数据通信系统、信息处理终端、ic芯片、读写器和其方法
【专利摘要】这里公开了一种数据通信系统、信息处理终端、IC芯片、读写器和其方法。该数据通信系统被配置为在读/写器、能以非接触方式与读/写器进行无线通信的集成电路卡和通过有线接口连接到集成电路卡的信息处理终端三方之间进行数据通信，该数据通信系统包括：具有读/写无线控制块的读/写器；具有集成电路卡无线控制块的集成电路卡；以及具有请求接受块、数据存储块和数据传输块的信息处理终端。
【专利说明】数据通信系统、信息处理终端、IC芯片、读写器和其方法
[0001](本申请是申请日为2007年6月I日、申请号为2007101058832、发明名称为“数
据通信系统、信息处理终端、IC卡、读/写器和程序”的申请的分案申请。)
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种能够以非接触方式进行无线通信的数据通信系统、信息处理终端、IC(集成电路，Integrated Circuit)卡、读/写器和程序。
【背景技术】
[0003]近来，例如能以非接触方式进行无线通信的IC标签和IC卡以及具有这些IC卡的移动电话等信息处理终端正在不断普及。这些IC标签例如用于作为嵌入商品的价格标签来以电子方式读取其价格。IC卡例如用于记录为购买的商品申请付款的电子货币信息等。以IC芯片的形式向信息处理终端附加这种IC卡功能，这允许通过信息处理终端查询每张IC卡中的电子货币的余额，从而拓宽了其应用。
[0004]在更新在上述附加有IC卡功能的信息处理终端中保持的信息时，拥有该信息处理终端的用户首先将附加到该信息处理终端的IC卡保持在正在连续输出信号载波的读/写器上。然后，检测到正在从该读/写器输出信号载波的IC卡与读/写器建立无线通信，从而如从读/写器发出的命令所引导的更新在信息处理终端中保持的数据。主要基于这种读/写器的处理允许用户完成更新处理而无需执行特定操作。
[0005]在上述信息处理终端和读/写器之间的数据通信中，IC卡的无线控制块通常处于命令等待状态；当无线控制块接收到来自读/写器的数据时，无线控制块保持接收到的数据，然后再一次进入命令等待状态。当无线控制块接收到来自信息处理终端的控制器的数据传送请求时，无线控制块将保持在其中的所请求的数据传输到信息处理终端的控制器(例如，参考日本特许第3617509号公报)。
[0006]然而，上述通信处理仅支持IC卡的单向数据传输和接收请求，因此IC卡不能向读/写器发出指令。
[0007]读/写器仅在接收到对读/写器发出的命令(尤其是轮询命令)的响应后才能识别每张IC卡的存在。因此，为了捕获IC卡，读/写器必须以预定时间间隔连续传输轮询命令。如果在读/写器的可通信范围内有多个IC卡，即如果以堆叠的方式在读/写器上保持多个IC卡，例如，来自这些IC卡的对轮询命令的响应之间可能发生冲突，因此需要一些措施以防止这种冲突。
【发明内容】
[0008]除了提出了设置有上述IC卡功能的信息处理终端之外，还提出了设置有读/写器功能的信息处理终端，认为其增加了信息处理终端之间数据通信的机会。然而，数据传输仅沿一个方向的上述相关技术呈现例如不能从配对的信息处理终端发送数据的问题。因此，希望提供一种数据通信系统，其中在一个信息处理终端发送信号载波且配对的信息处理终端正在接收发送的载波信号的同时，该配对的信息处理终端也能向信号载波发送终端发送数据。
[0009]此外，在上述相关技术的数据通信系统中，IC卡通常处于命令等待状态，因此即使IC卡准备好进行数据传输，也不能开始数据传输，从而在完成数据传输前花费相当长的时间。这种延迟将成为减少多用途且在应用中复杂的、需要执行即时处理操作的未来数据通信系统的处理时间的障碍。
[0010]因此，本发明针对上述确定的以及其他与相关技术方法和设备相关联的问题，本发明通过提供新型且经过改进的数据通信系统、信息处理终端、IC卡、读/写器和计算机程序来解决所针对的问题。
[0011]在基于作为输出信号载波的启动器的读/写器、作为信号载波输入目标的IC卡和通过IC卡与读/写器进行数据通信的信息处理终端的数据通信系统中，IC卡主动访问读/写器以快速地建立与读/写器进行数据传送的数据传送状态、或者可连续发送或接收数据的连续通信状态。
[0012]在实现本发明时，根据一个实施例，提供一种数据通信系统，其被配置为在读/写器、能以非接触方式与读/写器进行无线通信的IC卡和通过有线接口连接到集成电路卡的信息处理终端三方之间进行数据通信。该数据通信系统包括:读/写器，其具有读/写无线控制块，其被配置为输出信号载波并控制与IC卡的无线通信；IC卡，其具有IC卡无线控制块，其被配置为根据检测到从读/写无线控制块输出的信号载波，开始并控制与读/写器的无线通信；以及信息处理终端，其具有请求接受块，其被配置为接受来自用户的数据传送请求，数据存储块，其被配置为存储数据，以及数据传输块，将其通过有线接口连接到IC无线控制块，数据传输块被配置为响应于来自请求接受块的数据传送请求，将数据传送请求信号和数据存储块中的数据传输到IC无线控制块；其中，在接收到来自数据传输块的数据传送请求信号和数据时，IC无线控制块将IC无线控制块的通信模式切换为可以连续传输或者接收数据的连续通信模式，将数据传送请求信号和数据传输到读/写无线控制块，而无需等待来自读/写无线控制块的命令；读/写无线控制块使用来自IC无线控制块的数据传送请求信号作为触发器，将通信模式切换为连续通信模式，接收来自IC无线控制块的数据。上述命令包括用于识别可与其自己的读/写器进行通信的IC卡的轮询命令、用于向其自己的读/写器传输数据的提取(PUll)命令、以及将其自己的读/写器的数据传输到IC卡的释放(push)命令。
[0013]在作为本发明的一个实施例实现的数据通信系统中，(I) IC卡可以主动访问读/写器，(2) IC卡可以自发地访问读/写器，而无需接收来自读/写器的例如轮询命令等命令，因此读/写器不需要连续输出轮询命令。
[0014]上述优点(I)允许每当用户需要时通过信息处理终端的请求接受块将所需的数据传输到读/写器。如果没有从读/写器接收到命令，则IC卡可以主动发出通信开始请求信号以与读/写器建立连续通信状态。另外，因为IC无线控制块同时发送数据传送请求信号和数据，所以可以在相对短的时间内传送数据，而无需等待表示读/写器是否准备好传送数据的响应。
