KR20020015245A - Contactless IC Card Reader of ISO-14443 Type B - Google Patents

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KR20020015245A
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Abstract

PURPOSE: An RF card reader is provided to realize an ISO(International Organization for Standardization)-14442 B type communication signal connection type among the communication signal connection type of the RF card. CONSTITUTION: The RF card reader comprises a transmission part(122) transmitting the data modulating a carrier wave to ASK(Amplitude Shift Keying) 10% to an RF card(110) through an antenna(121), a receiving part(123) receiving a BPSK(binary Phase Shift Keying) signal of the sub carrier wave received from the RF card through the antenna, a CPU, a memory storing a necessary data under a control of CPU and an I/O interface(126) interfacing the CPU with an outer computer(131) or outer device(132). The transmission part includes an oscillation part oscillating a carrier wave of 13.56MHz, a modulation part modulating a NRZ(Non Return to Zero) serial data transmitted to the RF card to the carrier wave with ASK 10%, a power amplifying part amplifying the modulated wave and a low pass filter filtering the power amplified signal.

Description

비타입의 비접촉식 아이씨 카드 판독기 {Contactless IC Card Reader of ISO-14443 Type B}Contactless IC card reader of non-type {Contactless IC Card Reader of ISO-14443 Type B}

본 발명은 비접촉식 IC 카드(Contactless IC Card) 판독기에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 비접촉식 IC 카드의 통신 신호접속 방식 중 ISO-14443 B-타입의 통신 신호접속 방식을 구현하기 위한 비접촉식 IC 카드 판독기에 관한 것이다.The present invention relates to a contactless IC card reader, and more specifically, to a contactless IC card reader for implementing an ISO-14443 B-type communication signal connection method among communication signal connection methods of a contactless IC card. It is about.

현대 사회는 카드 사회라 불릴 만큼 생활 속에 많은 카드가 범람하고 있다. 대표적인 예로서 플라스틱 카드에 자기 기록매체를 붙인 자기 스트라이프 카드(Magnetic Stripe Card; M/S Card)가 있다. 이 자기 스트라이프 카드로는 은행의 캐쉬 카드(Cash Card)와 신용판매회사의 크레디트 카드(Credit Card) 등과 같은 것이 있으며, 이 카드는 자기 스트라이프 상에 기록된 디지털 신호를 자기 헤드로 읽어서 본인인지 아닌 지를 확인하는 데 사용된다. 한편, 공중전화카드 등과같은 회수권 방식의 카드를 선불 카드 또는 프리페이드 카드(Prepaid Card)라고 하는데, 이는 자기 재료 상에 디지털 신호를 읽고 쓰기가 가능하도록 되어 있으며 단말장치로 데이터를 처리한다.Modern society is flooded with so many cards in life that it is called a card society. A representative example is a magnetic stripe card (M / S card) in which a magnetic recording medium is attached to a plastic card. Such magnetic stripe cards include a cash card of a bank and a credit card of a credit company. The card reads a digital signal recorded on a magnetic stripe with a magnetic head to determine whether or not it is itself. Used to check. On the other hand, a card of a revocation ticket type such as a public telephone card is called a prepaid card or a prepaid card, which reads and writes digital signals on magnetic materials and processes data with a terminal device.

IC 카드는 마이크로 프로세서와 메모리를 내장하고 있어서 카드 내에서 정보의 저장과 처리가 가능한 플라스틱 카드이다. 이 IC 카드는 Integrated Circuit Card의 약자로 ISO에서는 IC 카드라고 호칭을 통일하고 있지만, 그밖에 스마트 카드(Smart Card), 메모리 카드(Memory Card), 또는 칩 인 카드(Chip-in Card), 인텔리젼트 카드(Intelligent Card) 등으로도 불리어진다.IC cards are plastic cards that contain a microprocessor and memory, allowing information to be stored and processed within the card. This IC card is an abbreviation of Integrated Circuit Card, and ISO refers to it as an IC card, but there are other smart cards, memory cards, chip-in cards, and intelligent. Also called an Intelligent Card.

IC 카드는 카드 판독기가 IC 카드에 저장된 서비스 정보를 단순하게 리드하거나 간단한 데이터만을 입력할 수 있는 메모리 카드(memory card)와 카드 판독기와 IC 카드간에 데이터 통신을 수행하면서 IC 카드에 저장된 정보를 변경할 수 있는 스마트 카드(smart card)로 구분된다. 이 스마트 카드는 서비스 정보를 저장하는 메모리 소자와 메모리 소자의 서비스 정보를 등록, 변경 및 삭제할 수 있는 마이크로 프로세서를 구비하며, 이 마이크로 프로세서를 구동하기 위한 칩 운용 프로그램을 포함한다. 스마트 카드는 마이크로 프로세서가 외부의 카드 판독기에서 공급되는 제어신호에 의해 메모리를 억세스할 수 있을 뿐만 아니라, 입출력부를 통해 권고 프로토콜에 따라 카드 판독기와 데이터 통신을 수행할 수 있기 때문에, 메모리 소자 내의 정보를 수시로 등록, 삭제 및 변경할 수 있다.The IC card can change the information stored on the IC card while performing data communication between the card reader and the IC card and a memory card that allows the card reader to simply read the service information stored on the IC card or input only simple data. It is divided into a smart card. The smart card includes a memory device that stores service information and a microprocessor that can register, change, and delete service information of the memory device, and includes a chip operating program for driving the microprocessor. The smart card not only can access the memory by a control signal supplied from an external card reader, but also perform data communication with the card reader according to the recommended protocol through the input / output unit, thereby providing information in the memory device. You may register, delete or change it from time to time.

