KR101597799B1

KR101597799B1 - 안테나 분리 구조의 rf 지문형 스마트 카드 및 이를 이용한 거래 방법

Info

Publication number: KR101597799B1
Application number: KR1020140137676A
Authority: KR
Inventors: 김승훈; 고영훈; 윤정수
Original assignee: 김승훈; 고영훈; 윤정수
Priority date: 2014-10-13
Filing date: 2014-10-13
Publication date: 2016-02-25

Abstract

본 발명 분리 안테나 구조의 RF 지문형 스마트 카드는 RF 카드리더기에서 방사하는 RF 신호를 수신하는 제1안테나와, 상기 제1안테나의 출력 신호를 수신하여 DC로 변환하는 전원부와, 상기 전원부의 전원 생성에 의하여 지문 센서의 지문 정보를 수신하여 메모리에 저장된 지문 정보와의 일치 여부를 판단하고 일치하는 경우 스위칭 회로를 구동시키는 MCU와, 등록된 지문 정보를 저장하고 있는 메모리와, MCU의 구동에 의하여 지문 정보를 생성하여 MCU로 전송하는 지문 센서와, 상기 MCU의 제어에 의하여 on-off제어되는 스위칭 회로와, 상기 스위칭 회로의 구동에 의하여 전원이 인가되어 RF 카드리더기와 데이터 송수신을 하는 제2안테나와, 상기 제2안테나를 통하여 카드 정보를 RF 카드리더기로 전송하는 스마트 카드 칩으로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

안테나 분리 구조의 RF 지문형 스마트 카드 및 이를 이용한 거래 방법{RF Smart Card of Fingerprint Type with Seperated Antenna and Dealing Method thereof}

본 발명은 RF 카드리더기와 무선으로 데이터 통신을 통하여 카드를 결제하는 스마트 카드에 관한 것이다. 일반적으로 스마트 카드에는 칩과 안테나가 구성되어 있어서 RF 카드리더기로부터 방사되는 에너지를 무선으로 안테나를 통하여 수신하여 활성화되는 칩 구조인 것이다. RF 카드리더기가 RF 신호를 스마트 카드로 전송하면 스마트 카드가 에너지를 충전하여 wake up 상태로 대기하고, RF 카드리더기는 카드 접근을 확인하기 위하여 커멘드를 카드로 전송하며 카드는 응답 커멘드를 RF 카드리더기로 전송하고 대기하며 RF 카드리더기는 응답 커멘드 수신으로 카드 접근을 확인하고 카드와 RF 카드리더기 간의 데이터 송수신을 통하여 결제와 같은 프로세싱이 이루어지는 것이다.