[0015]如果在与读/写器的通信范围内有两个或更多个信息处理终端，则上述优点(2)可以消除对轮询命令的响应之间的冲突，从而消除了提供冲突避免机制的需要。[0016]在实现本发明时，根据另一个实施例，提供一种可通过有线接口与IC卡连接的信息处理终端。该信息处理终端包括:请求接受块，其被配置为接受来自用户的数据传送请求；数据存储块，其被配置为存储数据；以及数据传输块，其被配置为响应于来自请求接受块的数据传送请求，通过有线接口将数据传送请求信号和存储在数据存储块中的数据传输到IC卡。
[0017]上述新型配置允许每当用户需要时通过IC卡将所需的数据传输到读/写器。
[0018]上述数据传输块接收来自上述请求接受块的数据传送请求，在与IC卡同步后，向IC卡传输数据传送请求信号和存储在上述数据存储块中的数据。
[0019]在仅检测到来自读/写器的信号载波而没有接收到轮询、提取和释放命令的状态下，不使IC卡的IC无线控制块与信息处理终端的数据传输块彼此同步。由信息处理终端而不是由读/写器来主动执行从信息处理终端传送数据所需的IC无线控制块与数据传输块之间的同步，使得数据传送处理时间大大缩短。
[0020]还提供一种计算机程序，其被配置为使信息处理终端工作，该信息处理终端可以通过有线接口与IC卡连接，具有用于接受来自用户的数据传送请求的请求接受块和用于存储数据的数据存储块。该计算机程序使得该信息处理终端响应于来自请求接受块的数据传送请求，通过有线接口将数据传送请求信号和存储在数据存储块中的数据传输到IC卡。
[0021]在实现本发明时，根据又一个实施例，提供一种IC卡，其能以非接触方式与读/写器进行无线通信并能通过有线接口与信息处理终端连接。该IC卡具有:IC无线控制块，其被配置为响应于检测到从读/写器输出的信号载波，开始并控制与读/写器的无线通信，在接收到来自信息处理终端的数据传送请求信号和数据时，将IC卡的通信模式切换为可以连续传输或者接收数据的连续通信模式，从而将数据传送请求信号和数据传输到读/写器，而无需等待来自读/写器的命令。
[0022]上述新型配置允许用户每当需要时向读/写器传输所需的数据，同时，允许IC卡与读/写器主动建立连续通信状态，而无需接收来自读/写器的命令。
[0023]上述IC卡还可以具有状态显示块，其被配置为显示正在将数据从IC无线控制块传输到读/写器。如果存在数据传送错误，则该状态显示块还可以显示数据传送错误。
[0024]由可视显示装置形成上述状态显示块。通过该状态显示块，用户可以检查数据读/写操作。例如，在尝试传送数据时，当用户将IC卡保持在读/写器上并开始传送数据时，状态显示块的LED打开；当数据传送已完成时，LED关闭。如果数据传送由于某些原因失败时，则LED闪烁，告知用户数据传送没有完成。
[0025]上述IC卡可以从读/写器接收电磁波能量，以利用接收到的电磁波能量工作。如果与信息处理终端一体化地形成IC卡，则IC卡可以从该信息处理终端接收能量。
[0026]上述新型配置消除了在IC卡上设置有限的电源的需要，从而以低成本、小尺寸形成IC卡。没有电源的IC卡通常处于节能等待状态(或者所谓的休眠状态)，因此当通过来自读/写器的访问积累了足够电能时，IC卡开始工作。
[0027]还提供一种计算机程序，其被配置为操作IC卡，该IC卡能以非接触方式与读/写器进行无线通信并能通过有线接口与信息处理终端连接。该计算机程序使得IC卡根据检测到从读/写器输出的信号载波，开始并控制与读/写器的无线通信，在接收到来自信息处理终端的数据传送请求信号和数据时，将IC卡的通信模式切换为可以连续传输或者接收数据的连续通信模式，从而将数据传送请求信号和数据传输到读/写器，而无需等待来自读/写器的命令。
[0028]在实现本发明时，根据又一个实施例，提供一种能以非接触方式与IC卡通信的读/写器。该读/写器具有:读/写无线控制块，其被配置为输出信号载波以控制与IC卡的无线通信，使用数据传送请求信号作为触发器将读/写无线控制块的通信模式切换为可以连续传输或者接收数据的连续通信模式，从而与来自信息处理终端的数据传送请求信号基本同时地接收数据。
[0029]上述新型配置允许在用户需要时接收从IC卡传输的数据，允许在接收到来自IC卡的数据传送请求而不从读/写器传输例如轮询命令等命令时与IC卡建立连续通信状态。另外，与数据传送请求信号基本同时地接收来自IC卡的数据，因而大大缩短了接收数据所需的时间。
[0030]此外，提供一种被配置为操作读/写器的计算机程序，该读/写器能以非接触方式与IC卡进行无线通信。该计算机程序使得读/写器输出信号载波以控制与IC卡的无线通信，使用从信息处理终端输出的数据传送请求信号作为触发器，将读/写器的通信模式切换为可以连续传输或接收数据的连续通信模式，从而与来自信息处理终端的数据传送请求信号基本同时地接收从信息处理终端传输的数据。
[0031]可以与以有线的方式连接有IC卡的信息处理终端一体化地形成上述IC卡。另夕卜，可以将IC卡和读/写器集成到具有这两种功能的一个单元中。在这种情况下，可以对IC卡和读/写器的功能中的每一个设置例如具有双重功能的通信控制块，或者可以仅设置一个双重单元由系统的其他组件共享。
[0032]如上所述，根据本发明，IC卡主动访问读/写器以通过简单的处理将数据从信息处理终端传送到读/写器，从而优选执行读/写器和信息处理终端之间的数据通信。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1是示出作为本发明的一个实施例实现的数据通信系统的示意图；
[0034]图2是示出读/写器的示例性大概配置的功能框图；
[0035]图3是示出信息处理终端的示例性大概配置的功能框图；
[0036]图4中的(A)、⑶、(C)和⑶是示出在读/写器和信息处理终端之间建立通信路径的图；
[0037]图5是具体地表示读/写器和信息处理终端之间的数据通信方法的序列图；
[0038]图6是示出读/写器的示例性大概配置的功能框图；
[0039]图7是示出信息处理终端的示例性大概配置的功能框图；
[0040]图8是示出图6所示的读/写器的示例性大概配置的电路框图；
