KR20030088233A - 신원 카드 및 신원 카드 시스템 - Google Patents

신원 카드 및 신원 카드 시스템 Download PDF

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Abstract

새로운 구성의 신원 카드 및 이를 이용하는 신원 카드 시스템이 제공된다. 본 발명에 의한 신원 카드에서는 카드 판독기로부터의 에너지 전송과 카드 판독기로의 데이터 전송이 소정의 시간차를 갖으면서 순차적으로 수행되는 것이 아니라, 동시에 수행된다. 따라서 카드 판독기로부터 전송된 에너지를 일시적으로 보관하기 위한 큰 용량의 커패시터를 필요로 하지 않게 되고, 결과적으로 신원 카드의 크기를 줄일 수 있게 된다. 또한 본 발명에 의한 신원 카드에서는 종래와 같이 신원 데이터를 이용하여 2차 코일에 흐르는 전류값을 조정하는 것이 아니라, 전압값을 제어한다. 따라서 카드 판독기에서의 신원 데이터 판독시에 외부로부터 노이즈의 영향이 있더라도 정확한 신원 데이터를 검출할 수 있게 된다.

Description

신원 카드 및 신원 카드 시스템{IDENTIFICATION CARD AND IDENTIFICATION CARD SYSTEM}
본 발명은 신원 카드(Identification Card)에 관한 것으로서, 특히 카드 판독기와의 상호 유도 결합을 이용하는 비접촉식 무선 신원 카드에 관한 것이다.
비접촉식 무선 신원 카드 시스템은 기본적으로 세 가지, 즉 질문기인 카드 판독기와 응답기인 신원 카드와 데이터를 처리하는 호스트 컴퓨터로 구성된다. 카드 판독기는 신원 카드로 무선 주파수(radio frequency : 이하, "RF"라고 함)의 자장(magnetic field)을 걸어주거나, 신원 카드로부터 변조되어 출력된 신원 데이터 신호를 수신하기 위한 안테나 코일을 포함하고 있다. 또한 카드 판독기는 신원 카드로부터 수신된 신원 데이터 신호로부터 신원 데이터를 복조(demodulation)해내는 회로, 그리고 펌웨어(firmware) 등을 포함하여 구성된다. 이에 비해 신원 카드는 카드 판독기로부터 출력된 RF 자장(교류 에너지 신호)을 수신하거나, 내부 회로에서 생성된 신원 데이터 신호를 출력하기 위한 안테나 코일을 포함하고 있는데, 신원 카드의 안테나 코일과 카드 판독기의 안테나 코일은 상호 유도 결합되므로써 신호를 서로간에 송수신하게 된다. 신원 카드는 신원 데이터를 저장하는 메모리 회로와, 신원 데이터를 이용하여 신원 데이터 신호를 생성하는 변조 회로와, 그리고 기타 제어 회로를 또한 포함하고 있다. 호스트 컴퓨터는 신원 카드로부터 출력되고 카드 판독기에 의해 수신된 신원 데이터 신호에 대해 사용 목적에 따라 소정의 프로세싱을 수행한다.
그런데 종래의 신원 카드 시스템에 있어서는 카드 판독기로부터 신원 카드로의 에너지 전송과, 신원 카드로부터 카드 판독기로의 데이터 전송이 소정의 시간차를 두고 순차적으로 이루어졌다. 따라서 신원 카드는 카드 판독기로부터 수신된 에너지를 일시적으로 저장하기 위하여 매우 큰 용량의 커패시터를 그 내부에 구비해야 했으므로, 신원 카드의 크기가 커지는 문제점이 있었다.
한편 종래의 신원 카드 시스템에서는 신원 카드가 내부 메모리에 저장되어 있는 신원 데이터를 이용하여 저항값을 조정하고, 이를 통해 자신의 코일(2차 코일)에 흐르는 전류값을 조정하였다. 이러한 전류값의 변화를 카드 판독기는 자신의 코일(1차 코일)을 이용하여 감지하고, 이에 대해 데이터 처리를 함으로써 신원 데이터를 알 수 있었다. 그런데 이러한 시스템에서는 외부 노이즈에 의한 영향을 조금만 받아도 카드 판독기에 의한 신원 데이터 판독시에 오류가 발생할 가능성이 매우 컸다.
