JP5038114B2 - IC card and IC card system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ICカード技術に関し、特に非接触でデータを入出力するICカード技術に関する。 The present invention relates to an IC card technology, and more particularly to an IC card technology for inputting / outputting data without contact.
各種情報をセキュアに管理できるICカードの普及に伴い、各種の管理システムでICカードの導入が進んでいる。
例えば、電磁誘導方式や静電結合方式などの非接触通信手段を介してデータ通信を行うICカードは、交通系システムのゲート・アクセス管理に用いられ、その利便性から近年急速に普及、利用拡大が進んでいる。また、交通系システムのみならず電子マネーの機能を搭載したICカードも実用化され、さまざまな種類のICカードが発行・利用されている。
With the widespread use of IC cards that can securely manage various types of information, the introduction of IC cards is progressing in various management systems.
For example, IC cards that perform data communication via non-contact communication means such as electromagnetic induction and electrostatic coupling are used for gate access management of traffic systems, and have rapidly spread and expanded in recent years due to their convenience. Is progressing. In addition, IC cards equipped with electronic money functions as well as traffic systems have been put into practical use, and various types of IC cards are issued and used.
従来のICカードシステムは、非接触通信用アンテナと非接触通信用ICチップを内蔵するICカードと専用の非接触ICカード用識別装置とから構成されており、このICカードを非接触ICカード用識別装置にかざすことで、非接触通信用ICチップに内蔵されている課金情報等のデータを入出力することができる。
ICカードと非接触ICカード用識別装置は電磁誘導によりデータを送受信し、電池等の電源を持たず、非接触ICカード用識別装置からの電磁誘導により誘起される起電力で動作する。そのため、ICカードと非接触ICカード用識別装置の通信距離は数cm以下となる。
A conventional IC card system is composed of an IC card incorporating a non-contact communication antenna and a non-contact communication IC chip and a dedicated non-contact IC card identification device. This IC card is used for a non-contact IC card. By holding it over the identification device, data such as billing information built in the IC chip for non-contact communication can be input / output.
The IC card and the non-contact IC card identification device transmit and receive data by electromagnetic induction, do not have a power source such as a battery, and operate with an electromotive force induced by the electromagnetic induction from the non-contact IC card identification device. Therefore, the communication distance between the IC card and the contactless IC card identification device is several cm or less.
このようなICカードを用いたサービスを利用するユーザは、例えは前述した上記交通系システムの場合、非接触ICカード用識別装置のある特定の場所に出向いて入金処理を行った後、交通系システムのゲート・アクセスや電子マネーとして使用する。したがって、入金処理を怠るとサービスが利用できなくなる。これを防止するためクレジットカードの機能を融合した非接触ICカードも登場し、このクレジット機能を用いて非接触データ通信を介して自動的に入金処理を行うサービスも実現している。 For example, in the case of the above-described traffic system, a user who uses a service using such an IC card goes to a specific place where the non-contact IC card identification device performs a deposit process, and then the traffic system. Used for system gate access and electronic money. Therefore, if the deposit process is neglected, the service cannot be used. In order to prevent this, a non-contact IC card that combines the functions of a credit card has also appeared, and a service that automatically performs a deposit process via non-contact data communication using this credit function is also realized.
しかしながら、このような従来技術では、ICカードに対するデータ入出力処理を行うには専用の非接触ICカード用識別装置が必要となるため、ユーザに対して使い勝手の良いサービスを提供できないという問題点があった。 However, in such a conventional technique, a dedicated non-contact IC card identification device is required to perform data input / output processing with respect to the IC card, and thus there is a problem in that a user-friendly service cannot be provided to the user. there were.
例えば、従来の交通系システムでは、ICカードへの入金処理を自動化するためクレジット機能を利用している。しかし、ICカードを利用するユーザには、クレジット機能を利用できないユーザや、クレジット機能を用いたくないユーザも存在する。したがって、このようなユーザは、入金処理を行う際には、非接触ICカード用識別装置が設置されている特定の場所に出向く必要があり、不便を強いられることになる。
また、クレジット機能の利用に抵抗のないユーザであっても、ICカードの残高を確認したい場合もあるが、このような残高照会についても、非接触ICカード用識別装置が設置されている特定の場所に出向く必要があり、不便を強いられることになる。
For example, in a conventional traffic system, a credit function is used to automate the deposit process to an IC card. However, among users who use IC cards, there are users who cannot use the credit function and users who do not want to use the credit function. Therefore, such a user needs to go to a specific place where the non-contact IC card identification device is installed when performing the deposit process, which is inconvenient.
In addition, even a user who does not resist using the credit function may want to check the balance of the IC card. For such a balance inquiry, a specific example in which a non-contact IC card identification device is installed is also used. You will have to go to the place, which will be inconvenient.
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、非接触ICカード用識別装置を用いることなくICカードに対するデータ入出力処理を行うことができるICカードおよびICカードシステムを提供することを目的としている。 The present invention is to solve such problems, and to provide an IC card and an IC card system capable of performing data input / output processing on an IC card without using a non-contact IC card identification device. It is aimed.
このような目的を達成するために、本発明にかかるICカードは、非接触通信用アンテナおよび非接触通信回路を備え、この非接触通信回路は、電磁誘導により非接触ICカード用識別装置から非接触通信用アンテナを介して非接触で供給された供給電力で動作し、当該非接触ICカード用識別装置との間で非接触通信用アンテナを介して非接触データ通信を行うことにより当該非接触通信回路で記憶する任意のデータの送受信を行うICカードであって、無線電波により無線基地局との間で無線データ通信を行うための無線通信用アンテナおよび無線通信回路と、二次電池と、供給電力により二次電池を充電する電源回路とを備え、無線通信回路は、二次電池の充電電源で動作し、非接触通信回路との間でデータの入出力を行うとともに、無線基地局との無線データ通信によりデータの送受信を行う。 In order to achieve such an object, an IC card according to the present invention includes a non-contact communication antenna and a non-contact communication circuit, and the non-contact communication circuit is non-contacted from the non-contact IC card identification device by electromagnetic induction. The non-contact data communication is performed by the non-contact data communication via the non-contact communication antenna with the non-contact IC card identification device which operates with the supply power supplied non-contact via the contact communication antenna. An IC card for transmitting and receiving arbitrary data stored in a communication circuit, a wireless communication antenna and a wireless communication circuit for performing wireless data communication with a wireless base station by wireless radio waves, a secondary battery, A power supply circuit that charges the secondary battery with the supplied power, the wireless communication circuit operates with the secondary battery charging power supply, inputs and outputs data to and from the non-contact communication circuit, It transmits and receives data by wireless communication between the line base station.
この際、無線通信回路に、計時回路と、この計時回路で計時された所定間隔で間欠的に、無線基地局との間で無線データ通信を行う無線通信制御回路とを設けてもよい。 At this time, the wireless communication circuit may be provided with a time measuring circuit and a wireless communication control circuit for performing wireless data communication with the wireless base station intermittently at a predetermined interval timed by the time measuring circuit.
また、無線通信回路に、無線基地局との間で無線電波の送受信を行う無線インターフェース回路と、この無線インターフェース回路への電源供給を制御するスイッチ回路とを設け、無線通信制御回路で、無線データ通信を行う期間にのみスイッチ回路を制御して、無線インターフェース回路へ電源供給を行うようにしてもよい。 Further, the wireless communication circuit is provided with a wireless interface circuit that transmits and receives wireless radio waves to and from the wireless base station, and a switch circuit that controls power supply to the wireless interface circuit. The switch circuit may be controlled only during the communication period to supply power to the wireless interface circuit.
また、電源回路に、非接触通信用アンテナに接続された同調回路と、電磁誘導時にこの同調回路から得られた電源を整流出力する整流回路と、この整流された電源を安定化して二次電池へ充電するレギュレータ回路と、非接触通信回路の動作電源電圧と所定の基準電圧とを比較する電圧比較回路と、この電圧比較回路の比較結果に基づき非接触通信用アンテナと同調回路との接続を制御するスイッチ回路とを設け、電圧比較回路で、動作電源電圧が基準電圧以上の場合には、スイッチ回路を制御して非接触通信用アンテナと同調回路とを接続して充電を行い、動作電源電圧が基準電圧を下回る場合には、スイッチ回路を制御して非接触通信用アンテナから同調回路を切り離すことにより充電を停止するようにしてもよい。 In addition, the power circuit includes a tuning circuit connected to the non-contact communication antenna, a rectifying circuit that rectifies and outputs the power obtained from the tuning circuit during electromagnetic induction, and stabilizes the rectified power source to recharge the secondary battery. The regulator circuit for charging the battery, the voltage comparison circuit for comparing the operating power supply voltage of the non-contact communication circuit and a predetermined reference voltage, and the connection between the non-contact communication antenna and the tuning circuit based on the comparison result of the voltage comparison circuit. When the operating power supply voltage is equal to or higher than the reference voltage in the voltage comparison circuit, the switch circuit is controlled to connect the non-contact communication antenna and the tuning circuit to perform charging. When the voltage is lower than the reference voltage, charging may be stopped by controlling the switch circuit to disconnect the tuning circuit from the non-contact communication antenna.
また、電圧比較回路で、動作電源電圧と二次電池の充電電圧とを比較し、動作電源電圧が基準電圧以上であって、かつ動作電源電圧が充電電圧より高い場合にのみ、スイッチ回路を制御して非接触通信用アンテナと同調回路とを接続して充電を行うようにしてもよい。 The voltage comparison circuit compares the operating power supply voltage with the charging voltage of the secondary battery, and controls the switch circuit only when the operating power supply voltage is higher than the reference voltage and the operating power supply voltage is higher than the charging voltage. Then, charging may be performed by connecting a non-contact communication antenna and a tuning circuit.
また、電源回路に、充電電圧を電圧増幅して電圧比較回路へ入力する電圧増幅器を設けてもよい。 Further, the power supply circuit may be provided with a voltage amplifier that amplifies the charge voltage and inputs it to the voltage comparison circuit.
また、電力を発電する発電回路をさらに備え、電源回路で、発電回路からの発電電力により二次電池を充電するようにしてもよい。 Further, a power generation circuit for generating electric power may be further provided, and the secondary battery may be charged by the power generated from the power generation circuit by the power supply circuit.
また、当該ICカードの状態を検出するセンサをさらに備え、無線通信回路で、センサからのセンサ出力を無線データ通信時に無線基地局へ送信するようにしてもよい。 In addition, a sensor for detecting the state of the IC card may be further provided, and the wireless communication circuit may transmit the sensor output from the sensor to the wireless base station during wireless data communication.
また、接触ICカード用識別装置と電気的に接続するための接触通信用電極をさらに備え、非接触通信回路で、接触ICカード用識別装置との間で接触通信用電極を介して接触データ通信を行うとともに、当該接触データ通信によりデータの送受信を行うようにしてもよい。 Further, a contact communication electrode for electrically connecting to the contact IC card identification device is further provided, and contact data communication is performed with the contact IC card identification device via the contact communication electrode in a non-contact communication circuit. And data transmission / reception may be performed by the contact data communication.
また、本発明にかかるICカードシステムは、上記ICカードと、ICカードとの間で無線データ通信を行う複数の無線基地局と、通信ネットワークを介してこれら無線基地局とデータ通信を行うサーバ装置とを備え、サーバ装置が、無線基地局のいずれかを介してICカードとデータ通信を行うことにより、当該ICカードで記憶するデータを送受信するデータ処理部を有している。 Further, an IC card system according to the present invention includes the above IC card, a plurality of radio base stations that perform radio data communication with the IC card, and a server device that performs data communication with these radio base stations via a communication network. And the server device performs data communication with the IC card via any one of the wireless base stations, thereby having a data processing unit that transmits and receives data stored in the IC card.