[0041]图9是示出作为图7所示的信息处理终端的IC卡的示例性大概配置的电路框图；
[0042]图10中的(A)、⑶、(C)和⑶是示出在读/写器和信息处理终端之间建立通信路径的图；
[0043]图11是具体地表示读/写器和信息处理终端之间的数据通信方法的序列图；以及
[0044]图12是示出图1所示的数据通信系统的另一个例子的示意图。【具体实施方式】
[0045]参考附图，通过本发明的实施例对本发明进行更详细的说明。应当指出，在全部说明及其附图中，用相同的附图标记表示具有基本相同的功能配置的组件，从而省略重复的说明。
[0046]数据通信系统
[0047]现在，参考图1，其显示示出作为本发明的一个实施例实现的数据通信系统的示意图。该数据通信系统包括用于输出无线通信信号载波的读/写器10和用于接收信号载波的便携式用户终端20。
[0048]用户终端20基于例如移动电话、PDA (个人数字助理，Personal DigitalAssistant)、个人计算机或者移动计算机,其中一体化地形成有作为本发明的实施例实现的IC卡和信息处理终端。因此，下面说明的用户终端20同时具有IC卡和信息处理终端的功能。这里，对一体化地形成的IC卡和信息处理终端进行说明，但是本发明不限于这种结构；例如，可以独立地形成IC卡和信息处理终端，以例如有线的方式彼此连接使用。
[0049]包含在用户终端20中的IC卡具有包含IC卡功能的IC芯片。根据本发明的实施例，可以在单芯片中由RF模拟前端和逻辑电路一体化地构成这种IC芯片以实现IC卡功能，或者在独立的芯片中由这些组件构成这种IC芯片。可以通过将作为IC卡的IC芯片包含在用户终端中或者通过将独立形成的SM卡类型的IC卡连接到用户终端，来一体化地形成IC卡和信息处理终端。
[0050]上述数据通信系统的读/写器10连接有服务器42，服务器42通过通信网络40向读/写器10提供应用程序。这些应用程序定义在读/写器10与用户终端20中的IC卡之间执行的数据交换过程。
[0051]对于上述数据通信系统，可应用基于13.56MHz RF载波频率的NFC(近场通信，Near Field Communication)标准。在基于NFC标准的通信中，以非接触和抗干扰的方式在半径为约10厘米大小的范围内进行通信。因此，用户可以可视并容易地检查并识别作为通信目标的读/写器，从而防止信息泄漏。另外，这种通信可以进行易于理解的通信处理，例如进行手动数据传送。
[0052]在上述数据通信系统中，用户可以将其自己的用户终端20保持在读/写器10上，以得到读/写器10提供的各种服务。通常，为了与用户终端20进行通信，读/写器10持续地输出在上述数据通信系统中标准化了的信号载波。
[0053]当用户将用户终端20的IC卡带入例如距读/写器10大约10厘米范围内时，用户终端20的IC卡检测到信号载波以建立通信路径，进入命令等待状态。发出轮询命令识别出读/写器10后，读/写器10从用户终端20读取数据，或者将数据从读/写器10写入到用户终端20。下面详细说明读/写器10和用户终端20。
[0054]参考图2，其表示示出读/写器10的示例性大概配置的功能框图。读/写器10包括:数据处理块12 ;读/写无线控制块14，用于响应于来自数据处理块12的输出信号载波请求输出信号载波，以控制与用户终端20的无线通信；以及读/写天线块16。
[0055]参考图3，其表示示出用户终端20的示例性大概配置的功能框图。用户终端20包括:IC天线块22 ； IC无线控制块24，用于在检测到来自读/写器10的信号载波时开始并控制与读/写器10的无线通信，IC无线控制块24具有对接收到的数据进行缓冲的缓冲器；数据存储块26，用于存储用户终端20获得的数据；以及数据传输块30，用于在从读/写器10发出请求时将从读/写器10接收到的数据写入到数据存储块26，通过IC无线控制块24将数据从数据存储块26传输到读/写器10。这里，IC天线块22和IC无线控制块24用作IC卡，数据存储块26和数据传输块30用作信息处理终端。
[0056]数据发送和接收
[0057]以下详细说明读/写器10和用户终端20之间的数据发送和接收处理。
[0058]参考图4，其表示在读/写器10和用户终端20之间建立通信路径的处理。在数据处理块12与读/写无线控制块14之间，以及在用户终端20的IC无线控制块24与数据传输块30之间，形成有线接口。在读/写器10的读/写无线控制块14与用户终端20的IC无线控制块24之间形成无线接口。
[0059]图4所示的每一个椭圆表示每个组件的同步状态。如果一个椭圆延伸跨过两个或更多组件，则表示这些组件全部同步。这里使用的“同步”表示一种共享包括时钟同步的任务的状态，其中执行不同任务的组件开始执行同一个任务。
[0060]如图4中的(A)所示，在开始通信之前，数据处理块12、读/写无线控制块14、IC无线控制块24和数据传输块30彼此独立或者异步地工作。然后，当数据处理块12将信号载波输出请求输出到读/写无线控制块14时，相应地使读/写无线控制块14与数据处理块12同步，如图4中的⑶所示，输出信号载波。
[0061]当用户终端20进入可以接收到从读/写器10输出的信号载波的可接收范围内时，IC无线控制块24根据如图4中的(C)所示的信号载波的方向与数据处理块12和读/写无线控制块14同步。此时，IC无线控制块24进入等待来自读/写器10的命令的状态。当读/写器10将通信开始请求信号发送到用户终端20时，用户终端20的IC无线控制块24接收到该通信开始请求信号以使通信开始请求中断到达数据传输块30，从而与数据传输块30同步。因此，数据处理块12、读/写无线控制块14、IC无线控制块24和数据传输块30全部处于同步，如图4中的(D)所示，从而可以发送和接收数据。
[0062]参考图5，其示出具体地表示读/写器10和用户终端20之间的数据通信方法的序列图。特别地，这里示出将数据从读/写器10传输到用户终端20的情况。下面参考图5说明详细的数据通信过程。
[0063]当通信在读/写器10上开始时，数据处理块12向读/写无线控制块14输出信号载波输出命令(接通RF电源)(S40)。然后，读/写无线控制块14向数据处理块12返回表示接收到该命令的响应(S42)。同时，读/写无线控制块14开始输出信号载波(S44)。如果用户终端20在可以与读/写器10进行无线通信的附近范围内，则IC无线控制块24变为信号载波接收状态(S46)。然后，用户可以与读/写器10通信，其中用户终端20仅变为命令等待状态而不返回响应。因此，读/写器10不识别用户终端20的存在。
