, the pulse signal output from the signal processor 55 is demodulated (that is, decoded according to the Manchester system), and the data transmitted from the IC card 2 is obtained and input to the controller 10.
[0039]
Here, the pulse signal output from the signal processing unit 55 will be described. As shown in FIG. 2A, in this communication method (subcarrier-ASK-Manchester method), 1-bit information includes a plurality of ( In this embodiment, it is expressed by 8 pulses (that is, a time corresponding to a plurality of subcarriers (8 periods) is used). Focusing on half of one bit (ie, 4 pulses), the waveform pattern of the pulse signal is divided into two types, “a” or “b”, and the combination of “a” and “b” determines the transmission data. The value of each bit is expressed as “0” or “1”.
[0040]
That is, when data transmission is performed, the subcarrier is modulated in units of 4 periods (4 pulse units) according to the transmission data, and as a result, the waveform of the pulse signal output from the signal processing unit 55 is “a” or Switch to “b”. The waveform pattern “a” corresponds to a state in which data transmission from the IC card 2 is not performed or a state in which the subcarrier is amplitude-modulated so that the amplitude of the subcarrier becomes small, and does not include a pulse. On the other hand, the waveform pattern “b” corresponds to a state in which the subcarrier is modulated so that a pulse appears in the output from the signal processing unit 55, and includes four pulses. In the present embodiment, the duration of the waveform pattern “b” (that is, the time corresponding to four subcarrier cycles during which the waveform of the pulse signal is switched) corresponds to the pulse duration of the claims.
[0041]
When there is no response from the IC card 2, the output from the signal processing unit 55 is only the waveform “a”, and when there is a response, there is a waveform pattern combining “a” and “b”. It becomes. Therefore, if the pulse signal output from the signal processing unit 55 includes at least the waveform pattern “b”, it can be considered that the pulse signal is based on the response from the IC card 2.
[0042]
By the way, normal communication between the reader / writer 1 and the IC card 2 is achieved when the IC card 2 exists in the normal communication area (FIG. 6), and the IC card 2 is in the operable area. Even if it exists, the intensity of the radio wave reaching the reader / writer 1 from the IC card 2 is weak outside the normal communication area. In this way, when the intensity of the received radio wave of the reader / writer 1 is not necessarily strong and unstable, the pulse signal composed of the combination of the waveform patterns “a” and “b” has collapsed from its original shape (FIG. 2 ( b)) and normal data may not be received.
[0043]
In other words, since envelope detection uses a low-pass filter to extract a voltage proportional to the amplitude in order to remove the carrier wave, before and after the subcarrier waveform changes (that is, at the timing at which the waveform pattern of the pulse signal switches). Before and after), the subcarrier waveform extracted by detection becomes dull. When the intensity of the received radio wave of the reader / writer 1 is strong, even if the waveform of the subcarrier is somewhat dull, after binarization, it appears as a pulse as shown in FIG. If it is weak, there is a high possibility that it will not become a pulse, and as a result, the pulse signal will be lost from its original shape. For example, the pulse indicated by the dotted circle in FIG. 3A may disappear, and the pulse signal may collapse into the shape as shown in FIG. 3B.
[0044]
In the conventional reader / writer, when the waveform of the pulse signal is normal and data is received without any problem, it is determined that the signal is from the IC card 2, and the waveform of the pulse signal is shown in FIG. In the case where the data from the IC card 2 could not be obtained due to the collapse, the pulse signal was not judged to be a response from the IC card 2. That is, it is treated in the same way as noise.
[0045]
On the other hand, in the reader / writer 1 of the first embodiment, it is possible to grasp whether or not the pulse signal is a response from the IC card 2 even when the received radio wave intensity is weak and it is difficult to receive data normally. It is configured as follows.
In order to realize this, the demodulator 50 of the reader / writer 1 of the first embodiment performs a card presence determination process as shown in FIG.
[0046]
This card presence determination process is started when the reader / writer 1 is powered on. First, in S10, it is determined whether or not a pulse is output from the signal processing unit 55, and an output pulse from the signal processing unit 55 is not detected. During the interval (S10: NO), the process waits while repeating the process of S10.
