DE69012392T2

DE69012392T2 - Überweisungssystem.

Info

Publication number: DE69012392T2
Application number: DE69012392T
Authority: DE
Inventors: Julian David Morley
Original assignee: GEC Avery Ltd
Current assignee: Avery Weigh Tronix Ltd
Priority date: 1989-04-01
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1995-02-16
Anticipated expiration: 2010-03-17
Also published as: EP0391559A2; JPH032991A; GB8907398D0; EP0391559B1; GB2229845B; GB2229845A; EP0391559A3; DE69012392D1; US5352877A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Transaktionssystem und insbesondere bezieht sie sich auf ein System, das ein Terminal zum Lesen von einer und Schreiben auf eine elektronische Marke umfaßt, welche eine Bord-Datenverarbeitungsfähigkeit aufweist. Eine derartige Marke liegt oft in der Form einer länglichen Karte vor und kann eine "Smart Card" genannt werden. Das Terminal kann eine alleinstehende Einheit sein, mit welcher Daten, die innerhalb der Marke gehalten werden, gelesen oder geändert werden können, oder in alternativer Weise kann das Terminal durch eine entfernte oder lokale Verbindung zu einem externen Host wie einem Computer einer Bank verbunden sein.
Systeme dieser Art sind in jüngeren Jahren gut eingeführt worden und nehmen im allgemeinen die Form eines Terminals, das an einem bestimmten Platz befestigt ist, wie einer Bank, und einer Marke an, welche tragbar ist und an eine Person ausgegeben wird, die die Marke mit sich trägt und sie zu dem Terminal bringt, wenn eine Transaktion als notwendig erachtet wird. Das System kann von dem Kontakttypus sein, in welchem die Marke das Terminal physikalisch berühren muß, damit die Kommunikation herbeigeführt wird, oder kann von dem kontaktlosen Typus sein, welcher zum Beispiel die induktive Kopplung verwendet. Diese Erfindung bezieht sich auf den letztgenannten Typus von Kopplung.
Es ist ersichtlich, daß in diesem Typus von System ein Terminal nur für kurze Zeitspannen in Verbindung mit einer Marke steht, es aber wichtig ist, daß, wenn eine Marke in Richtung auf das Terminal gebracht wird, das Terminal dies erkennt und fähig ist, relativ schnell die Kommunikation herbeizuführen. Es ist bevorzugt, daß der Benutzer das Terminal nicht zu jeder Zeit "anschalten" muß, die er es benutzen möchte. So kann, in induktiv gekoppelten Systemen, welche eine Trägerwelle verwenden, die von dem Terminal zu der Marke übertragen wird, das Terminal permanent erregt sein, so daß, wenn die Marke in Richtung auf das Terminal gebracht wird, sie sofort unter Leistung gesetzt wird. In einer alternativen Form, wie in GB 2208025 A beschrieben, ist das Terminal dazu angeordnet, das Trägersignal bei einem relativ niedrigen Bereitschafts-Niveau zu übertragen und, nachdem eine Marke nachgewiesen wird, das Niveau des Trägers zu einem dem Betriebsniveau gleichen, höheren Niveau anzuheben. Da das Trägersignal permanent an ist, obwohl bei einem niedrigen Niveau, verbraucht das Terminal noch eine beträchtliche Leistungsmenge, wenn es sich in seinem "Schlaf-"Modus befindet.
Die vorliegende Erfindung entstand aus dem Bedarf, diese Leistungsanforderung noch weiter zu verringern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Transaktionssystem geschaffen, das einen ersten Körper umfaßt, der dazu angeordnet ist, induktiv mit einem zweiten Körper zu kommunizieren, wobei der erste Körper ein Mittel zum Erzeugen und Übertragen eines Radiofrequenzsignals und ein Mittel zum Überwachen des Niveaus des übertragenen Signals umfaßt, um die Gegenwart des zweiten Körpers nachzuweisen, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal als Pulse übertragen wird und dadurch, daß das Überwachungsmittel dazu angeordnet ist, nachzuweisen, ob das Niveau des Pulses innerhalb einer ausgewählten Zeit gleich mit oder weniger als die Pulsdauer unterhalb eines Schwellenniveaus liegt, was anzeigt, daß der zweite Körper in induktiver Umgebung ist, und um die Kommunikation zwischen den ersten und zweiten Körpern auszulösen.
