JPH1063795A - 非接触データキャリアシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 質問器と非接触データキャリアから構成され
る非接触データキャリアシステムにおいて、質問器の消
費電力の低減すると共に、両者の間での通信が途中で断
絶した場合でも、中断時点から通信を再開できる非接触
データキャリアシステムを提供する。 【解決手段】 質問器からの電波を整流して得られる直
流電源の電圧値を検出する電圧検出回路と、コマンド待
ち条件プリセット回路を有する非接触データキャリアか
らなる構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種ＩＤ、プリペイ
ド用途等に用いられ、通信中断時から通信の再開が可能
な非接触データキャリアおよび通信プロトコルを有する
非接触データキャリアシステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】非接触データキャリアシステムにおける
通信プロセスについて説明する。

【０００３】図５は、従来から用いられている公知の非
接触データキャリアシステムの構成図である。１０は質
問器であり、データキャリアとの間で非接触媒体である
電波を送受信する主要部のみの構成を示している。この
質問器１０において、１１は増幅器であり、非接触デー
タキャリアへの信号、例えばデータキャリアに対するコ
マンドがＰＳＫ変調された信号を増幅する。直列共振回
路３１はコンデンサ１２および送信コイル１３から構成
され、非接触データキャリアへ増幅された信号を送出す
る。

【０００４】非接触データキャリア２０は、質問器１０
からのコマンドに対して処理を行い、その結果であるレ
スポンスを質問器１０へ送信する。非接触データキャリ
ア２０は、質問器１０から送信された信号を送受信コイ
ル２１およびコンデンサ２２から構成された第一の並列
共振回路３２により受信し、これをダイオードブリッジ
で構成される検波回路２３で検波、整流する。また、電
源回路２８は整流された信号から非接触データキャリア
２０自身の電子回路を駆動するために必要となる直流電
源電圧を生成する。

【０００５】一方、検波された信号は復調回路２４で復
調され、制御回路２５に送られる。制御回路２５は、質
問器１０から送出され、検波および復調された信号を解
読し、質問器からのコマンドを実行する。一例を挙げる
と、コマンドの内容がメモリ２６の内容を読み出す指令
であれば、制御回路２５はメモリ２６のデータを読み出
し、質問器１０への返信されるレスポンスに適したデー
タ列に変換する。変換されたデータ列は変調回路２７で
変調された後、前記第一の並列共振回路３２により電波
として送出される。質問器１０は、この電波を受信コイ
ル１４およびコンデンサ１５からなる第二の並列共振回
路３３により受信する。受信された信号は、フィルタ１
６によってノイズが除去された後、増幅器１７において
増幅される。この増幅された信号は、図示はしていない
が、復調回路、制御回路の順に送られ、質問器からのコ
マンドに対する非接触データキャリアからのレスポンス
について処理を行う。

【０００６】上記構成を有する公知の非接触データキャ
リアシステムでは、質問器１０はコマンドの送信時のみ
ならず、レスポンスの受信時にも、非接触データキャリ
アの電子回路駆動用の電力を供給し、データキャリアか
らの送信用クロックを送出するために、非接触データキ
ャリアに電波を送信する必要がある。さらに、質問器１
０と非接触データキャリア２０との通信を継続するため
に、直流電源電圧の低下を防止する必要があり、質問器
１０は電波の送信を継続する必要がある。

【０００７】次に、非接触データキャリアシステムにお
ける通信プロトコルについて、図３を参照して説明す
る。図３（Ａ）は質問器１０から送出されるコマンドの
フォーマットを、図３（Ｂ）は非接触データキャリアか
らのレスポンスのフォーマットをそれぞれ示している。

