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Die
Erfindung bezieht sich auf eine kontaktlose Karte mit einer integrierten
Schaltung bzw. eine kontaktlose IC-Karte bzw. Chipkarte, eine Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung
und ein Kartensystem, das Funkwellen als Kommunikationsmittel anwendet.
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Beschreibung
des Stands der Technik
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24 zeigt eine Kartenvorrichtung
(Kartensystem), welche (welches) in AIM JAPAN (Data carrier Technic
and Application) der Nikkan Kogyo Shinbun, von 1990, offenbart ist.
Dieses Kartensystem schließt
eine konventionelle Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 und
eine kontaktlose Chipkarte 2 ein. 25 stellt eine Empfangsschaltung 17 einer
konventionellen Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 dar.
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In 24 umfasst die Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 eine
Eingabe 1 Ausgabe – Schaltung 11,
die mit einem Hostcomputer zur Kommunikation mit dem Hostcomputer
verbunden ist, eine Steuereinheit 12, die das gesamte System steuert
und Daten verarbeitet, eine universale asynchrone Empfangs/Sendeeinrichtung 13,
im Folgenden als UART 13 bezeichnet, die serielle Daten
in parallele Daten oder umgekehrt konvertiert, eine Sendeschaltung 14,
die die von der UART 13 empfangenen digitalen Signale serieller
Daten moduliert und sie in elektrische Signale umwandelt, eine Übertragungsantenne 15,
die eine Parallelresonanzschaltung beinhaltet und die elektrischen
Signale als Funkwellen überträgt, eine
Empfangsantenne 16, die eine Parallelresonanzschaltung
einschließt
und die empfangenen Funkwellen in elektrische Signale umwandelt,
eine Empfangsschaltung 17, welche die elektrischen Signale
demoduliert und in digitale Signale umwandelt, und eine Energieversorgungsschaltung 18,
die Energie mit z. B. 5 V Gleichspannung für die vorstehenden Komponenten
und eine Energie mit z. B. 24 V Gleichspannung für die Übertragungsantenne 15 und
die Empfangsantenne 16 bereitstellt. Die Steuereinheit 12 umfasst
eine Zentraleinheit (CPU), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen
Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) usw.
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Ferner
ist aus der 24 zu entnehmen, dass
die kontaktlose Chipkarte 2 mit einer Sende-Empfangs-Antenne 21,
welche die empfangenen Funkwellen in elektrische Signale und umgekehrt umwandelt,
einer Empfangsschaltung 22, die die elektrischen Signale
demoduliert und sie in digitale Signale umwandelt, einer universellen
asynchronen Empfangs/Sendeeinrichtung 23, im Folgenden
als UART 23 bezeichnet, welche serielle Daten in parallele
Daten oder umgekehrt umwandelt, einer Steuereinheit 24,
die das gesamte System steuert und Daten verarbeitet, einer Sendeschaltung 25,
die die von der UART 23 empfangenen digitalen Signale der
seriellen Daten moduliert und sie in elektrische Signale umwandelt,
und einer Energieversorgungsschaltung 26, die eine Batterie
beinhaltet, ausgestattet ist. Die Steuereinheit 24 ist
mit einer Zentraleinheit (CPU), einem Nur-Lese-Speicher (ROM), einem Speicher mit wahlfreiem
Zugriff (RAM) usw. versehen.
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Die
in der 25 dargestellte
Empfangsschaltung 17 ist mit einem mit der Empfangsantenne 16 verbundenen
Empfangsspeicher 171, einer automatischen Verstärkungssteuerung 172,
im folgenden als AGC 172 bezeichnet, die automatisch die
Verstärkung
des Empfangsspeichers 171 steuert, und einer zwischen dem
Empfangsspeicher 171 und der UART 13 eingeschalteten
Demodulationseinrichtung bzw. Demodulator 173 ausgestattet.
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Die
Betriebsweise der konventionellen Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 und der
kontaktlosen Chipkarte 2 wird nun im Bezug auf die 26, 27, 28 und 29 beschrieben. Die 26 und 27 stellen die von der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 zu
der kontaktlosen Chipkarte 2 gesendeten Signalformen dar.
Die 28 zeigt ein Flussdiagramm,
welches einen kurzen Überblick über die
Betriebsweise der kontaktlosen Chipkarte 2 gibt. 29 veranschaulicht ein Flussdiagramm,
welches die Einzelheiten des den Schritten 33 und 34 aus 28 entsprechenden Betriebs
veranschaulicht.
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Als
eine grundlegende Funktionsweise sendet die Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 einen
Befehl an die kontaktlose Chipkarte 2, worauf die kontaktlose
Chipkarte 2 den Befehl ausführt und das Ergebnis zurück an die
Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 sendet.
Wird das System beispielsweise für
ein Sicherheitssystem angewendet, wird die Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 an
einer Tür
zu einem Raum installiert, wobei eine Person mit Zutrittsberechtigung zu
dem Raum die kontaktlose Chipkarte 2 bei sich trägt. Die
Kartenleseeinrichtung/ Kartenschreibeinrichtung 1 sendet
kontinuierlich einen Befehl mit der Aufforderung, eine Personenkennung
zurückzugeben,
und bei Empfang des Befehls durch die Chipkarte 2 gibt
diese die Personenkennung zurück.
Die Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 überprüft die Personenkennung
und entriegelt die Tür, falls
die Person mit der Personenkennung zugangsberechtigt ist. Es gibt
einige Fälle,
in denen der mit der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 verbundene
Hostcomputer die Personenkennung überprüft.
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Wie
bei dem Bezugszeichen (a) in 26 dargestellt,
ist das von der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 an
die kontaktlose Chipkarte 2 gesendete Signal so konfiguriert,
dass zuerst ein Triggersignal ausgesendet wird, dann eine einem
Intervall von zwei Bit folgende Anfangskennung versendet wird und
dann die in 27 gezeigten
Daten folgen.
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Ein
eine Dateneinheit darstellender in 27 gezeigter
Rahmen umfasst ein Start-Bit mit einer Länge von 1 Bit, Daten mit einer
Länge von
8 Bit, ein Paritäts-Bit
mit einer Länge
von 1 Bit und ein Stop-Bit mit einer Länge von 2 Bit. Die aus 26 ersichtliche Startkennung
gibt den Daten, die dieselbe Konfiguration wie der Einzelrahmen
aus 27 besitzen, zu
erkennen, dass die Daten mit der Länge von 8 Bit des Einzelrahmens
ein vorbestimmtes Bitmuster besitzen.
