KR20030050618A - Power transmission device of the contactless card reader - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 비접촉식 IC카드 시스템의 비접촉식 카드리더에 관한 것이며, 보다 상세히는 비접촉식 카드리더의 전원전송장치에 관한 것이다.The present invention relates to a contactless card reader of a contactless IC card system, and more particularly, to a power transmission apparatus of a contactless card reader.
일반적으로 비접촉식 IC카드 시스템은 호스트와 연결된 비접촉식 카드리더가 비접촉식 IC카드와 무선으로 통신하여, 상기 비접촉식 IC카드로 소정의 명령어를 전송하고 상기 비접촉식 IC카드의 응답신호를 수신하는 작동을 반복적으로 수행하여 상기 호스트에서 필요로 하는 소정의 응용프로그램을 수행한다.In general, a contactless IC card system wirelessly communicates with a contactless card reader connected to a host by wirelessly transmitting a predetermined command to the contactless IC card and receiving a response signal of the contactless IC card. It executes a predetermined application program required by the host.
또한, 상기 비접촉식 IC카드는 전원 공급을 위해 내부에 전원 및 에너지원의 존재 여부에 따라서 액티브카드와 패시브카드로 구분된다.In addition, the contactless IC card is divided into an active card and a passive card according to the presence of a power source and an energy source therein for power supply.
특히, 상기 패시브카드는 내부에 전원 및 에너지원을 포함하지 않는 비접촉식 IC카드이므로, 상기 비접촉식 IC카드 시스템의 비접촉식 카드리더로부터 전송되는 전원에 의해 활성화된다.In particular, since the passive card is a contactless IC card that does not include a power source and an energy source therein, the passive card is activated by a power source transmitted from the contactless card reader of the contactless IC card system.
도 1을 참조하면, 상기 패시브카드를 이용하는 비접촉식 IC 카드 시스템은 시리얼포트로 호스트(10)와 연결된 비접촉식 카드리더(20)가 패시브카드(30)와 물리적인 접촉없이 무선으로 통신하여 상기 패시브카드(30)로 소정의 명령어를 전송하고 상기 패시브카드(30)의 응답신호를 수신하는 작동을 반복적으로 수행하여 상기 호스트(10)에서 필요로 하는 소정의 응용프로그램을 수행한다.Referring to FIG. 1, in the non-contact IC card system using the passive card, the non-contact card reader 20 connected to the host 10 through a serial port may wirelessly communicate with the passive card 30 without physical contact with the passive card ( 30) repeatedly transmits a predetermined command and receives a response signal from the passive card 30 to perform a predetermined application program required by the host 10.
이때, 상기 비접촉식 카드리더(20)는 일정한 주파수의 전자파를 계속해서 발생하면서 상기 패시브카드(30)의 응답을 기다리며, 상기 패시브카드(30)는 비접촉식 카드리더(20)의 주파수 동작 범위에 접근하여 전원을 공급받고 활성화된다.At this time, the contactless card reader 20 continuously generates electromagnetic waves of a constant frequency and waits for the response of the passive card 30, and the passive card 30 approaches the frequency operating range of the contactless card reader 20. Powered up and activated.
그러나, 상기와 같이 패시브카드(30)를 이용하는 종래의 비접촉식 IC 카드 시스템에 있어서, 상기 비접촉식 카드리더(20)는 패시브카드(30)가 주파수 동작 범위에 접근하지 않더라도 상기 패시브카드(30)의 접근을 인식하기 위하여 계속해서 일정한 주파수의 전자파를 발생하기 때문에 전력을 불필요하게 소모하는 단점이 있다.However, in the conventional contactless IC card system using the passive card 30 as described above, the contactless card reader 20 may approach the passive card 30 even if the passive card 30 does not approach the frequency operating range. There is a drawback of unnecessary power consumption because it generates an electromagnetic wave of a constant frequency in order to recognize.
