PT1295249E - Objecto portátil sem contacto compreendendo um ou diversos dispositivos periféricos sem contacto - Google Patents

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Description

DESCRIÇÃO
OBJECTO PORTÁTIL SEM CONTACTO COMPREENDENDO UM OU DIVERSOS DISPOSITIVOS PERIFÉRICOS SEM CONTACTO
Descrição Domínio técnico A presente invenção refere-se a objectos portáteis e, mais particularmente, a um objecto portátil sem contacto compreendendo pelo menos um periférico sem contacto ohmico com o chip principal.
Estado da técnica
Os objectos portáteis, tais como os cartões de chip sem contacto, são hoje amplamente utilizados em muitas aplicações. Trata-se geralmente de cartões em formato ISO que são acoplados aos leitores, através dos quais são tele-alimentados, ou seja, através dos quais recebem energia sob a forma de campo magnético, e com os quais comunicam. Nas áreas dos transportes públicos, tais medidas foram também implementadas na forma de cartões ISO ou sob a forma mais pequena como bilhetes. Os passes são submetidos pelos utilizadores perante os leitores para acesso ao transporte público. A comunicação estabelecida entre o cartão e o leitor permite o reconhecimento do utilizador e o débito da viagem na conta do cartão.
Estes métodos foram desenvolvidos como um meio de pagamento. É por exemplo o caso dos cartões porta-moedas electrónicos. Este último é usado para pagar pequenas quantias aos 1 comerciantes. Consiste num cartão com chip. Este cartão é creditado num distribuidor especializado. 0 utilizador pode então utilizá-lo para pagar compras, apresentando-o perante um leitor. A comunicação entre o cartão e o leitor transfere o montante correspondente à compra.
Muitas empresas também têm desenvolvido formas de identificar os seus funcionários através de um cartão de chip sem contacto. A transição perante um leitor permite identificar o proprietário do cartão, que é, então, autorizado ou não a aceder a uma área controlada. 0 mesmo cartão pode também ser utilizado pelos trabalhadores para "relógio de ponto". A utilização cada vez mais sistemática da tecnologia de cartão de chip está a criar novas necessidades. A primeira dessas necessidades é a capacidade de ler informações directamente do objecto portátil sem contacto. Com efeito, o utilizador pode ter acesso às informações contidas no chip do cartão, sem ser obrigado a entrar e colocar o cartão no campo de um leitor e ler as informações directamente no ecrã do leitor. Na verdade, nós achamos que esta era uma limitação ao uso do porta-moedas electrónico. 0 utilizador não pode saber o saldo quando recarrega o cartão com dinheiro ou quando efectua uma operação, ou seja, quando o cartão é alimentado através de um campo magnético emitido por um leitor.
Existe no mercado uma forma de superar estes inconvenientes. Esta forma é uma bolsa para o porta-moedas electrónico que possui um ecrã que permite consultar o saldo do cartão a qualquer momento. Arrastando-o para o interior da bolsa, estabelece-se o contacto o cartão e a bolsa. A comunicação 2 por conduz à visualização do saldo no ecrã da bolsa. No entanto, esta tecnologia apresenta vários inconvenientes. A primeira destas desvantagens é que a bolsa necessita de uma fonte de alimentação interna para funcionamento da bolsa e a comunicação entre o cartão e a bolsa. Esta fonte de energia é geralmente uma bateria. É necessário então mudar a bateria regularmente, quando é usada. A segunda desvantagem é que o bolsa só aceita cartões que estão configurados para trabalhar com ele. Assim, não podemos usar vários cartões.
Uma segunda necessidade é a possibilidade de usar o mesmo cartão em várias aplicações diferentes. Na verdade, pode-se imaginar que um cartão pode comunicar com diferentes leitores. Assim, um cartão pode ser capaz de operar em diferentes sistemas. Com efeito, um cartão de crédito que opere no ATM pode ser usado como porta-moedas electrónico. Do mesmo modo, um cartão de transporte sem contacto pode ser usado para pagar pequenas quantias. 0 mesmo cartão torna-se então um acessório que pode ser usado diariamente em muitas aplicações diferentes.