[0047]
When a pulse is output from the signal processing unit 55 (S10: YES), the process proceeds to S20, and the output from the signal processing unit 55 is captured over a predetermined period (pulse determination period). This pulse determination period starts after a predetermined time after the pulse is output from the signal processing unit 55, and a time corresponding to four cycles (that is, the pulse duration) after the pulse is output from the signal processing unit 55. It is set to end before elapse and to include a stable output period of pulses. The length of the pulse determination period is approximately two pulse periods.
[0048]
Then, it is determined whether a plurality of pulses (two in the first embodiment) are continuously included in the signal acquired from the signal processing unit 55 within the pulse determination period (S30). Here, when it is determined that a plurality of continuous pulses are included (S30: YES), it is highly possible that these pulse signals are based on responses from the IC card 2. A signal to that effect is output to the control unit 10 (S40). That is, in S40, a signal indicating that the pulse signal is a response from the IC card 2, in other words, a signal indicating that the IC card 2 is present and operating is output to the control unit 10. After S40, the process returns to S10.
[0049]
On the other hand, when the signal acquired from the signal processing unit 55 within the pulse determination period does not include a predetermined number (two as described above in the first embodiment) or more of continuous pulses (S30: NO). In S50, it is determined whether or not the pulse signal is finished. Specifically, it is determined whether or not a state in which no pulse is output from the signal processing unit 55 continues for a predetermined time or longer (in the first embodiment, 2 bits, that is, a time corresponding to 16 pulse periods). When it is determined that the pulse signal has not been continued for a predetermined time or longer, it is not determined that the pulse signal has ended (S50: NO), and the process returns to S20.
[0050]
On the other hand, when the state where the pulse is not output from the signal processing unit 55 continues for a predetermined time or more, it is determined that the pulse signal is ended (S50: YES), and the process proceeds to S60. In S60, assuming that the pulse signal is not a response from the IC card 2, the output to the control unit 10 of a signal indicating that the IC card 2 exists and is operating is stopped. After S60, the process returns to S10.
[0051]
By the way, if it is determined in S50 that the pulse signal is not terminated (S50: NO), the process returns to S20, and the output signal from the signal processing unit 55 is captured within the next pulse determination period. The pulse determination period is set at predetermined intervals (every time corresponding to four pulse periods that are pulse durations) until a plurality of consecutive pulses are detected ("NO" in S30). In the meantime, it is sequentially determined whether or not there are a plurality of continuous pulses in the output of the signal processing unit 55. That is, the IC card 2 performs data transmission in synchronization with a predetermined transmission timing, and the pulse determination period is periodically according to the cycle of the transmission timing (in the first embodiment, twice the cycle of the transmission timing). It is set.
[0052]
As described above, in the card presence determination process, when a pulse is output from the signal processing unit 55, it is determined whether or not a plurality of continuous pulses are further output in the pulse determination period, and a plurality of continuous pulses are determined in the pulse determination period. When the generated pulse is output, it is determined that the output pulse is based on the transmission output from the IC card 2. That is, the card presence determination process corresponds to the determination means in the claims.
[0053]
According to the reader / writer 1 of the first embodiment configured and operating as described above, the following effects (1) to (3) are obtained.
(1) When a pulse is output from the signal processing unit 55, it is determined whether or not a pulse is further output in a preset pulse determination period, and is output when a pulse is output in the pulse determination period. The pulse is determined to be based on the transmission output from the IC card. For this reason, even in a situation where it is difficult to receive data normally, it is possible to grasp whether or not the IC card 2 exists in the operable area. That is, even when the IC card 2 is out of the normal communication area, the IC card 2 can be recognized while operating with power supply. Therefore, even if the IC card 2 once exits from the normal communication area, the reader / writer 1 communicates promptly without performing anti-collision processing again when it returns to the normal communication area without being reset. This is preferable because it can be performed.
[0054]
(2) When a pulse is output from the signal processing unit 55 and a plurality of (two) pulses that are continuous within the pulse determination period are output, it is determined that the IC card 2 is present. If the generated pulse is based on the transmission output from the IC card 2, the possibility of erroneous recognition can be further reduced.
[0055]
(3) Since the pulse determination period is set to include a period (intermediate portion) in which a plurality of continuous pulses are stably output, it is easy to detect the pulse in the pulse determination period, and the signal processing means It can be determined more reliably whether the output pulse is based on the transmission output from the information storage medium.
