TW463138B - Radio frequency identification (RFID) security system having RF emulating circuit - Google Patents

Description

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 46313 8 A7 B7___ 五、發明説明（].) 發明背景 發明領域 本發明一般相關於射頻辨識(RFID)安全裝置，並更特定 於RF丨D安全系統，其中RFID標籤及其互捕的閱讀器/訊間器裝 置利用RF模擬電路，其取代了以接線的安全匯流排做資料通訊 的RF部份》 先前技藝的說明 電子鎊匙被長久使用來防止非授權地進入到限制區域。 目前，有好幾種不同形態的電子鑰匙在這個市場。這些形態的鑰 匙每個都有效，而每個都有某些缺點。 一個這種形態的電子鑰匙是串列EEPROM為基礎的電 子鑰起。串列EEPROM為基礎的鑰匙需要4到5個不同的接點 才能運作。一個接點是用在每個電源、地電位、時脈及資料β兩 個接點可能用在資料轉換，也就是，一個做為輸入接點而一個做 為輸出接點卜在串列EEPROM為基礎之鑰起的多接點的每個必 須有良好的接觸以便轉換時脈及資料通過^在公寓或旅館應用的 使用者從游泳池回來可能將溼鑰起插入鎖中β這造成不良的接觸 或接觸點間短路’其阻止了適當的資料轉換因而使鑌無法開啟。 3 >紙張尺度通用中國國家標牟（CNS ) Α4驗（21GX297公釐) -- -I —Γ .^1 i- n n I _ _ _ n I n T _ _ _ _ n n i Ms. IV* 麥 泰 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 46313 8 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（2) 再者，錄匙極性錯誤的插入鎖中將造成鎖内電子或EEPROM裝 置的損壞’因而使输匙不能使用。因此，澄氣'插入的極性以及 磨損及/或損壞此多接觸點在這種形態的電子錄起是有問題的。 第二種形態的電子錄匙利用進出控制RFID標籤。展現這 些形態的鑰匙’卡片或標籤至讀取裝置來取得進出建築物的權利。 大部分的情形下’這種形態的電子錄起是用在識別而不是安全的應 用。利用這種形態的電子鑰匙來做安全措施(公寓及旅館的鎖)或產 生問題’因為這種形態的输匙不是非常安全《轉換閱讀器，甚至是 以電池為電力的閱讀器，可提供電源給標籤並竊取其暗碼而不讓持 有者知道，甚至這標籤是在持有者的口袋或皮包中。 解決這個與進出控制RFID標籤結合之問題的一個方法 是有一個編密過的電子鑰匙。好幾種的電子論起在晶粒本身包含 編密的演繹法則。某些編密的演繹法則可允許電子鑰匙上的暗碼 在這個鍮匙每次被讀取時編密並改變。而這些形態的電子鑰匙防 止為授權的"暗碼攫取"，他們比RFID標籤裝置貴的相當多。因此， 安全的代價就是成本。因此，存在提供一改善RFID安全裴置的 需求。此改善的RFID安全應需要很少的接觸點做資料轉換。此 改善的RF|D安全裝置必須是通用極性的。此改善的RFID安全裝 4 本紙張尺度適用家標準（CNS)A4規格⑽X 297公楚） ---I---------—裝-------訂------1 — —線 ί (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ' A7 46 313 8 _____B7 五、發明説明（3) 置必須能抗拒環境的因素。此改善的RRD安全裝置必須也能用 在安全措施並進一步的抵抗”暗碼擭取"。此改善的RFID安全裝置 應為低成本的解決方案來解決上面提到的問題。此改善的RFID 安全系統將以更簡單更低成本的電路取代電子鑰匙及讀取機制的 RF部份。 發明概要 根據本發明之一具體實例，本發明之目的在提供改善的 RFID安全裝置。 本發明的另·-個目的在提供一改善的RFID安全裝置， 其僅需要很少的接觸點做資料轉換。 本發明的再另一個目的在提供一改善的RFID安全裝置， 其為通用極性的。 本發明的再一個目的為提供一改善的RFID安全裝置， 其可以抵抗環境的因素。 本發明的再進一步的目的為提供一改善的RF丨D安全裝 置’其可以用作安全措施並能抵抗"暗碼攫取·* 〇 本發明的再進一步的目的為提供一改善的RFID安全裝 置’其應為低成本的解決方案來解決上提到的問題。 