KR200451393Y1 - 절전형 비접촉식 카드 리더기 - Google Patents

절전형 비접촉식 카드 리더기 Download PDF

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Abstract

본 고안은 절전형 비접촉식 카드 리더기에 관한 것이다. 본 고안에 따른 비접촉식 카드에 저장된 정보를 판독하는 비접촉 카드 리더기는, 상기 비접촉식 카드와 상호 유도 결합하는 안테나 및 상기 안테나의 임피던스를 정합하기 위한 임피던스 매칭 회로를 구비한 안테나부와, 액티브 신호가 입력되면, 상기 안테나를 통해 상기 비접촉식 카드를 활성화하기 위한 소정의 주파수를 갖는 전자파를 방출하도록 소정의 주파수를 생성하여 상기 임피던스 매칭 회로로 출력하고, 상기 비접촉식 카드와의 통신을 위해 소정의 데이터를 변복조하여 상기 임피던스 매칭 회로로 출력하는 변복조부와, 주기적인 웨이크업 신호에 따라 소정의 기간 동안 소정의 주파수를 생성하여 상기 임피던스 매칭 회로로 출력하는 검출 주파수 공급부와, 및 상기 안테나에서의 상호 유도에 의한 출력 전압을 검출하기 위한 저주파 필터 및 증폭 회로를 구비하고, 상기 증폭 회로에서 출력되는 검출 전압을 이용하여 상기 비접촉식 카드의 접근 유무를 판단하고, 상기 비접촉 카드가 접근하였다고 판단되는 경우 상기 액티브 신호를 출력하는 검출 신호 처리부를 포함함으로써, 전력 소모를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 개발의 용이성을 제공할 수 있다.

Description

절전형 비접촉식 카드 리더기{CONTACTLESS TYPE IC CARD READER WITH A POWER SAVING MODE}
본 고안은 절전형 비접촉식 카드 리더기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 비접촉식 카드의 접근을 감지하여 절전 상태에서 정상 동작 상태로 전환하는 절전형 비접촉식 카드 리더기에 관한 것이다.
비접촉식 RFID(Radio Frequency IDentification) 카드는 종래의 자기식 카드에 비해 위조나 변조가 어렵고 높은 보안성이 유지되며, 무선으로 데이터를 주고 받을 수 있어 출입 통제 또는 교통 요금 지불 등의 용도에 널리 활용되고 있다.
일반적으로 비접촉식 RFID 카드 리더기는 일정한 주파수를 갖는 전자파를 계속해서 발생시킨다. 따라서 비접촉식 RFID 카드가 비접촉식 RFID 카드 리더기에 접근하면, 비접촉식 RFID 카드는 정전 결합 또는 유도 결합 등의 방법으로 비접촉식 RFID 카드 리더기로부터 에너지를 공급받아 활성화된다.
비접촉식 RFID 카드가 활성화되면, 비접촉식 RFID 카드 리더기는 활성화된 비접촉식 RFID 카드에 소정의 제어 명령을 송신하여 비접촉식 RFID 카드에 저장된 정보를 읽어내거나 비접촉식 RFID 카드에 정보를 저장할 수 있다.
그러나 비접촉식 RFID 카드 리더기는 비접촉식 RFID 카드의 접근 유무와 무관하게 일정한 주파수를 갖는 전자파를 계속하여 발생시키게 되므로, 이로 인해 비접촉식 RFID 카드 리더기는 불필요한 많은 전력을 낭비하게 된다.
이러한 전력 낭비를 방지하기 위하여, 절전형 비접촉식 카드 리더기의 기술이 다수 공개되어 있으나, 이들 공개 기술들은 기존의 변복조부를 이용하여 비접촉식 카드의 존재 유무를 검출하고 있어 발진 회로가 정상적으로 동작하기까지 많은 시간이 소요되고, 이로 인한 전력 소비도 무시할 수 없다.
