JPH11288446A - 無線カードとそれを用いた通信装置及び通信方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、データ記録媒体として強誘電体不
揮発性メモリを使用し、電源電力の供給が遮断された場
合でもメモリに記録されたデータを保持することを可能
とする無線カードとそれを用いた通信装置及び通信方法
を提供することを目的としている。 【解決手段】無線カード１８に用いられるデータ記録媒
体として、高速動作の可能な強誘電体不揮発性メモリ２
５を使用することにより、電源電力の供給が遮断された
場合でもメモリ２５に記録されたデータが正しく保持さ
れることを可能としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、無線通信により
データの送受信を行なう携帯可能な無線カードの改良
と、この無線カードを用いた通信装置及び通信方法の改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、近年では、特に鉄道に代
表される公共交通機関の駅において、自動改札システム
が広く普及してきている。ところで、現在使用されてい
る自動改札システムは、自動改札機本体に設けられた挿
入口に磁気式乗車券や磁気カード等を挿入して出改札を
行なう、いわゆる接触式が採用されている。

【０００３】このため、現状の自動改札システムでは、
出改札口付近における混雑の緩和対策の点、料金精算の
煩雑性解消の点、共通利用範囲の拡大の点等、種々の点
に渡って改良すべき課題が指摘されており、まだまだ十
分に実用に即したシステムになっているとは言えないの
が現状である。

【０００４】そこで、現在では、接触式の自動改札シス
テムで指摘された課題を解決するために、磁気式乗車券
に代えて無線カードを使用し、自動改札機とのデータ通
信を無線で行なうようにした、いわゆる非接触式の自動
改札システムが考えられており、その実用化に向けての
開発が盛んに行なわれている。

【０００５】この無線カードは、無線通信、データ処理
及びデータ記録の各機能を備え、定期券程度の携帯可能
な大きさに構成されている。また、自動改札機本体に
は、無線カードと無線によりデータ通信を行なうための
リーダ／ライタと、このリーダ／ライタを制御するため
の主制御部とが設置されている。

【０００６】ここで、無線カードは、それを所持してい
る利用者が自動改札機を通過する際に、リーダ／ライタ
から送出される電波を正常に受信することができる領
域、いわゆる通信可能領域内に存在している期間だけ、
電源電力の供給が受けられるとともに、リーダ／ライタ
とのデータ通信を行なうことができる。

【０００７】ところで、無線カードは、無電源でもデー
タを保持しておくために、データ記録媒体として不揮発
性メモリであるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable
andProgrammable Read Only Memory ）を使用してい
る。

【０００８】この場合、無線カードでは、ＥＥＰＲＯＭ
のデータ書き込みに要する時間が長いことを考慮して、
リーダ／ライタから送信されてくるデータを、書き込み
動作の速い揮発性のＲＡＭ（Random Access Memory）に
リアルタイムで書き込み、その後、このＲＡＭからＥＥ
ＰＲＯＭにデータを転送して書き込むという方式をとる
ようにしている。

【０００９】しかしながら、上記のような方式を採用し
た従来の無線カードでは、ＲＡＭからＥＥＰＲＯＭにデ
ータを転送して書き込んでいる最中に、上述した通信可
能領域の外に出てしまうと、電源電力の供給が遮断され
るため、ＲＡＭの記憶内容が保持されなくなる。

【００１０】このため、再度、無線カードが通信可能領
域に入り電力供給が行なわれて、ＲＡＭからＥＥＰＲＯ
Ｍへのデータ転送が再開されたとしても、ＲＡＭの記憶
内容が既に保持されていないので、ＥＥＰＲＯＭに正し
いデータが書き込まれなくなるという問題が生じること
になる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
無線カードは、受信したデータを高速で揮発性のＲＡＭ
に書き込み、その後、ＲＡＭから不揮発性のＥＥＰＲＯ
Ｍにデータを転送して書き込むようにしているので、Ｅ
ＥＰＲＯＭにデータを書き込んでいる最中に電源電力の
供給が遮断されると、ＲＡＭの記憶内容が保持されなく
なるので、再度電力供給が行なわれてＲＡＭからＥＥＰ
ＲＯＭへのデータ転送が再開されても、ＥＥＰＲＯＭに
は正しいデータが書き込まれないという問題を有してい
る。

