JP4683517B2 - 携帯可能情報処理装置の非接触通信方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は非接触で通信する携帯可能情報処理装置における通信方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
非接触で通信可能な携帯可能情報処理装置、例えば、非接触ＩＣカードにおいては、読み取り／書き込み装置（リーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ））と非接触で通信し、Ｒ／Ｗからの命令を受信すると解読して命令に対する処理を実行し、処理結果をＲ／Ｗにレスポンスとして返すようにしており、さまざまな分野での用途が期待されている。このような非接触ＩＣカードシステムにおいて、１台のＲ／Ｗに対して複数のＩＣカードがＲ／Ｗの通信範囲内に入ることがあり得る。複数のＩＣカードが同時に通信範囲内にある場合でも、以下のアンチコリージョンシーケンスにより、ＩＣカードを特定し、混信を起こさないように通信を行うようにしている。
【０００３】
すなわち、アンチコリージョンシーケンスにおいては、Ｒ／Ｗの電波の届く範囲内にどんなＩＣカードがあるか把握するために、乱数でフィールドを区切って（タイムスロット）、そのタイムスロットのどれかで応答するようにＲ／Ｗから問い合わせを行い、応答のあったＩＣカードを活性化する。乱数でフィールドを区切ることにより、ＩＣカードの応答が重なる確率を減少させているが、応答のタイミングが重なったＩＣカードがある場合には、さらにＲ／Ｗからタイムスロット数を増やすなどして問いかけを行い、これを繰り返すことにより、通信範囲内の全ＩＣカードを活性化することができる。この活性化時に各ＩＣカードに対してカードを特定するための識別子（カードＩＤ）が付けられる。
【０００４】
このようにアンチコリージョンシーケンスにおいて個々のＩＣカードにＩＤをつけ、そのＩＤをＲ／ＷからＩＣカードへの送信メッセージに含めることにより、複数の活性化状態にあるＩＣカードの中から一意にＩＣカードを特定し、通信を行う。例えば、図６に示すように、Ｒ／Ｗの通信範囲内にあるカード１、２が活性化されてＩＤがつけられた場合、Ｒ／Ｗからカード１にＩＤを付してコマンド（命令）が送信され、これを受信したカード１は自身へのコマンドであると解釈して処理を実行し、Ｒ／Ｗに対して応答する。カード１からの応答を受信した後、Ｒ／ＷからＩＤを付してカード２にコマンドが送信され、同様にカード２は自身へのコマンドであると解釈して処理を実行し、Ｒ／Ｗに対して応答する。このように、Ｒ／Ｗ側からのコマンドとそれに対応する単一のカードからの応答を対にして行うことにより、複数のカードからの応答が混信しないようにしている。このようなしくみにより、複数のＩＣカードがＲ／Ｗの通信範囲内にある場合でも、各カードとの通信が混信することなく行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、アンチコリージョンシーケンスにより、同時に複数のカードが活性化状態となるにもかかわらず、従来のＲ／ＷとＩＣカード間の通信における命令処理は、Ｒ／ＷからＩＣカードへの送信が単一のカードに対してのみ行われ、かつそのカードからの応答があるまでは別の処理を行うことができない。図６の例では、Ｒ／Ｗとカード１との通信が行われているＴ１の間は、カード２は何もできず、Ｒ／Ｗとカード２との通信が行われているＴ２の間は、カード１は何もできない。カードに対して行う要求が処理時間のかかるものである場合、その間、リーダ／ライタはカードからの応答待ち状態となり、他のカードも動作可能状態であるにもかかわらず、何もできない。その結果、複数のカードを用いて行う一連の処理が、あるカードの処理時間に左右されてしまうことになる。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためのもで、１台のＲ／Ｗで非接触通信する複数の携帯可能情報処理装置を同時に動作させ、処理終了までの待ち時間を短縮することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
Ｒ／Ｗからのコマンド送信とカードからの応答が必ず１対１に対応する必要があるのは、１つのＲ／Ｗに対して複数のカードが活性化状態（送信可能状態）にあり、どのカードが応答すべきなのかを制御しなければ、混信してしまうからである。Ｒ／Ｗが必ず１つのカードに対して送信し、選ばれたカードだけが応答を返すようにすることにより、混信を避けているわけである。
【０００８】