본 발명의 목적은 신원 카드의 크기를 줄이는 것을 일 목적으로 한다. 또한 카드 판독기에 의한 신원 데이터 판독시에 외부 노이즈에 의한 오류 가능성을 줄이는 것을 다른 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 신원 카드 시스템의 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 전압 변조부의 일 예의 회로도.
이러한 목적을 구현하기 위하여 새로운 구성의 신원 카드 및 이를 이용하는 신원 카드 시스템이 제공된다. 본 발명에 의한 신원 카드에서는 카드 판독기로부터의 에너지 전송과 카드 판독기로의 데이터 전송이 소정의 시간차를 갖으면서 순차적으로 수행되는 것이 아니라, 동시에 수행된다. 따라서 카드 판독기로부터 전송된 에너지를 일시적으로 보관하기 위한 큰 용량의 커패시터를 필요로 하지 않게 되고, 결과적으로 신원 카드의 크기를 줄일 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의한 신원 카드에서는 종래와 같이 신원 데이터를 이용하여 2차 코일에 흐르는 전류값을 조정하는 것이 아니라, 전압값을 제어한다. 따라서 카드 판독기에서의 신원 데이터 판독시에 외부로부터 노이즈의 영향이 있더라도 정확한 신원 데이터를 검출할 수 있게 된다.
본 발명에 의한 신원 카드는 카드 판독기로부터 교류 에너지 신호를 수신해서 상기 카드 판독기로 신원 데이터 신호를 송신하는 신원 카드에 있어서, 상기 카드 판독기와 상호 유도 결합되는 코일로 구성되므로써 상기 카드 판독기로부터 교류 에너지 신호를 수신하고, 상기 카드 판독기로 신원 데이터 신호를 송신하는 신호 송수신부와, 상기 신호 송수신부에 의해 수신된 교류 에너지 신호를 이용하여 신원 카드의 내부 회로를 구동하는 내부 전원을 생성하는 내부전원 생성부를 구비한다. 또한 신원 데이터를 저장하며, 상기 저장된 신원 데이터를 출력하는 데이터 저장부와, 상기 데이터 저장부로부터 출력된 신원 데이터를 이용하여 상기 수신된 교류 에너지 신호의 전압 진폭을 변조하므로써 신원 데이터 신호를 생성하고, 상기 생성된 신원 데이터 신호를 상기 신호 송수신부로 제공하는 전압 변조부를 더 구비한다.
바람직하게는, 상기 전압 변조부는 상기 신호 송수신부로 제1 전압을 제공하는 제1 전압 출력부와, 상기 제1 전압 출력부와 병렬로 연결되어 있으며, 상기 신원 데이터가 소정 레벨인 경우 제2 전압을 상기 신호 송수신부로 제공하는 제2 전압 출력부를 포함하여 구성된다. 상기 제2 전압은 상기 제1 전압보다 전압값이 크다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일 또는 유사한 구성요소와 신호는 동일한 참조부호를 사용한다.
먼저 도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 신원 카드 시스템의 블록도이다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 신원 카드 시스템(10)은 크게 카드 판독기(20)와 신원 카드(30)라는 두 부분으로 구성된다. 여기서 카드 판독기(20)는 신원 카드(30)로부터 수신된 신원 데이터 신호(D3)에 대해 사용 목적에 따라 소정의 데이터 처리를 하는 기존의 호스트 컴퓨터 부분을 포함하고 있는 것으로 한다. 신원 카드(30)는 신호 송수신부(102)와 내부전원 생성부(104)와 제어부(106)와 데이터 저장부(108)와 전압 변조부(110)를 구비하고 있다. 그리고 카드 판독기(20) 내부의 1차 코일(L1)과 신원 카드(30) 내부의 2차 코일(L2)은 카드 판독시에 상호 유도 결합된다.
