JP5079953B2 - 非接触型icカード用リーダライタシステム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触型ICカード用リーダライタシステムに関し、さらに詳しくは、上位機器から1種類のプロトコルで、変復調方式の異なるICカードを読み書きするリーダライタシステムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、ICカードと呼ばれる新しい情報記録媒体が、市場に広く出回っている。ICカードは、クレジットカード、銀行カード、ポイントカード等のカード状あるいはシート状の形状を備え、カード内にIC(Integrated Circuit)が組み込まれているものを総称した名称である。ICカードは大きく分けて接触型、非接触型の2種類に分けられる。接触型とは、カード表面に端子が設けられており、その端子とリーダライタ側の端子とを接触させつつ、該端子を通じて信号のやり取りを行うものである。現在、使い捨てタイプのICカードはヨーロッパ等の国々ではテレホンカードとして広く流通している。また、情報の書き換え可能なタイプを、マネーカードとして使用する実験が各国で行われており、金融関係で使用されるカードとして注目されている。
また、非接触型ICカードは、鉄道の乗降時に使用される定期券として、現在の磁気カード方式に代わり採用することが検討されている。さらに、官公庁では、省資源ならびに環境問題に鑑み、ペーパーレス化を推進する意味と、省力化を実現する一環として、IT(Information Technology)化が強力に推し進められており、特に、福祉や公共施設の利用、各種証明書交付など、国、地方自治体の幅広い行政サービスに効率的に使えるカードとして、ICカード化の動きが出てきている。
特に、前記した非接触ICカードは、データのやり取りを電波で行うため、改札口通過の際に、一々定期券を取り出す必要がなく、定期入れや鞄等の中からでも情報交換できるため、利便性が大きく向上するものと期待され、従来の記録媒体に代わるものとして注目されている。また、特に荷物、部品を移動しながら非接触で管理できるので、物流方面や交通課金システムへの応用も期待されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記の非接触ICカードにあっては、ICカードそのものの開発と相まって、非接触ICカードに情報を記録したり、情報の読み取りを行うリーダライタの開発が一体で進められなければならない。そのとき、各社が独自の規格によって開発をおこなうと、各カード、リーダライタ間に互換性がなくなり、システム全体の進歩、発展を阻害する恐れが出てくる。そこで、このような不具合を防止するため、国際的な規格化が望まれている。現在、リーダライタとICカードとのインタフェースおよび制御は、ISO7816の規格に基づいて行われており、また、非接触ICカードで使用される電波の周波数と変復調方式は、ISO14443により規定されている。しかしながら、民間、特に交通系で使用されようとしている非接触ICカードの規格は、ISO14443タイプCが圧倒的に多く、そのプロトコルも基本的にはICカードメーカが規定した規格に基づいているのが現状である。従って、タイプCのカードを使う時は必然的にリーダライタの規格をそれに合わせる必要がある。また、官公庁で使用される規格は、ISO14443タイプBが予定され、その変復調方式が異なるものである。そのため、システムを利用する使用者は、自己が有する特定種類のICカードに合致した専用のリーダライタ以外を利用することができず、利便性に欠けるといった問題が発生する。
さらに、リーダライタを制御する上位機器から見た場合、ICカードのタイプ別にプロトコルを行うことが要求され、ソフトウェアが複雑となる。
本発明は、かかる課題に鑑み、上位機器から複数のポーリングを行い、リーダライタからのレスポンスにより、プロトコルパケット構造内のデータ領域を変更するようにして、見かけ上、上位機器からは1種類のプロトコルで通信を行うことを可能としたリーダライタシステムを提供することを目的とする。