특히 비접촉식 RFID 카드 리더기를 구비한 도어락의 경우에는 전원으로 건전지를 이용하므로, 비접촉식 RFID 카드 리더기의 동작으로 인한 불필요한 전력 소모를 줄일 것이 요구된다.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 고안은 비접촉식 카드의 접근을 감지하여 절전 상태에서 정상 동작 상태로 전환하는 비접촉식 카드 리더기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 고안은 비접촉식 카드에 저장된 정보를 판독하는 비접촉 카드 리더기에 있어서, 상기 비접촉식 카드와 상호 유도 결합하는 안테나 및 상기 안테나의 임피던스를 정합하기 위한 임피던스 매칭 회로를 구비한 안테나부와, 액티브 신호가 입력되면, 상기 안테나를 통해 상기 비접촉식 카드를 활성화하기 위한 소정의 주파수를 갖는 전자파를 방출하도록 소정의 주파수를 생성하여 상기 임피던스 매칭 회로로 출력하고, 상기 비접촉식 카드와의 통신을 위해 소정의 데이터를 변복조하여 상기 임피던스 매칭 회로로 출력하는 변복조부와, 주기적인 웨이크업 신호에 따라 소정의 기간 동안 소정의 주파수를 생성하여 상기 임피던스 매칭 회로로 출력하는 검출 주파수 공급부와, 및 상기 안테나에서의 상호 유도에 의한 출력 전압을 검출하기 위한 저주파 필터 및 증폭 회로를 구비하고, 상기 증폭 회로에서 출력되는 검출 전압을 이용하여 상기 비접촉식 카드의 접근 유무를 판단하고, 상기 비접촉 카드가 접근하였다고 판단되는 경우 상기 액티브 신호를 출력하는 검출 신호 처리부를 제공한다.
상기 검출 신호 처리부로부터 출력된 상기 액티브 신호가 입력되면, 절전 상 태에서 정상 동작 상태로 전환되고, 상기 변복조부로 상기 액티브 신호를 출력하는 마이컴부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 검출 신호 처리부는 상기 증폭 회로에서 출력되는 검출 전압이 소정의 임계값 이상 또는 이하로 변동하면, 상기 비접촉식 카드가 접근하였다고 판단하는 것이 바람직하다.
상기 검출 신호 처리부는 상기 웨이크업 신호에 기초하여 상기 저주파 필터 및 상기 증폭 회로에 동작 전원을 공급하는 것이 바람직하다.
상기 검출 주파수 공급부는 상기 웨이크업 신호에 기초하여 상기 안테나부로 소정의 주파수를 출력하도록 스위칭하는 스위칭 회로를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 검출 주파수 공급부는 소정의 클록 신호를 생성하는 클록 생성 회로와 소정의 주파수를 얻기 위해 클록 신호를 체배하는 체배 회로를 구비하는 것이 바람직하다.
본 고안은 기존에 구현된 회로도를 거의 그대로 사용하고, 검출 주파수 공급부 및 검출 신호 처리부만을 추가하는 것이 가능하여, 개발의 용이성을 제공하며, 또한 업그레이드를 용이하게 할 수 있다.
또한, 본 고안은 기존의 변복조부와는 별도로 감지용 마이컴의 클록을 이용하여 비접촉식 카드의 접근을 검출할 수 있으므로, 전력 소모를 최소화할 수 있다.
또한, 본 고안은 저주파 필터 및 증폭 회로를 통해 비접촉식 카드의 접근 유무를 검출함으로써, 구성의 추가에 비용의 증가를 억제할 수 있다.
또한, 본 고안은 검출 주파수 공급부에 스위칭 회로를 구비함으로써, 웨이크업 신호에서만 소정의 주파수를 공급함으로 전력 소모를 줄일 수 있고, 또한 임피던스의 미스 매칭으로 인한 특성 감소를 방지할 수 있다.
이하 본 고안의 일실시예에 따른 비접촉식 카드 리더기 및 이를 구비한 도어락을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 비접촉식 카드 리더기의 블록도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 비접촉식 카드 리더기(100)는 안테나부(110), 변복조부(120), 검출 주파수 공급부(130), 검출 신호 처리부(140), 및 마이컴부(150)를 포함한다.
