JPWO2009131197A1 - Reader / writer and program - Google Patents
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Abstract
電圧測定部(14)は送受信部(11)が間欠的に送信する搬送波信号の電圧値を測定し、センサ部(15)はその測定値に基づいて、送受信部(11)に近接される非接触ICカードの近接の有無を定期的に判別する。そして、制御部(13)は、センサ部(15)から「近接有」の通知を受信した場合、送受信部(11)に搬送波の送信を継続させる。また、制御部(13)は、センサ部(15)から「近接無」の通知を受信した場合、送受信部(11)に搬送波の送信を停止させる。The voltage measurement unit (14) measures the voltage value of the carrier wave signal transmitted intermittently by the transmission / reception unit (11), and the sensor unit (15) is based on the measurement value and is close to the transmission / reception unit (11). The presence or absence of the contact IC card is periodically determined. And a control part (13) makes a transmission / reception part (11) continue transmission of a carrier wave, when a notification of "proximity presence" is received from a sensor part (15). Moreover, a control part (13) makes a transmission / reception part (11) stop transmission of a carrier wave, when a notification of "no proximity" is received from a sensor part (15).
Description
本発明は、非接触ICとの間で情報の送受信が可能なリーダライタ、およびプログラムに関する。 The present invention relates to a reader / writer capable of transmitting and receiving information to and from a non-contact IC, and a program.
交通機関で使用される電子乗車券やクレジットカード等として利用されている非接触ICカードは、駅の改札やイベント会場などの入り口に設置されているリーダライタに近接し、そのリーダライタから放出されている搬送波を介してリーダライタと通信を行う(例えば、特許文献1参照)。 Non-contact IC cards used as electronic tickets and credit cards used in transportation are close to the reader / writer installed at the entrance of a station ticket gate or event venue, and are released from the reader / writer. Communication with a reader / writer is performed via a carrier wave (see, for example, Patent Document 1).
このようなリーダライタは、リーダライタと近接した非接触ICカードと瞬時に通信を行うことが必要であるため、常に搬送波を放出し続けている必要がある。そのため、リーダライタが搬送波を放出するために必要な電力は、比較的大きくなってしまう。 Since such a reader / writer needs to communicate instantaneously with a non-contact IC card close to the reader / writer, it is necessary to always emit a carrier wave. Therefore, the power required for the reader / writer to emit the carrier wave becomes relatively large.
本発明では、上記実情を鑑みてなされたものであり、消費電力を節約でき、かつ非接触ICカードと確実に通信を行うことが可能なリーダライタ、およびプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a reader / writer and a program that can save power consumption and can reliably communicate with a non-contact IC card.
上記の目的を達成するため、本発明の第1の観点に係るリーダライタは、
媒体との間で搬送波信号を介して通信する機能を有するリーダライタであって、
前記搬送波信号を送信する搬送波送信手段と、
前記搬送波送信手段が送信する搬送波信号の電圧値を繰り返して測定する電圧測定手段と、
前記電圧測定手段で測定した電圧値に基づいて、自身に近接された前記媒体が有るか否かを定期的に判別する近接判別手段と、
前記近接判別手段が、近接された媒体が有ると判別した場合に、前記搬送波送信手段を制御して、前記媒体との間で前記搬送波信号を介したデータ通信が可能な状態に制御し、前記近接判別手段が、近接された媒体が無いと判別した場合には、前記搬送波送信手段を制御して、前記近接判別手段による前記媒体の近接の有無の検出が可能な状態に制御する搬送波制御手段と、
を備えることを特徴とする。In order to achieve the above object, a reader / writer according to the first aspect of the present invention provides:
A reader / writer having a function of communicating with a medium via a carrier wave signal,
Carrier transmission means for transmitting the carrier signal;
Voltage measuring means for repeatedly measuring the voltage value of the carrier signal transmitted by the carrier transmitting means;
Based on the voltage value measured by the voltage measuring means, proximity determining means for periodically determining whether or not there is the medium close to itself,
When the proximity determining means determines that there is a medium that is close, the carrier transmitting means is controlled so that data communication with the medium via the carrier signal is possible, A carrier wave control unit that controls the carrier wave transmission unit when the proximity determination unit determines that there is no adjacent medium so that the proximity determination unit can detect the presence or absence of the proximity of the medium. When,
It is characterized by providing.
前記搬送波制御手段は、
前記近接判別手段が近接された媒体が無いと判別した場合には、前記近接判別手段による前記媒体の近接の有無の検出が可能で、且つ、前記媒体との間の搬送波を介したデータ通信が不可能な状態に前記搬送波送信手段を制御してもよい。The carrier wave control means includes
When the proximity determining unit determines that there is no medium in proximity, the proximity determining unit can detect the proximity of the medium, and data communication with the medium via a carrier wave can be performed. The carrier wave transmission means may be controlled in an impossible state.
前記搬送波制御手段は、
前記搬送波送信手段に搬送波を出力させ、続いて、前記近接判別手段が、近接された媒体が有ると判別した場合には、前記媒体との間で前記搬送波信号を介したデータ通信が可能なように、前記搬送波を継続的に出力させ、前記近接判別手段が、近接された媒体が無いと判別した場合には、前記搬送波送信手段を制御して、搬送波の出力を停止させ又は搬送波のエネルギーを低下させてもよい。The carrier wave control means includes
If the carrier transmitting means outputs a carrier wave, and then the proximity determining means determines that there is a close medium, data communication via the carrier signal is possible with the medium. In the case where the carrier wave is continuously output, and the proximity determining unit determines that there is no adjacent medium, the carrier wave transmitting unit is controlled to stop the output of the carrier wave or to reduce the energy of the carrier wave. It may be lowered.
前記搬送波制御手段は、
前記搬送波送信手段に、媒体の近接検出できるレベルとできないレベルの搬送波を順次に出力させ、前記近接判別手段が、近接された媒体が有ると判別した場合には、前記媒体との間で前記搬送波信号を介したデータ通信が可能なレベルの搬送波を継続的に出力させるように制御してもよい。The carrier wave control means includes
When the carrier wave transmitting means sequentially outputs a carrier wave at a level at which proximity of the medium can be detected and a level at which the medium cannot be detected, and the proximity determining means determines that there is a medium close to the medium, It may be controlled to continuously output a carrier wave at a level that allows data communication via a signal.