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Auf
die Quittierung des in 26 unter
dem Bezugszeichen (a) gezeigten Triggersignals hin wird die kontaktlose
Chipkarte 2 von einem Ruhezustand in einen aktiven Zustand
umgeschaltet und versetzt somit die UART 23 in die Lage,
Signale zu empfangen (vgl, die Schritte 30 bis 32 in 28). Dann, wenn die kontaktlose Chipkarte
die unter dem Bezugszeichen (a) in 26 dargestellte
Startkennung empfängt,
beginnt sie mit dem Empfangen eines aus 27 ersichtlichen Datenblocks (vgl. die
Schritte 33 und 34), führt die Verarbeitung als Reaktion
auf das Kommando aus und sendet das Ergebnis zurück an die Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 oder
führt andere
passende Verarbeitung aus und wechselt dann zurück in den Ruhezustand (vgl.
den Schritt 35).
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Die
UART 23 der kontaktlosen Chipkarte 2 beginnt bei
Erfassung des Start-Bits der Länge
1 Bit mit dem Empfang der Daten, und empfängt die folgenden 8 Bits als
Daten (vgl. den Schritt 40 in 29). Das Stop-Bit mit einer Länge von
2 Bit zeigt die Pause zwischen Rahmen an; kann diese Pause nicht
erfasst werden, wird dies als ein Rahmenfehler festgestellt und
die in dieser Zeit empfangenen Daten werden nicht aufgenommen, wobei
das System wartet, bis es das nächste
Start-Bit (1-Bit, das den Wechsel vom hohen Niveau zum niedrigen
Niveau, wie in 27 dargestellt,
anzeigt), d. h. bis eine Synchronisation erreicht ist, bevor es
zum Schritt 40 (vgl. die Schritte 41 und 42)
zurückgeht.
Tritt kein Rahmenfehler auf, dann nimmt das System die nächsten Daten
auf (vgl. den Schritt 43).
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Mit
anderen Worten, wird das Start-Bit nicht richtig erfasst, ist es
sehr wahrscheinlich, dass das nächste
Start-Bit nicht richtig erfasst werden kann, bis der Rahmenfehler
auftritt.
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Wie
unter dem Bezugszeichen (a) in 26 gezeigt,
wird die Startkennung, die einen Datenblock mit einem besonderen
Bitmuster darstellt, empfangen, nachdem das Triggersignal empfangen
worden ist. Die kontaktlose Chipkarte versetzt die UART 23 in die
Lage, Signale nur nach der Beendigung des Triggersignals zu empfangen;
daher kann die Startkennung sicher empfangen werden, wenn das Triggersignal
richtig empfangen wird.
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Wird
jedoch das Triggersignal resultierend aus einem Scheitern des richtigen
Empfangs des Triggersignals ausgelassen, wie unter dem Bezugszeichen
(b) der 26 durch die
gestrichelte Linie angezeigt (beispielsweise, wenn sich der Abstand zwischen
der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 und
der kontaktlosen Chipkarte 2 gerade noch in dem Kommunikationsbereich
befindet), dann wird die kontaktlose Chipkarte 2 aktiviert,
die UART 23 für
das Empfangen bereitzumachen, wodurch der mit „A" bezeichnete Bereich des Triggersignals
irrtümlicherweise
als das Start-Bit in der Startkennung empfangen wird. Die UART 23 verarbeitet Daten
auf einer Basis von 8 Bit; daher kann die folgende Startkennung
nicht richtig empfangen werden, wodurch der gesamte Datenblock übersprungen wird.
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Nun
wird die Betriebsweise des Empfangsschaltung 17 der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 erläutert.
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Die
Intensität
einer Funkwelle schwankt in großem
Maße abhängig von
dem Abstand zwischen der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 und
der kontaktlosen Chipkarte 2. Aus diesem Grund ist es erforderlich,
die Verstärkung
der Empfangsschaltung 17 einzustellen. Daher beinhaltet
die Empfangsschaltung eine AGC 172. Nimmt die Verstärkung einmal
ab, benötigt
die AGC 172 jedoch eine gewisse Zeit, ihre ursprüngliche
Verstärkung wiederherzustellen.
Die Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 besitzt
eine Übertragungsantenne 15 und
eine Empfangsantenne 16, welche dieselbe Frequenz teilen;
daher empfängt
sie über
ihre eigene Empfangsantenne 16 die Funkwellen (extrem intensiv),
welche die Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 selber über ihre
Empfangsantenne 16 aussendet. Dies bewirkt für eine zeitlang nach
der Übertragung
eine Verminderung der Verstärkung
der AGC 172. Als ein Ergebnis wird der Kommunikationsabstand
zwischen der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 und
der kontaktlosen Chipkarte verkürzt.
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Das
bedeutet, dass bei einer konventionellen kontaktlosen Chipkarte
ein Problem darin bestand, dass, falls sie verfehlt das Triggersignal
von der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 richtig zu
empfangen, sie dann die Startkennung nicht sicher empfangen kann
und den gesamten Datenblock überspringt,
was in einer erhöhten
Kommunikationsfehlerrate mit nachfolgend verschlechterter Kommunikationszuverlässigkeit
resultiert.
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Bei
der konventionellen Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 trat
außerdem
ein Problem dahingehend auf, dass sie aufgrund der Verwendung der
selben Frequenz für
das Übertragen und
Empfangen ihre eigenen übertragenen
Funkwellen mit der Empfangsantenne 16 empfängt. Diese
intensiven Funkwellen vermindern die Verstärkung der AGC 172 der
Empfangsschaltung 17, was wiederum die Empfangsempfindlichkeit
verschlechtert und den Kommunikationsabstand verkürzt. Dies
führte
zu einer höheren
Kommunikationsfehlerrate mit nachfolgend verschlechterter Kommunikationszuverlässigkeit.
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Außerdem lag
bei der konventionellen Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 noch ein
anderes Problem darin, dass sich seine Übertragungsantenne 15 und
seine Empfangsantenne 16 aufgrund der Verwendung der selben
Frequenz für das Übertragen
und das Empfangen gegenseitig behindern. Dies zerstört den Signalverlauf
der übertragenen
und empfangenen Signale, was zu einer höheren Kommunikationsfehlerrate
und einer dürftigen Kommunikationszuverlässigkeit
führt.
