KR20010045899A - 비접촉식 집적회로 카드 리더 모듈 - Google Patents

비접촉식 집적회로 카드 리더 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 신분 및 출입 확인 또는 버스나 지하철을 승차할 수 있도록 사용되는 각각의 비접촉식 집적회로 카드를 읽고 판독할 수 있도록 한 비접촉식 집적회로 카드 리더 모듈에 관한 것으로,
본 발명은 비접촉식 카드가 소정의 거리로 근접시 소정의 주파수 신호를 발생하는 수단과; 상기 수단에 발생된 주파수를 전위로 변환하여 출력하고, 비접촉식 카드로부터 되돌아오는 전류의 세기에 따른 자력선의 변화(전위)를 읽어드리는 코일과; 상기 코일로부터 읽어드린 전위를 증폭하는 수단과; 상기 증폭된 전위를 소정의 신호로 제한 및 디지털 신호로 변환하는 수단과; 상기 신호 제한 및 디지털화된 신호를 기설정된 알고리즘에 의하여 비교하고 판독하여 이 판독된 신호를 주제어수단에 출력하는 마이크로 프로세서와; 상기 마이크로 프로세서의 제어 신호에 의하여 각각의 처리 체계가 다른 데이터를 저장, 삭제하는 메모리 수단으로 구성하게 된다

Description

비접촉식 집적회로 카드 리더 모듈{NON-CONTACT MODE INTEGRATED CIRCUIT CARD READER MODULE}
본 발명은 비접촉식 집적회로 카드 리더 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신분 및 출입 확인 또는 버스나 지하철을 승차할 수 있도록 사용되는 각각의 비접촉식 집적회로 카드를 읽고 판독할 수 있도록 한 비접촉식 집적회로 카드 리더에 관한 것이다.
일반적으로 집적회로(IC)카드는 단말기(카드 리더)와의 물리적 접촉 여부에 따라 접촉식 카드와 비접촉식 카드로 분류되는데, 상기 접촉식 카드의 경우는 단말기 등에 카드를 삽입하여 카드에 수록된 데이터를 읽어드리는 방식이고, 상기 비접촉식 카드는 단말기와의 물리적인 접촉을 실행하지 않은 상태에서 무선 주파수 등을 사용한 통신에 의하여 카드에 수록된 데이타를 읽어 드리는 방식이다.
그리고 현재에는 상기 접촉식 및 비접촉식 모두를 사용하고 있는 실정이나, 상기 접촉식 집적회로 카드의 경우에는 사용자가 카드를 카드 리더에 삽입하였다가 꺼내어야 하는 번거로움 및 카드나 카드 리더에 먼지, 기타 이물질이 묻어 있는 경우 정상적인 작동을 하지 않게 되는 문제점을 가지고 있다.
반면에 상기 비접촉식 카드의 경우, 카드나 혹은 카드 리더에 먼지, 기타 이물질, 결로, 유지등이 묻어 있다 하여도 직접적인 접촉을 하지 않은 상태에서 무선 주파수를 이용하여 카드의 데이타를 판독할 수 있게 되므로 정상적인 작동에는 전혀 지장을 주지 않게 되는 강점이 있다.
따라서, 상기 비접촉식 집적회로 카드를 "차세대형 집적카드" 라고 지칭하게 되며, 이 비접촉식 집적회로 카드의 경우 현재에는 버스, 전철 등의 교통분야, 보안 시스템, 출입 통제 시스템, 현금카드, 신분증, 공중전화카드, 가축의 분류등 여러 분야에서 널리 사용되고 있는 실정이다.
그러나 상기 비접촉식 집적회로 카드를 판독하는 카드 리더의 경우, 상기 집적회로 카드가 소정 거리 이내로 근접되면, 소정의 125 KHz 또는 128 KHz 의 공명모드를 송출하는 마그네틱 코일로부터 상기 주파수를 집적회로 카드에 발생하게 된다.
따라서 상기 비접촉식 집적회로 카드는 카드 리더에서 발생된 상기 소정의 주파수에 따른 전류의 세기에 의한 전위를 축적하였다가 62.5KHz의 리턴 신호를 출력하게 되고, 이 출력된 신호는 상기 카드 리더가 수신하여 수신된 전위에 대하여 증폭기를 통해서 소정의 레벨로 증폭되며, 이 증폭된 데이타는 필터를 통해서 데이타에 포함된 노이즈를 필터링 하여 정확한 정보를 산출하게 된다.