前記搬送波制御手段は、
前記搬送波送信手段に、媒体の近接検出できるが通信ができない所定レベルの搬送波を出力させ、前記近接判別手段が、近接された媒体が有ると判別した場合には、前記媒体との間で前記搬送波信号を介したデータ通信が可能なレベルの搬送波を継続的に出力させるように制御してもよい。The carrier wave control means includes
When the carrier wave transmitting means outputs a carrier wave of a predetermined level that can detect the proximity of the medium but cannot communicate, and the proximity determining means determines that there is a medium in proximity, the carrier wave between the medium and the medium is detected. It may be controlled to continuously output a carrier wave at a level that allows data communication via a signal.
前記近接判別手段は、
前記電圧測定手段が測定した電圧値から閾値電圧を求める、閾値電圧算出手段をさらに備え、
前記電圧測定手段が直近に測定した電圧値が、前記閾値電圧算出手段で算出した閾値電圧を下回った場合に、近接された前記媒体が有ると判別してもよい。The proximity determining means includes
A threshold voltage calculating means for obtaining a threshold voltage from the voltage value measured by the voltage measuring means;
When the voltage value most recently measured by the voltage measuring unit is lower than the threshold voltage calculated by the threshold voltage calculating unit, it may be determined that there is the medium that is in close proximity.
前記閾値電圧算出手段は、
前記電圧測定手段が測定した複数の電圧値のうち直近に測定したものから所定回数分の電圧値の平均値を算出し、算出した平均値からノイズマージンに相当する電圧値を減算した電圧を閾値電圧として算出してもよい。The threshold voltage calculation means includes
A voltage value obtained by subtracting a voltage value corresponding to a noise margin from the calculated average value is calculated as a threshold value by calculating an average value of a predetermined number of voltage values from the most recently measured voltage values measured by the voltage measuring means. It may be calculated as a voltage.
前記閾値電圧算出手段は、
前記電圧測定手段が測定した複数の電圧値のうち直近に測定したものから所定回数分の電圧値の統計情報を算出し、算出した統計情報に基づいて、前記ノイズマージンに相当する電圧値を求めてもよい。The threshold voltage calculation means includes
The statistical information of the voltage value for a predetermined number of times is calculated from the most recently measured voltage value measured by the voltage measuring means, and the voltage value corresponding to the noise margin is obtained based on the calculated statistical information. May be.
前記電圧測定手段は最大値保持回路を備え、該最大値保持回路に搬送波の電圧を保持させ、保持させた電圧値を測定してもよい。 The voltage measuring means may include a maximum value holding circuit, hold the carrier voltage in the maximum value holding circuit, and measure the held voltage value.
上記目的を達成するため、本発明の第2の観点に係るプログラムは、
媒体との間で搬送波信号を介して通信する機能を有するコンピュータを、
前記搬送波信号を送信する搬送波送信手段と、
前記搬送波送信手段が送信する搬送波信号の電圧値を繰り返して測定する電圧測定手段と、
前記電圧測定手段で測定した電圧値に基づいて、自身に近接された前記媒体が有るか否かを定期的に判別する近接判別手段と、
前記近接判別手段が、近接された媒体が有ると判別した場合に、前記搬送波送信手段を制御して、前記媒体との間で前記搬送波信号を介したデータ通信が可能な状態に制御し、前記近接判別手段が、近接された媒体が無いと判別した場合には、前記搬送波送信手段を制御して、前記近接判別手段による前記媒体の近接の有無の検出が可能な状態に制御する搬送波制御手段と、
として機能させることを特徴とする。In order to achieve the above object, a program according to the second aspect of the present invention provides:
A computer having a function of communicating with a medium via a carrier wave signal;
Carrier transmission means for transmitting the carrier signal;
Voltage measuring means for repeatedly measuring the voltage value of the carrier signal transmitted by the carrier transmitting means;
Based on the voltage value measured by the voltage measuring means, proximity determining means for periodically determining whether or not there is the medium close to itself,
When the proximity determining means determines that there is a medium that is close, the carrier transmitting means is controlled so that data communication with the medium via the carrier signal is possible, A carrier wave control unit that controls the carrier wave transmission unit when the proximity determination unit determines that there is no adjacent medium so that the proximity determination unit can detect the presence or absence of the proximity of the medium. When,
It is made to function as.
本発明によれば、非接触ICカードがリードライタに近接しているか否かを判別し、その判別結果に基づいて搬送波の送信を停止したり開始したりするため、搬送波を送信する際に消費される電力を節約し、かつ高い確実性をもって通信することができる。 According to the present invention, it is determined whether or not the non-contact IC card is close to the reader, and the transmission of the carrier wave is stopped or started based on the determination result. Power can be saved and communication can be performed with high reliability.