【００１２】そこで、この発明は上記事情を考慮してな
されたもので、データ記録媒体として強誘電体不揮発性
メモリを使用し、電源電力の供給が遮断された場合でも
メモリに記録されたデータを保持することを可能とする
極めて良好な無線カードとそれを用いた通信装置及び通
信方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明に係る無線カー
ドは、無線通信により電力の供給とデータの送受信とが
可能なものを対象としている。そして、受信データを格
納するための強誘電体不揮発性メモリを備えるようにし
たものである。

【００１４】また、この発明に係る無線カードは、デー
タを含む搬送波を送信する通信システムに使用され、搬
送波の到達範囲内に入ることにより電力の供給とデータ
の受信とが行なわれるものを対象としている。そして、
電力の供給状態で受信データを強誘電体不揮発性メモリ
の第１の記憶領域に順次書き込む第１の記録手段と、こ
の第１の記録手段で第１の記憶領域に記録されたデータ
を、電力の供給状態で、第１の記憶領域から読み出し所
定の処理を施して強誘電体不揮発性メモリの第２の記憶
領域に格納する第２の記録手段とを備えるようにしたも
のである。

【００１５】さらに、この発明に係る無線カードを用い
た通信装置は、データを含む搬送波を送信する通信機器
と、この通信機器から送信される搬送波から電力の受電
とデータの受信とを行なう無線カードとを備えたものを
対象としている。そして、無線カード内に、受電状態で
受信データを強誘電体不揮発性メモリの第１の記憶領域
に書き込む第１の記録手段と、この第１の記録手段で第
１の記憶領域に記録されたデータを、受電状態で、第１
の記憶領域から読み出し所定の処理を施して強誘電体不
揮発性メモリの第２の記憶領域に格納する第２の記録手
段とを備えるようにしたものである。

【００１６】また、この発明に係る無線カードを用いた
通信方法は、通信機器からデータを含む搬送波を送信し
て、無線カードに対する電力の供給とデータの受信とが
行なわれるものを対象としている。そして、無線カード
内に備えられた強誘電体不揮発性メモリに対して、電力
の供給状態で受信データを第１の記憶領域に順次書き込
む第１の工程と、この第１の工程で前記第１の記憶領域
に記録されたデータを、電力の供給状態で、第１の記憶
領域から読み出し所定の処理を施して第２の記憶領域に
格納する第２の工程とを備えるようにしたものである。

【００１７】上記のような無線カードとそれを用いた通
信装置及び通信方法によれば、データ記録媒体としてデ
ータの書き込み及び読み出しの速度が速い強誘電体不揮
発性メモリを使用しているので、メモリの第１の記憶領
域から第２の記憶領域にデータを書き込んでいる最中に
電源電力の供給が遮断された場合でも、メモリの第１の
記憶領域のデータは保持されるため、電力供給が再開さ
れたときメモリの第２の記憶領域に正しいデータを継続
して書き込むことが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して詳細に説明する。すなわち、図１
（ａ），（ｂ）は、非接触式の自動改札システムに使用
される自動改札機１１の外観を示している。この自動改
札機１１は、通常、２台が１組となって駅の改札口等に
配置され、両者の間に利用者が通行する通路が形成され
るようになっている。

【００１９】この自動改札機１１は、本体１２と、この
本体１２の上方に通路方向に沿って架設されたポール部
１３とから構成されている。これら本体１２及びポール
部１３の側面には、出口検出器１４ａ，１４ｂ、人間検
出器１４ｃ及び進入検出器１４ｄ，１４ｅが、それぞれ
所定位置に配置されている。

