JP4682478B2 - Non-contact IC card communication system, IC card and IC card reader - Google Patents

Non-contact IC card communication system, IC card and IC card reader Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ICカードリーダと非接触型ICカードとが電波信号を用いて通信を行う非接触型ICカードの通信システム、及びそのシステムに使用されるICカード並びにICカードリーダに関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
図6は、ICカードリーダと非接触型ICカードとが通信を行う場合の一例を示すものである。ICカード1は、例えばユーザが手に持った状態で、例えば建造物の壁面などに設置されているリーダライタ2に接近するが、例えば、ICカード1は、リーダライタ2の通信エリア3の外部である位置Aから、通信エリア3内部の位置B,位置Bから更にリーダライタ2に近接した位置Cへと順次移動する。
【0003】
リーダライタ2がICカード1に送信する電波信号は、例えばASK(Amplitude Shift Keying)変調信号である。ユーザの利便性を考慮すると、リーダライタ2の通信エリア3はできるだけ大きくなるように設定することが好ましい。従って、リーダライタ2においても、通信エリア3の限界位置付近を調整の基準としてASK変調度や受信感度の設定を行うようにしている。
【0004】
しかしながら、ICカード1が位置Cのようにリーダライタ2の極めて近くに位置すると、ICカード1自身がリーダライタ2の高周波的な特性に影響を及ぼす場合がある。すると、リーダライタ2が通信エリア3の限界位置付近に合わせて例えばASK変調度が10%となるように調整を行っていても、ICカード1が位置Cに達すると、ICカード1の共振周波数などによりリーダライタ2のアンテナマッチングが変化してASK変調信号のレベルが変動する。その結果、リーダライタ2が送信したデータをICカード1が受信しきれなくなり、ICカード1の処理を正常に行うことができない場合があった。
【0005】
また、ICカード1側の回路が動作すると、その動作によってノイズ(不要輻射)が発生する(図7参照)。即ち、ICカード1内のCPUが動作して、メモリに対する読み書きを行ったり、通信回路を駆動したりすることで電流の消費状態が変化すると、疑似的に負荷変調が行われた状態に等しくなり、リーダライタ2との通信においてはノイズとなる。
【0006】
そのノイズの発生レベルが比較的大きい場合には、通信エリア3の限界位置付近ではノイズの影響は相対的に小さいが、位置C付近ではノイズの影響が相対的に大きくなる。従って、リーダライタ2側がノイズを受信すると、ICカード1の応答データであると見なしてしまう場合があり、その場合は本来の応答データが受信できなくなるという問題が発生する。
【0007】
そして、以上のようにICカード1がリーダライタ2に接近した場合に与える影響の大きさは、各ICカード1の個別の電気的特性に応じて異なる。即ち、そのような電気的特性の差異がICカードを生産したメーカ間で存在したり、或いは、同一メーカで生産されたICカードであっても各ICカード毎に存在する場合もある。何れのICカード1についても整合するようにリーダライタ2側で調整を行うことは困難であった。
【0008】
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、各ICカード夫々の製造条件に応じて通信を最適に行うことができるように、ICカードリーダが調整を行うことができる非接触型ICカードの通信システム、及びそのシステムに使用されるICカード並びにICカードリーダを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の非接触型ICカードの通信システムによれば、ICカードの記憶手段には、当該ICカード固有の製造条件に関するデータが記憶されている。そして、ICカードは、外部(ICカードリーダ)からのデータ読出し要求があると記憶手段から前記データを読み出して電波信号により送信する。そして、ICカードリーダは、ICカード側より送信されたデータを受信すると、そのデータに基づいて当該ICカードとの間で行う通信条件に関するパラメータを調整する。
【0010】
ここで、ICカードの製造条件に関するデータとは、例えば、ICカードの製造者や型名,或いは、製造時点における検査工程などで作業者が測定した電気的特性(例えば、ICチップ内部回路の消費電流値,内部抵抗値、アンテナ部分の共振周波数,Q値など)である。斯様なデータを、ICカードの記憶手段に記憶させておく。
【0011】
即ち、ICカードがICカードリーダに極めて接近した状態になると、ICカードの電気的特性がICカードリーダ側に影響を及ぼして通信条件を変動させる。従って、ICカードリーダ側で受信したICカードのデータに基づき通信条件に関するパラメータを調整することで、様々なICカードの電気的特性が夫々微妙に異なる場合であっても、その特性が通信に及ぼす影響を軽減して各ICカードとの通信を良好に行うことが可能となる。