본 발명과 같은 종래의 기술은 대한민국 등록특허 제10-1047906호(2011. 07. 08. 공고)에 개시되어 있는 것이다. 도 1은 상기 종래의 지문인식 센서를 이용한 RF 카드 운영 시스템의 구성도이다. 상기도 1에서 종래의 지문인식 센서를 이용한 RF 카드 운영 시스템에서 도면부호 200은 RF 카드 제어부이다. 상기 RF 카드 제어부(200)는 상기 RF 카드(100)가 상기 시스템 본체(110)의 근거리 통신영역 내에 위치하였는지의 여부를 판단하고, 시스템 본체(110)의 근거리 통신영역 내에 위치하였을 경우에 미리 저장되어 있는 ID(Identification)를 상기 시스템 본체(110)로 송출하는 것을 제어함과 아울러 사용자의 지문을 인식하여 상기 시스템 본체(110)로 송출하는 것을 제어하는 것이다. 또한, 210은 RFID(Radio Frequency Identification) 태그이다. 상기 RFID 태그(210)는, 상기 시스템 본체(110)가 송출하는 전자파를 수신하여 상기 RF 카드 제어부(200)에 알리고, 상기 RF 카드 제어부(200)의 제어에 따라 미리 저장되어 있는 ID 즉, RFID 태그(210) 자신의 정보를 상기 시스템 본체(110)로 송출하는 것이다. 또한, 부호 220은 지문 인식센서이다. 상기 지문 인식센서(220)는 상기 RF 카드 제어부(200)의 제어에 따라 사용자가 지문을 스캔하여 인식하는 것이다. 또한, 부호 230은 근거리 통신부이다. 상기 근거리 통신부(230)는 상기 지문 인식센서(220)가 인식한 사용자의 지문을 상기 RF 카드 제어부(200)의 제어에 따라 근거리 통신으로 송출하는 것이다. 여기서, 상기 근거리 통신부(230)는 예를 들면, WLAN(Wireless Local Area Network) 통신, 블루투스 통신 및 지그비(ZigBee) 통신들 중에서 어느 하나를 이용하여 근거리 통신을 수행한다. 또한, 부호 240은 표시부이다. 상기 표시부(240)는 상기 RF 카드 제어부(200)의 제어에 따라 표시램프를 점등시켜 RF 카드(100)의 동작상태를 사용자에게 알리는 것이다. 예를 들면, 상기 지문 인식센서(220)가 사용자의 지문을 인식하도록 할 경우에 상기 RF 카드 제어부(200)의 제어에 따라 상기 표시부(240)가 표시램프를 점등시켜 사용자에게 지문 인식을 알리는 것이다. 이러한 구성을 가지는 종래의 RF 카드(100)는 시스템 본체(110)의 통신영역 내에 위치할 경우에 시스템 본체(110)가 송출하는 전자파를 RFID 태그(210)가 전자파를 수신하고, 전자파의 수신을 RF 카드 제어부(200)에 알리고, 그러면, 상기 RF 카드 제어부(200)는 RF 카드(100)가 시스템 본체(110)의 통신영역 내에 위치함을 판단하고, RFID 태그(210)를 제어하여 미리 저장되어 있는 RFID 태그(210)의 정보 즉, ID를 송출하도록 하는 것이다. 그리고 상기 RF 카드 제어부(200)는 표시부(240)를 제어하여 지문의 인식을 알리는 표시램프를 점등시킨다. 이와 같은 상태에서 사용자가 표시램프의 점등을 확인하고, 지문 인식센서(220)에 손가락을 접촉시키면, 상기 지문 인식센서(220)는 사용자의 손가락에서 지문을 스캔하여 인식하고, 인식한 지문을 상기 RF 카드 제어부(200)에 제공하는 것이다. 그러면, 상기 RF 카드 제어부(200)는 상기 입력된 사용자의 지문을 근거리 통신부(230)를 통해 시스템 본체(110)로 전송하는 것이다.

상기와 같이 구성된 종래 지문인식 센서를 이용한 RF 카드 운영 시스템은 지문 정보와 ID 정보를 카드에서 시스템 본체로 전송하여 지문 정보 및 ID를 확인하여 일치하는 경우 다음 프로세싱이 이행되는 것으로 ID 및 지문 정보를 시스템 본체로 전송하여야 하므로 소비 전력이 커야 하는 문제점이 있는 것이다. 또한 상기 종래의 기술은 시스템 본체에서 지문 정보를 대조하여 일치 여부를 판단하므로 시스템 본체에 사용자 다수의 지문 정보 저장을 위한 큰 메모리 용량이 필요한 문제점이 있는 것이다. 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명 안테나 분리 구조의 RF 지문형 스마트 카드는 지문 센서로부터 수신한 지문 정보를 카드에 저장된 지문 정보와 일치하는지를 판단하고 일치하는 경우 스마트 카드와 카드리더기와 데이터 통신이 이루어지도록 하기 위한 것이다. 또한 본 발명의 다른 목적은 지문 제어 회로를 구동하기 위한 안테나와 스마트 카드 칩을 구동하기 위한 안테나를 분리하여 구성하여 동작 오류를 줄이기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 가진 본 발명 안테나 분리 구조의 RF 지문형 스마트 카드는 RF 카드리더기에서 방사하는 RF 신호를 수신하는 제1안테나와, 상기 제1안테나의 출력 신호를 수신하여 DC로 변환하는 전원부와, 상기 전원부의 전원 생성에 의하여 지문 센서의 지문 정보를 수신하여 메모리에 저장된 지문 정보와의 일치 여부를 판단하고 일치하는 경우 스위칭 회로를 구동시키는 MCU와, 등록된 지문 정보를 저장하고 있는 메모리와, 지문 정보를 생성하여 MCU로 전송하는 지문 센서와, 상기 MCU의 제어에 의하여 on-off제어되는 스위칭 회로와, 상기 스위칭 회로의 구동에 의하여 전원이 인가되어 RF 카드리더기와 데이터 송수신을 하는 제2안테나와, 상기 제2안테나를 통하여 카드 정보를 RF 카드리더기로 전송하는 스마트 카드 칩으로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명 안테나 분리 구조의 RF 지문형 스마트 카드는 지문 정보를 기초로 본인 확인을 할 수 있으므로 인하여 카드의 부정 사용을 원천적으로 방지할 수 있는 것이다. 또한 본 발명은 RF 스마트 카드에서 사용자 지문이 등록된 지문인지 여부를 판단함으로 인하여 RF 카드리더기와의 통신 트래픽을 줄일 수 있어서 소비 전력을 줄일 수 있는 효과가 있는 것이다. 또한 본 발명의 다른 효과는 스마트 카드 전원부용 안테나와 스마트 카드 칩 용 안테나를 분리하여 구성함으로써 동작 오류를 줄일 수 있는 효과가 있는 것이다.