Uma terceira necessidade é poder estar disponível no cartão de contacto um pequeno teclado para introduzir dados numa operação entre o cartão e um terminal. Um teclado deste tipo estaria disposto sobre o corpo do cartão de chip.
Os cartões actualmente no mercado têm apenas um chip principal permitindo apenas comunicar com um único tipo de sistema.
Além disso, essas funções exigem uma fonte de energia para funcionar quando o cartão está no campo magnético emitido pelo leitor com o qual comunica. 3
Finalmente, o uso de periféricos para desempenhar estas funções pode levar a uma perturbação no funcionamento do chip principal e especialmente sobre a comunicação entre este último e os leitores associados.
No entanto, o documento WO-A-96/03713 descreve um objecto portátil sem contacto que inclui um chip principal e uma antena principal que permitem a comunicação entre o chip e um leitor associado, e inclui também um dispositivo periférico sem contacto tendo uma função diferente da do chip principal, não liqadas por contacto ohmico com ele.
Descrição da invenção 0 objectivo da invenção é superar estes inconvenientes, proporcionando um objecto portátil com diversas funções independentes, podendo comunicar com diversos sistemas diferentes através de um ou mais dispositivos periféricos independentes, estes periféricos exigem para o seu funcionamento um baixo consumo de energia e têm uma influência reduzida sobre o funcionamento do chip principal. A presente invenção refere-se a um objecto portátil sem contacto que inclui um chip principal e uma antena principal permitindo a comunicação entre o chip e um leitor associado ao objecto portátil sem contacto, e compreende ainda pelo menos um dispositivo periférico sem contacto tendo uma função diferente do chip principal, não ligadas por contacto ohmico com este último. 0 dispositivo periférico sem contacto recebe a energia e os dados através de uma bobina plana que desempenha o papel de secundário de um transformador em que o principal é constituído pela antena principal, quando este 4 última recebe a energia e os dados fornecidos por um leitor do objecto portátil por acoplamento electromagnético.
De acordo com uma forma de realização particular, a invenção refere-se a um cartão de chip sem contacto compreendendo um chip secundário independente do chip principal e comunicar com um leitor diferente do leitor do chip principal.
Breve Descrição das Figuras
Os objectivos, objectos e caracteristicas da invenção surgirão a partir de uma melhor leitura do seguinte descrição feita com referência aos desenhos anexados na qual: A Figura 1 representa um objecto portátil sem contacto compreendendo uma pluralidade de dispositivos periféricos.
Figura 2 representa um objecto portátil sem contacto contendo um chip secundário e um periférico de visualização. A Figura 3 representa o diagrama eléctrico de cartão de chip sem contacto. A Figura 4 representa o diagrama eléctrico de um dispositivo periférico.