また、本発明にかかる他のICカードシステムは、上記ICカードと、ICカードとの間で無線データ通信を行う複数の無線基地局と、通信ネットワークを介してこれら無線基地局とデータ通信を行うサーバ装置とを備え、サーバ装置が、各無線基地局に固有の基地局識別情報と当該無線基地局の設置位置に関する位置情報との組を記憶する記憶部と、無線基地局のいずれかを介してICカードとデータ通信を行うことにより、当該ICカードに固有のカード識別情報と無線基地局の基地局識別情報との組を記憶部に登録する位置登録部と、通信ネットワークを介して受信した通信端末からの位置確認要求に応じて、指定されたカード識別情報に対応する位置情報を記憶部から検索し、当該通信端末へ提供する情報提供部とを有している。 In addition, another IC card system according to the present invention performs data communication with the above-described IC card and a plurality of wireless base stations that perform wireless data communication with the IC card via a communication network. A server unit, and the server unit stores a set of base station identification information unique to each radio base station and position information regarding the installation position of the radio base station, and either via the radio base station By performing data communication with the IC card, a location registration unit that registers a set of card identification information unique to the IC card and base station identification information of the wireless base station in the storage unit, and received via the communication network In response to a location confirmation request from a communication terminal, the information retrieval unit retrieves location information corresponding to the specified card identification information from the storage unit and provides the information to the communication terminal.
また、本発明にかかる他のICカードシステムは、センサを有する上記ICカードと、ICカードとの間で無線データ通信を行う複数の無線基地局と、通信ネットワークを介してこれら無線基地局とデータ通信を行うサーバ装置とを備え、サーバ装置が、各無線基地局に固有の基地局識別情報と当該無線基地局の設置位置に関する位置情報との組を記憶する記憶部と、無線基地局のいずれかを介してICカードとデータ通信を行うことにより、当該ICカードに固有のカード識別情報と無線基地局の基地局識別情報との組を記憶部に登録する位置登録部と、無線基地局のいずれかを介してICカードとデータ通信を行うことにより、当該ICカードに固有のカード識別情報と当該カードから送信されたセンサ出力との組を記憶部に登録するデータ処理部と、通信ネットワークを介して受信した通信端末からの位置確認要求に応じて、指定されたカード識別情報に対応する位置情報およびセンサ出力を記憶部から検索し、当該通信端末へ提供する情報提供部とを有している。 Another IC card system according to the present invention includes the above IC card having a sensor, a plurality of wireless base stations that perform wireless data communication with the IC card, and these wireless base stations and data via a communication network. A server device that performs communication, and the server device stores a set of base station identification information unique to each radio base station and position information regarding the installation position of the radio base station, and any of the radio base stations By performing data communication with the IC card via the card, a location registration unit that registers a set of card identification information unique to the IC card and base station identification information of the radio base station in the storage unit, and a radio base station By performing data communication with the IC card via any one of the above, a set for registering a set of the card identification information unique to the IC card and the sensor output transmitted from the card in the storage unit. In response to a position confirmation request from the communication processing unit and the communication terminal received via the communication network, the storage unit retrieves the position information and sensor output corresponding to the specified card identification information from the storage unit, and provides them to the communication terminal And an information providing unit.
本発明によれば、ICカード用識別装置を必要とすることなくICカードに対するデータ入出力処理を行うことができる。特に、ICカードに搭載可能に無線通信回路では、数km程度の通信距離が得られるため、数cm程度の通信範囲しかない非接触データ通信と比較して、ICカードの通信範囲として極めて広い通信範囲を実現できる。このため、ユーザは、非接触ICカード用識別装置が設置されている場所まで出向くことなく、ICカードで記憶しているデータを更新し、あるいは確認することが可能となる。したがって、ユーザに対する負担を大幅に削減でき、極めて使い勝手の良いICカードおよびICカードシステムを提供することが可能となる。 According to the present invention, data input / output processing for an IC card can be performed without requiring an IC card identification device. In particular, a wireless communication circuit that can be mounted on an IC card can provide a communication distance of about several kilometers, so that the communication range of an IC card is extremely wide compared to contactless data communication that has only a communication range of about several centimeters. Range can be realized. Therefore, the user can update or check the data stored in the IC card without going to the place where the non-contact IC card identification device is installed. Therefore, it is possible to greatly reduce the burden on the user and provide an IC card and an IC card system that are extremely easy to use.
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[第1の実施の形態]
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかるICカードシステムおよびICカードについて説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態にかかるICカードシステムおよびICカードの構成を示すブロック図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, an IC card system and an IC card according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an IC card system and an IC card according to the first embodiment of the present invention.
[ICカードシステム]
このICカードシステムは、主な装置として、ICカード10、非接触ICカード用識別装置20、無線基地局30、およびICカード管理サーバ40を有し、ICカード管理サーバ40により、無線基地局30を介してICカード10とデータ通信を行うことにより、ICカード10で記憶するデータを送受信するシステムである。
[IC card system]
This IC card system has, as main devices, an
ICカードシステムの具体例としては、交通系のゲート・アクセス管理システムに適用した場合、ICカード10がICカード乗車券に相当し、非接触ICカード用識別装置20が改札装置に相当する。また、ICカード管理サーバ40が電子マネー管理サーバに相当し、PCや携帯電話機などの通信端末60からインターネットなどの通信ネットワーク50を介してICカード管理サーバ40へアクセスして、ICカード10とICカード管理サーバ40との間でデータ通信を行うことにより、ICカード1に対する入金や残高照会を行うこともできる。
As a specific example of the IC card system, when applied to a traffic gate / access management system, the
[ICカード]
次に、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかるICカードの構成について詳細に説明する。
ICカード10は、ICチップを搭載するカードであり、非接触ICカード用識別装置20との間で電磁誘導20Sにより非接触データ通信を行うとともに、無線基地局との間で無線電波により無線データ通信を行う機能を有している。
このICカード10には、主な回路部として、非接触通信回路1、非接触通信用アンテナ2、電源回路3、二次電池4、無線通信回路5、および無線通信用アンテナ6が、プラスチックなどのカード本体内に搭載されている。
[IC card]
Next, the configuration of the IC card according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
The
The
非接触通信用アンテナ2は、ICカード10内に配線されたループコイルからなり、電磁誘導20Sの交流変化を非接触信号2Sとして出力する機能を有している。
非接触通信回路1は、ICチップを含む専用の回路部からなり、非接触通信用アンテナ2から出力された非接触信号2Sで供給された供給電力により動作し、当該非接触ICカード用識別装置との間で非接触通信用アンテナを介して非接触データ通信を行う機能を有している。
The
The
二次電池4は、ペーパーリチウム電池などの薄型の二次電池である。
電源回路3は、専用の回路部からなり、非接触通信用アンテナ2から出力された非接触信号2Sで供給された供給電力により二次電池4を充電する機能と、二次電池4の充電電源4Pに基づき無線通信回路5へ動作電源5Pを供給する機能と、無線通信回路5からの給電制御信号3Sに応じて二次電池4の充電電源4Pに基づき非接触通信回路1へ動作電源1Pを供給する機能とを有している。
The
The
無線通信用アンテナ6は、ICカード10内に配線された無線アンテナからなり、無線電波30Sを送受信するアンテナである。
無線通信回路5は、ICチップを含む専用の回路部からなり、電源回路3から供給された動作電源5Pにより動作し、非接触通信回路1との間でデータの入出力を行うとともに、無線通信用アンテナ6を介して無線基地局30との無線データ通信によりデータの送受信を行う機能を有している。
The
The
[非接触通信回路]
次に、図2を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかるICカード10の非接触通信回路1の構成について詳細に説明する。図2は、図1の非接触通信回路の構成を示すブロック図である。
この非接触通信回路1には、主な回路部として、同調回路11、整流回路12、非接触通信インターフェース部(以下、非接触通信I/F部という)13、非接触通信制御回路14、およびメモリ回路15が設けられており、これら回路部はワンチップICで構成されている。
[Non-contact communication circuit]
Next, the configuration of the
The
同調回路11は、非接触通信用アンテナ2と接続されて非接触信号2Sの搬送周波数と同調をとる容量素子などの回路素子である。
整流回路12は、同調回路11からの信号を整流し、動作電源1Pとして非接触通信回路1内の各部に供給する機能を有している。
非接触通信I/F部13は、非接触通信制御回路14から出力された送受信データ1Aをデータ通信信号に変調して非接触通信用アンテナ2へ出力する機能と、非接触通信用アンテナ2から得られたデータ通信信号を送受信データ1Aに復調して非接触通信制御回路14へ出力する機能とを有している。
The
The rectifying
The non-contact communication I /
非接触通信制御回路14は、MPUとその周辺回路を有し、メモリ回路15から読み込んだプログラムを実行することにより、上記ハードウェアとプログラムとを協働させて各種通信制御処理を行う機能と、周辺回路の1つである入出力ポート14Aを制御して、無線通信回路5との間で各種の入出力データ1Dをやり取りする機能とを有している。
メモリ回路15は、RAM、ROM、E2PROMなどのメモリからなり、非接触通信制御回路14で用いる処理情報やプログラムを記憶する機能を有している。特に、ICカードシステムで用いるデータや当該ICカードに固有のカード識別情報は、E2PROMで記憶される。
The non-contact
The
[電源回路]
次に、図3を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかるICカード10の電源回路3の構成について詳細に説明する。図3は、図1の電源回路の構成を示すブロック図である。
この電源回路3には、主な回路部として、同調回路31、整流回路32、レギュレータ回路33、基準電圧発生回路34、電圧比較回路35、スイッチ回路36、および給電制御回路37が設けられている。
[Power supply circuit]
Next, the configuration of the
The
同調回路31は、非接触通信用アンテナ2と接続されて非接触信号2Sの搬送周波数と同調をとる容量素子などの回路素子である。
整流回路32は、同調回路31からの信号を整流して出力する機能を有している。
レギュレータ回路33は、専用の回路部からなり、整流回路32から出力された電源を安定化して二次電池4を充電する機能と、二次電池4からの充電電源4Pを安定化して無線通信回路5の動作電源5Pとして供給する機能と、二次電池4からの充電電源4Pを安定化して非接触通信回路1の動作電源1Pとして出力する機能とを有している。
The
The
The
基準電圧発生回路34は、専用の回路部からなり、非接触通信回路1が安定動作する動作電源1Pの安定動作電圧に相当する基準電圧Vrefを出力する機能を有している。
電圧比較回路35は、電圧比較器などの回路部からなり、基準電圧発生回路34からの基準電圧Vrefと動作電源1Pの電源電圧Vaと充電電源4Pの充電電圧Vbとを比較することにより、二次電池4に対する充電タイミングを示す制御信号を出力する機能を有している。