안테나부(110)는 소정의 주파수, 즉, 13.56MHz를 갖는 전자파(Dx, Pw)를 외부로 출력하며, 이 전자파(Dx, Pw)는 비접촉식 카드가 접근하면 비접촉식 카드에 상호 유도 작용을 일으킨다.
변복조부(120)는 안테나부(110)를 통해 비접촉식 카드(170)로 송신되는 송신 데이터, 즉 저장하고자 하는 정보 또는 제어 명령을 소정의 주파수에 의거하여 변조하고, 안테나부(110)를 통해 비접촉식 카드(170)로 수신되는 수신 데이터, 즉 저장된 정보를 소정의 주파수로부터 복조한다. 여기서 데이터란 정보와 제어 명령을 포함한다. 또한, 변복조부(120)는 소정의 주파수, 13.56MHz를 생성하는 발진 회로(122)를 더 포함할 수 있다.
검출 주파수 공급부(130)는 비접촉식 카드(170)의 접근을 주기적으로 검출하기 주기적으로 소정의 주파수, 즉, 13.56MHz를 안테나부(110)에 공급한다.
검출 신호 처리부(140)는 안테나부(110)를 통하여 상호 유도된 전압이 소정의 임계값 이상 또는 이하로 변동하면, 비접촉식 카드(170)가 접근하였다고 판단하여 마이컴부(150)에 카드 접근 신호, 즉 액티브 신호를 출력한다.
마이컴부(150)는 비접촉식 카드(170)와 소정의 데이터를 주고 받는 전반적인 동작을 제어한다. 또한, 마이컴부(150)는 검출 신호 처리부(140)로부터 카드 접근 신호를 수신하면, 비접촉식 카드 리더기(100)를 절전 상태에서 정상 동작 상태로 전환한다. 즉, 마이컴부(150)가 절전 상태에서 정상 동작 상태로 전환되고, 변복조부(120)에 구동전압이 공급되도록 제어신호를 출력하거나 변복조부(120)의 동작을 정상 동작 상태로 전환시키는 제어신호를 출력한다. 그리고 변복조부(120)에 구동전압이 공급되거나 변복조부(120)가 정상 동작 상태로 전환하는 제어신호를 수신하면 변복조부(120)의 발진 회로(122)가 동작하여 소정의 주파수가 생성된다.
이하에서는 도 1의 구성에 따른 비접촉식 카드 리더기(100)의 동작을 상세히 설명한다.
먼저, 비접촉식 카드 리더기(100)의 감지 범위에 비접촉식 카드(170)가 존재하지 아니한 경우, 마이컴부(150)는 변복조부(120)에 공급되는 구동전압을 차단하거나 변복조부(120)의 동작을 정지시키는 제어신호를 출력한다. 이에 의해 변복조부(120)에 공급되는 구동전압이 차단되거나 변복조부(120)의 동작은 정지되며, 또한 마이컴부(150)도 절전 상태가 된다.
한편, 검출 주파수 공급부(130)는 비접촉식 카드(170) 접근을 주기적 감시하기 위해 주기적으로 소정의 주파수, 13.56MHz를 생성하여 안테나부(110)에 공급한다. 이에 의해 안테나부(110)에서 13.56MHz를 갖는 전자파(Dx)가 주기적으로 방출되고, 비접촉식 카드(170)가 비접촉식 카드 리더기(100)의 감지범위, 즉 안테나부(110)에서 상호 유도가 발생하는 범위로 접근하게 되면, 검출 신호 처리부(140)에는 상호 유도 전압에 의한 전압 변동이 발생하고 상호 유도 전압에 의한 전압 변동이 소정의 임계값 이상 또는 이하이면, 비접촉식 카드(170)가 접근하였다고 판단하여 마이컴부(150)에 카드 접근 신호를 출력한다.