IC 카드는 램(RAM : Random Access Memory), 롬(ROM : Read Only Memory), 마이크로 프로세서, 그리고 비휘발성 메모리(EEPROM)로 구성된다. 램(RAM)은 마이크로 프로세서의 데이터 처리용 메모리, 롬(ROM)은 마이크로 프로세서의 프로그램용 메모리, 그리고 비휘발성 메모리는 데이터용 메모리이다. 즉, 비휘발성 메모리는 발행자에 대한 정보 및 발행자가 서비스를 제공하기 위한 데이터를 저장하고, 마이크로 프로세서는 램(RAM)에 저장된 데이터와 롬(ROM)에 저장된 프로그램에 의하여 비휘발성 메모리에 저장된 정보에 따라 이용자에게 원하는 서비스를 제공하도록 제어한다.The IC card consists of random access memory (RAM), read only memory (ROM), microprocessor, and nonvolatile memory (EEPROM). RAM is a memory for data processing of a microprocessor, ROM is a program memory for a microprocessor, and nonvolatile memory is a memory for data. That is, the nonvolatile memory stores information about the issuer and data for the issuer to provide a service, and the microprocessor stores information in the nonvolatile memory by data stored in a RAM and a program stored in a ROM. Accordingly, control to provide a desired service to the user.

이 IC 카드는 외부와의 통신방법에 따라 두 가지로 분류되는데, 접촉면을 카드 판독기(card reader)에 삽입하는 접촉식 카드(Contact Card)와 카드 내에 내장되어 있는 안테나를 이용하여 무선 주파수로 통신하는 비접촉식 카드(Contactless Card)가 있다.The IC card is classified into two types according to the communication method with the outside. The IC card communicates by radio frequency using a contact card inserting a contact surface into a card reader and an antenna built in the card. There is a Contactless Card.

접촉식 카드는 카드내의 칩을 동작시키기 위한 전원과 클럭신호를 얻기 위하여 카드 판독기와의 물리적인 접촉이 필요하다. 이를 위하여 카드를 판독기 안에 삽입시키며, 카드에 대한 전원은 호스트 어플리케이션이나 판독기의 제어하에 판독기로부터 카드로 공급 또는 차단된다. 이 접촉식 카드는 고도의 보안을 요하는 시스템에 적합하다.Contact cards require physical contact with a card reader to obtain a clock signal and a power source for operating the chips in the card. For this purpose, the card is inserted into the reader, and power to the card is supplied or disconnected from the reader to the card under the control of a host application or reader. This contact card is suitable for high security systems.

반면에, 비접촉식 카드는 카드 판독기 부근에 카드를 가져다대면 비접촉식 카드와 카드 판독기 사이에 정보 교환이 이루어진다. 이 비접촉식 카드는 그 접근거리에 따라 밀착형(close coupling)과 리모트형(remote coupling)으로 나뉘어지며, 이 리모트형은 다시 근접형(proximity), 근방형(vicinity), 마이크로파(RF)형으로 나뉘어진다. 밀착형(CICC)은 ISO 10536에서, 근접형(PICC)은 ISO/IEC 14443에서, 근방형(VICC)은 ISO/IEC 15693에서 표준 마련이 진행중이다. 밀착형 비접촉식 카드는 정전결합(capacitive coupling)으로부터 전원을 얻고, 리모트형 비접촉식 카드는 전자유도(inductive coupling)로부터 전원을 얻는다.On the other hand, a contactless card places a card in the vicinity of a card reader, and information is exchanged between the contactless card and the card reader. The contactless card is divided into close coupling and remote coupling according to its approach distance, and the remote type is further divided into proximity, near-infrared and microwave-type. Lose. Standards are in progress at close contact (CICC) at ISO 10536, near proximity (PICC) at ISO / IEC 14443, and near-view (VICC) at ISO / IEC 15693. The close contactless card gets its power from capacitive coupling, and the remote contactless card gets its power from inductive coupling.