また、他の目的は異なるタイプのICカードを1種類のリーダライタで読み書き可能なリーダライタシステムを提供する。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項1の発明は、ICカードのループアンテナを介して、所定の変復調方式に基づく搬送電力の送信とデータの授受を非接触にて行う非接触型ICカード用リーダライタシステムにおいて、所定のプロトコルパケット構造によりリーダライタとの通信を行う上位機器と、該上位機器からの複数のコマンド信号を非接触型ICカードに送信するポーリング送信手段及び該ポーリング送信手段により送信されたコマンドに対する応答信号を検出する応答信号検出手段とを有するリーダライタと、を備え、前記上位機器から前記リーダライタに対して複数のポーリングを実行し、非接触型ICカードからのレスポンスにより、前記上位機器と前記リーダライタ間のプロトコルパケット構造内のデータ領域に、前記非接触型ICカードから受信した異なるプロトコルパケット構造を挿入するようにしたことを特徴とする。非接触型ICカードの無電池型は、リーダライタにこのカードを近接させたときに非接触状態でリーダライタからの搬送波を内部のループアンテナで受信し、それを整流して自らの電力として駆動するタイプである。従って、あくまでも最初のアクセスは、リーダライタ側であり(これをリーダライタtalk first/カードlistenと呼ぶ)、その後、リーダライタからの固有の呼び出しコードを認識して初めて返信するものである。ここで、1種類の変復調方式であれば、決められた変復調方式でポーリング送信を行えばよいが、複数の異なる変復調方式を持った非接触型ICカードが存在する場合は、その種類に対応した変復調方式を用意する必要がある。そして、リーダライタは、順次ポーリング信号送信時に送信して、そのレスポンスの有無により変復調方式を認識する方法が考えられる。
また、上位機器はリーダライタとのポーリングを単純化するために、ある特定のポーリング方式(例えば、最も市場に多く出回っているタイプのカード)に限定して行い、リーダライタとカード間はカードのタイプに合わせてプロトコルを行う方法がある。これを実現するためにリーダライタからのレスポンスを識別して、特定のポーリング方式か否かでプロトコルを変更できるようにしておくのが好ましい。
かかる発明によれば、リーダライタ側に複数の変復調方式を用意して、それを順次ポーリング送信するため、必ず所望の複数の変復調方式がみつかり、確実にICカードとの通信を成立させることができる。また、上位機器とのプロトコルはリーダライタからのレスポンスを識別して、特定のポーリング方式か否かでプロトコルを変更できるようにしておくので、無駄な操作を極力少なくすることができ、アクセスタイムが速くなる。
また、請求項2の発明は、前記上位機器とのプロトコルパケット構造内のデータ領域は、前記リーダライタからのレスポンスを識別して、該識別結果が特定のポーリング方式と異なる場合に、前記プロトコルパケット構造内のデータ領域に、前記非接触型ICカードから受信した異なるプロトコルパケット構造を挿入することを特徴とする。
【0005】
また、請求項3の発明は、前記上位機器は、前記応答信号の識別結果が予め決定したプロトコルと異なる場合、前記所定のプロトコルパケット構造内のデータ領域に、前記特定のポーリング方式に対応するプロトコルパケット構造を付加したコマンドを前記リーダライタに送信し、前記コマンドを受信したリーダライタは、前記予め決定したプロトコルに従って処理し、前記所定のプロトコルパケット構造内のデータ領域からデータのみを抽出し、該データにより前記非接触ICカードとのポーリングを行い、前記リーダライタは、前記データにより前記非接触ICカードとのポーリングを行い、該ポーリングに対する応答信号を受信した場合、該応答信号に前記所定のプロトコルパケット構造を付加して前記上位機器に送信することも本発明の有効な手段である。
上位機器は1種類の所定のプロトコルにより常にリーダライタと通信を行う。従って、その所定のプロトコルと同じカードの場合は、前記プロトコルパケット構造を変更する必要はない。しかし、異なる場合は、そのプロトコルを何らかの手段でリーダライタに連絡する必要がある。その最も簡単な方法として、プロトコルパケット構造内のデータ領域に、異なるプロトコルパケット構造をそのまま挿入する。かかる技術手段によれば、プロトコルパケット構造のデータ領域にカードとのプロトコルを挿入しておくので、1種類のプロトコルで通信を可能とし、上位機器のソフトウェアを単純化できる。
また、コマンドを受信したリーダライタは、どのタイプのカードからのコマンドかを認識している。従って、上位機器からのプロトコルパケット構造には余分なプロトコルコマンドが含まれている。必要なプロトコルはこのデータ領域に挿入されているので、その部分を抽出してカードに送信することによりカードとのポーリングが成立する。かかる技術手段によれば、所定のプロトコルパケット構造内のデータ領域からデータのみを抽出するので、不要なプロトコルを簡単な方法で除外することができる。