마이컴부(150)는 검출 신호 처리부(140)로부터 카드 접근 신호를 수신하면, 비접촉식 카드 리더기(100)를 절전 상태에서 정상 동작 상태로 전환한다. 즉, 마이컴부(150)가 절전 상태에서 정상 동작 상태로 전환되고, 변복조부(120)에 구동전압이 공급되도록 제어신호를 출력하거나, 변복조부(120)의 동작을 정상 동작 상태로 전환시키는 제어신호를 출력한다. 그리고 변복조부(120)에 구동전압이 공급되거나 변복조부(120)가 정상 동작 상태로 전환하는 제어신호를 수신하면, 변복조부(120)의 발진 회로(122)가 동작하여 소정의 주파수가 생성되어 출력된다. 따라서 안테나부(110)에서는 13.56MHz의 주파수를 갖는 전자파(Pw)가 계속적으로 방출된다.
안테나부(110)에서 13.56MHz의 주파수를 갖는 전자파(Pw)가 방출되면, 상호 유도 작용에 의해 비접촉식 카드(170)는 전자파(Pw)의 일부를 수신하고 이 수신된 전자파로부터 전원이 생성되므로 활성화된다. 즉 비접촉식 카드(170)은 이 수신된 전자파로부터 에너지를 얻어 비접촉식 카드의 전원으로 사용한다.
마이컴부(150)는 정상 동작 상태로 전환된 후 소정의 시간이 경과하거나 비접촉식 카드(170)가 활성화되어 정상적인 동작이 가능하다는 상태 신호를 입력받은 경우, 비접촉식 카드(170)에 저장된 정보를 판독하기 위한 소정의 제어 명령을 출력한다. 변복조부(120)는 소정의 제어 명령을 소정의 주파수로 변조하여 안테나부(110)로 출력하고, 안테나부(110)에서 상호 유도 작용에 의해 비접촉식 카드(170)로 전달된다.
그리고 활성화된 비접촉식 카드(170)는 비접촉식 카드 리더기(100)로부터 출력된 소정의 제어명령에 응답하여 비접촉식 카드(170)에 저장된 정보를 비접촉식 카드 리더기(100)로 전송한다. 변복조부(120)는 비접촉식 카드(170)로부터 송신된 정보를 소정의 주파수로부터 복조하여 마이컴부(150)로 출력한다.
또한, 변복조부(120)는 비접촉식 카드(170)로 송신되는 송신 데이터, 즉 저장하고자 하는 정보를 소정의 주파수에 의거하여 변조하여 출력하는 것도 가능하다.
한편, 본 고안에 포함된 안테나부(110), 변복조부(120), 및 마이컴부(150)는 기존에 구현된 회로도를 거의 그대로 사용하고, 검출 주파수 공급부(130) 및 검출 신호 처리부(140)만을 추가하는 것도 가능함으로써, 개발의 용이성을 제공하며, 또한 업그레이드를 용이하게 할 수 있다.
도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 비접촉식 카드 리더기의 구성을 구체적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 저주파 필터와 증폭 회로의 구체적인 회로도를 도시한 도면이고, 도 4a, 4b 및 4c는 도 2의 주요 노드에 대한 파형들을 도시한 도 면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 도 1과 동일하게 비접촉식 카드 리더기(100)는 안테나부(110), 변복조부(120), 검출 주파수 공급부(130), 검출 신호 처리부(140) 및 마이컴부(150)를 포함한다. 이하에서는 도 1과 동일한 구성인 변복조부(120) 및 마이컴부(150)에 대한 설명은 생략한다.
안테나부(110)는 소정의 주파수, 즉, 13.56MHz를 갖는 전자파(Dx, Pw)를 외부로 출력하기 위해, 임피던스 매칭 회로(112)와 안테나(114)를 구비한다. 임피던스 매칭 회로(112)는 안테나(114)가 갖는 임피던스와 변복조부(120)의 출력단의 임피던스를 정합하는 회로이다.