이러한 비접촉식 카드는 카드 판독기에 삽입할 필요가 없고 정확한 카드 위치 맞춤이 필요 없기 때문에 설계 및 제작이 용이하며, 단말기를 견고하고 저렴하게 제작할 수 있어서 유지 보수비용이 절감된다. 또한, 카드 자체에 기계적인 접촉면이 없기 때문에 정전기, 화학적 손상이나, 습기, 오염, 먼지, 또는 마찰 등에 강하여 장기적 사용이 가능하다. 또한, IC 카드에 직접적인 접속이 불가능하기 때문에 내용 해석이 곤란하여 위조가 어렵다. 이 비접촉식 카드는 위와 같은 이점들이 있는 반면에, 보안이 취약하다는 단점이 있다.Such a contactless card does not need to be inserted into a card reader and does not need accurate card positioning, so it is easy to design and manufacture, and the maintenance cost can be reduced because the terminal can be manufactured ruggedly and inexpensively. In addition, since the card itself does not have a mechanical contact surface, it is resistant to static electricity, chemical damage, moisture, contamination, dust, or friction, and thus can be used for a long time. In addition, since direct connection to the IC card is not possible, content interpretation is difficult and forgery is difficult. While this contactless card has the above advantages, it has a disadvantage of weak security.

위에서 설명한 바와 같이 접촉식 카드와 비접촉식 카드는 각각 장점과 단점들을 가지고 있는 바, 두 카드의 단점을 보완하기 위한 콤비카드가 개발되었다. 이 콤비카드는 이중 인터페이스 카드라고도 하며, 접촉식 및 비접촉식 표면을 가지고 있으며, 두 입출력부를 통해 동작하는 마이크로 프로세서 칩을 가진다.As described above, the contact card and the contactless card have advantages and disadvantages, respectively, and a combination card has been developed to compensate for the disadvantages of the two cards. This combination card, also known as a dual interface card, has contact and contactless surfaces, and has a microprocessor chip that runs through two inputs and outputs.

ISO 14443에는 비접촉식 IC 카드 중 근접형 IC 카드에 대한 물리적 특성과, 프로토콜(무선주파수 전원 및 신호접속, 초기화와 충돌방지)이 정의되어 있다. 이 표준에서는 2가지 형태(A-타입, B-타입)의 통신 신호접속에 대해서 기술한다.ISO 14443 defines the physical characteristics and proximity protocols (radio frequency power and signal connections, initialization and collision avoidance) for proximity IC cards in contactless IC cards. This standard describes two types of communication signaling connections (A-type and B-type).

ISO-14443 A-타입의 통신 신호접속시, 카드리더에서 IC 카드로의 통신은 무선주파수 동작 범위의 ASK(Amplitude Shift Keying) 100% 변조 방식을 사용한다. IC 카드는 유도 커플링 영역을 경유하여 카드리더와 통신을 한다. IC 카드에서 카드리더로 전송되는 신호는 맨체스터 방식으로 코딩된다.When the ISO-14443 A-type communication signal is connected, the communication from the card reader to the IC card uses ASK (Amplitude Shift Keying) 100% modulation method in the radio frequency range. The IC card communicates with the card reader via the inductive coupling area. The signal transmitted from the IC card to the card reader is coded in Manchester.

현재 지하철이나 버스 등과 같은 대중교통수단에 사용되는 대부분의 비접촉식 카드리더는 ISO-14443 A-타입의 통신 신호접속 방식으로 운용되고 있다. 한편, ISO-14443 A-타입 카드 판독기에 비해 ISO-14443 B-타입의 카드 판독기는 그 개발이 극히 미진하고 더욱이 그 기술이 공개되지 않아 ISO-14443 B-타입 카드의 보급에 나쁜 영향을 미치고 있다.Currently, most contactless card readers used in public transportation such as subways and buses are operated by communication signals of ISO-14443 A-type. On the other hand, compared to the ISO-14443 A-type card reader, the card reader of the ISO-14443 B-type is extremely weak in development, and furthermore, the technology is not disclosed, which adversely affects the spread of the ISO-14443 B-type card. .

따라서, 본 발명은 ISO-14443 B-타입의 통신 신호접속 방식을 실현한 비접촉식 카드 판독기를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a contactless card reader that realizes an ISO-14443 B-type communication signal connection system.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 ISO-14443 B-타입의 비접촉식 IC 카드 판독기를 도시한 구성 블록도이다.1 is a block diagram showing an ISO-14443 B-type contactless IC card reader according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 ISO-14443 B-타입의 비접촉식 IC 카드 판독기의 송신부를 도시한 구성 블록도이다.Fig. 2 is a block diagram showing a transmitting unit of an ISO-14443 B-type contactless IC card reader according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 ISO-14443 B-타입의 비접촉식 IC 카드 판독기의 수신부를 도시한 구성 블록도이다.Fig. 3 is a block diagram showing a receiving unit of an ISO-14443 B-type contactless IC card reader according to an embodiment of the present invention.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※※ Explanation of code about main part of drawing ※

110 : 비접촉식 IC 카드 120 : IC 카드 판독기110: contactless IC card 120: IC card reader

121 : 안테나 122 : 송신부121: antenna 122: transmitter

123 : 수신부 124 : 중앙처리유니트(CPU)123: receiving unit 124: central processing unit (CPU)

125 : 메모리 126 : 입출력 인터페이스125: memory 126: input and output interface

131 : 컴퓨터 132 : 외부 기기131: computer 132: external device

211 : 저역통과필터 212 : 전력 증폭부211: low pass filter 212: power amplifier

213 : 변조부 214 : 발진부213 modulator 214 oscillator

311 : 제 1 대역통과필터 312 : 부반송파 검파회로311: first band pass filter 312: subcarrier detection circuit