また、カードからの応答信号には上位機器とのプロトコルを行うコマンドは含まれていない。従って、応答信号を上位機器に送信するには、このプロトコルを付加する必要がある。かかる技術手段によれば、応答信号に前記所定のプロトコルパケット構造を付加して前記上位機器に送信するので、常に上位機器とは1種類のプロトコルコマンドで通信が可能である。
【0006】
また、請求項4の発明は、前記上位機器は、前記応答信号の識別結果が予め決定したプロトコルの場合、前記所定のプロトコルパケット構造のみを送信することも本発明の有効な手段である。
リーダライタからの応答信号が所定のプロトコルの場合、プロトコルパケット構造を変更する必要がない。つまり、そのままのパケット構造でプロトコルを行えばよい。かかる技術手段によれば、所定のプロトコルパケット構造のみを送信するので、従来の既成のソフトウェアを使用することができる。
また、請求項5の発明は、ICカードのループアンテナを介して、所定の変復調方式に基づく搬送電力の送信とデータの授受を非接触にて行う非接触型ICカード用リーダライタシステムにおいて、所定のプロトコルパケット構造によりリーダライタとの通信を行う上位機器と、該上位機器からの複数のコマンド信号を送信するポーリング送信手段及び該ポーリング送信手段により送信されたコマンドに対する応答信号を検出する応答信号検出手段とを有するリーダライタと、を備え、前記ポーリング送信手段は、複数の異なる変復調方式のコマンドを順次送信し、前記応答信号検出手段が特定のポーリングに対応する応答信号であることを認識した場合、前記上位機器に該応答信号を返送し、前記上位機器は、前記応答信号の識別結果に基づいて、該識別結果に対応するプロトコルを前記リーダライタに送信することを特徴とする。
リーダライタは基本的に判断機能を多く持たない方が構造的に簡単に構成できる。そして、制御は上位機器に極力持たせるようにすれば、カードの種類が増加した場合や、プロトコルの変更に対してシステム全体としてその柔軟性が増す。従って、リーダライタはカードと上位機器の間にあり、最小限のポーリング制御と信号の受け渡しのみを行う。そして、上位機器はポーリング制御、コマンド制御およびデータの通信等を司る。
かかる発明によれば、上位機器は、前記応答信号の識別結果に基づいて該識別結果に対応するプロトコルを前記リーダライタに送信するので、リーダライタの構成が簡単となり、システムとしての柔軟性と拡張性が増加する。
【0007】
また、請求項6の発明は、前記ポーリング送信手段は、複数の異なる変復調方式のコマンドを送信する割合を可変とすると共に、前記所定のプロトコルパケット構造内の特定のビットにより決定することを特徴とする。
リーダライタとプロトコルを交わしたICカードの前記変復調方式は、さまざまであり、また、リーダライタ側から見たICカードの前記変復調方式毎の使用頻度もさまざまである。あるリーダライタから見た場合、前記変復調方式毎の使用頻度を知ることは重要である。なぜならば、使用頻度を知ることにより、リーダライタが設定する変復調方式の優先度を知ることができるからである。例えば、駅の改札では、ある特定の方式が圧倒的多数であり、また、その頻度が時間により変動することも考えられる。従って、高い頻度の方式に対して優先的にポーリングの回数を増加するようにすれば、無駄な動作を極力減らすことにつながる。
かかる発明によれば、使用頻度により変復調方式のポーリング回数を決定するため、使用頻度が高い方式を優先的に処理可能となり、リーダライタの無駄な動作を低減することができる。
また、コマンドを送信する割合をリーダライタで変更するのは現実的に困難である。そこで、この操作を上位機器から行えれば好ましい。その方法として、プロトコルパケット構造内の特定のビットを操作することにより行う。かかる技術手段によれば、複数の異なる変復調方式のコマンドを送信する割合を、前記所定のプロトコルパケット構造内の特定のビットにより決定するので、任意の時間に簡単にしかも確実に変更することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図1は、本発明の一実施形態のICカード用リーダライタの構成を示すブロック図である。