Universeel identificatie label
De uitvinding heeft betrekking op een universeel identificatielabel. Identificatie labels die volgens het veld absorptie principe werken, zoals beschreven in het US octrooi 3299424 (Vinding) maken vaak gebruik van een afgestemde spoel, om door de opslingering zoveel mogelijk spanning over de kring te krijgen. Vooral als de voedingsspanning voor de logica uit het magnetische veld gehaald moet worden zoals bij het US octrooi 4196418 (Nedap) is dit belangrijk om binnen de toegelaten veldsterktes toch een grote afstand te overbruggen. Een niet afgestemde spoel geeft weliswaar een veel kleinere detectie afstand, echter de frequentie keuze is vrij, en door de grote bandbreedte kan in het systeem met niet sinusvormige signalen gewerkt worden. In het Duitse octrooi 31 49 789 (ADE) wordt hiervan gebruik gemaakt, door de diode in serie met de kortsluitschakelaar, wordt slechts één fase van de wisselspanning voor modulatie gebruikt. Doel van de uitvinding is onder meer om naast grote afstand, wat een afgestemde spoel noodzakelijk maakt, waardoor de maximale datatrans-missiesnelheid beperkt wordt, ook een snellere werkmethode te bieden. Een oplossing daarvoor zou kunnen zijn om de afstemcondensator afschakelbaar te maken. Door de hoge verliezen die in een voor de hand liggend type electronische schakelaar kunnen optreden, is dit niet practisch. De uitvinding maakt daarom gebruik van een serie-'schakeling van twee spoelen LI en L2, waarvan minstens een afgestemd is. Magnetische koppeling via de ene afgestemde of via de andere al dan niet afgestemde spoel bepaalt dan het gedrag van het label. Toevoegen van nog een spoel L3, die dan wel op een eigen gelijk-richter is aangesloten, geeft de mogelijkheid om, of door extern twee magneetvelden met het juiste fase verschil aan te bieden, of door interne fasedraaiing tussen de signalen van L2 en L3, over deze spoelen een spanning met ongeveer 90 graden faseverschil op te wekken. Dit geeft door de overlappende fases na gelijkrichting een gelijkspanning, waarin de wisselspanningscoraponent betrekkelijk klein is, zodat met een kleine afvlak condensator kan worden volstaan. Het aanbieden van twee 90 graden in fase verschoven magneetvelden is bekend van de C2kaart van VALVO. Voor communicatie van de kaartlezer naar de kaart wordt hier gebruik gemaakt van fasemodu-latie van deze twee magneetvelden. Een nadeel is dat de oriëntatie van de kaart bepaalt hoe de fasesprong overkomt. Bovendien is een geschikte fase detector niet eenvoudig. Door de grote fasesprong die in een spoel condensator keten bij de resonantie frequentie optreedt, is het vrijwel onmogelijk om hier afgestemde spoelen te gebruiken, met alle gevolgen voor de maximale afstand van dien. De uitvinding voorziet in een oplossing waarin de oriëntatie afhankelijkheid van het label verdwenen is, en afgestemde kringen mogelijk zijn zodat grotere afstanden haalbaar worden, en is eenvoudig te realiseren. Er wordt gebruik gemaakt van amplitude modulatie op de twee magneetvelden, zodanig dat geen of weinig verschil in de amplitudes één logisch niveau voorstelt, en een zeker verschil in de sterkte van de twee signalen het andere logische niveau. Doordat het om relatieve waardes gaat, kan het verschil klein blijven, waardoor weinig rimpel op de voedingsspanning wordt geïntroduceerd, terwijl toch de detectie eenvoudig en betrouwbaar blijft. Deze differentie modulatie voor de data overdracht van lezer naar label kan gebruikt worden in combinatie met de bekende absorptie modulatie, mits beide spoelen gelijk gemoduleerd worden. Op deze wijze is een •full duplex verbinding mogelijk. De weg van label naar lezer wordt dus gemaakt door common mode signalen op de spoelen, terwijl de weg van lezer naar label als differential mode signalen op de spoelen staat. Door weglaten van de spoel L3 ontstaat een subset, waarmee half duplex communicatie mogelijk is. Doel van de uitvinding is ook om hiermee een draadloze interface te verschaffen voor een microcontroller die bedoeld is om te communiceren zoals beschreven in de norm ISO 7816-3 "Identification cards -Integrated circuit(s) with contacts-”. Het label is hiertoe voorzien van een extra werkmode. Deze interface mode wordt ingeschakeld, zodra er voldoende energie beschikbaar is om de microcontroller te kunnen voeden, en nadat een hiervoor bedoelde instructie ontvangen is. In