CA1323658C - Systeme d'echange d'informations entre un objet portatif comme une cle, et un dispositif d'echange - Google Patents
Systeme d'echange d'informations entre un objet portatif comme une cle, et un dispositif d'echangeInfo
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- CA1323658C CA1323658C CA000609123A CA609123A CA1323658C CA 1323658 C CA1323658 C CA 1323658C CA 000609123 A CA000609123 A CA 000609123A CA 609123 A CA609123 A CA 609123A CA 1323658 C CA1323658 C CA 1323658C
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Abstract
ABR?G? Système d'échange d'informations entre un objet portatif comme une clé, et un dispositif d'échange. Le dispositif d'échange (non représenté) est installé dans une serrure et il émet une porteuse modulée. La clé (2) comprend des circuits (27, 28, 29, 23) pour démoduler la porteuse modulée reçue et restituer un premier signal (PR) représentatif des informations émises par le dispositif d'échange, ainsi que des circuits de traitement (23, 25, 30) recevant le premier signal (PR) et engendrant un deuxième signal (D), représentatif des informations à émettre. Le deuxième signal fait varier, de façon brusque, une impédance (26) afin que la charge vue par le dispositif d'échange varie, et que lui soient ainsi transmises les informations. L'impédance (26) est agencée, de plus, en limiteur. Un signal d'horloge (41) est obtenu, à partir de la porteuse modulée, par écrêtage, ainsi qu'une tension d'alimentation (AC), par redressement et régulation. Le système permet notamment l'utilisation d'une liaison sans contact entre la clé et la serrure, à l'aide d'une unique paire de bobines, par exemple.
Description
- 1 323658 La présente invention a tout d'abord pour objet un système d'échange d'informations entre au moins un objet portatif et au moins un dispositif d'échange, s~dentaire.
Un tel système s'applique notamment dans le domaine de la serrurerie. Dans ce cas, l'objet portatif est une clé pourvue de circuits électroniques susceptibles de recevoir, de mémoriser et d'émettre des informations sous forme de signaux électriques, et le dispositif d'échange est disposé sur une serrure. Le dispositif d'échange est agencé pour lire, au moment où la clé est introduite dans la serrure, un numéro d'identification secret mémoris~
dans cette clé, et pour interdire le déverrouillage de la serrure si ce numéro d'identification n'est pas correct. Un tel système peut être installé sur une serrure et une clé de type classique, c'est-à-dire comportant déjà un dispositif purement mécanique d'identification de la clé, afin de renforcer la sécurité procurée par ce dispositif. Au contraire, un tel système peut aussi être installé
sur une serrure et une clé ne comportant aucun moyen mécanique d'identification, si la sécurité ainsi obtenue est considérée comme suffisante.
On connait déjà des systèmes du type défini ci-dessus, décrit par exemple dans les demandes allemandes DE-A-35 07 871 et DE-A-28 02 472 respectivement publiées le 21 novembre 1985 et le 26 juillet 1979, ou dans la demande européenne EP-A-0 223 715 publiée le 27 mai 1987. Dans tous ces systèmes, les ~changes d'informations entre la clé
et le dispositif d'échange se font par l'intermédiaire d'une pluralité de conducteurs. Ceci .: . .
:: , ." ~
~ ', ,: .
, :.: . .
la - 1 323658 rend necessaire l'emploi, sur la serrure, d'un connecteur pourvu d'une pluralité de contacts devant etre positionnés avec précision par rapport aux : :
contacts de la clé, ce qui ne va pas sans poser ~:
~ 5 quelques problèmes, notamment du fait de la petite taille de la clé. Par ailleurs, ceci rend impossible, en pratique, la réalisation d'un syst~me - -dans lequel la cl~ et le dispositif d'échange sont ~:
couplés, sans contacts électriques, en remplaçant : :~
chacun des conducteurs par un couple de deux antennes, dans la ~ :.
:~ ~
;' ' . ~' ' , ~ 20 ..
".,; ~ ..
~:;;
".' ' ;';
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mesure où il est très difflcile de loger facilement, sur une :~
clé, une pluralité d'antennes, en s'arrangeant pour que, de .-:~.
plus, aucune d'entre elles ne capte, en totalité ou en par~
j tie, un signaL destiné aux autres~ Or un système sans con- ~.
¦ S tacts électriques présente, dans certains cas, des avanta- ~;
ges, comme l'insensibilité aux salissures, ou la possibilité ~ :
I de protéger mécaniquement la clé par un surmoulage en maté- I 'A,, I riau plastique. ~:
1. . .
On connait aussi, par le brevet français FR 2 180 349, un système dans lequel les échanges d'informations entre la clé et la serrure se font par l'intermédiaire de deux conduc- :
teurs seulement, un pour fixer un potentiel de référence . ;~
commun, l'autre pour transmettre des variations de potentiel dans un sens ou dans l'autre. Toutefois, ce résultat est obtenu au prix d'une relative complexité des signaux et cir- - :
cuits de traitement, complexité qui se traduit par le fait :
: que si l'on cherche à supprimer ces conducteurs, il s'avère :.
nécessaire de~prévoir deux couples d'antennes, l'un pour le passage des signaux depuis le dispositif d'échange vers ~::.
l'objet portatif, et l'autre pour le passa~e des signaux ~-.
depuis l'objet portatif vers le dispositif d'échange. .
. .... .~
La présente invention vise à pallier les inconvénients pré~
cédents en procurant un système d'échange d'informations ...
entre un objet portatif et un dispositif d'échange, de conception simple et fiable, dans lequel les échanges d'in- : '' formations ont lieu, soit par l'intermédiaire de deux contacts, soit par l'intermédiaire d'un unique couple d'an~
tennes. - ~
..
A cet effet, elle a pour objet un système du type défini ~:
ci-dessus,caractérisé par le fait que ledit dispositif d'échange comprend : ~ :
'~:
- des premiers moyens de traitement engendrant un premier signal représantatif d'une première suite d'éléments -~.
-- " 1 3236~
binaires, ou bits, à émettre vers ledit o~jet portatif - des moyens pour, en réponse audit premier signal,moduler une porteuse, - des moyens pour 2mettre la port~use modulée, et, - des premiers moyens détecteurs, pour détecter des varia-tions brusques d~amplitude du courant dans lesdits moyens d'2mission et délivrer un signal détecté auxdits premiers moyens de traitement, i ~ 10 et ledit objet portatif comprend :
.
- des moyens pour, en réponse à la porteuse modulée re~ue, restituer ledit premier signal, - des deuxi2mes moyens de ~raitement recevant ledit premier signal restitué et engendrant un deuxième signal repré-sentatif d'une deuxième suite de bits à émettre vers le- -dit dispositif d'échange, et, ; - des moyens pour, en réponse audit deuxième signal, faire varier, de façon brusque, la charge que représente, pour lesdits moyens d'émission,ledit objet portatif, de façon à ce que, pendant la durée d'émission d'un bit de la pre- ' mière suite, un bit de la deuxième suite se trouve émis et détecté par lesdits premiers moyens détecteurs.
Dans le système de l'invention, les informations en prove-nance du dispositif d'échange et destinées à l'objet porta-tif sont transmises, de façon connue, par modulation d'une ;
porteuse. Pour transmettre cette porteuse modulée, on peut utiliser indifféremment un ensemble de deux conducteurs, ou un couple d'antennes. Toutefois, du fait que les infor- -mations en provenance de l'objet portatif et destinées au dispositif d'échange sont transmises par variations de la charge vue par celui-ci, elles se traduisent par des va~
riations d'amplitude de la porteuse modulée; que la liaison entre le dispositif d'échange et l'objet portatif soit réa-lisée à l'aide de deux conducteurs, ou à l'aide d'un couple d'antennes. Dans un cas comme dans l'autre, ces variations - : ... :
- ~:
- 1 32365~ - ~
4 ~-sont détectées par le dispositif d~échange. Ainsi, le pro-; blème de la liaison entre la clé ~t la serrure peut être résolu de façon simple, soit à l~aide de deux contacteurs, soit à l~aide d~une paires d~antennes, ce qui simplifie no~
l 5 tablement les problomes de positionnement relatif des con-i tacts ou des antennes, par e~em~le. Par ailleurs, la trans-~¦ mission des bits vers la clé ~t la transmission vers la I serrure peuvent se faire d~une manière simultanée, ce qui j ~ermet une diminution de la durée globale des éc~anges. -~",',.
Dans la forme de réalisation 2référée, lesdits moyens de ~ ~ ~
modulation sont agencés pour moduler l'amplitude de ladite -porteuse, et lesdits moyens de restitution comprennent des .
deuxièmes moyens détecteurs pour détecter les variations brusques d'amplitude de la porteuse modulée reçue. et les-., ~, .
dits moyens de variation brusque sont agencés pour limiter l'amplitude de la porteuse modulée reçue. -. . ~
Alors le système est pratiquement insensible aux inévita-¦l 20 bles fluctuations de niveau de la porteuse modulée reçue, .;
~¦ liées par exemple à la qualité, ou à la propreté des contacts dans le cas d'une liaison par contacts, ou à la géométrie -¦ et au positionnement relatif des antennes dans le cas ; ;
d'une liaison sans contacts. Le système est donc d'un em-ploi fiable et sûr.
........