[0056]
Next, a non-contact communication system communication system as a second embodiment will be described. As described above, the first embodiment has been described as performing communication from the IC card 2 to the reader / writer 1 by the subcarrier-ASK-Manchester method. However, the present invention is not limited to this, and the received signal is extracted as a pulse signal. The present invention can be applied to any type that demodulates received data from this pulse signal. For example, as described below as the second embodiment, the present invention may be applied to a type that performs communication by the subcarrier-BPSK method.
[0057]
In the communication system of the second embodiment, the modulation unit 90 of the IC card 2 encodes data to be transmitted by the NRZ method, and based on the encoded data, the subcarrier is converted into a two-phase phase shift keying method (BPSK: Binary Phase Shift Keying method), and further amplitude-modulates the carrier wave based on the modulated subcarrier wave. Thus, the modulation unit 90 modulates the carrier wave from the reader / writer 1 based on the transmission data from the control unit 110, and outputs this from the transmission / reception antenna 60 as a transmission signal.
[0058]
In the case of the subcarrier-BPSK system, the pulse signal output from the signal processing unit 55 will be described. As shown in FIG. 5A, one bit of information is provided for a plurality of pieces (eight pieces in the second embodiment). ) (That is, a time corresponding to a plurality of subcarriers (8 periods) is used). Focusing on 1 bit (that is, 8 pulses), the waveform pattern of the pulse signal is divided into three types, “c”, “d”, and “e”, of which “d” or “e”, respectively. Are substantially 180 ° out of phase with each other, and the value of each bit of the transmission data is expressed as “0” or “1” by these “d” or “e”.
[0059]
That is, when data transmission is performed, the subcarrier is modulated in units of 8 periods (8 pulse units) according to the transmission data. As a result, the waveform of the pulse signal output from the signal processing unit 55 is “d” or Switch to “e”. The waveform patterns “d” and “e” correspond to a state where the subcarrier is modulated so that a pulse appears in the output from the signal processing unit 55, and includes eight pulses. On the other hand, the waveform pattern “c” corresponds to a state in which the amplitude modulation of the carrier wave according to the sub-carrier wave is not performed (that is, a state in which data transmission from the IC card 2 to the reader / writer 1 is not performed). Does not appear. In the present embodiment, the duration of the waveform patterns “d” and “e” (that is, the time corresponding to eight subcarrier cycles when the waveform of the pulse signal is switched) corresponds to the pulse duration of the claims.
[0060]
When there is no response from the IC card 2, the output from the signal processing unit 55 is only the waveform “c”, and when there is a response, either “d” or “e” waveform pattern exists. It will be. Therefore, if the pulse signal output from the signal processing unit 55 includes a waveform pattern “d” or “e”, it can be considered that the pulse signal is based on a response from the IC card 2.
[0061]
As in the first embodiment, normal communication between the reader / writer 1 and the IC card 2 is achieved when the IC card 2 exists in the normal communication area (FIG. 6). Even when the card 2 exists in the operable area, the intensity of the radio wave reaching the reader / writer 1 from the IC card 2 is weak outside the normal communication area. When the intensity of the received radio wave of the reader / writer 1 is not necessarily strong and unstable, the pulse signal composed of the waveform pattern “d” or “e” has become out of its original shape (see FIG. 5B). , Normal data may not be received.
[0062]
That is, as described in the first embodiment, the subcarrier waveform extracted by the detection is dull before and after the subcarrier waveform changes (that is, before and after the timing at which the pulse signal waveform pattern changes). Thus, it may happen that no pulse appears.
[0063]
However, in the case of a communication method according to the subcarrier-BPSK method, even if the received radio wave intensity is weak and it is difficult to receive data normally, the pulse signal is a response from the IC card 2 by the card presence determination process described above. You can see if it is. In that case, the pulse determination period may be set to match the subcarrier-BPSK system.
[0064]
That is, in the second embodiment, the pulse determination period is started after a predetermined time after the pulse is output from the signal processing unit 55, and after the pulse is output from the signal processing unit 55, the pulse determination period is 8 cycles. It is set to end before the minute time (pulse duration) elapses. Note that the length of the pulse determination period is approximately four pulse periods. That is, the IC card 2 performs data transmission in synchronization with a predetermined transmission timing, and the pulse determination period is periodically set according to the cycle of the transmission timing.