このICカード用リーダライタ100の構成は、外部にありリーダライタ100に対してデータの授受を行ってシステム全体を制御する上位機器50と、外部の上位機器50とのデータの通信プロトコルを司る送受信装置1と、リーダライタ100全体の動作を制御する制御装置2と、制御装置2を動作させる手順を記録したファームウェアと複数の複変調方式を格納するメモリ装置3と、制御装置2からのデータを搬送波に乗せて変調する変調器4と、操作コマンドを入力する入力装置5と、制御装置2からの情報を表示する表示装置6と、制御装置2からの交流信号である電力供給用信号と変調器4からの書き込みコマンドを電力増幅する電力増幅器7と、ループアンテナ9から受信した搬送波から2値化データに変換する検波復調器8と、図示しないICカードとの電力用搬送波とデータの授受をするループアンテナ9と、乱数表を有し、その乱数表から乱数を発生する乱数発生装置10から構成されている。
なお、制御装置2、メモリ装置3、変調器4、電力増幅器7が主としてポーリング送信手段と算出手段を構成している。また、検波復調器8、制御装置2、メモリ装置3が主として応答信号検出手段と応答信号計数手段を構成している。また、制御装置2、メモリ装置3、入力装置5が主として変復調方式決定手段を構成している。また、制御装置2、乱数発生装置10が主として乱数出力手段を構成している。
【0010】
次に、本構成によるリーダライタ100の動作を説明する前に、対を成すICカードの構成を先に説明しておく。図2は、本発明の実施形態の非接触型ICカードの構成を示すブロック図である。実施形態の非接触型ICカード200の構成は、前記リーダライタ100からの電力用搬送波によりデータの授受をするループアンテナ20と、書き込みコマンド読み出しコマンドを生成する送受信回路21と、ループアンテナ20からの電力用搬送波を受け、それを整流して直流電力に変換する電力生成回路22と、制御用ファームウェアとデータの一時記憶を司るメモリ装置23と、制御回路26からの送信コマンドに搬送波を乗せて変調する変調器24と、送受信回路21からの搬送波データから2値化データに変換する検波器25と、ICカード200の全体の動作を制御する制御回路26から構成されている。
【0011】
次に、図1と図2を併せて参照してそれぞれの動作について説明する。リーダライタ100は、図示しない電源が入れられると制御装置2のイニシャル動作後、メモリ装置3に記憶されたプログラムに従い動作を開始する。まず、図3(a)に示すシーケンスにより上位機器50との初期化が行われる(詳細は後述)。次に、制御装置2は、ICカード200に供給する電力供給用信号と、ポーリング信号を交互に電力増幅器7から送信する。その信号は、ループアンテナ9から電磁波として外部に放射される。例えば、ISO14443タイプBでは、中心搬送周波数13.56MHz±7KHz、AM変調度10%、変調方式ASK(Amplitude Shift Keying)、符号化方式はNRZ−L、通信速度が106kb/sで行われる。次に、ICカード200がリーダライタ100に近接すると、ループアンテナ20が電力供給用信号を受信し、電力生成回路22によりその搬送波を整流して直流電力に変換して、カード内の全ての回路に供給する。電力を供給されて制御回路26が駆動すると、メモリ装置23に格納されたプログラムに従って、制御を開始する。ICカード200は前記と同じ規格に従えば、通信方式は、負荷変動方式、リーダライタとの通信関係は、リーダライタ100からの固有の呼び出しコードを認識して初めて返信する。また、副搬送波は中心搬送波の1/16の847.5kHz、変調方式は副搬送波のASK、符号化方式はNRZ−L方式、通信速度は106kb/sである。
次に、制御回路26は、まず送受信回路21からコマンドを検波器25で復調して2値化信号に変換し、そのコマンドを解析する。その結果自分が呼び出されていることを認識すると、レスポンスを変調器24により変調して送受信回路21を介してループアンテナ20から送信する。
このレスポンスをリーダライタ100がループアンテナ9で受信して、検波復調器8で2値化コードに変換し、制御回路2により解析してICカード200が規格に合致したカードであると認識する。それにより、以後リーダライタ100とICカード200の間でポーリングが行われる。
【0012】
【実施例】