The reference
The
スイッチ回路36は、アナログスイッチなどの回路部からなり、同調回路31に接続されて、電圧比較回路35からの制御信号に基づいて同調回路31の活性状態を切り替える機能を有している。
給電制御回路37は、無線通信回路5からの給電制御信号3Sに基づいて、レギュレータ回路33から非接触通信回路1に対する動作電源1Pの供給制御、すなわち電源のオン・オフ制御を行う機能を有している。
The
The power
[無線通信回路]
次に、図4を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかるICカード10の無線通信回路5の構成について詳細に説明する。図4は、図1の無線通信回路の構成を示すブロック図である。
この無線通信回路5には、主な回路部として、無線通信制御回路51、無線インターフェース部(以下、無線I/F部という)52、計時回路53、メモリ回路54、およびスイッチ回路55が設けられており、これら回路部はワンチップICで構成されている。
[Wireless communication circuit]
Next, the configuration of the
The
無線I/F回路52は、無線通信制御回路51から出力された送受信データ5Aを無線信号6Sに変調して無線通信用アンテナ6へ出力する機能と、無線通信用アンテナ6からの無線信号6Sを送受信データ5Aに復調して無線通信制御回路51へ出力する機能と有している。
無線通信制御回路51は、MPUとその周辺回路を有し、メモリ回路54から読み込んだプログラムを実行することにより、上記ハードウェアとプログラムとを協働させて各種通信制御処理を行う機能と、周辺回路の1つである入出力ポート51Aを制御して、非接触通信回路1との間で各種の入出力データ1Dをやり取りする機能とを有している。
The wireless I /
The wireless
計時回路53は、RTC(Real-Time-Clock)チップなどの時計ICからなり、時刻を計時して無線通信制御回路51へ出力する機能と、無線通信制御回路51からの時刻設定指示に応じて内部時刻を設定変更する機能とを有している。
メモリ回路54は、RAM、ROM、E2PROMなどのメモリからなり、無線通信制御回路51で用いる処理情報やプログラムを記憶する機能を有している。特に、当該ICカードに固有のカード識別情報は、非接触通信回路1から予め読み出されてE2PROMで記憶される。
The
The
スイッチ回路55は、一般的なスイッチ素子からなり、無線通信制御回路51からの指示に応じて、無線I/F回路52に対する電源回路3からの動作電源5Pの供給制御、すなわち電源のオン・オフ制御を行う機能を有している。
The
[ICカード管理サーバ]
次に、図5−図7を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかるICカードシステムのICカード管理サーバ40について詳細に説明する。図5は、本発明の第1の実施の形態にかかるICカードシステムのICカード管理サーバの構成を示すブロック図である。図6は、基地局管理情報を示す構成例である。図7は、カード管理情報を示す構成例である。
[IC card management server]
Next, the IC
ICカード管理サーバ40は、全体として一般的なサーバ装置からなり、主な機能部として、通信インターフェース部(以下、通信I/F部という)41、記憶部42、および演算処理部43が設けられている。
通信I/F部41は、専用の通信回路からなり、通信回線を介して無線基地局30とデータ通信を行う機能と、インターネットや携帯通信網などの通信ネットワーク50を介して通信端末60とデータ通信を行う機能とを有している。
The IC
The communication I /
記憶部42は、ハードディスクやメモリなどの記憶装置からなり、演算処理部43で用いる各種処理情報やプログラムを記憶する機能を有している。主な処理情報として、基地局管理情報42Aとカード管理情報42Bがある。
The
基地局管理情報42Aは、図6に示すように、各無線基地局30に関する属性情報からなり、当該無線基地局に固有の基地局識別情報、当該無線基地局とのデータ通信に用いるアドレス情報、当該無線基地局の設置位置に関連する位置情報などの情報からなる組が、無線基地局30ごとに登録されている。
As shown in FIG. 6, the base
カード管理情報42Bは、図7に示すように、各ICカード10に関する属性情報からなり、当該ICカードに固有のカード識別情報、当該ICカードに送信すべき送信データ、当該ICカードから受信した受信データ、当該ICカードとデータ通信した日時情報、当該ICカードとのデータ通信に用いた無線基地局を示す基地局識別情報などの情報からなる組が、ICカード10ごとに登録されている。
As shown in FIG. 7, the
演算処理部43は、MPUとその周辺回路を有し、記憶部42から読み込んだプログラムを実行することにより、上記ハードウェアとプログラムとを協働させて各種ICカード管理処理を行う機能部を実現する。主な機能部として、位置登録部43A、時刻同期部43B、およびデータ処理部43Cがある。
位置登録部43Aは、ICカード10からの位置登録要求に応じて、当該ICカード10が無線接続されている無線基地局30との対応関係をカード管理情報42Bへ登録する機能を有している。
The
The
時刻同期部43Bは、周辺回路のRTCチップなどの計時回路での計時結果に基づき生成した時刻情報をICカード10に送信して、ICカード管理サーバ40とICカード10との時刻同期を行う機能を有している。
データ処理部43Cは、通信端末60や上位装置(図示せず)からの要求に応じて、指定されたICカードで記憶するデータの送受信を行う機能有している。
The
The
[第1の実施の形態の動作]
次に、図8−図11を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかるICカードおよびICカードシステムの動作について説明する。図8は、本発明の第1の実施の形態にかかるICカードの非接触データ通信動作を示すシーケンス図である。図9は、本発明の第1の実施の形態にかかるICカードおよびICカードシステムの無線データ通信動作を示すシーケンス図である。図10は、二次電池の充電動作を示す説明図である。図11は、二次電池の他の充電動作を示す説明図である。図12は、図1の電源回路の他の構成を示すブロック図であり、前述した図3と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。
[Operation of First Embodiment]
Next, operations of the IC card and the IC card system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a sequence diagram showing a non-contact data communication operation of the IC card according to the first embodiment of the present invention. FIG. 9 is a sequence diagram showing wireless data communication operations of the IC card and the IC card system according to the first embodiment of the present invention. FIG. 10 is an explanatory diagram showing a charging operation of the secondary battery. FIG. 11 is an explanatory diagram showing another charging operation of the secondary battery. FIG. 12 is a block diagram showing another configuration of the power supply circuit of FIG. 1, and the same reference numerals are given to the same or equivalent parts as in FIG.
[非接触データ通信動作]
まず、図8を参照して、ICカード10の非接触データ通信動作について説明する。
ICカード10が、非接触ICカード用識別装置20にかざされて、両者の距離が数cm程度まで近くなった場合、両者の間に電磁誘導20Sが発生する(ステップ100)。
この電磁誘導20Sの発生に応じて、ICカード10では、電源回路3により、非接触通信用アンテナ2で発生した非接触信号2Sに基づき二次電池4の充電を開始する(ステップ101)。
また、非接触通信回路1は、この電磁誘導20Sにより非接触通信用アンテナ2で発生した非接触信号2Sに基づき動作電源1Pを発生させて起動し、非接触ICカード用識別装置20との間で非接触データ通信を開始する(ステップ102)。
[Non-contact data communication operation]
First, the non-contact data communication operation of the
When the
In response to the generation of the
The
この非接触データ通信において、例えば非接触ICカード用識別装置20から処理に必要なデータを要求するデータ読出要求が送信された場合(ステップ103)、非接触通信制御回路14は、非接触通信I/F部13を介して送受信データ1Aにより当該データ読出要求を受信する。続いて、メモリ回路15から指定されたデータを読み出し(ステップ104)、送受信データ1Aにより非接触通信I/F部13を介して非接触ICカード用識別装置20へ送信する(ステップ105)。
これにより、非接触ICカード用識別装置20において、当該データに基づき処理が行われ(ステップ106)、非接触ICカード用識別装置20とICカード10との間の非接触データ通信が終了する(ステップ107)。
In this non-contact data communication, for example, when a data read request for requesting data required for processing is transmitted from the non-contact IC card identification device 20 (step 103), the non-contact
As a result, the non-contact IC
その後、非接触ICカード用識別装置20に対するICカード10のかざしが終了した場合、両者の距離が遠くなって電磁誘導20Sが停止する(ステップ108)。
これに応じて、ICカード10に電源が供給されなくなり、電源回路3での充電が終了するとともに、非接触通信制御回路14の動作が停止し、一連の非接触データ通信動作が終了する。
Thereafter, when the holding of the
In response to this, power is not supplied to the
なお、図8では、非接触ICカード用識別装置20からICカード10内のデータを読み出す場合を例として説明したが、非接触データ通信動作はデータ読み出しに限定されるものではない。例えば、非接触ICカード用識別装置20からのデータ書込要求に応じて、ICカード10の非接触通信回路1により、非接触ICカード用識別装置20から受け取ったデータをメモリ回路15へ書き込む動作を行うようにしてもよい。また、これら読み出し動作と書き込み動作の両方を行うようにしてもよい。また、非接触データ通信動作は、非接触ICカード用識別装置20からの要求ではなくICカード10の非接触通信回路1から非接触ICカード用識別装置20への要求に応じて、データの読み出し動作や書き込み動作を行ってもよい。
In FIG. 8, the case where data in the
[無線データ通信動作]
次に、図9を参照して、ICカードおよびICカードシステムの無線データ通信動作について説明する。
ICカード10は、予め設定した所定の間隔で、無線基地局30を介してICカード管理サーバ40とデータ通信を開始する。ここでは、ICカード10とICカード管理サーバ40との間で、位置登録処理、時刻同期処理、データ書込処理が行われる場合を例として説明するが、これら処理の順序については任意に決定すればよい。また、これらすべての処理を一括して実行する必要はなく、タイミングの異なる複数のデータ通信に分けて実行してもよい。
[Wireless data communication operation]
Next, wireless data communication operation of the IC card and the IC card system will be described with reference to FIG.
The
無線データ通信の間欠動作における通信間隔と通信期間を決定する主なスペックとしては、二次電池の充電容量や無線データ通信による消費電力、さらにはICカード10に要求される無充電使用可能期間などが考えられる。通信間隔と通信期間の具体例としては、例えば10秒周期や100秒周期の通信間隔に対して通信期間を0.1秒とすることで、常時、通電する場合と比較して、二次電池4の消費電力を1/100さらには1/1000に削減することが可能となる。
Main specifications for determining the communication interval and communication period in the intermittent operation of wireless data communication include the charging capacity of the secondary battery, the power consumption by wireless data communication, and the non-chargeable usable period required for the
ICカード10において、無線通信回路5の無線通信制御回路51は、計時回路53での計時結果から生成した時刻情報に基づきICカード管理サーバ40との通信タイミングを監視している。無線通信制御回路51は、タイミング到来に応じて(ステップ110)、スイッチ回路55を電源オンに制御して、無線I/F回路52に対する動作電源5Pの供給を開始し(ステップ111)、無線基地局30との間で、無線I/F回路52および無線通信用アンテナ6を介して無線データ通信を開始する(ステップ112)。
In the
一方、ICカード管理サーバ40の演算処理部43は、常時、無線基地局30とのデータ通信に待機している状態にあり、ICカード10との無線データ通信開始に応じた無線基地局30からのデータ通信開始要求に応じて、当該無線基地局30との間で、通信I/F部41を介してデータ通信を開始する(ステップ113)。
これにより、無線基地局30を介してICカード10とICカード管理サーバ40との間でデータ通信が開始される。
On the other hand, the
Thereby, data communication is started between the
このデータ通信において、ICカード10とICカード管理サーバ40との間で位置登録処理を行う場合、まずICカード10において、無線通信回路5の無線通信制御回路51は、メモリ回路54からカード識別情報を読み出し(ステップ120)、当該カード識別情報を含む位置登録要求を、無線基地局30を介してICカード管理サーバ40へ送信する(ステップ121)。この際、ICカード管理サーバ40からの位置登録要求に応じて、無線通信制御回路51がカード識別情報の読み出してICカード管理サーバ40へ送信するようにしてもよい。
In this data communication, when performing the location registration process between the
ICカード10からの位置登録要求を無線基地局30を介して受信した場合、ICカード管理サーバ40の演算処理部43は、位置登録部43Aにより、当該ICカード10と無線接続している無線基地局30から受信したパケットのヘッダ情報などに基づき、当該無線基地局30の基地局識別情報を取得し(ステップ122)、当該位置登録要求で通知されたカード識別情報に関連付けて、当該データ通信の日時を示す日時情報とともに、記憶部42のカード管理情報42Bに登録し(ステップ123)、位置登録応答を無線基地局30からICカード10へ送信する(ステップ124)。これにより、一連の位置登録処理が終了する。
When the location registration request from the
また、このデータ通信において、ICカード10とICカード管理サーバ40との間で時刻同期処理を行う場合、まずICカード管理サーバ40において、演算処理部43は、時刻同期部43Bにより、周辺回路のRTCチップなどの計時回路での計時結果に基づき時刻情報を生成し(ステップ130)、当該時刻情報を含む時刻同期要求を無線基地局30からICカード10へ向けて送信する(ステップ131)。
In this data communication, when the time synchronization processing is performed between the
ICカード管理サーバ40からの時刻同期要求を、無線基地局30を介して受信した場合、ICカード10の無線通信制御回路51は、当該時刻同期要求に含まれている時刻情報を計時回路53に設定し、計時回路53の内部時刻を変更し(ステップ132)、時刻同期応答を無線基地局30からICカード管理サーバ40へ送信する(ステップ133)。これにより、一連の時刻同期処理が終了する。
When the time synchronization request from the IC
