Система бесконтактного считывания чип-карт, размещенных на объектах

Изобретение относится к области автоматики и предназначено для идентификации объекта по данным, содержащимся в чип-карте. Техническим результатом является расширение области применения. Система бесконтактного считывания, содержащая чип-карту, закрепленную на плоском основании объекта, например книги (11), для его идентификации по данным, содержащимся в чипе карты, и мобильное считывающее устройство (16), снабженное антенной для считывания данных карты. Антенна считывающего устройства (16) состоит из спирали меньшего размера, соединенной последовательно со спиралью большего размера, причем спирали концентрические и с навивкой в одном направлении. Максимальная величина составляющей (Н) электромагнитного поля, созданного антенной, достигается на определенном расстоянии от антенны. Прием чип-картой передаваемых антенной электромагнитных сигналов будет максимальным, когда антенна расположена перпендикулярно относительно основания карты и на определенном расстоянии от последней. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к системам, использующим бесконтактные чип-карты и считывающее устройство, обеспечивающее подачу необходимой для карт энергии за счет электромагнитной связи, чтобы информация из чип-карты могла считываться считывающим устройством, в частности к бесконтактной системе считывания чип-карт, размещенных на объектах.

Предшествующий уровень техники

В настоящее время широко используются во многих областях бесконтактные приемно-передающие системы. Одной из областей применения является бесконтактная чип-карта, представляющая собой систему, все более широко используемую в сфере общественного транспорта. Они разработаны также как средство платежа.

Обмен информацией между бесконтактной картой и связанным с ней считывающим устройством осуществляется посредством дистанционной электромагнитной связи между антенной, размещенной в бесконтактной карте, и второй антенной, расположенной в считывающем устройстве. Для производства, хранения и обработки информации карта снабжена чипом, содержащим зону памяти и микропроцессор, который соединен с антенной.

Другая область применения бесконтактных чип-карт, приобретающая все большее значение, состоит в использовании последних для распознавания предметов, таких как книги, диски (CD-ROM или DVD), предназначенных для продажи или выдачи во временное пользование. В данном случае чип-карта, помещенная на каждом объекте, содержит в памяти данные, идентифицирующие объект, которые позволяют таким образом инвентаризировать и идентифицировать предмет в момент его передачи в распоряжение покупателя (в случае продажи) или абонента (в случае выдачи во временное пользование).

На рынке имеются системы считывания этикеток, помещенных на обложке книг, расставленных на стеллажах библиотеки. В этой системе портативное считывающее устройство включает считывающую антенну, размещенную на плоском основании.

В момент считывания плоское основание устанавливается параллельно считываемой этикетке таким образом, что создаваемое антенной считывающего устройства электромагнитное поле может замыкаться перпендикулярно относительно плоскости этикетки. Следовательно, используются, главным образом, силовые линии поля края антенны, и этим диктуется необходимость удержания края антенны в непосредственной близости от переплета книги, то есть на расстоянии порядка 1 см. В связи с тем что переплеты необязательно соответствующим образом выровнены, некоторые книги, задвинутые глубже на стеллаже, оказываются, таким образом, слишком удаленными и не могут быть идентифицированы при перемещении считывающего устройства перед книгами. Следовательно, необходимо каждый раз следить за тем, чтобы антенна прижималась к переплетам идентифицируемых книг, независимо от положения соответствующего переплета на стеллаже, что ограничивает эффективность считывающего устройства, а также и скорость операции.

Краткое изложение существа изобретения

Технической задачей настоящего изобретения является создание системы считывания объектов, расположенных на стеллажах и снабженных бесконтактными картами для их распознавания, в которой используемая для распознавания объектов антенна мобильного считывающего устройства установлена перпендикулярно относительно плоскости бесконтактных карт и не находится в контакте или в квазиконтакте с объектами в момент считывания.