以下、本発明の実施形態に係るリーダライタ10が、図面を参照して説明される。リーダライタ10は、リーダライタ10と近接する非接触ICチップが内蔵されたカード型の媒体(非接触ICカード)と、リーダライタ10が送信する搬送波を介して通信を行う。また、リーダライタ10は、非接触ICカードがリーダライタ10に近接しているか否かを判別する近接センサ機能を有する。
Hereinafter, a reader /
具体的には、この近接センサ機能は、ローディングエフェクト(負荷効果)を利用して実現される。ローディングエフェクトとは、リーダライタ10が送信する搬送波が、リーダライタ10に近接した非接触ICカードにより誘導される電流によって打ち消され、弱められる効果である。
Specifically, this proximity sensor function is realized using a loading effect (load effect). The loading effect is an effect in which a carrier wave transmitted by the reader /
リーダライタ10は、物理的には、図1に示すように、送受信部11と、記憶部12と、制御部13と、電圧測定部14と、センサ部15とを備える。
As shown in FIG. 1, the reader /
送受信部11は、変調回路、復調回路、高周波増幅回路等の各種回路や、送信用及び受信用アンテナ等を備える。送受信部11は、制御部13による制御のもと、送信用アンテナから搬送波を送信し、近接した非接触ICカードに電力を供給する。また、送受信部11は、搬送波を介して、非接触ICカードとの間で情報の送受信を行う。なお、搬送波は、後述する搬送波制御処理において、所定のタイミングで間欠的に送信される。ここで、「搬送波が間欠的に送信される」とは、搬送波信号の電圧値が、リーダライタ10が非接触ICカードの近接を判別することが可能な値と、その値よりも低い値とを交互にとるように搬送波が送信される場合をいう。
The transmission / reception unit 11 includes various circuits such as a modulation circuit, a demodulation circuit, and a high-frequency amplifier circuit, and transmission and reception antennas. The transmission / reception unit 11 transmits a carrier wave from a transmission antenna under the control of the
記憶部12は、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)等を備え、制御部13が実行する動作プログラムや各種情報を記憶する。また、記憶部12は、制御部13が動作するためのワークエリアとしても使用される。
また、記憶部12は、後述する搬送波制御処理において搬送波を間欠的に送信するための判別に使用される各種の時間情報を固定データとして予め記憶している。なお、この各種の時間情報は、ユーザが適宜設定できる可変データであってもよい。The
In addition, the
制御部13は、CPU(Central Processing Unit)等を備える。制御部13は、記憶部12に記憶されている動作プログラムを実行することにより、リーダライタ10全体を制御する。
また、制御部13は、送受信部11により搬送波が間欠的に送信されるタイミングを制御する搬送波制御処理を実行する。なお、搬送波制御処理の詳細については後述する。
また、制御部13は、クロック回路などから構成されるタイマを備え、所定時間を計時する計時機能を有する。The
Further, the
The
電圧測定部14は、電圧レベル検出回路等を備える。電圧測定部14は、送受信部11が送信する搬送波信号の電圧(振幅電圧)を定期的(例えば250ms毎)に測定して測定値をセンサ部15に送信する搬送波電圧測定処理を行う。搬送波電圧測定処理の詳細については後述する。
ここで、図2を参照して、測定する搬送波信号の送受信部11から電圧測定部14への流れを説明する。図2は、送受信部11と電圧測定部14の概略回路図の一例である。発振器111の出力する所定周波数の交流信号(搬送波信号)は、マッチング回路112を介してループアンテナ113a、113bに供給される。ループアンテナ113aと113bの入力端は、共振用キャパシタC1とC2とを介して接続されている。ループアンテナ113aと113bの接続点と、共振用キャパシタC1とC2の接続点は、接地されている。
また、ループアンテナ113bの一方の入力端の電圧が高インピーダンスの減衰器141を介して、検波器142に供給される。検波器142は、ダイオードとキャパシタから構成され、減衰器141の出力する搬送波信号の正極性のエンベローブ信号を出力する。
検波器142の出力は、アナログデジタルコンバータ(ADC)を介して後述するセンサ部15のCPUに供給される。
なお、電圧測定部14がセンサ部15に送信する測定値の信号は、デジタル信号として送信してもよいし、アナログ信号のまま送信してもよい。また、その測定値の信号は、後述するセンサ部15のCPUに内蔵されるADCによりデジタル信号に変換されてもよい。The
Here, the flow of the carrier wave signal to be measured from the transmission / reception unit 11 to the
The voltage at one input end of the loop antenna 113b is supplied to the
The output of the
The measurement value signal transmitted from the
センサ部15は、CPU、RAM、ROM等を備える。センサ部15は、電圧測定部14から送信される搬送波信号の振幅電圧の測定値に基づいて、ローディングエフェクトを利用することにより非接触ICカードがリーダライタ10に近接しているか否かを定期的(例えば250ms毎)に判別し、その結果(近接している旨の通知)を制御部13に送信する近接判別処理を行う。近接判別処理の詳細については後述する。
The sensor unit 15 includes a CPU, a RAM, a ROM, and the like. The sensor unit 15 periodically determines whether or not the non-contact IC card is close to the reader /
次に、リーダライタ10の動作について説明する。
まず、制御部13による搬送波制御処理について、図3を参照して説明する。なお、ここでは、搬送波制御処理の一例として、制御部13が搬送波の送信の開始及び停止のタイミングを制御する場合を考える。搬送波制御処理は、例えば、ユーザがリーダライタ10の電源をONにする操作等に応答して開始される。Next, the operation of the reader /
First, the carrier wave control processing by the
搬送波制御処理が開始されると、制御部13は、所定時間(例えば250ms)が経過したか否かを判別する(ステップS101)。制御部13は、所定時間が経過していないと判別した場合は(ステップS101;No)、所定時間が経過するまで待つ。
When the carrier wave control process is started, the
制御部13は、所定時間が経過したと判別した場合は(ステップS101;Yes)、送受信部11に搬送波の送信の開始指示を送信する(ステップS102)。
When determining that the predetermined time has elapsed (step S101; Yes), the
続いて、制御部13は、所定時間(例えば40μs)が経過したか否かを判別する(ステップS103)。この時間は、送受信部11が送信する搬送波が安定するまでの待ち時間に相当する。制御部13は、所定時間が経過していないと判別した場合は(ステップS103;No)、所定時間が経過するまで待つ。
Subsequently, the
制御部13は、所定時間が経過したと判別した場合は(ステップS103;Yes)、電圧測定部14に送受信部11から送信されている搬送波信号の振幅電圧の測定の開始指示を送信する(ステップS104)。
When determining that the predetermined time has elapsed (step S103; Yes), the
続いて、制御部13は、センサ部15から非接触ICカードの近接の有無の通知を受信したか否かを判別する(ステップS105)。制御部13は、近接の有無の通知を受信していないと判別した場合は(ステップS105;No)、その通知を受信するまで待つ。
Subsequently, the