次に、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。図3は、本発明の第1の実施例の動作を説明するCタイプカードの処理シーケンスの図である。図1、2と併せて参照しながら説明する。非接触型ICカード200の無電池タイプは、リーダライタ100に、このカードを近接して非接触状態でリーダライタ100からの搬送波を内部のループアンテナ20で受信し、それを整流して自らの電力として駆動するタイプである。従って、あくまでも最初のアクセスは、リーダライタ100側であり(これをリーダライタtalk first/カードlistenと呼ぶ)、その後、リーダライタ100からの固有の呼び出しコードを認識して初めて返信するものである。ここで、1種類の変復調方式であれば、決められた変復調方式でポーリング送信を行えばよいが、複数の異なる変復調方式を持った非接触型ICカードが存在する場合は、その種類に対応した変復調方式を用意する必要がある。そして、順次ポーリング信号送信時に送信して、そのレスポンスの有無により変復調方式を認識する方法が考えられる。
【0013】
図3は、その考え方を実施例として具体化したものであり、図3(a)はリーダライタの初期化シーケンスの図であり、図3(b)はCタイプカードの処理シーケンスの図である。以下、全ての実施例では方式がB、Cの2種類の場合について説明する。図3(a)を参照してリーダライタの初期化シーケンスを説明する。まず、リーダライタ100を初期化するため、上位機器50からアテンション・コマンド(Attention Command)1を送信する。リーダライタ100はそのコマンドを受信すると、アテンション・レスポンス(Attention Response)2を返送する。その信号を受信すると所望のリーダライタである旨の認証コマンド(1)(Authentication1)3を送信し、そのレスポンス認証コマンド(1)レスポンス4を返す。続いて、認証コマンド(2)(Authentication1)5を送信し、そのレスポンス認証コマンド(2)レスポンス6を返す。この一連の動作によりリーダライタ100が認証される。
次に、図3(b)を参照してCタイプカードの処理シーケンスについて説明する。まず、上位機器50からタイプB、C用のポーリング10を送信する。リーダライタ100はそのコマンドを受信すると、ポーリングB11とポーリングC12を交互にCタイプのICカード200aに送信する。ICカード200aは交互に送られたポーリングを順次受信して、あるタイミングでポーリングC12を受信するとポーリングCレスポンス13をリーダライタ100に返送する。リーダライタ100はその信号を受信してICカード200aがCタイプであることを認識すると同時に、上位機器50にポーリングCレスポンス14を返送する。上位機器50がこのレスポンスを受信すると、以後、上位機器50とリーダライタ100との間の通信は、図8(a)に示すパケット構成で行われる。
つまり、ヘッダー40とコマンドコード41からなるA部と、フッター43からなるB部と、A部とB部に挟まれたデータ42からなるC部から構成されている。このようなパケット構成で、Cタイプのカード処理のための相互認証コマンド15を送信し、その後リーダライタ100とICカード200aとの間で認証のやり取りが行われる(16〜19)。認証2レスポンス19をICカード200aから受信すると、リーダライタ100は相互認証レスポンス20を上位機器50に送信してデータの読み書きが開始される(21〜24)。
【0014】
図4は、本発明の第2の実施例の動作を説明するBタイプカードの処理シーケンスの図である。図8(b)を合わせて参照しながら説明する。本発明の特徴は、上位機器50とリーダライタ100間は常にタイプCのパケット構成(図8(a))で行われる。従って、図8(a)のA部、B部に挟まれたC部42のデータ部に、ヘッダーB44、コマンドコードB45、データB47、フッターB46のパケット構成を挿入する。以下、ポーリング以外の全てのコマンドのやりとりは、このパケット構成で行われる。尚、同じ構成要素には同じ参照番号が付せられているので、重複する説明は省略する。
まず、上位機器50からタイプB、C用のポーリング10を送信する。リーダライタ100はそのコマンドを受信すると、ポーリングB11とポーリングC12を交互にBタイプのICカード200bに送信する。ICカード200bは交互に送られたポーリングを順次受信して、あるタイミングでポーリングB11を受信するとポーリングBレスポンス30をリーダライタ100に返送する。リーダライタ100はその信号を受信してカード通信の諸設定(リトライ時間など)を決定すると同時に、上位機器50にポーリングBレスポンス31を返送する。上位機器50がこのレスポンスを受信すると、Bタイプのカード処理のための相互認証コマンド32を送信する。このときのパケット構成は、図8(b)の構成である。リーダライタ100がこのパケット構成のコマンドを受信すると、このままではICカード200bに送れないので、リーダライタ100はパケットをCプロトコルに従って処理(ヘッダー解析、暗号化解除など)し、中のC部を取り出して(コマンド33)それをICカード200bに送る。