5 i紙張尺ϋ用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公釐） """""" ---L--_---_裝------訂------_点 (請先蚜讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 46313 8 A7 B7 五、發明説明（） 4 } 本發明的再進一步的目的為提供一改善的RRD安全系 統’其將以更低成本的電路取代電子鑰匙及讀取機制的RF部份。 較佳具Λ實例的簡述 根據本發明之一具體實例，揭示一射頻識別(RFID)安全 系統。此RFID安全系統利用電子鑰匙儲存資料·》提供讀取機制 並用來在此電子鑰匙連結到此讀取機制時讀取具有儲存在電子鑰 匙上的資料的調變信號RF模擬電路速結到此讀取機制來模擬RF 能董信號到電子鑰匙，而在電子鑰匙連結到此讀取機制時讓讀取 機制讀取儲存在電子鑰起上的資料》 本發明的前述及其他目的、特色及優點將由於下面更特 定’本發明的較佳具體實例的說明而變得明顯，如随附圖示的說 明。 圈示簡述 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閒讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖1為本發明的簡化電氣方塊圈β 圖2為本發明之具體實例的簡化電氣方塊圖》 圖3為用在本發明之RF模擬電路之具體實例的簡化電 氣圖表β 圖4為用在本發明之RF模擬電路的第二具體實例的簡 6 7紙張尺度適用中國國家標ΐ「CNS > A4規格（210X297公釐） ' 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 46313 8 五、發明説明（5) 化電氣®表。 囷5為用在本發明的簡化讀取機制的電氣方塊囷表。 圖6A為調變的RF能量載負信號的時序圖β 圖6Β為解調變的基頻資料信號的時序圖β 較佳具«實例的詳細說明 參考圖1 ’顯示的是改善的RFID安全系統1〇 (之後的系 統10卜系統10使用射頻識別(RFID)標藏裝置12。此RRD標籤 裝置12被組態為電子錄匙並被程式來儲存資料在電子鑰匙上。當 此RRD標籤12經由RF模擬電路16連結到讀取機制14，儲存 在RRD標籤裝置12上的資料將被讀取機制14所讀取《如果適 當的RFID楳籤12已經插入到讀取機制14中，此讀取機制14將 解開鎖定的裝置(未顯示)或根據其指定的應用執行其他的動作。 為了鑰讀取在RFID標籤裝置12上的資料，提供能量的 電路需要連結到此RFID標籤裝置12及讀取機制14 在本發明 t，RHD標籤裝置12及讀取機制14的RF部份都以較低成本 的電路取代。本發明使用的是RF模擬電路16 ^此RF模擬電路 16用來模擬RF能量載負信號到RFID標籤裝置12。一”調變的" 信號接著送回到讀取機制14。此讀取機制14可以篩濾掉载負信 7 -裝-------訂-------涑 (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) ^紙張尺纽用巾關家標準(CNS )八4祕（210X297公釐） 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 46313 8 A7 ______B7 五、發明説明（z ) 6 號以便讀取儲存在RF1D標錢裝置12上的資料。 現在參考囷2 ’其中類似的號碼及符號代表類似的元件， 其顯示RFID標簌裝置12如何組態成電子鑰匙彳8的具體實例。 此電子論匙基本上包含兩個主要元件：RF丨D標籤裝置12及接觸 裝置20»如上述’此RFID標籤裝置12係用來鍵存資料來讓讀 取機制14讀取◊此RFID標籤裝置12連結到接觸裝置20。此接 觸裝置20係用來連接RFID標藏裝置12與RF模擬電路16。當 電子鎮匙18連結到RF模擬電路16，此RF模擬電路16將棋擬 並送出RF能量載負信號到此RFID標籤裝置12。此RFID標籤 裝置12由這個進來的能量載負信號提供能量並加以啟動。一旦啟 動’此RFID標籤裝置12送回它記憶艟的内容，藉由調變進來的 RF能董載負信號。這個”調變的”信號接著送回到讀取機制14。讀 取機制14接著可以篩濾掉載負信號並讀取儲存在RFID標籤裝置 上的資料。 參考圖3，其中類似的號碼及符號代表類似的元件，顯 示的是RF模擬電路16的一個具體實例。