JP4141261B2

JP4141261B2 - リーダライタおよびその制御方法

Info

Publication number: JP4141261B2
Application number: JP2003008369A
Authority: JP
Inventors: 直樹岩▲崎▼
Original assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date: 2003-01-16
Filing date: 2003-01-16
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2023-01-16
Also published as: JP2004220418A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣカードまたはＩＣタグのような可搬記録媒体に対し情報の読出しもしくは書込みを行うリーダライタおよびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣカードまたはＩＣタグのような可搬記録媒体は、データ記憶用のＩＣメモリを内蔵しており、その携帯性、耐久性、メンテナンス性などの特長からから、例えばクレジットカードや定期券、商品管理タグ等、様々な場面で適用されている。可搬記録媒体からのデータの読取りおよび可搬記録媒体へのデータの書込みは、リーダライタを介して行われる。
【０００３】
以下、可搬記録媒体としてＩＣカードを例にとって説明する。
【０００４】
リーダライタは、その上位装置にあたるホストコンピュータに接続されており、各種メイン処理はこのホストコンピュータで実行される。
【０００５】
ＩＣカードとリーダライタとの間では、固定の伝送プロトコルによってデータ通信が実行される。そのため、ＩＣカードおよびリーダライタは、いずれも単一の伝送プロトコルを備えている。
【０００６】
リーダライタとＩＣカードとの間でデータ通信を行うためのプロトコルとしては、例えば、ＰＣ／ＳＣ（ＰａｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ／ＳｍａｒｔＣａｒｄ）ワーキンググループの規約である、ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６のＴ＝１（半二重調歩同期ブロック伝送プロトコル）あるいはＴ＝０（調歩式半二重キャラクタ伝送プロトコル）等が一般的に用いられている。日本国内では、ＪＩＣＳＡＰ（ＪａｐａｎＩＣＣａｒｄＳｙｓｔｅｍＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＣｏｕｎｃｉｌ）が規定する伝送プロトコルＴ＝１が広く用いられている。
【０００７】
このようにプロトコルは複数種類存在する。しかし、ＩＣカードは、プロトコルが合致する特定のリーダライタでなければデータ通信を行うことができない。一般に、ＩＣカードシステムの製造元やＩＣカードの発行元の違いにより、プロトコルの種類が異なる場合が多い。ＩＣカードが普及するにつれ、システム固有のＩＣカードを複数枚所有しなければならない状況も生じ得る。
【０００８】
このような問題を解決するために、従来技術として、通信プロトコルが異なる複数のＩＣカードと、同一のリーダライタとの間でデータを送受信できる、マルチプロトコルのＩＣカードシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
なお、リーダライタとホストコンピュータとの間のデータ通信においても、複数種類のプロトコルが存在する。本出願人は、上述のＩＣカードとリーダライタとの間のデータ通信の場合と同様の問題が生じ得ると考え、この問題を解決する技術として、上位装置として接続されたホストコンピュータとの間の通信において、複数種類のプロトコルに対応して動作可能なリーダライタおよびそのデータ伝送方法を提案している（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開平５−１２４９９号公報
【特許文献２】