そこで、本発明では、複数のカードが返信を行う場合に混信を避ける仕組みを設けておくことにより、Ｒ／Ｗが複数のカードを同時に動作させることを可能にしたものである。特に、複数のＩＣカードに対して同じコマンドを処理させる場合、それぞれのＩＣカードが応答を送信するタイミングを制御することにより、同時処理可能とする。なお、本発明は非接触ＩＣカードに限定されるものではなく、携帯電話機、携帯可能情報処理端末等非接触で通信する全ての携帯可能情報処理装置に適用可能であるが、以下では、非接触ＩＣカードを例にとって説明する。
【０００９】
本発明は、アンチコリージョンシーケンスにおいて、各カードのＩＤを決定するのは従来と同様であるが、同時に、各カードからの応答タイミングを決定してしまい、Ｒ／Ｗからのコマンドを全てのカード、或いは複数のカードに対して行ったとき、各カードは自分の応答タイミングで応答を返すようにしたものであり、これにより、複数のカードからの応答が混信することなくＲ／Ｗに届くようにすることができる。
【００１０】
本発明は各ＩＣカードごとに別の処理を実行させる場合、全ての、或いは複数のＩＣカードに対して同じ処理を実行させる場合等に適用可能である。すなわち、本発明には、アンチコリージョンシーケンスにおいて通信範囲内の全ＩＣカードが特定されたとき、Ｒ／Ｗからのコマンド送出の際、特定のカードを選択してコマンドを送信する場合、Ｒ／Ｗ側がレスポンスを返すカードの数とそのＩＤがあらかじめ分かっていないためすべてのカードに対してコマンドを送信する場合（ブロードキャスト）、Ｒ／Ｗ側がレスポンスを返すカードの数とそのＩＤがあらかじめ分かっていて複数のカードを選択してコマンドを送信する場合（マルチキャスト）等が含まれる。そして、各ＩＣカードは、Ｒ／Ｗからのコマンドを受信すると、自身のＩＤが含まれているか否か判断し、自身のＩＤが含まれているときには、コマンドに対する処理を実行し、自身の応答タイミングで処理結果を返信する。
【００１１】
図１は固定タイムスロット方式を説明する図である。なお、図の枠はタイムスロットを示している。
この方式はアンチコリージョン時に各カードに対してＩＤを決定するのと同時に、応答タイミングを決めるもので、各カードは自分自身のＩＤと応答タイミング（タイムスロット）を持つことになる。例えば、Ｒ／Ｗの通信範囲内にカード１、２がある場合、Ｒ／Ｗからカード１、２にコマンドが送信されると、カード１、２はそれぞれコマンドの処理を実行して決められた自身のタイムスロットでＲ／Ｗへ返信する。こうして、カード１、２の応答は混信なくＲ／Ｗに届くことになる。
【００１２】
図２はマーカーメッセージ方式を説明する図である。
この方式はアンチコリージョン時に応答の順番を各ＩＣカードに対して決め、マーカーメッセージにより自分の順番がきたとき、所定のタイムスロットで応答するものである。Ｒ／Ｗの通信範囲内にカード１、２がある場合、Ｒ／Ｗからカード１、２にコマンドが送信されると、まず、応答の順番が１番であるカード１が所定のタイムスロットで応答し、これに対してＲ／Ｗから区切り用の信号としてマーカーメッセージ（Ｒ／Ｗマーカー）を送信し、マーカーメッセージを受信した後、応答の順番が２番目のカード２が、次のタイムスロットで応答する。
【００１３】
このように、複数のカードに対して同じ処理を行わせる場合には、同報機能を使って複数のカードに対して同じコマンドを発行して処理を行わせることにより、全体の処理時間を１／ｎ（ｎは同時に処理を行わせるカード数）にすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図３に示すように、単一のＲ／Ｗ１と複数のＩＣカード２−１、２−２……２−ｎとの間での通信を行う場合、
▲１▼アンチコリージョン時にＩＣカードそれぞれに対して、Ｒ／ＷからカードＩＤ（ＣＩＤ）を与える。
▲２▼複数のＩＣカードに対して同じ命令（例えば、メモリの初期化コマンド等）を出して処理したいときは、複数（あるいは全部）のＣＩＤを指定して１命令で行う。
【００１５】
このときの転送プロトコルのブロックフォーマットは図４に示すようなものである。ブロックフォーマットは、プロトコル・コントロール・バイト（ＰＣＢ）、カードＩＤ（ＣＩＤ）、各ＩＣカードの論理チャンネルを示すノード・アドレス（ＮＡＤ）が記述されるプロローグフィールド、データが記述されるインフォメーションフィールド、チェックコードが記述されるエピローグフィールドからなっており、ＣＩＤにｎバイトが割り当てられて複数のＣＩＤが指定できるようになっている。なお、ＮＡＤが有効な場合、ＣＩＤと同じ数のＮＡＤバイト列が記述される。
【００１６】
ＣＩＤは、図５に示すように、ｂ１〜ｂ８の１バイト構成で、下位４ビット（ｂ１〜ｂ４）にＩＤ番号が記述され、ビットｂ６で次のバイトがＣＩＤか否かが表され、上位２ビット（ｂ７、ｂ８）はパワーレベルを示すビットである。なお、ビットｂ５は空きビットである。そして、ｂ６が「１」のとき、後続のバイトがＣＩＤであることを表しており、これにより複数のＣＩＤが指定される。