또한, 복수의 패시브카드(30)가 상기 비접촉식 카드리더(20)의 주파수 동작 범위에 접근하여 통신을 요구할 경우, 상기 비접촉식 카드리더(20)는 각각의 패시브카드(30)에 대해 효율이 낮은 전력을 불안정하게 공급하는 단점이 있을 뿐만 아니라, 상기 패시브카드(30) 내에 있는 안테나의 상호 간섭으로 인해 상기 비접촉식 카드리더(20)와 각각의 패시브카드(30) 사이의 공진주파수가 변경되어 데이터 송수신 시에 에러가 발생하는 문제점이 있다.In addition, when a plurality of passive cards 30 approach the frequency operation range of the contactless card reader 20 to request communication, the contactless card reader 20 has low power efficiency for each passive card 30. In addition to the disadvantage of supplying the unstable, due to the mutual interference of the antenna in the passive card 30, the resonant frequency between the contactless card reader 20 and each passive card 30 is changed when data transmission and reception There is a problem that an error occurs.
따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 비접촉식 카드리더의 주파수 동작 범위 이상에서 작동하는 센서회로가 상기 패시브카드의 존재 유무와 개수를 감지한 결과에 따라서 전원공급용 전자파를발생시킴과 동시에, 상기 비접촉식 카드리더와 각각의 패시브카드 사이의 공진주파수를 보상하도록 된 비접촉식 카드리더의 전원전송장치를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention is to overcome the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is to provide a power supply according to the result of detecting the presence and the number of the passive card sensor circuit that operates in the frequency operation range of the contactless card reader The present invention provides a power transmission device for a non-contact card reader that generates electromagnetic waves for supply and compensates for resonant frequencies between the non-contact card reader and each passive card.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 비접촉식 카드리더의 전원전송장치는, 비접촉식 IC카드 시스템의 비접촉식 카드리더의 주파수 동작 범위 이상에서 작동하여 패시브카드의 존재 유무와 개수를 감지하여 카드감지신호와 카드개수감지신호를 출력하는 센서회로와, 상기 카드개수감지신호가 입력되면 각각의 패시브카드와 상기 비접촉식 카드리더 사이의 공진주파수를 보상하기 위한 공진주파수 보상신호를 출력하는 공진주파수 보상회로와, 상기 카드감지신호와 공진주파수 보상신호가 입력되면 상기 비접촉식 카드리더와 패시브카드 사이의 공진주파수가 보상되도록 제어하는 소정의 주파수 발생신호를 출력하는 전원제어회로와, 상기 주파수 발생신호가 입력됨에 따라서 내부의 스위치가 가변되면 소정의 전원공급용 전자파를 발생시키는 전원발생부, 및 상기 전원발생부로부터 발생된 전자파를 안테나와 유기 결합시켜 외부로 출력하는 정합회로로 구성된다.The power transmission device of the non-contact card reader for achieving the object of the present invention, operating beyond the frequency operating range of the non-contact card reader of the contactless IC card system to detect the presence and number of passive cards to detect the card detection signal and the number of cards A sensor circuit for outputting a detection signal, a resonance frequency compensation circuit for outputting a resonance frequency compensation signal for compensating a resonance frequency between each passive card and the non-contact card reader when the card number detection signal is input, and the card detection A power supply control circuit for outputting a predetermined frequency generating signal for controlling the resonance frequency between the non-contact card reader and the passive card to be compensated when a signal and a resonance frequency compensation signal are input, and an internal switch is input as the frequency generating signal is input. When it is variable to generate a predetermined power supply electromagnetic wave Source generating portion, and each of organic combined with the electromagnetic wave generated by the power generation unit is composed of an antenna matching circuit for outputting to the outside.