De plus, ledit objet portatif comprend d'une ~art des moyens ' . d'écr~ta~e de ladite porteuse ~odulée, lesdits deuxièmes moyens de traitement ~ta~t ~nchronisés par ledit ~ign~
~crété, et d'autre part des moyens de redressement de la porteuse modulée reçue~ ainsi quedes moyens de régulation pour, en réponse à la porteuse redressée, délivrer à tous ~-les composants électroniques de l'objet portatif, une ten-sion d'alimentation en énergie électrique.
i Alors, il n'est pas nécessaire de prévoir, sur l'objet por- ~ :
F~ tati~, un o~cillateur délivrant un signal d'horloge synchro-ne du Yignal d'horlogs du dispositif d'échange. De même, 5 1 32365~ ~
.
1l n est pas nécessaire de prévolr une pile ou une batterie pour l'alimentation en énergie électrique de l'objet ~orta-tif.
Avantageusement, lesdits moyens d'émission comprennent une première bobine et lesdits moyens de restitution une deu-xième bobine et le couplage entre ledit objet portatif et ledit dispositif d~échange est un couplage magnétique, ob-i tenu par rapprochemsnt sans centact, desdites première et -~
deuxième bobines. ~-La présente invention a également pour objet un objet porta-tif pour échanger des informations avec au moins un dispo-sitif d'échange sédentaire émettant une porteuse modulée, lS caractérisé par le fait qu'il comprend : -~
- des moyens de réce~tion et de demodulation de ladite por-teuse modulée, - des moyens de traitement, recevant le signal démodulé, et ; '~
engendrant un signal représentatif d'une suite de bits à
émettre vers ledit dispositif d'échange, et, - des moyens pour, en réponse audit signal, faire varier, de façon brusque, la charge que représente, pour ledit dispositif d'échange ledit objet portatif.
La présente i.nvention sera mieux comprise grâce à la des- :~
cription suivante de la forme de réalisation préférée du système de l'invention, faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels ~ ;
-~
- la figure 1 représente un schéma par blocs des circuits électroniques d'un dispositif d'échange disposé dans une serrure, :: .
- la figure 2 représente un schéma par blocs des circuits électroniques d'une clé destinée à échanger des informations avec le dispo~itif d'échange de la figure 1, .
,~ ;' :-' , ' '~ ;', ' ~
1 3 2 3 6 5 8 ~ :~
~ 6 - la figure 3 représente, de façon détaillée, le circuit ~
de variatlon de charge et de limitation, prévu sur la clé ~.
de la figure 2, . , ~ .
- la figure 4 représente un diagramme te~porel des princi- .
¦ paux signaux en divers points des circuits électroniques des : -~
figures 1 et 2, et, - les figures 5 représent-nt des exem~les d'implantation sur une clé plate et sur une clé cylindrique des circ~its :
électroniques de la figure 2. ;-.:~
Un système d'échange d'informations entre un objet portatif, en l'occurence une clé, et un dispositif d'échange installé ~::
¦ dans une serrure, et donc sédentaire, qui permet, par exem- - ;.
ple, préalablement à l'autorisation de déverrouillage de la :: .
.......
I serrure, la vérification d'un numéro d'identification mémo- :~
risé dans la clé, est maintenant décrit.
~ En référence à la figure 1, le dispositifd' ~ e 1 comprend .
tout d'abord un circuit 11 d'alimentation en énergie élec- -trique, qui engendre la ou les tensions d'alimentation AS
nécessaires aux divers composants du dispositif d'échange. ~; .
Un oscillateur 12 délivre une porteuse Hl, de fréquence ici égale à 200 kHz. . .::.
Un circuit de traitement 13, à microprocesseur, est pourvu d'une entrée de synchronisation recevant la porteuse Hl, d'une sortie délivrant un signal binaire CP de commande de ~
porteuse, d'une sortie délivrant un signal binaire P repré- :
sentatif d'une pre~ière suite d'éléments binaires, ou bits, à émettre vers la clé, et d'une entrée recevant un signal . .
binaire RS. : .
:
Une porte ET 14 est pourvue de deux entrées recevant le si-gnal CP et la porteuse Hl respectivement, et d'une sortie reliée à l'entrée de porteuse d'un circuit modulateur 15, : ' - ' ' . . :' ~
- 132365~ ~
7 ~-ici modulateur d'amplitude. -', ' ' Le circuit modulateur 15 est également pourvu d'une entrée de modulatlon recevant le signal P, et d'une sortie reliée à l'entrée d'un amplificateur de courant 16, chargé par une bobine 17 en série avec un circuit 18 de détection des va-riations brusques du courant qui le traverse. -, Le circuit 18 est agencé pour détecter la valeur crête de ~~~
l'amplitude du courant le traversant et la comparer en per-manence à la valeur instantanée de cette amplitude. Il dé-livre ici un signal de sortie RS au niveau 1 lorsque la va-leur instantanée devient supérieure à la valeur crête dé-tectée, ce qui traduit une augmentation brusque du courant que le détecteur crête ne prend pas immédiatement en compte. -~
Au contraire, le signal de sortie RS passe au niveau 0 lors-que le courant diminue de façon brusque. Il est à noter qu'un tel dispositif détecte une variation brusque i~dépendamment - -du point de départ de cette variation, ce qui est utile dans l'application décrite, comme cela sera mieux compris dans la suite. -.
En référence maintenant à la figure 2, l'objet portatif, c'est-à-dire ici la clé 2, est maintenant décrit.
La clé comprend tout d'abord une bobine 27, destinée à se trouver couplée à la bobine 17, lorsque la clé 2 est intro-duite dans la serrure, la bobine 17 constituant le seul ac-cès qui relie l'ensemble des circuits électroniques qui vont maintenant être décrits avec l'extérieur.
..
Un condensateur 31 est monté en parallèle sur la bobine 27. -~
:' - . ':.
Un circuit 28 de redressement double alternance est pourvu d'un accès d'entrée, recevant la tension aux bornes de la bo~ine 27, et d'un accès de sortie, dont une borne est à ~ -la masse, et l'autre délivre un signal redressé RC. -;
. ..
- .. ,,:
...
Un condensateur 32 est disposé en parallèle sur la sortie du circuit 28 de redressement. -..
~ Un circuit 21 régulateur de tension est pourvu d'une entrée ! s recevant le signal redressé RC et d'une sortie délivrant une tension d'alimentation .iC, valant ici sensiblement '~
+ 5 V. Cette tension permet l'alimentation en énergie électrique de tous les composants de la clé qui en ont be- -soin.
' 10 ~' Un circuit écrêteur 22, alimenté par la tension AC, est pourvu d'une entrée dont une borne est reliée à la masse, et dont l'autre Pst reliée à une des extrémités de la bo-I bine 27. Le circuit écrêteur 22 délivre un signal écrêté
binaire ECR.
: , .:
Un circuit de remise à zéro 24 est pourvu d'une entrée -recevant la tension d'alimentation AC, et d'une sortie dé- ;
livrant un signal binaire Z.
Un circuit 29 de détection de variations brusques, alimen-té par la tension AC, est pourvu d'une entrée recevant le signal redressé RC et d'une sortie délivrant un signal bi-naire PR. Le circuit 29 détecte les variations brusques du signal VR. Il fonctionne sur le même principe que le cir-cuit détecteur 18 mais il comporte, de plus, une entree d'inhibition recevant up signal binaire IN. Lorsque le si- 'gnal IN est au niveau 0, le circuit 29 passe au niveau 0 pour une augmentation brùsque du signal RC, et au niveau 1 pour une diminution brusque de ce signal. Lorsque le si-gnal IN est au niveau 1, le circuit 29 est inhibé et ne détecte rien.
'. ' ,'',, .
Un circuit 26 de variation de charge et de limitation de la : ''' tension à ses bornes, decrit plus en détail dans la suite, --est disposé en parallèle sur le condensateur 32. Il est '-pourvu d'une entree de commande recevant un signal binaire D.
' - ';: ' c 9 .- :
~n clrcuit séquenc~ur 23, alimenté par la tension AC, est i pourvu de trois entrées recevant les signaux binaires ECR, -' Z et PR respectivement, et de quatre sorties délivrant le signal binaire IN, le signal binaire PR et deux signaux A~ .
et H2, respectivement.
,~ ' .
Un circuit de traite~ent 25, alimenté par la tenslon AC, ' reçoit les signaux binaires PR,AU et H2, et délivre Le si-; gnal binaire DE.
, Une porte ET 30 est pourvue de deux entrées recevant les signaux binaires IN et DE, et d'une sortie délivrant 1~
signal binaire D. -En référence à la figure 3, le circuit 26 de variation de charge et de limitation de la tension à ses bornes com-j prend ici un transistor bipolaire de type NPN 261, dont l'émetteur est relié à la masse. Une diode Zener 262 est 3 disposée entre le collecteur du transistor 261 et le con-ducteur qui délivre le signal redressé RC. La cathode de -~
la diode Zener 262 est reliée à ce conducteur. La tension de Zener de la diode 262 est ici de 6,2 volts.
.: , .
Une résistance 263 est disposée entre la cathode de la diode 262 et la base du transistor 261. Une résistance 264 est disposée entre la base du transistor 261 et le collec-teur et la base réunis,d'un transistor 265, bipolaire de type NPN. L'émetteur du transistor 265 est relié au col-lecteur d'un transistor 266, bipolaire de type NPN, dont la base reçoit le si~nal D et dont l'émetteur est relié à la masse. ~ ~
' -' -::
Le-système qui vient d'être décrit fonctionne comme suit, en référence maintenant à la figure 4~ -Sur cette figure, on a représenté, à titre d'exemple, qua-tre intervalles de temps, ou périodes d'horloge, ~ucce~
sifs, chaque intervalle de temps pouvant être considéré
:::
- '- 1 32365~ ' -'' 10 , :'"., ~
....
.. .
- comme la durée d'émission d'un bit depuis le dispositif :.
d'échange 1 de la serrure vers la clé 2, et, éventuellement, et comme cela sera mieux compris dans la suite, d'un bit depuis la clé 2 vers le dispositif d'échange 1. -~ ' j 5 ~ La valeur des bits de la suite à émettre vers la clé 2 est ~ représentae à la partie supérieure de la figure 4, qu~
montre ici que le premier bit à é~ettre vaut 0, le deuxième :
1, le troisième 0, et le quatrième 0, par exemple. ~ -:~ 1 0 , . " , .
~A Le circuit de traitement 13 est agencé pour déterminer la ~ :
durée de chaque période d'horloge, de valeur T2, de façon à
ce qu'elle soit un multiple de la période Tl de la porteuse Hl. Ici, la période T2 vaut : ~ -, 15 ~i . . . .
T2 = 64 Tl ~-~i En réponse à un signal de détection de l'introduction de ~
~¦ la clé 2 dans la serrure, obtenu grâce à un dispositif non : ~ ' ~j! 20 représenté car connu, le circuit de traitement 13 commande j le passage au niveau haut du signal CP de commande de ::': .
¦ porteuse, et la porteuse Hl se trouve effectivement appli- . .
3 quée à l'entrée de porteuse du circuit modulateur 15. ~; :
, Simultanément, le circuit de traitement 13 engendre le si- .:
gnal P. Comme cela apparait sur la figure 4, le signal P
est un signal binaire qui, au début de chaque période :~ :
. d'horloge, est au niveau haut, et à la fin de chaque pério~
de d'horloge, au niveau bas. La durée, ou largeur, de cha- :
cune des impulsions de la suite d'impulsions ainsi formée . : .
est modulée, c'est-à-dire qu'elle peut prendre une des va- :
leurs d'un couple associé aux deux valeurs 0 et 1, possi- ~:
bles pour chaque bit à émettre vers la clé 2. Ainsi, si .~:
un bit à émettre vers la clé 2 vaut 0, la largeur de l'im~
pulsion correspondante du signal P vaut 12 périodes Tl, . et si ce bit vaut l,~la largeur de l'impulsion vaut 52 pé- .
riodes Tl. Naturellement, ces valeurs ne sont données qu'à : .
- ~ 1 323658 titre d'exemple,et~ largeur de ~b~ v~ur, ~p~ ~a~ve de la valeur binaire 0, peut être c~mprise entre environ 8 9t ~ environ 16 fois la période Tl~tand~ ~e ~ ~eur de ~r~ valeur, représentative de la valeur binaire 1, peut être comprise entre 48 st environ 56 fois la période Tl. :-.
Le signal binaire P, représentatif de la suite de bits à émettre vers la clé 2, se trouve d~nc appliqué au circuit modulateur lS. Celui-ci est agencé pour que l'amplitude de la porteuse modulée soit ici de 10 volts crête à crête en- ~
viron lorsque le signal P est au niveau bas,etde 8 volts ::.
crête à crête environ lorsque le signal P est au niveau :
haut. ~
lS La porteuse modulée, après amplification en courant dans ~ -l'amplificateur de courant 16 est appliquée à la bobine 17.
:
Elle est reçue par la bobine 27 de la clé 2, couplée à la :
bobine 17 par couplage magnétique lorsque la clé 2 est . ~ -~
dans la serrure, couplage dû au rapprochement sans contact . ::
des deux bobines 17 et 27.
Dès réception, la porteuse modulée est écrêtée dans le cir- :
cuit 22, qui engendre le signal ECR, de période Tl, et ~.
qui, comme cela sera mieux compris dans la suite, sera uti-lisé comme signal de synchronisation pax le circuit sé-quenceur 23. ~
,.. . .
La porteuse modulée reçue est également redressée dans le ;:
circuit redresseur 28, qui délivre le signal redressé RC
représenté sur la figure 4. Sur cette fisure, pour laquelle on a supposé un couplage correct entre les bobines 17 et . 27, le signal RC, après une phase d'établissement corres~
pondant à l'introduction de la clé 2 dans la serrure, vaut : -sensiblement 8 volts au début de chaque période d'horloge, et sensiblement 10 volts à la fin de chaque période, la durée du palier à 8 volts étant celle de l'impulsion de -la période d'horlo~e correspondante du signal P.
: , ' ~
:
, ' 2 1 323658 :
.- 1 ..
.' :.
Le signal RC est appliqué au circult 21 régulateur de ten- : -- sion, qui engendre la tension d'alimentation AC de + S volts. :
" , Le circuit de remise à zéro, en réponse à l'établissement : ~
de la tension AC, enqendre une impulslon Z de ~emis_ à zéro :
du circuit séquenceur 23.
::
Sur la figure 4, il apparait, au cours de la t~oisième 2é-riode d'horloge, une chute du niveau du signal RC, à une ,i- 10 valeur inférieure à 8 volts, après le palier à 8 volts dé-jà décrit. Comme cela sera mieux compris dans la suite, ... -:.
cette chute de niveau correspond à l'émission d'un bit de valeur 1 de la clé 2 vers le dispositif d'échange, et elle .
' correspond à une impulsion de niveau 1 du si~nal binaire IN.
~: -. En conséquence, le signal PR en sortie du circuit 29 de dé- ;
tection de variations brusques représente la restitution du ::5:
. signal P représentatif des données émises par le dispositif d'échange 1, puisque le signal PR passe de 0 à 1 pour les : ::
. 20 décroissances brusques du sisnal RC, et de 1 à 0 pour les :
croissances brusques de ce signal, les transitions relati~
ves à la chute liée à l'émission d'un bit de valeur 1 par la clé 2 étant ignorées, grâce au signal IN. ~:
. - ', ,'~
Le circuit séquenceur 23 engendre, à partir du signal écrêté
ECR, de l'impulsion Z, et du signal PR : :
' . '', ~.
- le signal AU, au niveau 1 pour autoriser les échanges :
après l'établissement des différentes tensions, :
- le signal H2, signal d'horloge de période T2 = 64 Tl ici au niveau 0 pendant la première demi-période, - le signal IN comprenant une impulsion au niveau 1 pour les seules périodes d'horloge au cours desquelles un bit :
de valeur 0 a été émis par le dispositif d'échange, im-pulsion qui, dans ce cas, passe au niveau 1 après que ce soit écoulée, depuis le début de la période d'horloge, une durée sensiblem-nt égale à 16 fois Tl, et y reste : ':
I .' ''il ' pour une durée sensiblement égale à 28 fois Tl. Ainsi les flancs de l'lmpulsion du signal IN se produisent tous ~:
deux pendant que le signal P est constant, lci au niveau bas. ;:~
S Le circuit de traitement 25 est donc en mesure, à partir notamment du si~nal restitué PR et du slgnal d'horloge H2, de connaitre la valeur de chacun des bits émis par le dis-positif d~échange 1, en déterminant le niveau du signal restitué PR au moment de la transition montante du signal ~- -J 10 d'horloge H2. ~--'.:
En réponse aux informations ainsi reçues, représentant par ~ .
. exemple une adresse d'une mémoire incluse dans le circuit ; 25, celui-ci engendre le signal DE représentatif d'une sui-te de bits à émettre vers le dispositif d~échange 1, et qui ~~
représente, par exemple, le contenu de la case précédemment .:~.
adressée. Naturellement dans une telle situation réelle, le : .
~ circuit 25 attendrait d'avoir reçu la totalité des bits i spécifiant l'adrssse de la case mémoire avant d'émettre.
Toutefois, ici, pour la clarté de l'exposé, et aussi parce qu'un des avantages du système de l'invention est la possi~
bilité de transmettre, pendant la durée d'émission d'un bit vers la clé 2, un bit vers le dispositif de transfert l, ~ .
on suppose que le circuit de traitement 25 est immédiate- : : .
ment prêt à emettre.
'.,, .: ',' ', .
Comme le montre la partie inférieure de la figure 4, les ::::
bits à émettre par le circuit de traitement 25 sont par ~ :
exemple 0, 1, et 0. On note que, pendant la deuxième pé-riode d'horloge, qui correspond ici à la réception, en pro- .
venance du dispositif d'échange l, d'un bit de valeur l, ~:~
l'émission d'un bit par le circuit de traitement 25 est ~:
interdite. Une telle caractérictique n'est pas obligatoire, mais elle a poux avantage, ici, que l'émission d'un bit par la clé 2 a lieu obligatoirement pendant une période d'hor~
. loge où le signal RC est à coup sûr au niveau haut pendant les trois derniers quarts de cette période d'hoxloge. Ceci .