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Die
Schrift EP-A-0 583 084 beschreibt eine Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung
gemäß den Oberbegriffen
der Ansprüche
1, 3 und 6. Diese Schrift zeigt eine Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung
mit einer separaten Übertragungs-
und Empfangsantenne.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung
zur Verfügung
zu stellen, die in der Lage ist, die Störung zwischen der Übertragungsantenne
und der Empfangsantenne zu verhindern, wodurch die Kommunikationsfehlerrate
vermindert wird und die Kommunikationszuverlässigkeit verbessert wird.
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Die
Aufgabe wird von einer Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung
gelöst,
wie sie in dem unabhängigen
Anspruch 1, dem unabhängigen Anspruch
3 oder dem unabhängigen
Anspruch 6 beschrieben ist.
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1 veranschaulicht mit Hilfe
eines Blockschaltbildes die Konfiguration der kontaktlosen Chipkarte
gemäß einem
erläuternden
Beispiel, das nicht Bestandteil der Erfindung ist;
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2 zeigt einen durch die
kontaktlose Chipkarte aus 1 empfangenen
Signalverlauf;
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3 stellt in einem Flussdiagramm
die Betriebsweise bzw. Operationsweise bzw. Funktionsweise der kontaktlosen
Chipkarte aus 1 dar;
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4 zeigt in einem Blockschaltbild
die Konfiguration der kontaktlosen Chipkarte gemäß einem anderen Beispiel, das
nicht Bestandteil der Erfindung ist;
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5 veranschaulicht die Betriebsweise
einer Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung zur Beschreibung
der Funktionsweise der kontaktlosen Chipkarte aus 4;
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6 zeigt ein Flussdiagramm über die Funktionsweise
der kontaktlosen Chipkarte aus 4;
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7 stellt in einem Blockdiagramm
die Konfiguration der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung
gemäß noch einem
weiteren erläuternden
Beispiel, das nicht Bestandteil der Erfindung ist, dar;
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8 veranschaulicht einen
von der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung aus 7 übertragenen Signalverlauf;
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9 bildet ein Blockschaltbild,
das die Konfiguration der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 gemäß einem
erläuternden
Beispiel zeigt, das nicht Bestandteil der Erfindung ist;
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10 zeigt einen von der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung
aus 9 übertragenen
Signalverlauf;
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11 bildet ein Blockschaltbild,
welches die Konfiguration der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
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12 bildet ein Blockschaltbild,
welches die Konfiguration der Kartenleseeinrichtung 1 Kartenschreibeinrichtung
gemäß noch einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
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13 zeigt die Konfiguration
einer Schaltschaltung von 12;
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14 ist ein Zeitverlaufsdiagramm,
welches die Operation bzw. Arbeitsweise bzw. Funktionsweise der
Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung von 12 darstellt;
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15 bildet ein Blockschaltbild,
welches die Konfiguration der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung
gemäß einem
zusätzlichen
Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
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16 bildet ein Blockschaltbild,
welches die Konfiguration der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung
gemäß noch einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
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17 stellt die Funktionsweise
der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung von 16 dar;
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18 bildet ein Blockschaltbild,
welches die Konfiguration der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung
gemäß einem
anderen erläuternden
Beispiel zeigt, das keinen Teil der Erfindung bildet;
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19 bildet ein Blockschaltbild,
welches die Konfiguration der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung
gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
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20 bildet ein Blockschaltbild,
welches die Konfiguration der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung
gemäß noch einem
anderen Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
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21 bildet ein Blockschaltbild,
welches die Konfiguration der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung
gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
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22 zeigt ein Kartensystem
gemäß einem weiteren
Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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23 zeigt ein Kartensystem
gemäß noch einem
anderen Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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24 ist ein Blockdiagramm
zur Darstellung einer Kartenvorrichtung, welche eine konventionelle
Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung und eine kontaktlose
Chipkarte umfasst;
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25 stellt die Konfiguration
einer Empfangsschaltung der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung
von 24 dar;
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26 zeigt einen von der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung
zur kontaktlosen Chipkarte aus 24 übertragenen
Signalverlauf;
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27 veranschaulicht einen
von der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung zur kontaktlosen
Chipkarte aus 24 übertragenen
Signalverlauf;
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28 ist ein Flussdiagramm über die
Funktionsweise der kontaktlosen Chipkarte aus 24; und
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29 bildet ein Flussdiagramm
zur Darstellung der Funktionsweise der kontaktlosen Chipkarte aus 24.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Im
Bezug auf die beiliegende Zeichnung beschreibt das Folgende ein
erläuterndes
Beispiel, das nicht Bestandteil der Erfindung ist. Die 1 zeigt die Konfiguration
einer kontaktlosen Chipkarte 2A, wobei eine Übertragungs-Empfangsantenne 21 bis zu
einer UART 23, eine Sendeschaltung 25, und eine Energieversorgungsschaltung 26 die
gleichen sind, wie diejenigen für
die konventionelle kontaktlose Chipkarte 2.
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In 1 beinhaltet die kontaktlose
Chipkarte 2A eine Steuereinheit 24A, welche eine
von der konventionellen Steuerschaltung 24 unterschiedliche Funktion
besitzt. Die Steuereinheit 24A beinhaltet eine Zentraleinheit
(CPU), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Speicher mit wahlfreiem
Zugriff (RAM) usw. Ferner ist es mit einer zwischen der Empfangsschaltung 22 und
der Steuereinheit 24A angeschlossenen 1-Bit Flipflopschaltung
(in 1 mit „F/F" bezeichnet) 27 ausgestattet.
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Die
Funktionsweise der kontaktlosen Chipkarte 2A soll nun in
Verbindung mit der 2 und
der 3 erläutert werden.
Die 2 veranschaulicht das
von der kontaktlosen Chipkarte 2A empfangene Signal. Die 3 zeigt ein Flussdiagramm
des Betriebs der Steuerschaltung 24A der kontaktlosen Chipkarte 2A.
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Wie
in 1 gezeigt, besitzt
die kontaktlose Chipkarte 2A die Flipflopschaltung (F/F) 27,
so dass sie die von der Empfangsschaltung 22 durch die Steuereinheit 24A empfangenen
Daten überwachen kann,
bevor die Daten zur UART-Einheit 23 versendet werden. Gemäß einem
Programm der Steuereinheit 24A werden die Daten bitweise
empfangen, wobei bei Erfassung des Bitmusters der Startkennung die
UART 23 in den Zustand Daten zu empfangen versetzt wird.