Поставленная задача согласно изобретению решена путем создания бесконтактной системы считывания, содержащей бесконтактные чип-карты, каждая из которых размещена на объекте для идентификации этого объекта по идентифицирующим его данным, содержащимся в чипе карты, и мобильного считывающего устройства, имеющего антенну для считывания идентифицирующих объект данных, причем каждая чип-карта закреплена на плоском основании объекта, согласно изобретению антенна считывающего устройства состоит из плоского основания антенны, на котором закреплена по меньшей мере одна спираль меньшего размера, последовательно соединенная со спиралью большего размера, представляющие собой концентрические спирали и имеющие одинаковое направление навивки, для получения максимального значения составляющей (Н) электромагнитного поля, созданного антенной, размещенной параллельно основанию, так что прием чип-картой посылаемых антенной электромагнитных сигналов является максимальным, когда основание антенны расположено перпендикулярно относительно плоского основания карты.

Краткое описание чертежей

Для лучшего понимания целей, предмета и отличительных признаков изобретения ниже приводится описание предпочтительного варианта воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых

фиг. 1 изображает систему считывания, на которой показано считывающее устройство перед библиотечным стеллажом, на котором расположены книги, каждая из которых имеет бесконтактную карту, согласно изобретению;

фиг. 2 изображает антенну считывающего устройства, состоящую из меньшей спирали и последовательно соединенной большей спирали, согласно изобретению;

фиг. 3 изображает диаграмму силовых линий электромагнитного поля, излучаемого считывающим устройством, согласно изобретению;

фиг. 4 изображает диаграмму величины электромагнитного поля, излучаемого обычным считывающим устройством и считывающим устройством, согласно изобретению;

фиг. 5 изображает предпочтительный вариант выполнения считывающего устройства, используемого в системе, согласно изобретению.

Подробное описание предпочтительных вариантов

воплощения изобретения

Описанная ниже система используется предпочтительно для идентификации книг в библиотеке или книжном магазине, будь то для поиска какой-то определенной книги или при проведении инвентаризации. На фиг. 1 показано, что книги 10 расположены одна рядом с другой на стеллаже 12. Каждая книга, например книга 11, имеет бесконтактную карту 14, помещенную на передней стороне обложки книги в определенном положении. Карта может размещаться также и с тыльной стороны обложки. Бесконтактная карта представляет собой чип-карту, имеющую антенну для обмена данными со считывающим устройством. Чип содержит идентификатор книги, на которой он помещен, но также может содержать информацию о содержании книги или идентификацию лица, которое взяло книгу во временное пользование, если речь идет о библиотеке.

Считывающее устройство, используемое для считывания бесконтактных карт, представляет собой считывающее устройство, основание антенны 16 которого, предпочтительно круглое по форме, параллельно корешку книг, то есть практически перпендикулярно плоскости обложек, где помещены бесконтактные карты, в вертикальной плоскости в данном случае. Считывающее устройство содержит также ручку 18, которую держит в руке оператор при перемещении считывающего устройства параллельно переплету книг. Посредством кабеля 20 считывающее устройство соединено с блоком 22 обработки для сбора данных, переданных картой 14. Следует отметить, что это соединение может быть беспроводным и осуществляться посредством передатчика, размещенного в ручке 18, и приемника на входе блока 22 обработки.

Схема антенны считывающего устройства согласно изобретению показана на фиг. 2. Антенна содержит малую спираль 24 и последовательно соединенную большую спираль 26, навивка которых выполнена в одном направлении, как показано стрелками на фиг. 2. Если L1 принять за индуктивность большей спирали, L2 за индуктивность меньшей спирали и М - коэффициент взаимоиндукции между обеими спиралями, общая индуктивность составит:

L=L1+L2+M.

Следует подчеркнуть, что обе спирали 24 и 26 могут быть независимыми или параллельными в момент их навивки в одном направлении. Но в этом случае результирующая индуктивность уже не будет суммой двух индуктивностей, а будет ниже самой меньшей из двух индуктивностей. Если предположить состояние очень близкое к резонансу, то необходимо пропустить значительно более высокий ток для получения тех же величин электромагнитного поля и, следовательно, необходим значительно больший расход энергии для получения подобного результата.