[0064]接收到来自读/写无线控制块14的响应后，读/写器10的数据处理块12将轮询请求命令发送到读/写无线控制块14(S50)，读/写无线控制块14响应于此输出轮询命令(S52)。这种轮询命令用来检查非指定用户终端20是否在可通信范围内，是否存在数据传输等处理请求。读/写器10发出这种轮询命令，通过接收对轮询命令的响应来识别用户终端20的存在或者处理请求的存在。用户终端20的IC无线控制块24返回对轮询命令的响应(S54)，读/写器10的读/写无线控制块14向数据处理块12通知来自用户终端20的返回(S56)。接收到响应于轮询命令的返回后，读/写器10可以首次识别出用户终端20的存在。
[0065]通过轮询命令识别出用户终端20后，如果有数据要发送到用户终端20，则读/写器10将包含用于连续发送数据的释放命令的通信开始请求信号和要发送的一部分数据(待选ad-hoc模式)发送到读/写无线控制块14 (S58)。读/写无线控制块14作为无线电波输出接收到的通信开始请求信号和数据(S60)。
[0066]用户终端20的IC无线控制块24接收到来自读/写器10的通信开始请求信号和数据，将接收到的数据保存到设置在IC无线控制块24上的缓冲器中(S70)，使通信开始请求中断到达数据传输块30 (S72)。该中断使用户终端20中的通信开始请求中断信号处于活动状态。
[0067]识别出通信开始请求中断信号后，当准备好开始通信时，数据传输块30向IC无线控制块24发送包含连续接收数据的提取命令的接收请求命令(开始ad-hoc模式)作为对IC无线控制块24的通信开始请求中断的响应(S74)。然后，IC无线控制块24传送从读/写器10接收到的数据，将其保存在数据传输块30的缓冲器中(S76)，同时向读/写器10返回通信开始请求信号的通信开始使能响应(S78)。这里，用户终端20进入可以连续发送或者接收数据的连续通信状态(ad - hoc模式)，同时通信开始请求中断信号转变到停止状态。这里，连续通信状态可以允许如上所述的数据双向发送和接收、或者当一方仅连续发送数据时另一方可以连续接收数据的单向传输。
[0068]接收到通信开始使能响应后，读/写器10的读/写无线控制块14通知其数据处理块12 (S80)。数据处理块12识别出用户终端20准备好通信，然后开始连续发送保存在读/写器10中的数据(S82)。接下来，数据处理块12将接下来要发送的数据发送到读/写无线控制块14 (S84)。这里，读/写器10也最终进入连续通信状态(ad-hoc模式)(S86)，准备好将来自读/写器10的数据传输到用户终端20。读/写无线控制块14将数据传输到用户终端20(S88)。
[0069]接收到上述数据后，用户终端20的IC无线控制块24将接收到的数据发送到数据传输块30 (S90)。数据传输块30依次将如此获得的数据存储到数据存储块26中(S92)。这里，没有对数据接收的响应返回到读/写器10 ;用户可以选择返回还是不返回响应。如果要传输的数据量大，则将数据分割成合适的量，通过重复上述S84及以后的处理来传输分割后的数据。最后，从读/写无线控制块14发送数据传送结束命令(终止ad-hoc模式)(未示出)，同时完成全部数据的传输。
[0070]另一方面，当读/写器10接收到来自用户终端20的数据时，执行图5所示的处理操作(S50到S82)，用发送数据传送请求信号来代替在步骤S84及以后中执行的数据传输。接收到数据传送请求信号后，数据传输块30通过IC无线控制块24与读/写无线控制块14将存储在数据存储块26中的数据传输到数据处理块12。因此，读/写器10可以接收来自用户终端20的数据。
[0071]通过使用户终端20响应从读/写器10接收到的轮询命令来识别用户终端20、使用户终端20的IC卡根据从读/写器10发出的命令工作，来实现上述数据通信系统中的读/写器10与用户终端20之间的上述通信。每次一个任务结束时，IC卡返回到等待来自读/写器10或者信息处理终端的命令的状态。[0072]在上述数据通信系统中，通过来自读/写器10的单向通信开始请求信号来触发开始数据发送和接收。然而，这种配置使用户终端20不能自发地开始访问准备好接收命令(或者准备好进入命令等待状态)的读/写器10。
[0073]在相关技术的数据通信系统中，假设输出信号载波的读/写器10仅对IC卡执行高级控制。因此，如果有要发送到读/写器10的数据，则IC卡仅等待来自读/写器10的命令，在检测到来自读/写器10的信号载波时，准备好进行数据通信。
[0074]另一方面，读/写器10可以不识别IC卡对信号载波的检测；因此，读/写器10输出轮询命令，通过使用对轮询命令的响应识别出IC卡的存在来识别IC卡的状态。仅当读/写器10确认了 IC卡的状态时，读/写器10知道在IC卡中存在数据，开始传送数据。因此，在开始传送数据之前花费很长时间。
[0075]近来，在具有读/写器和IC卡两种功能的用户终端之间进行数据通信的机会越来越多。在这种情况下，如果数据传输是单向的，则不能进行来自另一方的数据传输。因此，需求如下的数据通信系统:在正在从一个用户终端发送信号载波而另一个用户终端正在接收该信号载波的同时，该另一个用户终端也可以同时发送数据。
[0076]另外，上述读/写器10需要以预定时间间隔连续发送轮询命令以捕获IC卡。如果在读/写器10的可通信范围内存在多个IC卡，S卩，如果在读/写器上保持多个堆叠的IC卡，则来自这些IC卡的对从读/写器10发送的轮询命令的响应可能彼此冲突。因而，应当有某些机制来避免冲突。
[0077]本发明的实施例(I)允许用户终端的IC卡自发地访问读/写器而无需等待来自读/写器的命令，从而大大缩短了数据传送所需的处理时间；(2)允许IC卡自发地访问读/写器而无需接收来自读/写器的例如轮询命令等命令，从而消除了读/写器连续输出轮询命令的需要，进而消除了设置响应冲突避免机制的需要。以下说明作为本发明的实施例实现的数据通信系统。
[0078]作为本发明的一个实施例实现的数据通信系统
