JP4466218B2 - リーダライタ - Google Patents

Description

本発明は、非接触ＩＣカードなどの非接触情報担体と無線通信するものであって異常時などの原因を特定することが可能なリーダライタに関する。

リーダライタは、非接触情報担体である非接触ＩＣカード（非接触ＩＣタグも含む）と、電波や電磁界を介して無線通信を行い、非接触ＩＣカードに内蔵されたメモリに記憶された情報を読み出したり、新たな情報を書き込んだりすることができる。リーダライタにおいて、非接触ＩＣカードとの通信の状態判断は、通常、「通信成功」、「カードからの応答なし」、「カード通信異常」の三つであった。カード情報が正しく読取れなかった場合に読取失敗を上位機器に知らせるものとして特許文献１や特許文献２に示すものがある。
特開平１１−２４２７２６号公報 特開昭６３−２１１０８３号公報

ところが、上述した特許文献１のものでは、磁気カードの内容を読取るときにその読取データが規定フォーマットに合致しないときには、合致しない旨を報知する技術が記載され、特許文献２のものでは書き込みデータが正常か否かを判断して報知する技術が記載されており、従って、異常の有無は認識することが可能であるが、異常の詳細な原因を検知することができないものであった。特に、リーダライタを用いた非接触ＩＣカード認証システムなどを最初に構築する場合には、通信に支障があったときにオシロスコープやモニタを用いてその支障原因の調査を行なうが、これは非常に困難であった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、通信異常原因の調査が容易となり、自身の正常動作を図り得ると共に正常なシステム開発などにも寄与できるリーダライタを提供するにある。

請求項１の発明は、非接触情報担体と無線通信を行うリーダライタであって、非通信時及び通信時の通信ファクタを測定し、記録する測定記録手段と、予め定められた初期基準値と前記非通信時の通信ファクタの測定データとを比較し当該測定データが前記初期基準値から外れたことをもって異常と判断する異常判断手段と、前記非接触情報担体との通信が成功したか否かを判断する通信成功判断手段と、保存データの外部取り出しが可能で、前記異常判断手段により異常が判断されたとき、又は前記通信成功判断手段により通信が成功していないことが判断されたときに前記測定記録手段の測定データを保存する保存手段とを備え、前記測定記録手段は、非通信時に測定した通信ファクタの測定データである起動基準値について所定範囲となる許容値を定め、前記通信成功手段により通信が成功したと判断された場合に、前記許容値と前記通信時の通信ファクタの測定データとを比較し、当該測定データが前記許容値から外れたとき、前記測定記録手段の測定データを前記保存手段に保存するところに特徴を有する。従って、ユーザーが保存手段に保存された通信ファクタの測定データを外部に取り出すことにより、異常時又は通信失敗時の原因を調査することが容易となり、自身の正常動作を図り得ると共に正常なシステム開発などにも寄与できる。

請求項２の発明によれば、異常判断手段により異常が判断されたとき又は通信成功判断手段により通信が成功してないことが判断されたときには、測定データ通信手段により、測定記録手段の測定データを上位機器に通信するから、ユーザーは上位機器により異常時又は通信失敗時の原因を調査することが容易となり、リーダライタの正常動作を図り得ると共に正常なシステム開発などにも寄与できる。

また、通信ファクタは、リーダライタが非接触情報担体と通信する為の送受信アンテナコイルのインピーダンスであっても良いし（請求項３）、送受信アンテナコイルが発生する電磁界強度又は周波数であっても良い（請求項４）。あるいは、非接触情報担体からの受信信号を一定時間間隔で所定時間にわたってサンプリングした値でも良い（請求項５）。

以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。まず、図１には、リーダライタ１と非接触情報担体たる非接触ＩＣカード（以下単にＩＣカードという）２との構成を概略的に示している。リーダライタ１は、制御回路３と、変調回路４と、ＩＣカードと通信する為の送受信アンテナコイルに相当するアンテナ５と、復調回路６と、保存手段たるメモリ７、上位通信部８と、測定記録手段に相当する第１の通信ファクタ測定部９と、これも測定記録手段に相当する第２の通信ファクタ測定部１０とを備えて構成されている。