도 1은 종래의 지문인식 센서를 이용한 RF 카드 운영 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명 안테나 분리 구조의 RF 지문형 스마트 카드 제1실시 예 구성도,
도 3은 본 발명 안테나 분리 구조의 RF 지문형 스마트 카드 제2실시 예 구성도,
도 4는 본 발명에 적용되는 안테나 분리 구조의 RF 지문형 스마트 카드를 이용한 카드 거래 방법 제1실시 예 제어 흐름도,
도 5는 본 발명에 적용되는 안테나 분리 구조의 RF 지문형 스마트 카드를 이용한 카드 거래 방법 제2실시 예 제어 흐름도이다.

상기와 같은 목적을 가진 본 발명 안테나 분리 구조의 RF 지문형 스마트 카드 및 이를 이용한 카드 거래 방법을 도 2 내지 도 5를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명 안테나 분리 구조의 RF 지문형 스마트 카드 제1실시 예 구성도이다. 상기도 2에서 본 발명 안테나 분리 구조의 RF 지문형 스마트 카드 제1실시 예는 RF 카드리더기에서 방사하는 RF 신호를 수신하는 제1안테나(10)와, 상기 제1안테나의 출력 신호를 수신하여 DC로 변환하는 전원부(60)와, 카드 소유자의 지문 정보를 저장하고 있는 메모리(30)와, 상기 전원부의 전원 생성에 의하여 스마트 카드에 부착된 지문 센서의 지문 정보를 수신하여 메모리에 저장된 등록된 지문 정보와 비교하여 일치하는 경우 스위칭 회로를 구동시키는 MCU(50)와, 사용자의 지문이 존재하는 경우 지문 정보를 생성하여 MCU로 전송하는 지문 센서(40)와, 상기 MCU의 제어에 의하여 on-off제어되는 스위칭 회로(80)와, 상기 스위칭 회로의 on에 의하여 데이터를 송수신할 수 있는 상태가 되는 것으로 제1안테나의 외측으로 구성되는 제2안테나(20)와, 상기 제2안테나(20)를 통하여 RF 카드리더기와의 데이터 송수신을 하여 카드 결제와 같은 다양한 프로세싱을 수행하는 스마트 카드 칩(70)으로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다. 상기에서 제2안테나(20)에 부설된 스위칭 회로(80)는 초기에 off 상태이고 MCU(50)에 전원이 인가되면 MCU의 제어에 의하여 on 되고 따라서 제2안테나(20)를 통하여 RF 카드리더기와 스마트 카드 칩(70)과의 사이에 데이터 송수신이 이루어지는 것이다.