そして、ICカードリーダは、自身の通信エリア内にICカードが複数存在することを認識すると、それぞれのICカードの製造条件に関するデータを読み出し、それぞれの前記データに応じて通信条件に関するパラメータを変更しながら、複数のICカードと順次通信を行う。
【0012】
請求項2記載の非接触型ICカードの通信システムによれば、通信条件に関するパラメータを送信信号の変調度とする。即ち、ICカードの製造条件に関するデータより、当該ICカードがICカードリーダ側に接近すると、そのICカードが有しているインピーダンスの影響を受けて送信信号波形の変調度が変化することが予想される場合に、それらの影響を軽減するように送信信号の変調度を調整すればICカードとの通信を良好に行うことが可能となる。
【0013】
請求項3記載の非接触型ICカードの通信システムによれば、通信条件に関するパラメータを受信信号の受信感度とする。即ち、ICカードの製造条件に関するデータより、当該ICカードがICカードリーダ側に接近すると、そのICカードが発生するノイズの影響を受けてデータを誤って受信することが予想される場合に、それらの影響を軽減するように受信信号の受信感度を調整すれば、ICカードとの通信を良好に行うことが可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例について図1乃至図5を参照して説明する。図1に示すリーダライタ(ICカードリーダ)11は、例えばパーソナルコンピュータなどの上位装置(ホスト,図示せず)とシリアルインターフェイス等を介して接続されており、上位装置側のアプリケーションプログラムの指示に基づいて図2に示すICカード12と電波信号により通信を行うようになっている。
【0015】
即ち、リーダライタ11は、自身の通信エリアにICカード12が接近したことを検知するため、ICカード12に対する呼出しコードを間欠的に送信するポーリングを行う(リクエスト)。そして、ICカード12を携帯したユーザが通信エリア内に位置すると、ICカード12は、リーダライタ11が送信する信号から動作用の電源及びクロックを生成して応答するようになっている。
【0016】
図1は、リーダライタ11内部の電気的構成を示す機能ブロック図である。CPU(制御回路)13は、上位インターフェイス(I/F)部14を介して上位装置とシリアル通信を行うようになっている。リセットIC15は、CPU13のリセットON,OFFを行うためのリセット信号を出力する。符号化部16は、CPU13よりシリアルに与えられる送信データを例えばNRZ(Non Return to Zero)方式で符号化して変調部17に出力する。
【0017】
キャリア発振器18は、13.56MHzの発振信号を符号化部16及び変調部17に搬送波信号として、また、CPU13にクロック用の信号として供給する。CPU13は、その発振信号を適宜分周したものを動作用クロックとして使用する。変調部17は、搬送波を符号化された送信データによってASK変調するようになっており、その場合の変調度を調整できるように構成されている。変調部17で変調された被変調信号は、増幅部50を介してアンテナ(LC共振回路のコイル)19に出力され、電波信号として外部に送信される。
【0018】
一方、ICカード12側より送信された信号をアンテナ19が受信すると、その受信信号は受信部20に出力されるようになっている。受信部20で復調された復調信号は、増幅部21を介して復号化部22に与えられ復号化されると、CPU13に出力される。
【0019】
そして、CPU13は、後述するようにICカード12によって送信されたカード固有データに応じて、変調部17における変調度を調整すると共に、増幅部18の出力インピーダンス及び増幅部21の増幅率(受信感度)を調整するようになっている。
【0020】
また、図2は、ICカード12内部の電気的構成を示す機能ブロック図である。ICカード12は、アンテナ(LC共振回路のコイル)23,整流部24,クロック抽出部25,CPU26,メモリ(記憶手段)27,変調部28などで構成されている。
【0021】
整流部24は、リーダライタ11より送信された電波信号をアンテナ23が受信すると、その受信信号を整流平滑してCPU26などに動作用の電源を供給すると共に、受信信号を復調した復調データをCPU26に出力する。クロック抽出部25は、アンテナ23が受信した信号から抽出したクロック信号をCPU26に供給する。CPU26は、例えばFRAM(Ferroelectric RAM) などからなる不揮発性のメモリ27に対してデータの読み書きを行うようになっている。
【0022】
また、CPU26は、変調部28に対して送信データをシリアルに出力する。変調部28は、スイッチ29及び変調負荷30の直列回路で構成されており、その直列回路がアンテナ23に並列に接続されている。そして、スイッチ29は、CPU26によって出力された送信データに応じてオンオフされ、搬送波を負荷変調するようになっている。
【0023】
ICカード12のメモリ27には、ICカード12のIDデータや通信時の認証処理に使用するコード,リーダライタ11が本来読み出すことを目的としているICカード12のユーザに関するデータなどが記憶されている。
【0024】
また、それらに加えて、図3に示すように、ICカード12固有の製造条件に関するデータ(以下、カード固有データと称す)が記憶されている。これらのカード固有データは、ICカード12の製造管理に関するデータと、製造時に検査工程において測定された電気的特性に関するデータに大別される。
【0025】