도 1은 일반적인 비접촉식 IC카드 시스템을 도시한 구성도,1 is a block diagram showing a general contactless IC card system,
도 2는 본 발명에 따른 비접촉식 카드리더의 전원전송장치를 도시한 구성도,2 is a block diagram showing a power transmission device of a non-contact card reader according to the present invention;
도 3은 복수의 패시브카드에 전원을 전송하는 본 발명에 따른 비접촉식 카드리더의 전원전송장치를 도시한 구성도이다.3 is a block diagram illustrating a power transmission apparatus of a contactless card reader according to the present invention for transmitting power to a plurality of passive cards.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10: 호스트 20,20a: 비접촉식 카드리더10: host 20,20a: contactless card reader
30: 패시브카드 31: 안테나30: Passive card 31: Antenna
32: 동조용 커패시터 33: 정류회로32: tuning capacitor 33: rectifier circuit
34: 내부회로 40: 전원전송장치34: internal circuit 40: power transmitter
41: 센서회로 42: 공진주파수 보상회로41: sensor circuit 42: resonant frequency compensation circuit
43: 전원제어회로 44: 전원발생부43: power control circuit 44: power generating unit
45: 정합회로 46: 안테나45: matching circuit 46: antenna
이하, 본 발명에 따른 비접촉식 카드리더의 전원전송장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a power transmission apparatus of a non-contact card reader according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2를 참조하면, 전원전송장치(40)의 센서회로(41)는 비접촉식 IC카드 시스템의 비접촉식 카드리더(20a)의 주파수 동작 범위 이상에서 작동하여패시브카드(30)의 존재 유무와 개수를 감지하여 카드감지신호와 카드개수감지신호를 출력한다.2, the sensor circuit 41 of the power transmission device 40 operates over the frequency operating range of the non-contact card reader 20a of the non-contact IC card system to detect the presence and the number of the passive card 30. Outputs the card detection signal and the card number detection signal.
상기 센서회로(41)는 적외선 또는 초음파를 이용하여 상기 패시브카드(30)의 존재 유무와 개수를 감지한다.The sensor circuit 41 detects the presence or absence of the passive card 30 using infrared rays or ultrasonic waves.
공진주파수 보상회로(42)는 상기 카드개수감지신호가 입력되면 각각의 패시브카드(30)와 상기 비접촉식 카드리더(20a) 사이의 공진주파수를 보상하기 위한 공진주파수 보상신호를 출력한다.The resonance frequency compensation circuit 42 outputs a resonance frequency compensation signal for compensating the resonance frequency between each passive card 30 and the non-contact card reader 20a when the card number detection signal is input.
전원제어회로(43)는 상기 카드감지신호와 공진주파수 보상신호가 입력되면 상기 비접촉식 카드리더(20a)와 패시브카드(30) 사이의 공진주파수가 보상되도록 제어하는 소정의 주파수 발생신호를 출력한다.The power supply control circuit 43 outputs a predetermined frequency generating signal for controlling the resonance frequency between the non-contact card reader 20a and the passive card 30 to be compensated when the card detection signal and the resonance frequency compensation signal are input.
전원발생부(44)는 상기 주파수 발생신호가 입력됨에 따라서 내부의 스위치가 가변되면 소정의 전원공급용 전자파를 발생시킨다.The power generator 44 generates a predetermined power supply electromagnetic wave when the internal switch is changed as the frequency generation signal is input.
정합회로(45)는 상기 전원발생부(44)로부터 발생된 전자파를 안테나(46)와 유기 결합시켜 외부로 출력한다.The matching circuit 45 organically couples the electromagnetic waves generated from the power generator 44 to the antenna 46 and outputs them to the outside.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 비접촉식 카드리더의전원전송장치(40)는 다음과 같이 작동한다.The power transmission device 40 of the non-contact card reader according to the present invention configured as described above operates as follows.
도 2를 참조하면, 상기 패시브카드(30)가 비접촉식 카드리더(20a)의 주파수 동작 범위 이상에서 작동하는 상기 센서회로(41)에 의해서 감지되지 않을 경우, 상기 센서회로(41)는 아무런 신호를 출력하지 않으며, 이에 따라서 상기 전원제어회로(43)에 의해 제어되는 전원발생부(44)는 전원공급용 전자파를 발생하지 않으며, 그 결과 상기 비접촉식 카드리더(20a)는 불필요하게 전력을 소모하지 않는다.Referring to FIG. 2, when the passive card 30 is not detected by the sensor circuit 41 operating above the frequency operating range of the non-contact card reader 20a, the sensor circuit 41 outputs no signal. There is no output, and thus the power generating unit 44 controlled by the power control circuit 43 does not generate power supply electromagnetic waves, and as a result, the contactless card reader 20a does not consume power unnecessarily. .
이때, 상기 센서회로(41)에 의해 하나의 패시브카드(30)가 감지되면, 상기 센서회로(41)는 패시브카드(30)가 상기 비접촉식 카드리더(20a)의 주파수 작동 범위 이내로 접근할 때 카드감지신호를 출력하여 상기 전원제어회로(43)로 인가시킨다.At this time, if one passive card 30 is detected by the sensor circuit 41, the sensor circuit 41 is a card when the passive card 30 approaches within the frequency operating range of the contactless card reader 20a. The sensing signal is output and applied to the power control circuit 43.