此RF模擬電路16將 取代先前技藝電子鑰匙及讀取機制中的L-C電路，藉之讓簡化的 電子鑰匙18及簡化的讀取機制14，其形成本發明的部份"在圖 8 本紙^尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公ϋ I n I - -- I - t— I - I. —士K ---- I -- 丁 - —I - i m , I; I . I (請先闊讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 46313 8 A7 __B7_ 五、發明説明（) 3中描述的具撤實例，此RP模擬電路16利用交換式元件22 β在 本發明的較佳具體實例中’此交換式元件22是一個電晶體。電阻 24的第一端子連接到此交換元件22而第二端子連接到電壓琢 Vcc。第二電阻26的第一端手連結到此交換元件22而第二端子 連結到接觸裝置28 〇當此電子餘起18 (圖1及2)插入讀取機制 14(圖1及2)時，接觸裝置28用來連結此RF模擬電路16到電子 鍮匙18(圖1及2)» 第一電阻24及電二電阻26形成一分壓電路。交換元件 22與第一電阻24及第二電阻26 —起形成驅動電路來模擬載負 信號到此RFID標籤裝置12(圈1及2>。謹慎的選擇電阻24及26 以及交換元件22的導通電阻將可讓RF棋叛電路16以足夠的電 流及電壓騍動RFID標籤裝置12 (圖1及2)以提供RFID標籤裝 置12電源並適當的工作。 當此RFID標籤裝置12(圖1及2>由來自RF模擬電路16 的載負信號提供電源，此RF丨D標籤裝置的内部時脈與載負信號 同步的運轉而儲存在RFID標籤裝置12上的資料則用來"調變"此 栽負信號。此調變的RF信號經由RF模擬電路16送到簡化的RFID 閱讀器14。在圈3描述的具艘實例中，RF丨D標籤裝置12的導通 9 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS) Α4規格（210X297公釐} -------V---; ------、訂------·Λ 一 ί (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 46 313 8 Α7 Β7 五、發明説明（） 8- 電阻造成一個方波重綦在出現在點氐的載負信號上(參聞冊D β 讀取機制14(圖1及2)可接著解調變此信號並取出標箴資料流來 獲取儲存在RFID標籤裝置12上的資料。 如一範例，假設此RFID標藏裝置12的導通電阻為ι〇κ 欧姆而截止電阻為1〇〇ικ歐姆。第一電阻24及第二電阻26的電 阻為10&歐姆。電壓源將供應的電壓位準為5伏特。工作中，交 換元件22將從讀取機制14處接收一載負信號14(圈1及2>。此 載負信號將有高與低電壓位準’其將使交換元件22啟動及不能作 用(也就是’此載負信琥可以有電壓位準從〇到5伏特>。當交換 元件22啟動時，點Β上的電壓將為電壓位準為〇伏特的方波。 當交換元件不能作用時，點Β上的電壓將是對於RF丨D標籤裝置 12之截止電阻位準的4.2伏特或是對於RRD標籤裝置12之導通 電阻位準的17伏特。調變的載負信號顧示在圈6A中。此信號被 解調變來取出RFID標藏裝置12中記憶逋的資料内容。簡化的閱 讀器14也有一個微控制器(或處理器)來解揭此解調變信號β分別 參閱圈6Α及6Β的調變及解調變信號。此載負信號可以在簡化的 閲讀器14中以簡單的濾波器或比較器電路篩濾掉。此從1.7伏特 到4.2伏特的資料流(參閱圖6Β>可接著沒有放大地联動至資料解 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4胁（21〇><297公釐） I —^1 I ί ——n n I I I . n I n _ t T n : n I! -- .'·0¾-0V·7 . ^ _ (請先閲'讀背面之注項再填寫本頁) 46313 8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（） 9 碼電路(微控制器）* 現在參考圈4，其t類似的號碼及符號代表類似的元件， 顯示的是RF模擬電路岱的第二具體實例。如上述，此RF模擬 電路16將取代先前技藝電子輪匙及讀取機制的L-C電路，藉之 可允許簡化的電子翁起18(圖1及2)及簡化的讀取機制14(® 1及 2>，其形成本發明的部份。在圖4描述的具體實例中，此RF模 擬電路16利用單一電阻30。此電.阻30的第-一端子連結到謓取機 制14(圖1及2)的輸出而第二端子連結到讀取機制14(圖1及2) 的輸入《電阻30的第二端子也連結到接觸電路28。接觸電路28 係用來當電子请匙18(圖1及2)插入讀取機制14 (圖1及2)時連 結RF模擬電路16與電子鍊起18{11及、2) 〇軋4所描述的具體 實例的運作將以類似於圈3所揭示的方式運作《此載負信號將驅 動到此電阻30。