例えば、前者はICチップ(CPU26)及びICカード12夫々の製造者,種別若しくは型名,製造ライン及び製造時期などである。後者は、ICチップの消費電流値や内部抵抗値,また、ICカード12のアンテナ23部分の共振周波数やQ値などであり、例えば、ICカード12の製造時点における検査工程などで作業者が測定を行い、その結果をメモリ27に書き込むようにする。尚、後者のデータに関しては、絶対値,相対値の何れであっても良い。
そして、これらのカード固有データは、リーダライタ11が送信したデータ読み出しコマンドをICカード12側が受信した場合に、CPU26がメモリ27から読み出してリーダライタ11側に送信するようになっている。
【0026】
次に、本実施例の作用について図4及び図5をも参照して説明する。図4は、リーダライタ11のCPU13が行う通信制御処理の内、本発明の要旨にかかる部分を示すフローチャートである。CPU13は、上位装置からのコマンド送信要求を受信すると、先ず通信条件の初期化を行う(ステップS1)。即ち、送信信号の変調度,送信電力レベル,受信感度などを初期設定する。それから、ICカード12に対してリクエストコマンドを送信する(ステップS2)。
【0027】
ICカード12がリクエストコマンドに応答してカードのIDを送信し、リーダライタ11がそのIDを受信すると(ステップS3,「YES」)、CPU13は、そのカードIDを指定してデータ読み出しコマンドを送信する(ステップS4)。
【0028】
上述したように、ICカード12は、データ読み出しコマンドを受信すると、メモリ27からカード固有データを読み出してリーダライタ11に送信する。CPU13は、そのカード固有データを受信すると(ステップS5,「YES」)、受信したカード固有データに基づいて設定すべき通信条件を決定し(ステップS6)、決定した条件に変更する(ステップS7)。
【0029】
ステップS6における通信条件の決定は、例えば、ICカード12の電気的特性に関するデータに基づいて行う。即ち、ICカード12がリーダライタ11に接近すると、ICカード12側のアンテナ23とリーダライタ11側のアンテナ19との間で相互インダクタンス成分が発生するなどして送信回路部のインピーダンスが変動するため、送信信号の変調度が変化する。従って、アンテナ23部分の共振周波数やQ値は、そのような変調度の変化度合いに影響を及ぼすパラメータとして捉えることができるため、これらの値に応じて送信信号の変調度や出力インピーダンスを調整する。
【0030】
また、CPU26の消費電流値や内部抵抗値は、CPU26が動作した場合に発生するノイズレベルの大きさに影響を与える。即ち、消費電流の変動が大きくなるとノイズレベルは上昇する。また、消費電流の変動は、内部抵抗値が高いか低いかによって大きく異なる。そして、ノイズレベルが比較的高いICカード12がリーダライタ11に接近すると、リーダライタ11側が受信したノイズ成分を応答データとして捉えるおそれがあるので、受信感度を標準よりも低めに設定する。
【0031】
また、上述のように電気的特性に関するデータに限らず、ICカード12の製造管理に関するデータに基づいて通信条件を設定しても良い。即ち、ICカード12の製造者や種別・型名などに応じて、電気的特性のバイアスが一定の傾向を示す場合がある。従って、製造管理に関するデータに基づき設定を行っても、調整することは可能である。
【0032】
以上のようにして、ICカード12の特性に応じてリーダライタ11側の通信条件を変更すると、以降は通常の通信処理となる。即ち、リーダライタ11のCPU13はICカード12との間で認証処理を行い(ステップS8)、それから、重要データの送受信処理を行う(ステップS9)。そして、他のカードを処理する場合は(ステップS10,「YES」)ステップS1に戻り、他のカードを処理しない場合は(「NO」)処理を終了する。
【0033】
また、以上の処理については、リーダライタ11が一度に通信を行うICカード12が1枚の場合を想定して説明したが、一度に通信を行うICカード12が複数、例えば2枚の場合には、図4のフローチャートを図5に示す流れで処理すれば良い。ここでは、2枚のICカードの間で度数を受け渡す(カードa→カードb)例を示す。即ち、▲1▼ステップS1で通信条件を初期化し、▲2▼ステップS2,S3で2枚のICカード12(a,b)のIDを受信したとする。その場合、ステップS4,S5においてICカード12a,12bの夫々についてカード固有データa,bを読み出しておく。
【0034】
次に、▲3▼先ずカード固有データaに基づいて通信条件を変更し(S6,S7)、ICカード12aとの間で通信を行って▲4▼認証処理(S8),▲5▼重要データの送受信処理(S9)を行う。それから、ステップS6に戻り、▲6▼カード固有データbに基づいて通信条件を変更し(S6,S7)、ICカード12bとの間で通信を行って▲7▼認証処理(S8),▲8▼重要データの送受信処理(S9)を行うようにする。そして、▲9▼ICカード12a用に通信条件を変更し(S7)、“10”度数を減算後(S9)、“11”ICカード12b用に通信条件を変更し(S7) “12”カード12bへの度数追加処理を行う。これら一連の処理の後、ステップS1に戻る。
【0035】
以上のように本実施例によれば、ICカード12のメモリ27に当該ICカード12の製造条件に関するカード固有データを記憶させておき、ICカード12は、リーダライタ11からのデータ読出し要求があるとメモリ27から前記データを読み出して送信する。そして、リーダライタ11は、ICカード12側より送信されたカード固有データを受信するとそのデータに基づいて当該ICカード12との間で行う通信条件に関するパラメータを調整するようにした。