Силовые линии электромагнитного поля между спиралями, созданного двумя последовательно соединенными спиралями, представляют собой результирующую силовых линий электромагнитного поля, созданного каждой из спиралей, и показаны на фиг. 3. Спираль меньшего диаметра 24 создает силовые линии поля 28, а спираль большего диаметра 26 создает силовые линии поля 30, более значительные, чем силовые линии поля 28 на том же расстоянии d (ордината) от основания антенны, представленного осью абсцисс. Фактически направление навивки для обеих спиралей одно и то же, силовые линии поля 28 и 30 также проходят в одном и том же направлении, например по направлению часовой стрелки. Это значит, что в любой точке существует электромагнитное поле Н, в котором составляющая Н, параллельная плоскости основания антенны, имеет величину, представленную суммой составляющих того же направления обеих спиралей и превышающую каждую из двух составляющих. Следует отметить, что составляющая, перпендикулярная к основанию антенны, между спиралями незначительна, в связи с тем что обе составляющие обеих спиралей, перпендикулярные к основанию антенны, сокращаются.

На фиг. 4 показана величина радиальной составляющей Н, параллельной основанию антенны в зависимости от расстояния D до общего для двух спиралей центра О. Для сравнения кривая 32 изображает величину составляющей Н в том случае, когда отсутствует меньшая спираль, а имеется лишь бульшая спираль. Величина тем больше, чем ближе от спирали производится замер этой величины. Следовательно, максимум кривой находится непосредственно выше спирали, так как в этом месте силовые линии поля располагаются горизонтально (линии 30 на фиг. 3).

Другая кривая 34 на фиг. 4 представляет собой величину радиальной составляющей Н, параллельной основанию антенны, когда антенна имеет конструкцию, показанную на фиг. 2, то есть меньшая спираль 24 последовательно соединена с большей спиралью 26. В этом случае величины составляющих Н поля, созданного соответственно меньшей и большей спиралью, как было указано выше, складываются, что в результате дает кривую 34, быстро увеличивающуюся, начиная от центра спирали.

Очень важно для получения эффективного считывания, чтобы величина составляющей Н была равной или превышала пороговую величину Н1, которая определяет минимально допустимое расстояние между считывающим устройством и чип-картой. Если предположить это расстояние равным 5 см, то есть наиболее удобным расстоянием для осуществления считывания, то пороговая величина Н1 соответствует горизонтальной прямой, изображенной на фиг. 4. Как можно констатировать, величина Н1 сохраняется в значительном промежутке L, который проходит с обеих сторон от большей спирали 26. Наоборот, в случае отсутствия меньшей спирали величина Н1 можетбыть достигнута лишь в промежутке l, который не обеспечивает достаточную эффективность считывания.

Несмотря на то что спирали могли бы быть и прямоугольной формы (оставаясь концентрическими) для реализации изобретения, оказалось, что круглая форма является наиболее подходящей. Действительно, для обеспечения высокой эффективности считывания с прямоугольными спиралями оператор должен удерживать ручку считывающего устройства в положении, параллельном чип-карте. В то же время очевидно, что для спиралей круглой формы и имеющих, следовательно, радиальную симметрию, положение ручки считывающего устройства не имеет большого значения при считывании, так как даже в том случае, если ручка не параллельна карте, круглые спирали всегда создают одни и те же силовые линии электромагнитного поля.

Для достижения максимально возможной эффективности важно, чтобы соотношение между диаметром большей спирали и диаметром меньшей спирали находилось в интервале минимум 2 и максимум 3. Это соотношение позволяет найти компромисс между протяженностью зоны функционирования (L на фиг. 4) и радиусом охвата антенны. Таким образом, чем больше это отношение приближается к 2, тем больше сокращается зона функционирования, но увеличивается охват антенны. И наоборот, чем больше это отношение приближается к 3, тем больше зона функционирования, но меньше дальность антенны.