이와 같이 산출된 정보는 카드 리더의 내부 회로에 의하여 분석 판독되고, 이 분석 판독된 내용(예를 들어 출입 혹은 신분 등)을 주 제어장치에 전송하는 과정으로 작동하게 된다.
이와 같이 작동하는 카드 리더는 특히 125 KHz로 카드를 읽어드리는 방식의 경우, 세계적으로 PSK(Phase Shift Keying; 위상 편이 방식)과, FSK (Frequency Shift Keying; 주파수 편이 방식)방식을 주로 채택하여 사용하게 된다.
그리고 국내의 경우에는 주로 버스 및 지하철에 사용되는 카드가 있는데, 상기 카드들은 모두 비접촉식 카드이나 상기 버스에 사용되는 카드로 지하철 이용에 사용할 수 없고, 지하철 카드로 버스 이용에 사용할 수 없는 다시 말하면 같은 주파수를 사용하더라도 호환이 되지 않게 되어 있다.
그 이유는 상기 PSK(Phase Shift Keying)위상 편이 방식은 도 1 에 도시한 바와 같이, 125 KHz 가 일정하고, 진폭의 크기가 다를 때를 인식하는 것으로, 125 KHz를 샘플링 주파수(Fc)/2 로 즉 1 개의 주파수가 125 KHz 로 같은 값의 2개를 묶어 0 에서 1 또는 1 에서 0 으로 계산하여 사용하는 방식이다.
상기 FSK(Frequency Shift Keying) 주파수 편이 방식은 도 2 에 도시한 바와 같이, 두개의 다른 진폭의 데이타를 사용하며, 샘플링 주파수(Fc)/8 = 0 으로, 샘플링 주파수(Fc)/10 = 1 로 진폭이 큰 것과 작은 것의 비율을 계산하여 사용하는 방식으로, 장치에서 신호를 주고, 되돌아오는 수의 데이타로 검출하게 되는 방식이다.
그러므로 상기 비접촉식 집적회로 카드에 수록된 데이타를 읽어 드리고 처리하는 상기 카드 리더의 내부 데이타 체계가 서로 다르기 때문이다.
이와 같이 종래의 비접촉식 집적회로 카드 리더의 경우 서로 같은 125KHz 주파수의 비접촉식 집적회로 카드를 사용한다 하더라도, 상기 카드 리더에서는 집적회로 카드로부터 읽어 드리는 데이타 처리 체계가 제작 회사별로 데이타 처리 체계가 서로 다른 것을 채택하여 사용하기 때문에, 근접된 비접촉식 집적회로 카드를 전혀 읽어 드리지 못하게 되어 사용할 수 없게 된다.
그러므로 기존 카드 리더 시스템에서 카드 리더의 증설을 요하거나 혹은 새로이 카드 리더 시스템을 설치하고자 하는 경우, 기존 데이타 체계와 동일한 카드 리더를 설치하여야 하고, 새로이 카드 리더를 설치하고자 할 경우에도 마찬가지로 동일한 데이타 처리 체계의 카드 리더를 설치하지 않으면 무용지물이 되게 된다.
이와 같이 종래의 비접촉식 카드의 카드 리더는 호환이 불가능하여 운용 및 사용상에 많은 제약을 받게 되는 문제점을 가지게 되었다.
따라서 본 발명의 목적은 비접촉식 집적회로 카드를 판독하는 카드 리더가 서로 다른 데이타 체계의 카드라도 판독하고 처리할 수 있도록 하여 비접촉식 집적회로 카드 리더의 호환성 부여 및 사용 범위를 확대하고자 하는데 있다.
도 1은 비접촉식 집적회로 카드에 사용되는 위상 편이 방식의 무선 주파수 파형도.
도 2는 비접촉식 집적회로 카드에 사용되는 주파수 편이 방식의 무선 주파수 파형도.
도 3은 본 발명 비접촉식 집적회로 카드 리더 모듈 전체 시스템.
도 4는 본 발명 비접촉식 집적회로 카드 리더 모듈 상세 블럭도.