在點B上的電壓位準將再次是三個電壓位準中的 一個》此载負信號可以用簡單的濾波器或比較器電路篩濾掉。當 RRD標籤裝置12啟動時，調變的信號出現在點B上》此資料信 號可藉由解調變此輸出信號而獲得。產生的信號可不做放大地驅 動至資料解碼電路。 參考圖5，其中類似的號碼及符號代表類似的元件，顛 11 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS > Μ規格（2I0X297公釐） - ^—裝 訂 ^-.4. (請先睹讀背面之注意事項再填寫本頁) 46 31 3 8 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（) to 1 示的是用在本發明中的讀取機制14。此讀取機制14大大的簡化 目前用來讀取RRD標藏裝置的rrd閱讀器。此讀取機制14係 用來當電子鑰起連結到讀取機制14時讀取儲存在電子鑰起上的賢 料。此讀取機制14利用一處琿琴來當電子餘匙访(租2)經:由RF 模擬電路16(圖14}連結到讀取機制14時讀取包含儲存在電子鑰 匙1δ(圓2)上之資料的資料流。在圖5描述的具體實例中，此處 理器為一微控制器。一時序裝置34連結到此處理器32以及到此 RF模擬電路16。此時序裝置34係用來提供時脈信號到處理器32 及到RF模擬電路16。此時序裝置34可以是振盪器或任何其他 形態的裝置，其可以產生一時脈信號。信號傳遞電路36(也就是， 解調變器)連結到此處理器32及到RF模擬電路16 ^此信號傳遞 電路36係用來解調變及篩鵷掉此載負信號以及用來沒有放大地驅 動資料流進入處理器32 »應注意到一速結到參考信號的比較器電 路或或低適濾波器為信號傳遞電路36的兩個範例。在本發明的较 佳具體實例中，使用的是低通濾波器。 雖然本發明以特定的顯示並參考其較佳具體實例的加以 說明’可被熟習本技藝的人理解的，前述的其他在形式與細節上 的改變可在其中做出而不會背離本發明的精神與範疇。 12 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. 訂 旅. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Μ規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 46313 8 六、申請專利範圍 丄· 一種射頻辨識（RFim安全系統，包含： 一用來儲存資料的電子鑰匙； 一讀取機制，用來產生RF時脈信號來解調變與讀取一具有铺 存在該電子鑰匙上之資料的調變過信號，在該電子鑰匙連結到該 讀取機制時；以及 一連結到該讀取機制的RF模擬電路，模擬一 RF能量載負信 號給該電子鑰匙，讓該電子給匙調變該RF能量載負信號並用來讓 該讀取機制讀取該儲存在該電子鑰匙上的資料，在該電子鑰起連 結到該讀取機制時。 2. 如申請專利範圍第1項的射頻辨識(RFID)安全系 統，其令該電子餘起包含： 一 RFID標籤裝置，用來儲存在該電子瑜起上的資料； 一連結到該RFID標籤裝置的餘起接觸，用來連結該RFID標 籤裝置到該RF棋擬電路，在該電子鑰匙連結到該讀取機制時》 3. 如申請專利範圍第1項的射頻辨識(RFID}安全系 統，其中該讀取機制包含： —處理器，用來讀取具有儲存在該電子嫌起上之該資料的解調 變之基頻信號，在電子鑰匙連結到該讀取機制時； 一連結到該處理器及該RF棋擬電路的時脈裝置，用來提供時 脈信號到該處理器及該RF模擬電路；以及 一連結到該處理器及該RF模擬電路的信號傳遞電路，用來得 到該解調變的基頻資料信號並傳遞該解調變的基頻資料信號到該 處理器供該處理器讀取館存在該電子錄起上的該資料。 13 本紙張尺度遘用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） — I I — — 111--I ^ - — It — — — — (請先閲讀背面之江意事項存填寫本頁) ^4631 3 8 1Μ 六、申請專利範圍 4· 如申猜專利範®第3項的射姨辨識（RFIP)安全系 統，其十镇信號傳避震路為低通瀘波器。 5 . 卸申讀專利:範面第3項的射頻辨識(RFID)安全皋 統，其中該信號傳遞電路為比較器》 β* 如申請專利範盥第1項的射镇辨織(RFrDi安全系 統，其中該RF模擬電路包含： 一連結到該讀取機制:的交換農曼r 一連結到該交換裝置的分壓電路；以及 一速結到該分壓電硌的電聲源。 I I ! I I 1 I ---- ^ * I · I ί請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 7· 如申請專利範®第6項的射頻辨識(RFID}安全系 統’其电該RF棋擬貧路還包含連結到該分壓電路的接觸點，用來 連結該電子鑰起與鵁RF模擬電路。 