制御回路３はリーダライタ１全般の動作を制御するもので、ＣＰＵを有してなり、外部上位機器例えばコンピュータに接続されている。変調回路４は、制御回路３からのデータを搬送波に乗せて変調すると共に、この変調信号（データ）や電力供給用信号を前記アンテナ５から送信する。復調回路６はＩＣカード２からの返送データ（受信信号）を増幅（図２のオペアンブ６ａで増幅）し、これを検波し復調（図２のデータ復調処理部６ｂ）する。上記メモリ７は、制御用ファームウエアの記憶と測定データの記録、保存を司るもので、例えば不揮発性メモリから構成されている。また、このメモリ７には、リーダライタ提供者（メーカー）の方で出荷前に初期設定された各通信ファクタ（インピーダンス、受信データなど）の初期基準値Ｋが記録されている。このメモリ７に保存された測定データは上位機器からのコマンドにより上位機器へ読み出し（取り出し）可能である。

上記第１の通信ファクタ測定部９はアンテナ５近傍に設けられて電磁界強度や周波数（中心周波数の規定値は例えば１３．５６ＭＨｚ）や、アンテナ５のインピーダンスなどの通信ファクタを測定する。また、上記第２の通信ファクタ測定部１０は、図２に示すように、前記復調回路６のオペアンプ６ａ出力側に設けられたＡ／Ｄコンバータ１０ａとデータサンプリング部１０ｂとを有して構成されており、これは、例えば、図４（ａ）に示すように、通信ファクタこの場合ＩＣカード２からの受信信号を一定時間間隔（受信波形の再現が可能な時間タイミング）で所定時間にわたってサンプリングして取得するものであり、取得したデータｄ（ｎ）、ｄ（ｎ＋１）、・・ｄ（ｎ＋α）を制御回路３に供給して、該制御回路３がメモリ７へ保存する。このデータｄ（ｎ）、ｄ（ｎ＋１）、・・ｄ（ｎ＋α）は、ユーザーにより読み出されて、波形再現装置などにより元の波形に再現処理される。この再現波形は、図４（ｂ）のようになる。この場合、同図（ｂ）のａ部分によりノイズが異常原因として認識できる。

また、ＩＣカード２は、リーダライタ１からの電力用搬送波によりデータの授受をするアンテナ１１と、搬送波データを検波して復調する復調回路１２と、前記アンテナ１１にて受けた電力用信号から直流電源を生成する電源回路１３と、制御用ファームウエアとデータの記憶を司るメモリ１４と、ＩＣカード２の全体の動作を制御する制御回路１５と、搬送波を制御回路１５からの情報で変調してアンテナ１１から送信する変調回路１６とを有して構成されている。

さて、上述したリーダライタ１の制御回路３は、異常判断手段、通信成功判断手段として機能するものであり、以下、この制御回路３の制御内容について図３を参照して説明する。
図１を参照してリーダライタ１及びＩＣカード２の動作について説明する。リーダライタ１は、図示しない電源スイッチが入れられると、稼動し、まず、ステップＳ１で出荷前に初期設定された各通信ファクタ（電磁界強度や周波数、アンテナコイルのインピーダンスなど）の基準値Ｋをメモリ７から読み出す。ステップＳ２で、第１の通信ファクタ測定部９及び第２の通信ファクタ測定部１０によりそれぞれ通信ファクタ（第１の通信ファクタ測定部９では電磁界強度や周波数さらにはインピーダンス、第２の通信ファクタ測定部１０では受信信号のサンプリングデータ）を測定し、それらの各通信ファクタの測定データ（電磁界強度や周波数さらにはインピーダンス）を起動基準値Ａとして一時記憶する。