【００２０】これら出口検出器１４ａ，１４ｂ、人間検
出器１４ｃ及び進入検出器１４ｄ，１４ｅは、それぞれ
光学的なセンサで構成されており、各検出器１４ａ〜１
４ｅの検出結果によって、利用者の通行状態が把握され
るようになっている。

【００２１】また、本体１２の通路方向の両端部には、
利用者の通行を制御する扉１５，１６がそれぞれ開閉自
在に設置されており、通行可否の判定結果に基づいて、
扉１５，１６が開閉制御されるようになっている。

【００２２】さらに、本体１２の上面には、後述する無
線カードと無線によるデータ通信を行なうリーダ／ライ
タ１７が設置されている。このリーダ／ライタ１７は、
図２に示すように、上方に向けて電波を放出しており、
無線カード１８を、この電磁波（搬送波）を正常に受信
することができる領域、つまり、通信可能領域１９内に
位置させることによって、無線カード１８とリーダ／ラ
イタ１７との間でデータ通信が行なわれるようになる。

【００２３】この場合、リーダ／ライタ１７は、データ
を含む（重畳させた）搬送波を送出している。そして、
無線カード１８では、受信した搬送波から駆動用の電力
を生成し、かつ、搬送波から例えばコマンド等のデータ
を抽出している。

【００２４】図３は、上記無線カード１８の詳細を示し
ている。すなわち、リーダ／ライタ１７から送出された
搬送波は、ループ状のアンテナ２０で受信され、検波整
流回路２１に供給されて、データ成分が検波されるとと
もに、電力成分が整流される。

【００２５】そして、この検波整流回路２１によって整
流された電力成分は、電源制御回路２２に供給されて、
無線カード１８内の各回路部を駆動するための電源電力
の生成及び制御に供される。

【００２６】また、上記検波整流回路２１によって検波
されたデータ成分は、受信制御回路２３を介して、ＣＰ
Ｕ（Central Processing Unit ）を内蔵した演算処理回
路２４に供給されて所定のデータ処理が施された後、強
誘電体不揮発性メモリ（以下、ＦｅＲＡＭという）２５
に書き込まれ格納される。

【００２７】このＦｅＲＡＭ２５は、データの書き込み
や読み出しに要する時間が、ＥＥＰＲＯＭよりもはるか
に短い、高速動作可能な不揮発性メモリであり、電源供
給がないと記録状態を保持する特徴を備えている。ま
た、このＦｅＲＡＭ２５から読み出されたデータは、演
算処理回路２４によりデータ処理された後、送信制御回
路２６，検波整流回路２１及びアンテナ２０を介して、
リーダ／ライタ１７に返送される。

【００２８】図４は、上記ＦｅＲＡＭ２５の記憶領域を
示している。この記憶領域は、データが最終的に格納さ
れるデータ領域と、このデータ領域へのデータ書き込み
処理に関する情報の記録される処理情報領域と、システ
ム情報の記録されるシステム領域と、受信されたデータ
が一時的に記録される受信バッファ領域とに分割されて
いる。

【００２９】なお、データは、所定のブロック単位で書
き込み及び読み出しが行なわれるようになされており、
ＦｅＲＡＭ２５の記憶領域は、それぞれに物理ブロック
番号の付されたＮ個のブロックに分割されている。

【００３０】ここで、上記演算処理回路２４は、リーダ
／ライタ１７とデータ通信が開始されると、受信したデ
ータを、ＦｅＲＡＭ２５の受信バッファ領域に、ブロッ
ク毎にリアルタイムで順次書き込んで記録する。

【００３１】このようにして、リーダ／ライタ１７から
の受信データが全て受信バッファ領域に格納されると、
演算処理回路２４は、受信バッファ領域からブロック単
位でデータを読み出し、その読み出したデータに所定の
データ処理を施してＦｅＲＡＭ２５のデータ領域に書き
込むという動作を、受信バッファ領域に記録された全デ
ータがデータ領域に書き込まれるまで繰り返し実行す
る。