特開２００２−２３６８８５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
リーダライタにおいて固定されたプロトコルに従って可搬記録媒体とデータ通信を行う場合、もしくは、マルチプロトコル対応のリーダライタにおいて可搬記録媒体とリーダライタとの間のプロトコルの種類が合致し、そのプロトコルに基づいてデータ通信を行う場合、データ通信時のエラーの発生を少なくするために、リーダライタの変調方式、変調率、ビットコーディング、通信レートなどの通信条件を最適なものに設定しておく必要がある。例えば、あるプロトコルを利用してデータ通信する場合、変調方式はＡＭ変調もしくはＦＭ変調のどちらにするか、変調率をいくつにするか、ビットコーディングをいくつにするか、通信レートはどうするか、といったことを設定する必要がある。このように通信条件は、それを規定するファクタの考えられ得る組合せ数が非常に多く煩雑であり、その評価および選定は困難な作業である。
【００１２】
特に非接触型ＩＣカードシステムのデータ通信特性は、電磁誘導現象を利用する故に、設置環境もしくは利用環境の影響を受けやすい。例えば、付近に金属もしくは木材などが存在するか、通信距離、電子ノイズの有無、あるいは、気温、気圧もしくは湿度などの気象環境などによって、データ通信特性が大きく変化する。
【００１３】
このような理由から、非接触型リーダライタの製造時においては、設置場所もしくは利用環境を十分に想定し、通信条件を予め評価かつ選定しておかなければなかった。この通信条件の評価および選定作業は、上述の通り、通信条件を規定するファクタの考えられ得る組合せ数が多いので、非常に面倒な作業である。
【００１４】
また、上述のように選定された通信条件は固定されているので、初期の段階で設置環境もしくは利用環境に最適な通信条件を有するリーダライタを実現したとしても、時間とともにあるいは何らかの影響で、設置環境もしくは利用環境が変化した場合は、通信エラーが増加する可能性もある。
【００１５】
上述のような各問題は、リーダライタがマルチプロトコル対応可能である場合はさらに大きな問題となり得る。
【００１６】
従って本発明の目的は、上記問題に鑑み、最適な通信条件を自動的に選択して可搬記録媒体とデータ通信を行う、汎用性の高いリーダライタおよびその制御方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を実現するために、本発明においては、リーダライタは、複数の通信条件のうち、その時点で最小のエラーレートとなり得る通信条件を選択し、選択された通信条件を利用して可搬記録媒体との間でデータ通信を行う。エラーレートが最小であるということは、このエラーレートに対応する通信条件が、リーダライタの設置環境もしくは利用環境に最も適している可能性が高いということを意味している。
【００１８】
本発明によるリーダライタでは、まず、複数の通信条件とこれら各通信条件の下でのエラーレートとの対応関係をメモリに記録しておく。その一方で、可搬記録媒体とのデータ通信において現在利用している通信条件の下でのエラーレートを常に監視する。そして、このとき計測したエラーレートが、メモリに記録されている当該通信条件の下でのエラーレートよりも大きい場合は、可搬記録媒体とのデータ通信に利用する通信条件を、メモリに記録されている複数の通信条件のうちエラーレートが最小である通信条件に変更する。これとともに、このとき計測したエラーレートを、メモリに記録されている当該通信条件の下でのエラーレートに代えて、新たにメモリに記録する。
【００１９】
図１は、本発明によるリーダライタのシステムブロック図である。
【００２０】
本発明によるリーダライタ１は、
複数の通信条件と各通信条件の下でのエラーレートとの対応関係を記憶するメモリ１１と、
現在利用している通信条件の下でのエラーレートを計測する計測手段１２と、計測手段１２で計測したエラーレートが、メモリ１１に既に記憶されている当該通信条件の下でのエラーレートよりも大きいか否かを判定する判定手段１３と、
判定手段１３において、計測手段１２で計測したエラーレートの方が大きいと判定された場合、計測手段１２で計測したエラーレートを、メモリ１１に既に記憶されている当該通信条件の下でのエラーレートに代えてメモリ１１に新たに記憶させる更新手段１４と、