[0079]作为本发明的一个实施例实现的数据通信系统包括读/写器110和用户终端120，其分别具有与图1所示的读/写器10和用户终端20基本相同的功能。与用户终端20类似，用户终端120是由根据本发明实施例的IC卡和信息处理终端一体化地构成的终端。读/写器110和用户终端120与读/写器10和用户终端20的不同之处在于下面说明的点。以下说明读/写器110和用户终端120的组件中的每一个。
[0080]参考图6，其表示示出读/写器110的示例性大概配置的功能框图。如图所示，读/写器110包括数据处理块112、读/写无线控制块114和读/写天线块116。
[0081]数据处理块112通过包含中央处理单元(CPU, central processing unit)的半导体集成电路来管理并控制整个读/写器110。尤其是，数据处理块112对在读/写器110中使用的数据进行处理。另外，数据处理块112通过稍后说明的读/写无线控制块114将保存在数据处理块112中的数据发送到用户终端120，接收来自用户终端120的数据，对接收到的数据进行处理。当对数据处理块112供电时，数据处理块112首先请求读/写无线控制块114输出信号载波，以开始与用户终端120的无线通信。
[0082]通过有线接口与数据处理块112连接的读/写无线控制块114响应于从数据处理块112供给的信号载波输出请求，输出信号载波，控制与检测信号载波的用户终端120的无线通信。如果读/写无线控制块114接收到来自用户终端120的IC无线控制块124的数据传送请求信号和数据，则读/写无线控制块114使用该数据传送请求信号作为触发器，将通信模式切换为连续通信状态，以接收从IC无线控制块124到数据处理块112的数据。
[0083]上述读/写天线块116作为在与用户终端120通信时使用的天线，将来自读/写器110的电信号转换为无线电信号，将来自用户终端120的无线电信号转换为电信号。例如，可以根据NFC中的13.56MHz RF载波频率来形成该天线的长度和形状。
[0084]参考图7，其表示示出用户终端120的示例性大概配置的功能框图。该用户终端120包括IC天线块122、IC无线控制块124、数据存储块126、请求接受块128、数据传输块130和状态显示块132。IC天线块122和IC无线控制块124用作IC卡，数据存储块126、请求接受块128和数据传输块130用作信息处理终端，在IC卡和信息处理终端之间共享状态显示块132。
[0085]可以通过例如移动电话或者PDA等通信装置来实现上述用户终端120。可选地，可以将用户终端120形成为薄卡。可以由来自读/写器110的电磁力对用户终端120的IC卡供电。由读/写器110如此供电的无电池用户终端120通常处于节能等待状态(或者所谓的休眠状态)，因此当来自读/写器110的访问积累了足够的电能时用户终端120开始工作。
[0086]上述IC天线块122，作为在与读/写器110通信时使用的天线，将来自用户终端120的电信号转换为无线电信号，将来自读/写器110的无线电信号转换为电信号。例如，可以根据NFC中的13.56MHz RF载波频率来形成该天线的长度和形状。
[0087]检测到来自读/写器110的读/写无线控制块114的信号载波后，IC无线控制块124开始与读/写器110的无线通信，从而通过稍后执行的通信来控制数据交换。接收到来自稍后说明的数据传输块130的数据传送请求信号和数据后，IC无线控制块124将通信模式切换为连续通信状态，其中IC无线控制块124可以通过负载调制在相同的定时将接收到的数据传送请求信号和数据传输到读/写器110的读/写无线控制块114，而无需等待来自读/写无线控制块114的例如轮询命令、提取命令或者释放命令等命令。该相同定时的传输表示在基本相同的时间传输数据传送请求信号和数据，而无需等待来自读/写器110的响应，不需要严格相同的时间。
[0088]上述信号载波用于在读/写器110和用户终端120的IC卡之间分配通信路径。在无线通信基于信号载波时，读/写器110可以不识别用户终端120，不进行数据发送/接收。例如，通过使用上述轮询命令，读/写器110开始与用户终端120进行数据通信。
[0089]例如，由RAM、EEPR0M、非易失性RAM、闪存、卡存储器、USB存储器或者HDD (硬盘驱动，Hard Disk Drive)形成数据存储块126，将要存储的例如包括用户ID、金钱总额信息、结算信息和应用信息等数据存储在用户终端120中。
[0090]上述请求接受块128用于通过例如压力开关、接触开关或热敏型开关的接口、或者连接到用户终端120的或与其一体化地形成的另一个接口来接受用户所需的处理。在本实施例中，尤其接受用户数据传送请求。还可以实现在用户终端120上设置两个或更多个请求接受块128，这允许用户选择要与读/写器110交换的数据。
[0091]另外，请求接受块128还可以共享用户终端120中现存的输入块及其功能。例如，如果本实施例中的用户终端120是移动电话，则移动电话具有用户用来输入例如电话号码和邮件文本的输入按钮组，因此这些按钮中的一个或者多个可以用作本实施例的请求接受块 128。
[0092]通过有线接口连接到IC无线控制块124的上述数据传输块130根据来自请求接受块128的数据传送请求，将数据传送请求信号和存储在数据存储块126中的数据传输到IC无线控制块124。
[0093]例如由LED(发光二极管，Light Emitting Diode)、IXD(液晶显示器，LiquidCrystal Display)或者EL(场致发光，Electro-Luminescence)装置形成的上述状态显示块132，可视或者可听地告知用户读取或者写入数据时的数据状态。例如，如果状态显示块132基于LED，则用户可以通过颜色或发光状况(关、闪烁或者开)来获知数据状态；如果状态显示块132基于LCD，则用户例如可以通过背景颜色或者文本注释来知道数据状态。在数据正从IC无线控制块124发送到读/写器110的同时，显示该状态允许用户了解用户终端120中的数据读/写状态。
[0094]例如，在尝试数据传送时，当用户将用户终端120保持在读/写器110上、操作请求接受块128时，状态显示块132的LED打开；当数据传送到用户终端120已完成时，LED关闭。如果数据传送由于某些原因失败，则LED闪烁，告知用户数据传送未完成。