Dies ermöglicht
es, die Startkennung auch bei fehlendem Triggersignal zu erfassen.
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Die
Steuereinheit 24A empfängt
bitweise die Daten von der Flipflopschaltung (F/F) 27 und
vergleicht die empfangene Bitreihe für jedes Bit mit dem Bitmuster
der Startkennung (vgl. die Schritte 50 bis 52 in 3). Ist beispielsweise die
Startkennung ein in 2 dargestelltes
in hexadezimaler Schreibweise notiertes „5A", im folgenden als „5AH" bezeichnet, dann
sucht die Steuereinheit 24A nach einem Muster „0010110100" einschließlich des
vorausgehenden und folgenden Start-Bits und Paritäts-Bits. Erfasst die Steuereinheit
die Startkennung, stellt sie die UART 23 auf Empfangen
ein, wodurch der Empfang von Daten beginnt (vgl. die Schritte 53 und 54).
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Mit
anderen Worten, da die UART 23 acht Bits gleichzeitig empfängt, ist
die kontaktlose Chipkarte 2A mit der Flipflopschaltung
(F/F) 27 ausgestattet, die zum Überwachen des Datenempfangszustands
für jedes
Bit gemäß dem Programm
der Steuereinheit 24A in der Lage ist. Das Triggersignal
wird durch dieselbe Leitung empfangen, wie die für den Datenempfang; daher kann
die UART 23 die Daten nicht von dem Triggersignal unterscheiden.
Die Steuereinheit 24A kann sie dagegen tatsächlich unterscheiden,
da die Steuereinheit jedes Bit durch die Flipflopschaltung (F/F) 27 überwacht.
Heißt
das Bitmuster der Startkennung beispielsweise „5AH", dann beginnt die
Steuereinheit 24A, nachdem sie durch das Triggersignal
aktiviert wurde, mit dem bitweisen Empfang und stellt die UART 23 bei
Erfassung des Musters „5AH" auf
Empfang um. Folglich kann die Startkennung sicher erfasst werden,
was die Kommunikationsfehlerrate reduziert und zu einer höheren Kommunikationszuverlässigkeit
führt.
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Ein
weiteres erläuterndes
Beispiel, das nicht Bestandteil der Erfindung ist, soll im Bezug
auf die angefügte
Zeichnung erläutert
werden. In der 4 ist
die Konfiguration der kontaktlosen Chipkarte 2B dargestellt,
wobei die Übertragungs-Empfangsantenne 21 bis
zu der UART 23, die Sendeschaltung 25 und die
Energieversorgungsschaltung 26 mit denjenigen für die konventionelle
kontaktlose Chipkarte 2 identisch sind.
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Die 5 zeigt die Empfindlichkeitscharakteristiken
der AGC 172 der Empfangsschaltung 17 der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1.
Ferner veranschaulicht das Flussdiagramm der 6 die Funktionsweise bzw, den Betrieb
einer Steuerschaltung 24B der kontaktlosen Chipkarte 2B.
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Die
kontaktlose Chipkarte 2B aus 4 umfasst
eine Steuereinheit 24B, die in der Funktion von der konventionellen
bzw. herkömmlichen
Steuereinheit 24 verschieden ist. Die Steuereinheit 24B ist
mit einer Zentraleinheit (CPU), einem Nur-Lese-Speicher (ROM), einem
Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) usw. ausgestattet.
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Die
Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 verfügt über eine Übertragungsantenne 15 und
eine Empfangsantenne 16, welche die selbe Frequenz nutzen;
daher empfängt
sie über
ihre eigene Empfangsantenne 16 Funkwellen, die sie über ihre eigene Übertragungsantenne 15 aussendet.
Bei der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 ist die
Empfangsschaltung 17 mit der AGC 172 ausgestattet,
welche die Empfangsempfindlichkeit einstellt und dadurch den Empfangsabstand
ausdehnt. Verringert sich die Empfindlichkeit einmal, benötigt die AGC 172 jedoch
Zeit, ihre ursprüngliche
Empfindlichkeit wiederzuerlangen; daher kann die Empfindlichkeit,
sollte die Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 die
intensiven Funkwellen empfangen, welche die Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 selbst überträgt, nicht
vor der Antwort der kontaktlosen Chipkarte wiedererlangt werden.
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Dementsprechend
ist die Chipkarte 2B entsprechend der 5 mit einer Wartezeit versehen, so dass
die kontaktlose Chipkarte 2B erst antwortet, nachdem die
Empfangsempfindlichkeit der AGC 172 der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung (in 5 als L/S bezeichnet) 1 wiedererlangt
worden ist. Dies verhindert, dass der Kommunikationsabstand zwischen
der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 und
der kontaktlosen Chipkarte 2B abnimmt, wodurch eine geringere
Kommunikationsfehlerrate mit resultierender höherer Kommunikationszuverlässigkeit
erzielt wird.
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Genauer
räumt die
Steuereinheit 24B der kontaktlosen Chipkarte 2B,
wie in 6 im Schritt 65 dargestellt,
eine Antwortwartezeit von beispielsweise wenigen Millisekunden nach
dem Empfang eines Datenblocks von der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 ein,
und gibt dann eine Antwort an die Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 zurück. Die
weiteren Verarbeitungsschritte (die Schritte 60 bis 64 und
der Schritt 66) sind identisch mit den in 28 Dargestellten.
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Noch
ein weiteres erläuterndes
Beispiel, das nicht Bestandteil der Erfindung ist, soll im Bezug
auf die beigefügte
Zeichnung beschrieben werden. Die 7 zeigt
die Konfiguration einer Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1A,
wobei eine Eingabe-/Ausgabe-Schaltung 11 und
die UART 13 bis zu einer Energieversorgungsschaltung 18 identisch
mit denjenigen der konventionellen Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 sind.
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8 zeigt das von der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1A an
die Chipkarte 2 übertragene
Signal.
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In 7 umfasst die Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1A eine
Steuereinheit 12A, die sich von der konventionellen Steuereinheit 12 in
der Funktion unterscheidet. Die Steuereinheit 12A ist mit
einer Zentraleinheit (CPU), einem Nur-Lese-Speicher (ROM), einem
Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), usw. ausgerüstet.