В предпочтительном варианте выполнения антенна считывающего устройства состоит из нескольких простых антенн (большая спираль последовательно соединенная с меньшей спиралью) (фиг. 2). Так, можно изготовить антенну считывающего устройства в соответствии с вариантом, представленным на фиг. 5. В этом случае провод антенны навит по часовой стрелке на 3/4 оборота, а затем следует спираль меньшего диаметра 42. После меньшей спирали следует навивка большего диаметра на 3/4 оборота, а затем меньшая спираль 46. После нее следует навивка большего диаметра на 3/4 оборота в последовательном соединении с меньшей спиралью 50. Наконец, за ней следует навивка большего диаметра 52 на 3/4 оборота и возврат в исходную точку первой навивки, то есть навивки 54 питания. С точки зрения питания, геометрия этого варианта выполнения позволяет получить квазисимметрическую индуктивную нагрузку для равномерного функционирования. Последовательное соединение 3 простых антенн, показанных на фиг. 2, позволяет в данном особом варианте выполнения получить величину индуктивности, обеспечивающую простое согласование антенны с частотой функционирования бесконтактной системы. Было бы крайне затруднительно, даже невозможно, согласовать антенну с частотой функционирования при слишком большей величине индуктивности. Кроме того, геометрия выполнения позволяет найти приемлемый компромисс между достаточно высокой величиной электромагнитного поля и соответствующим размером считывающего устройства.

Как было упомянуто, система согласно изобретению представляет интерес в связи с тем, что позволяет идентифицировать книги в библиотеке или в книжном магазине. Например, в библиотеке считывающее устройство отличается хорошей эргономикой и простотой использования при поиске заглавия или тома по известной ссылке. Для этого можно предусмотреть звуковой сигнал при обнаружении нужной книги. Также можно проверить надлежащий порядок размещения книг, проверив, например, расстановку книг по увеличению порядкового номера. В равной мере можно уточнить реквизиты книги, не снимая ее со стеллажа. Следует отметить, что аналогично систему можно использовать также для дисков (CD-ROM или DVD).

Такая система позволяет осуществлять все операции, если продукция оприходована при поступлении в магазин или в помещение, где она хранится, и ее наличие на полке проверяется в конце каждого рабочего дня, а ее убытие в случае продажи определяется по состоянию кассы. В действительности, наряду с тем, что считывающее устройство согласно изобретению особенно хорошо приспособлено для работы с чип-картами, всегда параллельными плоскости, перпендикулярной к плоскости антенны считывающего устройства, оно может также использоваться, даже если чип-карта не перпендикулярна к плоскости антенны. Благодаря своей конструкции считывающее устройство может свободно использоваться для идентификации любых объектов, в частности для массы предметов одежды в магазине одежды.

1. Система бесконтактного считывания, содержащая бесконтактные чип-карты (14), каждая из которых размещена на объекте (11) для идентификации этого объекта по идентифицирующим его данным, содержащимся в чипе карты, и мобильное считывающее устройство (16), имеющее антенну для считывания указанных идентифицирующих объект данных, причем каждая чип-карта закреплена на плоском основании объекта, отличающаяся тем, что антенна считывающего устройства содержит плоское основание, на котором закреплена по меньшей мере одна спираль меньшего размера (24), последовательно соединенная со спиралью большего размера (26), представляющие собой концентрические спирали и имеющие одинаковое направление навивки для получения максимального значения составляющей (Н) электромагнитного поля, созданного антенной, размещенной параллельно основанию, так что прием чип-картой посылаемых антенной электромагнитных сигналов является максимальным, когда основание антенны расположено перпендикулярно относительно плоского основания карты.

2. Система считывания по п.1, отличающаяся тем, что указанные спирали меньшего размера (24) и большего размера (26) представляют собой круглые спирали.

3. Система считывания по п.2, отличающаяся тем, что соотношение между диаметром круглой спирали большего размера и диаметром круглой спирали меньшего размера находится в пределах от 2 до 3.

4. Система считывания по п.3, отличающаяся тем, что считывающее устройство содержит три последовательно соединенные антенны, каждая из которых образована меньшей спиралью (24), последовательно соединенной с большей спиралью (26), при этом провод антенны навит таким образом, что сохраняется симметричность результирующей антенны, обеспечивающей формирование электромагнитного поля, равномерно распределенного радиально симметрично.