【０００８】図３（Ａ）において、４１はコマンド、４
２はデータキャリアにアクセスするためのキーデータ、
４３はアクセスするメモリ２６のアドレス、４４はメモ
リに書込むデータである。この時、質問器１０から送出
されたコマンドが非接触データキャリアに記憶された情
報を読み出すコマンドの場合には、４４のデータは付随
しない。さらに質問器１０がコマンド送信を送信する際
に、キーデータ４２を常に付加し、非接触データキャリ
ア２０がこのキーデータ４２と自身のキーデータとを照
合することにより、予め定められている正規の質問器以
外からの非接触データキャリアへの不正なアクセスを防
いでいる。

【０００９】図３（Ｂ）において、４５は非接触データ
キャリア２０のレスポンスであり、４６は読み出したデ
ータである。コマンドが非接触データキャリアへの書き
込みコマンドの場合は、データ４６は付随しない。

【００１０】このようなコマンドおよびレスポンスの信
号を送信する際には、質問器と非接触ＩＣカードは両者
のクロックを互いに同期させる必要がある。このクロッ
クの同期を取りやすくするためにプリアンブルを送出す
る。図４はこのプリアンブルを示したものであり、コマ
ンドあるいはレスポンス等の信号の前に、短時間の電波
を送って、クロックの同期を取りやすくする。

【００１１】図６は、非接触データキャリアの通信プロ
トコルを示すフローチャートである。非接触データキャ
リアは、質問器からのリセットコマンドを受信すると、
アンサー・ツー・リセット信号（以下、ＡＴＲとする）
を返送し、コマンド待ち状態となる。直流電源電圧が規
定値以上であると質問器からのコマンドを受け付け、キ
ー照合後コマンド処理を行い、レスポンスを送信し終え
ると、再度コマンド待ち状態となる。

【００１２】この時、非接触データキャリア２０と質問
器１０との距離が離れるなどすると、直流電源電圧は電
子回路の駆動可能な規定値より低下する。この電圧低下
によって非接触データキャリア２０はその機能を停止
し、質問器との通信を中断する。通信を再開するには、
質問器からのリセットコマンドを再度受信し、初期化か
ら始めるように構成されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の構
成では、質問器と非接触データキャリアとの通信を継続
するためには、上述したように非接触データキャリアに
対して質問器は常時電波を送出する必要がある。このた
め、質問器の消費電力は大きくなってしまい、特に質問
器を有する携帯用端末機では、消費電力の低減が要求さ
れている。

【００１４】また、質問器と非接触データキャリアとの
距離が離れ、通信途中で電波が断絶すると、質問器から
再度リセットコマンドを送出して非接触データキャリア
との通信を初期化からやり直し、コマンドおよびレスポ
ンスのデータ転送を行う必要がある。このため、両者の
通信が良好に保てない状態では、通信時間の増大につな
がり、非接触データキャリアの使い勝手を損なうという
課題を有していた。

【００１５】本発明の非接触データキャリアシステム
は、通信時のみ質問器から非接触データキャリアに対し
て電波を送信する構成を有し、使い勝手を損なうことな
く質問器の消費電力を低減する通信プロトコルを実現す
ることを目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の非接触データキャリアシステムは、質問器
と、質問器からの電波を整流して得られる直流電源の電
圧値を検出する電圧検出回路と、コマンド待ち条件プリ
セット回路を有する非接触データキャリアからなるもの
である。電圧検出回路は電源回路から出力される直流電
源の電圧値が予め定められた値、第一の電圧値および第
二の電圧値に達したことを検出すると、これを制御回路
に対して出力する。

【００１７】質問器から非接触データキャリアに送出さ
れる電波が途絶えた場合、非接触データキャリアはその
処理を一旦休止し、再び質問器からの電波から得られる
直流電源電圧が上昇し、その値が予められた第一の電圧
値に達した時に、コマンド待ち状態となる。すなわち、
通信中に電波が途絶えた場合、質問器から非接触データ
キャリアに対して電波を供給することで、再度初期化を
行うことなく通信を再開可能な状態、通信が前回途絶え
た状態から再開させることができる。これにより、質問
器は非接触データキャリアに対して通信の必要な時にの
み電波を送出する構成が可能となる。