신호 송수신부(102)는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 카드 판독시에 카드 판독기(20) 내의 1차 코드(L1)와 상호 유도 결합되는 2차 코일(L2)을 구비하고 있다. 카드 판독기(20)의 1차 코일(L1)에 의해 공간상으로 교류 에너지 신호(E0)가 방사되고, 이 방사된 교류 에너지 신호(E0)는 1차 코일(L1)과 2차 코일(L2) 사이의 상호 유도 결합을 통해 신원 카드(30)로 교류 에너지 신호(E1)로 전달된다. 뿐만 아니라 신원 카드(30) 내부로부터 생성된 신원 데이터 신호(D2)는 역시 1차 코일(L1)과 2차 코일(L2) 사이의 상호 유도 결합에 의해 카드 판독기(20)로 신원 데이터 신호(D3)로 전달된다. 내부 전원 생성부(104)는 신호 송수신부(102)를 통해 수신된 교류 에너지 신호(E0)를 이용하여 신원 카드(30) 내부의 회로를 구동하는 직류의 내부 전원(VIN1, VIN2, VIN3)을 생성하고, 이를 해당 내부 회로로 제공한다. 도 1에서 내부 전원(VIN1)은 제어부(106)를 구동하며, 내부 전원(VIN2)은 데이터 저장부(108)를 구동하고, 내부 전원(VIN3)은 전압 변조부(110)를 구동한다. 내부전원 생성부(104)는 당업계에 충분히 알려져 있으므로, 그 구체적 구성에 대한 설명은 여기서 생략한다.
내부전원 생성부(104)로부터 내부 전원(VIN1)을 제공받은 제어부(106)는 내부 회로를 제어하기 위한 각종 제어신호(CR1, CR2)를 생성하고, 이를 해당 내부 회로로 제공한다. 제어신호(CR1)는 데이터 저장부(108)의 동작을 제어하고, 제어신호(CR2)는 전압 변조부(110)의 동작을 제어한다. 제어신호(CR1)에 의해 데이터 저장부(108)로부터 신원 데이터(D1)가 출력되고, 이 출력된 신원 데이터(D1)가전압 변조부(110)에 도달하는 시간을 고려하여 제어신호(CR1)와 제어신호(CR2) 사이의 시간차가 정해진다. 데이터 저장부(108)는 내부전원 생성부(104)로부터 내부 전원(VIN2)을 공급받고 있는 상태에서 제어부(106)로부터 제어신호(CR1)가 수신되면 저장하고 있던 신원 데이터(D1)를 전압 변조부(110)로 출력한다. 데이터 저장부(108)는 내부 전원(VIN2)이 없는 상태에서도 신원 데이터(D1)를 보관할 수 있도록 비휘발성 메모리 소자로 구성된다.
전압 변조부(110)는 데이터 저장부(108)로부터 출력된 신원 데이터(D1)를 이용하여 수신된 교류 에너지 신호(E1)의 전압 진폭을 변조하므로써 신원 데이터 신호(D2)를 생성하고, 이렇게 생성된 신원 데이터 신호(D2)를 신호 송수신부(102)로 제공한다. 전압 변조부(110)에 대한 구체적 구성은 이하 도 2를 참조하면서 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 전압 변조부의 일 예의 회로도이다. 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 전압 변조부(110)는 다른 전압을 출력하는 2개의 전압 출력부(202, 204)로 구성될 수 있다. 도 2에서 D1은 데이터 저장부(108)로 출력되는 신원 데이터이고, D2는 전압 변조부(110)에서 신원 데이터(D1)를 이용하여 교류 에너지 신호(E1)를 변조한 신원 데이터 신호이다. 먼저 전압 출력부(202)는 2개의 제너 다이오드(Z1, Z2)를 이용하여 구성될 수 있으며, 전압 출력부(204)는 2개의 제너 다이오드(Z3, Z4)와 2개의 트랜지스터(T1, T2)에 의해 구성될 수 있다.
전압 변조부(110)의 동작에 대해 구체적으로 설명한다. 먼저 데이터 저장부(108)로부터 출력된 신원 데이터(D1)가 로우 레벨이면 트랜지스터(T1, T2)가턴오프되므로 전압 출력부(204)는 전압 변조부(110)의 출력 단자로 아무런 전압도 출력하지 않는다. 이에 비해 전압 출력부(202)는 신원 데이터(D1)의 레벨에 상관없이 항상 제너 다이오드(Z1, Z2)의 특성에 의해 결정된 크기의 전압(V1)을 전압 변조부(110)의 출력 단자로 제공하므로, 결국 전압 변조부(110)는 교류 에너지 신호(E1)가 전압(V1)으로 변조되도록 한다. 그리고 신원 데이터(D1)가 하이 레벨이면 트랜지스터(T1, T2)가 턴온되므로, 전압 출력부(204)는 제너 다이오드(Z3, Z4)의 특성에 의해 결정된 크기의 전압(V2)을 출력하고, 전압 출력부(202)는 신원 데이터(D1)의 레벨에 상관없이 전압(V1)을 출력하는데, 전압(V1)보다 전압(V2)의 전압값이 크도록 제너 다이오드(Z1, Z2, Z3, Z4)를 설정하면 전압 변조부(110)는 교류 에너지 신호(E1)가 전압(V2)으로 변조되도록 한다.