5. Система считывания по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что указанные бесконтактные чип-карты закреплены на плоском основании объекта, которое приблизительно параллельно определенной плоскости, являющейся вертикальной плоскостью.

6. Система считывания по п.5, отличающаяся тем, что указанными объектами являются книги, расположенные на стеллажах библиотеки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электронным системам защиты от краж, в частности к деактиваторам меток, наносимых на различные товары, чтобы предотвратить кражу товара и обеспечить прохождение добропорядочного покупателя через противокражное устройство.

Изобретение относится к носителям информации и, в частности, к универсальному магнитному устройству для идентификации. .

Изобретение относится к способу идентификации множества ответчиков. .

Изобретение относится к схеме передачи данных, содержащей станцию и предназначенную для карточки с встроенным микропроцессором ответную схему. .

Изобретение относится к способам и устройствам для распознавания образов. .

Изобретение относится к способам распознавания образов. .

Изобретение относится к коммутирующим устройствам для приема модулированного с использованием амплитудной манипуляции сигнала и предназначено для применения в носителе данных идентифицирующей системы.

Изобретение относится к способу автоматического и одновременного отслеживания и программирования ряда транспондеров и к устройству для его осуществления. .

Изобретение относится к магнитным устройствам обнаружения и считывания магнитной метки. .

Изобретение относится к области средств связи и может быть использовано для управления доступом от станции данных к по меньшей мере двум мобильным носителям данных.

Изобретение относится к маркировке, выполненной с возможностью электромагнитного считывания с основы, способу изготовления такой маркировки и запоминающему носителю информации

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в предотвращении несанкционированной регистрации магнитно-кодированных данных на носителях данных в форме карты в зоне устройств считывания. Способ защиты считывающего устройства для носителя данных в форме карты от несанкционированного оценивания или копирования магнитно-кодированных данных, которые регистрируются на считывающем устройстве для носителя данных в форме карты. При этом посредством катушки помехового поля формируется магнитное помеховое поле. Размещение, по меньшей мере, одной катушки помехового поля при этом таково, что авторизованная магнитная головка считывания при считывании магнитно-кодированных данных носителя данных в форме карты также испытывает влияние помехового поля катушки помехового поля. Регистрируется образованный полезным сигналом носителя данных в форме карты и влиянием помехового поля выходной или суммарный сигнал авторизованной магнитной головки считывания. Затем влияние помехового поля катушки помехового поля в выходном или суммарном сигнале авторизованной магнитной головки считывания компенсируется или отфильтровывается, или осуществляется избирательное выделение фильтрацией полезного сигнала из выходного или суммарного сигнала авторизованной магнитной головки считывания. 5 н. и 24 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к предотвращению несанкционированного считывания данных с карт с магнитной полосой. Технический результат - предотвращение несанкционированного считывания данных с карт с магнитной полосой. Лицевая панель банкомата, или терминала, или устройства самообслуживания, содержащая щель приема карты на лицевой панели банкомата/терминала/устройства самообслуживания, отличающаяся тем, что область расположения щели приема карты выполнена из визуально прозрачного материала, имеет конфигурацию и размер, позволяющие визуально проследить путь перемещения карты от лицевой поверхности области расположения щели приема карты до непрозрачных элементов считывателя карты (карт-ридера), расположенного за лицевой панелью банкомата/терминала/устройства самообслуживания. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для обнаружения постороннего объекта, установленного вблизи средства ввода, используемого для идентификации и/или авторизации. Технический результат - повышение надежности. Устройство содержит, по меньшей мере, ответвитель. Ответвитель приспособлен для того, чтобы подавать осциллирующий сигнал на два входных контакта антенны для получения стоячей волны, для подачи осциллирующего сигнала с предопределенным уровнем на устройство обнаружения и для того, чтобы ответвлять в устройство обнаружения отраженный сигнал, принятый антенной. Кроме того, ответвитель приспособлен определять разность фаз между поданным осциллирующим сигналом с предопределенным уровнем и отраженным сигналом, который ответвлен, чтобы обнаружить посторонний объект. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