【0036】
従って、ICカード12がリーダライタ11に極めて接近した状態になり、ICカード12が有している電気的特性がリーダライタ11側に影響を及ぼすような場合でも、リーダライタ11側で受信したカード固有データに基づき通信条件に関するパラメータを調整することで、その特性が通信に及ぼす影響を軽減して各ICカード12との通信を良好に行うことができる。そして、様々なICカード12の電気的特性が夫々微妙に異なる場合であっても、夫々の特性に対応した通信条件を記憶しておくことで夫々のICカード12と良好な通信を行うことが可能となる。
【0037】
そして、リーダライタ11は、ICカード12から受信したカード固有データに基づいて送信信号の変調度と受信信号の受信感度を調整するので、受信したカード固有データに基づいて、接近したICカード12が有しているインピーダンスの影響を受けて送信信号波形の変調度が変化することが予想されたり、ICカード12が発生するノイズの影響を受けてデータを誤って受信することが予想される場合でも、それらの影響を軽減するように送信信号の変調度と受信信号の受信感度を調整し、ICカード12との通信を良好に行うことができる。
【0038】
本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
ICカード12がステップS3におけるリクエストコマンドの送信に対する応答の段階でカード固有データをリーダライタ11に送信するようになっている場合は、ステップS4,S5を削除しても良い。
上位装置は、パソコンに限ることなく通信専用の装置であっても良い。また、上位装置の機能がリーダライタ11に組み込まれているものでも良い。
図5に示す処理を、3枚以上のICカード12について行っても良い。
通信条件の調整は、送信信号の変調度,受信感度の何れか一方のみについて行っても良い。
【0039】
ICカード12側の共振周波数値のずれが比較的大きい場合には、リーダライタ11が増幅部50の出力インピーダンスを通信条件に関するパラメータとして調整するようにしても良い。
記憶手段に記憶させるデータは、図3に示すものに限らず、ICカードの製造条件を示すものであれば何でもよい。
記憶手段は、FRAMに限ることなく、ワンタイムPROM,EPROM,EEPROMなどでも良い。
リーダライタ11に限ることなく、ICカード12が記憶しているデータを読み出す機能だけを有するICカードリーダに適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であり、リーダライタ内部の電気的構成を示す機能ブロック図
【図2】ICカード内部の電気的構成を示す機能ブロック図
【図3】ICカードのメモリに記憶されるカード固有データの一例を示す図
【図4】リーダライタのCPUが行う通信制御処理の内、本発明の要旨にかかる部分を示すフローチャート
【図5】カードリーダが一度に通信を行うICカードが2枚の場合に、図4のフローチャートの処理の流れを示す図
【図6】従来技術を示す、ICカードとリーダライタとの通信状態を示す図
【図7】ICカードの内部回路が動作することでノイズが発生する状態を示すタイムチャート
【符号の説明】
11はリーダライタ(ICカードリーダ)、12はICカード、13はCPU(制御回路)、26はCPU(制御回路)、27はメモリ(記憶手段)を示す。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a non-contact type IC card communication system in which an IC card reader and a non-contact type IC card communicate with each other using radio wave signals, an IC card used in the system, and an IC card reader.
[0002]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 6 shows an example when the IC card reader and the non-contact type IC card communicate with each other. For example, the IC card 1 approaches the reader / writer 2 installed on the wall surface of a building, for example, while being held in the hand of the user. For example, the IC card 1 is outside the communication area 3 of the reader / writer 2. Are moved sequentially from position A to position B inside the communication area 3 and from position B to position C closer to the reader / writer 2.