So veranlaßt ein System, das die Erfindung verkörpert, einen ersten Körper (das Terminal) dazu, sein Träger-R.F.-Signal zu pulsen und wenn ein zweiter Körper (eine Marke) in die Umgebung des Terminals gebracht wird, dann wird das R.F.-Niveau in diesem speziellen Puls den Schwellwert nicht überschreiten, da die Marke Leistung ziehen wird und so das Niveau des R.F.-Feldes verringern wird. Wenn die Marke einmal erfaßt worden ist, dann kann das R.F.-Erzeugungsmittel permanent angelassen werden, und einer Transaktion erlaubt werden, durchgeführt zu werden. Wenn die Marke nachfolgend entfernt wird, wird das Ausgangsspannungsniveau wieder ansteigen (weil weniger Strom gezogen wird) und wird daher die Schwelle überschreiten, sodaß das Permanent-R.F.-Signal abgeschnitten wird und zu gepulstem Modus zurückgekehrt wird.
In einem alternativen System wird, wenn eine Marke einmal nachgewiesen wird, dem Puls der R.F. erlaubt, abzuschließen und dem Pulszyklus erlaubt, sich fortzusetzen, aber Mittel sind in dem System vorgesehen zum Bemerken, daß die Marke vorliegt, und zum Erwarten eines Signales von einem externen Gerät, wie zum Beispiel einem Host-Computer, um das R.F.-Erzeugungsmittel permanent anzuschalten. Dies kann in einigen speziellen Anwendungen nützlich sein.
Vorzugsweise wird ein Puls einmal jede Sekunde oder einmal alle 100 mS abhängig davon übertragen, ob, respektive, niedriger Leistungsverbrauch oder schnelles Ansprechen erforderlich ist. Die Pulsbreite beträgt typischerweise 150 Mikrosekunden.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird analoge Beschaltung in dem Terminal, welche Beschaltung typischerweise Signalverarbeitungsbeschaltung zum Datenverarbeiten von der Marke zu dem Anschluß beinhaltet, zuerst unter Leistung gesetzt, typischerweise für eine Periode von 10 mS. In den letzten 0,15 mS dieser 10 mS-Zeitspanne wird der R.F.-Puls erzeugt. Dies ist so, weil die analoge Beschaltung eine kurze Zeit erfordert, um sich zu beruhigen, aber beruhigt sein muß, um ein "Antwort auf Zurücksetzen" -Zeichen von einer Marke nachzuweisen, welches eine kurze Periode nachdem die Marke durch den R.F.-Puls von dem Terminal unter Leistung gesetzt wurde, erzeugt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun beispielsweise mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
Figur 1 schematisch die Elemente eines Lese-/Schreibe-Terminals zeigt;
Figur 2 schematisch Elemente eines Terminals in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt; und die
Figuren 3 und 4 Wellenformdiagramme sind.
Bezugnehmend auf Figur 1 sind dort in Blockform Elemente eines Terminals gezeigt, das einen ersten Körper eines Transaktionssystems bildet, welcher für die Interaktion geeignet ist, und zwar vermittels der induktiven Kopplung zwischen ersten und zweiten Körpern, wobei eine elektronische Marke einen zweiten Körper bildet. Die Marke (6) umfaßt Verarbeitungsmittel und Speichermittel. Das Terminal ist von dem Typus, welcher Daten vermittels der Modulation eines R.F.- Trägersignals überträgt. In einem typischen Beispiel werden von dem Terminal zu der Marke zu übertragende Daten durch Frequenzmodulation der Trägerwelle übertragen und Daten aus der Marke zu dem Terminal durch eine Niveau- oder Amplitudenmodulation dieser gleichen Welle übertragen. Das Terminal umfaßt eine R.F.