NL1010645C2 - Ondervraaginrichting voor digitale informatie en werkwijze hiervoor. - Google Patents

Description

Ondervraaginrichting voor digitale informatie en werkwijze hiervoor

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het ondervragen van digitale informatie, die alvast tijdelijk is opgeslagen in een geheugenkaart, omvattende een in een behuizing opgenomen afleeselement, 5 een verwerkingselement en een weergave-element, waarbij het afleeselement en het weergave-element worden beheerst door het verwerkingselement die de afgelezen digitale informatie op een voor het weergave-element geschikte wijze verwerkt.

10 Een dergelijke inrichting is bekend voor het ondervragen van de zogenaamde asynchrone geheugenkaarten (ISO 7816-1), die uitgerust zijn met een microchip controller met een geheugen, waarin digitale informatie is opgeslagen. Deze geheugenkaarten kunnen zijn voorzien van 15 een contactstrip waarlangs de nodige voedingsspanning en signalen rechtstreeks aan de ondervraaginrichting is aangeboden ofwel zonder rechtstreeks contact, waarbij de geheugenkaart inductief gevoed wordt en de nodige commu-nicatieoverdracht draadloos gebeurt.

20 De digitale informatie op dergelijke geheugen kaarten is in het algemeen variabel, doch meestal protocollair conform bepaalde normen, bijvoorbeeld de ISO 7816-norm. In het betaalverkeer zijn dergelijke kaarten bekend onder de merknaam Proton® of de Chipknip® 25 of de Chipper®.

De bekende inrichtingen die een dergelijke geheugenkaart ondervragen, behandelen de digitale informatie via een afleeselement en een verwerkingselement op een digitale wij ze en verder een weergave gevormd door 30 een weergave-element, bijvoorbeeld een display, waarbij de afgelezen digitale informatie op een digitale wijze wordt weergegeven.

101 06 4 5 2

Dergelijke inrichtingen kennen het nadeel dat de afgelezen informatie rechtstreeks op de inrichting wordt weergegeven door het weergave-element en als dusdanig geen verder transport kent.

5 De uitvinding beoogt dit nadeel op te heffen en verschaft daartoe een inrichting van de hierboven genoemde soort, waarbij het verwerkingselement een digitaal-analoge convertor omvat voor het omzetten van de digitale informatie naar een analoog signaal.

10 Een dergelijke omzetting van een digitaal signaal naar een analoog signaal heeft tot effect dat een verder gebruik van deze geheugen mogelijk wordt. Daar in het algemeen dergelijke inrichtingen een beperkte grootte en omvang kennen is het niet vanzelfsprekend om een der-15 gelijk convertorelement op te nemen in deze inrichtingen.

Een ander nadeel van de bekende inrichtingen is dat het weergave-element in het algemeen een klein oppervlak inneemt en vooral bij onvoldoende of slechte lichtinval moeilijk leesbaar is. Dit geldt in het bijzonder 20 voor personen met visuele problemen. Wanneer dergelijke personen de digitale informatie aanwezig op een geheugenkaart wensen te kennen, kunnen zijn geen beroep doen op de heden gekende inrichtingen voor het ondervragen van dergelijke geheugenkaarten. Dit nadeel wordt eveneens in 25 een bijzondere uitvoering volgens de uitvinding opgeheven, doordat het weergave-element het analoge signaal op een auditieve, voor de mens hoorbare wijze verschaft.

Heel algemeen kan het hier gaan om bepaalde geluiden of signalen, dewelke worden veroorzaakt door het 30 analoge signaal, doch in een voorkeursuitvoeringsvorm verschaft het weergave-element het analoge signaal als voor een gebruiker verstaanbare spraaksignalen. Deze spraaksignalen duiden bijvoorbeeld de bedragen en de transacties aan, die zijn uitgevoerd met een geheugen-35 kaart, waarop financiële, digitale informatie is opgeslagen. Aldus kunnen ook personen met een visuele handicap gebruik maken van dergelijke geheugenkaarten op een voor hen controleerbare wijze.

-^106 45 3

In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat het weergave-element en piëzo-transducer of een elektromagnetische transducer, bijvoorbeeld in de vorm van een luidspreker.

5 Het analoge signaal kan eveneens worden aange boden aan een zendsysteem op een inductieve, of hoogfrequente of op een andere bekende wijze, waardoor de informatie draadloos kan worden overgebracht.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een 10 samenstel uit de hierboven genoemde ondervragingsinrich-ting en een geheugenkaart, waarbij de geheugenkaart digitale, financiële informatie bezit.