レスポンス34をICカード200bから受信すると、リーダライタ100はカードレスポンスをCプロトコルに従って処理(A部、B部の付加と暗号化など)を行って、Bカードコマンドレスポンス35として上位機器50に送信する。その後、データの読み書きが開始される(36〜39)。
以上の通り、上位機器は1種類の所定のプロトコルにより常にリーダライタと通信を行う。従って、その所定のプロトコルと同じカードの場合は、前記プロトコルパケット構造を変更する必要はないが、異なる場合は、そのプロトコルを何らかの手段でリーダライタに連絡する必要がある。その最も簡単な方法として、プロトコルパケット構造内のデータ領域に、異なるプロトコルパケット構造をそのまま挿入する方法である。これにより、プロトコルパケット構造のデータ領域にカードとのプロトコルを挿入しておくので、1種類のプロトコルで通信を可能とし、上位機器のソフトウェアを単純化できる。
【0015】
図5は、本発明の第3の実施例の動作を説明するフローチャートである。図1、2と併せて参照しながら説明する。リーダライタ100とプロトコルを交わしたICカード200の前記変復調方式は、B、Cの2種類あり、また、リーダライタ100側から見たICカード200の前記変復調方式毎の使用頻度もさまざまである。あるリーダライタから見た場合、前記変復調方式毎の使用頻度を知ることは重要である。なぜならば、使用頻度を知ることにより、リーダライタ100が設定する変復調方式の優先度を知ることができるからである。例えば、駅の改札では、ある特定の方式が圧倒的であり、また、その頻度が時間により変動することも考えられる。従って、高い頻度の方式に対して優先的にポーリングの回数を増加するようにすれば、無駄な動作を極力減らすことにつながる。本実施例では、方式Bを3回の繰り返しで行い、方式Cを2回行う場合について説明する。この回数設定は任意に決めても構わない。まず、方式Bのポーリングを送信する(ステップS40)。次に、レスポンスの有無を検索し(ステップS41)、レスポンスがあれば方式Bの処理を実行する(ステップS42)。もし、レスポンスがなければ、方式Bのポーリング送信回数のカウンタが3回(N=3)になったかを確認する(ステップS43)。3回に満たなければステップS40に戻り、3回になればステップS44に進む。
次に、方式Cのポーリングを送信して(ステップS44)、レスポンスの有無を検索し(ステップS45)、レスポンスがあれば方式Cの処理を実行する(ステップS46)。もし、レスポンスがなければ、方式Cのポーリング送信回数のカウンタが2回(M=2)になったかを確認する(ステップS47)。2回に満たなければステップS44に戻り、2回になればステップS40に戻る。
前記はリーダライタの使用頻度からポーリングの回数を決定したが、この操作を上位機器から行ってもかまわない。その方法として、プロトコルパケット構造内の特定のビットを操作することにより行う。これによれば、複数の異なる変復調方式のコマンドを送信する割合を、前記所定のプロトコルパケット構造内の特定のビットにより決定するので、任意の時間に簡単にしかも確実に変更することができる。また、本実施例では方式Bが完了した後、方式Cを送信しているが、方式BとCを交互に送信するようにしても良い。
【0016】
図6は、本発明の第4の実施例の動作を説明するフローチャートである。図1、2と併せて参照しながら説明する。前記図5では、人為的に使用頻度を調査してその結果から、優先度を決定していたが、本実施例ではリーダライタ100自らが学習機能を持ち、日々の蓄積データからどの方式が最も使用頻度が高いかを統計的に計算し、その結果からポーリング回数を計算する方法である。また、使用頻度は一定ではなく、時間、日、曜日、月により変動する要素を含んでいる。例えば、時間でいえば、朝夕のラッシュアワーとそれ以外の時間では大きく異なるし、また、曜日でいえば、ウイークデイとウイークエンドでは人の動き方が全く異なる。これらの変動要因を人為的に解析するのには限界がある。また、リアルタイムに変動要因を捉えることも困難である。そこでまず、リーダライタ100がICカード200からのレスポンスを、各方式毎にカウントしておく(応答信号計数手段)(ステップS60)。次に、B方式のレスポンスの回数からポーリングの送信回数(NB)を計算する(算出手段)(ステップS61)。この計算方法はいろいろあるが、最も単純な方法として、レスポンス回数の1/5とか1/10にする方法があり、または、上限を設けてそれ以上は一定の回数にする方法がある。