도 3은 본 발명 안테나 분리 구조의 RF 지문형 스마트 카드 제2실시 예 구성도이다. 상기도 3에서 본 발명 안테나 분리 구조의 RF 지문형 스마트 카드 제2실시 예는 RF 카드리더기에서 방사하는 RF 신호를 수신하는 제1안테나(10')와, 상기 제1안테나의 출력 신호를 수신하여 DC로 변환하는 전원부(60)와, 카드 소유자의 지문 정보를 저장하고 있는 메모리(30)와, 상기 전원부의 전원 생성에 의하여 지문 센서의 지문 정보를 수신하여 메모리에 저장된 등록된 카드 소유자의 지문 정보와 비교하여 일치하는 경우 스위칭 회로를 구동시키는 MCU(50)와, 카드 사용자의 지문이 존재하는 경우 지문 정보를 생성하여 MCU로 전송하는 지문 센서(40)와, 상기 MCU의 제어에 의하여 on-off제어되는 스위칭 회로(80)와, 상기 스위칭 회로의 on에 의하여 데이터를 송수신할 수 있는 상태가 되는 것으로 제1안테나의 내측으로 구성되는 제2안테나(20)와, 상기 제2안테나를 통하여 RF 카드리더기와의 데이터 송수신을 하여 카드 결제와 같은 다양한 프로세싱을 수행하는 스마트 카드 칩(70)으로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다. 상기에서 제2안테나에 부설된 스위칭 회로는 초기에 off 상태이고 MCU에 전원이 인가되면 MCU의 제어에 의하여 on 되고 따라서 제2안테나를 통하여 스마트 카드 칩과 RF 카드리더기와의 사이에 데이터 송수신이 이루어지는 것이다.

도 4는 본 발명에 적용되는 안테나 분리 구조의 RF 지문형 스마트 카드를 이용한 카드 거래 방법 제1실시 예 제어 흐름도이다. 상기도 4에서 본 발명에 적용되는 안테나 분리 구조의 RF 지문형 스마트 카드를 이용한 카드 거래 방법 제1실시 예는 스마트 카드 소유자의 카드 정보를 스마트 카드 칩에 저장하고 지문 정보를 스마트 카드의 메모리에 저장하는 단계(S11)와, 사용자가 스마트 카드를 사용하기 위하여 스마트 카드를 RF 카드리더기에 접근시키는 단계(S12)와, RF 카드리더기에서 RF 신호를 스마트 카드로 방사하는 단계(S13)와, 스마트 카드의 제1안테나가 RF 신호를 수신하여 전원부를 활성화하는 단계(S14)와, 스마트 카드의 MCU가 지문 센서의 지문 정보를 수신하고 메모리에 저장된 지문인지 여부를 판단하는 단계(S15)와, 메모리에 저장된 지문으로 판단되는 경우 스마트 카드의 MCU가 제2안테나에 연결된 스위칭 회로를 on 하는 단계(S16)와, RF 카드리더기와 스마트 카드 칩이 제2안테나를 통하여 데이터 송수신을 하여 프로세싱을 시작하는 단계(S17)로 이루어진 것을 특징으로 하는 것이다. 상기에서 프로세싱은 스마트 카드를 이용하여 RF 단말기에서 교통요금 결제 및 구매 상품 결제와 같은 프로세싱을 수행하는 것을 포함할 수 있는 것이다. S15 단계에서 지문 센서로부터 수신한 지문 정보가 등록된 지문 정보와 상이한 경우 종료하는 것을 특징으로 하는 것이다.