.' , - : ' ~ '., ',' 1 32365~ ~ -.:
permet de disposer d~un temps relativement loncJ pour falre -varier, le cas échéant, et grâce au signal D, la charge que représents, pour l'amplificateur 16 et la bobine l7, l'en- -semble des circuits electroniques de la clé, de facon à
transmettre au dis~ositif d'échange l, les informations en sortie du circuit de traitement 25.
:: .
A cet effet, le signal D en sortie du circuit ET 30 est -, toujours au niveau l, sau~ lorsque le signal IN et le si-~ lO gnal DE sont simultan~sment au niveau l. Le circuit 26 de va-: ~ .
riation de charge et de limitation es~ agencé, comme cela sera mieux compris dans la suite, pour consommer un courant -important, lorsque le signal D passe au niveau 0, et donc provoquer alors une variation brusque de la charge VU2 par ~-par le dispositif d'échange 2, traduite par une augmenta-, tion brusque de courant~détectée par le circuit détecteur 18.
Ainsi, lorsque, un bit de valeur 0 ayant été émis par le dis-positif d'échange l, l'émission d'un bit par la clé 2 est ~ -autorisée, la variation brusque de charge pendant l'inter-valle de temps où le signal P est au niveau bas est inter-prétée par le circuit de traitement 13 du dispositif d'é-change l comme un bit ~e valeur l en provenance de la clé 2, tandis que l'absence de variation brusque de charge pendant ce même intervalle de temps est interprétée comme un bi~ de valeur 0 en provenance de cette clé 2.
Le circuit 26 de variation de charge et de lim1tation fonc-tionne comme cela est maintenant décrit. Le transistor 265 ~ ~
est monté, de façon connue, pour compenser l'influence de ;
la température. Lorsque le signal D est au niveau 0, le transistor 266 est bloqué, la résistance 264 est en l'air, ~
et le potentiel de base du transistor 261 est tiré vers le- ~ -haut par la résistance 263; Le transistor 261 est donc for~
tement conducteur, et le potentiel de son collecteur est très faible. Il en résu1te que la diode Zener 262 conduit ~t consomme un courant important, ce qui correspond donc ', -~
; .
,.
I' 1 323658 , ~
- ' à une charge importante pour le circuit redresseur 28, et, par contrecoup, la charge équivalente à la bobine 27 sui-; vie des circuits électroniques de la clé 2 se trouve au~men-tée. En ~ratique, 1~ potentiel RC est forcé à une valeur voisine de la tension de Zener 6,2 V, compatible, néanmoins, avec le fonctionnement du régulateur 21.
.: ':~:
Lorsque le signal D est au niveau 1, le transistor 266 est -fortement conducteur, et le t~ ansistor 261 est polarisé par le pont de résistances 263, 264 afin que son potentiel VCE
soit de 4 volts environ. Ainsi, le circuit 26 ~eut jouer le rôle de limiteur, car, lorsque le potentiel du signal RC ~;
a tendance à dépasser 10 volts, la diode zener 262 se met à conduire. Ceci a pour effet la stabilisation de la charge ! lS représentée par la clé 2, et, de plus, rend possible l'uti- ;
lisation, dans la cle, de composants électroniques de type ! HC MOS, dont la tension d'alimentation ne doit en aucun cas ~' dépasser 10 volts. ~ -Lorsque le processus d'identification es~ relati~e~n~
i complexe~ le circuit de traitement 25 peut comprendre notam-ment~ un microprocesseur, qui peut alors assurer, en totalité
ou en partie, les fonctions assurées par le séquenceur 23.
. : .
Dans ce cas~ le circuit de traitement 25 peut comprendre é~a-lement un oscillateur~ alimenté par le signal AC pour délivrer au microprocesseur le signal d'horloge de fréquence élevée nécessaire ~ son fonctionnement. Ce signal d'horloge, relatif au fonctionnement interne du microprocesseur, n'a pas à être synchrone du signal ECR, sans que cela soit en contradiction ~ ~
avec l'affirmation qui a été faite selon laquelle le signal ~ -ECR est utilisé comme signal de synchronisation. En effet, le ~ignal ECR est tou~ours utilisé comme signal de synchroni~
~ation~ notamment en ce ~ens qu'il permet par exemple d'ob-tenir le signal d'horloge H2~ dont les transitions montantes - d~finissent les instantg où le signal restitué PR est~ à
coup s~r~ représentatif des bits en provenance du dispositif I ;~
d'échange 2 de la ~errure. Ceci ne concerne donc pas le ! -~;
.-~. :~..
1 32365~ :
; fonctionnement interne du microprocesseur et le signal dé- : :
livré par l'oscillateur.
A titre d~exemple, la figure 5a montre une clé plate pour~
vue d~un év~dement 3 qui la t~averse, à l~intérieur duquel :: :
S est disposé un module 2a inté~rant les c_rcuits élec roni- :
ques de la figure 2, ainsi que la bobine 27. Le modu~e 2a est ~ro~égé par deux couches 4 de résine é?oxy. :; .
De même, la figure Sb montre une clé cylindrique, à l~ex~
trémité de laquelle est fixé, par vissage ou collage, un module 2b intégrant les circuits électroniques de la fi~
gure 2, ainsi que la bobine 27,par exemple une bobine cy- :.
lindrique de même axe que la clé, disposée à l'extrémité .
du module 2b : ' ' Naturellement, la portée de la présente demande n'est pas lS limitée à la description qui vient dtêtre faite, et il est à la portée de l'homme de ~étier, par exemple, de rem-placer la transmission par bobines couplées par une trans- ~
mission par contacts, ou encore d'éviter l'interdiction ~ :
d'émettre, pour la clé, lorsqu'un bit de valeur 1 a été ;~
20 émis par le dispositif d'échange, en utilisant différem-ment le temps disponible dans chaque période d'horloge.
De même~ il est à la portée de l'homme de métier de rem-placer les circuits décrits précédemment, et compren~nt notamment des transistors bipolaires, par des circuits 25 correspondants réalisés en technologie CM05, par exemple.
De m8me, s'il est particulièrement simple et avantageux d'utiliser une modulation de largeur d'impulsions, sui~ie m d'une modulation d'amplitude, pour transmettre les infor- ;: ;:
mations depuis le dispositif d'échange vers la clé, ceci .
30 n'est pas obligatoire, et d'autres types de modulation de la porteuse sont également util~sables. - ~:
~ r ~ ' Enfin, si le systame de l'invention s'avère particulière~
ment utile pour l'application qui a ét~ ~ecrite dans le .
- 1 32365~ ~
domaine de la serrurerie, il est évidemment possible de l'appliquer à tout autre domaine comme celui des cartes à -mémoi_e, par exemple.
Dans le domaine des cartes à mémoire, et ?articulièrement dans celui des cartes bancaires, la compiexité du proces- -sus d'identification nécessite en généra7 l'utilisation d'un ~icroprocesseur assoc é à 11oscillateur d'horlose dont il a déjà ét~ question. Naturellement, si le dispo-sitif est prévu pour recevoir plusieurs ~ypes de micro-10 processeur, l'oscillateur est programma~ie.
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Un tel système s'applique notamment dans le domaine de la serrurerie. Dans ce cas, l'objet portatif est une clé pourvue de circuits électroniques susceptibles de recevoir, de mémoriser et d'émettre des informations sous forme de signaux électriques, et le dispositif d'échange est disposé sur une serrure. Le dispositif d'échange est agencé pour lire, au moment où la clé est introduite dans la serrure, un numéro d'identification secret mémoris~
dans cette clé, et pour interdire le déverrouillage de la serrure si ce numéro d'identification n'est pas correct. Un tel système peut être installé sur une serrure et une clé de type classique, c'est-à-dire comportant déjà un dispositif purement mécanique d'identification de la clé, afin de renforcer la sécurité procurée par ce dispositif. Au contraire, un tel système peut aussi être installé
sur une serrure et une clé ne comportant aucun moyen mécanique d'identification, si la sécurité ainsi obtenue est considérée comme suffisante.
On connait déjà des systèmes du type défini ci-dessus, décrit par exemple dans les demandes allemandes DE-A-35 07 871 et DE-A-28 02 472 respectivement publiées le 21 novembre 1985 et le 26 juillet 1979, ou dans la demande européenne EP-A-0 223 715 publiée le 27 mai 1987. Dans tous ces systèmes, les ~changes d'informations entre la clé
et le dispositif d'échange se font par l'intermédiaire d'une pluralité de conducteurs. Ceci .: . .
:: , ." ~
~ ', ,: .
, :.: . .
la - 1 323658 rend necessaire l'emploi, sur la serrure, d'un connecteur pourvu d'une pluralité de contacts devant etre positionnés avec précision par rapport aux : :
contacts de la clé, ce qui ne va pas sans poser ~:
~ 5 quelques problèmes, notamment du fait de la petite taille de la clé. Par ailleurs, ceci rend impossible, en pratique, la réalisation d'un syst~me - -dans lequel la cl~ et le dispositif d'échange sont ~:
couplés, sans contacts électriques, en remplaçant : :~
chacun des conducteurs par un couple de deux antennes, dans la ~ :.
:~ ~
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mesure où il est très difflcile de loger facilement, sur une :~
clé, une pluralité d'antennes, en s'arrangeant pour que, de .-:~.
plus, aucune d'entre elles ne capte, en totalité ou en par~
j tie, un signaL destiné aux autres~ Or un système sans con- ~.
¦ S tacts électriques présente, dans certains cas, des avanta- ~;
ges, comme l'insensibilité aux salissures, ou la possibilité ~ :
I de protéger mécaniquement la clé par un surmoulage en maté- I 'A,, I riau plastique. ~:
1. . .
On connait aussi, par le brevet français FR 2 180 349, un système dans lequel les échanges d'informations entre la clé et la serrure se font par l'intermédiaire de deux conduc- :
teurs seulement, un pour fixer un potentiel de référence . ;~
commun, l'autre pour transmettre des variations de potentiel dans un sens ou dans l'autre. Toutefois, ce résultat est obtenu au prix d'une relative complexité des signaux et cir- - :
cuits de traitement, complexité qui se traduit par le fait :
: que si l'on cherche à supprimer ces conducteurs, il s'avère :.
nécessaire de~prévoir deux couples d'antennes, l'un pour le passage des signaux depuis le dispositif d'échange vers ~::.
l'objet portatif, et l'autre pour le passa~e des signaux ~-.
depuis l'objet portatif vers le dispositif d'échange. .
. .... .~
La présente invention vise à pallier les inconvénients pré~
cédents en procurant un système d'échange d'informations ...
entre un objet portatif et un dispositif d'échange, de conception simple et fiable, dans lequel les échanges d'in- : '' formations ont lieu, soit par l'intermédiaire de deux contacts, soit par l'intermédiaire d'un unique couple d'an~
tennes. - ~
..
A cet effet, elle a pour objet un système du type défini ~:
ci-dessus,caractérisé par le fait que ledit dispositif d'échange comprend : ~ :
'~:
- des premiers moyens de traitement engendrant un premier signal représantatif d'une première suite d'éléments -~.
-- " 1 3236~
binaires, ou bits, à émettre vers ledit o~jet portatif - des moyens pour, en réponse audit premier signal,moduler une porteuse, - des moyens pour 2mettre la port~use modulée, et, - des premiers moyens détecteurs, pour détecter des varia-tions brusques d~amplitude du courant dans lesdits moyens d'2mission et délivrer un signal détecté auxdits premiers moyens de traitement, i ~ 10 et ledit objet portatif comprend :
.
- des moyens pour, en réponse à la porteuse modulée re~ue, restituer ledit premier signal, - des deuxi2mes moyens de ~raitement recevant ledit premier signal restitué et engendrant un deuxième signal repré-sentatif d'une deuxième suite de bits à émettre vers le- -dit dispositif d'échange, et, ; - des moyens pour, en réponse audit deuxième signal, faire varier, de façon brusque, la charge que représente, pour lesdits moyens d'émission,ledit objet portatif, de façon à ce que, pendant la durée d'émission d'un bit de la pre- ' mière suite, un bit de la deuxième suite se trouve émis et détecté par lesdits premiers moyens détecteurs.
Dans le système de l'invention, les informations en prove-nance du dispositif d'échange et destinées à l'objet porta-tif sont transmises, de façon connue, par modulation d'une ;
porteuse. Pour transmettre cette porteuse modulée, on peut utiliser indifféremment un ensemble de deux conducteurs, ou un couple d'antennes. Toutefois, du fait que les infor- -mations en provenance de l'objet portatif et destinées au dispositif d'échange sont transmises par variations de la charge vue par celui-ci, elles se traduisent par des va~
riations d'amplitude de la porteuse modulée; que la liaison entre le dispositif d'échange et l'objet portatif soit réa-lisée à l'aide de deux conducteurs, ou à l'aide d'un couple d'antennes. Dans un cas comme dans l'autre, ces variations - : ... :
- ~:
- 1 32365~ - ~
4 ~-sont détectées par le dispositif d~échange. Ainsi, le pro-; blème de la liaison entre la clé ~t la serrure peut être résolu de façon simple, soit à l~aide de deux contacteurs, soit à l~aide d~une paires d~antennes, ce qui simplifie no~
l 5 tablement les problomes de positionnement relatif des con-i tacts ou des antennes, par e~em~le. Par ailleurs, la trans-~¦ mission des bits vers la clé ~t la transmission vers la I serrure peuvent se faire d~une manière simultanée, ce qui j ~ermet une diminution de la durée globale des éc~anges. -~",',.
Dans la forme de réalisation 2référée, lesdits moyens de ~ ~ ~
modulation sont agencés pour moduler l'amplitude de ladite -porteuse, et lesdits moyens de restitution comprennent des .
deuxièmes moyens détecteurs pour détecter les variations brusques d'amplitude de la porteuse modulée reçue. et les-., ~, .
dits moyens de variation brusque sont agencés pour limiter l'amplitude de la porteuse modulée reçue. -. . ~
Alors le système est pratiquement insensible aux inévita-¦l 20 bles fluctuations de niveau de la porteuse modulée reçue, .;
~¦ liées par exemple à la qualité, ou à la propreté des contacts dans le cas d'une liaison par contacts, ou à la géométrie -¦ et au positionnement relatif des antennes dans le cas ; ;
d'une liaison sans contacts. Le système est donc d'un em-ploi fiable et sûr.
........
De plus, ledit objet portatif comprend d'une ~art des moyens ' . d'écr~ta~e de ladite porteuse ~odulée, lesdits deuxièmes moyens de traitement ~ta~t ~nchronisés par ledit ~ign~
~crété, et d'autre part des moyens de redressement de la porteuse modulée reçue~ ainsi quedes moyens de régulation pour, en réponse à la porteuse redressée, délivrer à tous ~-les composants électroniques de l'objet portatif, une ten-sion d'alimentation en énergie électrique.
i Alors, il n'est pas nécessaire de prévoir, sur l'objet por- ~ :
F~ tati~, un o~cillateur délivrant un signal d'horloge synchro-ne du Yignal d'horlogs du dispositif d'échange. De même, 5 1 32365~ ~
.
1l n est pas nécessaire de prévolr une pile ou une batterie pour l'alimentation en énergie électrique de l'objet ~orta-tif.
Avantageusement, lesdits moyens d'émission comprennent une première bobine et lesdits moyens de restitution une deu-xième bobine et le couplage entre ledit objet portatif et ledit dispositif d~échange est un couplage magnétique, ob-i tenu par rapprochemsnt sans centact, desdites première et -~
deuxième bobines. ~-La présente invention a également pour objet un objet porta-tif pour échanger des informations avec au moins un dispo-sitif d'échange sédentaire émettant une porteuse modulée, lS caractérisé par le fait qu'il comprend : -~
- des moyens de réce~tion et de demodulation de ladite por-teuse modulée, - des moyens de traitement, recevant le signal démodulé, et ; '~
engendrant un signal représentatif d'une suite de bits à
émettre vers ledit dispositif d'échange, et, - des moyens pour, en réponse audit signal, faire varier, de façon brusque, la charge que représente, pour ledit dispositif d'échange ledit objet portatif.
La présente i.nvention sera mieux comprise grâce à la des- :~
cription suivante de la forme de réalisation préférée du système de l'invention, faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels ~ ;
-~
- la figure 1 représente un schéma par blocs des circuits électroniques d'un dispositif d'échange disposé dans une serrure, :: .
- la figure 2 représente un schéma par blocs des circuits électroniques d'une clé destinée à échanger des informations avec le dispo~itif d'échange de la figure 1, .
,~ ;' :-' , ' '~ ;', ' ~
1 3 2 3 6 5 8 ~ :~
~ 6 - la figure 3 représente, de façon détaillée, le circuit ~
de variatlon de charge et de limitation, prévu sur la clé ~.
de la figure 2, . , ~ .
- la figure 4 représente un diagramme te~porel des princi- .
¦ paux signaux en divers points des circuits électroniques des : -~
figures 1 et 2, et, - les figures 5 représent-nt des exem~les d'implantation sur une clé plate et sur une clé cylindrique des circ~its :
électroniques de la figure 2. ;-.:~
Un système d'échange d'informations entre un objet portatif, en l'occurence une clé, et un dispositif d'échange installé ~::
¦ dans une serrure, et donc sédentaire, qui permet, par exem- - ;.
ple, préalablement à l'autorisation de déverrouillage de la :: .
.......
I serrure, la vérification d'un numéro d'identification mémo- :~
risé dans la clé, est maintenant décrit.
~ En référence à la figure 1, le dispositifd' ~ e 1 comprend .
tout d'abord un circuit 11 d'alimentation en énergie élec- -trique, qui engendre la ou les tensions d'alimentation AS
nécessaires aux divers composants du dispositif d'échange. ~; .
Un oscillateur 12 délivre une porteuse Hl, de fréquence ici égale à 200 kHz. . .::.
Un circuit de traitement 13, à microprocesseur, est pourvu d'une entrée de synchronisation recevant la porteuse Hl, d'une sortie délivrant un signal binaire CP de commande de ~
porteuse, d'une sortie délivrant un signal binaire P repré- :
sentatif d'une pre~ière suite d'éléments binaires, ou bits, à émettre vers la clé, et d'une entrée recevant un signal . .
binaire RS. : .
:
Une porte ET 14 est pourvue de deux entrées recevant le si-gnal CP et la porteuse Hl respectivement, et d'une sortie reliée à l'entrée de porteuse d'un circuit modulateur 15, : ' - ' ' . . :' ~
- 132365~ ~
7 ~-ici modulateur d'amplitude. -', ' ' Le circuit modulateur 15 est également pourvu d'une entrée de modulatlon recevant le signal P, et d'une sortie reliée à l'entrée d'un amplificateur de courant 16, chargé par une bobine 17 en série avec un circuit 18 de détection des va-riations brusques du courant qui le traverse. -, Le circuit 18 est agencé pour détecter la valeur crête de ~~~
l'amplitude du courant le traversant et la comparer en per-manence à la valeur instantanée de cette amplitude. Il dé-livre ici un signal de sortie RS au niveau 1 lorsque la va-leur instantanée devient supérieure à la valeur crête dé-tectée, ce qui traduit une augmentation brusque du courant que le détecteur crête ne prend pas immédiatement en compte. -~
Au contraire, le signal de sortie RS passe au niveau 0 lors-que le courant diminue de façon brusque. Il est à noter qu'un tel dispositif détecte une variation brusque i~dépendamment - -du point de départ de cette variation, ce qui est utile dans l'application décrite, comme cela sera mieux compris dans la suite. -.
En référence maintenant à la figure 2, l'objet portatif, c'est-à-dire ici la clé 2, est maintenant décrit.
La clé comprend tout d'abord une bobine 27, destinée à se trouver couplée à la bobine 17, lorsque la clé 2 est intro-duite dans la serrure, la bobine 17 constituant le seul ac-cès qui relie l'ensemble des circuits électroniques qui vont maintenant être décrits avec l'extérieur.
..
Un condensateur 31 est monté en parallèle sur la bobine 27. -~
:' - . ':.
Un circuit 28 de redressement double alternance est pourvu d'un accès d'entrée, recevant la tension aux bornes de la bo~ine 27, et d'un accès de sortie, dont une borne est à ~ -la masse, et l'autre délivre un signal redressé RC. -;
. ..
- .. ,,:
...
Un condensateur 32 est disposé en parallèle sur la sortie du circuit 28 de redressement. -..
~ Un circuit 21 régulateur de tension est pourvu d'une entrée ! s recevant le signal redressé RC et d'une sortie délivrant une tension d'alimentation .iC, valant ici sensiblement '~
+ 5 V. Cette tension permet l'alimentation en énergie électrique de tous les composants de la clé qui en ont be- -soin.
' 10 ~' Un circuit écrêteur 22, alimenté par la tension AC, est pourvu d'une entrée dont une borne est reliée à la masse, et dont l'autre Pst reliée à une des extrémités de la bo-I bine 27. Le circuit écrêteur 22 délivre un signal écrêté
binaire ECR.
: , .:
Un circuit de remise à zéro 24 est pourvu d'une entrée -recevant la tension d'alimentation AC, et d'une sortie dé- ;
livrant un signal binaire Z.
Un circuit 29 de détection de variations brusques, alimen-té par la tension AC, est pourvu d'une entrée recevant le signal redressé RC et d'une sortie délivrant un signal bi-naire PR. Le circuit 29 détecte les variations brusques du signal VR. Il fonctionne sur le même principe que le cir-cuit détecteur 18 mais il comporte, de plus, une entree d'inhibition recevant up signal binaire IN. Lorsque le si- 'gnal IN est au niveau 0, le circuit 29 passe au niveau 0 pour une augmentation brùsque du signal RC, et au niveau 1 pour une diminution brusque de ce signal. Lorsque le si-gnal IN est au niveau 1, le circuit 29 est inhibé et ne détecte rien.
'. ' ,'',, .
Un circuit 26 de variation de charge et de limitation de la : ''' tension à ses bornes, decrit plus en détail dans la suite, --est disposé en parallèle sur le condensateur 32. Il est '-pourvu d'une entree de commande recevant un signal binaire D.
' - ';: ' c 9 .- :
~n clrcuit séquenc~ur 23, alimenté par la tension AC, est i pourvu de trois entrées recevant les signaux binaires ECR, -' Z et PR respectivement, et de quatre sorties délivrant le signal binaire IN, le signal binaire PR et deux signaux A~ .
et H2, respectivement.
,~ ' .
Un circuit de traite~ent 25, alimenté par la tenslon AC, ' reçoit les signaux binaires PR,AU et H2, et délivre Le si-; gnal binaire DE.
, Une porte ET 30 est pourvue de deux entrées recevant les signaux binaires IN et DE, et d'une sortie délivrant 1~
signal binaire D. -En référence à la figure 3, le circuit 26 de variation de charge et de limitation de la tension à ses bornes com-j prend ici un transistor bipolaire de type NPN 261, dont l'émetteur est relié à la masse. Une diode Zener 262 est 3 disposée entre le collecteur du transistor 261 et le con-ducteur qui délivre le signal redressé RC. La cathode de -~
la diode Zener 262 est reliée à ce conducteur. La tension de Zener de la diode 262 est ici de 6,2 volts.
.: , .
Une résistance 263 est disposée entre la cathode de la diode 262 et la base du transistor 261. Une résistance 264 est disposée entre la base du transistor 261 et le collec-teur et la base réunis,d'un transistor 265, bipolaire de type NPN. L'émetteur du transistor 265 est relié au col-lecteur d'un transistor 266, bipolaire de type NPN, dont la base reçoit le si~nal D et dont l'émetteur est relié à la masse. ~ ~
' -' -::
Le-système qui vient d'être décrit fonctionne comme suit, en référence maintenant à la figure 4~ -Sur cette figure, on a représenté, à titre d'exemple, qua-tre intervalles de temps, ou périodes d'horloge, ~ucce~
sifs, chaque intervalle de temps pouvant être considéré
:::
- '- 1 32365~ ' -'' 10 , :'"., ~
....
.. .
- comme la durée d'émission d'un bit depuis le dispositif :.
d'échange 1 de la serrure vers la clé 2, et, éventuellement, et comme cela sera mieux compris dans la suite, d'un bit depuis la clé 2 vers le dispositif d'échange 1. -~ ' j 5 ~ La valeur des bits de la suite à émettre vers la clé 2 est ~ représentae à la partie supérieure de la figure 4, qu~
montre ici que le premier bit à é~ettre vaut 0, le deuxième :
1, le troisième 0, et le quatrième 0, par exemple. ~ -:~ 1 0 , . " , .
~A Le circuit de traitement 13 est agencé pour déterminer la ~ :
durée de chaque période d'horloge, de valeur T2, de façon à
ce qu'elle soit un multiple de la période Tl de la porteuse Hl. Ici, la période T2 vaut : ~ -, 15 ~i . . . .
T2 = 64 Tl ~-~i En réponse à un signal de détection de l'introduction de ~
~¦ la clé 2 dans la serrure, obtenu grâce à un dispositif non : ~ ' ~j! 20 représenté car connu, le circuit de traitement 13 commande j le passage au niveau haut du signal CP de commande de ::': .
¦ porteuse, et la porteuse Hl se trouve effectivement appli- . .
3 quée à l'entrée de porteuse du circuit modulateur 15. ~; :
, Simultanément, le circuit de traitement 13 engendre le si- .:
gnal P. Comme cela apparait sur la figure 4, le signal P
est un signal binaire qui, au début de chaque période :~ :
. d'horloge, est au niveau haut, et à la fin de chaque pério~
de d'horloge, au niveau bas. La durée, ou largeur, de cha- :
cune des impulsions de la suite d'impulsions ainsi formée . : .
est modulée, c'est-à-dire qu'elle peut prendre une des va- :
leurs d'un couple associé aux deux valeurs 0 et 1, possi- ~:
bles pour chaque bit à émettre vers la clé 2. Ainsi, si .~:
un bit à émettre vers la clé 2 vaut 0, la largeur de l'im~
pulsion correspondante du signal P vaut 12 périodes Tl, . et si ce bit vaut l,~la largeur de l'impulsion vaut 52 pé- .
riodes Tl. Naturellement, ces valeurs ne sont données qu'à : .
- ~ 1 323658 titre d'exemple,et~ largeur de ~b~ v~ur, ~p~ ~a~ve de la valeur binaire 0, peut être c~mprise entre environ 8 9t ~ environ 16 fois la période Tl~tand~ ~e ~ ~eur de ~r~ valeur, représentative de la valeur binaire 1, peut être comprise entre 48 st environ 56 fois la période Tl. :-.
Le signal binaire P, représentatif de la suite de bits à émettre vers la clé 2, se trouve d~nc appliqué au circuit modulateur lS. Celui-ci est agencé pour que l'amplitude de la porteuse modulée soit ici de 10 volts crête à crête en- ~
viron lorsque le signal P est au niveau bas,etde 8 volts ::.
crête à crête environ lorsque le signal P est au niveau :
haut. ~
lS La porteuse modulée, après amplification en courant dans ~ -l'amplificateur de courant 16 est appliquée à la bobine 17.
:
Elle est reçue par la bobine 27 de la clé 2, couplée à la :
bobine 17 par couplage magnétique lorsque la clé 2 est . ~ -~
dans la serrure, couplage dû au rapprochement sans contact . ::
des deux bobines 17 et 27.
Dès réception, la porteuse modulée est écrêtée dans le cir- :
cuit 22, qui engendre le signal ECR, de période Tl, et ~.
qui, comme cela sera mieux compris dans la suite, sera uti-lisé comme signal de synchronisation pax le circuit sé-quenceur 23. ~
,.. . .
La porteuse modulée reçue est également redressée dans le ;:
circuit redresseur 28, qui délivre le signal redressé RC
représenté sur la figure 4. Sur cette fisure, pour laquelle on a supposé un couplage correct entre les bobines 17 et . 27, le signal RC, après une phase d'établissement corres~
pondant à l'introduction de la clé 2 dans la serrure, vaut : -sensiblement 8 volts au début de chaque période d'horloge, et sensiblement 10 volts à la fin de chaque période, la durée du palier à 8 volts étant celle de l'impulsion de -la période d'horlo~e correspondante du signal P.
: , ' ~
:
, ' 2 1 323658 :
.- 1 ..
.' :.
Le signal RC est appliqué au circult 21 régulateur de ten- : -- sion, qui engendre la tension d'alimentation AC de + S volts. :
" , Le circuit de remise à zéro, en réponse à l'établissement : ~
de la tension AC, enqendre une impulslon Z de ~emis_ à zéro :
du circuit séquenceur 23.
::
Sur la figure 4, il apparait, au cours de la t~oisième 2é-riode d'horloge, une chute du niveau du signal RC, à une ,i- 10 valeur inférieure à 8 volts, après le palier à 8 volts dé-jà décrit. Comme cela sera mieux compris dans la suite, ... -:.
cette chute de niveau correspond à l'émission d'un bit de valeur 1 de la clé 2 vers le dispositif d'échange, et elle .
' correspond à une impulsion de niveau 1 du si~nal binaire IN.
~: -. En conséquence, le signal PR en sortie du circuit 29 de dé- ;
tection de variations brusques représente la restitution du ::5:
. signal P représentatif des données émises par le dispositif d'échange 1, puisque le signal PR passe de 0 à 1 pour les : ::
. 20 décroissances brusques du sisnal RC, et de 1 à 0 pour les :
croissances brusques de ce signal, les transitions relati~
ves à la chute liée à l'émission d'un bit de valeur 1 par la clé 2 étant ignorées, grâce au signal IN. ~:
. - ', ,'~
Le circuit séquenceur 23 engendre, à partir du signal écrêté
ECR, de l'impulsion Z, et du signal PR : :
' . '', ~.
- le signal AU, au niveau 1 pour autoriser les échanges :
après l'établissement des différentes tensions, :
- le signal H2, signal d'horloge de période T2 = 64 Tl ici au niveau 0 pendant la première demi-période, - le signal IN comprenant une impulsion au niveau 1 pour les seules périodes d'horloge au cours desquelles un bit :
de valeur 0 a été émis par le dispositif d'échange, im-pulsion qui, dans ce cas, passe au niveau 1 après que ce soit écoulée, depuis le début de la période d'horloge, une durée sensiblem-nt égale à 16 fois Tl, et y reste : ':
I .' ''il ' pour une durée sensiblement égale à 28 fois Tl. Ainsi les flancs de l'lmpulsion du signal IN se produisent tous ~:
deux pendant que le signal P est constant, lci au niveau bas. ;:~
S Le circuit de traitement 25 est donc en mesure, à partir notamment du si~nal restitué PR et du slgnal d'horloge H2, de connaitre la valeur de chacun des bits émis par le dis-positif d~échange 1, en déterminant le niveau du signal restitué PR au moment de la transition montante du signal ~- -J 10 d'horloge H2. ~--'.:
En réponse aux informations ainsi reçues, représentant par ~ .
. exemple une adresse d'une mémoire incluse dans le circuit ; 25, celui-ci engendre le signal DE représentatif d'une sui-te de bits à émettre vers le dispositif d~échange 1, et qui ~~
représente, par exemple, le contenu de la case précédemment .:~.
adressée. Naturellement dans une telle situation réelle, le : .
~ circuit 25 attendrait d'avoir reçu la totalité des bits i spécifiant l'adrssse de la case mémoire avant d'émettre.
Toutefois, ici, pour la clarté de l'exposé, et aussi parce qu'un des avantages du système de l'invention est la possi~
bilité de transmettre, pendant la durée d'émission d'un bit vers la clé 2, un bit vers le dispositif de transfert l, ~ .
on suppose que le circuit de traitement 25 est immédiate- : : .
ment prêt à emettre.
'.,, .: ',' ', .
Comme le montre la partie inférieure de la figure 4, les ::::
bits à émettre par le circuit de traitement 25 sont par ~ :
exemple 0, 1, et 0. On note que, pendant la deuxième pé-riode d'horloge, qui correspond ici à la réception, en pro- .
venance du dispositif d'échange l, d'un bit de valeur l, ~:~
l'émission d'un bit par le circuit de traitement 25 est ~:
interdite. Une telle caractérictique n'est pas obligatoire, mais elle a poux avantage, ici, que l'émission d'un bit par la clé 2 a lieu obligatoirement pendant une période d'hor~
. loge où le signal RC est à coup sûr au niveau haut pendant les trois derniers quarts de cette période d'hoxloge. Ceci .
.' , - : ' ~ '., ',' 1 32365~ ~ -.:
permet de disposer d~un temps relativement loncJ pour falre -varier, le cas échéant, et grâce au signal D, la charge que représents, pour l'amplificateur 16 et la bobine l7, l'en- -semble des circuits electroniques de la clé, de facon à
transmettre au dis~ositif d'échange l, les informations en sortie du circuit de traitement 25.
:: .
A cet effet, le signal D en sortie du circuit ET 30 est -, toujours au niveau l, sau~ lorsque le signal IN et le si-~ lO gnal DE sont simultan~sment au niveau l. Le circuit 26 de va-: ~ .
riation de charge et de limitation es~ agencé, comme cela sera mieux compris dans la suite, pour consommer un courant -important, lorsque le signal D passe au niveau 0, et donc provoquer alors une variation brusque de la charge VU2 par ~-par le dispositif d'échange 2, traduite par une augmenta-, tion brusque de courant~détectée par le circuit détecteur 18.
Ainsi, lorsque, un bit de valeur 0 ayant été émis par le dis-positif d'échange l, l'émission d'un bit par la clé 2 est ~ -autorisée, la variation brusque de charge pendant l'inter-valle de temps où le signal P est au niveau bas est inter-prétée par le circuit de traitement 13 du dispositif d'é-change l comme un bit ~e valeur l en provenance de la clé 2, tandis que l'absence de variation brusque de charge pendant ce même intervalle de temps est interprétée comme un bi~ de valeur 0 en provenance de cette clé 2.
Le circuit 26 de variation de charge et de lim1tation fonc-tionne comme cela est maintenant décrit. Le transistor 265 ~ ~
est monté, de façon connue, pour compenser l'influence de ;
la température. Lorsque le signal D est au niveau 0, le transistor 266 est bloqué, la résistance 264 est en l'air, ~
et le potentiel de base du transistor 261 est tiré vers le- ~ -haut par la résistance 263; Le transistor 261 est donc for~
tement conducteur, et le potentiel de son collecteur est très faible. Il en résu1te que la diode Zener 262 conduit ~t consomme un courant important, ce qui correspond donc ', -~
; .
,.
I' 1 323658 , ~
- ' à une charge importante pour le circuit redresseur 28, et, par contrecoup, la charge équivalente à la bobine 27 sui-; vie des circuits électroniques de la clé 2 se trouve au~men-tée. En ~ratique, 1~ potentiel RC est forcé à une valeur voisine de la tension de Zener 6,2 V, compatible, néanmoins, avec le fonctionnement du régulateur 21.
.: ':~:
Lorsque le signal D est au niveau 1, le transistor 266 est -fortement conducteur, et le t~ ansistor 261 est polarisé par le pont de résistances 263, 264 afin que son potentiel VCE
soit de 4 volts environ. Ainsi, le circuit 26 ~eut jouer le rôle de limiteur, car, lorsque le potentiel du signal RC ~;
a tendance à dépasser 10 volts, la diode zener 262 se met à conduire. Ceci a pour effet la stabilisation de la charge ! lS représentée par la clé 2, et, de plus, rend possible l'uti- ;
lisation, dans la cle, de composants électroniques de type ! HC MOS, dont la tension d'alimentation ne doit en aucun cas ~' dépasser 10 volts. ~ -Lorsque le processus d'identification es~ relati~e~n~
i complexe~ le circuit de traitement 25 peut comprendre notam-ment~ un microprocesseur, qui peut alors assurer, en totalité
ou en partie, les fonctions assurées par le séquenceur 23.
. : .
Dans ce cas~ le circuit de traitement 25 peut comprendre é~a-lement un oscillateur~ alimenté par le signal AC pour délivrer au microprocesseur le signal d'horloge de fréquence élevée nécessaire ~ son fonctionnement. Ce signal d'horloge, relatif au fonctionnement interne du microprocesseur, n'a pas à être synchrone du signal ECR, sans que cela soit en contradiction ~ ~
avec l'affirmation qui a été faite selon laquelle le signal ~ -ECR est utilisé comme signal de synchronisation. En effet, le ~ignal ECR est tou~ours utilisé comme signal de synchroni~
~ation~ notamment en ce ~ens qu'il permet par exemple d'ob-tenir le signal d'horloge H2~ dont les transitions montantes - d~finissent les instantg où le signal restitué PR est~ à
coup s~r~ représentatif des bits en provenance du dispositif I ;~
d'échange 2 de la ~errure. Ceci ne concerne donc pas le ! -~;
.-~. :~..