【００３２】そして、このＦｅＲＡＭ２５のデータ領域
に、ブロック単位でデータが書き込まれたことをもっ
て、ＦｅＲＡＭ２５にデータが正式に格納されたものと
している。なお、図４では、データ領域の４つのブロッ
クにデータが格納され、他のブロックが未使用であるこ
とを示している。

【００３３】また、演算処理回路２４は、受信バッファ
領域からブロック単位で読み出したデータに所定のデー
タ処理を施してデータ領域に書き込む毎に、どのブロッ
クまで格納が済んだかを示す情報、つまり、データ領域
へのデータ書き込み処理に関する情報を、処理情報領域
に記録する。なお、この処理情報領域のデータは、デー
タ領域へのブロック単位でのデータの格納が完了される
毎に更新される。

【００３４】ここにおいて、受信バッファ領域からデー
タ領域にデータを転送して格納させている最中に、無線
カード１８が通信可能領域１９の外に出て電源電力の供
給が遮断されたとしても、ＦｅＲＡＭ２５に記録された
データは保持されている。このため、再度、無線カード
１８が通信可能領域１９に入り電源電力の供給が行なわ
れると、演算処理回路２４は、処理情報領域の内容を見
てデータ領域へのデータの格納処理が、どこまで行なわ
れたかを判断することができる。

【００３５】これにより、演算処理回路２４は、先に電
源電力の供給が遮断された時点の続きから、受信バッフ
ァ領域に保持された正しいデータをデータ領域に転送し
て格納させる動作を再開することができる。

【００３６】図５及び図６は、上記リーダ／ライタ１７
から送信されたデータを、無線カード１８が受信してＦ
ｅＲＡＭ２５に格納する動作をまとめたフローチャート
を示している。まず、開始（ステップＳ１）されると、
前記演算処理回路２４は、ステップＳ２で、電源電力が
供給されるまで、つまり、無線カード１８がリーダ／ラ
イタ１７の通信可能領域１９内に入り搬送波が受信され
るまで、待機状態となる。

【００３７】そして、電源電力が供給されたと判断され
た場合（ＹＥＳ）、演算処理回路２４は、ステップＳ３
で、各回路部に対してイニシャライズ処理を施し、ステ
ップＳ４で、ＦｅＲＡＭ２５内の処理情報領域の内容を
見て前回の処理状況（電源電力が遮断されたときの状態
等）を認識する。

【００３８】ステップＳ４の結果に基づき、演算処理回
路２４は、ステップＳ５で、受信バッファ領域からデー
タ領域に転送されていない未処理データがあるか否かを
判別し、未処理データがあると判断された場合（ＹＥ
Ｓ）、ステップＳ６で、処理情報領域に記録されている
処理のステップ、もしくは、データブロック単位毎の処
理済未済データに基づいて、未処理データをデータ領域
に格納する。

【００３９】そして、ステップＳ６の後、または、ステ
ップＳ５で未処理データなしと判断された場合（Ｎ
Ｏ）、演算処理回路２４は、ステップＳ７で、リーダ／
ライタ１７から送信されたデータが受信されるまで待機
状態となり、受信データありと判断された場合（ＹＥ
Ｓ）、ステップＳ８で、その受信データをＦｅＲＡＭ１
７の受信バッファ領域に、ブロック単位で順次書き込ん
で記録する。その後、演算処理回路２４は、ステップＳ
９で、データ受信バッファ状態を示す情報を処理情報領
域に格納する。

【００４０】このようにして、受信データが全て受信バ
ッファ領域に格納されると、演算処理回路２４は、ステ
ップＳ１０で、受信バッファ領域から１ブロック分のデ
ータを読み出し、その読み出したデータに所定のデータ
処理を施してＦｅＲＡＭ２５のデータ領域に書き込んで
格納させた後、ステップＳ１１で、どのブロックまで格
納が済んだかを示す情報を、処理情報領域に記録する。