次に、その算出された回数(この場合は、NB=n1)になったかを検出する(ステップS62)。n1に満たなければ、B方式の処理を実行し(ステップS63)、ステップS62に戻る。n1になれば、次のステップS64に進む。
次に、前記と同様に、C方式のレスポンスの回数からポーリングの送信回数(NC)を計算する(ステップS64)。次に、その算出された回数(この場合は、NC=n2)になったかを検出する(ステップS65)。n2に満たなければ、C方式の処理を実行し(ステップS66)、ステップS65に戻る。n2になれば、次のステップS60に戻る。
これにより、リーダライタ100が自ら学習して変復調方式の使用頻度を計算するため、人の手を煩わすことなく、正確でしかもリアルタイムに実情に合ったポーリング送信を行うことができる。
【0017】
図7は、本発明の第5の実施例の動作を説明するフローチャートである。図1、2と併せて参照しながら説明する。開始する順番を統計的に同じ出現頻度に配列された乱数表を使えばさらに公平さが増す筈である。そこでまず、乱数表から乱数を出力する(乱数出力手段)(ステップS80)。次に、その出力された乱数から方式BあるいはCを決定する(変復調方式決定手段)(ステップS81)。乱数と方式の割り当て方は、単純に0〜9の数字に方式Bは、1、3、5、7、9を割り当て、方式Cには、0、2、4、6、8を割り当てる。
次に、順番にBから検索する(ステップS82)。ここでB方式であれば、方式Bのポーリングを送信して(ステップS83)、レスポンスの有無を検査し(ステップS84)、方式Bの処理を実行してステップS86に進む(ステップS85)。もし、方式がBでなければ、Bの検索に進む(ステップS86)。これ以降は前記と同様にして、Cであれば方式Cのポーリングを送信して(ステップS87)、レスポンスの有無を検査し(ステップS88)、方式Cの処理を実行する(ステップS89)。もし、方式がCでなければ、ステップS82に戻る。これにより、順次全ての変復調方式をポーリングする方法において、その開始する順番を乱数表により決定するため、公平さが更に増加して、確率的に各変復調方式とICカード200との一致性が平均化される。
【0018】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明によれば、請求項1は、リーダライタ側に複数の変復調方式を用意して、それを順次ポーリング送信するため、必ず所望の複数の変復調方式がみつかり、確実にICカードとの通信を成立させることができる。また、上位機器とのプロトコルはリーダライタからのレスポンスを識別して、特定のポーリング方式か否かでプロトコルを変更できるようにしておくので、無駄な操作を極力少なくすることができ、アクセスタイムが速くなる。
請求項2は、リーダライタからのレスポンスを識別して、該識別結果が特定のポーリング方式か否かによりプロトコルを変更するか否かを決定するので、プロトコルの制御を簡略化することができる。
請求項3は、プロトコルパケット構造のデータ領域にカードとのプロトコルを挿入しておくので、1種類のプロトコルで通信を可能とし、上位機器のソフトウェアを単純化できる。
請求項4は、所定のプロトコルパケット構造のみを送信するので、従来の既成のソフトウェアを使用することができる。
請求項5は、上位機器は、前記応答信号の識別結果に基づいて該識別結果に対応するプロトコルを前記リーダライタに送信するので、リーダライタの構成が簡単となり、システムとしての柔軟性と拡張性が増加する。
【0019】
請求項6は、使用頻度により変復調方式のポーリング回数を決定するため、使用頻度が高い方式を優先的に処理可能となり、リーダライタの無駄な動作を低減することができる。また、複数の異なる変復調方式のコマンドを送信する割合を、前記所定のプロトコルパケット構造内の特定のビットにより決定するので、任意の時間に簡単にしかも確実に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態のICカード用リーダライタの構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施形態の非接触型ICカードの構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の第1の実施例の動作を説明するCタイプカードの処理シーケンスの図であり、(a)はリーダライタの初期化シーケンスを示す図、(b)はCタイプカード処理のシーケンスを示す図である。