制御部13は、近接の有無の通知を受信したと判別した場合は(ステップS105;Yes)、その受信した通知が、非接触ICカードがリーダライタ10に近接していることを示す「近接有」通知であるか否かを判別する(ステップS106)。
When the
制御部13は、受信した通知が「近接有」であると判別した場合は(ステップS106;Yes)、ポーリングコマンドを実行することにより、送信中の搬送波を介して、近接している非接触ICカードへ非接触IDの問い合わせをする等の通信、及び非接触ICカードへの電力供給を行う(ステップS107)。
なお、この通信において行われる読み込みや書き込み処理は、非接触ICカードの種類やリーダライタ10にインストールされているアプリケーションの種類等に基づいて行われる。If the
Note that the reading and writing processes performed in this communication are performed based on the type of contactless IC card, the type of application installed in the reader /
その後、制御部13は、非接触ICカードとの通信が終了したか否かを判別する(ステップS108)。制御部13は、通信が終了していないと判別した場合は(ステップS108;No)、通信が終了するまで待つ。
Thereafter, the
制御部13は、通信が終了したと判別した場合は(ステップS108;Yes)、送受信部11に搬送波の送信の停止指示を送信する(ステップS109)。そして制御部13は、ステップS109の処理の後、ステップS101の処理に戻る。
If the
また、制御部13は、受信した通知が「近接有」でないと判別した場合(ステップS106;No)、すなわち受信した通知が「近接無」である場合は、送受信部11に搬送波の送信の停止指示を送信する(ステップS110)。そして、制御部13は、ステップS110の処理の後、ステップS101の処理に戻る。
Further, when the
以上が、搬送波制御処理の一連の動作である。なお、ユーザがリーダライタ10の電源をOFFにする操作等による割り込み信号が発生した場合に、この搬送波制御処理は終了する。
The above is a series of operations of the carrier wave control process. Note that this carrier wave control process ends when an interrupt signal is generated by an operation of the user turning off the power of the reader /
このように制御部13は、センサ部15から「近接無」通知を繰り返し受信する間、すなわち非接触ICカードがリーダライタ10に近接していない場合には、所定時間毎(例えば250ms毎)に搬送波を送信する。また、制御部13は、センサ部15から「近接有」通知を受信した場合、すなわち非接触ICカードがリーダライタ10に近接している場合には、搬送波を介して非接触ICカードと通信や電力供給を行う。ここで、通常、搬送波信号の電圧(振幅電圧)は、極めて短時間(例えば100μs)で測定可能である。従って、振幅電圧を測定するために搬送波が送信されている時間(即ち、搬送波が送信開始されてから(ステップS102)から停止されるまで(ステップS110)の時間)は、非接触ICカードに電力を供給するに至らないほど極めて短い。そのため、本実施形態に係るリーダライタ10の消費電力を、常に搬送波が送信され続けているものと比べて少なくすることが可能である。
As described above, the
次に、電圧測定部14による電圧測定処理について、図4を参照して説明する。この電圧測定処理は、例えば、ユーザがリーダライタ10の電源をONにする操作等に応答して開始される。
Next, voltage measurement processing by the
まず、電圧測定部14は、制御部13から搬送波信号の振幅電圧の測定の開始指示(ステップS104で送信された指示に相当)を受信したか否かを判別する(ステップS201)。電圧測定部14は、指示を受信していないと判別した場合は(ステップS201;No)、指示を受信するまで待つ。
First, the
電圧測定部14は、測定の開始指示を受信したと判別すると(ステップS201;Yes)、送受信部11が送信する搬送波信号の振幅電圧の測定を行う(ステップS202)。
When determining that the measurement start instruction has been received (step S201; Yes), the
次に、電圧測定部14は、ステップS202で測定した電圧の測定値をセンサ部15に送信する(ステップS203)。その後、電圧測定部14はステップS201の処理に戻る。
Next, the
以上が、電圧測定処理の一連の動作である。なお、ユーザがリーダライタ10の電源をOFFにする操作等による割り込み信号が発生した場合に、この電圧測定処理は終了する。
The above is a series of operations of the voltage measurement process. Note that this voltage measurement process ends when an interrupt signal is generated by an operation of the user turning off the power of the reader /
このように、電圧測定部14は、制御部13からの指示に応じて、送受信部11が送信する搬送波信号の電圧を測定し、センサ部15にその測定値を送信する。
As described above, the
次に、センサ部15による近接判別処理について、図5を参照して説明する。この近接判別処理は、例えば、ユーザがリーダライタ10の電源をONにする操作等に応答して開始される。
Next, proximity determination processing by the sensor unit 15 will be described with reference to FIG. This proximity determination process is started in response to, for example, an operation of turning on the power of the reader /
まず、センサ部15は、電圧測定部13から搬送波の振幅電圧の測定値(ステップS203で送信された測定値に相当)を受信したか否かを判別する(ステップS301)。センサ部15は、測定値を受信していないと判別した場合は(ステップS301;No)、測定値を受信するまで待つ。 First, the sensor unit 15 determines whether or not a measured value of the amplitude voltage of the carrier wave (corresponding to the measured value transmitted in step S203) is received from the voltage measuring unit 13 (step S301). When it is determined that the measurement value is not received (step S301; No), the sensor unit 15 waits until the measurement value is received.
センサ部15は、測定値を受信したと判別すると(ステップS301;Yes)、直近の所定回数分(例えば20回分)の測定値の平均値を算出する(ステップS302)。
なお、この所定回数は、任意の値に設定されることが可能である。また、この所定回数分の測定値のうち、最高値と最低値を除いて、平均値が算出されてもよい。If it is determined that the measurement value is received (step S301; Yes), the sensor unit 15 calculates an average value of the measurement values for the most recent predetermined number of times (for example, 20 times) (step S302).
The predetermined number of times can be set to an arbitrary value. Further, an average value may be calculated by excluding the highest value and the lowest value among the measured values for the predetermined number of times.