Tevens heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het ondervragen van digitale informatie, 15 die alvast tijdelijk is opgeslagen op een geheugenkaart, waarbij de digitale informatie van de geheugenkaart wordt afgelezen en wordt verwerkt, met het kenmerk, dat de verwerking een omzetting van de digitale informatie in een analoog signaal omvat, waarbij bij voorkeur het 20 analoge signaal op een voor de mens hoorbare wijze wordt verschaft, bijvoorbeeld door spraaksignalen.

De uitvinding wordt hieronder toegelicht in een voorkeursuitvoeringsvorm aan de hand van de tekeningen, waarin: 25

Fig. 1 een perspectivisch aanzicht van een voorkeursuitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding met een gegeven kaart, fig. 2 een perspectivisch aanzicht van een 30 andere voorkeursuitvoeringsvorm, en fig. 3 een schematische voorstelling van het gebruik en de verwerking van de digitale informatie op een gegeven kaart illustreert volgens een voorkeursvorm van de werkwijze volgens de uitvinding.

35

Fig. 1 toont een inrichting 1 volgens de uitvinding, omvattende een in een behuizing 2 opgenomen batterijengroep 3 met een invoeggleuf 4 voor een van 1010645 4 digitale informatie voorziene geheugenkaart 5. Een be-dientoets 6 beheerst de werking van de drie elementen opgenomen in de behuizing 2, namelijk een afleeselement, een verwerkingselement en een weergave-element, welk 5 weergave-element de vorm heeft van een luidspreker 7. Een bijkomend extra weergave-element kan de vorm aannemen van een klok en dergelijke 8, welke eveneens elementen kan omvatten van het als een spraaksignaal overbrengen van tijd, datum en andere voor visueel gehandicapten nuttige 10 informatie.

Het in fig. 3 weergegeven schema duidt in 9, 10 en 11 respectievelijk een afleeselement, een verwerkingselement en een weergave-element aan.

Wanneer een geheugenkaart 5 wordt ingebracht in 15 de gleuf 4 wordt de digitale informatie via bijvoorbeeld een contactstrip of contactloos overgedragen aan het verwerkingselement 10 via het afleeselement 9. De afgelezen digitale informatie wordt door het verwerkingselement 10 verwerkt en aangeboden aan een weergave-element 11. Het 20 verwerkingselement 10 omvat een digitaal-analoge convertor voor het omzetten van de digitale informatie aanwezig op een geheugenkaart 5 naar een analoog signaal, bij voorkeur een spraaksignaal.

Het spreekt voor zich dat een dergelijke in-25 richting 1 door de bedieningstoets 6 eenvoudig in gebruik is en een duidelijke uitspraak verschaft, eventueel met een aangepast geluidsniveau. Bovendien kan een geschikte programmering aanwezig zijn, waarbij de uitspraak van taal en munteenheid naar keuze gebeurt. In het bijzonder 30 kan deze herprogrammeerbaar zijn voor zowel taal, munteenheid en voor toekomstige aanpassingen in het betaalverkeer. In het algemeen heeft een inrichting l een grootte en vorm die geschikt is voor de hanteerbaarheid in een handpalm van een persoon en bijvoorbeeld afme-35 tingen heeft van ongeveer 61 x 77 x 13 mm en een gewicht van ongeveer 50 gr.

Voor een vakman zijn dergelijke programma's en programmatuur bekend en zijn de elektronische componenten 1010645 5 voor een inrichting volgens de uitvinding afzonderlijk of gegroepeerd in de handel reeds verkrijgbaar.

Een mogelijke samenstelling van elektronische componenten omvat een smart card interface uit een smart 5 card connector, een smart card interface IC TDA8004 als afleeselement; als verwerkingselement een microcontroller ATMEL ATmegal03 en als weergave-element een audio interface uit een analoog-digitaal convertor, een spanningsop-volger N.S. LM358 en een piëzo-transducer type KINGSTATE 10 KPS-100. Als een voeding kunnen batterijen type DURACELL CR2430 en een spanningsstabilisator N.S. LM2936 van het type NATIONAL SEMICONDUCTORS LM2936M-5.0 worden aangewend .

Een voorbeeld van een werking van de inrichting 15 volgens de uitvinding wordt hieronder toegelicht.