[0095]读/写器110和用户终端120的具体电路配置
[0096]以下说明读/写器110和用户终端120的具体电路配置。
[0097]参考图8，其表示根据本发明实施例的读/写器110的示例性大概配置的电路框图。如图所示，读/写器110包括环形天线150、调制/解调器152、CPU154、R0M156、RAM158、显示块160和输入块162。
[0098]环形天线150是通过甚至在狭窄空间中形成多个环而提高了接收灵敏度的天线。因此，保证了上述数据通信系统的通信频带。另外，根据要使用的通信标准或者要使用的信号载波的频率，可以使用IC芯片的天线来代替该环形天线150。
[0099]调制/解调器152根据数据通信系统的标准对要发送到用户终端120的数据进行调制，对来自用户终端120的调制后的无线电波进行解调。例如，可以由RF电路、编码器和解码器形成调制/解调器152。
[0100]CPU154是用于执行信号处理的半导体集成电路，管理并控制整个读/写器110。通过总线连接到CPU154的R0M156预先存储由CPU154读取的控制读/写器110的程序。RAMl58临时存储例如由CPU154使用的用来执行读/写器110的功能的预定数据和变量。CPU154从R0M156读取程序以执行数据处理块112和读/写无线控制块114的功能。
[0101]由黑白或者彩色显示装置形成显示块160，显示在读/写器110上处理的应用程序。如果将读/写器110连接到服务器42，则显示块160可以在读/写器110上显示从服务器42提供的应用程序的⑶I (图形用户接口，Graphical User Interface)以及Web浏览器。由未示出的例如字母和数字键等键输入块形成输入块162，输入块162支持显示块160的显示功能且允许用户选择服务。
[0102]参考图9，其表示具体地示出根据本实施例的用户终端120的IC卡的示例性大概配置的电路框图。IC卡包括环形天线170、调制/解调器172、信号处理器174、非易失性存储器176、电能产生器178、开关180和LED182。
[0103]与读/写器110的环形天线150类似，环形天线170是由多个环形成的天线。另夕卜，根据要使用的通信标准或者要使用的信号载波的频率，可以使用IC芯片的天线来代替该环形天线170。
[0104]调制/解调器172根据数据通信系统的标准对要发送到读/写器110的数据进行调制，对来自读/写器110的调制后的无线电波进行解调。具体地，对读/写器110的数据传输基于负载切换。在这种负载切换中，环形天线170的线圈的终端对终端负载(terminal-to-terminal load)根据返回到读/写器110的数据而变化，以通过从读/写器110看到的天线终端之间的阻抗变化将数据传送到读/写器110。因此，从读/写器110而不从用户终端120输出信号载波。
[0105]上述信号处理器174是半导体集成电路，其执行信号处理，管理并控制整个IC卡。非易失性存储器176具有ROM和RAM两者的功能，以非易失的方式存储数据，即，当非易失性存储器176断电时不会擦除存储的数据。因此，如果IC卡管理器重新写入数据，然后将IC卡断电，则数据仍然保存在存储器中。如此配置的信号处理器174从非易失性存储器176中读取程序以用作IC无线控制块124和数据传输块130，非易失性存储器176用作数据存储块126。
[0106]当读/写器110连接到用户终端120时，电能发生器178将来自读/写器110的无线电波转换成电能，将获得的电能提供给调制/解调器172、信号处理器174、非易失性存储器176、开关180和LED182。因此，电能发生器178必须从有限的无线电波向每个电路提供能量，因此必须用使用的能量尽可能少的装置形成每个电路。
[0107]上述开关180将从IC卡外部提供的物理压力转换为电信号，将获得的电信号传输到信号处理器174。开关180用作请求接受块128。
[0108]LED182根据从信号处理器174提供的信号打开/关闭或者闪烁。LED182用作状态显示块132。
[0109]数据发送和接收
[0110]以下详细说明读/写器110和用户终端120之间的数据发送和接收的处理操作。
[0111]参考图10，其表示示出在读/写器110和用户终端120之间建立通信路径的图。在读/写器110的数据处理块112和读/写无线控制块114之间、用户终端120的IC无线控制块124和数据传输块130之间形成有线接口。在读/写器110的读/写无线控制块114和用户终端120的IC无线控制块124之间形成无线接口。
[0112]图10所不的每一个椭圆与图4所不的每一个椭圆相同,表不每一个组件的同步状态。如果椭圆延伸跨过两个或更多个的组件，表示这些组件全部同步。
[0113]如图10中的(A)所示，在开始通信之前，数据处理块112、读/写无线控制块114、IC无线控制块124和数据传输块130彼此独立或者异步地工作。然后，当数据处理块112向读/写无线控制块114输出信号载波输出请求时，读/写无线控制块114相应地与数据处理块112同步，输出信号载波，如图10中(B)所示。
[0114]当用户终端120进入可以接收到从读/写器110输出的信号载波的可接收范围内时，如图10中的(C)所示，IC无线控制块124根据检测到信号载波与数据处理块112和读/写无线控制块114同步。此时，IC无线控制块124进入等待来自读/写器110的命令的状态。如果IC无线控制块124没有从读/写器110接收到通信开始请求信号，则IC无线控制块124和数据传输块130保持彼此异步。[0115]如果用户通过请求接受块128进行了数据传送请求，则数据传输块130主动与IC无线控制块124同步。因此，如果IC无线控制块124没有接收到来自读/写器110的命令，则如图10中的⑶所示，可以在全部数据处理块112、读/写无线控制块114、IC无线控制块124和数据传输块130中获得同步，从而产生准备好数据发送和接收的状态。
[0116]参考图11，其示出表示读/写器110和用户终端120之间的数据通信的序列图。特别地，该图表示用户终端120主动将数据传输到读/写器110。以下参考图11详细说明该数据通信。