8， 如申锋專利範固第6項的射頻辨識(RFID)安全系 统’其中該交乘裝置為一電晶體，其第一端子連結到分壓電路， 第二端子速結到該讀取機制，而第三填子速結到地電位， 9. 如申請專利範®第6項的射頻辨織(Rn：D>安全系 統，其中該分壓電路包含： 一第一電阻’其第一端子連結到該交換裝夏两第二蛾子連轉到 該電壓源；以及 一第二電阻，其第一端手連結到該交換裝置，第二端子連辞到 該讀取機制p 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 訂 '線

   申請專利範圍 ίο. 統 46313 8 ㈣請專概圍第i項的射 其中該时模擬電路包含-連結職讀取機制的電阻系 系二，如:請專利範圍第1〇項的射頻辨識(_安全 糸統，其中^RF模擬電路還包含遠 文王 結該電询匙與該抓模擬電路。、。4阻的接觸點，用來連 12 * —種射頻辨識咖⑴安全系統，包含： —用來儲存資料的電子餘匙，其中該電子缺包含· —贿〇標蕺裝置，用來儲存在電子瑜匙上的資料； -連結到該纽D標鐵裝置的鍵接觸點，用來連結該 r™標舰置與該叩模擬電路，在該電子鍮匙連結到該讀取機 制時；以及 〜-讀取_，用來解調贿讀取—具有齡在該電子錄匙 上之貝料的調變過信號’在該電子鱗連結_讀取機制時，其中 該讀取機制包含： —處理器，用來讀取一具有儲存在該電子鑰匙上之資料的 解調變基頻資料信號，在該電子錄匙連結到該讀取機制時； 一連結到該處理器及該RF模擬電路的時脈裝置，用來提供 時脈到該處理器及該RF模擬電路；以及 一連結到該處理器及該RF模擬電路的信號傳遞電路，用來 得到該解調變的基頻資料信號並傳遞該解調變基頻資料信號到該 處理器’供該處理器讀取儲存在該電子鑰匙上的該資料；以及 一連結到該讀取機制的RF模擬電路，用來模擬RF能量信號 到該電子鑰匙而讓該讀取機制調變該RF能量載負信號及讓該讀取 15 適用中關家樣準（c 从祕（2iGX297^ r 7 I裝------訂-----叫.線 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 46313 8 A8B8C8D8 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 力、申請專利範圍 機制讀取儲存在該電子輪匙上的該資料，在該電子鑰匙連結到詨 讀取機制時* 13. 如申請專利範圍第12項的射頻辨識(RFID)安全 系統，其中該信號傳遞電路為低通濾波器。 14* 如申請專利範®第12項的射頻辨識（RFID)安全 系統，其中該信號傳遞電路為比較器。 15. 如申請專利範圍第12項的射頻辨識(RFID)安全 系統，其中該RF模擬電路包含： 一連結到該讀取機制的交換裝置； 一連結到該交換裝置的分愿電路；以及 一連結到該分嚴窄路的電聲渾β 16·如申請專利範固第15項的射鎮辨識(RFID)安全系 統’其中該RF模擬電路還包含連結到該分壓電路的接觸點，用來 速結該電子輪起舆該RF模擬電路。 17 *如申請專利範圍第15項的射頻辨識(RFID)安全 系統，其中該交換裝置為一電晶體，其第一端子連結到該分壓電 路，第二端子連結到該讀取機制，而第三端子連結到地電位。 18*如申請專利範圍第15項的射頻辨識<RFID)安全 系統，其中該分壓電路包含： 一第一電阻，其第一端子連結到交換裝置而第二端子速結到該 電壓源；以及 16 — [ΙΊΙΙΗΙΙΙΙΙ — — — — — — — II ^-------I-- ί f (請洗閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度_中關家標準（CNS)A4規格⑵〇 297公釐） 16313 8 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 一第二電阻，其第一端子連結到該交換裝置而第二端子連結到 該讀取機制0 19.如申請專利範圍第12項的射頻辨識(RFID)安全 系統，其中該模擬電路包含一連結到該讀取機制的電阻。 2〇_ 如申請專利範圍第19項的射頻辨識(RFID)安全 系統’其中該RF模擬電路還包含連結到該連結該電子请起與該RF 模擬電路之電阻的接觸點， ------------ί ί裝--------訂---------兮 <請朱閱讀背面之注惠事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱>