DE8709268U1 - Portable, battery-free code carrier element - Google Patents
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Description
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Die Erfindung betrifft ein tragbares, batterie loses Codeträgerelement mit einem apparativ lesbaren Speichermedium für den Code. Derartige Trägerelemente werden in vielfältiger Weice verwendet.The invention relates to a portable, battery-free code carrier element with an apparatus-readable storage medium for the code. Such carrier elements are used in a variety of ways .
Ein wichtiges Beispiel sind Identifikationscodes. Beispielsweise werden in Hotels statt der Zimmerschlüssel heute vielfach Lochkarten verwendet. Die Zimmertüren haben entsprechende Lesegeräte, welche das Schloß nur öffnen, wenn die passendAn important example is identification codes. For example, hotels now often use punch cards instead of room keys. The room doors have corresponding readers that only open the lock if the matching
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codierte Lochkarte eingesetzt wird. Ein anderes Beispiel sind Firmenausweise, welche in verschiedener Weise codiert sein können. Vielfach wird auch hier, ein Löchercode eingesetzt. Oft werden aber auch Balkencodes, maschinenlesbare Schriften oder erhabene Strukturen verwendet.coded punch card is used. Another example are company ID cards, which can be coded in various ways. A punch code is often used here too. Bar codes, machine-readable fonts or raised structures are also often used.
Besonders weit verbreitet sind Magnet karten, welche als Speichermedium eine Magnetschicht aufweisen. Sie sind beispielsweise als Kundenausweise, insbesondere bei Banken, und als Einfahrtsausweise für Parkhäuser gebräuchlich. Gegenüber den vorerwähnten Beispielen haben sie den Vorteil, nicht nur Informationen als Identifikationscodes speichern und an ein entsprechendes Lesegerät abgeben zu können, sondern es ist auch umgekehrt möglich, daß Informationen (üblicherweise in digitalisierter Form) von dem Lesegerät auf die Magnetschicht aufgespielt werden, um sie zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt wieder verwenden zu können. In diesem Fall ist also das Lesegerät gleichzeitig ein Schreibgerät für das Aufbringen von Informationen,und das Speichermedium erlaubt eine interaktive Betriebsweise des Codeträgerelementes.Magnetic cards, which have a magnetic layer as a storage medium, are particularly widespread. They are used, for example, as customer IDs, especially in banks, and as entry passes for parking garages. Compared to the examples mentioned above, they have the advantage of not only being able to store information as identification codes and pass them on to a corresponding reader, but it is also possible, conversely, for information (usually in digital form) to be loaded onto the magnetic layer by the reader so that it can be used again at any later time. In this case, the reader is also a writing device for applying information, and the storage medium allows the code carrier element to operate interactively.
Kagnetkarten sind einfach und kostengünstig herstellbar, können jedoch nicht in jeder Hinsicht befriedigen. Insbesondere ist die maximale Informationsmenge relativ beschränkt. Die Lesegeräte sind verhältnismäßig aufwendig gebaut. Sie enthalten mechanische Teile, die den Transport der Magnetcodekarte in Relation zu dem entsprechenden Magnetkopf sicherstellen. Je höher die aufgebrachte Informationsdichte ist, desto höher wird der Aufwand bezüglich des Lesegerätes.Magnetic cards are easy and inexpensive to produce, but they are not satisfactory in every respect. In particular, the maximum amount of information is relatively limited. The reading devices are relatively complex. They contain mechanical parts that ensure the transport of the magnetic code card in relation to the corresponding magnetic head. The higher the information density, the higher the effort required for the reading device.
Die Erfindung befaßt sich daher mit dem Problem, ein kleines, leichtes, kostengünstig herstellbares, batterielos arbeiten-The invention therefore addresses the problem of providing a small, lightweight, inexpensive, battery-free
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des Idtmtifikationscode-Trägerelement zur Verfugung zu stellen, welches eine große Datenmenge tragen kann/ einen interaktiven Betrieb erlaubt und robust ist. Es soll mit geringem Aufwand an ein EDV-System anschließbar sein.to provide an identification code carrier element that can carry a large amount of data, allows interactive operation and is robust. It should be able to be connected to a computer system with little effort.
Als Lösung wird erfindungsgemäß vorgeschlagen/ daß das todeträgerelement einen mindestens dreipoligen Stecker aufweist/ das Speichermedium ein serieller Halbleiterlangzeitspeicherbaustei&eegr; ist/ der einen DatenanschLun, einen Takten= Schluß/ einen Versorgungsspannungsanschluß und einen Bezugspot ent i a lansch luß hat/ der Bezugspotentialanschluß mit einem ersten Pol des Steckers, der Datenanschluß mit einem zweiten Pol des Steckers verbunden ist und der Taktanschluß und der Versorgungsspannungsanschluß mit einem gemeinsamen dritten Pol des Steckers verbunden sind/ wobei zwischen den dritten Pol und dem Versorgungsspannungsanschluß eine Trennstufe geschaltet ist.As a solution, the invention proposes that the data carrier element has a plug with at least three pins; the storage medium is a serial semiconductor long-term storage component that has a data connection, a clock connection, a supply voltage connection and a reference potential connection; the reference potential connection is connected to a first pole of the plug, the data connection is connected to a second pole of the plug and the clock connection and the supply voltage connection are connected to a common third pole of the plug; an isolating stage is connected between the third pole and the supply voltage connection.
Die Trennstufe ist so aufgebaut/ daß die Versorgungsspannung für den Speicherbaustein aus dem Taktsignal gewonnen werden kann. Infolgedessen ist kein separater Pol des Steckers für die Spannungsversorgung notwendig. Vorzugsweise enthält 'Me Trennstufe eine Diode und einen Kondensator/ welche in bestimmter Weise geschaltet sind/ wie weiter unten noch näher er läutert wird.The isolation stage is designed in such a way that the supply voltage for the memory chip can be obtained from the clock signal. As a result, no separate pole of the connector is required for the voltage supply. The isolation stage preferably contains a diode and a capacitor, which are connected in a specific way, as will be explained in more detail below.
Ein serieller Ha Ibleiter langzeitspeicherbaustei&eegr; arbeitet in serieller Betriebsweise, d.h. die Daten sind in einer Impulsfolge verschlüsselt, die über nur eine Datenleitung ein- und ausgegeben werden. Vorzugsweise wird ein EEPROH (Electric Erasable Programmable Read Only Memory) verwendet. DerartigeA serial semiconductor long-term memory component works in serial mode, i.e. the data is encrypted in a pulse sequence that is input and output via only one data line. Preferably an EEPROH (Electric Erasable Programmable Read Only Memory) is used. Such
Schreib~/Lesespeieher haben eine hohe Speicherkapazität (z.B. 512 bytes). Sie können die programmierten Daten auch ohne Spannungsversorgung über viele Jahre speichern. Dabei können die Daten unbegrenzt oft gelesen und mindestens etwa 10.000 mal neu geschrieben werden.Read/write memories have a high storage capacity (e.g. 512 bytes). They can store the programmed data for many years even without a power supply. The data can be read an unlimited number of times and rewritten at least 10,000 times.
Halbleiterspeicher sind als Informationsspeicherelemente fü·' andere Anwendungszwecke vielfach gebräuchlich. Beispielsweise wenden sie in EDV-Geräten oder in anderen elektronischen Geräten auch in Form von austauschbaren, in das Gerät einsteckbaren Informationsspeichermodulen eingesetzt, die dazu dienen, das Gerät auf verschiedene Betriebsweisen zu programmi eren.Semiconductor memories are widely used as information storage elements for other applications. For example, they are used in computer devices or other electronic devices in the form of exchangeable information storage modules that can be plugged into the device and used to program the device for different operating modes.
In Codeträgerelementen haben Halbleiterbausteine jedoch bisher keine praktische Bedeutung erlangt. Dies dürfte zum Teil darauf zurückzuführen sein, daß Ha Ib LeiterspeichermoduIe üblicherweise vielpolige Steckverbindungen benötigen, die sie für diesen Anwendungszweck ungeeignet erscheinen lassen.However, semiconductor components have not yet achieved any practical significance in code carrier elements. This may be due in part to the fact that half-wire memory modules usually require multi-pin connectors, which make them unsuitable for this application.
Demgegenüber wird bei dem erfindungsgemäßen t'odet rägere lement bevorzugt ein Stecker mit nur 3 Polen verwendet. Besonders eignet sich ein dreipoliger Klinkenstecker, in dessen Griffteil vorzugsweise der Halbleiterbaustein untergebracht ist. Damit erhält man ein kostengünstig herzustellende, kompakte Einheit, die auch unter ungünstigen Umweltbedingungen eingesetzt werden kann.In contrast, a plug with only 3 poles is preferably used for the carrier element according to the invention. A three-pole jack plug is particularly suitable, in the handle part of which the semiconductor component is preferably housed. This results in a compact unit that is inexpensive to manufacture and can also be used under unfavorable environmental conditions.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näherThe invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment shown schematically in the figures.
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erläutert; es zeigen:explained; show:
in Seitenansicht sowie ein Blockdiagramm der elektronischen Schaltungin side view and a block diagram of the electronic circuit
Fig. 2 eine elektronische Schaltung auf Basis des
Diagramms gemäß Fig. 1Fig. 2 an electronic circuit based on the
Diagram according to Fig. 1
Das in Figur 1 dargestellte Codeträgerelement 1 besteht aus einem Klinkenstecker 2 und elektronischen Bauelementen, die in dessen Griffteil 2a untergebracht sind. Klinkenstecker werden in der Elektronik insbesondere zur übertragung von NF-Signalen vielfach verwendet.The code carrier element 1 shown in Figure 1 consists of a jack plug 2 and electronic components which are housed in its handle part 2a. Jack plugs are widely used in electronics, in particular for transmitting NF signals.
Der Einsteckteil 2b des Steckers 2 hat einen ersten Pol 3,
einen zweiten Pol 4 und einen dritten Pol 5. Zweckmäßigerweise hat der Griffteil 2 eine use 7, um den Codestecker an der
Kleidung des Benutzers zu befestigen. Der Einsteckteil 2b besteht, wie bei KUnkensteckern üblich/ aus drei ineinander
gesteckten und gegeneinander isolierten metallischen Bauteilen, durch die die Signale von den Polen zu den im Griffteil
befindlichen elektronischen Bauelementen geleitet werden.The plug-in part 2b of the plug 2 has a first pole 3, a second pole 4 and a third pole 5. The handle part 2 expediently has a socket 7 for attaching the code plug to the user's clothing. The plug-in part 2b consists, as is usual with KUnken plugs, of three metal components which are plugged into one another and insulated from one another, through which the signals from the poles to the terminals in the handle part are transmitted.
located electronic components.
In Figur 1 1st das Blockschaltbild der Übersichtlichkeit
halber außerhalb des Gr1ffte1ls 2a dargestellt. Ein Halbleiter" langzeitspeicherbaustein In Form eines EEPROM 10 hat vier
Anschlüsse/ nftmUch einen Bezugspotentialanschluß 11/ einen
Datenanschluß 12/ einen Taktanschluß 13 und einen Versorgungsspannungsanschluß
14.In Figure 1 the block diagram is shown for clarity
shown outside the main part 2a. A semiconductor long-term memory module in the form of an EEPROM 10 has four connections: a reference potential connection 11/ a data connection 12/ a clock connection 13 and a supply voltage connection 14.
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Der BezugspotentialanschLuß 11 ist mit dem ersten Pol 3 verbunden, üblicherweise ist in der Digitalelektronik das Bezugspotential das ErdpoteintiaL. Der erste Pol liegt dann an Erde an.The reference potential connection 11 is connected to the first pole 3; in digital electronics, the reference potential is usually the earth potential. The first pole is then connected to earth.
Der zweite Pol 4 des Steckers 1 dient der Datenübertragung. Die Datenübertragungsleitungen sind als Doppelpfeile dai— gestellt, um zu verdeutlichen, daß Daten sowohl eingegeben als auch ausgegeben werden können. Eine erste Überspannungsschutzschaltung 15a ist in die Datenleitung geschaltet, um das EEPROM 10 vor Überspannungen zu schützen.The second pin 4 of the connector 1 is used for data transmission. The data transmission lines are shown as double arrows to illustrate that data can be both input and output. A first overvoltage protection circuit 15a is connected in the data line to protect the EEPROM 10 from overvoltages.
Der dritte Pol 5 des Codesteckers 1 dient sowohl der Zuführung der Taktfrequenz, die für das Einlesen und Auslesen des EEPROM benötigt wird, als auch der Zuführung der Versorgungsspannung. Auch hier führt der Signalweg über .eine Überspannungsschutzschaltung 15a. Zwischen dieser und dem EEPROM ist eine Trennstufe 16 vorgesehen, durch die einer" seits das Taktsignal an den Taktanschluß 13 gelangt und durch die andererseits aus dem Taktsignal die Versorgungsspannung für das EEPROM gewonnen und dem Versorungsspannungsanschluß 14 zugeführt wird.The third pin 5 of the code connector 1 serves both to supply the clock frequency, which is required for reading in and reading out the EEPROM, and to supply the supply voltage. Here too, the signal path leads through an overvoltage protection circuit 15a. Between this and the EEPROM, an isolating stage 16 is provided, through which, on the one hand, the clock signal reaches the clock connection 13 and, on the other hand, through which the supply voltage for the EEPROM is obtained from the clock signal and fed to the supply voltage connection 14.
Bei der in Figur 3 dargestellten Schaltung sind die mit den Polen 3,4 und 5 verbundenen Eingänge mit 3a, 4a und 5a bezeichnet.In the circuit shown in Figure 3, the inputs connected to poles 3, 4 and 5 are labeled 3a, 4a and 5a.
Der Bezugspotentialeingang 3a liegt üblicherweise auf Erde und ist mit dem Bezugspotent1alanschluß 11 des EEPROM 10 verbunden.The reference potential input 3a is usually on earth and is connected to the reference potential terminal 11 of the EEPROM 10.
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Als EEPROM 10 kann beispielsweise der Typ X 2404 der Firma Xicor verwendet werden. Dieser hat drei Selecteingänge 17a, die nicht benötigt werden und auf Erd#e liegen. Der Testeingang 17b ist ebenfalls geerdet.For example, the type X 2404 from Xicor can be used as EEPROM 10. This has three select inputs 17a, which are not required and are connected to earth # e. The test input 17b is also earthed.
Das Datensignal wird von dem Eingang 4a zu dem Datenanschluß 12 des EEPROM 10 geführt. Eine Zenerdiode 18 und ein Widerstand 19, die parallel zu dem Dateneingang geschaltet sind, bilden die Überspannungsschutzschaltung 15b, wobei der Widerstand 19 statische Aufladungen und die Zenerdiode 18 ( ) eingestreute Überspannungen ableitet. Besonders bevorzugt wird statt der Zenerdiode 18 ein Varistor verwendet.The data signal is fed from the input 4a to the data connection 12 of the EEPROM 10. A Zener diode 18 and a resistor 19, which are connected in parallel to the data input, form the overvoltage protection circuit 15b, the resistor 19 dissipating static charges and the Zener diode 18 ( ) dissipating stray overvoltages. A varistor is particularly preferably used instead of the Zener diode 18.