도 5는 본 발명에 적용되는 안테나 분리 구조의 RF 지문형 스마트 카드를 이용한 카드 거래 방법 제2실시 예 제어 흐름도이다. 상기도 5에서 본 발명에 적용되는 안테나 분리 구조의 RF 지문형 스마트 카드를 이용한 카드 거래 방법 제2실시 예는 스마트 카드 소유자의 ID와 같은 카드 정보를 스마트 카드 칩에 저장하고 지문 정보를 스마트 카드의 메모리에 저장하는 단계(S21)와, 사용자가 스마트 카드를 RF 카드리더기에 접근시키는 단계(S22)와, RF 카드리더기가 RF 신호를 스마트 카드로 방사하는 단계(S23)와, 스마트 카드의 제1안테나가 RF 신호를 수신하여 전원부를 활성화하는 단계(S24)와, 스마트 카드의 MCU가 지문 센서의 지문 정보를 수신하고 메모리에 저장된 지문인지 여부를 판단하는 단계(S25)와, 메모리에 저장된 지문 정보인 경우 스마트 카드의 MCU가 제2안테나에 연결된 스위칭 회로를 on 하는 단계(S26)와, 스마트 카드 칩이 제2안테나를 통하여 RF카드리더기와 데이터 송수신을 하여 카드 소지자 ID를 RF 카드리더기로 전송하는 단계(S27)와, RF 카드리더기가 수신한 ID 정보를 확인하여 등록된 ID인지 판단하는 단계(S28)와, 등록된 ID로 판단되는 경우 RF 카드리더기가 스마트 카드 칩과 제2안테나를 통하여 데이터 송수신을 하여 프로세싱을 시작하는 단계(S29)로 이루어진 것을 특징으로 하는 것이다. 상기에서 프로세싱은 스마트 카드를 이용하여 교통요금 결제 및 구매 상품 결제와 같은 프로세싱을 수행하는 것을 포함할 수 있는 것이다. 또한 상기 S25 단계에서 지문 센서로부터 수신한 지문 정보가 메모리에 저장된 지문 정보와 상이한 경우 종료하는 것을 특징으로 하는 것이다. 또한 상기 S28 단계에서 수신한 ID가 등록된 ID가 아닌 경우 처음부터 다시 시작하는 것을 특징으로 하는 것이다.

10, 10' : 제1안테나, 20 : 제2안테나,
30 : 메모리, 40 : 지문 센서,
50 : MCU, 60 : 전원부,
70 : 스마트 카드 칩, 80 : 스위칭 회로,
210 : RFID 태그, 240 : 표시부