Настоящее изобретение имеет отношение к созданию носителя информации или группы таких носителей информации, которые позволяют осуществлять точную корреляцию информации, к использованию таких носителей информации, а также к созданию считывающего устройства, при помощи которого носитель информации благодаря своему структурированному информационному слою может быть связан с действием системы обработки данных или может запускать такое действие. Технический результат - получение плоского носителя информации с четким назначением, обеспечивающего возможность введения дополнительных оптических функций в зависимости от выбора назначения. Настоящее изобретение имеет отношение к созданию системы игральных карт, которая изучает уникальные игровые характеристики игроков и позволяет производить обработку других связанных с игрой данных, причем указанная система предусматривает использование игральных карт и/или коллекционных карт как через Internet (в режиме онлайн), так и через локальную систему обработки данных (в автономном режиме); таким образом, настоящее изобретение имеет отношение к особенно предпочтительному варианту комбинирования классической коммерческой игры в карты с компьютером и видеоиграми. В частности, настоящее изобретение также преимущественно может быть использовано как система доступа к картам и к дебетным картам для игровых систем, в которых используют носитель информации с уникальным кодом, считываемым при помощи считывающего устройства. 9 н. и 8 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение описывает систему и способ для передачи данных магнитной полосы в ближнем поле (ПМП) с помощью устройства, которое передает данные платежной карты со смартфона или другого электронного устройства на терминал в точке осуществления продажи (POS-терминал). Технический результат заключается в повышении надежности передачи данных. Устройство ПМП включает в себя движущий механизм и индукционную катушку. Устройство ПМП получает данные магнитной полосы, содержащие данные платежной карты, обрабатывает данные магнитной полосы и испускает высокоэнергетические импульсы, содержащие обработанные данные магнитной полосы, которые затем воспринимаются удаленно устройством считывания магнитной полосы на POS-терминале. 4 н. и 24 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способам и оборудованию для бесконтактной идентификации с использованием электронных карт с магнитной полосой. Технический результат заключается в повышении точности определения момента прокатывания карты в считывателе и снижении энергопотребления карты-эмулятора. Устройство для обработки операций по пластиковым картам с магнитной полосой включает карту с заранее определенным форм-фактором, на которой расположены батарейный модуль, модуль коммуникации ближнего поля, эмулятор магнитной полосы, содержащий как минимум одну программируемую магнитную полосу, микрокомпьютерный модуль, как минимум одну кнопку, блок памяти, при этом на названной карте расположен генератор меандра, включающий операционный усилитель и колебательный контур, содержащий две последовательно подключенные катушки, к которым параллельно подключен конденсатор, при этом в состав микрокомпьютерного модуля, расположенного на карте, включены таймер и счетчик. Технический результат обеспечивается тем, что при осуществлении изобретения не учитывается точное значение добротности, а фиксируется ее изменение во времени, не используются значения эквивалентного сопротивления контура, а также полосы пропускания. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способам и оборудованию для бесконтактной идентификации с использованием электронных карт с магнитной полосой. Технический результат заключается в повышении точности определения момента прокатывания карты в считывателе и снижении энергопотребления карты-эмулятора. Устройство для обработки операций по пластиковым картам с магнитной полосой включает карту с заранее определенным форм-фактором, на которой расположены батарейный модуль, модуль коммуникации ближнего поля, эмулятор магнитной полосы, содержащий как минимум одну программируемую магнитную полосу, микрокомпьютерный модуль, как минимум одну кнопку, блок памяти, при этом на названной карте расположен генератор меандра, включающий операционный усилитель и колебательный контур, содержащий две последовательно подключенные катушки, к которым параллельно подключен конденсатор, при этом в состав микрокомпьютерного модуля, расположенного на карте, включены таймер и счетчик. Технический результат обеспечивается тем, что при осуществлении изобретения не учитывается точное значение добротности, а фиксируется ее изменение во времени, не используются значения эквивалентного сопротивления контура, а также полосы пропускания. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области автоматики и предназначено для идентификации объекта по данным, содержащимся в чип-карте

Наверх