判定手段１３において、計測手段１２で計測したエラーレートの方が大きいと判定された場合、データ通信に利用する通信条件を、現在利用している通信条件に代えて、メモリ１１に記憶されている複数の通信条件のうちエラーレートが最小である通信条件に変更する更新手段１５と、を備える。
【００２１】
また、本発明によるリーダライタ１は、複数の通信条件と各通信条件の下でのエラーレートの初期値との対応関係を保持する初期値保持領域１６をさらに備えるのが好ましい。
【００２２】
また、本発明によるリーダライタ１は、メモリ１１に現在記憶されている対応関係に代えて、初期値保持領域１６に保持されている複数の通信条件と各通信条件の下でのエラーレートの初期値との対応関係をメモリ１１に新たに記憶させるリセット手段１７をさらに備えるのが好ましい。
【００２３】
本発明によるリーダライタ１の制御方法は、
複数の通信条件と各通信条件の下でのエラーレートとの対応関係をメモリ１１に記憶する記憶ステップと、
現在利用している通信条件の下でのエラーレートを計測する計測ステップと、計測ステップで計測したエラーレートが、メモリ１１に既に記憶されている当該通信条件の下でのエラーレートよりも大きいか否かを判定する判定ステップと、
判定ステップにおいて、計測ステップで計測したエラーレートの方が大きいと判定された場合、計測ステップで計測したエラーレートを、メモリ１１に既に記憶されている当該通信条件の下でのエラーレートに代えてメモリ１１に新たに記憶させる更新ステップと、
判定ステップにおいて、計測ステップで計測したエラーレートの方が大きいと判定された場合、データ通信に利用する通信条件を、現在利用している通信条件に代えて、メモリ１１に記憶されている複数の通信条件のうちエラーレートが最小である通信条件に変更する変更ステップと、を備える。
【００２４】
本発明によれば、可搬記録媒体との間で、複数の通信条件のうちのいずれかを利用してデータ通信を行うリーダライタにおいて、複数の通信条件とこれらに対応するエラーレートとの関係をメモリに記録しておき、現在の通信条件の下でのエラーレートを判断基準にして、データ通信に利用する通信条件を変更するとともにメモリに記録された内容を書き換えるので、最適な通信条件、すなわち最小のエラーレートとなる通信条件を自動的に選択して可搬記録媒体とデータ通信を行うことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
ここでは、ＩＣカードとの間でデータ通信を行う非接触型リーダライタに本発明を適用した実施例について説明するが、本発明は接触型リーダライタにも適用することができる。ここで、本実施例は、ある特定のプロトコルに基づくデータ通信の場合を想定している。
【００２６】
図２は、本発明の実施例によるリーダライタの動作フローを示すフローチャートである。また、図３は、本発明の実施例おける通信条件とその通信条件におけるエラーレートの対応関係の一部を例示する図である。
【００２７】
本実施例では、通信条件を規定するファクタを、変調方式、変調率、ビットコーディングおよび通信レートとし、例示目的の数値例が図３に示されている。図３においては、便宜上、これら各通信条件名をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、・・・とする。
【００２８】
なお、本実施例では、変調方式、変調率、ビットコーディングおよび通信レートの４つのファクタの組合せで通信条件を規定している。この代替例として、これら４つのファクタのうちの１つ、これら４つのファクタのうちの少なくとも２つの組合せとしてもよい。あるいはこれら４つ以外のファクタをさらに組み入れてもよい。
【００２９】
本発明では、現段階のデータ通信に最適な通信条件を複数の通信条件の中から選択するときの判断基準として、データ通信の際に計測されるエラーレートを用いる。この理由は、上述したように、特に非接触型ＩＣカードシステムのデータ通信特性は設置環境もしくは利用環境の影響を受けやすく、この影響はエラーレートに反映されるからである。
【００３０】