313 : 제 1 부반송파 증폭부 314 : 제 2 대역통과필터313: first subcarrier amplifier 314: second bandpass filter

315 : 제 2 부반송파 증폭부 316 : 레벨 콤퍼레이터315: second subcarrier amplifier 316: level comparator

317 : 부반송파 검출부 318 : 부반송파 동기화부317: subcarrier detection unit 318: subcarrier synchronization unit

319 : BPSK/NRZ 변환부319: BPSK / NRZ converter

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 ISO-14443 B-타입의 비접촉식 IC 카드 판독기는, 비접촉식 IC 카드로 전송할 데이터를 ASK 10% 변조한 반송파에 실어서 상기 IC 카드에게 전송하는 송신수단과;In order to achieve the above object, an ISO-14443 B-type contactless IC card reader according to the present invention includes: transmitting means for transmitting data to be transmitted to a non-contact IC card on an ASK 10% modulated carrier;

상기 비접촉식 IC 카드로부터 전송된 부반송파의 BPSK 신호를 수신하여 NRZ 신호로 변환하는 수신수단;Receiving means for receiving a BPSK signal of a subcarrier transmitted from said contactless IC card and converting it into an NRZ signal;

상기 수신수단에서 변환된 NRZ 수신신호를 처리하고 상기 비접촉식 IC 카드로 전송할 데이터를 NRZ 형태의 직렬 데이터로 변환하여 상기 송신수단으로 전달하는 제어수단을 포함한 것을 특징으로 한다.And a control means for processing the NRZ received signal converted by the receiving means and converting the data to be transmitted to the contactless IC card into NRZ type serial data and transmitting it to the transmitting means.

양호하게는, 상기 송신수단은, 반송파 주파수를 발진하는 발진부와, 상기 비접촉식 IC 카드로 송신할 NRZ 직렬 데이터를 상기 반송파에 ASK 10%로 변조하는 변조부, 상기 변조부에서 변조된 신호를 전력 증폭하는 전력 증폭부, 및 전력 증폭된 신호를 저역통과 필터링한 후 안테나를 통해 방사하는 저역통과필터를 포함한 것을 특징으로 한다.Preferably, the transmitting means comprises: an oscillator for oscillating a carrier frequency, a modulator for modulating NRZ serial data to be transmitted to the contactless IC card at an ASK of 10% on the carrier, and amplifying the signal modulated by the modulator. And a low pass filter for emitting low power through the antenna after low pass filtering the power amplified signal.

보다 양호하게는, 상기 수신수단은, 안테나를 통해 수신된 신호를 입력받아 반송파의 주파수와 부반송파의 주파수를 더한 주파수 대역만을 선택적으로 통과시키는 제 1 대역통과필터와, 상기 제 1 대역통과필터를 통과한 신호로부터 부반송파 BPSK 신호를 검출하는 부반송파 검파회로, 상기 검출된 부반송파 BPSK 신호 중 부반송파 주파수 대역만을 선택적으로 통과시키는 제 2 대역통과필터, 상기 제 2 대역통과필터를 통과한 신호를 기준전압과 비교하여 디지털 신호로 변환하는 레벨 콤퍼레이터, 상기 레벨 콤퍼레이터에서 디지털화된 신호의 주파수가 부반송파 주파수인 지를 확인하여 검출신호를 출력하는 부반송파 검출부, 상기 부반송파 검출부로부터 상기 검출신호를 전달받아서 내부 클럭을 수신된 부반송파 BPSK 신호와 동기를 맞추는 부반송파 동기화부, 및 상기 부반송파 동기화부에서 내부 클럭에 동기된 부반송파 BPSK 신호를 NRZ 신호로 변환하여 상기 제어수단에 전달하는 BPSK/NRZ 변환부를 포함한 것을 특징으로 한다.More preferably, the receiving means receives a signal received through an antenna and passes a first bandpass filter for selectively passing only a frequency band obtained by adding a frequency of a carrier wave and a frequency of a subcarrier, and the first bandpass filter. A subcarrier detection circuit for detecting a subcarrier BPSK signal from a signal, a second bandpass filter for selectively passing only a subcarrier frequency band of the detected subcarrier BPSK signals, and a signal passing through the second bandpass filter to a reference voltage A level comparator for converting to a digital signal, a subcarrier detector for outputting a detection signal by checking whether the frequency of the digitized signal in the level comparator is a subcarrier frequency, and a subcarrier BPSK signal receiving an internal clock by receiving the detection signal from the subcarrier detector. Subcarrier synchronized with And a vaporizer and a BPSK / NRZ converter converting the subcarrier BPSK signal synchronized with the internal clock by the subcarrier synchronization unit to an NRZ signal and transmitting it to the control means.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 한 실시예에 따른 "ISO-14443 B-타입의 IC 카드 판독기"를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an "ISO-14443 B-type IC card reader" according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