Lithium batterijen zorgen samen voor een voedingsspanning van 6Vdc die door de spanningsstabilisator teruggebracht wordt naar 5Vdc. Door het gebruik van een Low-Drop type stabilisator blijft dit systeem stabiel tot 20 een batterij spanning van ~5.2Vdc. De voedingsspanning wordt enkel aangeboden aan de microcontroller. De controller zorgt voor het doorschakelen van de voeding naar de interface TDA8004 (PA3-7) en de audiobuffer LM358 (PAO-2) op het ogenblik dat een lees- of uitspraakmode 25 gestart wordt. Voor de nodige ontkoppeling zorgen de condensatoren C9, C12 (IC3) C3, C4 (IC2) CIO (ICi) C14 (IC4) C13 (smart card).

Vermits het systeem continu onder spanning blijft, is het noodzakelijk, in rust, zo weinig mogelijk 30 stroom te gebruiken. Na de eerste systeemreset (inbrengen van de batterijen) of na een lees/uitspraak-functie gaat de controller in power-down mode. In deze toestand zijn alle functies van de controller gedeactiveerd. Alle I/O staat op uitgang (laag), behalve PEO-Rxd = input highZ, 35 PD1-INT1 = input, zodat alle verbruikers spanningsvrij zijn. Hierdoor wordt een lage ruststroom van 2 μΑ verkregen. Samen met de ruststroom van spanningsstabilisator is het totale verbruik in power-down mode ~8 μΑ. Door het 1 01 0645 6 bedienen van toets Swl (PD1-INT1 = 0) wordt de controller geactiveerd en zo de lees- of uitspraakmode opgestart.

Bij het inbrengen van een smart card wordt deze gedetecteerd met Sw2. PD0-INT0 wordt op die manier laag 5 gemaakt. Door toets Swl te drukken (PD1-INT1 = 0) wordt de controller geactiveerd en bij PDOin = 0 (Sw2: kaart aanwezig) het leesprogramma opgestart. De uitgangen PA3-7 worden hoog gezet, waardoor de TDA8004 van voedingsspanning voorzien wordt. De CMDVCC en RSTIN ingangen zijn 10 hoog (PB3uit en PB2uit = 1), waardoor de TDA8004 sequencer in wacht staat.

De uitgang OFF (PD2) geeft de toestand weer van de TDA8004. OFF = 0 betekent dat er geen kaart gedetecteerd wordt (PRES = 1) ofwel dat de TDA8004 niet behoor-15 lijk werkt. Deze toestand heeft tot gevolg dat het leesprogramma afgebroken wordt, de TDA8004 wordt ontkoppeld, er worden 3 bieptonen gegenereerd (foutmelding), waarna de controller terug naar power-down mode overgaat.

OFF = 1 betekent dat de TDA8004 klaar staat om 20 de kaart te lezen. Ingang CMDVCC wordt laag gemaakt (PB3uit = 0) en na tijd t2 wordt de kaart van voedingsspanning voorzien, RST en CLK zijn laag en I/O komt in output mode: de activeringssequentie is opgestart. Na t4 wordt er een resetpuls op RSTIN aangeboden (PB2uit = 0-t5 25 = 1). Dit heeft tot gevolg dat de kaartklok CLK opgestart wordt (bij RSTIN = 0) en de kaartreset RST hoog wordt (RSTIN = l) .· de activeringssequentie is voltooid.

Als alles in orde is, zal de smart card ogenblikkelijk de ATR-boodschap versturen. Dit gebeurt se-30 rieel op de I/O-lijn met een snelheid van 2700 bits/'s en wordt via de I./OUC uitgang van de TDA8 004 door de microcontroller op Rxd (ΡΕ0) via zijn UART ontvangen en geanalyseerd. ATR betekent Anser to Reset (ISO 7816-3.4) en geeft de identiteit van de smart card weer. Na deze 35 boodschap wordt I/O-I/OUC terug ingang en kan de controller de leessequentie uitvoeren.

Wanneer na x-tijd (time-out UART) geen boodschap ontvangen is (geen asynchrone kaart of kaart ver- 101 0645 7 keerd ingebracht) of als de ATR niet de juiste is (de kaart is geen betaalkaart) zal de controller de deactive-ringssequentie van de TDA80004 opstarten, foutmelding geven (3 bieptonen genereren) en naar power-down mode 5 overgaan. Na een geslaagde leessequentie worden de verkregen geheugen door de controller opgeslagen in zijn SRAM-geheugen.