次にステップＳ３で、各通信ファクタの初期基準値Ｋと各測定データとを比較し、ステップＳ４で対応する基準値Ｋから外れた測定データがあると、つまり異常と判断されたとき（「ＹＥＳ」）には、ステップＳ５で上述の全部の測定データをメモリ７に保存して、ステップＳ６に移行する。各測定データが対応する基準値Ｋから外れていないときには正常であると判断してステップＳ６に移行する。

このステップＳ６では、ＩＣカード２と通信する。すなわち、メモリ７に記憶されたプログラムに従い動作を開始する。制御回路３はＩＣカード２に供給する電力供給用信号と、ポーリング信号をアンテナ５から送信する。この信号は電磁波（例えば中心搬送周波数１３．５６ＭＨｚ）として送信される。次にＩＣカード２がリーダライタ１に近接すると、アンテナ１１が電力供給用信号を受信し、リーダライタ１からのコマンドを正常に受信した場合、内部で処理を実施し、レスポンスを返送する。

このレスポンスをリーダライタ１がアンテナ５で受信し、復調回路６にて、増幅し、これを検波し復調し、上位機器に転送する。そして、上位機器によりＩＣカード２が規格に合致したカードであると認識する。それにより、以後上位機器のコマンドに従ってリーダライタ１とＩＣカード２との間で通信が行われる。この場合、リーダライタ１は上位通信部８を介して上位機器と通信する。

そしてリーダライタ１においては、ステップＳ７で、通信時における各通信ファクタを測定し、記録する。そして、ステップＳ８で、通信が成功したか否かが判断され、失敗であるときには（「ＮＯ」）、ステップＳ９で、ステップＳ７の全部の測定データをメモリ７に保存する。
上述のステップＳ８で通信成功が判断されると、ステップＳ１０で、ステップＳ７の各測定データと、これに対応する基準値Ａについて予め所定範囲（起動基準値Ａより大きめ）に定められた許容値とを比較し、この測定データが許容値から外れたことをもって測定データの余裕度が小であると判断する。ステップＳ１１で、余裕度小であることが判断されるとステップＳ９で、ステップＳ７の測定データをメモリ７に保存する。

このような本実施例によれば、通信ファクタを測定し、ステップＳ４で異常が判断されたとき、又はステップＳ８で通信が成功してないことが判断されたときには、各通信ファクタの測定データをメモリ７に保存するから、ユーザーが異常に気づいて、あるいは、任意に、上記メモリ７に保存された通信ファクタの測定データを、例えば上位機器の操作に基づいて読み出す（取り出す）ことにより、異常時又は通信失敗時の原因を調査することが容易となり、自身の正常動作を図り得ると共に正常なシステム開発などにも寄与できる。

しかも、ステップＳ２、ステップＳ７から判るように、ＩＣカード２との通信時及び非通信時にかかわらず通信ファクタを測定、記録するようにしたから、通信時のみならず非通信時での異常の原因も容易に調査することが可能となる。
また、ＩＣカード２からの受信データを、受信波形の再現が可能な時間タイミングで取得するようにしたから、この場合には、受信波形を再現することが可能となり、異常原因の調査に有効となる。

さらにまた、通信成功であっても、基準値に対して所定範囲に定められた許容値と測定データとを比較し、測定データが許容値を外れたことをもって余裕度小と判定するようにし、余裕度小と判定されたときには、測定データをメモリ７に保存するようにしたから、通信成功ではあるが失敗も起こり得るような状況での測定データを知ることができて、通信ファクタを設定変更するなどの対応が可能となる。上記許容値はユーザーによって設定するようにしても良く、このようにするとユーザー側で使用状況に合った余裕度を得ることができる。