1 32365~ :
; fonctionnement interne du microprocesseur et le signal dé- : :
livré par l'oscillateur.
A titre d~exemple, la figure 5a montre une clé plate pour~
vue d~un év~dement 3 qui la t~averse, à l~intérieur duquel :: :
S est disposé un module 2a inté~rant les c_rcuits élec roni- :
ques de la figure 2, ainsi que la bobine 27. Le modu~e 2a est ~ro~égé par deux couches 4 de résine é?oxy. :; .
De même, la figure Sb montre une clé cylindrique, à l~ex~
trémité de laquelle est fixé, par vissage ou collage, un module 2b intégrant les circuits électroniques de la fi~
gure 2, ainsi que la bobine 27,par exemple une bobine cy- :.
lindrique de même axe que la clé, disposée à l'extrémité .
du module 2b : ' ' Naturellement, la portée de la présente demande n'est pas lS limitée à la description qui vient dtêtre faite, et il est à la portée de l'homme de ~étier, par exemple, de rem-placer la transmission par bobines couplées par une trans- ~
mission par contacts, ou encore d'éviter l'interdiction ~ :
d'émettre, pour la clé, lorsqu'un bit de valeur 1 a été ;~
20 émis par le dispositif d'échange, en utilisant différem-ment le temps disponible dans chaque période d'horloge.
De même~ il est à la portée de l'homme de métier de rem-placer les circuits décrits précédemment, et compren~nt notamment des transistors bipolaires, par des circuits 25 correspondants réalisés en technologie CM05, par exemple.
De m8me, s'il est particulièrement simple et avantageux d'utiliser une modulation de largeur d'impulsions, sui~ie m d'une modulation d'amplitude, pour transmettre les infor- ;: ;:
mations depuis le dispositif d'échange vers la clé, ceci .
30 n'est pas obligatoire, et d'autres types de modulation de la porteuse sont également util~sables. - ~:
~ r ~ ' Enfin, si le systame de l'invention s'avère particulière~
ment utile pour l'application qui a ét~ ~ecrite dans le .
- 1 32365~ ~
domaine de la serrurerie, il est évidemment possible de l'appliquer à tout autre domaine comme celui des cartes à -mémoi_e, par exemple.
Dans le domaine des cartes à mémoire, et ?articulièrement dans celui des cartes bancaires, la compiexité du proces- -sus d'identification nécessite en généra7 l'utilisation d'un ~icroprocesseur assoc é à 11oscillateur d'horlose dont il a déjà ét~ question. Naturellement, si le dispo-sitif est prévu pour recevoir plusieurs ~ypes de micro-10 processeur, l'oscillateur est programma~ie.
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Claims (9)
1. Système d'échange d'informations entre au moins un objet portatif et au moins un dispositif d'échange sédentaire, caractérisé par le fait que ledit dispositif d'échange sédentaire comprend:
(a) des premiers moyens de traitement, engendrant un premier signal représentatif d'une première suite d'éléments binaires, ou bits, à
émettre vers ledit objet portatif, (b) des moyens couplés auxdits premiers moyens de traitement pour, en réponse audit premier signal, moduler une porteuse, (c) des moyens d'émission couplés auxdits premiers moyens de modulation pour émettre la porteuse modulée vers l'objet portatif, et, (d) des premiers moyens détecteurs couplés aux moyens d'émission, pour détecter des variations brusques d'amplitude du courant dans lesdits moyens d'émission et délivrer un signal détecté auxdits premiers moyens de traitement, et ledit objet portatif comporte une impédance variable et comprend:
(a) des moyens d'émission et de réception permettant de recevoir la porteuse modulée, (b) des moyens pour, en réponse à la porteuse modulée reçue, restituer ledit premier signal, (c) des deuxièmes moyens de traitement couplés auxdits moyens de restitution recevant ledit premier signal restitué et engendrant un deuxième signal représentatif d'une deuxième suite de bits, et, (d) des moyens couplés auxdits seconds moyens de traitement pour, en réponse audit deuxième signal faire varier, de façon brusque, ladite impédance de façon à ce que, pendant la durée d'émission d'un bit de la première suite, un bit de la deuxième suite se trouve émis et détecté par lesdits premiers moyens détecteurs.
(a) des premiers moyens de traitement, engendrant un premier signal représentatif d'une première suite d'éléments binaires, ou bits, à
émettre vers ledit objet portatif, (b) des moyens couplés auxdits premiers moyens de traitement pour, en réponse audit premier signal, moduler une porteuse, (c) des moyens d'émission couplés auxdits premiers moyens de modulation pour émettre la porteuse modulée vers l'objet portatif, et, (d) des premiers moyens détecteurs couplés aux moyens d'émission, pour détecter des variations brusques d'amplitude du courant dans lesdits moyens d'émission et délivrer un signal détecté auxdits premiers moyens de traitement, et ledit objet portatif comporte une impédance variable et comprend:
(a) des moyens d'émission et de réception permettant de recevoir la porteuse modulée, (b) des moyens pour, en réponse à la porteuse modulée reçue, restituer ledit premier signal, (c) des deuxièmes moyens de traitement couplés auxdits moyens de restitution recevant ledit premier signal restitué et engendrant un deuxième signal représentatif d'une deuxième suite de bits, et, (d) des moyens couplés auxdits seconds moyens de traitement pour, en réponse audit deuxième signal faire varier, de façon brusque, ladite impédance de façon à ce que, pendant la durée d'émission d'un bit de la première suite, un bit de la deuxième suite se trouve émis et détecté par lesdits premiers moyens détecteurs.
2. Système selon la revendication 1 dans lequel lesdits moyens de modulation sont agencés pour moduler l'amplitude de ladite porteuse, et lesdits moyens de restitution comprennent des deuxièmes moyens détecteurs, pour détecter les variations brusques d'amplitude de la porteuse modulée reçue.
3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier signal est un signal binaire comprenant une première suite d'impulsions, la largeur de chacune de ces impulsions ayant une valeur représentative de l'amplitude d'un des éléments binaires correspondants et ledit second signal est un signal binaire comportant une seconde suite d'impulsions, chacune de ces impulsions n'ayant lieu que lorsqu'un bit de la première suite prend une valeur déterminée, et les flancs de chacune de ces impulsions de la seconde suite se produisant pendant que le niveau dudit premier signal est constant.
4. Système selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens de variation brusque de l'impédance de l'objet portatif sont agencés pour limiter l'amplitude de la porteuse modulée reçue.
5. Système selon la revendication 1, dans lequel ledit objet portatif comprend des moyens, couplés aux moyens de réception, d'écrêtage de ladite porteuse modulée, et lesdits deuxièmes moyens de traitement sont synchronisés par ladite porteuse modulée écrêtée.
6. Système selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens de réception comprennent des moyens de redressement de la porteuse modulée reçue, et des moyens de régulation pour, en réponse à la porteuse redressée, délivrer à tous les composants électroniques de l'objet portatif, une tension d'alimentation en énergie électrique.
7. Système selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens d'émission comprennent une première bobine et lesdits moyens de restitution, une deuxième bobine et le couplage entre ledit objet portatif et ledit dispositif d'échange sédentaire est un couplage magnétique, obtenu par rapprochement sans contact, desdites première et deuxième bobines.
8. Système selon la revendication 1, dans lequel ledit objet portatif est une clé et ledit dispositif d'échange sédentaire, est installé
dans une serrure, afin d'interdire le déverrouillage de ladite serrure, à moins que ladite seconde suite de bits n'indique que la clé est autorisée pour déverrouiller ladite serrure.
dans une serrure, afin d'interdire le déverrouillage de ladite serrure, à moins que ladite seconde suite de bits n'indique que la clé est autorisée pour déverrouiller ladite serrure.
9. Objet portatif pour échanger des informations avec au moins un dispositif d'échange sédentaire émettant une porteuse modulé, ladite porteuse comportant une impédance variable caractérisé par le fait qu'il comprend:
(a) des moyens d'émission et de réception pour la réception et la démodulation de ladite porteuse modulée, (b) des moyens de traitement couplés auxdits moyens de réception et de démodulation engendrant un signal représentatif d'une suite de bits à
émettre vers ledit dispositif d'échange, et, (c) des moyens pour, en réponse audit signal, faire varier, de façon brusque ladite impédance caractérisés en ce que ledit signal peut être émis vers le dispositif d'échange secondaire en même temps que l'émission de ladite porteuse modulée vers ledit objet portatif.
(a) des moyens d'émission et de réception pour la réception et la démodulation de ladite porteuse modulée, (b) des moyens de traitement couplés auxdits moyens de réception et de démodulation engendrant un signal représentatif d'une suite de bits à
émettre vers ledit dispositif d'échange, et, (c) des moyens pour, en réponse audit signal, faire varier, de façon brusque ladite impédance caractérisés en ce que ledit signal peut être émis vers le dispositif d'échange secondaire en même temps que l'émission de ladite porteuse modulée vers ledit objet portatif.
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| Date | Code | Title | Description |
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