Descrição detalhada da invenção A Figura 1 representa um cartão de chip sem contacto de formato ISO. 0 cartão 10 inclui um chip principal 12. Este chip dialoga com um leitor através de uma antena principal 14. Na verdade, quando o cartão é colocado no campo magnético gerado pelo leitor, há ligação electromagnética entre o chip 5 12 e o leitor. Os dados e a energia passam, assim, entre o chip e o leitor através das respectivas antenas. A antena principal 14 é constituída por espiras de circunferência crescente. Cada uma das extremidades desta antena é ligada ao chip 12. 0 cartão de chip 10 inclui também dois dispositivos periféricos 16 e 18. Estes dispositivos periféricos podem ser de natureza semelhante ou diferente. Eles não estão ligados electricamente ao chip principal e são independentes um do outro. De acordo com outras formas de realização, o cartão pode incluir um único dispositivo periférico ou mais dois, conforme necessário. A Figura 2 representa um exemplo de um cartão de chip de formato ISO comportando dois periféricos de natureza diferente. O cartão de chip 20 inclui um chip principal 22 ligado a uma antena principal 24. Este cartão inclui igualmente um chip secundário 26 ligado a uma bobina plana 28. Inclui ainda um dispositivo periférico de visualização constituído por um chip (não visível), por um ecrã 30 e uma bobina plana 32 permitindo ao dispositivo periférico de visualização receber os dados e a energia, em que a origem é o leitor ou o chip principal. O tamanho da bobina plana varia dependendo das especificidades do periférico ao qual está ligada. Assim, constatamos que a bobina plana 28 é menor do que a bobina plana 32. Além disso, do tamanho depende também as especificidades do cartão com o qual trabalha o periférico. Constatamos que, qualquer que seja o periférico, não apresenta ligação eléctrica directa por fios, nem com o chip principal 22, nem com a sua antena 24. 6 A Figura 3 representa o diagrama eléctrico de um cartão de chip sem contacto 34. A constituição do circuito eléctrico inclui uma antena principal 36 ou antena de ligação, pelo menos um condensador 38 e várias resistências, pelo menos uma resistência 40 e um comutador electrónico 42. 0 condensador 40 desempenha a função de proporcionar ao cartão de chip sem contacto uma capacidade que permita entrar em ressonância com o leitor quando o cartão é colocado no campo magnético produzido pelo este. A frequência com a que a ressonância ocorre, ou seja, a frequência com que o circuito do cartão de chip e o leitor estão sintonizados é igual a 13,56 megahertz (MHz) de acordo com a norma actual. A resistência 40 pode ser ligada através de um comutador electrónico 42 ao interior do chip para gerar uma frequência sub-portadora de retro-modulação entre o cartão de chip e o leitor. De acordo com um exemplo particular que corresponde à norma actual, a frequência sub-portadora de retro-modulação é de 847 quilohertz (kHz). Esta frequência sub-portadora de retro-modulação permite que o cartão de chip envie informações para o leitor. A Figura 4 representa o diagrama eléctrico de um dispositivo periférico 44. Tal inclui uma bobina plana 46, várias resistências de modelagem de carga, uma resistência 48 e um comutador electrónico 50. O circuito do dispositivo periférico 44 não apresenta capacidade de acordo. Não pode, portanto, operar de modo independente com um rendimento explorável a partir da energia transmitida pelo leitor. Deve assim ser utilizado, por ligação com o circuito da antena principal, a sub-tensão ligada à sintonia entre cartão sem contacto e sem leitor. O principio é o de utilizar o circuito principal concedido pelo cartão de chip sem contacto como o principal de um transformador. A bobina plana 46 do 7 dispositivo periférico constitui, então, o secundário deste transformador e recebe a energia e os dados através de ligação electromagnética. A resistência 48, através do interruptor 50, permite modificar a impedância do circuito para gerar uma frequência sub-portadora de retro-modulação. De facto, segundo um modo particular de funcionamento, pode-se fazer variar a impedância do dispositivo periférico para transmitir uma resposta para o leitor por retro-modulação.
Como acontece com qualquer transformador, a impedância apresentada pela electrónica dos dispositivos periféricos pode ser relatada em paralelo à impedância apresentada do chip sobre a antena principal do cartão sem contacto, de acordo com uma ligação mútua m entre a antena principal e a bobina plana e o relatório nl/n2, nl é o número de espiras da antena principal do cartão sem contacto e n2 é o número de espiras da antena do dispositivo periférico.
Se o dispositivo periférico apresenta uma impedância alta e uma capacidade parasitária muito baixa antes do rectificador, pode ser alimentado quando o cartão sem contacto está presente no campo magnético do leitor, e tal sem alterar significativamente a operação.