[0065]
In the reader / writer 1 of the second embodiment, the pulse determination period is set at a predetermined time interval (every time corresponding to 8 pulses, which is a pulse duration), and a plurality of continuous pulses. Until the signal is detected (while “NO” in S30), the output of the signal processing unit 55 is sequentially taken in.
[0066]
Since the configuration and operation other than those related to the setting of the pulse determination period are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted.
According to the reader / writer 1 of the second embodiment configured and operated in this way, in addition to the effects described in the above (1) and (3), there are excellent effects as shown in (4).
[0067]
(4) When a pulse is output from the signal processing unit 55 and a plurality of consecutive pulses (four in the second embodiment) are output within the pulse determination period, it is determined that the IC card 2 exists. Therefore, if the pulse generated by noise is based on the transmission output from the IC card 2, the possibility of erroneous recognition can be further reduced.
[0068]
As mentioned above, although the Example of this invention was described, this invention is not limited to the said Example, It can take a various aspect.
For example, in the above embodiment, the communication method from the IC card side to the reader / writer side has been described as using a subcarrier, but the present invention is not limited to this. That is, even if the communication method does not use a subcarrier, the radio wave transmitted from the information storage medium is detected, and the transmission data from the information storage medium is demodulated from the pulse signal obtained by binarizing the detection result. The present invention can be applied to any communication method.
[0069]
In the above embodiment, the card presence determination process is described as determining whether the pulse signal is based on the response from the IC card. However, by configuring a circuit that performs the same operation as this, The determination means of the claims may be realized.
[0070]
In the above embodiment, an IC card has been described as an example of an information storage medium. However, an ID tag or other information storage medium that has a communication function and operates while receiving power from a predetermined data communication device without contact. The present invention may be applied to a data communication device that performs data communication.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a reader / writer and an IC card used in a communication system according to a first embodiment.
FIG. 2 is a time chart showing pulse signals output from a signal processing unit of the reader / writer of the first embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state in which a detection result is converted into a pulse signal by binarizing.
FIG. 4 is a flowchart showing card presence determination processing executed by a demodulation unit of a reader / writer.
FIG. 5 is a time chart showing pulse signals output from a signal processing unit of the reader / writer of the second embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a positional relationship between a reader / writer and an IC card.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... IC card reader / writer (data communication apparatus), 2 ... IC card (information storage medium), 10 ... Control unit, 20 ... Storage unit, 30 ... Modulation unit, 40 ... Transmission / reception antenna, 50 ... Demodulation unit, 55 ... Signal Processing unit, 60: Transmitting / receiving antenna, 70: Power source unit, 80 ... Demodulating unit, 90 ... Modulating unit, 100 ... Storage unit, 110 ... Control unit.

Claims

Transmitting means for transmitting radio waves to an external information storage medium having a communication function;
Signal processing means for detecting a radio wave transmitted from the information storage medium, binarizing the detection result, and outputting a pulse signal;
Demodulation means for demodulating transmission data from the information storage medium from the pulse signal output from the signal processing means,
In a data communication apparatus for performing data communication with the information storage medium while supplying power by transmission radio waves to the information storage medium,
When a pulse is output from the signal processing means, it is determined whether or not a pulse is further output in a predetermined pulse determination period set in advance, and the pulse is output when the pulse is output in the pulse determination period. A data communication apparatus comprising: determination means for determining that a pulse is based on a transmission output from the information storage medium.

When the pulse is output from the signal processing unit, the determination unit determines whether a plurality of continuous pulses are further output during the pulse determination period, and a plurality of continuous pulses are output during the pulse determination period. 2. The data communication apparatus according to claim 1, wherein when it is determined, the output pulse is determined to be based on a transmission output from the information storage medium.

The information storage medium transmits a radio wave by modulating a carrier wave in a modulation method in which a plurality of continuous pulses are output from the signal processing means over a predetermined pulse duration. ,
The pulse determination period is set according to the pulse duration so as to include a period in which a plurality of continuous pulses are stably output from the signal processing means. Data communication equipment.