続いて、センサ部15は、算出された平均値からノイズマージンに相当する所定の電圧値(例えば10mV)を減算し、閾値電圧を算出する(ステップS303)。
なお、このノイズマージンは所定の値でなくてもよい。例えば、電圧測定部14から定期的に送信される搬送波信号の振幅電圧の測定値のうち、直近の所定回数分(例えば4回分)の分散値や偏差値等の統計情報が算出され、その統計情報に応じてノイズマージンが決定されてもよい。これにより、例えば、振幅電圧の測定値があまり分散していない場合にノイズマージンが低く設定されることにより、近接しているか否かの判別の制度を向上させることができる。
また、このノイズマージンを減算する処理は、必ずしも行う必要はない。この処理が行われない場合には、ステップS302で算出された平均値が閾値電圧となる。Subsequently, the sensor unit 15 calculates a threshold voltage by subtracting a predetermined voltage value (for example, 10 mV) corresponding to the noise margin from the calculated average value (step S303).
Note that this noise margin may not be a predetermined value. For example, among the measurement values of the amplitude voltage of the carrier wave signal periodically transmitted from the
Further, the process of subtracting the noise margin is not necessarily performed. If this process is not performed, the average value calculated in step S302 is the threshold voltage.
続いて、センサ部15は、電圧測定部14から定期的に送信される最新(直近)の搬送波信号の振幅電圧の測定値がステップS303で算出された閾値電圧を超えているか否かを判別する(ステップS304)。これにより、センサ部15は、非接触ICカードがリーダライタ10に近接しているか否かを判別する。なお、ステップS304の判別処理において、非接触ICカードがリーダライタ10に近接しているか否かを判別できる理由は、最新(直近)の搬送波信号の振幅電圧の測定値が閾値電圧を超えていない場合、リーダライタ10に近接している非接触ICカードによるローディングエフェクトによって搬送波信号の振幅電圧が低減されたと推定できるからである。
Subsequently, the sensor unit 15 determines whether or not the measured value of the amplitude voltage of the latest (most recent) carrier wave signal periodically transmitted from the
センサ部15は、振幅電圧の測定値が閾値電圧を超えていると判別した場合(ステップS304;Yes)、制御部13に非接触ICカードがリーダライタ10に近接していないことを示す「近接無」通知を送信する(ステップS305)。その後、センサ部15はステップS301の処理に戻る。
When the sensor unit 15 determines that the measured value of the amplitude voltage exceeds the threshold voltage (step S304; Yes), the sensor unit 15 indicates to the
センサ部15は、振幅電圧の測定値が閾値電圧を越えていないと判別した場合(ステップS304;No)、制御部13に非接触ICカードがリーダライタ10に近接していることを示す「近接有」通知を送信する(ステップS306)。その後、センサ部15はステップS301の処理に戻る。
When it is determined that the measured value of the amplitude voltage does not exceed the threshold voltage (step S304; No), the sensor unit 15 indicates to the
以上が、近接判別処理の一連の動作である。なお、ユーザがリーダライタ10の電源をOFFにする操作等による割り込み信号が発生した場合に、この近接判別処理は終了する。
The above is a series of operations of the proximity determination process. Note that the proximity determination process ends when an interrupt signal is generated by the user turning off the power of the reader /
このようにして、近接判別処理において、比較的短い所定時間(例えば250ms)毎に非接触ICカードがリーダライタ10に近接しているか否かが判別される。そして非接触ICカードが近接していると判別された場合、その旨を示す「近接有」通知が制御部13に送信される。
なお、上記の閾値電圧の算出処理において、電圧測定部14が測定したアナログ信号の電圧値、またはA/D変換されたデジタル信号の電圧値のどちらが用いられてもよい。In this manner, in the proximity determination process, it is determined whether or not the non-contact IC card is close to the reader /
In the threshold voltage calculation process, either the voltage value of the analog signal measured by the
このように、本実施形態に係るリーダライタ10は、非接触ICカードが近接しているか否かを判別するセンサ機能を有し、その判別結果により搬送波の送信を制御する。従って、リーダライタ10は、搬送波の送信により消費される電力を節約しつつ、確実に非接触ICカードと通信することができる。
As described above, the reader /
なお、本発明を実施するにあたって、種々の形態が考えられ、上記の実施形態に限られるものではない。 In carrying out the present invention, various forms are conceivable, and the present invention is not limited to the above embodiment.
例えば、本実施形態では、非接触ICカードと通信するリーダライタについて説明したが、非接触ICチップを備えた機器(例えば携帯端末や携帯電話)等にも同様に本発明を適用することができる。 For example, in the present embodiment, a reader / writer that communicates with a non-contact IC card has been described. However, the present invention can be similarly applied to a device (for example, a mobile terminal or a mobile phone) that includes a non-contact IC chip. .
また、本実施形態の搬送波制御処理において、搬送波の送信をONまたはOFFにするための判別に用いられた各種の所定に時間(例えば、搬送波が安定して送信されるまでの待ち時間が40μs等)は、例示された時間に限定されず、適宜最適な所定の時間が設定可能である。 Further, in the carrier wave control processing of the present embodiment, various predetermined times used for determination for turning on or off the transmission of the carrier wave (for example, the waiting time until the carrier wave is stably transmitted is 40 μs, etc. ) Is not limited to the exemplified time, and an optimal predetermined time can be set as appropriate.