[0003]
The radio wave signal transmitted from the reader / writer 2 to the IC card 1 is, for example, an ASK (Amplitude Shift Keying) modulation signal. In consideration of user convenience, it is preferable to set the communication area 3 of the reader / writer 2 to be as large as possible. Accordingly, the reader / writer 2 also sets the ASK modulation degree and the reception sensitivity using the vicinity of the limit position of the communication area 3 as a reference for adjustment.
[0004]
However, if the IC card 1 is located very close to the reader / writer 2 as in the position C, the IC card 1 itself may affect the high frequency characteristics of the reader / writer 2. Then, even if the reader / writer 2 is adjusted so that the ASK modulation degree becomes 10% in accordance with the vicinity of the limit position of the communication area 3, when the IC card 1 reaches the position C, the resonance frequency of the IC card 1 is reached. As a result, the antenna matching of the reader / writer 2 changes and the level of the ASK modulation signal changes. As a result, the IC card 1 cannot receive the data transmitted by the reader / writer 2 and the IC card 1 cannot be processed normally.
[0005]
Further, when the circuit on the IC card 1 side operates, noise (unwanted radiation) is generated by the operation (see FIG. 7). That is, when the CPU in the IC card 1 operates to read / write data from / to the memory or drive the communication circuit, the current consumption state changes, which is equivalent to a state in which load modulation is performed in a pseudo manner. In communication with the reader / writer 2, noise is generated.
[0006]
When the noise generation level is relatively high, the influence of noise is relatively small near the limit position of the communication area 3, but the influence of noise is relatively large near the position C. Therefore, when the reader / writer 2 receives noise, it may be regarded as response data of the IC card 1, and in this case, there is a problem that original response data cannot be received.
[0007]
As described above, the magnitude of influence when the IC card 1 approaches the reader / writer 2 varies depending on the individual electrical characteristics of each IC card 1. In other words, such a difference in electrical characteristics may exist between manufacturers that produced IC cards, or even IC cards produced by the same manufacturer may exist for each IC card. It has been difficult to make adjustments on the reader / writer 2 side so that any IC card 1 is matched.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to enable adjustment by an IC card reader so that communication can be optimally performed according to the manufacturing conditions of each IC card. It is an object of the present invention to provide a contact IC card communication system, an IC card used in the system, and an IC card reader.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the communication system of the contactless IC card according to claim 1, wherein, in the storage means of the IC card, data relating to the IC card specific manufacturing conditions are stored. Then, when there is a data read request from the outside (IC card reader), the IC card reads the data from the storage means and transmits it by a radio signal. When the IC card reader receives the data transmitted from the IC card side, the IC card reader adjusts parameters relating to communication conditions performed with the IC card based on the data.
[0010]
Here, the data related to the manufacturing conditions of the IC card is, for example, the electrical characteristics (for example, the consumption of the IC chip internal circuit) measured by the operator in the IC card manufacturer or model name, or the inspection process at the time of manufacturing. Current value, internal resistance value, resonance frequency of antenna portion, Q value, etc.). Such data is stored in the storage means of the IC card.
[0011]
In other words, when the IC card is very close to the IC card reader, the electrical characteristics of the IC card affect the IC card reader side and change the communication conditions. Therefore, by adjusting parameters related to communication conditions based on IC card data received on the IC card reader side, even if the electrical characteristics of various IC cards are slightly different, the characteristics affect communication. It is possible to reduce the influence and perform communication with each IC card satisfactorily.
When the IC card reader recognizes that there are a plurality of IC cards in its own communication area, it reads data relating to the manufacturing conditions of each IC card and changes the parameters relating to the communication conditions in accordance with the respective data. However, communication is sequentially performed with a plurality of IC cards.
[0012]
According to the non-contact type IC card communication system according to the second aspect, the parameter relating to the communication condition is the modulation degree of the transmission signal. That is, from the data regarding the manufacturing conditions of the IC card, when the IC card approaches the IC card reader side, it is expected that the modulation degree of the transmission signal waveform changes due to the influence of the impedance of the IC card. If the modulation degree of the transmission signal is adjusted so as to reduce those influences, communication with the IC card can be performed satisfactorily.
[0013]
According to the communication system of the non-contact type IC card according to claim 3, the parameter relating to the communication condition is the reception sensitivity of the reception signal. That is, when it is predicted that data related to IC card manufacturing conditions will be received erroneously due to the noise generated by the IC card when the IC card approaches the IC card reader side. If the reception sensitivity of the received signal is adjusted so as to reduce the influence of the signal, communication with the IC card can be performed satisfactorily.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. A reader / writer (IC card reader) 11 shown in FIG. 1 is connected to a host device (host, not shown) such as a personal computer via a serial interface, for example, and is based on an application program instruction on the host device side. The IC card 12 shown in FIG. 2 is communicated by radio signals.