【００１７】
このような転送プロトコルにおいて、ＩＣカードからの応答の順番は、命令を発行するときに指定したＣＩＤの順（転送プロトコルのプロローグフィールドのＣＩＤに記述した順）に行う。例えば、ＣＩＤ＝３、７、１３と記述された３つに対して命令を発行した際には、ＣＩＤ＝３、７、１３の順（昇順）で応答を返す。もちろん、降順でもよく、昇順／降順のどちらで行うかはあらかじめ決めておく。そして、図１に示したような固定タイムスロットで応答するか、或いは、図２に示したようなマーカーメッセージ方式により所定のタイムスロットで応答する。固定タイムスロット方式で自身の応答タイミングがきても、或いはマーカーメッセージ方式で自身の応答の順番がきても応答を返せない場合は、Ｓ（ＷＴＸ）（Ｗａｔｅ Ｔｉｍｅ Ｅｘｔｅｎｔｉｏｎ）メッセージを出して、待ってもらうことを要請する。Ｓ（ＷＴＸ）メッセージを受け取ったＲ／Ｗは、各カードから一通り固定タイムスロット方式による応答、又はマーカーメッセージ方式による応答を受け取った後、Ｓ（ＷＴＸ）メッセージを返したＩＣカードによる応答を受け取るようにする。
【００１８】
【発明の効果】
通常の使用では、同時に複数の携帯可能情報処理装置と処理を行うことは少ないが、例えば、ＩＣカードのテスト、発行処理といった多量のカードに対して時間のかかる処理を行わせる場合に、本発明の通信方法を適用することにより大幅に全体の処理時間を短縮することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 固定タイムスロット方式による通信方法を説明する図である。
【図２】 マーカーメッセージを用いた通信方式を説明する図である。
【図３】 単一のＲ／Ｗと複数のＩＣカードとの通信を示す図である。
【図４】 転送プロトコルのブロックフォーマットを示す図である。
【図５】 カードＩＤのフォーマットを説明する図である。
【図６】 単一のＲ／Ｗと複数のＩＣカードとの従来の通信方法を説明する図である。
【符号の説明】
１…Ｒ／Ｗ、２−１、２−２……２−ｎ…非接触ＩＣカード。

Claims (3)

1. 読み取り／書き込み装置から複数の非接触通信可能な携帯可能情報処理装置が処理すべき命令を送信し、命令を受信した各携帯可能情報処理装置で命令に対する処理を実行し、処理結果を読み取り／書き込み装置へ応答として返す通信方法において、
   アンチコリージョン時に、読み取り／書き込み装置から通信範囲内にある全携帯可能情報処理装置と交信し、応答タイミングが重ならないように時間を区切って通信範囲内にある全携帯可能情報処理装置を活性化し、活性化時に各携帯可能情報処理装置に対してその識別情報とともに、応答タイミングを決定して付与し、読み取り／書き込み装置からの識別情報を含む命令に対して各携帯可能情報処理装置は前記応答タイミングで応答を返し、自身の応答タイミングで返信できないとき、その旨をメッセージとして返信し、該メッセージを受信した読み取り／書き込み装置は、他の携帯可能情報処理装置からの応答を受け取った後、前記返信できなかった携帯可能情報処理装置へ命令を送信して応答を受け取ることを特徴とする携帯可能情報処理装置の非接触通信方法。
2. 読み取り／書き込み装置から複数の非接触通信可能な携帯可能情報処理装置が処理すべき命令を送信し、命令を受信した各携帯可能情報処理装置で命令に対する処理を実行し、処理結果を読み取り／書き込み装置へ応答として返す通信方法において、
   アンチコリージョン時に、読み取り／書き込み装置から通信範囲内にある全携帯可能情報処理装置と交信し、応答タイミングが重ならないように時間を区切って通信範囲内にある全携帯可能情報処理装置を活性化し、活性化時に各携帯可能情報処理装置に対してその識別情報とともに、応答の順番を決定して付与し、読み取り／書き込み装置からの識別情報を含む命令に対して各携帯可能情報処理装置は前記応答の順番で応答を返し、自身の応答の順番で返信できないとき、その旨をメッセージとして返信し、該メッセージを受信した読み取り／書き込み装置は、他の携帯可能情報処理装置からの応答を受け取った後、前記返信できなかった携帯可能情報処理装置へ命令を送信して応答を受け取ることを特徴とする携帯可能情報処理装置の非接触通信方法。
3. 応答の順番が２番目以降の各携帯可能情報処理装置は、読み取り／書き込み装置からの区切り用の信号であるマーカーメッセージ受信後、区切りの時間内に応答を返すことを特徴とする請求項２記載の非接触通信方法。

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