전압 변조부(110)를 포함하여 도 1에 도시된 각 부분은 여러 종류의 회로를 통해 구체적으로 구현될 수 있다. 상술한 실시예는 당업자로 하여금 본 발명을 명확히 이해할 수 있도록 하기 위함일 뿐이며, 발명의 범위를 구체적으로 한정하려는 것은 아니다. 원칙적으로 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 정하여진다.
본 발명에 의하면, 카드 판독기로부터 전송된 에너지를 일시적으로 보관하기 위한 큰 용량의 커패시터를 필요로 하지 않으므로, 결과적으로 신원 카드의 크기를 줄일 수 있게 된다. 또한 카드 판독기에서의 신원 데이터 판독시에 외부로부터 노이즈의 영향이 있더라도 정확한 신원 데이터를 검출할 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

  1. 카드 판독기로부터 교류 에너지 신호를 수신해서 상기 카드 판독기로 신원 데이터 신호를 송신하는 신원 카드에 있어서,
    상기 카드 판독기와 상호 유도 결합되는 코일로 구성되므로써 상기 카드 판독기로부터 교류 에너지 신호를 수신하고, 상기 카드 판독기로 신원 데이터 신호를 송신하는 신호 송수신부와,
    상기 신호 송수신부에 의해 수신된 교류 에너지 신호를 이용하여 신원 카드의 내부 회로를 구동하는 내부 전원을 생성하는 내부전원 생성부와,
    신원 데이터를 저장하며, 상기 저장된 신원 데이터를 출력하는 데이터 저장부와,
    상기 데이터 저장부로부터 출력된 신원 데이터를 이용하여 상기 수신된 교류 에너지 신호의 전압 진폭을 변조하므로써 신원 데이터 신호를 생성하고, 상기 생성된 신원 데이터 신호를 상기 신호 송수신부로 제공하는 전압 변조부를
    포함하는 것을 특징으로 하는 신원 카드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 송수신부로 제1 전압을 제공하는 제1 전압 출력부와,
    상기 제1 전압 출력부와 병렬로 연결되어 있으며, 상기 신원 데이터가 소정 레벨인 경우 제2 전압을 상기 신호 송수신부로 제공하는 제2 전압 출력부를
    포함하는 것을 특징으로 하는 신원 카드.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 전압은 상기 제1 전압보다 전압값이 큰 것을 특징으로 하는 신원 카드.
  4. 신원 카드 시스템에 있어서,
    카드 판독기와,
    상기 카드 판독기로부터 교류 에너지 신호를 수신하고, 상기 카드 판독기로 신원 데이터 신호를 송신하는 신원 카드를 구비하며,
    상기 신원 카드는
    상기 카드 판독기와 상호 유도 결합되는 코일로 구성되므로써 상기 카드 판독기로부터 교류 에너지 신호를 수신하고, 상기 카드 판독기로 신원 데이터 신호를 송신하는 신호 송수신부와,
    상기 신호 송수신부에 의해 수신된 교류 에너지 신호를 이용하여 신원 카드의 내부 회로를 구동하는 내부 전원을 생성하는 내부전원 생성부와,
    신원 데이터를 저장하며, 상기 저장된 신원 데이터를 출력하는 데이터 저장부와,
    상기 데이터 저장부로부터 출력된 신원 데이터를 이용하여 상기 수신된 교류 에너지 신호의 전압 진폭을 변조하므로써 신원 데이터 신호를 생성하고, 상기 생성된 신원 데이터 신호를 상기 신호 송수신부로 제공하는 전압 변조부를 포함하는 것을 특징으로 하는 신원 카드 시스템.
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