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Wie
in 8 dargestellt, fügt die Steuereinheit 12A der
Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1A Fülldaten „00H" der
Länge von
einem Byte zwischen das Triggersignal und die Startkennung zum Zeitpunkt
der Übertragung
ein. Genauer werden die Daten so ausgesendet, dass das Triggersignal
von Daten gefolgt wird, die in einem Datenabschnitt eines Rahmens
von 8 Bit die Bezeichnung „00H" besitzen,
worauf weiter eine Startkennung folgt, die beispielsweise in einem
Rahmen aus dem Datenabschnitt von 8 Bit „00H" heißt, und
dann reguläre
Daten folgen.
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Wie
beim Bezugszeichen (b) in 26 zu sehen,
tritt, auch wenn die Chipkarte 2 irrtümlicherweise den Abschnitt
A des Triggersignals als das Start-Bit erfasst, ein Rahmenfehler
auf, da die Fülldaten „00H" folgen,
wodurch sie zum richtigen Empfang der nächsten Startkennung befähigt wird.
Dies führt zu
einer verringerten Kommunikationsfehlerrate und einer höheren Kommunikationszuverlässigkeit.
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Nun
wird noch ein weiteres erläuterndes
Beispiel, das keinen Teil der Erfindung darstellt, im Bezug auf
die beigefügte
Zeichnung beschrieben. 9 zeigt
die Konfiguration einer Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1B,
wobei die Eingabe-/Ausgabe-Schaltung 11 und
die UART-Einheit 13 bis zu der Energieversorgungsschaltung 18 identisch
mit denjenigen der konventionellen Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1 sind.
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Die 10 stellt das von der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1B an
die kontaktlose Chipkarte 2 übertragene Signal dar.
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In 9 umfasst die Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1B eine
Steuereinheit 12B, die sich von der konventionellen Steuereinheit 12 in
der Funktion unterscheidet. Die Steuereinheit 12B besitzt
eine Zentraleinheit (CPU), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen
Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), usw.
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Wie
in 10 gezeigt, lässt die
Steuereinheit 12B der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1B ein
Intervall von zumindest einem Rahmen (12 Bits) zwischen
dem Triggersignal und der Startkennung zur Zeit der Übertragung
zu. Genauer überträgt die Steuereinheit 12B die
Daten so, dass das Triggersignal von einer Wartezeit gefolgt wird,
welche einem von beispielsweise einem Timer eingestelltem Rahmen
entsprechen, worauf eine Startkennung mit dem Abschnitt einer Länge von 8-Bit,
der „5AH" wiedergibt,
in einem Rahmen folgt, bevor reguläre Daten nachfolgen.
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Bei
der kontaktlosen Chipkarte 2 veranlasst zur Zeit des Empfangs,
wie beim Bezugszeichen (b) in 26 gezeigt,
das fehlende Triggersignal bei fehlendem Triggersignal eine Beendigung
des Triggersignals, auch wenn der Empfang unmittelbar nach Empfang
des Triggersignal ermöglicht
wird. Die kontaktlose Chipkarte erfasst dann den nächsten Abschnitt
A als das Start-Bit und empfängt
Daten der Länge
von einem Byte, wobei es jedoch sehr unwahrscheinlich ist, dass
sie mit der Startkennung übereinstimmt;
daher werden die Daten mit einer Länge von einem Byte übersprungen,
was es ermöglicht,
die nächste
Startkennung normal zu empfangen. Dies reduziert die Kommunikationsfehlerrate
und erzielt folglich eine höhere
Kommunikationszuverlässigkeit.
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Ausführungsbeispiel 1
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. 11 zeigt die Konfiguration
einer Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1C gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung, wobei die Ein/Ausgabeschaltung 11 und die UART 13 bis
zur Energieversorgungsschaltung 18 die selben sind, wie
diejenigen der konventionellen Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1.
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In 11 umfasst die Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1C eine
Steuereinheit 12C, welche sich von der konventionellen
Steuereinheit 12 in der Funktion unterscheidet, und eine Schaltschaltung 19,
welche einen analogen Schalter (beispielsweise M74HC4066) oder ein
Relais umfasst. Die Steuereinheit 12C weist eine Zentraleinheit (CPU),
einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff
(RAM), usw. auf.
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Bei
der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1C ist
die Empfangsschaltung 17 mit der AGC 172 ausgestattet,
welche die Empfangsempfindlichkeit einstellt, wodurch der Empfangsabstand erweitert
wird. Die AGC 172 benötigt
jedoch Zeit, um ihre Originalempfindlichkeit wiederzugewinnen, sobald
die Empfindlichkeit abnimmt; daher kann, wenn die Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1C die
intensiven Funkwellen empfängt,
welche die Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1C selbst überträgt bzw.
sendet, die Empfindlichkeit nicht wiedergewonnen bzw. wiederhergestellt
werden, bevor die kontaktlose Chipkarte 2 antwortet.
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Dementsprechend
ist, wie in 11 gezeigt, die
Schaltschaltung 19 zwischen der Empfangsantenne 16 und
der Empfangsschaltung 17 angeschlossen. Die Steuereinheit 12C schaltet
die Schaltschaltung 19 während der Sendung AUS, indem
ein Übertragungsstatussignal
Verwendung findet, welches anzeigt, dass gerade eine Übertragung
läuft. Dies
trennt die Empfangsantenne 16 von der Empfangsschaltung 17,
und die AGC 172 arbeitet nicht. Daher nimmt die Empfindlichkeit
der AGC 172 nicht ab, was es möglich macht zu verhindern,
dass der Kommunikationsabstand zwischen der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1C und
der kontaktlosen Chipkarte 2 abnimmt. Dies hat eine geringere
Kommunikationsfehlerrate und eine höhere Kommunikationszuverlässigkeit
zur Folge.
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Ausführungsbeispiel 2
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Nun
wird noch ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. 12 zeigt die Konfiguration
einer Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1D gemäß diesem
Ausführungsbeispiel der
Erfindung, wobei die Ein/Ausgabeschaltung 11 und die UART 13 bis
zur Energieversorgungsschaltung 18 die selben sind, wie
diejenigen der konventionellen Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1.
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13 zeigt die Konfiguration
einer Schaltschaltung 19A der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1D. 14 veranschaulicht die Funktionsweise
einer Steuereinheit 12D der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1D.
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In 12 umfasst die Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1D eine
Steuereinheit 12D, welche sich von der konventionellen
Steuereinheit 12 in der Funktion unterscheidet, und eine Schaltschaltung 19A,
welche analoge Schalter usw. umfasst. Die Steuereinheit 12C weist
eine Zentraleinheit (CPU), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Speicher mit wahlfreiem
Zugriff (RAM), usw. auf.