[0117]当开始与读/写器110通信时，数据处理块112向读/写无线控制块114输出信号载波输出命令(打开RF电源)(S200)，读/写无线控制块114通知数据处理块112接收到该命令(S202)。同时，读/写无线控制块114开始输出信号载波(S204)。这里，如果用户终端120在可以与读/写器110进行无线通信的范围内，则IC无线控制块124转换为信号载波接收状态(S206)。即，IC无线控制块124进入IC无线控制块124与数据处理块112和读/写无线控制块114同步的状态。用户终端120识别出用户终端120准备好与读/写器110进行数据通信，进入等待来自读/写器110的命令的状态，用户终端120准备好访问读/写器110。
[0118]如果在数据处理块112、读/写无线控制块114和IC无线控制块124同步的状态下，IC无线控制块124接收到来自读/写无线控制块114的通信开始请求信号，则在如图5所示的处理过程中开始发送和接收数据。然而，在本实施例中，可以主动从用户终端120输出通信开始请求而无需接收该通信开始请求信号。
[0119]首先，用户操作请求接受块128以选择要发送的数据，用户向用户终端120发出数据传送请求(S210)。接收到数据传送请求后，数据传输块130与IC无线控制块124同步，以将用于通知IC无线控制块124进行数据传送的数据传送请求信号和存储在数据存储块126中的数据发送到IC无线控制块124(S212)。
[0120]因此，如上所述，数据处理块112、读/写无线控制块114、IC无线控制块124和数据传输块130全部彼此同步。此时，用户终端120中的通信开始请求中断信号保持不变。
[0121]然后，接收到来自数据传输块130的数据传送请求信号和数据后，IC无线控制块124转变为连续通信状态(ad-hoc模式)，从而同时将该数据传送请求信号和数据发送到读/写器110的读/写无线控制块114，而无需等待例如数据传送命令等命令(S214)。
[0122]接收到来自用户终端120的IC无线控制块124的数据传送请求信号后，读/写器110的读/写无线控制块114识别稍后将连续传输的数据，使用该数据传送请求信号作为触发器将通信模式切换为连续通信状态(S216)。因此，读/写器110也进入连续通信状态(ad-hoc模式)。读/写无线控制块114连续接收来自IC无线控制块124的数据，将接收到的数据发送到数据处理块112(S218)。
[0123]如果要从用户终端120传输的数据量大，则将数据分割为合适的量，通过重复上述S212及以后的处理来传输分割后的数据。
[0124]另一方面，当读/写器110主动接收来自用户终端120的数据时，执行图11所示的处理操作(S200到S210)，用传输数据接收请求信号来代替在步骤S212中及以后执行的传输数据传送请求信号和数据。接收到数据接收请求信号后，数据处理块112通过读/写无线控制块114和IC无线控制块124将存储在读/写器110中的数据发送到数据传输块130。因此，用户终端120可以接收来自读/写器110的数据。
[0125]在上述实施例中，除了读/写器110通过对轮询命令的响应来识别用户终端120夕卜，还可以由用户终端120通过检测信号载波来识别读/写器110。因此，读/写器110可以从对轮询命令进行响应时开始传送数据，用户终端120可以从检测到信号载波时开始传送数据。
[0126]另外，因为用户终端120可以主动访问读/写器110而无需等待来自读/写器110的命令，所以读/写器110不需要连续输出轮询命令。因此，每当需要时读/写器110和用户终端120可以开始通信。即，需要进行数据通信的一方可以仅在每当需要时开始数据通信，这增强了通信处理的自由度。这种新型配置还消除了连续输出轮询命令另外所需的功率消耗，从而得以节省能量。
[0127]此外，因为读/写器110不需要连续输出轮询命令，所以如果在与读/写器110可以通信的范围内存在两个或更多个用户终端120，则不需要对轮询命令的两个或更多个响应同时执行接收，从而防止了由响应冲突引起的问题。
[0128]此外，无需等待来自读/写器110的命令，IC无线控制块124可以同时传输数据传送请求信号和数据，从而大大缩短了传送数据所需的时间。
[0129]用户终端之间的通信
[0130]在上述实施例中，假设具有IC卡的用户终端访问固定的读/写器；然而，本实施例不限于这种配置。例如，可以实现以下配置。
[0131]参考图12，其示出本实施例的数据通信系统的另一个例子。如图所示，两个用户终端120都具有读/写器110、IC卡和信息终端的全部功能。因此，每一个用户终端120能发送并接收信号载波。
[0132]例如，如果一个用户终端120利用读/写器110的功能发送信号载波，则另一个用户终端120利用IC卡的功能检测信号载波，从而成为信号载波的接收方。在相关技术中，仅允许从发送用户终端120到接收用户终端120进行数据通信。本实施例还允许进行相反方向的数据通信。
[0133]更具体地，在从向另一个用户终端120传输信号载波的一个用户终端120传输数据时，与相关技术相同通过使用轮询命令识别进行通信的对方来开始数据传输；在从接收信号载波的另一个用户终端120传输数据时，基于根据本实施例的IC卡的数据传送请求信号来开始数据传输。这样，只有检测到信号载波才允许输出和接收信号载波的任意一方访问另一方。
[0134]上述新型配置允许在用户终端120之间传送例如地址簿和照片等数据，而与哪一方输出信号载波无关。
[0135]计算机程序
[0136]还提供一种计算机程序。这种计算机程序用于操作用户终端120的IC卡和信息处理终端。更具体地，在检测到从读/写器110输出的信号载波时，这种计算机程序使用户终端120开始并控制与读/写器110的无线通信，从而响应于用户的数据传送请求同时将数据传送请求信号和保存在用户终端120中的数据发送到读/写器110。
[0137]另外，提供另一种计算机程序。这种计算机程序用于操作读/写器110。更具体地，这种计算机程序使读/写器110输出信号载波以控制与用户终端120的无线通信，通过使用来自用户终端120的数据传送请求信号作为触发器将通信模式切换为连续通信状态，同时接收来自用户终端120的数据传送请求信号和数据。