Nu wordt de deactiveringssequentie van de TDA8004 opgestart. Door CMDVCC hoog te maken (PB3uit = 1) 10 wordt in volgorde de reset (RST = 0), de klok (CLK = 0) en de voedingsspanning (VCC -» 0) door de TDA8004 van de smart card afgeschakeld. De controller geeft een signaal (1 biep) om aan te geven dat de leesmode correct afgesloten is en gaat naar power-down mode, waardoor automatisch 15 de voedingsspanning van de TDA8004 verwijderd wordt.

De leesfunctie is geslaagd en de smart card kan verwijderd worden.

De laatste sequentie die de TDA8004 kan generen, is de NOOD deactiveringssequentie. Deze sequentie 20 wordt uitgevoerd, indien gedurende de tijd dat de TDA8004 geactiveerd is: - een kortsluiting of een te hoge stroom van de smart card gedetecteerd wordt (VCC), - de voedingsspanning van de TDA8004 te laag 25 is, - de thermische veiligheid van de TDA8004 in werking treedt, - de smart card gedurende de leesmode verwij-derd wordt.

30 In deze gevallen wordt deze sequentie autonoom door de TDA8004 uitgevoerd. De uitgang OFF wordt laag (PD2in = 0), waardoor de controller overgaat naar foutmelding (3 bieps) en power-down mode.

Gedurende het lezen van een smart card moet de 35 toets SW1 continu gedrukt blijven. Na een antwoord van de controller (1 biep = goed, 3 bieps = fout) mag de toets gelost worden. Indien de toets voortijdig gelost wordt, tni0643 8 zal de TDA8004 de NOOD deactiveringssequentie opstarten en er volgt een foutmelding.

Bij het bedienen van de toets Swl (impuls van min. 1 sec.) zal, indien geen kaart ingebracht is, de 5 controller overgaan tot het uitspreken van de laatst opgevraagde smart card-geheugen. Bij Swl laag (toets ingedrukt) en Sw2 hoog (geen kaartdetectie) (PDlin = 0, PDOin = l) zal de controller de LM358 (buffer) van spanning voorzien (PA0-2uit = 1) en een conversie starten van 10 de smart card-data naar de spraakdata, opgeslagen in het Flash-geheugen. Spraakdata bestaan uit een opeenvolging van bytes, die elk een spanningsniveau (0-255) voorstellen en, met een snelheid van 11.5kHz, een voor een aan de C-poort (PC0-7uit) aangeboden worden.

15 Door een R-2R weerstandsnetwerk (Rl-4, R7) wordt elk bit vertaald in een optelbaar spanningsniveau, doordat elke uitgang in staat is als schakelaar te fungeren naar massa (PCXuit = 0) of naar Vcc (PCXuit = 1).

De verkregen spanningsvariatie (max. ± 2.5 Vpp) 20 gaat via een spanningsvolger (IC4) naar de piêzo transducer. Deze spanningsvolger (buffer) wordt voornamelijk gebruikt als impedantieomvormer. De combinatie van de uitgangsimpedantie van het R-2R netwerk (10 K) en de capaciteit van de piëzo transducer (65 nF) zorgt anders 25 voor een zware hoog frequent en geluidsniveau-onderdruk-king. De condensator C5 beperkt nu het hoge frequentiege-bied. Na de uitspraak van de geheugen gaat de controller terug over naar power-down mode.

Een mogelijke computerprogrammatie wordt hier-30 onder toegelicht.

Bij het onder spanning brengen van de controller (inbrengen van de batterijen) zal deze een hardware-reset genereren (power-up reset): de reset-routine opstarten (initialiseren) en in power-down mode gaan 35 (sleep). Met de toets gedrukt (PDl = 0) en kaart niet aanwezig (PD0 = 1) wordt de uitspraakroutine geactiveerd. Idem met kaart aanwezig (PD0 = 0) start de smart card-leesroutine.

1 01 0645 9

Eerst wordt de TDA8004 van spanning voorzien en de activeringssequentie opgestart na een controle van het signaal 'kaart aanwezig' (OFF = 0). De ATR boodschap wordt ontvangen en getest op een al of niet op inverse 5 wijze uit te voeren protocol. De communicatie met de smart card wordt opgestart en de verkregen data worden opgeslagen in het RAM geheugen (data volgens specificaties Proton World int.). De deactiveringssequentie van de TDA8004 wordt opgestart en bij een geslaagde lezing wordt 10 1 biep gegenereerd. Het leesprogramma is beëindigd en wordt teruggegaan naar power-down mode. Indien gedurende de leesroutine een fout gedetecteerd wordt, zal het programma onderbroken worden, de deactiverings- of evacu-atiesequentie opgestart en een foutmelding (3 bieps) 15 gegeven worden.