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In 13 umfasst die Schaltschaltung 19A Schottkydioden 191 und 192,
einen an die Empfangsantenne 16 angeschlossenen Widerstand 193, einen
analogen Schalter (beispielsweise M74HC4066) 194, welcher
an den Widerstand 193 und die Empfangsschaltung 17 angeschlossen
ist, und welcher durch ein Steuersignal A der Steuereinheit 12D EIN/AUS
schaltet, einen analogen Schalter (beispielsweise M74HC4066) 195,
welcher zwischen einem Anschlusspunkt P1 des Widerstands 193 und dem
analogen Schalter 194 und Masse angeschlossen ist, und
welcher durch ein Steuersignal B der Steuereinheit 12D EIN/AUS
schaltet, und einen analogen Schalter (beispielsweise M74HC4066) 196, welcher
zwischen einem Anschlusspunkt P2 des analogen Schalters 194 und
der Empfangsschaltung 17 und Masse angeschlossen ist, und
welcher durch ein Steuersignal C der Steuereinheit 12D EIN/AUS schaltet.
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Die
analogen Schalter 194 bis 196 schalten EIN, wenn
sich die Steuersignale A, B, und C auf hohem Pegel befinden, während sie
AUS schalten, wenn sich die Steuersignale auf niedrigem Pegel befinden,
wobei sie jedoch nicht vollkommen AUS schalten; die analogen Schalter
stellen beispielsweise einen Widerstand von 109 Ω zur Verfügung, wenn sie
AUS schalten, während
sie beispielsweise einen Widerstand von 45 Ω zur Verfügung stellen, wenn sie EIN
schalten. Daher reicht der analoge Schalter 194 allein
nicht aus, um die Empfangsantenne 16 vollkommen von der
Empfangsschaltung 17 zu trennen. Aus diesem Grund werden
die analogen Schalter 195, 196, der Widerstand 193,
und die Schottkydioden 191, 192 auch in Kombination
verwendet. Die Schottkydioden 191, 192 funktionieren,
um ein durch die Empfangsantenne 16 empfangenes Signal
zu halten. Überschreitet
die Amplitude des Signals die Vorwärtsspannung (VF)
der Schottkydioden 191, 192, wird die den Spannungspegel überschreitende
Spannung abgeschnitten, wodurch die Amplitude des empfangenen Signals
unter die Vorwärtsspannung VF gesteuert wird.
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Zur Übertragung
setzt die Steuereinheit 12D das Steuersignal A auf den
niedrigen Pegel, um den analogen Schalter 194 AUS zu schalten,
und setzt die Steuersignale B und C auf den hohen Pegel, um die
analogen Schalter 195 und 196 EIN zu schalten. Zum
Empfang setzt die Steuereinheit 12D das Steuersignal A
auf den hohen Pegel, um den analogen Schalter 194 EIN zu
schalten, während
sie die Steuersignale B und C auf den niedrigen Pegel setzt, um die
analogen Schalter 195 und 196 AUS zu schalten.
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Der
Widerstand 193 mit dem Widerstandswert (45 Ω), welcher
zur Verfügung
steht, wenn der analoge Schalter 195 EIN geschaltet ist,
arbeitet, um die Spannung an dem Anschlusspunkt P1 zu vermindern,
indem die Spannung eines durch die Empfangsantenne 16 empfangenen
elektrischen Signals geteilt wird, wenn der analoge Schalter 195 EIN
geschaltet ist. Beispielsweise wird, wenn der Widerstandswert des
Widerstands 193 einen Wert von 200 Ω aufweist, und der Widerstandswert,
der zur Verfügung
gestellt ist, wenn der analoge Schalter 195 EIN geschaltet
ist, 45 Ω beträgt, dann
weist die Spannung an dem Anschlusspunkt P1 den Wert 55 mV auf, wenn
das durch die Empfangsantenne 16 empfangene Signal 300
mV beträgt.
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Danach
wird der an die Empfangsschaltung 17 angelegte Wert der
Spannung aufgrund der analogen Schalter 194 (AUS-Widerstandswert:
109 Ω) und 196 (EIN-Widerstandswert:
45 Ω) fast
Null. Soweit wie die Widerstandswertkomponenten betroffen sind,
scheint es, dass die beiden analogen Schalter 194 und 196 allein
ausreichend sind, jedoch ist es beim tatsächlichen Gebrauch notwendig,
die Spannung an dem Anschluss- bzw. Verbindungspunkt P1 aufgrund
der möglichen
kapazitiven Kopplung des Eingangs und Ausgangs des analogen Schalters 194 zu
reduzieren.
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Zum
Empfang ist der analoge Schalter 194 auf EIN gesetzt, während die
analogen Schalter 195 und 196 auf AUS gesetzt
sind. Der Widerstand 193 wird zwischen der Empfangsantenne 16 und
der Empfangsschaltung 17 angeschlossen sein, jedoch wird
die Empfangsspannung von der Empfangsantenne 16 unverändert an
die Empfangsschaltung 17 übertragen werden, da keine
Spannungsteilung vorhanden sein wird.
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Für den Schaltzeitpunkt
des analogen Schalters 194 und der analogen Schalter 195 und 196 wurde
herausgefunden, dass ein zur Verfügung stellen einer Zeitverzögerung veranlasst,
dass derartiges Schalten weniger Einflüsse auf die Empfangsschaltung 17 ausübt, wie
in 14 gezeigt. Eine
Schaltstörung,
welche durch den analogen Schalter 194 verursacht wird,
wenn er EIN schaltet, wird an die Empfangsschaltung 17 übertragen.
Um zu verhindern, dass eine derartige Schaltstörung an die Empfangsschaltung 17 übertragen
wird, werden die analogen Schalter 195 und 196 im
Voraus auf EIN gesetzt.