검출 주파수 공급부(130)는 비접촉식 카드(170)의 접근을 주기적으로 검출하기 위해 주기적으로 소정의 주파수, 즉, 13.56MHz를 안테나부(110)에 공급하기 위한, 클록 생성 회로(210), 체배 회로(220), 버퍼(230) 및 스위칭 회로(240)를 포함한다.
클록 생성 회로(210)는 저주파수를 갖는 클록 신호를 생성하는 발진 회로(212)를 포함한다. 또한 클록 생성 회로(210)는 소정의 기간 동안 웨이크업 신호를 출력한다. 즉, 클록 생성 회로(210)는 내부 회로에 의해 소정의 시간 간격, 예를 들면, 200msec 간격으로 20μsec 정도의 기간 동안 웨이크업 신호를 출력한다.
체배 회로(220)는 클록 생성 회로(210)에서 생성되어 출력되는 클록 신호를 주파수 체배하여 소정의 주파수, 13.56MHz를 출력한다.
버퍼(230)는 체배 회로(220)에서 출력된 소정의 주파수를 입력받아 임피던스 매칭 회로(112)에서 필요한 전압으로 증폭하여 출력한다.
그리고 스위칭 회로(240)는 웨이크업 신호에 따라 소정의 주파수가 출력되는 20μsec 정도의 기간 동안 온되고, 나머지 기간 동안은 오프된다.
이들 버퍼(230) 및 스위칭 회로(240)에 의해, 임피던스 매칭 회로(112)의 임피던스 미스 매칭으로 인한 특성 감소를 방지할 수 있다.
검출 신호 처리부(140)는 안테나(114)를 통하여 상호 유도된 전압의 변동이 소정의 임계값 이상 또는 이하이면, 비접촉식 카드(170)가 접근하였다고 판단하여 마이컴부(150)에 카드 접근 신호, 즉 액티브 신호를 출력하기 위해, 저주파 필터(LPF)(250), 증폭 회로(260), 판단 회로(270)를 포함한다.
저주파 필터(250)는 안테나(114)에 연결되어 안테나(114)에서 상호 유도 작용 등에 의해 출력되는 검출 전압을 입력받아 이들 전압을 직류 전압에 가깝게 평활하고, 증폭 회로(260)는 이 직류 검출 전압을 증폭하여 출력한다. 이들 저주파 필터(250)와 증폭 회로(260)는 도 3에 구체적으로 도시되어 있다.
도 3에 도시된 저항 R02, 저항 R03, 저항 R04, 저항 R05 및 콘덴서 C01는 본 고안에 따른 저주파 필터(250)의 한 예이며, 연산 증폭기(OP AMP) U01, 저항 R06, 저항 R07 및 저항 R08는 본 고안에 따른 증폭 회로(260)의 한 예이다.
한편, 트랜지스터 Q2, 트랜지스터 Q3, 저항 R09, 저항 R10, 콘덴서 C04, 콘덴서 C05는 클록 생성 회로(210)로부터 출력된 웨이크업 신호에 따라 저주파 필터(250) 및 증폭 회로(260)에 동작 전원을 연결하기 위한 회로이다.
판단 회로(270)는 증폭 회로(260)에서 출력되는 증폭된 직류 검출 전압이 소 정의 임계값 이상 또는 이하로 변동하면, 비접촉식 카드(170)가 접근하였다고 판단하여 마이컴부(150)에 카드 접근 신호를 출력한다. 이를 위해 판단 회로(270)는 A/D 컨버터(272)를 포함할 수 있다.
검출 신호 처리부(140)는 저주파 필터(250) 및 증폭 회로(260)를 포함함으로써, 간단한 구성 및 적은 비용의 추가만으로 비접촉식 카드(170)의 존재 유무에 대한 검출이 가능하다.
한편, 도 2에서는 블록도적인 관점에서 기능별로 클록 생성 회로(210), 체배 회로(220) 및 판단 회로(270)를 별개로 도시하고 있으나, 이들 구성은 마이컴부(150)에서 구현될 수 있으며, 또한 별도의 감지용 마이컴을 사용하는 경우 이 감지용 마이컴에서 구현될 수 있다.