[0015]
That is, the reader / writer 11 performs polling to intermittently transmit a calling code to the IC card 12 in order to detect that the IC card 12 has approached its own communication area (request). When the user carrying the IC card 12 is located within the communication area, the IC card 12 responds by generating an operation power source and a clock from a signal transmitted by the reader / writer 11.
[0016]
FIG. 1 is a functional block diagram showing an electrical configuration inside the reader / writer 11. A CPU (control circuit) 13 performs serial communication with a host device via a host interface (I / F) unit 14. The reset IC 15 outputs a reset signal for turning the CPU 13 on and off. The encoding unit 16 encodes transmission data given serially from the CPU 13 using, for example, an NRZ (Non Return to Zero) method and outputs the encoded data to the modulation unit 17.
[0017]
The carrier oscillator 18 supplies an oscillation signal of 13.56 MHz as a carrier wave signal to the encoding unit 16 and the modulation unit 17 and as a clock signal to the CPU 13. The CPU 13 uses a frequency obtained by appropriately dividing the oscillation signal as an operation clock. The modulator 17 is configured to ASK-modulate a carrier wave with encoded transmission data, and is configured to be able to adjust the degree of modulation in that case. The modulated signal modulated by the modulation unit 17 is output to the antenna (LC resonance circuit coil) 19 via the amplification unit 50 and transmitted to the outside as a radio wave signal.
[0018]
On the other hand, when the antenna 19 receives a signal transmitted from the IC card 12 side, the received signal is output to the receiving unit 20. The demodulated signal demodulated by the receiving unit 20 is supplied to the decoding unit 22 via the amplification unit 21 and decoded, and then output to the CPU 13.
[0019]
Then, the CPU 13 adjusts the modulation degree in the modulation unit 17 according to the card specific data transmitted by the IC card 12 as will be described later, and also outputs the output impedance of the amplification unit 18 and the amplification factor (reception sensitivity) of the amplification unit 21. ) To adjust.
[0020]
FIG. 2 is a functional block diagram showing an electrical configuration inside the IC card 12. The IC card 12 includes an antenna (LC resonance circuit coil) 23, a rectifier 24, a clock extractor 25, a CPU 26, a memory (storage means) 27, a modulator 28, and the like.
[0021]
When the antenna 23 receives the radio wave signal transmitted from the reader / writer 11, the rectifier 24 rectifies and smoothes the received signal to supply power to the CPU 26 and the like, and supplies the demodulated data obtained by demodulating the received signal to the CPU 26. Output to. The clock extraction unit 25 supplies the CPU 26 with a clock signal extracted from the signal received by the antenna 23. The CPU 26 reads / writes data from / to a non-volatile memory 27 such as FRAM (Ferroelectric RAM).
[0022]
Further, the CPU 26 serially outputs transmission data to the modulation unit 28. The modulation unit 28 includes a series circuit of a switch 29 and a modulation load 30, and the series circuit is connected to the antenna 23 in parallel. The switch 29 is turned on / off according to the transmission data output by the CPU 26, and load-modulates the carrier wave.
[0023]
The memory 27 of the IC card 12 stores ID data of the IC card 12, a code used for authentication processing at the time of communication, data related to the user of the IC card 12 originally intended to be read by the reader / writer 11 and the like. .
[0024]
In addition, as shown in FIG. 3, data relating to manufacturing conditions unique to the IC card 12 (hereinafter referred to as card-specific data) is stored. These card-specific data are roughly classified into data relating to manufacturing management of the IC card 12 and data relating to electrical characteristics measured in the inspection process at the time of manufacturing.
[0025]
For example, the former is the manufacturer, type or model name, production line, and production time of the IC chip (CPU 26) and the IC card 12. The latter includes the current consumption value and internal resistance value of the IC chip, and the resonance frequency and Q value of the antenna 23 portion of the IC card 12. For example, the measurement is performed by the operator in the inspection process at the time of manufacturing the IC card 12. And the result is written in the memory 27. The latter data may be either an absolute value or a relative value.
These card-specific data are read from the memory 27 and transmitted to the reader / writer 11 when the IC card 12 receives a data read command transmitted by the reader / writer 11.
[0026]
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a flowchart showing a portion according to the gist of the present invention in the communication control processing performed by the CPU 13 of the reader / writer 11. When receiving a command transmission request from the host device, the CPU 13 first initializes communication conditions (step S1). That is, the modulation factor, transmission power level, reception sensitivity, etc. of the transmission signal are initialized. Then, a request command is transmitted to the IC card 12 (step S2).