【００４１】そして、演算処理回路２４は、ステップＳ
１２で、１ブロック分のデータに関するデータ領域への
格納と、その格納完了情報の処理情報領域への記録が終
了したか否かを判別し、終了していないと判断された場
合（ＮＯ）、ステップＳ１０の処理に戻される。

【００４２】また、ステップＳ１２で、終了したと判断
された場合（ＹＥＳ）には、演算処理回路２４は、ステ
ップＳ１３で、受信バッファ領域の物理ブロック番号を
インクリメントし、ステップＳ１４で、受信バッファ領
域の受信データの記録された全てのブロックに対して、
データ領域への格納と、その格納完了情報の処理情報領
域への記録が終了したか否かを判別する。

【００４３】そして、終了していないと判断された場合
（ＮＯ）、ステップＳ１０の処理に戻され、終了してい
ると判断された場合（ＹＥＳ）、演算処理回路２４は、
ステップＳ１５で、処理情報領域をイニシャライズ処理
した後、ステップＳ１６で、ＦｅＲＡＭ２５へのデータ
格納完了のレスポンスをリーダ／ライタ１７に送信し
て、ステップＳ７の処理に戻される。

【００４４】ここで、上記ステップＳ１０からＳ１４の
処理中においてならば、無線カード１８がリーダ／ライ
タ１７の通信可能領域１９の外に出て、電源電力の供給
が遮断されても、ステップＳ２の処理に戻り、つまり、
次に無線カード１８が通信可能領域１９内に入り、電源
電力の供給が行なわれたときに、受信バッファ領域のデ
ータをデータ領域に正しく転送して格納することが可能
となる。

【００４５】また、図７に示すように、データ領域に格
納するデータを、必要に応じてファイル１及びファイル
２のように別け、各ファイル毎にテーブルを付加してデ
ータを格納するようにしてもよい。この場合、記憶領域
には、ファイル１及びファイル２のディレクトリを記録
するブロック領域を設定する必要がある。なお、この発
明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、こ
の外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施する
ことができる。

【００４６】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
データ記録媒体として強誘電体不揮発性メモリを使用
し、電源電力の供給が遮断された場合でもメモリに記録
されたデータを保持することを可能とする極めて良好な
無線カードとそれを用いた通信装置及び通信方法を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る無線カードとそれを用いた通信
装置及び通信方法の実施の携帯を示すもので、非接触式
の自動改札機の外観を示す図。