ISO 14443에는 B-타입의 통신 신호접속 방식에 대한 프로토콜이 정의되어 있다. 이 ISO-14443 B-타입의 통신 신호접속시, 카드 판독기는 데이터를 무선주파수 동작 범위의 ASK(Amplitude Shift Keying) 10% 변조 방식으로 변조한 다음 비접촉식 IC 카드로 전송한다. 비접촉식 IC 카드는 데이터를 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 방식으로 변조한 다음 카드 판독기로 전송한다. 카드 판독기는 이 BPSK 신호를 전송받아 NRZ(Non Return to Zero) 형태로 바꾼 다음 수신한 데이터를 적절하게 처리한다.ISO 14443 defines protocols for B-type communication signaling. When connecting to this ISO-14443 B-type communication signal, the card reader modulates the data with ASK (Amplitude Shift Keying) 10% modulation over a radio frequency range and then transmits it to the contactless IC card. The contactless IC card modulates the data by Binary Phase Shift Keying (BPSK) and transfers it to the card reader. The card reader receives this BPSK signal, converts it into a Non Return to Zero (NRZ) form, and then processes the received data accordingly.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 ISO-14443 B-타입의 비접촉식 IC 카드 판독기를 도시한 구성도이다.1 is a block diagram showing an ISO-14443 B-type contactless IC card reader according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 이 비접촉식 IC 카드 판독기(120)는 데이터를 반송파에 ASK 10%로 변조하여 안테나(121)를 통해 비접촉식 IC 카드(110)로 전송하는 송신부(122)와, 비접촉식 IC 카드(110)로부터 전송된 부반송파의 BPSK 신호를 안테나(121)를 통해 수신하는 수신부(123), 및 중앙처리유니트(CPU : Central Processing Unit)(124), 중앙처리유니트(124)의 제어를 받아 필요한 데이터를 저장하는 메모리(125), 중앙처리유니트(124)와 외부의 컴퓨터(131) 및/또는 외부기기(132) 사이의 데이터 입출력을 인터페이싱하는 입출력 인터페이스(126)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the contactless IC card reader 120 modulates data to ASK 10% on a carrier wave and transmits the data to the contactless IC card 110 through the antenna 121 and the contactless IC card ( Data required under the control of the receiving unit 123, the central processing unit (CPU) 124, and the central processing unit 124 to receive the BPSK signal of the subcarrier transmitted from the 110 through the antenna 121 And a memory 125 for storing data, an input / output interface 126 for interfacing data input / output between the central processing unit 124 and an external computer 131 and / or an external device 132.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 ISO-14443 B-타입의 비접촉식 IC 카드 판독기의 송신부를 도시한 구성도이다.2 is a block diagram showing a transmitter of an ISO-14443 B-type contactless IC card reader according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 이 비접촉식 IC 카드 판독기(120)의 송신부(122)는13.56MHz의 반송파를 발진하는 발진부(214)와, 비접촉식 IC 카드(110)로 송신할 NRZ 직렬 데이터를 반송파에 ASK 10%로 변조하는 변조부(213), 변조부(213)에서 변조된 신호를 전력 증폭하는 전력증폭부(212), 및 전력 증폭된 신호를 필터링하는 저역통과필터(211)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the transmitting unit 122 of the contactless IC card reader 120 transmits the oscillating unit 214 for oscillating a 13.56 MHz carrier and the NRZ serial data to be transmitted to the contactless IC card 110 to the carrier 10. A modulator 213 for modulating by%, a power amplifier 212 for power amplifying the signal modulated by the modulator 213, and a low pass filter 211 for filtering the power amplified signal.