【００１８】さらにコマンド待ち状態にある非接触デー
タキャリアが電圧検出回路により第二の電圧値以上にあ
ることを検出すると、非接触データキャリアは質問器か
らのコマンドに対して処理を行う構成とした。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【００２０】本発明の非接触データキャリアシステムは
従来例と同様に質問器と非接触データキャリアから構成
されている。この非接触データキャリアは、前記質問器
からの電波を受信、整流する直流電源回路、この電源回
路から出力される電圧値を検出する電圧検出回路を備え
ている。この電圧検出回路は、検出された値が予め定め
られた電圧値に達すると、これを非接触データキャリア
の制御回路に出力する。具体的には検出された電圧値が
電圧検出回路に定められた第一および第二の電圧値に達
すると、非接触データキャリアは質問器からのコマンド
待ち状態となり、質問器からのコマンドを実行する。

【００２１】請求項１に記載された発明は、直流電源回
路から出力された電圧値が予め定められた第一の電圧値
に達すると、非接触データキャリアはコマンド待ち状態
にプリセットされ、質問器からのコマンドを受信可能な
状態となる。

【００２２】さらに請求項２に記載された発明は、直流
電源回路の電圧値が第二の電圧値以上にある時、非接触
データキャリアは質問器からのコマンドを受信し、この
コマンドがリセットコマンドの場合には、リセットコマ
ンドを処理した後ＡＴＲを送信し、コマンド待ち状態に
戻る。一方、コマンドがリセットコマンド以外の場合に
はキー照合を行った後、コマンド処理を実行し、レスポ
ンスを送信後コマンド待ち状態となる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の非接触データキャリアシステ
ムの実施例について、図面を参照して説明する。

【００２４】図１は非接触データキャリアシステムのブ
ロック図を示したものであり、従来と同様の構成および
機能を有するものについては、同一の番号を付した。上
記従来例と同様に質問器１０は、非接触データキャリア
に対してコマンドを送出するもので、この図１では送受
信の主要部のみを示している。

【００２５】一方、非接触データキャリア２０は質問器
１０からのコマンドに基づいてレスポンスを返送するも
のである。従来例と同様に送受信コイル２１とコンデン
サ２２で構成される第一の並列共振回路３２、ダイオー
ドブリッジで構成される検波回路２３、電源回路２８、
復調回路２４、制御回路２５、メモリ２６、変調回路２
７を備えている。

【００２６】さらに本願発明の非接触データキャリア２
０は、電源回路２８から出力される直流電源電圧を測定
する電圧検出手段２９およびコマンド待ち条件プリセッ
ト回路３０を備えている。電圧検出手段２９は、予め定
められた第一の電圧値Ｖ１を検出する電圧検出回路２９
１および第二の電圧値Ｖ２を検出する第二の電圧検出回
路２９２を備えている。

【００２７】図２は本発明の非接触データキャリアシス
テムの通信プロトコルを示すフローチャートである。

【００２８】質問器１０から電波が送信されると、非接
触データキャリア２０は第一の並列共振回路３２で受信
する。受信した信号は検波回路２３で整流され、電源回
路２８で規定の直流電源電圧に変換される。この直流電
源電圧が第一の電圧検出回路２９１で検出される第一の
電圧値Ｖ１を越えると、非接触データキャリア２０はコ
マンド待ち条件にプリセットされ、コマンド待ちとな
る。

【００２９】次に非接触データキャリア２０は質問器１
０からのコマンドを受信する。受信したコマンドがリセ
ットコマンドであれば、質問器１０に対してＡＴＲを送
信し、非接触データキャリア２０はコマンド待ち状態と
なる。

【００３０】一方、コマンドがリセットコマンドではな
く、通常のコマンドであればキーデータを照合する。キ
ーデータが一致すれば非接触データキャリア２０はコマ
ンド処理を行い、質問器１０へレスポンスを送信する。
また、キーデータが一致しない場合は新たな質問器から
の問い合わせであり、この新たな質問器との通信にはリ
セットコマンドが必要となるため、再度非接触データキ
ャリア２０はコマンド待ちの状態となる。