이에 따라서, 상기 전원제어회로(43)는 소정의 주파수 발생신호를 출력하여 상기 전원발생부(44)로 인가시키고, 그 결과로 상기 전원발생부(44)에서 발생한 전자파는 상기 정합회로(45)를 경유하여 안테나(46)에 의해 유기되어 외부로 출력된다.Accordingly, the power control circuit 43 outputs a predetermined frequency generation signal to the power generator 44, and as a result, the electromagnetic waves generated by the power generator 44 are matched to the matching circuit 45. It is induced by the antenna 46 via and output to the outside.
상기와 같이 비접촉식 카드리더(20a)의 전원전송장치(40)로부터 전자파가 발생하면, 상기 비접촉식 카드리더(20a)의 주파수 작동 범위 이내로 접근한 패시브카드(30)는 안테나(31)에 의해 유기되는 상기 전원전송장치(40)의 전자파를 유기전력으로 공급받은 후, 상기 유기전력을 동조용 커패시터(32)와 정류회로(33)를 통과시켜 소정의 직류전압으로 변환하여 내부회로(34)로 공급한다.When the electromagnetic wave is generated from the power transmission device 40 of the contactless card reader 20a as described above, the passive card 30 approaching within the frequency operating range of the contactless card reader 20a is induced by the antenna 31. After receiving the electromagnetic wave of the power transmission device 40 to the organic power, the organic power is passed through the tuning capacitor 32 and the rectifier circuit 33 to convert to a predetermined DC voltage to supply to the internal circuit 34 do.
이때, 상기 동조용 커패시터(32)는 안테나(31)와 공진회로를 구성하여 상기 패시브카드(30)가 상기 비접촉식 카드리더(20a)로부터 멀어지더라도 소정의 직류전압을 공급하는 역할을 한다.In this case, the tuning capacitor 32 forms a resonance circuit with the antenna 31 to supply a predetermined DC voltage even when the passive card 30 is moved away from the contactless card reader 20a.
또한, 상기와 같이 전원이 공급되면 상기 패시브카드(30)는 종래와 마찬가지로 비접촉식 카드리더(20a)와 무선으로 통신하여 데이터를 송수신한다.In addition, when the power is supplied as described above, the passive card 30 communicates wirelessly with the contactless card reader 20a as in the prior art to transmit and receive data.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 센서회로(41)에 의해 복수의 패시브카드(30)가 감지되면, 상기 센서회로(41)는 각각의 패시브카드(30)가 상기 비접촉식 카드리더(20a)의 주파수 작동 범위 이내로 접근할 때 카드감지신호를 출력하여 상기 전원제어회로(43)로 인가시킴과 동시에, 카드개수감지신호를 출력하여 상기 공진주파수 보상회로(42)로 인가시킨다.On the other hand, when the plurality of passive cards 30 are detected by the sensor circuit 41 as shown in Figure 3, the sensor circuit 41, each passive card 30 is the contactless card reader 20a The card detection signal is output to the power supply control circuit 43 when approaching within the frequency operating range of the signal, and the card number detection signal is output to the resonance frequency compensating circuit 42.
이때, 상기 공진주파수 보상회로(42)는 각각의 패시브카드(30)와 상기 비접촉식 카드리더(20a) 사이의 공진주파수를 보상하기 위한 공진주파수 보상신호를 출력하여 상기 전원제어회로(43)로 인가시킨다.At this time, the resonant frequency compensation circuit 42 outputs a resonant frequency compensation signal for compensating the resonant frequency between each passive card 30 and the contactless card reader 20a and applies it to the power supply control circuit 43. Let's do it.