通常、リーダライタはＩＣカードとの間では所定の周期ごと（例えば数百ミリごと）にデータの送受信を行っているが、エラーレートは、例えばこのデータの送受信におけるエラーの割合を意味する。例えばデータの送受信を１００回サンプルする間にエラーが５回あったときは、エラーレートは５％となる。このサンプル数は任意に設定可能としてもよい。
【００３１】
図３には、図１の初期値保持領域１６に保持される、各通信条件の下でのエラーレートの初期値が例示されている。本実施例では、リーダライタの製造時において、例えば、設置場所もしくは利用場所付近に金属もしくは木材などが存在し得るか、付近に電子ノイズが存在し得るか、ＩＣカードとの通信距離、あるいは、気温、気圧もしくは湿度などの気象環境などといった様々な状況を想定して評価試験を実施し、このときのエラーレートを初期値保持領域に記憶させる。このエラーレートの初期値は、リーダライタを最初に運用し始めたときに利用されるが、その詳細については後述する。
【００３２】
なお、図１では初期値保持領域１６をメモリ１１とは別個に設けたが、メモリ１１の一部の領域を用いて初期値保持領域１６を実現してもよい。
【００３３】
さらに図３には、リーダライタが運用されてある程度時間が経過したときの、図１のメモリ１１に記憶されている、各通信条件の下でのエラーレートが例示されている。
【００３４】
図１に示されたメモリ１１、計測手段１２、判定手段１３、更新手段１４、変更手段１５、初期値保持領域１６およびリセット手段１７は、一般的なリーダライタ内に実現されるＣＰＵ、メモリ、アンテナ部、各種インタフェース、ソフトウェアおよびファームウェアなどで実現可能である。
【００３５】
以下、本発明の実施例によるリーダライタの具体的な動作について説明する。
【００３６】
本実施例によるリーダライタは、複数の通信条件のうち、その時点で最もエラーレートの低い通信条件を選択し、選択された通信条件を利用してＩＣカードとの間でデータ通信を行う。
【００３７】
なお、リーダライタの運用開始時点では、初期値保持領域１６に保持されている各通信条件の下でのエラーレートの初期値がメモリ１１に記憶されており、これらエラーレートのうち最小のエラーレートを示す通信条件が利用される。本実施例における運用開始時点の通信条件は、図３に示すようにエラーレートが最小である通信条件Ｃとする。そして、現時点で通信条件Ｃを利用してデータ通信している場合を説明する。
【００３８】
図２のステップＳ１０１において、リーダライタは、その時点で最もエラーレートの低い通信条件を利用して、ＩＣカードとの間でデータ通信を行う。
【００３９】
ステップＳ１０２では、現在利用している通信条件の下でのエラーレートを計測する。
【００４０】
次いで、ステップＳ１０３において、ステップＳ１０２で計測したエラーレートが、メモリに既に記憶されている当該通信条件の下でのエラーレートよりも大きいか否かを判定する。ステップＳ１０３において、ステップＳ１０２で計測したエラーレートの方が大きいと判定された場合はステップＳ１０４へ進み、小さいかもしくは同じと判定された場合はステップＳ１０６へ進む。
【００４１】
本実施例では、ステップＳ１０２で計測したエラーレートが例えば「６」であった場合は、メモリに記憶されている通信条件Ｃのエラーレート「３」よりも大きいのでステップＳ１０４へ進むことになる。
【００４２】
ステップＳ１０４およびＳ１０６では、ステップＳ１０２で計測したエラーレートを、メモリ１１に既に記憶されている当該通信条件の下でのエラーレートに代えてメモリ１１に新たに記憶させる。
【００４３】
本実施例では、ステップＳ１０４において、メモリ上の通信条件Ｃに対応するエラーレートが「３」から「６」に書き換えられることになる。
【００４４】
ステップＳ１０５では、データ通信に利用する通信条件を、現在利用している通信条件に代えて、メモリに記憶されている複数の通信条件のうち、対応するエラーレートが最小である通信条件に変更する。
【００４５】
本実施例では、通信条件Ａの下でのエラーレートが「５」であり、他のどの通信条件と比べてもエラーレートが最小であるので、通信条件Ｃから通信条件Ａに変更される。
【００４６】
そして再びステップＳ１０１に戻り、ＩＣカードとのデータ通信が開始される。
【００４７】