상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 비접촉식 카드가 소정의 거리로 근접시 소정의 주파수 신호를 발생하는 수단과; 상기 수단에 발생된 주파수를 전위로 변환하여 출력하고, 비접촉식 카드로부터 되돌아오는 전류의 세기에 따른 자력선의 변화(전위)를 읽어드리는 코일과; 상기 코일로부터 읽어드린 전위를 증폭하는 수단과; 상기 증폭된 전위를 소정의 신호로 제한 및 디지털 신호로 변환하는 수단과; 상기 신호 제한 및 디지털화된 신호를 기설정된 알고리즘에 의하여 비교하고 판독하여 이 판독된 신호를 주제어수단에 출력하는 마이크로 프로세서와; 상기 마이크로 프로세서의 제어 신호에 의하여 각각의 처리 체계가 다른 데이터를 저장, 삭제하는 메모리 수단으로 구성하게 된다.
따라서 본 발명에 의하면, 카드 리더는 비접촉식 카드를 근접시키면, 카드 리더로부터 발생되는 신호에 의하여 소정의 전위를 되돌아오는 비접촉식 카드로부터 신호를 받아 이 신호를 증폭 제한 및 데이타 신호로 변환한 후 메모리로부터 기설정된 데이터와 비교 판독하여 판독된 신호에 해당하는 코드로 출력하도록 함으로써, 데이터 체계가 서로 다른 비접촉식 카드에 대하여 판독할 수 있게 되는 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부되는 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3 은 본 발명 비접촉식 집적회로 카드 리더 전체 시스템이고, 도 4 는 본 발명 비접촉식 집적회로 카드 리더 상세 블록도 로서, 내부에 코일(coil), 콘덴서(condenser), 집적회로(IC)로 구성되어 임의로 설정된 전위를 발생하는 비접촉식 카드(10)와; 상기 비접촉식 카드(10)로부터 축적된 전위를 증폭, 제한하고 데이터 신호로 변환하여 기설정된 데이터와 비교 판독하는 카드 리더(20)와; 상기 카드 리더(20)로부터 판독된 데이터 신호를 받아 시스템 전체를 제어하는 주제어 장치(30)와; 상기 주제어 장치(30)로부터 제어된 신호를 디스플레이 하는 단말기(40)와; 상기 단말기(40)로부터 제어 신호에 의하여 디스플레이 된 데이터를 인쇄하는 프린터(50)로 구성된다.
상기 카드 리더(20)는 비접촉식 카드(10)가 소정의 거리로 근접시 소정의 주파수 신호를 발생하는 주파수 발생기(21)와; 상기 주파수 발생기(21)로부터 소정의 주파수(125KHz)신호 발생 및 비접촉식 카드(10)로 부터 전류의 세기에 따른 자력선의 변화(전위)를 읽어드리는 코일(22)과; 상기 코일(22)로부터 읽어드린 전위를 증폭하는 증폭기(23)와; 상기 증폭기(23)로부터 증폭된 신호를 제한하는 제한기(24)와; 상기 증폭기(23)로부터 증폭된 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기(25)와; 상기 제한기(24)와 A/D변환기(25)로부터 제한 및 디지털화된 신호를 기설정된 알고리즘에 의하여 기설정된 데이터와 비교하고 판독하며 이 판독된 데이타 신호를 주제어 장치(30)에 출력하는 마이크로 프로세서(26)와; 상기 마이크로 프로세서(26)의 제어 신호에 의하여 각각의 처리 체계가 다른 데이터를 저장 및 삭제하는 메모리(27)로 구성된다. 도면중 미설명 부호 28 은 전원 공급 및 리세트부이고, 29 는 입출력 포트이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 비접촉식 카드(10)를 카드 리더(20)에 근접시키면, 카드 리더(20)에서는 코일(22)로부터 주파수 발생기(21)에서 발생되는 소정의 주파수(125 KHz)신호를 출력하게 되고, 이 출력된 소정의 주파수(125 KHz)신호는 비접촉식 카드(10)에서 전위로 축적된다.
이 축적된 전위는 다시 카드 리더(20)의 코일(22)을 통해서 다시 받아 드리고, 이 받아 드린 전위는 증폭기(23)를 통해서 증폭하게 되며, 이 증폭된 신호는 제한기(limiter)(24)를 통해서 소정의 신호(파형) 레벨로 진폭을 제한하여 마이크로 프로세서(26)에 입력함과 아울러, A/D 변환기(25)를 통해서 상기 증폭기(23)로부터 증폭된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 마이크로 프로세서(26)에 입력하게 된다.