이에 따라서, 상기 전원제어회로(43)는 비접촉식 카드리더(20a)와 각각의 패시브카드(30) 사이의 공진주파수가 보상되도록 제어하는 소정의 주파수 발생신호를 출력하여 상기 전원발생부(44)로 인가시키고, 그 결과로 상기 전원발생부(44)에서 복수의 패시브카드(30)에 적합한 전자파를 발생하며, 이 전자파는 상기정합회로(45)를 경유하여 안테나(46)에 의해 유기되어 외부로 출력된다.Accordingly, the power supply control circuit 43 outputs a predetermined frequency generation signal for controlling the resonance frequency between the non-contact card reader 20a and each passive card 30 to be compensated for the power generation unit 44. And, as a result, the power generating section 44 generates electromagnetic waves suitable for the plurality of passive cards 30, which are induced by the antenna 46 via the matching circuit 45 to the outside. Is output.
상기와 같이 비접촉식 카드리더(20a)의 전원전송장치(40)로부터 복수의 패시브카드(30)에 적합한 전자파가 발생하면, 상기 비접촉식 카드리더(20a)의 주파수 작동 범위 이내로 접근한 각각의 패시브카드(30)는 자신의 안테나(31)에 의해 유기되는 상기 전원전송장치(40)의 전자파를 유기전력으로 공급받은 후, 상기 유기전력을 동조용 커패시터(32)와 정류회로(33)를 통과시켜 소정의 직류전압으로 변환하여 내부회로(34)로 공급한다.As described above, when electromagnetic waves suitable for the plurality of passive cards 30 are generated from the power transmission device 40 of the contactless card reader 20a, the respective passive cards approaching within the frequency operating range of the contactless card reader 20a ( 30 receives the electromagnetic wave of the power transmission device 40 induced by its antenna 31 as organic power, and then passes the organic power through the tuning capacitor 32 and the rectifier circuit 33. It is converted into a DC voltage of and supplied to the internal circuit 34.
또한, 상기와 같이 각각의 패시브카드(30)에 전원이 공급되면 상기 각각의 패시브카드(30)는 종래와 마찬가지로 비접촉식 카드리더(20a)와 무선으로 통신하여 데이터를 송수신하며, 이때 상기 비접촉식 카드리더(20a)와 각각의 패시브카드(30) 사이의 공진주파수가 보상된 상태이므로 데이터 송수신 시에 발생하는 에러가 감소된다.In addition, when power is supplied to each passive card 30 as described above, each passive card 30 communicates wirelessly with the contactless card reader 20a as in the prior art, and transmits and receives data, wherein the contactless card reader Since the resonance frequency between the 20a and each passive card 30 is compensated, an error occurring during data transmission and reception is reduced.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 비접촉식 카드리더의 전원전송장치는 비접촉식 카드리더의 주파수 동작 범위 이상에서 작동하는 센서회로가 상기 패시브카드의 존재 유무와 개수를 감지한 결과에 따라서 전원공급용 전자파를 발생시킴과 동시에, 상기 비접촉식 카드리더와 각각의 패시브카드 사이의 공진주파수를 보상하도록 되어 있기 때문에, 상기 비접촉식 카드리더 자체의 전력소모율을 줄일 수 있는장점이 있을 뿐만 아니라, 비접촉식 카드리더가 복수의 패시브카드와 무선으로 데이터를 송수신할 때 발생하는 에러를 줄일 수 있는 장점이 있다.As described above, the apparatus for transmitting power of a non-contact card reader according to the present invention generates electromagnetic waves for power supply according to a result of sensing the presence and the number of the passive card by a sensor circuit operating at a frequency operating range of the non-contact card reader. At the same time, since the resonant frequency between the contactless card reader and each passive card is compensated for, the power consumption of the contactless card reader itself can be reduced, and the contactless card reader has a plurality of passive cards. There is an advantage that can reduce the errors that occur when transmitting and receiving data wirelessly.
또한, 본 발명에 따른 비접촉식 카드리더의 전원전송장치의 센서회로가 패시브카드의 존재 유무와 개수를 감지하는 기술은 패시브카드 뿐만 아니라, 무선 인식 등과 같은 무선 전자파를 사용하는 RFID 기술에 응용할 수 있다.In addition, the technology of detecting the presence and the number of passive cards by the sensor circuit of the power transmission device of the non-contact card reader according to the present invention can be applied to RFID technology using wireless electromagnetic waves such as wireless recognition as well as passive cards.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 비접촉식 카드리더의 전원전송장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only one embodiment for implementing a power transmission device for a non-contact card reader according to the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment, the present invention claimed in the following claims Without departing from the gist of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains to the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.
Claims (1)
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