-Quelle 1, zum Beispiel von 300 kHz, welche an- und ausgeschaltet oder gepulst werden kann, und zwar durch die Vorrichtung, welche weiter unten mit Bezug auf Figur 2 beschrieben ist. Dieses Trägersignal wird an die Modulations- und/oder Demodulationsbeschaltung 2 gespeist, wo entweder eine FM-Modulation, die zu übertragenden Daten entspricht, an den Träger angelegt wird, oder Amplitudenmodulation von den empfangenen Daten nachgewiesen wird. Die Daten werden zu oder von einer analogen und/oder digitalen Verarbeitungsbeschaltung 3 durchgeführt. Das modulierte Signal wird zu einem abgestimmten Schaltkreis 4 durchgeführt, welcher eine induktive Schleife 5 umfaßt. Diese erzeugt ein variierendes magnetisches Feld, welches durch eine ähnliche Schleife auf einer Marke 6 nachgewiesen wird. Ein Spannungsüberwachungsschaltkreis 7 überwacht die Spannung über die Schleife aufgrund des Signals an dem abgestimmten Schaltkreis 4 und wird verwendet, um nachzuweisen, ob eine Marke vorliegt oder nicht, da eine Marke, indem sie Leistung zieht, das Niveau der Spannung des R.F.-Signals erniedrigen wird. Ein Schalter 8 ist schematisch als ein Steuerschalter für die R.F.-Quelle gezeigt.
Jetzt bezugnehmend auf Figur 2, ist dort ein System gezeigt, in welchem die Ausgabe des Terminals gesteuert wird. Das System umfaßt einen Oszillator, wie einen 12 MHz-Kristall-Oszillator 18, welcher durch einen geeigneten Teiler 9 gespeist wird, um einen Puls einmal alle 100 mS zu erzeugen, welcher durch einen Schalter 9a zu einem Eingang eines ODER-Gatters 10 gespeist wird. Der Ausgang aus Teiler 9 wird auch an eine Teile-Durch-10-Einheit 11 gespeist, um einen Puls mit einer Frequenz von einer Sekunde zu erzeugen, welcher an einen zweiten Eingang des ODER-Gatters 10 gespeist wird. Ein Ausgang des ODER-Gatters wird zu einem Monostabilen 12 gespeist, der dazu entworfen ist, Zustände nach einer Periode von 9,850 mS zu schalten. Ein Ausgang aus dem ODER-Gatter 10 wird auch verwendet, um ein Halteglied 13 auszulösen, welches verwendet wird, um die analoge Beschaltung (nicht explizit gezeigt) in dem Terminal zu steuern und wird demgemäß ein analoges Halteglied genannt. Die analoge Beschaltung wird so einmal alle 100 mS oder 1 Sekunde angestellt, abhängig davon, ob das 100 mS-Signal durch Schalter 9a in das ODER-Gatter geschaltet wird.
Nach einer Periode von 9,85 mS ist der Monostabile 12 dazu angeordnet, den Zustand zu schalten und ein Taktsignal an ein R.F.-Halteglied 14 zu speisen, welches dazu dient, die R.F.-Quelle 1 von Figur 1 zu betätigen.
Simultan wird eine Sequenzsteuerung 15 durch ein Signal aus dem Monostabilen 12 ausgelöst. Die Sequenzsteuerung ist dazu entworfen, in dieser Ausführung, drei Ausgaben zu verschiedenen Zeitperioden nach der Auslösung zu ergeben. Nach einer Periode von 0,075 mS wird ein Signal in den Takteingang eines Abtasthaltegliedes 16 gespeist, welches dazu dient, einen Markennachweisschaltkreis l7 zu betätigen; dies ist der Spannungsüberwachung 7 von Figur 1 äquivalent und weist im wesentlichen nach, ob eine Marke vorliegt, indem die Spannung auf der R.F.-Leitung überwacht wird, wobei Standardtechniken verwendet werden. Nach einer weiteren Periode von 0,05 mS, das heißt 0,125 mS nach dem Auslösen, wird das Abtasthalteglied zurückgesetzt und die Abtastung wird beendet. 0,025 mS später (0,15 mS nach dem Auslösen) werden die R.F. - und analogen Halteglieder 14 und 13 zurückgesetzt, so daß die R.F.- und Analog-Signale abgeschaltet werden. So ist der analoge Schaltkreis für 10 mS "angeschaltet" worden und die R.F. ist für 0,15 mS "angeschaltet" worden. Ein Schwellwert wird gesetzt, oberhalb von welchem das R.F.-Niveau ansteigen wird, wenn eine Marke nicht vorliegt, aber welche von einem derartigen Wert ist, daß die Gegenwart einer Marke innerhalb eines ausgewählten Bereichs das R.F.-Niveau dazu veranlaßt, den Schwellwert nicht zu überschreiten. Der Wert ist ohne weiteres bestimmbar, abhängig von der Anwendung, den Komponentenwerten, den Leistungsanforderungen usw.