이 경우 소정의 주파수로 클록 신호를 생성하는 변복조부(120)와는 별도로 감지용 마이컴의 클록을 이용하여 비접촉식 카드(170)의 접근을 검출할 수 있으므로, 전력 소모를 최소화할 수 있다.
이하에서는 도 2 및 도 3의 구성에 따른 비접촉식 카드 리더기(100)의 동작을 상세히 설명한다.
먼저, 비접촉식 카드 리더기(100)의 감지 범위에 비접촉식 카드(170)가 존재하지 아니한 경우, 마이컴부(150)는 변복조부(120)에 공급되는 구동전압을 차단하거나 변복조부(120)의 동작을 정지시키는 제어신호를 출력한다. 이에 의해 변복조부(120)에 공급되는 구동전압이 차단되거나 변복조부(120)의 동작은 정지되며, 또한 마이컴부(150)도 절전 상태가 된다.
한편, 검출 주파수 공급부(130)는 비접촉식 카드(170) 접근을 주기적 감시하기 위해 주기적으로 소정의 주파수, 13.56MHz를 생성하여 안테나부(110)에 공급한다.
즉, 클록 생성 회로(210)는 발진 회로(212)에서 생성되는 저주파를 갖는 클록 신호를 출력한다. 그러면 체배 회로(220)는 클록 생성 회로(210)에서 생성되어 출력되는 클록 신호를 주파수 체배하여 소정의 주파수, 13.56MHz를 출력한다. 그리고 버퍼(230)는 체배 회로(220)에서 출력된 소정의 주파수를 입력받아 임피던스 매칭 회로(112)에서 필요한 전압으로 증폭하여 출력한다. 그리고 스위칭 회로(240)는 웨이크업 신호에 따라 소정의 주파수가 출력되는 20μsec 정도의 기간 동안 온되고, 나머지 기간 동안은 오프된다.
한편, 클록 생성 회로(210)는 소정의 기간 동안 웨이크업 신호를 출력한다. 즉, 클록 생성 회로(210)는 내부 회로에 의해 소정의 시간 간격, 즉, 200msec 간격으로 20μsec 정도의 기간 동안 소정의 주파수를 출력한다.
웨이크업 신호에 따른 버퍼(230) 등의 동작 전원의 파형과 스위칭 회로(240)에서 출력되는 파형이 도 4a에 도시되어 있다.
도 4a에서 파형 ①은 웨이크업 신호에 따라 버퍼(230), 저주파 필터(250), 및 증폭 회로(260)에 공급되는 동작 전원을 나타내며, 파형 ②는 스위칭 회로(200)에서 소정의 시간 동안 출력되는 소정의 주파수, 즉 13,56MHz를 나타낸다.
스위칭 회로(240)에서 출력된 13,56MHz 전압은 안테나부(110)에서 13.56MHz를 갖는 전자파(Dx)로 주기적으로 방출되고, 비접촉식 카드(170)가 비접촉식 카드 리더기(100)의 감지범위, 즉 안테나(114)에서 상호 유도가 발생하는 범위로 접근하게 되면, 안테나(114)에는 상호 유도에 의한 검출 전압에 변동이 발생한다. 이 검출 전압의 파형이 도 4b의 파형 ③에 도시되어 있다.
이 검출 전압은 저항 R01에 공급되고, 트랜지스터 Q1를 통해 저주파 필터(250)에 공급된다. 그리고 저주파 필터(250)를 통과한 직류 검출 전압은 증폭 회로(260)에 의해 증폭되어 출력된다. 이 증폭된 검출 전압의 파형이 도 4c의 파형 ④에 도시되어 있다.
한편, 트랜지스터 Q1를 통해 검출 전압이 저주파 필터(250)에 공급되기 위해서는 트랜지스터 Q1의 컬렉터에 동작 전원이 공급되어야 한다. 이 트랜지스터 Q1의 컬렉터의 동작 전원의 공급 순서는 트랜지스터 Q2의 베이스에 웨이크업 신호가 제공되면, 트랜지스터 Q2는 온되고, 따라서 트랜지스터 Q3도 온되므로, 트랜지스터 Q1의 컬렉터에 전원이 공급된다.