また、本実施形態においてセンサ部15が行う処理は、制御部13が行ってもよい。この場合、リーダライタ10は、センサ部15を備える必要はない。
In addition, the process performed by the sensor unit 15 in the present embodiment may be performed by the
また、本実施形態では、センサ部15は電圧測定部14から送信される搬送波信号の振幅電圧の測定値に基づいて非接触ICカードが近接しているか否かを判別するが、既存の赤外線近接センサや磁気型近接センサ等の一般的な近接センサが、この判別を行ってもよい。
また、本実施形態では、電圧測定部14が送受信部11から送信される搬送波信号の振幅電圧を測定し、センサ部15がその測定値に基づいて非接触ICカードが近接しているか否かを判別する。しかし、センサ部15は、電圧測定部14が測定する搬送波信号の電圧の実効値や平均値等に基づいて非接触ICカードが近接しているか否かを判別してもよい。In the present embodiment, the sensor unit 15 determines whether or not the non-contact IC card is in proximity based on the measurement value of the amplitude voltage of the carrier wave signal transmitted from the
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、制御部13がセンサ部15から非接触ICカードが近接している旨の通知を受信すると(ステップS105;Yes)、制御部13は搬送波を介してポーリングコマンド等を実行する。しかし、制御部13がセンサ部15から非接触ICカードが近接している旨の通知を所定時間(例えば1s)経過後も受信しない場合に、制御部13は搬送波を介してポーリングコマンド等を実行してもよい。
これにより、送受信部11の周囲の予期せぬ外部要因等により、電圧測定部14により測定される搬送波信号の振幅電圧が異常値を示し、センサ部15が非接触ICカードが近接しているか否かを適切に判別できない場合であっても、所定時間後には必ず制御部13は搬送波を介してポーリングコマンド等を実行する。このため、リーダライタ10は、非接触ICカードとより確実に通信を行うことができる。In the present embodiment, when the
Thereby, due to an unexpected external factor around the transmission / reception unit 11, the amplitude voltage of the carrier wave signal measured by the
また、本実施形態の電圧測定部14が最大値保持回路(ピークホールド)を備えてもよい。この場合、最大値保持回路により、送受信部11から送信される搬送波信号の振幅電圧は瞬時に保持され、保持された電圧を測定することにより、さらに搬送波の送信時間を短くすることが可能である。詳細に説明すると、搬送波振幅電圧の測定において、リーダライタが最大値保持回路を持たない場合には、(a)搬送波の送信を開始してから搬送波の電圧が安定するまでの時間と(b)A/D変換にかかる時間との間は、少なくとも搬送波が送信され続けている必要がある。これに対し、リーダライタが最大値保持回路を持つ場合には、(a)の時間だけ搬送波が送信されていればよい。従って、リーダライタが最大値保持回路を持つ場合には、(a)の時間経過後、すなわち最大値保持回路が電圧を保持してからすぐに送受信部11による搬送波の送信を停止することができるため、搬送波の送信により消費される電力をさらに節約することができる。
Further, the
また、上述の搬送波制御処理では、ポーリングコマンド等の実行中に(ステップS107)電圧測定処理及び近接判別処理は行われていない。しかし、制御部13は、ポーリングコマンド等の実行中に電圧測定部14に電圧測定指示を送信し、センサ部15から近接の有無の通知を受信することで、非接触ICカードとの通信中も電圧測定処理及び近接判別処理が行われてもよい。
In the above-described carrier wave control process, the voltage measurement process and the proximity determination process are not performed during execution of a polling command or the like (step S107). However, the
また、上述の搬送波制御処理では、制御部13はセンサ部15から「近接無」の通知を受信した場合に、送受信部11に搬送波の送信の停止指示を送信している(ステップS110)。しかし、制御部13は、電圧の測定指示を送信し(ステップS104)、電圧測定部14により電圧測定が終了した後、センサ部15からの近接の有無の通知の受信を待たずに搬送波の送信の停止指示を送受信部11に送信してもよい。この場合、制御部13は、ポーリングコマンド等の実行(ステップS107)前に、再度搬送波の送信の開始指示を送受信部11に送信すればよい。
In the carrier wave control process described above, when the
また、リーダライタ10が最大値保持回路を持つ場合には、制御部13は、電圧の測定指示を送信する直前、すなわちステップS103とステップS104の間で搬送波の送信の停止指示を送受信部11に送信してもよい。この場合、制御部13は、ポーリングコマンド等の実行(ステップS107)前に、再度搬送波の送信の開始指示を送受信部11に送信すればよい。
When the reader /
また、本実施形態では、制御部13が「近接無」の通知を繰り返し受信する間、搬送波は一定期間毎(ステップS101では250ms毎)に送受信部11から送信される。しかし、制御部13が「近接有」の通知を一度受信した場合、その一定期間よりも短い期間毎に搬送波を送信するよう送受信部11に指示してもよい。具体的には、送受信部11は2秒毎に搬送波を送信し、非接触ICカードが近接したならば、制御部13の指示により250ms毎に送信する。その後、5分程度の間に一度も非接触ICカードが近接しなかったならば、再び送受信部11は2秒毎に搬送波を送信する。これにより、通信が途切れてしまった際にすぐにカードが近接した場合のセンサの反応性が良くなる。
Further, in the present embodiment, while the
さらに、制御部13が「近接無」の通知を繰り返し受信する間、制御部13は、非接触ICカードとの通信や電力供給は可能ではないが近接判別は可能である程度の電力を消費する搬送波を間欠的に、又は連続的に送信するよう、送受信部11に指示してもよい。そして、制御部13が「近接有」の通知を受信した場合、制御部13は非接触ICカードとの通信や電力供給が可能である程度の電力を消費する搬送波を送信するよう、送受信部11に指示してもよい。
Further, while the
ここで、制御部13が「近接無」の通知を繰り返し受信する間に、送受信部11から搬送波が間欠的に及び連続的に送信される場合の、搬送波信号の電圧値の時間変化の一例を図6に示す。
Here, an example of the time change of the voltage value of the carrier wave signal when the carrier wave is transmitted intermittently and continuously from the transmission / reception unit 11 while the
図6(a)は、制御部13が「近接無」の通知を繰り返し受信する間に、搬送波の送信の開始及び停止が繰り返し行われる場合の搬送波信号の電圧値の時間変化を示す。リーダライタ10の電源が入った時間を時刻0とする。制御部13は時刻t1で送受信部11に搬送波の送信を開始させる。この時送信する搬送波信号の電圧値V1は、非接触ICカードとの通信や電力供給が可能である搬送波信号の電圧値である。ここで、「通信が可能である」とは、リーダライタ10と非接触ICカードとの間で、送受信が必要な情報を通常の品質で送受信できる状態をいう。制御部13は、時刻t2でセンサ部15から「近接無」の通知を受信し、搬送波の送信を停止させる。制御部13が時刻t3及びt4で同じ動作を繰り返した後に、非接触ICカードがリーダライタ10に近接した場合を考える。すると、制御部13は時刻t5で搬送波の送信を開始させた後、時刻t6でセンサ部15から「近接有」の通知を受信する。そして、制御部13は時刻t6以降非接触ICカードとの通信等が終了するまで、搬送波を送信させ続ける。なお、時刻0〜t1、t2〜t3、及びt4〜t5において、制御部13は搬送波の送信を停止させずに、搬送波信号の電圧値がV1よりも低い値である搬送波を送信させてもよい。以下同様に非接触ICカードがリーダライタ10に近接する場合を考える。
FIG. 6A shows a time change of the voltage value of the carrier wave signal when the start and stop of the carrier wave are repeatedly performed while the