De acordo com um modo de funcionamento do dispositivo periférico, que explora os dados fornecidos pelo chip do cartão sem contacto, sob a forma de uma instrução especifica emitida pela antena principal. Esta instrução é gerada uma vez que a operação entre o leitor e o cartão sem contacto seja levada a cabo.
Segundo um outro modo de funcionamento do referido dispositivo periférico, este último pode utilizar os dados emitidos pelo leitor, ao mesmo tempo que a energia é transmitida em modulação de amplitude para o cartão sem contacto e, em seguida, transmitida pela antena principal deste.
De acordo com um modo de realização particular, o circuito do dispositivo periférico comporta um condensador contribuindo para a sintonização global. Esta capacidade pode depois ser combinada com a capacidade de compreensão do chip principal, a fim de conceder uma capacidade de ligação global permitindo aos circuitos do chip principal, ao dispositivo periférico e ao leitor serem sintonizados na frequência de trabalho do leitor. Se alguns dispositivos periféricos forem colocados no cartão de chip sem contacto, a capacidade dos dispositivos periféricos e do chip principal combinam-se a fim de fornecer a capacidade de fornecer ligação global. A capacidade de compreensão do dispositivo é geralmente menor do que a do chip principal de modo que a capacidade global é distribuída por 75% sobre a capacidade do chip principal e 25% sobre a capacidade do dispositivo periférico. A capacidade de ligação global depende também da ligação mútua e está relacionada com número de rotações da antena principal e das antenas dos dispositivos periféricos. 0 dispositivo periférico pode operar com o mesmo leitor que o chip principal com uma frequência idêntica à do chip principal. 0 dispositivo periférico pode operar com um leitor específico na mesma frequência que o do chip principal.
Para obter uma frequência de ligação global de 13,56 MHz, a frequência de ressonância característica dos diferentes 9 circuitos presentes no cartão é necessariamente mais elevada que a frequência de trabalho.
De acordo com outro modo de aplicação, o dispositivo periférico apresenta uma capacidade de ligação que lhe permita ligar-se directamente a um leitor especifico. Neste caso, a frequência de ligação é diferente e mais elevada que a do chip principal.
Os dispositivos periféricos podem ser de vários tipos. De acordo com uma primeira forma de realização, este dispositivo é um chip secundário com instruções próprias. Este chip pode interagir com o mesmo leitor que o chip principal ou com um leitor especifico. De acordo com uma segunda forma de realização, o dispositivo periférico pode ser um dispositivo de visualização como o mostrado na figura 2. Este dispositivo mostra as informações emitidas pela interacção entre o chip principal e o leitor. Este dispositivo de visualização pode nomeadamente mostrar a quantidade de dinheiro restante no cartão de chip sem contacto, se este último for um porta-moedas electrónico. Pode também mostrar informações relacionadas com o funcionamento do cartão. De acordo com um modo de realização particular, a visualização torna-se remanescente, o que permite ao utilizador tomar conhecimento das informações a qualquer momento entre duas operações.
De acordo com um terceiro modo de realização, o dispositivo periférico é um teclado. Trata-se preferencialmente de um teclado numérico. Esta função pode ser particularmente interessante na aplicação do cartão de chip sem contacto como porta-moedas electrónica. 10
Com efeito, tal dispositivo pode ser utilizado para atribuir a quantidade de dinheiro que queremos carregar no porta-moedas electrónico a partir de um distribuidor. Um teclado destes pode igualmente ser utilizado para atribuir um código de acesso. 0 funcionamento deste tipo de periférico exige que o objecto sem contacto permaneça no campo do leitor quando efectua a operação de atribuição. 0 dispositivo periférico que funciona sem contacto ohmico pode ser incorporado no objecto portátil sem contacto durante a sua fabricação, a bobina plana do dispositivo periférico está agora no mesmo plano que a antena principal.
De acordo com um outro modo de realização, o dispositivo periférico pode ser reportado ao objecto portátil uma vez que é aqui fabricado. Neste caso, o dispositivo periférico é separado do portátil objecto.