[0027]
When the IC card 12 transmits the card ID in response to the request command and the reader / writer 11 receives the ID (step S3, "YES"), the CPU 13 transmits the data read command specifying the card ID. (Step S4).
[0028]
As described above, when receiving the data read command, the IC card 12 reads the card specific data from the memory 27 and transmits it to the reader / writer 11. When the CPU 13 receives the card specific data (step S5, “YES”), the CPU 13 determines communication conditions to be set based on the received card specific data (step S6), and changes to the determined conditions (step S7). .
[0029]
The determination of the communication condition in step S6 is performed based on, for example, data relating to the electrical characteristics of the IC card 12. That is, when the IC card 12 approaches the reader / writer 11, the impedance of the transmission circuit unit fluctuates due to the generation of a mutual inductance component between the antenna 23 on the IC card 12 side and the antenna 19 on the reader / writer 11 side. The modulation degree of the transmission signal changes. Accordingly, since the resonance frequency and Q value of the antenna 23 can be regarded as parameters that affect the degree of change in the modulation degree, the modulation degree and output impedance of the transmission signal are adjusted according to these values. .
[0030]
In addition, the current consumption value and the internal resistance value of the CPU 26 affect the level of the noise level generated when the CPU 26 operates. That is, the noise level increases as the fluctuation of the current consumption increases. Further, the fluctuation of current consumption varies greatly depending on whether the internal resistance value is high or low. When the IC card 12 having a relatively high noise level approaches the reader / writer 11, there is a possibility that the noise component received by the reader / writer 11 side is captured as response data, so the reception sensitivity is set lower than the standard.
[0031]
In addition, as described above, communication conditions may be set based on data related to manufacturing management of the IC card 12 as well as data related to electrical characteristics. That is, there is a case where the bias of the electrical characteristics tends to be constant depending on the manufacturer, type, and model name of the IC card 12. Therefore, even if the setting is made based on the data relating to the manufacturing management, the adjustment can be made.
[0032]
As described above, when the communication condition on the reader / writer 11 side is changed in accordance with the characteristics of the IC card 12, normal communication processing is performed thereafter. That is, the CPU 13 of the reader / writer 11 performs authentication processing with the IC card 12 (step S8), and then performs transmission / reception processing of important data (step S9). If another card is processed (step S10, “YES”), the process returns to step S1, and if another card is not processed (“NO”), the process is terminated.
[0033]
Further, the above processing has been described on the assumption that the reader / writer 11 communicates with one IC card 12 at a time. However, when a plurality of IC cards 12 communicate with one at a time, for example, two IC cards 12 are communicated. 4 may be processed according to the flowchart shown in FIG. Here, an example is shown in which the frequency is transferred between two IC cards (card a → card b). That is, (1) communication conditions are initialized in step S1, and (2) the IDs of two IC cards 12 (a, b) are received in steps S2 and S3. In that case, the card specific data a and b are read for each of the IC cards 12a and 12b in steps S4 and S5.
[0034]
Next, (3) First, the communication conditions are changed based on the card specific data a (S6, S7), and communication is performed with the IC card 12a. (4) Authentication processing (S8), (5) Important data The transmission / reception process (S9) is performed. Then, returning to step S6, (6) the communication conditions are changed based on the card specific data b (S6, S7), and communication is performed with the IC card 12b. (7) Authentication processing (S8), (8) The important data transmission / reception process (S9) is performed. (9) The communication condition is changed for the IC card 12a (S7), the "10" frequency is subtracted (S9), and the communication condition is changed for the "11" IC card 12b (S7). The frequency addition process to 12b is performed. After these series of processes, the process returns to step S1.
[0035]
As described above, according to the present embodiment, card-specific data relating to the manufacturing conditions of the IC card 12 is stored in the memory 27 of the IC card 12, and the IC card 12 has a data read request from the reader / writer 11. The data is read from the memory 27 and transmitted. When the reader / writer 11 receives the card-specific data transmitted from the IC card 12 side, the reader / writer 11 adjusts the parameters related to the communication conditions performed with the IC card 12 based on the data.
[0036]
Therefore, even if the IC card 12 is in a state of being very close to the reader / writer 11 and the electrical characteristics of the IC card 12 affect the reader / writer 11 side, the card received on the reader / writer 11 side. By adjusting the parameters relating to the communication conditions based on the unique data, it is possible to reduce the influence of the characteristics on the communication and perform the communication with each IC card 12 satisfactorily. Even if the electrical characteristics of various IC cards 12 are slightly different from each other, good communication with each IC card 12 can be performed by storing communication conditions corresponding to the characteristics. It becomes possible.