以上説明した処理ループを繰り返し実行していくと、リーダライタの設置環境もしくは利用環境の変化に反応して、図１のメモリ１１に記憶される各通信条件下でのエラーレートは自動的に更新され、またデータ通信に利用される通信条件も変更されることになる。
【００４８】
既に説明したように、エラーレートの計測周期はリーダライタとＩＣカードとの間のデータ通信の周期と一致する。したがって、上記メモリの更新および通信条件の変更の周期は、少なくともエラーレートの計測周期、すなわちリーダライタとＩＣカードとの間のデータ通信の周期（例えば数百ミリごと）を有することになる。
【００４９】
更新され続けるメモリの記録内容を、初期状態に戻るためのリセット手段１７をさらに設けてもよい。このリセット手段１７は、メモリに現在記憶されている対応関係に代えて、初期値保持領域１６に保持されている複数の通信条件と各通信条件の下でのエラーレートの初期値との対応関係をメモリに新たに記憶させるいわゆるリセット処理を行う。
【００５０】
以上説明した処理ループを繰り返し実行することにより、リーダライタは、エラーレートが最小となる通信条件、すなわち、リーダライタの設置環境もしくは利用環境に適している可能性が最も高い通信条件を自動的に選択することができるので、常に最適な通信条件でＩＣカードとの間でデータ通信を行うことができる。
【００５１】
上述の実施例では単一のプロトコルのリーダライタを示したが、その変形例として、マルチプロトコルのリーダライタにも適用することができる。図４は、本発明の実施例の変形例によるリーダライタの概念図である。
【００５２】
本変形例においては、マルチプロトコル対応のリーダライタ１は、図３を参照して説明した、複数の通信条件とこれら各通信条件の下でのエラーレートの対応関係の表２１ａ、２１ｂおよび２１ｃを、プロトコルａ、ｂおよびｃごとに有する。
【００５３】
あるプロトコルで動作するＩＣカード２がリーダライタ１のデータ通信圏内に入ると、このＩＣカード２のプロトコルと合致するプロトコルにおける対応関係の表がまず選択される。そして、プロトコル変換後、既に説明した図２のような処理が実行されることになる。リーダライタ１とホストコンピュータ３との間のデータ通信は、リーダライタ１で選択されたプロトコルに従うコマンドに基づく。この代替例として、ホストコンピュータ３で任意に指定したプロトコルに従ってデータ通信できるようにしてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、可搬記録媒体との間で、複数の通信条件のうちのいずれかを利用してデータ通信を行うリーダライタにおいて、複数の通信条件とこれらに対応するエラーレートとの関係をメモリに記録しておき、現在の通信条件の下でのエラーレートを判断基準にして、データ通信に利用する通信条件を変更するとともにメモリに記録された内容を書き換えるので、最適な通信条件、すなわち最小のエラーレートとなる通信条件を自動的に選択して可搬記録媒体とデータ通信を行うことができる。
【００５５】
従来例では、リーダライタの設置場所もしくは利用環境を十分に想定し、製造段階の評価試験において通信条件を選定しておかなければならなかったが、本発明によれば、リーダライタを設置するだけで自動的に最適な通信条件が選択されるので、製造段階の評価試験の負担を軽減できる。
【００５６】
また、リーダライタ周辺の環境に応じて常に最適な通信条件が自動的に選択されるので、設置後に周辺環境が変化しても、データ通信特性が悪化することはない。
【００５７】
さらに従来例のように通信条件が固定されているわけではないので、リーダライタの設置環境もしくは利用環境に関する制限がなく、リーダライタの利用可能性が高まる。
【００５８】
なお、上記各効果は、マルチプロトコル対応のリーダライタについても、本発明によれば十分享受できる。
【００５９】
今後ますますＩＣカードやＩＣタグのような可搬記録媒体が普及するにつれ、システム全体の仕組み、設置環境もしくは利用環境も多様になっていくと考えられるが、本発明によれば、常に最適な通信条件で可搬記録媒体とデータ通信が可能なリーダライタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるリーダライタのシステムブロック図である。
【図２】本発明の実施例によるリーダライタの動作フローを示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施例おける通信条件とその通信条件におけるエラーレートの対応関係の一部を例示する図である。
【図４】本発明の実施例の変形例によるリーダライタの概念図である。
【符号の説明】
１…リーダライタ
２…可搬記録媒体
３…ホストコンピュータ
１１…メモリ
１２…計測手段
１３…判定手段
１４…更新手段
１５…変更手段
１６…初期値保持領域
１７…リセット手段

Claims

可搬記録媒体との間で、複数の通信条件のうちのいずれかを利用してデータ通信を行うリーダライタであって、
前記複数の通信条件と各該通信条件の下でのエラーレートとの対応関係を記憶するメモリと、
現在利用している通信条件の下でのエラーレートを計測する計測手段と、
該計測手段で計測したエラーレートが、前記メモリに既に記憶されている当該通信条件の下でのエラーレートよりも大きいか否かを判定する判定手段と、
該判定手段において、前記計測手段で計測したエラーレートの方が大きいと判定された場合、前記計測手段で計測したエラーレートを、前記メモリに既に記憶されている当該通信条件の下でのエラーレートに代えて前記メモリに新たに記憶させる更新手段と、
前記判定手段において、前記計測手段で計測したエラーレートの方が大きいと判定された場合、データ通信に利用する通信条件を、前記現在利用している通信条件に代えて、前記メモリに記憶されている前記複数の通信条件のうちエラーレートが最小である通信条件に変更する変更手段と、
を備えることを特徴とするリーダライタ。
前記通信条件は、変調方式、変調率、ビットコーディング、通信レート、およびプロトコルの種類のうちの１つ、またはこれら少なくとも２つの組合せで規定される請求項１に記載のリーダライタ。
前記複数の通信条件と各前記通信条件の下でのエラーレートの初期値との対応関係を保持する初期値保持領域をさらに備える請求項１または２に記載のリーダライタ。
前記メモリに現在記憶されている前記対応関係に代えて、前記初期値保持領域に保持されている前記複数の通信条件と各前記通信条件の下でのエラーレートの初期値との対応関係を前記メモリに新たに記憶させるリセット手段をさらに備える請求項３に記載のリーダライタ。
可搬記録媒体との間で、複数の通信条件のうちのいずれかを利用してデータ通信を行うリーダライタの制御方法であって、
前記複数の通信条件と各該通信条件の下でのエラーレートとの対応関係をメモリに記憶する記憶ステップと、
現在利用している通信条件の下でのエラーレートを計測する計測ステップと、該計測ステップで計測したエラーレートが、前記メモリに既に記憶されている当該通信条件の下でのエラーレートよりも大きいか否かを判定する判定ステップと、
該判定ステップにおいて、前記計測ステップで計測したエラーレートの方が大きいと判定された場合、前記計測ステップで計測したエラーレートを、前記メモリに既に記憶されている当該通信条件の下でのエラーレートに代えて前記メモリに新たに記憶させる更新ステップと、
前記判定ステップにおいて、前記計測ステップで計測したエラーレートの方が大きいと判定された場合、データ通信に利用する通信条件を、前記現在利用している通信条件に代えて、前記メモリに記憶されている前記複数の通信条件のうちエラーレートが最小である通信条件に変更する変更ステップと、
を備えることを特徴とするリーダライタの制御方法。
前記通信条件は、変調方式、変調率、ビットコーディング、通信レート、およびプロトコルの種類のうちの１つ、またはこれら少なくとも２つの組合せで規定される請求項５に記載のリーダライタの制御方法。
前記複数の通信条件と各前記通信条件の下でのエラーレートの初期値との対応関係を初期値保持領域に保持する初期値保持ステップをさらに備える請求項５または６に記載のリーダライタの制御方法。
前記メモリに現在記憶されている前記対応関係に代えて、前記初期値保持領域に保持されている前記複数の通信条件と各前記通信条件の下でのエラーレートの初期値との対応関係を前記メモリに新たに記憶させるリセットステップをさらに備える請求項７に記載のリーダライタの制御方法。