Claims

RF 카드리더기와 RF 통신을 하여 데이터 송수신을 함으로써 카드 결제를 수행하는 스마트 카드에 있어서,
상기 스마트 카드는,
RF 카드리더기에서 방사하는 RF 신호를 수신하는 제1안테나(10)와;
상기 제1안테나의 출력 신호를 수신하여 DC로 변환하는 전원부(60)와;
카드 소유자의 지문 정보를 저장하고 있는 메모리(30)와;
상기 전원부의 전원 생성에 의하여 스마트 카드에 부착된 지문 센서의 지문 정보를 수신하여 메모리에 저장된 등록된 지문 정보와 비교하여 일치하는 경우 제2안테나에 연결된 스위칭 회로를 구동시키는 MCU(50)와;
사용자의 지문이 존재하는 경우 지문 정보를 생성하여 MCU로 전송하는 지문 센서(40)와;
상기 MCU의 제어에 의하여 on-off제어되고 제2안테나와 연결되는 스위칭 회로(80)와;
상기 스위칭 회로의 on에 의하여 데이터를 송수신할 수 있는 상태가 되는 것으로 상기 제1안테나와 완전 분리되어 외측으로 설치되는 제2안테나(20);
및 상기 제2안테나(20)에 연결된 것으로 상기 제2안테나를 통하여 RF 카드리더기와의 데이터 송수신을 하여 카드 결제와 같은 다양한 프로세싱을 수행하는 스마트 카드 칩(70)으로 구성된 것을 특징으로 하는 스마트 카드.
RF 카드리더기와 RF 통신을 하여 데이터 송수신을 함으로써 카드 결제를 수행하는 스마트 카드에 있어서,
상기 스마트 카드는,
RF 카드리더기에서 방사하는 RF 신호를 수신하는 제1안테나(10')와;
상기 제1안테나의 출력 신호를 수신하여 DC로 변환하는 전원부(60)와;
카드 소유자의 지문 정보를 저장하고 있는 메모리(30)와;
상기 전원부의 전원 생성에 의하여 지문 센서의 지문 정보를 수신하여 메모리에 저장된 등록된 카드 소유자의 지문 정보와 비교하여 일치하는 경우 제2안테나에 연결된 스위칭 회로를 구동시키는 MCU(50)와;
카드 사용자의 지문이 존재하는 경우 지문 정보를 생성하여 MCU로 전송하는 지문 센서(40)와;
상기 MCU의 제어에 의하여 on-off제어되고 제2안테나 회로와 연결되는 스위칭 회로(80)와;
상기 스위칭 회로의 on에 의하여 데이터를 송수신할 수 있는 상태가 되는 것으로 제1안테나와 완전히 분리되고 상기 제1안테나의 내측으로 구성되는 제2안테나(20);
및 상기 제2안테나와 연결된 것으로 상기 제2안테나를 통하여 RF 카드리더기와의 데이터 송수신을 하여 카드 결제와 같은 다양한 프로세싱을 수행하는 스마트 카드 칩(70)으로 구성된 것을 특징으로 하는 스마트 카드.
RF 지문형 스마트 카드를 이용한 카드 거래 방법에 있어서,
상기 지문형 스마트 카드를 이용한 카드 거래 방법은,
스마트 카드 소유자의 카드 정보를 스마트 카드 칩에 저장하고 지문 정보를 스마트 카드의 메모리에 저장하는 단계(S11)와;
사용자가 스마트 카드를 사용하기 위하여 스마트 카드를 RF 카드리더기에 접근시키는 단계(S12)와;
RF 카드리더기에서 RF 신호를 스마트 카드로 방사하는 단계(S13)와;
스마트 카드의 제1안테나가 RF 신호를 수신하여 전원부를 활성화하는 단계(S14)와;
스마트 카드의 MCU가 지문 센서의 지문 정보를 수신하고 메모리에 저장된 지문인지 여부를 판단하는 단계(S15)와;
메모리에 저장된 지문 정보로 판단되는 경우 스마트 카드의 MCU가 제2안테나에 연결된 스위칭 회로를 on 하는 단계(S16);
및 RF 카드리더기와 스마트 카드 칩이 제2안테나를 통하여 데이터 송수신을 하여 프로세싱을 시작하는 단계(S17)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 지문형 스마트 카드를 이용한 카드 거래 방법.
제3항에 있어서,
상기 지문형 스마트 카드를 이용한 카드 거래 방법은,
상기 S15 단계에서 지문 센서로부터 수신한 지문 정보가 메모리에 저장된 지문 정보와 상이한 경우 종료하는 것을 특징으로 하는 지문형 스마트 카드를 이용한 카드 거래 방법.
RF 지문형 스마트 카드를 이용한 카드 거래 방법에 있어서,
상기 지문형 스마트 카드를 이용한 카드 거래 방법은,
스마트 카드 소유자의 ID와 같은 카드 정보를 스마트 카드 칩에 저장하고 지문 정보를 스마트 카드의 메모리에 저장하는 단계(S21)와;
사용자가 스마트 카드를 RF 카드리더기에 접근시키는 단계(S22)와;
RF 카드리더기가 RF 신호를 스마트 카드로 방사하는 단계(S23)와;
스마트 카드의 제1안테나가 RF 신호를 수신하여 전원부를 활성화하는 단계(S24)와;
스마트 카드의 MCU가 지문 센서의 지문 정보를 수신하고 메모리에 저장된 지문인지 여부를 판단하는 단계(S25)와;
메모리에 저장된 지문 정보인 경우 스마트 카드의 MCU가 제2안테나에 연결된 스위칭 회로를 on 하는 단계(S26)와;
스마트 카드 칩이 제2안테나를 통하여 RF카드리더기와 데이터 송수신을 하여 카드 소지자 ID를 RF 카드리더기로 전송하는 단계(S27)와;
RF 카드리더기가 수신한 ID 정보를 확인하여 등록된 ID인지 판단하는 단계(S28);
및 등록된 ID로 판단되는 경우 RF 카드리더기가 스마트 카드 칩과 제2안테나를 통하여 데이터 송수신을 하여 프로세싱을 시작하는 단계(S29)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 지문형 스마트 카드를 이용한 카드 거래 방법.
제5항에 있어서,
상기 지문형 스마트 카드를 이용한 카드 거래 방법은,
상기 S25 단계에서 지문 센서로부터 수신한 지문 정보가 메모리에 저장된 지문 정보와 상이한 경우 종료하는 것을 특징으로 하는 지문형 스마트 카드를 이용한 카드 거래 방법.
제6항에 있어서,
상기 지문형 스마트 카드를 이용한 카드 거래 방법은,
상기 S28 단계에서 수신한 ID가 등록된 ID가 아닌 경우 처음부터 다시 시작하는 것을 특징으로 하는 지문형 스마트 카드를 이용한 카드 거래 방법.