Analog liegt auch parallel zum Takteingang 5a die aus einer Zenerdiode 20 und einem Widerstand 21 bestehende Überspannungsschutzschaltung 15a. Das Taktsignal liegt an dem Taktanschluß 13 des EEPROM 10 unmittelbar an. Die Versorgungsspannung für den Versorgungsspannungsanschluß 12 wird mittels einer Trennschaltung erzeugt, die aus der Diode 22 und dem Kondensator 23 besteht. Dabei liegt für den dargestellten Fall einer positiven Versorungsspannung die Diode 22 in Durchlaßrichtung zwischen dem Takteingang 5a und dem Versorgungsspannungsanschluß 12, während der Kondensator zwischen dem ' Versorgungsspannungsanschluß und Erde liegt.Analogously, the overvoltage protection circuit 15a consisting of a Zener diode 20 and a resistor 21 is also connected parallel to the clock input 5a. The clock signal is directly connected to the clock connection 13 of the EEPROM 10. The supply voltage for the supply voltage connection 12 is generated by means of an isolating circuit consisting of the diode 22 and the capacitor 23. In the case of a positive supply voltage shown, the diode 22 is connected in the forward direction between the clock input 5a and the supply voltage connection 12, while the capacitor is connected between the supply voltage connection and ground.
Die Taktsignale laden den Kondensator 23 über die Diode auf, wobei die Diode in den Taktpausen die Entladung des Kondensators verhindert. Dadurch liegt an dem Anschluß 12 eine Gleichspannung an, wobei wesentlich ist, daß die durchThe clock signals charge the capacitor 23 via the diode, whereby the diode prevents the capacitor from discharging during the clock pauses. As a result, a direct voltage is applied to the terminal 12, whereby it is essential that the
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den Stromverbrauch des EEPROH 10 und die Kapazität des Kondensators 23 gebildete Zeitkonstante viel größer ist als die Periodendauer der am Eingang *5a anliegenden Taktfrequenz. the time constant formed by the power consumption of the EEPROH 10 and the capacitance of the capacitor 23 is much larger than the period of the clock frequency applied to the input *5a.
Bei der Benutzung des Elements 1 wird der Einsteckteil 2b in eine entsprechende Buchse gesteckt, die eine Verbindung zu einem Computer hergestellt, mit dessen Hilfe Daten aus dem Speicher 10 gelesen oder in diesen eingeschrieben werden sollen. Die Buchse k«snn unmittelbar an eine serielle Schnittstelle des Computers angeschlossen sein. Dabei ist die Buchse selbstverständlich so /erdrahtet, daß das Taktsignal, das Datensignal und das Bezugspotential dieser Schnittstelle an den entsprechenden Polen des Elements 1 anliegen. Damit wird ein unmittelbarer Datenaustausch zwischen dem Computer und dem Speicher 10 des Elements 1 mög lieh.When using element 1, the plug-in part 2b is inserted into a corresponding socket, which establishes a connection to a computer, with the aid of which data is to be read from or written into the memory 10. The socket can be connected directly to a serial interface of the computer. The socket is of course wired in such a way that the clock signal, the data signal and the reference potential of this interface are present at the corresponding poles of element 1. This enables a direct exchange of data between the computer and the memory 10 of element 1.