de interface mode worden de signalen volgens ISO 7816-3 opgewekt. De I/O pin wordt bidirectioneel gebruikt en is volledig transparant aan de modulatie gekoppeld, dat wil zeggen dat de modulatie die door de lezer veroorzaakt wordt op deze pin wordt aangeboden, en dat het logische niveau van deze pin direct de modulatie transistor en hiermee de veldab-sorptie stuurt. Deze terugwerking veroorzaakt dat bij communicatie van lezer naar label er een meekoppeling ontstaat. Dit vraagt een juiste dimensionering van de magnetische koppeling tussen label en lezer, in samenhang met de maximaal bereikbare veldabsorptie van het label. Indien het label niet in de interface mode geschakeld staat, dan zijn alle verbindingen met de microcontroller open, zodat dan de 4 micro gebruikt kan worden als ISO 7816 beschrijft. Dit betekent dat compatibiliteit met bestaande lezers bestaan blijft. De normale werkmode van een identificatie label is uiteraard het genereren van een identificatie code. In deze mode is het label compatibel met de functie zoals beschreven in het ÜS octrooi 4196418 (Nedap). Wel is de geheugengroottte anders, en is het geheugen van het EE type, maar wel wordt met het zelfde dataformaat serieel uitgelezen. Bij identificatie labels die volgens dit principe werken, is er doordat op grote afstand gewerkt moet worden, een resonantiekring met beperkte bandbreedte nodig. Dit geeft beperkingen voor de maximale data over-•dracht snelheid. Vaak is slechts een deel van alle informatie uit het geheugen nodig. Door hier gebruik van te maken, kan toch in een korte tijd de relevante informatie overgedragen worden. Dit kan ondermeer bereikt worden door delen uit het geheugen selectief op te roepen, zoals in het Duitse Offenlegungsschrift DE 29 19 753 van Brown, Boveri & Cie AG, beschreven is. Hier wordt de toegang tot het geheugen van het label zowel voor het lezen als voor het schrijven van data, door middel van openingscodes geregeld. Een nadeel van deze methode is dat het label In staat moet zijn 9m een openingscode te ontvangen en te verwerken; dit is voor een batterij loos label moeilijk op grote afstand te realiseren. De uitvinding voorziet daarom in een geheugenstructuur, waarbij kan worden ingegeven welke delen van het totale label geheugen worden uitgelezen. Ook de volgorde waarin deze delen uitgelezen worden is programmeerbaar. Hiertoe is het geheugen opgedeeld in pagina's. Een tabel waarin de nummers van de uit te lezen pagina's opgeslagen kunnen worden is toegevoegd aan het geheugen, en de besturing zorgt er voor dat de pagina nummers zoals ze in de tabel staan, uitgelezen worden. Aan het eind van de tabel aangekomen, begint de besturing deze cyclus opnieuw. Hiermee wordt bereikt dat reeds met grote afstand tussen label en lezer snel bijvoorbeeld de identificatie code van het label kan worden uitgelezen. Door middel van een wachtwoord kan, indien hiervoor voldoende energie via de magnetische koppeling ingestraald wordt, ook de gehele geheugeninhoud uitgelezen worden. Bij kleinere afstand tussen label en lezer kan doormiddel van de spoel L2 ook een hogere instraal frequentie gebruikt worden, zonder buiten de geldende normen te treden. Het uitlezen wordt dan veel sneller. Hieraan valt bijvoorbeeld te denken voor verificatie toepassingen, waarbij veel data nodig is. Bij het veranderen van de data van magneetkaarten of van IC- kaarten, is het gebruikelijk om de kaart in een lees/schrijf apparaat te schuiven, en dat de kaart vastgehouden wordt totdat het schrijfproces geheel voltooid en gecontroleerd is. Bij een ic kaart die volgens een handsfree methode uit te lezen is, zou je ook vooral wegens het gebruikersgemak, handsfree willen programmeren, dus zonder de kaart in een daar voor bedoelde gleuf te moeten steken. De energie die het label voor het programmeren nodig heeft, is een stuk hoger dan voor het uitlezen. Dit betekent dat de afstand waarop geprogrammeerd kan worden kleiner is dan de uïtlees afstand. Een voordeel van een kleine programmeer afstand is dat het fysiek onmogelijk is om meerdere passen tegelijk te programmeren. Indien de programmeer afstand groter wordt, wordt het steeds meer noodzakelijk om hiervoor beschermingen in te bouwen, bijvoorbeeld door passwords, zoals ook in de Duitse octrooi aanvrage DE, A, 29 19 753 (BBC) beschreven wordt. Twee problemen zijn hier nog niet opgelost. Ten eerste indien door