また、このデータ通信において、ICカード10とICカード管理サーバ40との間でデータ書込処理を行う場合、まずICカード管理サーバ40において、演算処理部43は、データ処理部43Cにより、記憶部42のカード管理情報42Bから当該ICカード10のカード識別情報に対応する送信データを取得し(ステップ140)、当該送信データを含むデータ書込要求を無線基地局30からICカード10へ向けて送信する(ステップ141)。
In this data communication, when data writing processing is performed between the
ICカード管理サーバ40からのデータ書込要求を、無線基地局30を介して受信した場合、ICカード10の無線通信制御回路51は、給電制御信号3Sを電源回路3へ出力して給電開始を指示する(ステップ142)。これにより、電源回路3の給電制御回路37が電源オンに制御されて、非接触通信回路1に対する動作電源1Pの供給が開始される(ステップ143)。
When a data write request from the IC
続いて、無線通信制御回路51は、当該データ書込要求に含まれている送信データを含む書込指示を入出力ポート51Aから非接触通信回路1へ出力する(ステップ144)。これにより、非接触通信制御回路14は、入出力ポート14Aで書込指示を受け取り、この書込指示に含まれている送信データを、メモリ回路15内の対応する格納場所へ格納する(ステップ145)。
Subsequently, the wireless
その後、無線通信制御回路51は、給電制御信号3Sの出力を停止して(ステップ146)、非接触通信回路1に対する動作電源1Pの供給を停止し(ステップ147)、データ書込応答を無線基地局30からICカード管理サーバ40へ送信する(ステップ133)。これにより、一連のデータ書込処理が終了する。
Thereafter, the wireless
なお、図9のステップ140〜148では、ICカード管理サーバ40からICカード10内へデータを書き込む場合を例として説明したが、無線データ通信動作はデータ書き込みに限定されるものではない。例えば、ICカード管理サーバ40からのデータ読出要求に応じて、ICカード10の無線通信回路5により、メモリ回路15から読み出したデータをICカード管理サーバ40へ送信する動作を行うようにしてもよい。また、これら書き込み動作と読み出し動作の両方を行うようにしてもよい。また、無線データ通信動作は、ICカード管理サーバ40からの要求ではなくICカード10の無線通信回路5からICカード管理サーバ40への要求に応じて、データの書き込み動作や読み出し動作を行ってもよい。
In
ICカード10とICカード管理サーバ40との間における各種処理の終了に応じて、無線通信制御回路51は、無線基地局30との無線データ通信を終了し(ステップ150)、スイッチ回路55を電源オフに制御して(ステップ151)、無線I/F回路52に対する動作電源5Pの供給を停止する。これにより、ICカード10とICカード管理サーバ40との間のデータ通信が終了し、無線通信制御回路51は、次回の通信タイミング到来まで待機することになる。
In response to the end of various processes between the
[充電動作]
次に、図10を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかるICカード10における二次電池4の充電動作について説明する。
二次電池4に対する充電は、ICカード10と非接触ICカード用識別装置20との非接触データ通信時に行われる。
[Charging operation]
Next, the charging operation of the
Charging of the
ICカード10が、非接触ICカード用識別装置20にかざされて両者の距離が近くなり、時刻T0において、ICカード10と非接触ICカード用識別装置20と間で電磁誘導20Sが開始された場合、ICカード10では非接触通信回路1の整流回路12から出力される動作電源1Pの電源電圧Vaが徐々に上昇し、時刻T1に、電源電圧Vaが安定動作電圧である基準電圧Vrefに達した時点で、非接触通信回路1が安定動作を開始する。
The
一方、ICカード10の電源回路3では、電源電圧Vaと基準電圧Vrefが電圧比較回路35で比較されており、時刻T1以前において、電源電圧Vaが基準電圧Vrefより低いため、電圧比較回路35からスイッチ回路36に対して制御信号は出力されない。
その後、時刻T1以降において、電源電圧Vaが基準電圧Vref以上となるため、電圧比較回路35からスイッチ回路36に対して制御信号が出力される。
On the other hand, in the
Thereafter, after time T1, the power supply voltage Va becomes equal to or higher than the reference voltage Vref, so that a control signal is output from the
これにより、スイッチ回路36が動作して同調回路31が非接触通信用アンテナ2と接続されて非活性状態から活性状態となる。
したがって、時刻T1以降、非接触通信用アンテナ2からの非接触信号2Sが整流回路32へ出力されて、これがレギュレータ回路33で安定化されて二次電池4の充電が開始され、充電電源4Pの充電電圧Vbが上昇する。
As a result, the
Therefore, after time T1, the
また、非接触ICカード用識別装置20に対するICカード10のかざしが終了し、両者の距離が遠くなった場合、ICカード10では非接触通信回路1の整流回路12から出力される動作電源1Pの電源電圧Vaが徐々に低下する。
その後、時刻T2に電源電圧Vaが安定動作電圧である基準電圧Vrefを下回った時点で、非接触通信回路1の動作が終了する。
Further, when the
Thereafter, when the power supply voltage Va falls below the reference voltage Vref, which is a stable operation voltage, at time T2, the operation of the
一方、ICカード10の電源回路3では、時刻T2以降において、電源電圧Vaが基準電圧Vrefより低くなるため、電圧比較回路35からスイッチ回路36に対する制御信号の出力が停止される。これにより、スイッチ回路36が動作して同調回路31が非接触通信用アンテナ2から開放されて非活性状態に戻り、非接触信号2Sが同調回路31から非接触通信回路1側へロス無く全反射される。
したがって、時刻T2以降、非接触通信用アンテナ2からの非接触信号2Sが整流回路32へ出力されなくなり、レギュレータ回路33による二次電池4へ充電が終了する。
On the other hand, in the
Therefore, after time T2, the
ICカード10と非接触ICカード用識別装置20との間の非接触データ通信は、非接触ICカード用識別装置20に対してICカード10をかざすという動作の短い期間で正常に行う必要がある。このため、電磁誘導20Sの開始時には、ICカード10の非接触通信回路1で用いる動作電源1Pの電源電圧Vaを短い期間で、非接触通信回路1の安定動作電圧まで上昇させる必要があり、非接触通信回路1の動作開始後は、なるべく長い期間にわたり電源電圧Vaを安定動作電圧以上に維持する必要がある。
The non-contact data communication between the
図10の充電動作によれば、時刻T0から時刻T1における電源電圧Vaの上昇期間において、二次電池4の充電を停止することができる。このため、二次電池への充電による給電電力の消費を抑止して、この充電に起因する電源電圧Vaの上昇遅延を回避でき、すなわち電磁誘導開始から非接触データ通信の開始までに要する起動所要時間を短縮できる。特に、二次電池4の充電電圧Vbがゼロに近い場合、比較的大きな充電電源4Pが消費されるため、起動所要時間が大幅に増加しやすいが、このような充電制御により、二次電池4の充電電圧Vbがゼロに近い場合でも、起動所要時間の増大を避けることができる。
According to the charging operation of FIG. 10, charging of the
また、電源電圧Vaが安定動作電圧である基準電圧Vref以上に上昇している期間にのみ二次電池への充電が行われるため、電源電圧Vaが基準電圧Vrefを下回って非接触通信回路1の安定動作が保証されなくなった場合には、直ちに充電動作が停止されるため、充電電源の分を非接触通信回路1の動作電源1Pへ供給することができる。これにより、電源電圧Vaが回復して非接触通信回路1の安定動作を継続することが可能となる。
In addition, since the secondary battery is charged only during the period when the power supply voltage Va is higher than the reference voltage Vref which is a stable operation voltage, the power supply voltage Va falls below the reference voltage Vref and the
次に、図11を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかるICカード10における二次電池4の他の充電動作について説明する。
図10では、電源電圧Vaが基準電圧Vref以上の期間にだけ二次電池を充電する場合を例として説明したが、ここでは、この条件に加えて電源電圧Vaが充電電圧Vb以上の期間にだけ二次電池を充電する場合について説明する。
Next, another charging operation of the
In FIG. 10, the case where the secondary battery is charged only during the period when the power supply voltage Va is equal to or higher than the reference voltage Vref has been described as an example, but here, in addition to this condition, only when the power supply voltage Va is equal to or higher than the charging voltage Vb. A case where the secondary battery is charged will be described.
図11において、電源電圧Vaが基準電圧Vref以上となった時刻T1時点では、電源電圧Vaが充電電圧Vbより低いため、電圧比較回路35からスイッチ回路36に対して制御信号は出力されない。
その後、時刻T4以降において、電源電圧Vaが充電電圧Vb以上となるため、電圧比較回路35からスイッチ回路36に対して制御信号が出力されて、同調回路31が非接触通信用アンテナ2と接続されて非活性状態から活性状態となり、非接触信号2Sが整流回路32へ出力されて、これがレギュレータ回路33で安定化されて二次電池4の充電が開始される。
In FIG. 11, at time T1 when the power supply voltage Va becomes equal to or higher than the reference voltage Vref, the control signal is not output from the
Thereafter, after time T4, since the power supply voltage Va becomes equal to or higher than the charging voltage Vb, a control signal is output from the
また、時刻T5において、電源電圧Vaが充電電圧Vbより低くなるため、電圧比較回路35からスイッチ回路36に対する制御信号の出力が停止される。これにより、スイッチ回路36が動作して同調回路31が非接触通信用アンテナ2から開放されて非活性状態に戻り、非接触信号2Sが同調回路31から非接触通信回路1側へロス無く全反射される。
At time T5, since the power supply voltage Va becomes lower than the charging voltage Vb, the output of the control signal from the
したがって、図11の充電動作によれば、時刻T1から時刻T2における非接触通信回路1の動作期間中、電源電圧Vaが充電電圧Vb以上となった時刻T4から時刻T5までの期間にのみ二次電池4が充電される。これにより、電源電圧Vaが充電電圧Vbを下回るような実質的に充電が行われない期間においては、同調回路31を非接触通信用アンテナ2から開放しておくことができ、同調回路31での不要な電力消費を回避することができる。このため、非接触ICカード用識別装置20からの供給電力を効率よく非接触通信回路1へ供給でき、非接触通信回路1の安定動作期間を延長させることが可能となる。
Therefore, according to the charging operation of FIG. 11, during the operation period of the
次に、図12を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかるICカード10における二次電池4の他の充電動作について説明する。
図11では、前述した図3の電源回路3を前提として、電圧比較回路35により、充電電圧Vbを電源電圧Vaと直接比較する場合を例として説明した。ここでは、図12に示すように、充電電圧Vbを電圧増幅回路38で増幅した後、電源電圧Vaと比較する場合について説明する。
Next, another charging operation of the
In FIG. 11, the case where the charging voltage Vb is directly compared with the power supply voltage Va by the
二次電池4の充電電源4Pを長期にわたって維持するには、無線通信回路5での電力消費を極力抑制することが望ましく、無線通信回路5として、比較的低い電源電圧で動作するICチップを選択する構成が考えられる。したがって、このような構成では、二次電池4として充電電圧も低い物が使用される。
In order to maintain the charging
このように、無線通信回路5が非接触通信回路1の電源電圧Vaより低い電源電圧で動作する場合、充電電圧Vbを電源電圧Vaと直接比較すると、電源電圧Vaが基準電圧Vrefに達する前に、電源電圧Vaが充電電圧Vbを上回ることになり、結果として図10と同様に、非接触通信回路1の動作期間と同じ期間に充電が行われることになる。
As described above, when the
図12の充電動作では、このような状態を回避するため、電源回路3に電圧増幅回路38を設け、充電電圧Vbを充電電圧Vbupまで電圧増幅し、この充電電圧Vbupと電源電圧Vaとを電圧比較回路35で比較している。
これにより、図11と同様の充電動作を実現することができ、二次電池4として充電電圧が低いものを用いた場合でも、図11と同様の作用効果が得られる。
In the charging operation of FIG. 12, in order to avoid such a state, a
As a result, the same charging operation as in FIG. 11 can be realized, and even when a
[第1の実施の形態の効果]
このように、本実施の形態では、ICカードに、無線電波により無線基地局との間で無線データ通信を行うための無線通信用アンテナおよび無線通信回路と、二次電池と、供給電力により二次電池を充電する電源回路とを設け、無線通信回路を二次電池の充電電源で動作させて、非接触通信回路との間でデータの入出力を行うとともに、無線基地局との無線データ通信によりデータの送受信を行うようにしたので、ICカード用識別装置を必要とすることなくICカードに対するデータ入出力処理を行うことができる。
[Effect of the first embodiment]
As described above, in this embodiment, the IC card has a wireless communication antenna and a wireless communication circuit for performing wireless data communication with a wireless base station using wireless radio waves, a secondary battery, and a second battery. A power supply circuit for charging the secondary battery is provided, and the wireless communication circuit is operated by the secondary battery charging power supply to input / output data to / from the non-contact communication circuit and to perform wireless data communication with the wireless base station. Therefore, data input / output processing with respect to the IC card can be performed without the need for an IC card identification device.