그리고 판단 회로(270)는 소정의 시점에서, 예를 들면 웨이크업 신호에 대응되는 ①의 기간의 2/3 시점에서 A/D 컨버터(272)를 통해 이 증폭된 직류 검출 전압을 디지털로 변환한다. 바람직하게는 비접촉식 카드(170)가 비접촉식 카드 리더기(100)의 감지범위 내에 없는 경우에는 이 소정의 시점에서의 증폭된 검출 전압이 동작 전원의 50%가 되도록 설정하는 것이 바람직하다.
판단 회로(270)는 이 디지털 전압이 이전의 디지털 전압들보다 소정의 임계값, 예를 들면 80mV 이상 또는 이하로 변동하였다면 비접촉식 카드(170)가 접근하였다고 판단하여, 마이컴부(150)에 카드 접근 신호, 즉 액티브 신호를 출력한다.
마이컴부(150)는 검출 신호 처리부(140)로부터 카드 접근 신호를 수신하면, 비접촉식 카드 리더기(100)를 절전 상태에서 정상 동작 상태로 전환한다. 즉, 마이컴부(150)가 절전 상태에서 정상 동작 상태로 전환되고, 변복조부(120)에 구동전압이 공급되도록 제어신호를 출력하거나, 변복조부(120)의 동작을 정상 동작 상태로 전환시키는 제어신호를 출력한다. 그리고 변복조부(120)에 구동전압이 공급되거나 변복조부(120)가 정상 동작 상태로 전환하는 제어신호를 수신하면 변복조부(120)의 발진 회로(122)가 동작하여 소정의 주파수가 생성되어 출력된다. 따라서 안테나(114)에서 13.56MHz의 주파수를 갖는 전자파(Pw)가 계속적으로 방출된다.
안테나(114)에서 13.56MHz의 주파수를 갖는 전자파(Pw)가 방출되면, 상호 유도 작용에 의해 비접촉식 카드(170)는 전자파(Pw)의 일부를 수신하고 이 수신된 전자파로부터 전원이 생성되므로 활성화된다. 즉 비접촉식 카드(170)은 이 수신된 전자파로부터 에너지를 얻어 비접촉식 카드의 전원으로 사용한다.
마이컴부(150)는 정상 동작 상태로 전환된 후 소정의 시간이 경과하거나 비접촉식 카드(170)가 활성화되어 정상적인 동작이 가능하다는 상태신호를 입력받은 경우, 비접촉식 카드(170)에 저장된 정보를 판독하기 위한 소정의 명령 신호를 출력한다. 변복조부(120)는 소정의 명령 신호를 소정의 주파수로 변조하여 임피던스 매칭 회로(112)로 출력하고, 안테나(114)에서 상호 유도 작용에 의해 비접촉식 카드(170)로 전달된다.
그리고 활성화된 비접촉식 카드(170)는 비접촉식 카드 리더기(100)로부터 출력된 소정의 제어명령에 응답하여 비접촉식 카드(170)에 저장된 정보를 비접촉식 카드 리더기(100)로 전송한다. 변복조부(120)는 비접촉식 카드(170)로부터 송신된 정보를 소정의 주파수로부터 복조하여 마이컴부(150)로 출력한다.
도 5는 본 고안의 일실시예에 따른 비접촉식 카드 리더기를 구비한 도어락의 구성을 개략적으로 도시면 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 도어락(500)은 비접촉식 카드 리더기(100), 건전지(510), 저장부(520), 모터 구동부(530), 및 제어부(540)을 포함한다.
도어락(500)에 포함된 비접촉식 카드 리더기(100)는 본 고안의 일실시예에 따른 비접촉식 카드 리더기이다.