이의 동작을 설명하면, 변조부(213)는 CPU(124)로부터 비접촉식 IC 카드(110)로 송신할 NRZ 직렬 데이터를 전달받고, 발진부(214)에서 발진한 13.56MHz의 반송파를 전달받아서 이 반송파에 NRZ 직렬 데이터를 ASK 10%로 변조한다. 전력증폭부(212)는 변조부(213)에서 변조된 신호를 전달받아 안테나를 통해 방사될 수 있도록 충분히 증폭하고, 저역통과필터(211)는 전력증폭부(212)에서 증폭된 신호에서 불필요한 고조파를 제거하여 불필요한 고조파의 방사를 방지한다. 이렇게 저역통과필터(211)를 통과한 신호는 안테나(121)에서 방사되어 비접촉식 IC 카드(110)로 송신된다.In order to explain this operation, the modulator 213 receives the NRZ serial data to be transmitted from the CPU 124 to the contactless IC card 110, receives the 13.56 MHz carrier wave oscillated by the oscillator 214, and transmits to the carrier. Modulate NRZ serial data to ASK 10%. The power amplifier 212 receives a signal modulated by the modulator 213 and amplifies it sufficiently so that it can be radiated through an antenna, and the low pass filter 211 has unnecessary harmonics in the signal amplified by the power amplifier 212. To avoid unnecessary harmonic radiation. The signal passing through the low pass filter 211 is radiated from the antenna 121 and transmitted to the contactless IC card 110.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 ISO-14443 B-타입의 비접촉식 IC 카드 판독기의 수신부를 도시한 구성도이다.3 is a block diagram illustrating a receiver of an ISO-14443 B-type contactless IC card reader according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 이 비접촉식 IC 카드 판독기(120)의 수신부(123)는 안테나(212)를 통해 수신된 신호를 입력받아 반송파의 주파수와 부반송파의 주파수를 더한 주파수 대역만을 선택적으로 통과시키는 제 1 대역통과필터(311), 제 1 대역통과필터(311)를 통과한 신호로부터 부반송파 BPSK 신호를 검출하는 부반송파 검파회로(312), 검출된 부반송파 BPSK 신호를 증폭하는 제 1 부반송파 증폭회로(313), 제 1 부반송파 증폭회로(313)에서 출력된 신호 중 부반송파 주파수대역만을 선택적으로 통과시키는 제 2 대역통과필터(314), 제 2 대역통과필터(314)를 통과한 신호를 충분히 증폭하는 제 2 부반송파 증폭회로(315), 제 2 부반송파 증폭회로(315)에서 충분히 증폭된 부반송파 BPSK 신호를 기준전압과 비교하여 디지털 신호로 변환하는 레벨 콤퍼레이터(Level Comparator)(316), 레벨 콤퍼레이터(316)에서 디지털화된 신호의 주파수가 부반송파 주파수인 지를 확인 즉, 수신된 신호의 주기를 검사하여 하이/로우 레벨의 검출신호를 출력하는 부반송파 검출부(317), 부반송파 검출부(317)로부터 검출신호를 전달받아서 내부 클럭을 수신된 부반송파와 동기를 맞추는 부반송파 동기화부(318), 및 상기 부반송파 동기화부(318)에서 내부 클럭에 동기된 부반송파 BPSK 신호를 샘플링하여 NRZ 신호로 변환하여 CPU로 전달하는 BPSK/NRZ 변환부(319)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the receiver 123 of the contactless IC card reader 120 receives a signal received through the antenna 212 and selectively passes only a frequency band obtained by adding a frequency of a carrier wave and a frequency of a subcarrier. A subcarrier detection circuit 312 for detecting a subcarrier BPSK signal from the signal passing through the bandpass filter 311, the first bandpass filter 311, a first subcarrier amplifying circuit 313 for amplifying the detected subcarrier BPSK signal, A second subcarrier amplification that sufficiently amplifies a signal passing through the second bandpass filter 314 and the second bandpass filter 314 selectively passing only a subcarrier frequency band among the signals output from the first subcarrier amplifying circuit 313. A level comparator 316 and a level comparator for converting the subcarrier BPSK signal sufficiently amplified by the circuit 315 and the second subcarrier amplifier circuit 315 into a digital signal in comparison with a reference voltage. The subcarrier detector 317 and the subcarrier detector 317 detect whether the frequency of the digitized signal is the subcarrier frequency, that is, the period of the received signal and output a high / low level detection signal. The subcarrier synchronization unit 318 for synchronizing the internal clock with the received subcarrier, and the subcarrier synchronization unit 318 sample the subcarrier BPSK signal synchronized with the internal clock, converts the subcarrier BPSK signal into an NRZ signal, and transfers the signal to the CPU. / NRZ conversion unit 319 is included.

상기와 같이 구성된 수신부의 동작을 살펴보면 다음과 같다. 먼저 안테나(121)를 통해 신호가 수신되면 14.4075MHz 제 1 대역통과필터(311)는 비접촉식 IC 카드(110)로부터 전송된 반송파의 주파수와 부반송파의 주파수를 더한 주파수, 즉 14.4075MHz의 주파수 대역만을 선택적으로 통과시킨다. 부반송파 검파회로(312)는 이 14.4075MHz 제 1 대역통과필터(311)를 통과한 신호로부터 부반송파 BPSK 신호만을 검출한다.Looking at the operation of the receiver configured as described above are as follows. First, when a signal is received through the antenna 121, the 14.4075 MHz first bandpass filter 311 selectively selects a frequency obtained by adding the frequency of the carrier wave transmitted from the non-contact IC card 110 and the frequency of the subcarrier, that is, the frequency band of 14.4075 MHz. Pass it through. The subcarrier detection circuit 312 detects only the subcarrier BPSK signal from the signal passing through the 14.4075 MHz first bandpass filter 311.

제 1 부반송파 증폭회로(313)는 부반송파 검파회로(312)에서 검출된 부반송파 BPSK 신호를 증폭하고, 제 2 대역통과필터(314)는 제 1 부반송파 증폭회로(313)에서 증폭된 신호 중 부반송파의 주파수인 847KHz의 신호만을 선택적으로 통과시킨다. 제 2 부반송파 증폭회로(315)는 제 2 대역통과필터(314)를 통과한 신호를 다음 단의 레벨 콤퍼레이터(316)에서 요구하는 수준까지 충분히 증폭하고, 레벨 콤퍼레이터(316)는 충분히 증폭된 부반송파 PBSK 신호를 기준전압과 비교하여 디지털 신호로 변환하여 출력한다.The first subcarrier amplifying circuit 313 amplifies the subcarrier BPSK signal detected by the subcarrier detecting circuit 312, and the second bandpass filter 314 is the frequency of the subcarrier among the signals amplified by the first subcarrier amplifying circuit 313. Only pass the signal of 847KHz. The second subcarrier amplifying circuit 315 sufficiently amplifies the signal passing through the second bandpass filter 314 to the level required by the next level comparator 316, and the level comparator 316 is sufficiently amplified subcarrier PBSK. The signal is converted into a digital signal by comparing with the reference voltage and output.