特に、ICカードに搭載可能に無線通信回路では、数km程度の通信距離が得られるため、数cm程度の通信範囲しかない非接触データ通信と比較して、ICカードの通信範囲として極めて広い通信範囲を実現できる。このため、ユーザは、非接触ICカード用識別装置が設置されている場所まで出向くことなく、ICカードで記憶しているデータを更新し、あるいは確認することが可能となる。したがって、ユーザに対する負担を大幅に削減でき、極めて使い勝手の良いICカードおよびICカードシステムを提供することが可能となる。 In particular, a wireless communication circuit that can be mounted on an IC card can provide a communication distance of about several kilometers, so that the communication range of an IC card is extremely wide compared to contactless data communication that has only a communication range of about several centimeters. Range can be realized. Therefore, the user can update or check the data stored in the IC card without going to the place where the non-contact IC card identification device is installed. Therefore, it is possible to greatly reduce the burden on the user and provide an IC card and an IC card system that are extremely easy to use.
また、本実施の形態では、ICカードの無線通信回路に、計時回路を設け、この計時回路で計時された所定間隔で間欠的に、無線通信制御回路により、無線基地局との間で無線データ通信を行うようにしてもよい。
これにより、二次電池の充電電源の消費を抑制することができ、非接触ICカード用識別装置20による充電までの期間を延長させることができる。
Further, in this embodiment, a clock circuit is provided in the radio communication circuit of the IC card, and radio data is transmitted to and from the radio base station by the radio communication control circuit intermittently at predetermined intervals timed by the clock circuit. Communication may be performed.
Thereby, consumption of the charge power supply of a secondary battery can be suppressed, and the period until charge by the non-contact IC
この際、ICカードの無線通信回路に、無線基地局との間で無線電波の送受信を行う無線インターフェース回路への電源供給を制御するスイッチ回路を設け、無線通信制御回路により、無線データ通信を行う期間にのみスイッチ回路を制御して、無線インターフェース回路へ電源供給を行うようにしてもよい。
これにより、無線データ通信の停止期間には、消費電力の大きい無線インターフェース回路の動作だけを停止すればよくなる。このため、無線データ通信の開始タイミング到来を監視する無線通信制御回路や計時回路を常時動作させておくことができ、無線通信回路の構成や処理を簡素化することが可能となる。
At this time, the wireless communication circuit of the IC card is provided with a switch circuit that controls power supply to the wireless interface circuit that transmits and receives wireless radio waves to and from the wireless base station, and wireless data communication is performed by the wireless communication control circuit. The switch circuit may be controlled only during the period to supply power to the wireless interface circuit.
Thus, only the operation of the wireless interface circuit with high power consumption needs to be stopped during the wireless data communication stop period. For this reason, the radio communication control circuit and the clock circuit for monitoring arrival of the start timing of radio data communication can always be operated, and the configuration and processing of the radio communication circuit can be simplified.
また、本実施の形態では、電源回路の電圧比較回路により、動作電源電圧が基準電圧以上の場合には、スイッチ回路を制御して非接触通信用アンテナと同調回路とを接続して充電を行い、動作電源電圧が基準電圧を下回る場合には、スイッチ回路を制御して非接触通信用アンテナから同調回路を切り離すことにより充電を停止するようにしてもよい。
これにより、電磁誘導開始時点における二次電池への充電を停止でき、電磁誘導開始から非接触データ通信の開始までに要する起動所要時間を短縮できる。
In this embodiment, when the operating power supply voltage is higher than the reference voltage by the voltage comparison circuit of the power supply circuit, the switch circuit is controlled to connect the non-contact communication antenna and the tuning circuit to perform charging. When the operating power supply voltage is lower than the reference voltage, charging may be stopped by controlling the switch circuit to disconnect the tuning circuit from the non-contact communication antenna.
As a result, the charging of the secondary battery at the start of electromagnetic induction can be stopped, and the startup time required from the start of electromagnetic induction to the start of non-contact data communication can be shortened.
この際、電圧比較回路において、動作電源電圧と二次電池の充電電圧とを比較し、動作電源電圧が基準電圧以上であって、かつ動作電源電圧が充電電圧より高い場合にのみ、スイッチ回路を制御して非接触通信用アンテナと同調回路とを接続して充電を行うようにしてもよい。
これにより、実質的に充電が行われない期間において、電源回路の同調回路での不要な電力消費を回避することができる。このため、非接触ICカード用識別装置からの供給電力を効率よく非接触通信回路へ供給でき、非接触通信回路の安定動作期間を延長させることが可能となる。
At this time, in the voltage comparison circuit, the operation power supply voltage is compared with the charging voltage of the secondary battery, and only when the operation power supply voltage is higher than the reference voltage and the operation power supply voltage is higher than the charge voltage, the switch circuit is The charging may be performed by connecting the non-contact communication antenna and the tuning circuit.
Thus, unnecessary power consumption in the tuning circuit of the power supply circuit can be avoided during a period in which charging is not substantially performed. For this reason, the power supplied from the non-contact IC card identification device can be efficiently supplied to the non-contact communication circuit, and the stable operation period of the non-contact communication circuit can be extended.
さらに、電源回路に電圧増幅器を設け、充電電圧を電圧増幅して電圧比較回路へ入力するようにしてもよい。
これにより、二次電池として充電電圧が低いものを用いた場合でも、実質的に充電が行われない期間において、電源回路の同調回路での不要な電力消費を回避することができる。このため、非接触ICカード用識別装置からの供給電力を効率よく非接触通信回路へ供給でき、非接触通信回路の安定動作期間を延長させることが可能となる。
Further, a voltage amplifier may be provided in the power supply circuit, and the charge voltage may be amplified and input to the voltage comparison circuit.
Thus, even when a secondary battery having a low charging voltage is used, unnecessary power consumption in the tuning circuit of the power supply circuit can be avoided during a period in which charging is not substantially performed. For this reason, the power supplied from the non-contact IC card identification device can be efficiently supplied to the non-contact communication circuit, and the stable operation period of the non-contact communication circuit can be extended.
[第2の実施の形態]
次に、図13を参照して、本発明の第2の実施の形態にかかるICカードについて説明する。図13は、本発明の第2の実施の形態にかかるICカードに搭載される電源回路の他の構成を示すブロック図であり、前述した図3と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。
[Second Embodiment]
Next, an IC card according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a block diagram showing another configuration of the power supply circuit mounted on the IC card according to the second embodiment of the present invention. The same or equivalent parts as those in FIG. It is.
第1の実施の形態では、非接触データ通信時に、非接触ICカード用識別装置20からの供給電力により二次電池4を充電する場合について説明した。本実施の形態では、ICカード10に発電回路7を搭載し、この発電回路7からの発電電力により二次電池4を充電する場合について説明する。なお、本実施の形態にかかる構成は、ICカード10に発電回路7が追加される以外、第1の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
In 1st Embodiment, the case where the
発電回路7は、電源回路3に接続されており、発電回路7からの発電電力が電源回路3の整理回路32に入力される。ここで、発電電力が整流され、レギュレータ回路33で安定化された後、二次電池4へ充電される。
The
ICカード10に搭載する発電回路7の具体例としては、ICカード10に加えられた振動エネルギーを電気エネルギーに変換する振動素子がある。この振動素子は、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)と呼ばれる立体的な微細加工技術を用いることにより、薄型のICカードにも十分搭載能なサイズで実現できる。
この他、発電回路7の具体例としては、温度差を電気エネルギーに変換する熱電素子や、光を電気エネルギーに変換する太陽電池などの光電変換素子などがある。
As a specific example of the
Other specific examples of the
[第2の実施の形態の効果]
このように、本実施の形態では、ICカードに発電回路を設け、この発電電力により二次電池を充電するようにしたので、二次電池の消耗を緩和することができる。このため、無線データ通信の周期を短くしてICカードに対するアクセスの遅れを軽減することが可能となる。あるいは、ICカードの充電間隔を延長することができる。
[Effect of the second embodiment]
Thus, in this embodiment, since the power generation circuit is provided in the IC card and the secondary battery is charged with the generated power, the consumption of the secondary battery can be reduced. For this reason, it is possible to reduce the delay in access to the IC card by shortening the cycle of wireless data communication. Alternatively, the charging interval of the IC card can be extended.
[第3の実施の形態]
次に、図14および図15を参照して、本発明の第3の実施の形態にかかるICカードシステムについて説明する。図14は、本発明の第3の実施の形態にかかるICカードシステムのICカード管理サーバの構成を示すブロック図であり、前述した図5と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。図15は、本発明の第3の実施の形態にかかるICカードシステムの情報提供動作を示すシーケンス図である。
[Third Embodiment]
Next, an IC card system according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 14 and FIG. FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of the IC card management server of the IC card system according to the third embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same or equivalent parts as in FIG. . FIG. 15 is a sequence diagram showing an information providing operation of the IC card system according to the third embodiment of the present invention.
第1の実施の形態では、ICカード管理サーバ40により、通信端末60や上位装置からの要求に応じて、指定されたICカードで記憶するデータの送受信を行う場合について説明した。本実施の形態では、通信端末60や上位装置からの要求に応じて、指定されたICカードの位置情報を提供する場合について説明する。
In the first embodiment, a case has been described in which the IC
第1の実施の形態にかかるICカード管理サーバ40に比較して、本実施の形態では、ICカード管理サーバ40の演算処理部43に、情報提供部43Dが追加されている。この情報提供部43Dは、通信端末60や上位装置からの要求に応じて、記憶部42から対応するICカードの位置情報を取得して提供する機能を有している。なお、本実施の形態にかかる構成は、ICカード管理サーバ40の演算処理部43に情報提供部43Dが追加される以外、第1の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
Compared with the IC
ICカード管理サーバ40の演算処理部43は、通信端末60から通信ネットワーク50を介して送信された位置確認要求を通信I/F部41で受信した場合(ステップ200)、情報提供部43Dにより、記憶部42のカード管理情報42Bを確認し、指定されたICカードのカード識別情報に対応する基地局識別情報を取得する。
When the communication I /
次に、情報提供部43Dは、記憶部42の基地局管理情報42Aを確認して、当該基地局識別情報に対応する位置情報を取得し(ステップ201)、得られた位置情報を含む位置確認応答を、通信I/F部41から通信ネットワーク50を介して通信端末60へ送信する(ステップ202)。通信端末60は、受信した位置確認応答に含まれる位置情報をICカードの位置情報として画面表示する(ステップ203)。
Next, the
[第3の実施の形態の効果]
このように、本実施の形態では、ICカード管理サーバ装置において、無線基地局のいずれかを介してICカードとデータ通信を行うことにより、当該ICカードに固有のカード識別情報と無線基地局の基地局識別情報との組を記憶部に登録し、通信ネットワークを介して受信した通信端末からの位置確認要求に応じて、指定されたカード識別情報に対応する位置情報を記憶部から検索し、当該通信端末へ提供するようにしたので、ユーザがICカードの位置を容易に確認することができる。
[Effect of the third embodiment]
As described above, in the present embodiment, in the IC card management server device, by performing data communication with the IC card via any one of the radio base stations, the card identification information unique to the IC card and the radio base station Registering a set with the base station identification information in the storage unit, in response to a position confirmation request from the communication terminal received via the communication network, search the storage unit for position information corresponding to the specified card identification information, Since the information is provided to the communication terminal, the user can easily confirm the position of the IC card.