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Die
analogen Schalter 194 bis 196 arbeiten auf digitalen
Schaltungen, wobei digitale Störungen erzeugt
werden, wenn sie operieren bzw. betrieben werden. Die Empfangssignale
der Empfangsantenne 16 schwingen zwischen positiv und negativ;
daher müssen
für die
analogen Schalter 194 bis 196 normalerweise positive/negative
Energieversorgungseinrichtungen Verwendung finden. Die Schaltschaltung 19A ist
jedoch derart konzipiert, dass das Signal nicht sehr stark auf die
negative Seite schwingt; daher kann das Schalten von einer einzelnen
Energieversorgungseinrichtung (beispielsweise einer einzelnen 5
V – Gleichspannungs-Energieversorgungseinrichtung)
durchgeführt
werden. Mit anderen Worten wird der selbe Effekt wie der bei dem
anderen Ausführungsbeispiel
(Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1C) erzielt,
und die Energieversorgungsschaltung 18 arbeitet als eine
zufriedenstellende Energieversorgungseinrichtung für die Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1D,
was den Bedarf an irgendeiner zusätzlichen positiven/negativen Energieversorgungseinrichtung
beseitigt, was zu reduzierten Kosten zur Konfiguration des Systems
beiträgt.
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Ausführungsbeispiel 3
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Nun
wird noch ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. 15 zeigt die Konfiguration
einer Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1E gemäß diesem
Ausführungsbeispiel der
Erfindung, wobei die Ein/Ausgabeschaltung 11, die UART 13 bis
zur Übertragungsantenne 15,
der Empfangsschaltung 17 und die Energieversorgungsschaltung 18 die
selben sind, wie diejenigen der konventionellen Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1.
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In 15 umfasst die Kartenleseeinrichtung 1 Kartenschreibeinrichtung 1E eine
Steuereinheit 12E, welche sich von der konventionellen
Steuereinheit 12 in der Funktion unterscheidet, und eine
Empfangsantenne 16A, welche eine Schaltschaltung 161 mit
analogen Schaltern oder Relais umfasst. Die Steuereinheit 12E ist
mit einer Zentraleinheit (CPU), einem Nur-Lese-Speicher (ROM), einem
Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), usw. ausgestattet.
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Während einer Übertragung
wird die Schaltschaltung 161 von einem Übertragungsstatussignal von
der Steuereinheit 12E gesteuert, um zu verhindern, dass
die Empfangsantenne 16A mitschwingt.
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Die
Steuereinheit 12E setzt die Schaltschaltung 161 während einer Übertragung
auf EIN, um zu verhindern, dass die Empfangsantenne 16A mitschwingt,
während
sie die Schaltschaltung 161 während eines Empfangs auf AUS
setzt, um Funkwellen zu empfangen. Dies verhindert, dass sich die Übertragungsantenne 15 und
die Empfangsantenne 16A gegenseitig stören, was in einer reduzierten
Kommunikationsfehlerrate resultiert, und folglich zu einer höheren Kommunikationszuverlässigkeit
beiträgt.
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Ausführungsbeispiel 4
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Nun
wird noch ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. 16 zeigt die Konfiguration
einer Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1F gemäß diesem
Ausführungsbeispiel der
Erfindung, wobei die Ein/Ausgabeschaltung 11, die UART 13,
die Sendeschaltung 14, und die Empfangsantenne 16 bis
zu der Energieversorgungsschaltung 18 die selben sind,
wie diejenigen der konventionellen Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1.
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17 zeigt die Signalformen
der empfangenen Signale der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1F.
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In 16 umfasst die Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1F eine
Steuereinheit 12F, welche sich von der konventionellen
Steuereinheit 12 in der Funktion unterscheidet, und eine Übertragungsantenne 15A,
welche eine Schaltschaltung 151 mit analogen Schaltern
oder Relais umfasst. Die Steuereinheit 12F weist eine Zentraleinheit
(CPU), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Speicher mit wahlfreiem
Zugriff (RAM), usw. auf.
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Bei
der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1E umfassen
sowohl die Übertragungsantenne 15A als
auch die Empfangsantenne 16 Parallelresonanzschaltungen,
und auch die Übertragungsantenne 15A empfängt Funkwellen
während des
Empfangs. Aus diesem Grund schwingen die beiden Antennen mit, und
es stört
eine geringfügiger Unterschied
in der Resonanzfrequenz die Phase, was veranlasst, dass die Empfangsantenne 16 eine Signalform
bzw. Wellenform empfängt,
welche die über
die Übertragungsantenne 15A erlangte
Signalform und die über
die Empfangsantenne Erlangte, wie in (c) von 17 gezeigt, kombiniert. Daher wird, wie
durch die Pfeilspitze in (c) der Zeichnung gezeigt, die empfangene
Signalform deformiert, was verhindert, dass die Empfangsantenne 16 eine
intakte empfangene Signalform erstellt.
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Dementsprechend
setzt die Steuereinheit 12F der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1F die
Schaltschaltung 151 durch das Empfangsstatussignal während des
Empfangens auf EIN, um die Resonanz bzw. das Mitschwingen der Übertragungsantenne 15A zu
verhindern. Dies ermöglicht,
dass die Empfangsantenne 16 ein Signal mit einer intakten
Signalform, wie in (b) von 17 gezeigt,
empfängt.
Während
der Übertragung
setzt die Steuereinheit 12F die Schaltschaltung 151 auf
AUS. 17(a) zeigt die
Signalform des von der kontaktlosen Chipkarte 2 an die
Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1F gesendeten
Signals. Daher kann die Störung
zwischen der Übertragungsantenne 15A und
der Empfangsantenne 16 verhindert werden. Dies ermöglicht eine
reduzierte Kommunikationsfehlerrate, was in einer verbesserten Kommunikationszuverlässigkeit
resultiert.
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Nun
wird ein anderes erläuterndes
Beispiel, welches keinen Teil der Erfindung bildet, unter Bezugnahme
auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. 18 zeigt die Konfiguration einer Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1G,
wobei die Ein/Ausgabeschaltung 11 bis zu der Sendeschaltung 14,
und die Empfangsantenne 16 bis zu der Energieversorgungsschaltung 18 die
selben sind, wie diejenigen der konventionellen Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1.
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In 18 ist die Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1G mit
einer Übertragungsantenne 15B ausgestattet,
welche eine Serienresonanzschaltung aufweist.
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Ein
Konfigurieren der Übertragungsantenne 15B mit
der Serienresonanzschaltung bildet keine Schleife wie bei der Parallelresonanzschaltung,
was folglich verhindert, dass Funkwellen empfangen werden. Dies
macht es möglich,
die Signalform des über die
Empfangsantenne 16 empfangenen Signals vor einer Deformation
zu bewahren, was zu einer reduzierten Kommunikationsfehlerrate mit
einer resultierenden höheren
Kommunikationszuverlässigkeit führt.