건전지(510)는 비접촉식 카드 리더기(100) 등에 전원을 공급한다. 한편, 비접촉식 카드(170)가 접근하면, 비접촉식 카드 리더기(100)는 저장된 코드 등의 비밀정보를 수신하여 저장부(520)에 저장된 비밀정보와 비교하고, 일치하면 시건장치(미도시됨)을 개방하도록 모터 구동부(530)를 제어한다.
본 고안의 일실시예에 따른 도어락은 전력 소모를 방지할 수 있는 비접촉식 카드 리더기를 구비함으로써, 건전지를 장시간 사용할 수 있다.
본 고안은 비접촉식 카드의 접근을 감지하여 절전 상태에서 정상 동작 상태로 전환하는 절전형 비접촉식 카드 리더기에 관한 것으로, 특히 이 절전형 비접촉식 카드 리더기를 구비한 도어락에 유용하다.
도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 비접촉식 카드 리더기의 블록도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 비접촉식 카드 리더기의 구성을 구체적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 저주파 필터와 증폭 회로의 구체적인 회로도를 도시한 도면이다.
도 4a, 4b 및 4c는 도 2의 주요 노드에 대한 파형들을 도시한 도면이다.
도 5는 본 고안의 일실시예에 따른 비접촉식 카드 리더기를 구비한 도어락의 구성을 개략적으로 도시면 도면이다.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
110 : 안테나부 120 : 변복조부
130 : 검출 주파수 공급부 140 : 검출 신호 처리부
150 : 마이컴부 170 : 비접촉식 카드

Claims (6)

  1. 비접촉식 카드에 저장된 정보를 판독하는 비접촉 카드 리더기에 있어서,
    상기 비접촉식 카드와 상호 유도 결합하는 안테나 및 상기 안테나의 임피던스를 정합하기 위한 임피던스 매칭 회로를 구비한 안테나부와,
    액티브 신호가 입력되면, 상기 안테나를 통해 상기 비접촉식 카드를 활성화하기 위한 소정의 주파수를 갖는 전자파를 방출하도록 소정의 주파수를 생성하여 상기 임피던스 매칭 회로로 출력하고, 상기 비접촉식 카드와의 통신을 위해 소정의 데이터를 변복조하여 상기 임피던스 매칭 회로로 출력하는 변복조부와,
    주기적인 웨이크업 신호에 따라 소정의 기간 동안 소정의 주파수를 생성하여 상기 임피던스 매칭 회로로 출력하는 검출 주파수 공급부와,
    상기 안테나에서의 상호 유도에 의한 출력 전압을 검출하기 위한 저주파 필터 및 증폭 회로를 구비하고, 상기 증폭 회로에서 출력되는 검출 전압을 이용하여 상기 비접촉식 카드의 접근 유무를 판단하고, 상기 비접촉 카드가 접근하였다고 판단되는 경우 상기 액티브 신호를 출력하는 검출 신호 처리부와, 및
    상기 검출 신호 처리부로부터 출력된 상기 액티브 신호가 입력되면, 절전 상태에서 정상 동작 상태로 전환되고, 상기 변복조부로 상기 액티브 신호를 출력하는 마이컴부를 포함하고,
    상기 검출 주파수 공급부는 상기 웨이크업 신호에 기초하여 상기 안테나부로 소정의 주파수를 출력하도록 스위칭하는 스위칭 회로를 구비하고,
    상기 검출 신호 처리부는 상기 증폭 회로에서 출력되는 검출 전압이 소정의 임계값 이상 또는 이하로 변동하면, 상기 비접촉식 카드가 접근하였다고 판단하는 것을 특징으로 하는 비접촉 카드 리더기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 검출 신호 처리부는 상기 웨이크업 신호에 기초하여 상기 저주파 필터 및 상기 증폭 회로에 동작 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 비접촉 카드 리더기.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 검출 주파수 공급부는 소정의 클록 신호를 생성하는 클록 생성 회로와 소정의 주파수를 얻기 위해 클록 신호를 체배하는 체배회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 비접촉 카드 리더기.
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