따라서 상기 마이크로 프로세서(26)에서는 상기 제한기(24)와 A/D변환기(25)로부터 진폭 제한 및 디지털화된 데이타 신호와 기설정된 알고리즘에 의하여 각각의 데이터 체계(PSK, FSK)방식이 다른 데이터가 저장된 메모리(27)로 부터 소정의 데이터를 읽어드려 비교, 판독하게 되는바, 즉 상기 마이크로 프로세서(26)에서는 비접촉식 카드(10)로 부터 읽어 드려 판독된 데이터가 "PSK" "FSK" 방식인지를 판독하여 방식에 맞는 소정의 코드로 변환하여 주제어장치(40)에 입력되게 된다.
그리고 상기 주제어장치(40)에서는 입력된 소정의 코드로 변환된 비접촉식 카드(10)에 대하여 시스템 체계에 맞는가를 제어하고 그에 따른 제어된 상태의 신호를 단말기(50)를 통해서 디스플레이 하거나, 프린터(60)로 프린트하게 되는 것이다.
한편 상기 카드 리더(20)에 근접된 비접촉식 카드(10)로 부터 읽어 드린 데이타를 변경하고자 할 경우, 상기 주제어장치(40)에서는 카드 리더(20)의 입출력 포트(29)를 통해서 변경 또는 재 입력하고자 하는 소정 코드 신호를 입력시키면, 상기 카드 리더(20)의 마이크로 프로세서(26)에서는 입력된 소정의 코드 신호에 대하여 기설정된 알고리즘에 의하여 메모리(27)를 통해서 그에 해당하는 데이타 체계에 따른 데이타를 받아 주파수 발생기(21) 및 코일(22)을 통해서 근접되는 비접촉식 카드(10)에 출력하여 상기 비접촉식 카드(10)에 데이타 변경 및 새로운 데이타를 입력시켜 놓을 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 카드 리더에 비접촉식 카드를 근접시키면, 소정의 전위로 비접촉식 카드로부터 되돌아오는 신호를 받아 이 신호를 증폭 제한 및 데이타 신호로 변환한 후, 기설정된 데이터와 비교 판독하여 판독된 신호에 해당하는 코드로 출력할 수 있도록 함으로써, 상기 카드 리더는 서로 다른 데이타 체계의 비접촉식 집적회로 카드라도 판독하고 처리할 수 있게 되므로 비접촉식 카드 리더의 호환성 부여 및 사용 범위를 확대는 물론 나아가서는 시스템 증설 및 신설시 경제적인 장점을 제공하게 되는 것이다.

Claims (3)

  1. 내부에 코일, 콘덴서, 집적회로로 구성되어 임의로 설정된 전위를 발생하는 비접촉식 카드와; 상기 비접촉식 카드로부터 축적된 전위를 증폭, 제한하고 데이터 신호로 변환하여 기설정된 데이터와 비교 판독하고 이 판독된 데이터 신호를 받아 시스템 전체를 제어하는 주제어장치로 전송하는 비접촉식 카드 리더에 있어서, 상기 카드 리더는 근접되는 비접촉식 카드로부터 데이타 체계가 서로 다른 125KHZ 의 위상편이 방식과 주파수편이 방식의 데이타 모두를 읽고, 판독할 수 있도록 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 비접촉식 집적회로 카드 리더 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 카드 리더는 비접촉식 카드가 소정의 거리로 근접시 소정의 주파수 신호를 발생하는 주파수 발생기와; 상기 주파수 발생기로부터 소정의 주파수 신호 발생 및 비접촉식 카드로부터 전류의 세기에 따른 전위를 읽어드리는 코일과; 상기 코일로부터 읽어드린 전위를 증폭하는 증폭기와; 상기 증폭기로부터 증폭된 신호를 제한하는 제한기와; 상기 증폭기로부터 증폭된 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기와; 상기 제한기와 A/D변환기로부터 제한 및 디지털화된 신호를 기설정된 알고리즘에 의하여 기설정된 데이타와 비교하고 판독하며 이 판독된 데이타 신호를 출력하는 마이크로 프로세서와; 상기 마이크로 프로세서의 제어 신호에 의하여 각각의 처리 체계가 다른 위상편이 방식과 주파수편이 방식의 데이터를 저장 및 삭제하는 메모리로 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 비접촉식 집적회로 카드 리더 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 카드 리더는 근접되는 비접촉식 카드에 마이크로 프로세서에 입력되는 소정의 코드 신호에 대한 데이타 신호를 주파수 발생기와 코일을 통해서 입력될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 비접촉식 집적회로 카드 리더 모듈.
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