したがって、子供や老人が携帯するカードとして本実施の形態にかかるICカードを適用することにより、必要に応じてその位置を容易に確認することができ、安価で簡便なタウンセキュリティサービスを実現でき、ユーザに対して付加価値の高いサービスを提供することが可能となる。 Therefore, by applying the IC card according to the present embodiment as a card carried by a child or an elderly person, the position can be easily confirmed as necessary, and an inexpensive and simple town security service can be realized. It becomes possible to provide high value-added services to users.
また、本実施の形態では、ICカード管理サーバからICカードの最新の位置情報を提供する場合を例として説明したが、ICカード管理サーバのカード管理情報42Bに、ICカードとのデータ通信で得られたICカードの位置を当該日時情報とともに時系列で登録するようにしてもよい。これにより、ICカードの位置変化すなわちICカードの移動に関する情報を提供することが可能となる。
In the present embodiment, the case where the latest location information of the IC card is provided from the IC card management server has been described as an example. However, the
また、本実施の形態では、無線基地局の設置位置に関する位置情報をICカードの位置情報として提供する場合を例として説明したが、ICカードからの無線電波の強弱や角度方向を検出する機能を無線基地局に設け、これら強弱さらには角度方向に基づいて当該無線基地局からICカードまでの距離さらには角度方向から得られる位置情報をICカードの位置情報として提供してもよい。この際、無線電波の強弱さらには角度方向からICカードの位置情報を推定する位置推定機能を無線基地局に設け、推定した位置情報をICカード管理サーバに通知するようにしてもよく、上記位置推定機能をICカード管理サーバ装置に設け、無線基地局から通知された無線電波の強弱さらには角度方向に基づきICカードの位置情報を推定してもよい。 Further, in the present embodiment, the case where the position information related to the installation position of the wireless base station is provided as the position information of the IC card has been described as an example, but the function of detecting the strength and angle direction of the radio wave from the IC card is described. The wireless base station may be provided with position information obtained from the distance from the wireless base station to the IC card and the angle direction based on the strength and the angle direction, and the angle direction as the position information of the IC card. At this time, the wireless base station may be provided with a position estimation function for estimating the position information of the IC card from the strength of the radio wave, and also from the angle direction, and the estimated position information may be notified to the IC card management server. An estimation function may be provided in the IC card management server device, and the position information of the IC card may be estimated based on the strength of the radio wave notified from the radio base station and the angle direction.
[第4の実施の形態]
次に、図16および図17を参照して、本発明の第4の実施の形態にかかるICカードおよびICカードシステムについて説明する。図16は、本発明の第4の実施の形態にかかるICカードに搭載される無線通信回路の構成を示すブロック図であり、前述した図3と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。図17は、カード管理情報の他の構成例である。
[Fourth Embodiment]
Next, with reference to FIGS. 16 and 17, an IC card and an IC card system according to a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication circuit mounted on an IC card according to the fourth embodiment of the present invention. The same or equivalent parts as those in FIG. is there. FIG. 17 shows another configuration example of the card management information.
第3の実施の形態では、ICカードシステムにおいてICカード10の位置情報を提供する場合について説明した。本実施の形態では、ICカード10の位置情報に加え、ICカードの状態情報についても提供する場合について説明する。
In the third embodiment, the case where the position information of the
第1の実施の形態にかかるICカード10に比較して、本実施の形態にかかるICカード10の無線通信回路5にはカード状態センサ56が追加されている。このカード状態センサ56は、無線通信制御回路51と同様に電源回路3からの動作電源5Pで動作するセンサからなり、検出したICカードの状態をセンサ出力として無線通信制御回路51へ出力する機能を有している。
無線通信制御回路51は、ICカード管理サーバ40に対してカード状態センサ56からのセンサ出力を位置登録要求時などの無線データ通信時に無線基地局へ送信する機能を有している。
Compared to the
The wireless
カード状態センサ56としては、振動センサや加速度センサなど、ICカード10の揺れ動きを検出するセンサが考えられる。この場合、例えばMEMSと呼ばれる立体的な微細加工技術を用いることにより振動素子を形成すれば、ICカード10の揺れ動きに応じて振動する振動素子からICカード10の揺れ動きを検出することができる。なお、カード状態センサ56は、ICカード10の揺れ動きを検出するセンサに限定されるものではなく、ICカード10に関する状態を検出する他のセンサを用いてもよい。例えば熱電素子などの温度センサを用いてICカード10の周囲温度を検出してもよく、フォトディテクタなどの光センサを用いてICカード10の周囲の明るさを検出してもよい。
As the
一方、ICカード管理サーバ40の位置登録部43Aは、ICカード10からの位置登録要求などの無線データ通信時に、ICカード10から送信されたセンサ出力を当該ICカード10のカード識別情報と対応付けて記憶部42のカード管理情報42Bへ登録する機能を有している。
また、ICカード管理サーバ40の情報提供部43Dは、通信端末60や上位装置からの要求に応じて、記憶部42のカード管理情報42Bから対応するICカード10の位置情報とセンサ出力とを取得して提供する機能を有している。
カード管理情報42Bには、図17に示すように、各ICカード10に関する属性情報として、当該ICカード10から通知されたセンサ出力が追加されている。
On the other hand, the
Further, the
As shown in FIG. 17, the sensor output notified from the
[第4の実施の形態の動作]
次に、図18および図19を参照して、本発明の第4の実施の形態にかかるICカードおよびICカードシステムの動作について説明する。図18は、本発明の第4の実施の形態にかかるICカードおよびICカードシステムの無線データ通信動作を示すシーケンス図であり、図9と同じ又は同等部分には同一符号を付してある。図19は、本発明の第4の実施の形態にかかるICカードシステムの情報提供動作を示すシーケンス図である。
[Operation of Fourth Embodiment]
Next, operations of the IC card and the IC card system according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 18 is a sequence diagram showing the wireless data communication operation of the IC card and IC card system according to the fourth embodiment of the present invention, and the same or equivalent parts as in FIG. 9 are given the same reference numerals. FIG. 19 is a sequence diagram showing an information providing operation of the IC card system according to the fourth embodiment of the present invention.
[無線データ通信動作]
次に、図18を参照して、ICカードおよびICカードシステムの無線データ通信動作について説明する。ここでは、ICカード10とICカード管理サーバ40との間で位置登録処理とセンサ出力取得処理のみを行う場合を例として説明するが、図9に示したように、時刻同期処理やデータ書込処理などの他の処理を一括して行ってもよい。
[Wireless data communication operation]
Next, the wireless data communication operation of the IC card and IC card system will be described with reference to FIG. Here, a case where only the position registration process and the sensor output acquisition process are performed between the
ICカード10において、無線通信回路5の無線通信制御回路51は、計時回路53からの時刻情報に基づきICカード管理サーバ40との通信タイミングを監視している。無線通信制御回路51は、タイミング到来に応じて(ステップ110)、スイッチ回路55を電源オンに制御して、無線I/F回路52に対する動作電源5Pの供給を開始し(ステップ111)、無線基地局30との間で、無線I/F回路52および無線通信用アンテナ6を介して無線データ通信を開始する(ステップ112)。
In the
一方、ICカード管理サーバ40の演算処理部43は、常時、無線基地局30とのデータ通信に待機している状態にあり、ICカード10との無線データ通信開始に応じた無線基地局30からのデータ通信開始要求に応じて、当該無線基地局30との間で、通信I/F部41を介してデータ通信を開始する(ステップ113)。
これにより、無線基地局30を介してICカード10とICカード管理サーバ40との間でデータ通信が開始される。
On the other hand, the
Thereby, data communication is started between the
このデータ通信において、ICカード10とICカード管理サーバ40との間で位置登録処理を行う場合、まずICカード10において、無線通信回路5の無線通信制御回路51は、メモリ回路54からカード識別情報を読み出し(ステップ120)、当該カード識別情報を含む位置登録要求を、無線基地局30を介してICカード管理サーバ40へ送信する(ステップ121)。この際、ICカード管理サーバ40からの位置登録要求に応じて、無線通信制御回路51がカード識別情報の読み出してICカード管理サーバ40へ送信するようにしてもよい。
In this data communication, when performing the location registration process between the
ICカード10からの位置登録要求を無線基地局30を介して受信した場合、ICカード管理サーバ40の演算処理部43は、位置登録部43Aにより、当該ICカード10と無線接続している無線基地局30から受信したパケットのヘッダ情報などに基づき、当該無線基地局30の基地局識別情報を取得し(ステップ122)、当該位置登録要求で通知されたカード識別情報に関連付けて、当該データ通信の日時を示す日時情報とともに、記憶部42のカード管理情報42Bに登録し(ステップ123)、位置登録応答を無線基地局30からICカード10へ送信する(ステップ124)。これにより、一連の位置登録処理が終了する。
When the location registration request from the
また、このデータ通信において、ICカード10とICカード管理サーバ40との間でセンサ出力取得処理を行う場合、まずICカード管理サーバ40の演算処理部43は、データ処理部43Cからセンサ出力要求を、無線基地局30を介してICカード10へ送信する(ステップ300)。
ICカード管理サーバ40からのセンサ出力要求を、無線基地局30を介して受信した場合、ICカード10の無線通信制御回路51は、カード状態センサ56からセンサ出力を取得し(ステップ301)、当該センサ出力を含むセンサ出力応答を、無線基地局30を介してICカード管理サーバ40へ送信する(ステップ302)。
Further, in this data communication, when performing sensor output acquisition processing between the
When the sensor output request from the IC
ICカード10からのセンサ出力応答を、無線基地局30を介して受信した場合、ICカード管理サーバ40の演算処理部43は、データ処理部43Cにより、当該ICカード10のカード識別情報に関連付けて、当該センサ出力応答に含まれているセンサ出力を記憶部42のカード管理情報42Bに登録する(ステップ303)。これにより、一連のセンサ出力取得処理が終了する。
なお、センサ出力は、ICカード管理サーバ40からの要求ではなく、例えば位置登録処理などのタイミングに合わせてICカード10からICカード管理サーバ40へ通知するようにしてもよい。この際、位置登録処理においてカード識別情報を通知する際に、センサ出力も合わせてICカード管理サーバ40へ通知してもよい。
When the sensor output response from the
The sensor output may be notified from the
ICカード10とICカード管理サーバ40との間における各種処理の終了に応じて、無線通信制御回路51は、無線基地局30との無線データ通信を終了し(ステップ150)、スイッチ回路55を電源オフに制御して(ステップ151)、無線I/F回路52に対する動作電源5Pの供給を停止する。これにより、ICカード10とICカード管理サーバ40との間のデータ通信が終了し、無線通信制御回路51は、次回の通信タイミング到来まで待機することになる。
In response to the end of various processes between the
[情報提供動作]
次に、図19を参照して、ICカードシステムの情報提供動作について説明する。
ICカード管理サーバ40の演算処理部43は、通信端末60から通信ネットワーク50を介して送信された位置確認要求を通信I/F部2で受信した場合(ステップ200)、情報提供部43Dにより、記憶部42のカード管理情報42Bを確認し、指定されたICカードのカード識別情報に対応する基地局識別情報を取得し、記憶部42の基地局管理情報42Aを確認して、当該基地局識別情報に対応する位置情報を取得する(ステップ201)。
[Information provision operation]
Next, an information providing operation of the IC card system will be described with reference to FIG.
When the communication I /
続いて、情報提供部43Dは、記憶部42のカード管理情報42Bを確認して、当該カード識別情報に対応するセンサ出力を取得し(ステップ310)、これら位置情報とセンサ出力(状態情報)を含む位置確認応答を、通信I/F部41から通信ネットワーク50を介して通信端末60へ送信する(ステップ202)。通信端末60は、受信した位置確認応答に含まれる位置情報とセンサ出力をICカードの位置情報として画面表示する(ステップ203)。
Subsequently, the
[第4の実施の形態の効果]
このように、本実施の形態では、ICカードにカード状態センサを設け、ICカード管理サーバ装置において、無線基地局のいずれかを介してICカードとデータ通信を行うことにより、当該ICカードに固有のカード識別情報と、無線基地局の基地局識別情報と、当該ICカードから送信されたセンサ出力との組を記憶部に登録し、通信ネットワークを介して受信した通信端末からの位置確認要求に応じて、指定されたカード識別情報に対応する位置情報を記憶部から検索し、当該通信端末へ提供するようにしたので、ユーザがICカードの位置とICカードの状態を容易に確認することができる。
[Effect of the fourth embodiment]
As described above, in this embodiment, a card state sensor is provided in the IC card, and the IC card management server device performs data communication with the IC card via any one of the wireless base stations. A pair of the card identification information, the base station identification information of the wireless base station, and the sensor output transmitted from the IC card is registered in the storage unit, and the position confirmation request received from the communication terminal is received via the communication network. Accordingly, since the position information corresponding to the specified card identification information is retrieved from the storage unit and provided to the communication terminal, the user can easily confirm the position of the IC card and the state of the IC card. it can.