【図２】同実施の形態における自動改札機と無線カード
との通信可能領域を説明するために示す図。

【図３】同実施の形態における無線カードの詳細を示す
ブロック構成図。

【図４】同無線カードに備えられたＦｅＲＡＭの記憶領
域の一例を説明するために示す図。

【図５】同ＦｅＲＡＭへのデータ格納動作を説明するた
めに示すフローチャート。

【図６】同ＦｅＲＡＭへのデータ格納動作を説明するた
めに示すフローチャート。

【図７】同無線カードに備えられたＦｅＲＡＭの記憶領
域の他の例を説明するために示す図。

【符号の説明】

１１…自動改札機、 １２…本体、 １３…ポール部、 １４ａ，１４ｂ…出口検出器、 １４ｃ…人間検出器、 １４ｄ，１４ｅ…進入検出器、 １５，１６…扉、 １７…リーダ／ライタ、 １８…無線カード、 １９…通信可能領域、 ２０…アンテナ、 ２１…検波整流回路、 ２２…電源回路、 ２３…受信制御回路、 ２４…演算処理回路、 ２５…ＦｅＲＡＭ、 ２６…送信制御回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０６Ｋ 19/00 Ｈ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無線通信により電力の供給とデータの送
   受信とが可能な無線カードにおいて、受信データを格納
   するための強誘電体不揮発性メモリを具備してなること
   を特徴とする無線カード。
2. 【請求項２】 前記強誘電体不揮発性メモリは、前記受
   信データが順次書き込まれる第１の記憶領域と、この第
   １の記憶領域から読み出されて処理されたデータが格納
   される第２の記憶領域とを有することを特徴とする請求
   項１記載の無線カード。
3. 【請求項３】 前記強誘電体不揮発性メモリは、前記第
   １の記憶領域から読み出されたデータの前記第２の記憶
   領域への書き込み処理に関する情報を記憶する第３の記
   憶領域を有することを特徴とする請求項２記載の無線カ
   ード。
4. 【請求項４】 前記無線通信による電力の供給が開始さ
   れた状態で、前記第３の記憶領域に記憶されている情報
   に基づいて、前記第１の記憶領域に残る未処理データの
   処理を行なう処理手段を備えていることを特徴とする請
   求項３記載の無線カード。
5. 【請求項５】 データを含む搬送波を送信する通信シス
   テムに使用され、前記搬送波の到達範囲内に入ることに
   より電力の供給とデータの受信とが行なわれる無線カー
   ドにおいて、前記電力の供給状態で受信データを強誘電
   体不揮発性メモリの第１の記憶領域に順次書き込む第１
   の記録手段と、この第１の記録手段で前記第１の記憶領
   域に記録されたデータを、前記電力の供給状態で、前記
   第１の記憶領域から読み出し所定の処理を施して前記強
   誘電体不揮発性メモリの第２の記憶領域に格納する第２
   の記録手段とを具備してなることを特徴とする無線カー
   ド。
6. 【請求項６】 前記第２の記録手段による前記第１の記
   憶領域から読み出されたデータの前記第２の記憶領域へ
   の書き込み処理に関する情報を、前記電力の供給状態
   で、前記強誘電体不揮発性メモリの第３の記憶領域に記
   録する第３の記録手段とを備えていること特徴とする請
   求項５記載の無線カード。
7. 【請求項７】 データを含む搬送波を送信する通信機器
   と、この通信機器から送信される前記搬送波から電力の
   受電とデータの受信とを行なう無線カードとを備えた通
   信装置において、前記無線カード内に、前記受電状態で
   受信データを強誘電体不揮発性メモリの第１の記憶領域
   に書き込む第１の記録手段と、この第１の記録手段で前
   記第１の記憶領域に記録されたデータを、前記受電状態
   で、前記第１の記憶領域から読み出し所定の処理を施し
   て前記強誘電体不揮発性メモリの第２の記憶領域に格納
   する第２の記録手段とを備えることを特徴とする無線カ
   ードを用いた通信装置。
8. 【請求項８】 前記無線カードは、受電柱における前記
   第２の記録手段による前記第１の記憶領域から読み出さ
   れたデータの前記第２の記憶領域への書き込み処理に関
   する情報を、前記強誘電体不揮発性メモリの第３の記憶
   領域に記録する第３の記録手段とを備えていること特徴
   とする請求項７記載の無線カードを用いた通信装置。
9. 【請求項９】 通信機器からデータを含む搬送波を送信
   して、無線カードに対する電力の供給とデータの受信と
   が行なわれる無線カードを用いた通信方法において、前
   記無線カード内に備えられた強誘電体不揮発性メモリに
   対して、前記電力の供給状態で受信データを第１の記憶
   領域に順次書き込む第１の工程と、この第１の工程で前
   記第１の記憶領域に記録されたデータを、前記電力の供
   給状態で、前記第１の記憶領域から読み出し所定の処理
   を施して第２の記憶領域に格納する第２の工程とを備え
   ることを特徴とする無線カードを用いた通信方法。
10. 【請求項１０】 前記無線カード内にに備えられた強誘
    電体不揮発性メモリに対して、前記第２の記録手段によ
    る前記第１の記憶領域から読み出されたデータの前記第
    ２の記憶領域への書き込み処理に関する情報を、前記電
    力の供給状態で、第３の記憶領域に記録する第３の工程
    とを備えていること特徴とする請求項９記載の無線カー
    ドを用いた通信方法。