[0138]虽然使用特定术语说明了本发明的优选实施例，但是这种说明仅用于进行说明，应当理解，可以进行改变和变化，而不脱离所附权利要求的精神和范围。
[0139]这里应当指出，用于说明记录在记录介质中的每一个程序的步骤不仅包括以与时间相关的方式顺序执行的处理操作，还包括同时或者分散执行的处理操作(例如，并行处理或目标处理)。
[0140]交叉引用的相关串请
[0141]本发明包含与2006年6月2日向日本特许厅提交的日本特愿JP2006 — 155007号相关的主题，其全部内容通过引用包含于此。
【权利要求】
1.一种数据通信系统，其被配置为在读/写器、能以非接触方式与所述读/写器进行无线通信的集成电路芯片和通过有线接口连接到所述集成电路芯片的信息处理终端三方之间进行数据通信，所述数据通信系统包括: 所述读/写器，其具有: 读/写无线控制块，其被配置为输出信号载波并控制与所述集成电路芯片的无线通信 所述集成电路芯片，其具有: 无线控制块，其被配置为根据检测到从所述读/写无线控制块输出的所述信号载波，开始并控制与所述读/写器的无线通信；以及 所述信息处理终端，其具有: 请求接受块，其被配置为接受来自用户的数据传送请求， 数据存储块，其被配置为存储数据，以及 数据传输块，将其通过有线接口连接到所述无线控制块，所述数据传输块被配置为响应于来自所述请求接受块的数据传送请求，将数据传输请求信号和所述数据存储块中的数据传输到所述无线控制块； 其中， 在接收到来自所述数据传输块的所述数据传输请求信号和所述数据时，所述无线控制块将所述无线控制块的通信模式切换为能够连续传输或者接收数据的连续通信模式，并且在相同的定时将所述数据传输请求信号和所述数据传输到所述读/写无线控制块，而不等待来自所述读/写无线控制块的命令；以及 所述读/写无线控制块使用来自所述无线控制块的所述数据传输请求信号作为触发，将所述读/写无线控制块的通信模式切换为所述连续通信模式，并接收来自所述无线控制块的所述数据。
2.一种可通过有线接口与能以非接触方式与读/写器进行无线通信的集成电路芯片连接的信息处理终端，其包括: 请求接受块，其被配置为接受来自用户的数据传送请求； 数据存储块，其被配置为存储数据；以及 数据传输块，其被配置为响应于来自所述请求接受块的所述数据传送请求，通过所述有线接口将数据传输请求信号和存储在所述数据存储块中的数据传输到所述集成电路芯片， 其中，所述集成电路芯片在接收到来自所述数据传输块的所述数据传输请求信号和所述数据时，将所述集成电路芯片的通信模式切换为能够连续传输或者接收数据的连续通信模式，从而在相同的定时将所述数据传输请求信号和所述数据传输到所述读/写器，而不等待来自所述读/写器的命令。
3.根据权利要求2所述的信息处理终端，其特征在于，所述数据传输块接收来自所述请求接受块的所述数据传送请求，在与所述集成电路芯片同步之后，将所述数据传输请求信号和存储在所述数据存储块中的所述数据传输到所述集成电路芯片。
4.一种用于使信息处理终端工作的方法，所述信息处理终端能够通过有线接口与能以非接触方式与读/写器进行无线通信的集成电路芯片连接，并且具有用于接受来自用户的数据传送请求的请求接受块和用于存储数据的数据存储块，所述方法包括: 所述信息处理终端响应于来自所述请求接受块的所述数据传送请求，通过所述有线接口将数据传输请求信号和存储在所述数据存储块中的数据传输到所述集成电路芯片， 其中，所述集成电路芯片在接收到来自所述信息处理终端的所述数据传输请求信号和所述数据时，将所述集成电路芯片的通信模式切换为能够连续传输或者接收数据的连续通信模式，从而在相同的定时将所述数据传输请求信号和所述数据传输到所述读/写器，而不等待来自所述读/写器的命令。
5.一种集成电路芯片，其能以非接触方式与读/写器进行无线通信并能通过有线接口与信息处理终端连接，所述集成电路芯片包括: 无线控制块，其被配置为响应于检测到从所述读/写器输出的信号载波，开始并控制与所述读/写器的无线通信，在接收到来自所述信息处理终端的数据传输请求信号和数据时，将所述集成电路芯片的 通信模式切换为能够连续传输或者接收数据的连续通信模式，从而在相同的定时将所述数据传输请求信号和所述数据传输到所述读/写器，而不等待来自所述读/写器的命令。
6.根据权利要求5所述的集成电路芯片，其特征在于，还包括: 状态显示块，其被配置为显示正在将数据从所述无线控制块传输到所述读/写器。
7.根据权利要求5所述的集成电路芯片，其特征在于，所述集成电路芯片从所述读/写器接收电磁波能量，以利用接收到的电磁波能量工作。
8.一种用于操作集成电路芯片的方法，所述集成电路芯片能以非接触方式与读/写器进行无线通信并能通过有线接口与信息处理终端连接，所述方法包括: 所述集成电路芯片根据检测到从所述读/写器输出的信号载波，开始并控制与所述读/写器的无线通信，以及 在接收到来自所述信息处理终端的数据传输请求信号和数据时，将所述集成电路芯片的通信模式切换为能够连续传输或者接收数据的连续通信模式，从而在相同的定时将所述数据传输请求信号和所述数据传输到所述读/写器，而不等待来自所述读/写器的命令。
9.一种能以非接触方式与集成电路芯片通信的读/写器，其包括: 读/写无线控制块，其被配置为输出信号载波以控制与所述集成电路芯片的无线通信，使用数据传输请求信号作为触发将所述读/写无线控制块的通信模式切换为能够连续传输或者接收数据的连续通信模式，从而在相同的定时从集成电路芯片接收所述数据传输请求信号和数据。
10.一种用于操作读/写器的方法，所述读/写器能以非接触方式与集成电路芯片进行无线通信，所述方法包括: 所述读/写器输出信号载波以控制与所述集成电路芯片的无线通信，使用从集成电路芯片输出的数据传输请求信号作为触发，将所述读/写器的通信模式切换为能够连续传输或接收数据的连续通信模式，从而在相同的定时从所述集成电路芯片接收所述数据传输请求信号和数据。
【文档编号】G06K19/07GK103761545SQ201310727119
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2007年6月1日 优先权日:2006年6月2日
【发明者】中津川泰正, 太田丰一 申请人:飞力凯网路股份有限公司