また、本実施の形態では、ICカード管理サーバからICカードの最新の位置情報を提供する場合を例として説明したが、ICカード管理サーバのカード管理情報42Bに、ICカードとのデータ通信で得られたICカードの位置を当該日時情報とともに時系列で登録するようにしてもよい。これにより、ICカードの位置変化すなわちICカードの移動に関する情報を提供することが可能となる。
In the present embodiment, the case where the latest location information of the IC card is provided from the IC card management server has been described as an example. However, the
これにより、ICカードの位置と状態から、当該ICカードを携帯するユーザに関する状態をより詳細に推定することができる。
例えば、状態センサとしてICカードの揺れ動きセンサを用いた場合、通学路を自宅に向かって子供が携帯しているICカードの位置が移動しており、当該ICカードが歩行時の振動を検出していれば、子供が徒歩で帰宅途中であることが推定できる。また、ICカードがある場所を高速移動していながら、ICカードの揺れ動きがほとんどない場合は電車等で移動していることが推定できる。
Thereby, the state regarding the user carrying the IC card can be estimated in more detail from the position and state of the IC card.
For example, when an IC card shaking sensor is used as the state sensor, the position of the IC card carried by the child is moving toward the home on the school road, and the IC card detects vibration during walking. If so, it can be estimated that the child is on the way home on foot. Further, when the IC card is moving at a high speed while the IC card is moving at a high speed, it can be estimated that the IC card is moving by a train or the like.
さらに、移動せずに近くの公園でICカードの揺れ動きが検出された場合は、子供が公園で遊んでいると推定できる。心当たりのない場所でICカードの揺れ動きが無い場合は、事件性を疑うこともできる。
このように、ICカードの位置情報とともに状態情報を提供することで、子供や老人の位置や状態をより詳細に推定ですることができる。したがって、本発明のICカードを子供や老人に携帯させれば、安価で高度なタウンセキュリティサービスを実現できる。
Furthermore, when a swinging motion of the IC card is detected in a nearby park without moving, it can be estimated that the child is playing in the park. If there is no shaking of the IC card in an unfamiliar place, the incidentality can be suspected.
Thus, by providing the status information together with the position information of the IC card, the position and status of the child and the elderly can be estimated in more detail. Therefore, if the IC card of the present invention is carried by a child or an elderly person, an inexpensive and advanced town security service can be realized.
また、本実施の形態では、予め設定した間隔で間欠的にICカードとICカード管理サーバとの間でデータ通信を行うタイミングで、当該ICカードの位置情報やセンサ出力を取得する場合を例として説明したが、これら情報の取得タイミングはこれに限定されるものではない。 Further, in the present embodiment, as an example, the position information and sensor output of the IC card are acquired at a timing at which data communication is intermittently performed between the IC card and the IC card management server at preset intervals. Although described, the acquisition timing of these pieces of information is not limited to this.
例えば、ICカード10の無線通信制御回路51において、状態センサ56からのセンサ出力の値自体や値の変化が所定のしきい値を上回った場合を契機として、ICカード管理サーバ40との間でデータ通信を開始し、ICカード管理サーバ40の位置登録部43Aにおいて、ICカード10の位置情報とセンサ出力とを時系列で記憶部42のカード管理情報42Bへ登録するようにしてもよい。これにより、通常のデータ通信周期とは異なるタイミングでICカードの位置情報や状態情報を取得することが可能となる。
したがって、例えばICカードの紛失時に、ICカードの状態が顕著に変化した時点の位置さらには日時を容易に確認できる。
For example, in the wireless
Therefore, for example, when the IC card is lost, it is possible to easily check the position and the date and time when the state of the IC card changes significantly.
また、ICカード管理サーバ40の情報提供部43Dにおいて、ICカードに関する新たな位置情報や状態情報の変化に応じて、当該ICカードの位置情報や状態情報を、予め登録されているユーザの通信端末60へ、Webサービスや電子メールサービスを用いて通知するようにしてもよい。これにより、ICカードに関する位置情報や状態情報をリアルタイムでユーザへ提供することが可能となる。
In addition, in the
[第5の実施の形態]
次に、図20および図21を参照して、本発明の第5の実施の形態にかかるICカードシステムについて説明する。図20は、本発明の第5の実施の形態にかかるICカードシステムの構成を示すブロック図であり、前述した図1と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。図21は、本発明の第5の実施の形態にかかるICカードに搭載される非接触通信回路の構成を示すブロック図であり、図2と同じまたは同様部分には同一符号を付してある。
[Fifth Embodiment]
Next, an IC card system according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 20 is a block diagram showing a configuration of an IC card system according to the fifth embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same or equivalent parts as those in FIG. FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of a non-contact communication circuit mounted on an IC card according to the fifth embodiment of the present invention, and the same reference numerals are given to the same or similar parts as FIG. .
第1の実施の形態では、ICカード10が非接触ICカード用識別装置20との間で非接触データ通信を行う場合を例として説明した。本実施の形態では、ICカード10が接触ICカード用識別装置70との間で接触データ通信を行う場合について説明する。
In the first embodiment, the case where the
本実施の形態にかかるICカードシステムには、図20に示すように、第1の実施の形態にかかるICカード10と比較して、ICカード10に接触通信用電極8が設けられている。この接触通信用電極8は、カード表面に露出して形成された接触端子であり、接触ICカード用識別装置70との間で電気信号70Sをやり取りする機能を有している。
また、非接触通信回路1は、接触ICカード用識別装置70との間で接触通信用電極8を介して接触データ通信を行うとともに、当該接触データ通信によりデータの送受信を行う機能を有している。
In the IC card system according to the present embodiment, as shown in FIG. 20, the
The
本実施の形態にかかるICカードの非接触通信回路1には、図21に示すように、第1の実施の形態と比較して、接触通信インターフェース部(以下、接触通信I/F部という)16が追加されている。接触通信I/F回路16は、非接触通信制御回路14から出力された送受信データ1Bをデータ通信信号8Sに変調して接触通信用電極8へ出力する機能と、接触通信用電極8から入力されたデータ通信信号8Sを送受信データ1Bに復調して非接触通信制御回路14へ出力する機能とを有している。また、接触ICカード用識別装置70から接触通信用電極8を介して供給された供給電力8Pが、非接触通信回路1の動作電源1Pとして供給されている。
なお、この他の構成については、第1の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
As shown in FIG. 21, the
Other configurations are the same as those in the first embodiment, and a detailed description thereof is omitted here.
[第5の実施の形態の動作]
次に、図22を参照して、本発明の第5の実施の形態にかかるICカードの動作について説明する。図22は、本発明の第5の実施の形態にかかるICカードの接触データ通信動作を示すシーケンス図である。
[Operation of Fifth Embodiment]
Next, the operation of the IC card according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 22 is a sequence diagram showing the contact data communication operation of the IC card according to the fifth embodiment of the present invention.
ICカード10が、接触ICカード用識別装置70と接触通信用電極8を介して電気的に接続された場合、まず、接触ICカード用識別装置70からICカード10に対して供給電力8Pの供給が開始される(ステップ400)
ICカード10では、この供給電力8Pの一部が電源回路3のレギュレータ回路33へ供給され、二次電池4の充電が開始される(ステップ401)。また、給電電力8Pの一部は、非接触通信回路1の動作電源1Pとして供給され、これにより非接触通信回路1が起動し、接触ICカード用識別装置70との間で接触データ通信を開始する(ステップ402)。
When the
In the
この接触データ通信において、例えば接触ICカード用識別装置70から処理に必要なデータを要求するデータ読出要求が送信された場合(ステップ403)、非接触通信制御回路14は、接触通信用電極8から接触通信I/F回路16を介して送受信データ1Bにより当該データ読出要求を受信する。続いて、メモリ回路15から指定されたデータを読み出し(ステップ404)、送受信データ1Bにより接触通信I/F回路16から接触通信用電極8を介して接触ICカード用識別装置70へ送信する(ステップ405)。
これにより、接触ICカード用識別装置70において、当該データに基づき処理が行われ(ステップ406)、接触ICカード用識別装置70とICカード10との間の接触データ通信が終了する(ステップ407)。
In this contact data communication, for example, when a data read request for requesting data necessary for processing is transmitted from the contact IC card identification device 70 (step 403), the non-contact
As a result, the contact IC
その後、接触ICカード用識別装置70とICカード10との電気的接触が終了した場合、接触ICカード用識別装置70からICカード10に電源が供給されなくなり(ステップ408)、電源回路3での充電が終了するとともに、非接触通信制御回路14の動作が停止する。
Thereafter, when the electrical contact between the contact IC
なお、図22では、接触ICカード用識別装置70からICカード10内のデータを読み出す場合を例として説明したが、接触データ通信動作はデータ読み出しに限定されるものではない。例えば、接触ICカード用識別装置70からのデータ書込要求に応じて、ICカード10の非接触通信回路1により、接触ICカード用識別装置70から受け取ったデータをメモリ回路15へ書き込む動作を行うようにしてもよい。また、これら読み出し動作と書き込み動作の両方を行うようにしてもよい。また、非接触データ通信動作は、接触ICカード用識別装置70からの要求ではなくICカード10の非接触通信回路1から接触ICカード用識別装置70への要求に応じて、データの読み出し動作や書き込み動作を行ってもよい。
In FIG. 22, the case where data in the
[第5の実施の形態の効果]
このように、本実施の形態は、接触ICカード用識別装置と電気的に接続するための接触通信用電極を設け、非接触通信回路により、接触ICカード用識別装置との間で接触通信用電極を介して接触データ通信を行うとともに、当該接触データ通信によりデータの送受信を行うようにしたので、1つのICカードで、非接触データ通信、無線通信に加え、接触データ通信も行うことができ、ICカードの汎用性やユーザの利便性を大幅に拡大することが可能となる。
[Effect of Fifth Embodiment]
As described above, this embodiment is provided with a contact communication electrode for electrical connection with the contact IC card identification device, and is used for contact communication with the contact IC card identification device by a non-contact communication circuit. Since contact data communication is performed via electrodes and data transmission / reception is performed by the contact data communication, contact data communication can be performed with one IC card in addition to non-contact data communication and wireless communication. In addition, the versatility of the IC card and the convenience of the user can be greatly expanded.
また、接触データ通信は、非接触データ通信や無線通信に比較して大きい通信帯域を持つため、大容量のデータをセキュアに安定して送受信することができ、例えばICカード発行時の処理を効率よく実行することができる。 In addition, contact data communication has a large communication band compared to non-contact data communication and wireless communication, so that a large amount of data can be transmitted and received securely and stably, for example, processing at the time of issuing an IC card is efficient. Can perform well.