また、本実施例では、基準値Ｋ、Ａを、非通信時と通信時とで異ならせているから、非通信時及び通信時での異常判断を良好に行い得るようになる。
なお、上記メモリ７は、リーダライタ１から取り出し可能なメモリとしても良い。さらに上記実施例では、異常が判断されたとき又は通信が成功してないことが判断されたときには、メモリ７に測定データを保存するようにしたが、メモリ７に保存せずに、測定データ通信手段としての上位通信部８により、その都度、通信ファクタの測定データを、レスポンスに付加して上位機器に通信するようにしても良い。このようにすると、ユーザーは上位機器により異常時又は通信失敗時の原因を調査することが容易となり、リーダライタ１自身の正常動作を図り得ると共に正常なシステム開発などにも寄与できる。

本発明の一実施例を示すリーダライタ及びＩＣカードのブロック図 第２の通信ファクタ測定部の構成を示すブロック図 リーダライタの制御回路の制御内容を示すフローチャート （ａ）ＩＣカードからの受信波形とデータサンプリングタイミングの一例を示す図、（ｂ）とり出したデータを元に作成した波形を示す図

符号の説明

図面中、１はリーダライタ、２はＩＣカード（非接触情報担体）、３は制御回路（異常判断手段、通信成功判断手段）、７はメモリ（保存手段）、８は上位通信部、９は第１の通信ファクタ測定部（測定記録手段）、１０は第２の通信ファクタ測定部（測定記録手段）を示す。

Claims (5)

1. 非接触情報担体と無線通信を行うリーダライタであって、
   非通信時及び通信時の通信ファクタを測定し、記録する測定記録手段と、
   予め定められた初期基準値と前記非通信時の通信ファクタの測定データとを比較し当該測定データが前記初期基準値から外れたことをもって異常と判断する異常判断手段と、
   前記非接触情報担体との通信が成功したか否かを判断する通信成功判断手段と、
   保存データの外部取り出しが可能で、前記異常判断手段により異常が判断されたとき、又は前記通信成功判断手段により通信が成功していないことが判断されたときに前記測定記録手段の測定データを保存する保存手段とを備え、
   前記測定記録手段は、非通信時に測定した通信ファクタの測定データである起動基準値について所定範囲となる許容値を定め、前記通信成功手段により通信が成功したと判断された場合に、前記許容値と前記通信時の通信ファクタの測定データとを比較し、当該測定データが前記許容値から外れたとき、前記測定記録手段の測定データを前記保存手段に保存することを特徴とするリーダライタ。
2. 非接触情報担体と無線通信を行うリーダライタであって、
   非通信時及び通信時の通信ファクタを測定し、記録する測定記録手段と、
   予め定められた初期基準値と前記非通信時の通信ファクタの測定データとを比較し当該測定データが前記初期基準値から外れたことをもって異常と判断する異常判断手段と、
   前記非接触情報担体との通信が成功したか否かを判断する通信成功判断手段と、
   前記異常判断手段により異常が判断されたとき、又は前記通信成功判断手段により通信が成功していないことが判断されたときに前記測定記録手段の測定データを上位機器に通信する測定データ通信手段とを備え、
   前記測定記録手段は、非通信時に測定した通信ファクタの測定データである起動基準値について所定範囲となる許容値を定め、前記通信成功手段により通信が成功したと判断された場合に、前記許容値と前記通信時の通信ファクタの測定データとを比較し、当該測定データが前記許容値から外れたとき、前記測定記録手段の測定データを前記上位機器に通信することを特徴とするリーダライタ。
3. 請求項１又は２に記載のリーダライタにおいて、前記通信ファクタは、該リーダライタが非接触情報担体と通信する為の送受信アンテナコイルのインピーダンスであることを特徴とするリーダライタ。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のリーダライタにおいて、前記通信ファクタは、該リーダライタが非接触情報担体と通信する為に送受信アンテナコイルから発生する電磁界強度又は周波数であることを特徴とするリーダライタ。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載のリーダライタにおいて、前記通信ファクタは、非接触情報担体からの受信信号を一定の時間間隔で所定時間にわたってサンプリングした値であることを特徴とするリーダライタ。

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