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Die
Serienresonanzschaltung erfordert größere elektrische Ströme zur Ansteuerung
als bei der Parallelresonanzschaltung; daher ist es notwendig, die
Kapazität
der Energieversorgungsschaltung 18 der Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1G zu
erhöhen,
wenn die Serienresonanzschaltung Verwendung findet. Die Serienresonanzschaltung kann
jedoch bei einer niedrigeren Spannung angesteuert werden, und daher
ist es nicht erforderlich zwei Energieversorgungseinrichtungen zu
verwenden, wie in einem Fall, bei dem die Parallelresonanzschaltung
Verwendung findet; es kann eine einzelne Energieversorgungseinrichtung
von beispielsweise 5 V Gleichspannung für die Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1G Verwendung
finden (die Spannung hängt
von Q in dem Fall der Serienresonanz ab).
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Ausführungsbeispiel 5
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Nun
wird noch ein anderes Ausführungsbeispiel
der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. 19 zeigt die Konfiguration
einer Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1H gemäß diesem
Ausführungsbeispiel der
Erfindung, wobei die Ein/Ausgabeschaltung 11, die UART 13,
die Sendeschaltung 14, die Empfangsschaltung 17,
und die Energieversorgungsschaltung 18 die selben sind,
wie diejenigen der konventionellen Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1.
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In 19 umfasst die Kartenleseeinrichtung 1 Kartenschreibeinrichtung 1H eine
Steuereinheit 12H, welche sich von der konventionellen
Steuereinheit 12 in der Funktion unterscheidet, die Übertragungsantenne 15A,
welche die vorangehende Schaltschaltung 151 aufweist, und
die Empfangsantenne 16A, welche die vorangehende Schaltschaltung 161 aufweist.
Die Steuereinheit 12H ist mit einer Zentraleinheit (CPU),
einem Nur-Lese-Speicher (ROM), einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM),
usw. ausgestattet.
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Die
Kartenleseeinrichtung 1 Kartenschreibeinrichtung 1H ist
mit der Übertragungsantenne 15A und
der Empfangsantenne 16A ausgestattet, welche bereits erläutert wurden.
Daher erlaubt dies eine Ausdehnung bzw. Erweiterung des Empfangsabstands und
verhindert, dass die Übertragungsantenne 15A die
Empfangsantenne 16A beeinflusst, was es möglich macht,
eine Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung zu erzielen,
welche in der Lage ist, die Kommunikationsfehlerrate zu reduzieren,
was in einer höheren
Kommunikationszuverlässigkeit
resultiert.
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Ausführungsbeispiel 6
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Nun
wird noch ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. 20 zeigt die Konfiguration
einer Kartenleseeinrichtung 1 Kartenschreibeinrichtung 1J gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung, wobei die Ein /Ausgabeschaltung 11, die UART 13,
die Sendeschaltung 14, die Empfangsschaltung 17,
und die Energieversorgungsschaltung 18 die selben sind,
wie diejenigen der konventionellen Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1.
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In 20 umfasst die Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1J eine
Steuereinheit 12J, welche sich von der konventionellen
Steuereinheit 12 in der Funktion unterscheidet, und die Übertragungsantenne 15B,
welche eine Serienresonanzschaltung aufweist, und die Empfangsantenne 16A, welche
die vorangehende Schaltschaltung 161 aufweist. Die Steuereinheit 12J ist
mit einer Zentraleinheit (CPU), einem Nur-Lese-Speicher (ROM), einem Speicher
mit wahlfreiem Zugriff (RAM), usw. ausgestattet.
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Die
Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1J ist mit
der Übertragungsantenne 15B und der
Empfangsantenne 16A ausgestattet, welche bereits erläutert wurden.
Daher erlaubt dies eine Ausdehnung des Empfangsabstands und verhindert, dass
die Übertragungsantenne 15B die
Empfangsantenne 16A beeinflusst, was es möglich macht,
eine Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung zu erzielen,
welche in der Lage ist, die Kommunikationsfehlerrate zu reduzieren,
was in einer höheren
Kommunikationszuverlässigkeit
resultiert.
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Ausführungsbeispiel 7
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Nun
wird ein zusätzliches
Ausführungsbeispiel
der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. 21 zeigt die Konfiguration
einer Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1K gemäß diesem
Ausführungsbeispiel der
Erfindung, wobei die Ein/Ausgabeschaltung 11, die UART 13,
Sendeschaltung 14, die Empfangsantenne 16, die
Empfangsschaltung 17, und die Energieversorgungsschaltung 18 die
selben sind, wie diejenigen der konventionellen Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1.
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In 21 umfasst die Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1K eine
Steuereinheit 12K, welche sich von der konventionellen
Steuereinheit 12 in der Funktion unterscheidet, jedoch
die selbe Funktion wie die der Steuereinheit 12A von 7 und der Steuereinheit 12D von 12 aufweist, die eine Serienresonanzschaltung
aufweisende Übertragungsantenne 15B,
und die vorangehende Schaltschaltung 19A. Die Steuereinheit 12K ist
mit einer Zentraleinheit (CPU), einem Nur-Lese-Speicher (ROM), einem
Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), usw. ausgestattet.
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Die
Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1K ist mit
den Steuereinheiten 12A und 12D, der Übertragungsantenne 15B und
der Schaltschaltung 19A ausgestattet, welche bereits erläutert wurden.
Daher ist es möglich,
eine Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung zu erzielen,
welche in der Lage ist, die Form eines gesendeten Signals zu ändern, die
Empfangsschaltung vor einer Beeinflussung während der Übertragung zu bewahren, und
zu verhindern, dass die Übertragungsantenne
die Empfangsantenne stört.
Zusätzlich
ist die kontaktlose Chipkarte in der Lage, die Startkennung sicherer
zu empfangen. Folglich können
eine Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung und eine kontaktlose Chipkarte
erzielt werden, welche eine geringere Kommunikationsfehlerrate und
eine höhere
Kommunikationszuverlässigkeit
sicherstellen.
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Zudem
kann ein Kartensystem geschaffen werden, das in der Lage ist, die
Kommunikationsfehlerrate zu reduzieren und die Kommunikationszuverlässigkeit
zu verbessern, indem die vorangehende Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1K und
die zuvor genannte Chipkarte 2A kombiniert werden, wie
in 22 gezeigt, oder
indem die vorangehende Kartenleseeinrichtung/Kartenschreibeinrichtung 1K und
die zuvor genannte kontaktlose Chipkarte 2B kombiniert
werden, wie in 23 gezeigt.