図6(b)は、制御部13が「近接無」の通知を繰り返し受信する間に、搬送波信号の電圧値がリーダライタ10が非接触ICカードの近接を判別することが可能な値とそれよりも低い値とを交互にとるように搬送波が送信される場合の搬送波信号の電圧値の時間変化を示す。この場合、制御部13は時刻0〜t1、t2〜t3、及びt4〜t5においては搬送波信号の電圧値がV2である搬送波を送信させる。この時送信する搬送波信号の電圧値V2は、リーダライタ10が非接触ICカードの近接判別が可能な値でも、近接判別が可能でない値でもよい。そして、制御部13は時刻t1〜t2、t3〜t4、及びt5〜t6においては搬送波信号の電圧値がV3である搬送波を送信させる。この時送信する搬送波信号の電圧値V3は、V1より小さいがV2より大きく、非接触ICカードの近接判別が可能な値である。そして、制御部13はt6で「近接有」通知を受信した後に、搬送波信号の電圧値がV1である搬送波を送信させる。なお、図6(a)の場合においても、制御部13はt1〜t2、t3〜t4、及びt5〜t6では搬送波信号の電圧値がV3である搬送波を送信させてもよい。
FIG. 6B shows the voltage value of the carrier wave signal that allows the reader /
次に図6(c)は、制御部13が「近接無」の通知を繰り返し受信する間に、搬送波信号の電圧値が非接触ICカードの近接を判別することが可能な値のまま連続的に搬送波が送信される場合の搬送波信号の電圧値の時間変化を示す。この場合、時刻0〜t6までは、制御部13は搬送波信号の電圧値がV3である搬送波を連続的に送信させる。そして、制御部13はt6で「近接有」通知を受信した後に、搬送波信号の電圧値がV1である搬送波を送信させる。
このように搬送波を送信することで、本実施形態に係るリーダライタは、常に搬送波信号の電圧値がV1の状態で動作するリーダライタよりも消費電力が少ない。Next, FIG. 6C shows that while the
By transmitting the carrier wave in this way, the reader / writer according to the present embodiment consumes less power than the reader / writer that always operates in a state where the voltage value of the carrier wave signal is V1.
また、本実施形態では、リーダライタ10において、動作プログラムが記憶部13に予め記憶されている。しかし、上述の処理動作を実行させるためのプログラムをフレキシブルディスク、CD−ROM(Compact Disk Read-Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disk)、MO(Magnet-Optical Disk)等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布し、そのプログラムをリーダライタ10にインストールすることにより、上述の処理動作を実行する装置(リーダライタ)を構成してもよい。
In the present embodiment, in the reader /
また、プログラムをインターネット等の通信ネットワーク上の所定のサーバ装置が有するディスク装置等に格納しておき、例えば搬送波に重畳させて、コンピュータにダウンロード等してもよい。さらに、通信ネットワークを介してプログラムを転送しながら起動及び実行することによっても、上述の処理を達成することができる。 Alternatively, the program may be stored in a disk device or the like of a predetermined server device on a communication network such as the Internet, and may be downloaded to a computer by being superimposed on a carrier wave, for example. Furthermore, the above-described processing can also be achieved by starting and executing a program while transferring it via a communication network.
本出願は、2008年4月23日に出願された、日本国特許出願2008−113083号に基づく。本明細書中に日本国特許出願2008−113083号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。 This application is based on Japanese Patent Application No. 2008-113083 filed on Apr. 23, 2008. The specification, claims, and entire drawing of Japanese Patent Application No. 2008-113083 are incorporated herein by reference.
本発明は、非接触ICとリーダライタとの間での通信等の用途に好適に適用される。 The present invention is suitably applied to uses such as communication between a non-contact IC and a reader / writer.
10 リーダライタ
11 送受信部
111 発振器
112 マッチング回路
113a、113b ループアンテナ
12 記憶部
13 制御部
14 電圧測定部
141 減衰器
142 検波器
15 センサ部
C1、C2 共振用キャパシタDESCRIPTION OF
Claims (10)
前記搬送波信号を送信する搬送波送信手段と、
前記搬送波送信手段が送信する搬送波信号の電圧値を繰り返して測定する電圧測定手段と、
前記電圧測定手段で測定した電圧値に基づいて、自身に近接された前記媒体が有るか否かを定期的に判別する近接判別手段と、
前記近接判別手段が、近接された媒体が有ると判別した場合に、前記搬送波送信手段を制御して、前記媒体との間で前記搬送波信号を介したデータ通信が可能な状態に制御し、前記近接判別手段が、近接された媒体が無いと判別した場合には、前記搬送波送信手段を制御して、前記近接判別手段による前記媒体の近接の有無の検出が可能な状態に制御する搬送波制御手段と、
を備えることを特徴とするリーダライタ。A reader / writer having a function of communicating with a medium via a carrier wave signal,
Carrier transmission means for transmitting the carrier signal;
Voltage measuring means for repeatedly measuring the voltage value of the carrier signal transmitted by the carrier transmitting means;
Based on the voltage value measured by the voltage measuring means, proximity determining means for periodically determining whether or not there is the medium close to itself,
When the proximity determining means determines that there is a medium that is close, the carrier transmitting means is controlled so that data communication with the medium via the carrier signal is possible, A carrier wave control unit that controls the carrier wave transmission unit when the proximity determination unit determines that there is no adjacent medium so that the proximity determination unit can detect the presence or absence of the proximity of the medium. When,
A reader / writer characterized by comprising:
前記近接判別手段が近接された媒体が無いと判別した場合には、前記近接判別手段による前記媒体の近接の有無の検出が可能で、且つ、前記媒体との間の搬送波を介したデータ通信が不可能な状態に前記搬送波送信手段を制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載のリーダライタ。The carrier wave control means includes
When the proximity determining unit determines that there is no medium in proximity, the proximity determining unit can detect the proximity of the medium, and data communication with the medium via a carrier wave can be performed. Controlling the carrier transmission means in an impossible state;
The reader / writer according to claim 1.