Das obige nimmt an, daß eine Marke während der 0,050 mS-Abtastperiode nicht nachgewiesen wird. Wenn eine Marke nachgewiesen wird, dann kann das System in zwei alternativen Moden wirken. In einem ersten Modus wird, wenn eine Marke durch den Puls, der einen Schwellwert innerhalb einer festen Zeitgrenze (im allgemeinen kleiner als die Pulsdauer) nicht überschreitet, dann die R.F.-Quelle nicht abgeschaltet. Stattdessen wird die R.F. permanent angelassen, so daß Kontakt mit der Marke herbeigeführt und eine Transaktion, wie eine finanzielle Transaktion, durchgeführt werden kann. Die analoge Beschaltung wird auch während dieser Periode angelassen. Die Weise des Durchführens einer Transaktion bildet keinen Teil dieser Erfindung und wird hierin weggelassen.
Wenn die Marke einmal entfernt wird, dann erfaßt der Markennachweisschaltkreis 17, welcher permanent angelassen worden ist, zusätzlich zu den R.F.- und Analogschaltkreisen, daß das Niveau der R.F. über den Schwellwert ansteigt und schaltet so die R.F.- und Analogsignale aus. Das System kehrt dann zu seinem pulsierenden Modus zurück und pulst die analogen und R.F.-Schaltkreise alle 100 mS oder alle 1 Sekunde wie ausgewählt. Eine Verzögerung kann in das System eingeprägt werden, so daß, wenn es einmal nachgewiesen worden ist, daß die Marke entfernt worden ist, die R.F.- und Analogschaltkreise nach einer festen Verzögerungsperiode abgeschaltet werden. Dieser Prozeß ist klarer in Figur 3 gezeigt, wo A die interne Taktfrequenz von 12,218 MHz darstellt. Die Wellenform B ist für ein System, wo der Puls einmal alle Sekunde ausgelöst wird. Die Wellenform C zeigt, wie die Analogbeschaltung für eine Periode von 10 mS angeschaltet wird, wenn ein Puls vom ODER-Gatter 10 ausgegeben wird. Die Wellenform D zeigt, wie die R.F.-Quelle für die letzten 150 Mikrosekunden dieser Periode angeschaltet wird. Etwa 0,075 mS später wird der Markenabtast- oder Nachweisschaltkreis 17 angeschaltet, wie bei E gezeigt, und zwar für eine Periode von 0,05 mS. Wenn eine Marke zu irgendeiner Zeit eingeführt wird, dann wird die Markennachweisleitung sie nachweisen und wird so, wie im zweiten Teil der Figur 3 gezeigt, die Analog-, R.F.- und Markennachweisleitungen offen lassen. Die Entfernung der Marke wird durch den Markennachweisschaltkreis nachgewiesen, welcher nach einer Verzögerung von 50 mS in diesem Beispiel die Analog-, R.F.- und Markenabtastbeschaltung abschaltet. Das Pulsieren wie in dem ersten Teil von Figur 3 gezeigt wird dann wieder herbeigeführt.
Es sollte bemerkt, daß die Wellenformen in Figur 3 und Figur 4 nicht maßstabsgerecht sind.
Figur 4 zeigt einen alternativen Modus, in welchem der erste Teil, wenn eine Marke nicht vorliegt, zu jenem in dem ersten Modus identisch ist. Jedoch bemerkt, wie in dem zweiten Teil von Figur 4 gezeigt, wenn eine Marke einmal in die Umgebung des Terminals gebracht wird, dann der Markennachweisschaltkreis dieses, aber, anstatt die R.F. permanent anzulassen, erlaubt er ihr, am Ende ihrer Pulsperiode von 150 Mikrosekunden abgeschaltet zu werden. Die analoge Beschaltung wird jedoch permanent angelassen und auch wird ein Merker in dem System gesetzt, so daß ein externes Gerät, wie ein Hostcomputer eine Nachricht geben kann, um die R.F. anzuschalten. Das System wird so gesehen als für den Betrieb "scharf gemacht" zu sein, wenn eine Marke einmal nachgewiesen wird, aber der Betrieb wird nicht tatsächlich ausgelöst, bis ein externes Gerät ihn veranlaßt. Dieses System kann Vorteile in bestimmten Anwendungen haben. Auf die Entfernung der Marke aus der Umgebung des Terminals weist die Markennachweisleitung diese Entfernung nach und setzt nach einer 50 mS-Verzögerung die analoge Steuerung auf Aus zurück und befähigt das Pulsieren, wieder zu beginnen.
Obwohl die induktiv gekoppelten Körper in dieser Beschreibung Terminal und Marke genannt worden sind, ist die Erfindung in dieser Hinsicht nicht begrenzt und ist für die Verwendung zwischen zwei beliebigen Körpern geeignet, welche vermittels von induktiver oder induktiver und anderer kontaktloser Kopplung kommunizieren.