[0037]
Then, the reader / writer 11 adjusts the modulation degree of the transmission signal and the reception sensitivity of the reception signal based on the card specific data received from the IC card 12, so that the IC card 12 that is approaching is adjusted based on the received card specific data. Even when it is expected that the modulation degree of the transmission signal waveform changes due to the influence of the impedance that it has, or when it is expected that the data is erroneously received due to the influence of noise generated by the IC card 12 The degree of modulation of the transmission signal and the reception sensitivity of the reception signal can be adjusted so as to reduce the influence thereof, and communication with the IC card 12 can be performed satisfactorily.
[0038]
The present invention is not limited to the embodiments described above and illustrated in the drawings, and the following modifications or expansions are possible.
If the IC card 12 is to transmit card-specific data to the reader / writer 11 at the stage of response to the transmission of the request command in step S3, steps S4 and S5 may be deleted.
The host device is not limited to a personal computer and may be a device dedicated to communication. Further, the function of the host device may be incorporated in the reader / writer 11.
The processing shown in FIG. 5 may be performed on three or more IC cards 12.
The communication condition may be adjusted only for one of the modulation degree of the transmission signal and the reception sensitivity.
[0039]
When the deviation of the resonance frequency value on the IC card 12 side is relatively large, the reader / writer 11 may adjust the output impedance of the amplifying unit 50 as a parameter related to communication conditions.
The data to be stored in the storage means is not limited to that shown in FIG. 3, and any data showing the manufacturing conditions of the IC card may be used.
The storage means is not limited to the FRAM but may be a one-time PROM, EPROM, EEPROM or the like.
The present invention is not limited to the reader / writer 11 and may be applied to an IC card reader having only a function of reading data stored in the IC card 12.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing an electrical configuration inside a reader / writer according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a functional block diagram showing an electrical configuration inside an IC card. FIG. 4 is a flowchart showing an example of stored card-specific data. FIG. 4 is a flowchart showing a portion related to the gist of the present invention in a communication control process performed by a reader / writer CPU. FIG. FIG. 6 is a diagram showing a flow of processing of the flowchart of FIG. 4 when there are two cards. FIG. 6 is a diagram showing a communication state between an IC card and a reader / writer, showing the prior art. Time chart showing the state of noise generated by operation 【Explanation of symbols】
Reference numeral 11 denotes a reader / writer (IC card reader), 12 denotes an IC card, 13 denotes a CPU (control circuit), 26 denotes a CPU (control circuit), and 27 denotes a memory (storage means).

Claims (5)

夫々固有の製造条件に関するデータが記憶される記憶手段を備え、外部からのデータ読出し要求があると前記製造条件に関するデータを読み出して電波信号により送信する非接触型のICカードと、
このICカードによって送信された前記製造条件に関するデータを受信すると、当該データに基づいて当該ICカードとの間で行う通信条件に関するパラメータを調整するICカードリーダとで構成され
前記ICカードリーダは、自身の通信エリア内に前記ICカードが複数存在することを認識すると、それぞれのICカードの前記製造条件に関するデータを読み出し、それぞれの前記データに応じて前記通信条件に関するパラメータを変更しながら、前記複数のICカードと順次通信を行うことを特徴とする非接触型ICカードの通信システム。
A non-contact type IC card that includes storage means for storing data relating to each unique manufacturing condition, and that reads out the data relating to the manufacturing condition and transmits it by radio signal when there is a data read request from the outside,
Upon receipt of the data relating to the manufacturing conditions transmitted by the IC card, the IC card reader is configured to adjust parameters relating to communication conditions performed with the IC card based on the data ,
When the IC card reader recognizes that there are a plurality of the IC cards in its own communication area, it reads out data related to the manufacturing conditions of each IC card, and sets parameters related to the communication conditions according to the data. A communication system for a non-contact type IC card , wherein communication is performed sequentially with the plurality of IC cards while changing .
前記通信条件に関するパラメータは、送信信号の変調度であることを特徴とする請求項1記載の非接触型ICカードの通信システム。The non-contact type IC card communication system according to claim 1, wherein the parameter relating to the communication condition is a modulation degree of a transmission signal. 前記通信条件に関するパラメータは、受信信号の受信感度であることを特徴とする請求項1または2記載の非接触型ICカードの通信システム。3. The non-contact type IC card communication system according to claim 1, wherein the parameter relating to the communication condition is a reception sensitivity of a reception signal. 請求項1乃至3の何れかに記載の非接触型ICカードの通信システムに使用されることを特徴とするICカード。An IC card used in the non-contact type IC card communication system according to any one of claims 1 to 3. 請求項1乃至3の何れかに記載の非接触型ICカードの通信システムに使用されることを特徴とするICカードリーダ。An IC card reader used in the non-contact type IC card communication system according to any one of claims 1 to 3.
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