[実施の形態の拡張]
以上の各実施の形態は、無線データ通信時に、ICカード管理サーバ40からの時刻情報に基づきICカード10を時刻同期する場合について説明したが、非接触データ通信や接触データ通信を利用して、ICカード10の時刻同期を行うようにしてもよい。
[Extended embodiment]
Each of the above embodiments has been described with respect to the case where the
例えば、非接触データ通信の場合、非接触ICカード用識別装置20から送信された時刻同期要求を非接触通信制御回路14で受信し、その時刻同期要求を入出力ポート14Aから無線通信制御回路51へ出力する。無線通信制御回路51は、入出力ポート51Aにより時刻同期要求を受け取り、その時刻同期要求に含まれている時刻情報を計時回路53に設定し、計時回路53の内部時刻を変更すればよい。また、接触データ通信の場合には、接触ICカード用識別装置70から送信された時刻同期要求を非接触通信制御回路14で受信し、上記と同様にして無線通信制御回路51により計時回路53の内部時刻を変更すればよい。
For example, in the case of non-contact data communication, the time synchronization request transmitted from the contactless IC
また、各実施の形態では、ICカードシステムで用いるデータや当該ICカードに固有のカード識別情報を、非接触通信回路1のメモリ回路15で記憶する場合を例として説明したが、無線通信回路5のメモリ回路54で記憶するようにしてもよい。この構成によれば、無線データ通信時に非接触通信回路1へ電源供給して起動する構成が不要となり、電源回路3の構成を簡略化することができる。この他、これら非接触通信回路1や無線通信回路5とは別個のメモリ回路を設けて、ICカードシステムで用いるデータや当該ICカードに固有のカード識別情報を記憶するようにしてもよい。
In each embodiment, the case where the data used in the IC card system and the card identification information unique to the IC card are stored in the
10…ICカード、1…非接触通信回路、11…同調回路、12…整流回路、13…非接触通信I/F部、14…非接触通信制御回路、14A…入出力ポート、15…メモリ回路、16…接触通信I/F回路、1P…動作電源、1A,1B…送受信データ、1D…入出力データ、2…非接触通信用アンテナ、2S…非接触信号、3…電源回路、31…同調回路、32…整流回路、33…レギュレータ、34…基準電圧発生回路、35…電圧比較回路、36…スイッチ回路、37…給電制御回路、38…電圧増幅回路、3S…給電制御信号、4…二次電池、4P…充電電源、5…無線通信回路、51…無線通信制御回路、52…無線I/F回路、53…計時回路、54…メモリ回路、55…スイッチ回路、56…カード状態センサ、5P…動作電源、5A…送受信データ、6…無線通信用アンテナ、6S…無線信号、7…発電回路、8…接触通信用電極、8S…データ通信信号、8P…供給電力、20…非接触ICカード用識別装置、20S…電磁誘導、30…無線基地局、30S…無線電波、40…ICカード管理サーバ、41…通信I/F部、42…記憶部、42A…基地局管理情報、42B…カード管理情報、43…演算処理部、43A…位置登録部、43B…時刻同期部、43C…データ処理部、43D…情報提供部、50…通信ネットワーク、60…通信端末、70…接触ICカード用識別装置、70S…電気信号、Va…電源電圧、Vb,Vbup…充電電圧、Vref…基準電圧。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
無線電波により無線基地局との間で無線データ通信を行うための無線通信用アンテナおよび無線通信回路と、二次電池と、前記供給電力により前記二次電池を充電する電源回路とを備え、
前記無線通信回路は、前記二次電池の充電電源で動作し、前記非接触通信回路との間で前記データの入出力を行うとともに、前記無線基地局との無線データ通信により前記データの送受信を行う
ことを特徴とするICカード。 Provided with a non-contact communication antenna and a non-contact communication circuit, the non-contact communication circuit operates with the supplied power supplied from the non-contact IC card identification device through the non-contact communication antenna by electromagnetic induction. An IC card that transmits and receives arbitrary data stored in the non-contact communication circuit by performing non-contact data communication with the non-contact IC card identification device via the non-contact communication antenna. And
A wireless communication antenna and a wireless communication circuit for performing wireless data communication with a wireless base station by wireless radio waves, a secondary battery, and a power supply circuit that charges the secondary battery with the supplied power,
The wireless communication circuit operates with a charging power source of the secondary battery, inputs and outputs the data with the contactless communication circuit, and transmits and receives the data by wireless data communication with the wireless base station. An IC card characterized in that it is performed.
前記無線通信回路は、計時回路と、この計時回路で計時された所定間隔で間欠的に、前記無線基地局との間で無線データ通信を行う無線通信制御回路とを有することを特徴とするICカード。 In the IC card according to claim 1,
The wireless communication circuit includes: a clock circuit; and a radio communication control circuit that performs radio data communication with the radio base station intermittently at predetermined intervals measured by the clock circuit. card.
前記無線通信回路は、前記無線基地局との間で無線電波の送受信を行う無線インターフェース回路と、この無線インターフェース回路への電源供給を制御するスイッチ回路とをさらに有し、
前記無線通信制御回路は、前記無線データ通信を行う期間にのみ前記スイッチ回路を制御して、前記無線インターフェース回路へ電源供給を行う
ことを特徴とするICカード。 In the IC card according to claim 2,
The wireless communication circuit further includes a wireless interface circuit that transmits and receives wireless radio waves to and from the wireless base station, and a switch circuit that controls power supply to the wireless interface circuit,
The IC card, wherein the wireless communication control circuit controls the switch circuit only during a period of performing the wireless data communication and supplies power to the wireless interface circuit.
前記電源回路は、前記非接触通信用アンテナに接続された同調回路と、電磁誘導時にこの同調回路から得られた電源を整流出力する整流回路と、この整流された電源を安定化して前記二次電池へ充電するレギュレータ回路と、前記非接触通信回路の動作電源電圧と所定の基準電圧とを比較する電圧比較回路と、この電圧比較回路の比較結果に基づき前記非接触通信用アンテナと前記同調回路との接続を制御するスイッチ回路とを有し、
前記電圧比較回路は、前記動作電源電圧が前記基準電圧以上の場合には、前記スイッチ回路を制御して前記非接触通信用アンテナと前記同調回路とを接続して前記充電を行い、前記動作電源電圧が前記基準電圧を下回る場合には、前記スイッチ回路を制御して前記非接触通信用アンテナから前記同調回路を切り離すことにより前記充電を停止することを特徴とするICカード。 In the IC card according to claim 1,
The power supply circuit includes a tuning circuit connected to the contactless communication antenna, a rectifying circuit that rectifies and outputs a power source obtained from the tuning circuit during electromagnetic induction, and stabilizes the rectified power source to the secondary circuit. A regulator circuit for charging a battery; a voltage comparison circuit for comparing an operating power supply voltage of the non-contact communication circuit with a predetermined reference voltage; and the non-contact communication antenna and the tuning circuit based on a comparison result of the voltage comparison circuit And a switch circuit for controlling connection with
When the operating power supply voltage is equal to or higher than the reference voltage, the voltage comparison circuit controls the switch circuit to connect the non-contact communication antenna and the tuning circuit to perform the charging, and the operating power supply When the voltage falls below the reference voltage, the charging is stopped by controlling the switch circuit to disconnect the tuning circuit from the non-contact communication antenna.
前記電圧比較回路は、前記動作電源電圧と前記二次電池の充電電圧とを比較し、前記動作電源電圧が前記基準電圧以上であって、かつ前記動作電源電圧が前記充電電圧より高い場合にのみ、前記スイッチ回路を制御して前記非接触通信用アンテナと前記同調回路とを接続して前記充電を行うことを特徴とするICカード。 In the IC card according to claim 4,
The voltage comparison circuit compares the operating power supply voltage and the charging voltage of the secondary battery, and only when the operating power supply voltage is equal to or higher than the reference voltage and the operating power supply voltage is higher than the charging voltage. An IC card for controlling the switch circuit to connect the non-contact communication antenna and the tuning circuit to perform the charging.
前記電源回路は、前記充電電圧を電圧増幅して前記電圧比較回路へ入力する電圧増幅器をさらに有することを特徴とするICカード。 The IC card according to claim 5,
The IC card, wherein the power supply circuit further includes a voltage amplifier that amplifies the charge voltage and inputs the voltage to the voltage comparison circuit.
電力を発電する発電回路をさらに備え、
前記電源回路は、前記発電回路からの発電電力により前記二次電池を充電することを特徴とするICカード。 In the IC card according to claim 1,
A power generation circuit for generating electric power;
The IC card, wherein the power supply circuit charges the secondary battery with the generated power from the power generation circuit.
当該ICカードの状態を検出するセンサをさらに備え、
前記無線通信回路は、前記センサからのセンサ出力を前記無線データ通信時に前記無線基地局へ送信する
ことを特徴とするICカード。 In the IC card according to claim 1,
A sensor for detecting the state of the IC card;
The IC card, wherein the wireless communication circuit transmits a sensor output from the sensor to the wireless base station during the wireless data communication.
接触ICカード用識別装置と電気的に接続するための接触通信用電極をさらに備え、
前記非接触通信回路は、前記接触ICカード用識別装置との間で前記接触通信用電極を介して接触データ通信を行うとともに、当該接触データ通信により前記データの送受信を行う
ことを特徴とするICカード。 In the IC card according to claim 1,
A contact communication electrode for electrically connecting to the contact IC card identification device;
The non-contact communication circuit performs contact data communication with the contact IC card identification device via the contact communication electrode, and transmits and receives the data by the contact data communication. card.
前記サーバ装置は、前記無線基地局のいずれかを介して前記ICカードとデータ通信を行うことにより、当該ICカードで記憶するデータを送受信するデータ処理部を有する
ことを特徴とするICカードシステム。 The IC card according to any one of claims 1 to 9, a plurality of radio base stations that perform radio data communication with the IC card, and data communication with these radio base stations via a communication network And a server device for performing
The server device includes a data processing unit that transmits and receives data stored in the IC card by performing data communication with the IC card via any of the wireless base stations.
前記サーバ装置は、
前記各無線基地局に固有の基地局識別情報と当該無線基地局の設置位置に関する位置情報との組を記憶する記憶部と、
前記無線基地局のいずれかを介して前記ICカードとデータ通信を行うことにより、当該ICカードに固有のカード識別情報と前記無線基地局の基地局識別情報との組を前記記憶部に登録する位置登録部と、
前記通信ネットワークを介して受信した通信端末からの位置確認要求に応じて、指定されたカード識別情報に対応する位置情報を前記記憶部から検索し、当該通信端末へ提供する情報提供部と
を有する
ことを特徴とするICカードシステム。 The IC card according to any one of claims 1 to 9, a plurality of radio base stations that perform radio data communication with the IC card, and data communication with these radio base stations via a communication network And a server device for performing
The server device
A storage unit that stores a set of base station identification information unique to each radio base station and position information related to the installation position of the radio base station;
By performing data communication with the IC card via any of the wireless base stations, a set of card identification information unique to the IC card and base station identification information of the wireless base station is registered in the storage unit A location registration unit;
In response to a location confirmation request received from the communication terminal received via the communication network, the storage unit retrieves location information corresponding to the specified card identification information and provides the information to the communication terminal. An IC card system characterized by that.
前記サーバ装置は、
前記各無線基地局に固有の基地局識別情報と当該無線基地局の設置位置に関する位置情報との組を記憶する記憶部と、
前記無線基地局のいずれかを介して前記ICカードとデータ通信を行うことにより、当該ICカードに固有のカード識別情報と前記無線基地局の基地局識別情報との組を前記記憶部に登録する位置登録部と、
前記無線基地局のいずれかを介して前記ICカードとデータ通信を行うことにより、当該ICカードに固有のカード識別情報と当該カードから送信されたセンサ出力との組を前記記憶部に登録するデータ処理部と、
前記通信ネットワークを介して受信した通信端末からの位置確認要求に応じて、指定されたカード識別情報に対応する位置情報およびセンサ出力を前記記憶部から検索し、当該通信端末へ提供する情報提供部と
を有する
ことを特徴とするICカードシステム。 The IC card according to any one of claims 1 to 9, a plurality of radio base stations that perform radio data communication with the IC card, and data communication with these radio base stations via a communication network And a server device for performing
The server device
A storage unit that stores a set of base station identification information unique to each radio base station and position information related to the installation position of the radio base station;
By performing data communication with the IC card via any of the wireless base stations, a set of card identification information unique to the IC card and base station identification information of the wireless base station is registered in the storage unit A location registration unit;
Data for registering in the storage unit a set of card identification information unique to the IC card and sensor output transmitted from the card by performing data communication with the IC card via any of the wireless base stations A processing unit;
In response to a location confirmation request from a communication terminal received via the communication network, an information providing unit that retrieves location information and sensor output corresponding to specified card identification information from the storage unit and provides the information to the communication terminal An IC card system comprising:
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