부반송파 검출부(317)는 레벨 콤퍼레이터(316)에서 디지털화된 신호의 주파수가 847KHz인 지를 확인한다. 즉, 수신되는 신호의 주기를 검사하여 부반송파보다 낮은 주파수 혹은 높은 주파수의 신호가 들어올 경우에는 로우 레벨의 검출신호를 출력하고, 수신되는 신호의 주기가 정상적인 847KHz의 신호일 경우에는 하이 레벨의 검출신호를 출력한다. 이 부반송파 검출부(317)에서 출력되는 검출신호는 다음 블록인 부반송파 동기화부(318)로 전달된다. 부반송파 동기화부(318)는 부반송파 검출부(317)로부터 부반송파가 수신되었음을 알리는 신호가 전송되면, 내부 클럭을 수신된 부반송파와 동기를 맞춘다. 즉, 847KHz의 2배인 1.7MHz 신호발생기에서 출력되는 신호를 847KHz에 동기시킨다. 상기 부반송파 동기화부(318)에서 내부 클럭에 동기된 부반송파 BPSK 신호는 BPSK/NRZ 변환부(319)로 전달된다.The subcarrier detector 317 confirms whether the frequency of the digitized signal in the level comparator 316 is 847 KHz. That is, if the period of the received signal is checked and a signal of a lower frequency or a higher frequency than the subcarrier is input, a low level detection signal is output. If the period of the received signal is a normal 847 kHz signal, the high level detection signal is output. Output The detection signal output from the subcarrier detector 317 is transmitted to the subcarrier synchronization unit 318 which is the next block. When the subcarrier synchronization unit 318 transmits a signal indicating that the subcarrier has been received from the subcarrier detector 317, the subcarrier synchronization unit 318 synchronizes an internal clock with the received subcarrier. That is, the signal output from the 1.7 MHz signal generator, which is twice the frequency of 847 KHz, is synchronized to 847 KHz. The subcarrier BPSK signal synchronized with the internal clock in the subcarrier synchronizer 318 is transmitted to the BPSK / NRZ converter 319.

BPSK/NRZ 변환부(319)는 동기를 맞춘 부반송파를 1.7MHz 신호로 샘플링하여 각 수신된 데이터를 초기 수신한 신호의 위상과 비교하여, 현재 신호가 초기 수신한 신호의 위상과 같으면 하이 레벨, 현재 신호가 초기 수신한 신호의 위상과 180도 틀리면 로우 레벨을 출력한다. 이렇게 함으로써, 비접촉 IC 카드(110)에서 수신된 BPSK 신호는 NRZ 신호로 변환된다.The BPSK / NRZ converter 319 samples a synchronized subcarrier into a 1.7 MHz signal and compares each received data with the phase of the initially received signal. If the signal is 180 degrees out of phase with the initial received signal, a low level is output. By doing so, the BPSK signal received at the contactless IC card 110 is converted into an NRZ signal.

중앙처리유니트(124)는 BPSK/NRZ 변환부(319)에서 NRZ 형태로 변환된 직렬 데이터를 읽고, 읽은 데이터를 메모리(125)에 저장하거나, 또는 입출력인터페이스(126)를 이용하여 컴퓨터(131)나 외부기기(132)로 전송한다.The central processing unit 124 reads serial data converted into the NRZ form by the BPSK / NRZ conversion unit 319 and stores the read data in the memory 125, or by using the input / output interface 126. B transmits to the external device (132).

또한, 컴퓨터(131)나 외부기기(132)로부터 송신 요청을 받은 데이터, 혹은 메모리(125)의 데이터를 NRZ 형태의 직렬 데이터로 변환하여 송신부(122)로 전송하며, 송신부(122)는 이렇게 보내진 직렬 데이터를 ASK 10% 변조(modulation)하여 안테나(110)를 통해 비접촉 IC 카드(110)로 송신한다.In addition, the data received from the computer 131 or the external device 132, or the data of the memory 125 is converted into serial data in the form of NRZ and transmitted to the transmitter 122, and the transmitter 122 is thus sent Serial data is ASK 10% modulated and transmitted to the contactless IC card 110 through the antenna 110.

위에서 양호한 실시예에 근거하여 이 발명을 설명하였지만, 이러한 실시예는 이 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이다. 이 발명이 속하는 분야의 숙련자에게는 이 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능함이 자명할 것이다. 그러므로, 이 발명의 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정될 것이며, 위와 같은 변화예나 변경예 또는 조절예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the invention has been described above based on the preferred embodiments thereof, these embodiments are intended to illustrate rather than limit the invention. It will be apparent to those skilled in the art that various changes, modifications, or adjustments to the above embodiments can be made without departing from the spirit of the invention. Therefore, the protection scope of the present invention will be limited only by the appended claims, and should be construed as including all such changes, modifications or adjustments.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 비접촉식 IC 카드와 ISO-14443 B-타입의 통신 신호접속 방식으로 통신하는 비접촉식 카드 판독기의 활용을 통해 필요에 따른 사용을 할 수 있게된다.According to the present invention as described above, it is possible to use as needed through the use of a contactless card reader that communicates with the contactless IC card in the communication signal connection method of ISO-14443 B-type.