【図4】本発明の第2の実施例の動作を説明するBタイプカードの処理シーケンスの図である。
【図5】本発明の第3の実施例の動作を説明するフローチャートである。
【図6】本発明の第4の実施例の動作を説明するフローチャートである。
【図7】本発明の第5の実施例の動作を説明するフローチャートである。
【図8】(a)は本発明のタイプCのパケット構成例を示す図、(b)は本発明のタイプB/C共用パケット構成例を示す図である。
【符号の説明】
1 送受信装置、2 制御装置、3 メモリ装置、4 変調器、5 入力装置、6 表示装置、7 電力増幅器、8 検波復調器、9 ループアンテナ、10乱数発生装置、50 上位機器、100 リーダライタ。
Claims (6)
- ICカードのループアンテナを介して、所定の変復調方式に基づく搬送電力の送信とデータの授受を非接触にて行う非接触型ICカード用リーダライタシステムにおいて、
所定のプロトコルパケット構造によりリーダライタとの通信を行う上位機器と、該上位機器からの複数のコマンド信号を非接触型ICカードに送信するポーリング送信手段及び該ポーリング送信手段により送信されたコマンドに対する応答信号を検出する応答信号検出手段とを有するリーダライタと、を備え、
前記上位機器から前記リーダライタに対して複数のポーリングを実行し、非接触型ICカードからのレスポンスにより、前記上位機器と前記リーダライタ間のプロトコルパケット構造内のデータ領域に、前記非接触型ICカードから受信した異なるプロトコルパケット構造を挿入するようにしたことを特徴とする非接触型ICカード用リーダライタシステム。 - 前記上位機器とのプロトコルパケット構造内のデータ領域は、前記リーダライタからのレスポンスを識別して、該識別結果が特定のポーリング方式と異なる場合に、前記プロトコルパケット構造内のデータ領域に、前記非接触型ICカードから受信した異なるプロトコルパケット構造を挿入することを特徴とする請求項1に記載の非接触型ICカード用リーダライタシステム。
- 前記上位機器は、前記応答信号の識別結果が予め決定したプロトコルと異なる場合、前記所定のプロトコルパケット構造内のデータ領域に、前記特定のポーリング方式に対応するプロトコルパケット構造を付加したコマンドを前記リーダライタに送信し、前記コマンドを受信したリーダライタは、前記予め決定したプロトコルに従って処理し、前記所定のプロトコルパケット構造内のデータ領域からデータのみを抽出し、該データにより前記非接触ICカードとのポーリングを行い、前記リーダライタは、前記データにより前記非接触ICカードとのポーリングを行い、該ポーリングに対する応答信号を受信した場合、該応答信号に前記所定のプロトコルパケット構造を付加して前記上位機器に送信することを特徴とする請求項1又は2記載の非接触型ICカード用リーダライタシステム。
- 前記上位機器は、前記応答信号の識別結果が予め決定したプロトコルの場合、前記所定のプロトコルパケット構造のみを送信することを特徴とする請求項1記載の非接触型ICカード用リーダライタシステム。
- ICカードのループアンテナを介して、所定の変復調方式に基づく搬送電力の送信とデータの授受を非接触にて行う非接触型ICカード用リーダライタシステムにおいて、
所定のプロトコルパケット構造によりリーダライタとの通信を行う上位機器と、該上位機器からの複数のコマンド信号を非接触型ICカードに送信するポーリング送信手段及び該ポーリング送信手段により送信されたコマンドに対する応答信号を検出する応答信号検出手段とを有するリーダライタと、を備え、
前記ポーリング送信手段は、複数の異なる変復調方式のコマンドを順次送信し、前記応答信号検出手段が特定のポーリングに対応する応答信号であることを認識した場合、前記上位機器に該応答信号を返送し、前記上位機器は、前記応答信号の識別結果に基づいて、該識別結果に対応するプロトコルを前記リーダライタに送信することを特徴とする非接触型ICカード用リーダライタシステム。 - 前記ポーリング送信手段は、複数の異なる変復調方式のコマンドを送信する割合を可変とすると共に、前記所定のプロトコルパケット構造内の特定のビットにより決定することを特徴とする請求項5記載の非接触型ICカード用リーダライタシステム。
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