Claims

1. Ein Transaktionssystem, das umfaßt: einen ersten Körper, der dazu angeordnet ist, induktiv mit einem zweiten Körper (6) zu kommunizieren, wobei der erste Körper umfaßt: ein Mittel zum Erzeugen (1) und Übertragen (4) eines Radiofrequenzsignals und ein Mittel (7) zum Überwachen des Niveaus des übertragenen Signals, um die Gegenwart des zweiten Körpers nachzuweisen, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal als Pulse übertragen wird und dadurch, daß das Überwachungsmittel (7) dazu angeordnet ist, nachzuweisen, ob das Niveau der Pulse unter einem Schwellwertniveau innerhalb einer ausgewählten Zeitperiode gleich mit der oder kleiner als die Pulsdauer ist, was anzeigt, daß der zweite Körper (6) sich in induktiver Nähe befindet, und um die Kommunikation zwischen den ersten und zweiten Körpern auszulösen.

2. Ein Transaktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Körper ein Lese-/Schreibeterminal und der zweite Körper (6) eine tragbare Marke mit einer Borddatenverarbeitungsfähigkeit ist.

3. Ein Transaktionssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Überwachungsmittel (7) ein Mittel (7) zum Befähigen des R.F.-Signals umfaßt, permanent angelassen zu werden, bis die Entfernung des zweiten Körpers (6) nachgewiesen wird, worauf das Pulsieren der R.F. wieder herbeigeführt wird.

4. Ein Transaktionssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Überwachungsmittel ein Mittel zum Setzen eines Merkers oder eines anderen Indikators umfaßt, welcher durch einen externen Host nachweisbar ist, um die R.F. kontinuierlich anzuschalten.

5. Ein Transaktionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die analoge Beschaltung innerhalb des ersten Körpers auch gepulst wird, bis der zweite Körper (6) nachgewiesen wird, bei welchem Punkt sie permanent angelassen wird, bis der Körper entfernt wird, wobei die analogen Pulse für eine Zeitspanne vor jedem R.F.-Puls und währenddessen derart betätigt werden, daß die analoge Beschaltung vollständig vor der Auslösung jedes R.F.-Pulses unter Leistung gesetzt werden kann.

6. Ein Transaktionssystem nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulswiederholfrequenz wahlweise einen von zwei oder mehr verschiedenen Werten aufweist.

7. Ein Transaktionssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte eine Sekunde und 100 mS sind.

8. Ein Transaktionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die R.F.-Pulsdauer 0,15 mS beträgt.

9. Ein Transaktionssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die analoge Beschaltung auf dem ersten Körper für Perioden von 10 mS gepulst wird und der R.F.-Puls während der letzten 0,15 mS der 10 mS-Periode betätigt wird.

10. Ein Lese-/Schreibe-Terminal, das für die Verwendung als der erste Körper wie in irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht ausgebildet ist, mit einem Mittel (1) zum Erzeugen von R.F.-Pulsen, einem Mittel (4) zum Übertragen der Pulse, einem Überwachungsmittel (7) zum Überwachen des Niveaus der übertragenen R.F.-Pulse und einem Zeitsteuerungsmittel (15) zum Befähigen des Überwachungsmittels (7) um innerhalb einer gewählten Periode gleich mit der oder kleiner als die Pulsdauer nachzuweisen, ob das Niveau des übertragenen Pulses unter einem Schwellniveau liegt.