Im Hinblick auf die in der Digitalelektronik übliche Signal" spannung von 5 Volt ist es für eine sichere Betriebsweise wichtig, daß die Diode 22 eine Germaniumdiode ist. Germaniumdioden zeichnen sich durch eine besonders niedrige Durch-,~\ laßspannung von etwa 0/3 Volt aus. Das Taktsignal am Eingang 5a erzeugt somit eine Versorgungsspannung von nahezu 4/7 Volt am Eingang 12. Kostengünstige EEPROMS arbeiten noch sicher mit einer minimalen Versorgungsspannung von 4/4 Volt/ so daß die mit einer Germaniumdiode erhältliche Versorgungsspannung für einen sicheren Betrieb ausreicht. Ander· Dioden haben dagegen höhere Durchlaßspannungen/ so daß ein sichererIn view of the signal voltage of 5 volts that is usual in digital electronics, it is important for safe operation that the diode 22 is a germanium diode. Germanium diodes are characterized by a particularly low forward voltage of about 0/3 volts. The clock signal at input 5a thus generates a supply voltage of almost 4/7 volts at input 12. Inexpensive EEPROMS still work safely with a minimum supply voltage of 4/4 volts, so that the supply voltage available with a germanium diode is sufficient for safe operation. Other diodes, on the other hand, have higher forward voltages, so that a safe
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Betrieb nur noch mit einem speziellen und deswegen erheblich teureren EEPROM möglich wäre.Operation would only be possible with a special and therefore considerably more expensive EEPROM.
Die Erfindung eignet sich wie erwähnt für alle Anwendungsfälle/ bei denen ein zugleich sehr robustes und dennoch für eine verhältnismäßig große Datenmenge geeignetes interaktives Codeträgerelement, insbesondere für Identifikationscodes. benötigt wird.As mentioned, the invention is suitable for all applications in which an interactive code carrier element that is both very robust and yet suitable for a relatively large amount of data is required, in particular for identification codes.
Eine wichtiges Beispiel sind Betriebstanktste I len, beispielsweise für Omnibusunternehmen oder Speditionen. Zweckmäßigerweise ist dabei jedes Fahrzeug mit einer passenden Buchse für das Identifikationscode-Trägerlement, das im folgenden kurz als Codestecker bezeichnet wird, versehen. Jeder Fahrer besitzt einen Codestecker, der eine Identifikation für seine Person trägt. Vor der Benutzung eines Fahrzeuges steckt der Fahrer seinen Codestecker in die Buchse. Ein in dem Fahzeug eingebauter Bordcomputer kann einerseits abspeichern, welcher Fahrer zu welchem Zeitpunkt und bei welchem Kilometerstand des Fahrzeuges dieses geführt hat und andererseits diese oder andere Daten auf dem Codestecker übermitteln.An important example is company fuel stations, for example for bus companies or freight forwarders. Each vehicle is conveniently equipped with a suitable socket for the identification code carrier element, which is referred to below as a code plug. Each driver has a code plug that carries an identification for his or her person. Before using a vehicle, the driver plugs his or her code plug into the socket. An on-board computer installed in the vehicle can store which driver drove the vehicle at what time and at what mileage, and can also transmit this or other data to the code plug.
Wenn das Fahrzeug betankt werden muß, wird der mit diesen Informationen versehene Codestecker in eine entsprechende Buchse der Betriebstankstel Ie eingesetzt. Nun können die gespeicherten Daten, zum Beispiel über den Fahrer, das Fahrzeug und den Kilometerstand in einen Computer der Tankstelle überspielt und für die Kraftstoffabrechnung benutzt werden.When the vehicle needs to be refueled, the code plug containing this information is inserted into a corresponding socket on the company's fuel station. The stored data, for example about the driver, the vehicle and the mileage, can now be transferred to a computer at the fuel station and used for fuel billing.
Claims (8)
zwischen den zweiten Pol (4) und den ersten Pol (3)•1 ''
between the second pole (4) and the first pole (3)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE8709268U DE8709268U1 (en) | 1987-07-04 | 1987-07-04 | Portable, battery-free code carrier element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE8709268U DE8709268U1 (en) | 1987-07-04 | 1987-07-04 | Portable, battery-free code carrier element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE8709268U1 true DE8709268U1 (en) | 1987-09-03 |
Family
ID=6809748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE8709268U Expired DE8709268U1 (en) | 1987-07-04 | 1987-07-04 | Portable, battery-free code carrier element |
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