Bij een druk op de toets zal bij afwezigheid van een smart card de spraakroutine opgestart worden. De kaartdata worden geanalyseerd en omgezet naar een DCB-waarde. Deze waarden refereren aan een combinatie van 20 woorden vervat in gesampelde data, die per byte een voor een aan de DAC-uitgang (PCO-7) aangeboden worden met een frequentie van 11.5kHz. Aldus wordt een AC-signaal opgewekt dat een nabootsing is van de gesampelde spraak. Na afwerking keert het programma terug naar de power-down 25 mode.

De sampling van de spraakdata gebeurt met een PC-audio editor. De benodigde woorden en klanken worden opgenomen op een geheugendrager en aangeboden aan de PC-editor. Na het isoleren van de nodige data worden deze 30 file per file opgeslagen als *.WAV. Een conversieprogram-ma zorgt dat de WAV-files omgezet worden naar TXT-files voor gebruik binnen de AVR-assembler als spraakdata (8-bits, kwantitatief). Voor de nederlandse taal betreft het de woorden: een, twee, drie, vier, vijf, zes, zeven, 35 acht, negen, tien, elf, twaalf, twin, der, veer , fijf, ses, seven, tach, honderd, duizend, plus, min, frank, gulden, euro. De kaartgegevens kunnen zo, met de in juiste combinatie geplaatste spraakdata, verwoord worden.

1 01 0645 10

In een uitvoeringsvorm omvat het ontwikkelings- systeem: - Spraakdata: PC-audio editor (sampling op 11.5kHz) met als resultaat *.WAV (shareware); 5 - Convert * .WAV naar *.TXT met PASCAL prog.

- Soft-language ATmegal03: Macro-ASM + compiler by ATMEL AVR-tools; - AVR ISP down-load op Megal03 met ATMEL ARV-STUDIO software + STK300-hardware; 10 - Software smart card-data volgens spec's

Proton World Int. en IS07816.

Het spreekt voor zich dat de hierboven weergegeven omschrijvingen slechts een voorbeeld zijn van de werking en de programmatuur van een inrichting 1 volgens 15 de uitvinding en deze op talrijke andere wijzen kan worden gemodifieerd.

1 01 0645

Claims (10)

1. Inrichting voor het ondervragen van digitale informatie, die alvast tijdelijk is opgeslagen in een geheugenkaart, omvattende een in een behuizing opgenomen afleeselement, een verwerkingselement en een weergave- 5 element, waarbij het afleeselement en het weergave-ele-ment worden beheerst door het verwerkingselement die de afgelezen digitale informatie op een voor het weergave-element geschikte wijze verwerkt, met het kenmerk, dat het verwerkingselement een digitaal-analoge convertor 10 omvat, voor het omzetten van de digitale informatie naar een analoog signaal.

2. Inrichting volgens conclusie l, met het kenmerk, dat het weergave-element het analoge signaal op een auditieve, voor de mens hoorbare wijze verschaft.

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het auditief signaal spraak is.

4. Inrichting volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat het weergave-element een piëzo-transducer omvat.

5. Inrichting volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat het weergave-element een elektro-magnetische transducer omvat.

6. Inrichting volgens één van de conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de inrichting zelfstandig werk- 25 zaam is en hiervoor voorzien is van een batterij-opneem-ruimte, waarin één of meerdere batterijen kunnen plaatsnemen .

7. Inrichting volgens één van de conclusies 1-6, met het kenmerk, dat de inrichting een grootte en 30 vorm heeft, geschikt voor de hanteerbaarheid in een handpalm van een persoon.

8. Samenstel uit een inrichting volgens een der voorgaande conclusies en een geheugenkaart, met het kenmerk, dat de geheugenkaart digitale, financiële infor- 35 matie bezit. 1010645

9. Werkwijze voor het ondervragen van digitale informatie, die alvast tijdelijk is opgeslagen op een geheugenkaart, waarbij de digitale informatie van de geheugenkaart wordt afgelezen en wordt verwerkt, met het 5 kenmerk, dat de verwerking een omzetting van de digitale informatie in een analoog signaal omvat.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat het analoog signaal op een voor de mens hoorbare wijze wordt verschaft. 10 ll. Werkwijze volgens één van de conclusies 9 of 10, met het kenmerk, dat het analoog signaal spraak is en in hoofdzaak bestaande uit cijfers en getallen die voor bedragen of geldtransacties staan. 1010645