Claims (3)

비접촉식 IC 카드와 ISO-14443 B-타입의 통신 신호접속 방식으로 데이터 통신하는 카드 판독기로서,A card reader for data communication with a contactless IC card and a communication signal connection method of ISO-14443 B-type, 상기 비접촉식 IC 카드로 전송할 데이터를 ASK 10% 변조한 반송파에 실어서 상기 IC 카드에게 전송하는 송신수단과;Transmitting means for loading data to be transmitted to the contactless IC card on an ASK 10% modulated carrier and transmitting the data to the IC card; 상기 비접촉식 IC 카드로부터 전송된 부반송파의 BPSK 신호를 수신하여 NRZ 신호로 변환하는 수신수단; 및Receiving means for receiving a BPSK signal of a subcarrier transmitted from said contactless IC card and converting it into an NRZ signal; And 상기 수신수단에서 변환된 NRZ 수신신호를 처리하고 상기 비접촉식 IC 카드로 전송할 데이터를 NRZ 형태의 직렬 데이터로 변환하여 상기 송신수단으로 전달하는 제어수단을 포함한 것을 특징으로 하는 B-타입의 비접촉식 IC 카드 판독기.And a control means for processing the NRZ received signal converted by the receiving means and converting data to be transmitted to the contactless IC card into NRZ type serial data and transmitting the same to the transmitting means. . 제 1 항에 있어서, 상기 송신수단은,The method of claim 1, wherein the transmitting means, 반송파 주파수를 발진하는 발진부와,An oscillator for oscillating a carrier frequency, 상기 비접촉식 IC 카드로 송신할 NRZ 직렬 데이터를 상기 반송파에 ASK 10%로 변조하는 변조부,A modulator for modulating NRZ serial data to be transmitted to the contactless IC card at 10% ASK on the carrier; 상기 변조부에서 변조된 신호를 전력 증폭하는 전력증폭부, 및A power amplifier for power amplifying the signal modulated by the modulator; 전력 증폭된 신호를 저역통과 필터링한 후 안테나를 통해 방사하는 저역통과필터를 포함한 것을 특징으로 하는 B-타입의 비접촉식 IC 카드 판독기.A B-type contactless IC card reader comprising a low pass filter for low pass filtering the power amplified signal and radiating it through an antenna. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 수신수단은,The method according to claim 1 or 2, wherein the receiving means, 안테나를 통해 수신된 신호를 입력받아 반송파의 주파수와 부반송파의 주파수를 더한 주파수 대역만을 선택적으로 통과시키는 제 1 대역통과필터와,A first bandpass filter for receiving a signal received through an antenna and selectively passing only a frequency band obtained by adding a frequency of a carrier wave and a frequency of a subcarrier; 상기 제 1 대역통과필터를 통과한 신호로부터 부반송파 BPSK 신호를 검출하는 부반송파 검파회로,A subcarrier detection circuit for detecting a subcarrier BPSK signal from the signal passing through the first bandpass filter; 상기 검출된 부반송파 BPSK 신호 중 부반송파 주파수 대역만을 선택적으로 통과시키는 제 2 대역통과필터,A second bandpass filter for selectively passing only a subcarrier frequency band among the detected subcarrier BPSK signals; 상기 제 2 대역통과필터를 통과한 신호를 기준전압과 비교하여 디지털 신호로 변환하는 레벨 콤퍼레이터,A level comparator for converting the signal passing through the second band pass filter into a digital signal compared with a reference voltage; 상기 레벨 콤퍼레이터에서 디지털화된 신호의 주파수가 부반송파 주파수인 지를 확인하여 검출신호를 출력하는 부반송파 검출부,A subcarrier detector for outputting a detection signal by checking whether the frequency of the digitized signal in the level comparator is a subcarrier frequency; 상기 부반송파 검출부로부터 상기 검출신호를 전달받아서 내부 클럭을 수신된 부반송파 BPSK 신호와 동기를 맞추는 부반송파 동기화부, 및A subcarrier synchronization unit receiving the detection signal from the subcarrier detection unit and synchronizing an internal clock with the received subcarrier BPSK signal; 상기 부반송파 동기화부에서 내부 클럭에 동기된 부반송파 BPSK 신호를 NRZ 신호로 변환하여 상기 제어수단에 전달하는 BPSK/NRZ 변환부를 포함한 것을 특징으로 하는 B-타입의 비접촉식 IC 카드 판독기.And a BPSK / NRZ converter converting the subcarrier BPSK signal synchronized with the internal clock by the subcarrier synchronization unit to an NRZ signal and transmitting it to the control means.
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