前記搬送波送信手段に搬送波を出力させ、続いて、前記近接判別手段が、近接された媒体が有ると判別した場合には、前記媒体との間で前記搬送波信号を介したデータ通信が可能なように、前記搬送波を継続的に出力させ、前記近接判別手段が、近接された媒体が無いと判別した場合には、前記搬送波送信手段を制御して、搬送波の出力を停止させ又は搬送波のエネルギーを低下させる、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のリーダライタ。The carrier wave control means includes
If the carrier transmitting means outputs a carrier wave, and then the proximity determining means determines that there is a close medium, data communication via the carrier signal is possible with the medium. In the case where the carrier wave is continuously output and the proximity discriminating unit discriminates that there is no adjacent medium, the carrier wave transmitting unit is controlled to stop the carrier wave output or to reduce the energy of the carrier wave. Reduce,
The reader / writer according to claim 1, wherein the reader / writer is provided.
前記搬送波送信手段に、媒体の近接検出できるレベルとできないレベルの搬送波を順次に出力させ、前記近接判別手段が、近接された媒体が有ると判別した場合には、前記媒体との間で前記搬送波信号を介したデータ通信が可能なレベルの搬送波を継続的に出力させるように制御する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のリーダライタ。The carrier wave control means includes
When the carrier wave transmitting means sequentially outputs a carrier wave at a level at which proximity of the medium can be detected and a level at which the medium cannot be detected, and the proximity determining means determines that there is a medium close to the medium, Control to continuously output a carrier wave at a level capable of data communication via a signal.
The reader / writer according to claim 1, wherein the reader / writer is provided.
前記搬送波送信手段に、媒体の近接検出できるが通信ができない所定レベルの搬送波を出力させ、前記近接判別手段が、近接された媒体が有ると判別した場合には、前記媒体との間で前記搬送波信号を介したデータ通信が可能なレベルの搬送波を継続的に出力させるように制御する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のリーダライタ。The carrier wave control means includes
When the carrier wave transmitting means outputs a carrier wave of a predetermined level that can detect the proximity of the medium but cannot communicate, and the proximity determining means determines that there is a medium in proximity, the carrier wave between the medium and the medium is detected. Control to continuously output a carrier wave at a level capable of data communication via a signal.
The reader / writer according to claim 1, wherein the reader / writer is provided.
前記電圧測定手段が測定した電圧値から閾値電圧を求める、閾値電圧算出手段をさらに備え、
前記電圧測定手段が直近に測定した電圧値が、前記閾値電圧算出手段で算出した閾値電圧を下回った場合に、近接された前記媒体が有ると判別する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のリーダライタ。The proximity determining means includes
A threshold voltage calculating means for obtaining a threshold voltage from the voltage value measured by the voltage measuring means;
When the voltage value most recently measured by the voltage measuring means is lower than the threshold voltage calculated by the threshold voltage calculating means, it is determined that there is the adjacent medium.
The reader / writer according to claim 1, wherein the reader / writer is provided.
前記電圧測定手段が測定した複数の電圧値のうち直近に測定したものから所定回数分の電圧値の平均値を算出し、算出した平均値からノイズマージンに相当する電圧値を減算した電圧を閾値電圧として算出する、
ことを特徴とする請求項6に記載のリーダライタ。The threshold voltage calculation means includes
A voltage value obtained by subtracting a voltage value corresponding to a noise margin from the calculated average value is calculated as a threshold value by calculating an average value of a predetermined number of voltage values from the most recently measured voltage values measured by the voltage measuring means. Calculate as voltage,
The reader / writer according to claim 6.
前記電圧測定手段が測定した複数の電圧値のうち直近に測定したものから所定回数分の電圧値の統計情報を算出し、算出した統計情報に基づいて、前記ノイズマージンに相当する電圧値を求める、
ことを特徴とする請求項7に記載のリーダライタ。The threshold voltage calculation means includes
The statistical information of the voltage value for a predetermined number of times is calculated from the most recently measured voltage value measured by the voltage measuring means, and the voltage value corresponding to the noise margin is obtained based on the calculated statistical information. ,
The reader / writer according to claim 7.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のリーダライタ。The voltage measuring means includes a maximum value holding circuit, the carrier voltage is held in the maximum value holding circuit, and the held voltage value is measured.
The reader / writer according to claim 1, wherein the reader / writer is provided.
前記搬送波信号を送信する搬送波送信手段と、
前記搬送波送信手段が送信する搬送波信号の電圧値を繰り返して測定する電圧測定手段と、
前記電圧測定手段で測定した電圧値に基づいて、自身に近接された前記媒体が有るか否かを定期的に判別する近接判別手段と、
前記近接判別手段が、近接された媒体が有ると判別した場合に、前記搬送波送信手段を制御して、前記媒体との間で前記搬送波信号を介したデータ通信が可能な状態に制御し、前記近接判別手段が、近接された媒体が無いと判別した場合には、前記搬送波送信手段を制御して、前記近接判別手段による前記媒体の近接の有無の検出が可能な状態に制御する搬送波制御手段と、
として機能させることを特徴とするプログラム。A computer having a function of communicating with a medium via a carrier wave signal;
Carrier transmission means for transmitting the carrier signal;
Voltage measuring means for repeatedly measuring the voltage value of the carrier signal transmitted by the carrier transmitting means;
Based on the voltage value measured by the voltage measuring means, proximity determining means for periodically determining whether or not there is the medium close to itself,
When the proximity determining means determines that there is a medium that is close, the carrier transmitting means is controlled so that data communication with the medium via the carrier signal is possible, A carrier wave control unit that controls the carrier wave transmission unit when the proximity determination unit determines that there is no adjacent medium so that the proximity determination unit can detect the presence or absence of the proximity of the medium. When,
A program characterized by functioning as
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