No caso em que o dispositivo é separável, a recepção de dados e de energia por este último, apenas pode ocorrer na proximidade do objecto portátil e quando este é colocado no campo magnético emitido pelo leitor. Do mesmo modo, para poder emitir uma resposta em retro-modulação, o dispositivo periférico deve ser colocado perto do objecto portátil sem contacto.
Em resumo, cada um dos dispositivos periféricos constituintes são independentes e não estão ligados ao chip principal objecto portátil sem contacto e, portanto, não tem qualquer impacto sobre o funcionamento do chip principal nem sobre o funcionamento dos outros dispositivos periféricos do objecto portátil, nem sobre as operações que são feitas entre o chip principal, os outros dispositivos periféricos e os seus 11 leitores. Assim, no caso em que o dispositivo periférico é fisicamente independente do objecto portátil sem contacto, uma qualquer avaria deste não afecta o funcionamento dos outros elementos do objecto portátil sem contacto, quer sejam o chip principal ou quer sejam outros dispositivos periféricos. 0 utilizador pode então sempre usar as funções do chip principal e dos outros dispositivos periféricos que eventualmente se encontram no cartão. No que diz respeito às falhas do dispositivo, se estas forem relatadas ao objecto portátil sem contacto, este pode ser modificado para um novo dispositivo periférico. 27-02-2009 12

Claims (10)

  1. REIVINDICAÇÕES 1. Objecto portátil sem contacto (10) que inclui um chip principal (12) e uma antena principal (14) que permite a comunicação entre o referido chip e um leitor associado ao referido objecto portátil sem contacto, e compreende ainda pelo menos um dispositivo periférico sem contacto (16, 18), com uma função diferente da do chip principal, não ligadas por contacto ohmico com este; sendo o referido objecto portátil caracterizado por o referido o dispositivo periférico receber sem contacto energia e dados através de uma bobina plana (28, 32) desempenhando o papel de um transformador secundário cujo o principal é constituído pela referida antena principal, quando esta receber os dados e energia de um leitor portátil do referido objecto portátil através de acoplamento electromagnético.
  2. 2. Objecto portátil (10) de acordo com a reivindicação 1, em que os dados transmitidos pela referida antena principal (14) são gerados pelo chip principal (12) do objecto portátil.
  3. 3. Objecto portátil (10) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que o referido dispositivo periférico inclui um condensador de sintonização (38) permitindo o acoplamento do referido dispositivo a um leitor.
  4. 4. Objecto portátil (10) de acordo com a reivindicação 3, em que o acoplamento do dispositivo é obtido através da combinação de condensadores de sintonização do referido dispositivo periférico e do referido chip principal (12). 1
  5. 5. Objecto portátil (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações da 1 à 4 caracterizado por o referido dispositivo periférico sem contacto ser um dispositivo de visualização (30).
  6. 6. Objecto portátil (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações da 1 à 4 caracterizado por o referido dispositivo periférico sem contacto ser um chip secundário (26)
  7. 7. Objecto portátil (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações da 1 à 4 caracterizado por o referido dispositivo periférico sem contacto ser um teclado.
  8. 8. Objecto portátil (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que o referido dispositivo periférico pode enviar uma resposta para o referido leitor de objecto portátil através do uso de retro-modulação, através do condensador de sintonização (46), acoplado à antena principal (14) do referido objecto portátil.
  9. 9. Objecto portátil (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que o referido dispositivo periférico que é integrado no referido objecto portátil, o referido condensador no mesmo plano da referida antena principal (14) do referido objecto portátil.
  10. 10. Objecto portátil (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações da 1 à 9, na qual o referido dispositivo periférico pode ser separado do referido objecto portátil. 27-02-2009 2
PT01949523T 2000-06-29 2001-06-26 Objecto portátil sem contacto compreendendo um ou diversos dispositivos periféricos sem contacto PT1295249E (pt)

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