bijvoorbeeld een communicatie fout verkeerde data in het geheugen wordt geschreven, is de oude informatie verloren. De verloren data is op geen enkele manier terug te halen. Het is niet recoverable. Door de data die overgeschreven gaat worden eerst in een buffer te zetten, kan deze data teruggehaald worden als er iets mis is gegaan. Deze oplossing is beschreven in de Europese octrooi aanvrage 0 282 926 van Omron Tateisi Electronics Co. Een tweede probleem is hier echter niet opgelost. Indien tijdens dit terughalen de energie voorziening van het label wegvalt, dan is toch de informatie verloren. Dit kan vooral makkelijk voorkomen als het schrijf apparaat geen controle heeft over de beschikbaarheid van de kaart. Dus als er geen gleuf met een vergrendeling is. Voordat het schrijf proces voltooid is kan de gebruiker de kaart weghalen, en hierdoor kan foute informatie in het label opgeslagen worden. Doordat geheugens die opgebouwd zijn met de hiervoor gebruikelijke technieken, meestal voor het schrijven gewist moeten worden, is het zelfs mogelijk dat juist na het wissen de kaart buiten bereik van het schrijf apparaat komt, zodat dus alle informatie uit de kaart verdwenen is. Een voor de hand liggende manier om dit risico te verminderen is het verkleinen van de programmeer tijden, door het geheugen in keine units op te delen. Bij calamiteiten is er dan maar weinig informatie verminkt of verloren. Het nadeel van deze kleine geheugen units is dat de tijd die nodig is voor wissen en schrijven van veel informatie behoorlijk kan oplopen, waardoor ook de kans dat tijdens dit proces het label verwijderd wordt toeneemt. Doel van de uitvinding is het toepassen van een geheugenstructuur waar het te vroeg verwijderen van de kaart uit het bereik van het schrijf apparaat geen informatie verminking of verlies oplevert. Ook communicatie en andere fouten veroorzaken geen onherstelbaar data verlies. Het geheugen is hiertoe opgedeeld in pagina's, die per pagina gewist en geschreven kunnen worden. Door het wissen per pagina te verrichten wordt een aantal woorden tegelijk gewist, en kan een aanzienlijke tijdsbesparing verkregen worden. Voor het wissen en schrijven van nieuwe informatie is een extra buffer geheugen pagina toegevoegd. Alle nieuwe informatie wordt eerst hierin geschreven. Pas indien getest is dat hierbij geen fouten zijn opgetreden, en eventueel ook nog getest is dat de informatie voldoende "hard" weggeschreven is, pas dan wordt de bufferpagina geldig gemaakt, en een andere pagina wordt dan als nieuwe bufferpagina aangewezen. Hierdoor wordt bereikt dat de informatie in de kaart slechts twee mogelijkheden heeft, de oude informatie blijft geldig, of de nieuwe informatie is geldig. De ongedefinieerde stand is verdwenen. Door deze pagina's weer om te wisselen, kan zelfs nadat de bufferpagina geldig is gemaakt, de oude informatie teruggehaald worden. Om aan te geven welke geheugen pagina's geldig zijn, en dus uitgelezen kunnen worden, voorziet de uitvinding in twee tabellen, waarvan er steeds één geldig is. In de geldige tabel staat de uitleesvolgorde van de geheugen pagina's, dus alle geldige pagina's. Bovendien staat in deze tabel welke pagina de bufferfunctie vervult. Door na het schrijven van nieuwe informatie in de bufferpagina, de tweede tabel aan te passen, wordt voorbereid dat de nieuwe informatie ook gelezen kan worden. Pas indien de nieuwe tabel ook na teruglezen, accoord is bevonden, wordt omgeschakeld van de oude naar de nieuwe tabel. Dit omschakelen maakt dat uitgelezen wordt volgens de nieuwe tabel. Het kiezen tussen de twee tabellen kan in principe nog mis gaan, echter •doordat voor de omschakeling slechts één bit nodig is, is de kans dat hier iets mis gaat klein. Door de omschakelbit redundant uit te voeren is deze kans nog verder te verkleinen. Bovendien is nog steeds alle oude informatie geldig, hiervan is niets overschreven of gewist. Doordat het schrijven van nieuwe data slechts kan op plaatsen die geen geldige data bevatten, te weten de bufferpagina en de niet geldige tabel, kan ook bijvoorbeeld door een communicatie fout tijdens de programmering geen onherstelbaar informatie verlies optreden. Door de leesvolgorde van de geheugen pagina's via een tabel te laten lopen wordt tevens bereikt dat de uitleesvolgorde van de data programmeerbaar is, en dat het aantal pagina's dat uitgelezen wordt programmeerbaar is.