【００３１】また、非接触データキャリア２０と質問器
１０との通信が多数の項目に及ぶ場合、個々の項目の処
理の進行具合に応じて質問器１０からコマンドを逐次発
生させる必要がある。コマンドとコマンドの間の通信を
行っていない期間には、質問器１０は電波の送信を中断
させる。

【００３２】質問器１０からの電波が中断されると、非
接触データキャリアの電源回路２８にて生成、出力され
る直流電源電圧は直ちに低下する。電圧検出手段を構成
する第一の電圧検出回路２９１が直流電源電圧を測定
し、第一の電圧値Ｖ１より低いと判断すると、制御回路
２５は質問器１０との通信を休止する。

【００３３】質問器１０がコマンドを発生し、通信を再
開すると、図４に示すプリアンブルにより信号受信前に
電源回路２８で生成される直流電源電圧は上昇を始め、
電圧値が第一の電圧値Ｖ１を越えると、非接触データキ
ャリアはコマンド待ち状態となる。

【００３４】第二の電圧検出回路２９２により検出され
る第二の電圧値Ｖ２を越えると、非接触データキャリア
は、コマンド待ち状態にプリセットされる。この時、継
続の通信の場合は、通常のコマンドであり、キー照合を
確認した後、コマンド処理が続行され、レスポンスを質
問器１０へ返送する。また、新たな通信であればリセッ
トコマンドから始められる。不正のアクセスに対して
は、キーの照合ができず、コマンド処理はなされず、コ
マンド待ちになる。

【００３５】本実施例では、チャタリングを防ぐために
第一の電圧値と第二の電圧値を設定し、電圧検出手段２
９に第一および第二の検出回路を採用した。しかし、非
接触データキャリア２０の消費電流が非常に少なく電圧
変動が少ない場合は、同じ電圧値としても良いのは当然
である。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、通信中に
電波が途絶えた場合、通信が前回途絶えた状態から再開
させることができ非接触データキャリアシステムとして
の使い勝手を向上させることができる。さらに質問器か
ら非接触データキャリアとの通信をするときのみ電波を
送信するために、消費電力が小さいという有利な効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における非接触データキャリ
アシステムのブロック図

【図２】本発明の一実施例における通信プロトコルを示
すフローチャート図

【図３】本発明のコマンドおよびレスポンスフォーマッ
トを示す図

【図４】非接触データキャリアシステムにおけるプリア
ンブル信号を示す図

【図５】従来の非接触データキャリアシステムの構成図

【図６】従来の通信プロトコルを示すフローチャート図

【符号の簡単な説明】

１０ 質問器 ２０ 非接触データキャリア ２４ 復調回路 ２５ 制御回路 ２６ メモリ ２７ 変調回路 ２８ 電源回路 ２９ 電圧検出回路 ３０ コマンド待ち条件プリセット回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 質問器と非接触データキャリアから構成
   される非接触データキャリアシステムであって、 前記非接触データキャリアは前記質問器からの電波を整
   流する直流電源を出力する電源回路と、この直流電源の
   電圧値が予め定められた電圧値に達したことを検出する
   電圧検出回路とを有し、直流電源の電圧値が前記電圧検
   出回路に定められた第一の電圧値に達すると、コマンド
   待ち状態にプリセットされ、コマンド待ち状態となるこ
   とを特徴とする非接触データキャリアシステム。
2. 【請求項２】 直流電源の電圧値が前記電圧検出回路に
   定められた第２の電圧値以上にある時、 前記非接触データキャリアはリセットコマンドが受信し
   た場合には、リセットコマンドを処理した後、質問器へ
   アンサー・ツー・リセット信号を送信し、コマンド待ち
   状態に戻り、 リセットコマンド以外のコマンドを受信した場合には、
   キー照合およびコマンド処理を行い、質問器へレスポン
   スを送信した後、コマンド待ち状態となることを特徴と
   する請求項１記載の非接触データキャリアシステム。