Brevet FR2499268A1 — publié le 19820806

I - PRESENTATION La présente invention porte sur un lecteur de badges magnétiques entie- rement statique et qui ne comporte aucune pièce mécanique dynamique. La partie mécanique se limite du reste à sa plus simple expression, à savoir 2 flasques métalliques fixées sur 2 supports rigides formés par 2 flasques avant et arrière, le tout contenant un support de 5 têtes magnétiques fixé par vis, deux photodiodes ou phototransistors associés à 2 lampes de longue durée (50 000 heures) ou de deux têtes de lecteur optique (durée de vie 100 000 heures). La partie électronique se limite à deux cartes circuits imprimés (100 x 150) de format européen. La logique programmée séquentielle développée à cet effet assure de grandes possibilités pour un électronique peu encombrante. L'équipement, dans la configuration proposée, avec le type de badge défini t, paragraphe II, autorise la lecture magnétique de 7 caractères de 5 bits, soit une possibilité de combinaison supérieure à 10 milliards. L'électronique associée a été étudiée pour assurer la commande de 5 circuite extérieurs (le système permettant la lecture de cinq badges codés différemment) et de 3 circuits de défaut au contrôle des codes. Ainsi, un code cor rectement lu permet soit de commander le circuit 1, ou 1 et 2, ou plusieurs circuits séquentiellement, c'est-à-dire,dans ce cas précis, la commande de chaque circuit est espacée dans le temps ou conditionnée par la commande de circuits extérieurs (cellule photo-électrique ou coffret à réflexion par exemple). Afin de simplifier la discription, on supposera que les 5 circuits de commande assurent l'ouverture de gâches électriques. I I - BADGE NAGNETIQUE Le hadge magnétique, élément-clé du système qui est schématisé ciaprès, se présente sous Ün format classique 53 x 85 millimètres, sur fond bleu et sur support rigide plastique. Il dispose, sur sa face supérieure, de 5 pistes magnétiques de 2 millimètres de large, le tout disposé sur une partie de la longueur, avec un espacement précis entre chaque piste. L't.r des côtes du badge est percé de 7 fentes ou encoches de 2,5 millimètres LC large sur 4 de long, s'il s'agit d'un lecteur par photo-diode ou tête de lecture optique, ou recouvert de 7 taches noires de mêmes dimensions s'il s'omit d'un lecteur par photo-transistor. Sur l'autre côté, une seule encoche u tache noire légèrement en retrait par rapport aux 7 encoches du côté opposé. La partie non utilisée peut rester vierge de toute indication GU mentionner les nom, prénom, numéro de code, etc... de l'utilisateur. Enfin, ce badge se termine par un renfort, pour permettre une introduction manuelle plus aisée. A chaque encoche du badge correspond un code magnétisé préalablement sur les 5 pistes. Les 7 codes écrits à intervalles réguliers (correspondant à chaque espacement entre encoches) permettent la lecture magnétique du badge lors du passage dans le lecteur. L'information magnétique est écrite 7 fois sur toute la largeur de l'encoche (3 millimètres environ) comme le précise le schéma fig. O - 7. Bien entendu, comme pour tous les supports magnétiques, seul un révélateur ou une loupe magnétique permettent le contrôle visuel du code ainsi écrit. III - L' CTEUR MECANIQUE Le lecteur magnétique proprement dit, c'est-à-dire sa partie mécanique, est réd ite à sa plus simple expression (voir Figure 1-7). Il comprend 2 flasque: latéraux A et B qui servent de support au porte-tête magnétique G et aux lampes ét photo-diodes, 2 flasques avant et arrière C et D, le premier supportant une goulotte pour faciliter l'introduction des badges. Les flasques A et B sont également équipés de guide-badge pour éviter un fonctionnement inadéquat de celui-ci et réaliser son parfait alignement lors de son introduction. Le tout est solidement fixé par vis sur son support E et F en bas et en haut. Le support du bas est également équipé de deux connecteurs prévus pour recevoir les 2 cartes électroniques. Afin de permettre l'alignement précis des têtes magnétiques, les flasques latéraux A et B sont percés de trous oblongs (autorisant un règlage vertical du support des têtes, son règlage l.éral étant effectué par le jeu de rondelles métalliques) et d'une fente p IV - CI CUIT ELECTRONIQUE Le. 2 schémas des cartes électroniques figurent en 6 et 7-7 des annexes jointes et le synoptique de fonctionnement en 2-7. En l'absence de badges introduits dans le lecteur, les 2 photo-diodes DE 1 et E 2 conduisent et le signal amplifié respectivement par les amplificateu-rs opérationnels A 100 et A 200 autorisent la commande des transistors T 100 e 200, ce qui nous met les points de test A et B au niveau logique zéro. Des lors, 3 de E 4 est au niveau "1", d'où 4 de E 4 à zéro. Ce même 4 de E -'i, appliqué sur les pattes 3 et 13 de E 6 et par 11 de E 5, vient interdite toute commande des monostables E 6 et du décodeur E 1. Dès l'introduction du badge, les points de test A et B montent au niveau "1", après une légère temporisation de 2 millisecondes(circuit R 105 et C 101).Il s'ensuit un changement d'état de la sortie 4 de E 4, d'où un fonctiot,nement des circuits E 6 et E 1, et ceci jusqu'à la lecture complète des 7 codes, car le point B reste maintenu au niveau "1" jusqu'à la lecture de la dernière fente située sur le badge. I > a lecture des badges ainsi autorisée fait qu'à chaque changement du point d & test A, à chaque passage sur une fente (pour une durée variant de quelque: millisecondes à quelques centièmes, suivant la vitesse manuelle d'intro ction de l'utilisateur), on vient commander le demi-monostable E 6 de temporisation 2 millisecondes, ce qui interdit tout rebondissement intempestif d'une lecture photo-diode lors de l'introduction. Ce même signal pattel4 de E 6) commande le décodeur E 1, le deuxième demi-monostable E 6, ainsi que les bascules de verrouillage dites "Latches"E 2 et E 3, qui viennent mémoriser le code caractère lu par les têtes magnétiques. En configuration normale, c'est-à-dire en l'absence de lecture magnétique, les points de test C 1- C 2-C 3-C 4 et C 5 sont au niveau logique zéro. Dès qu'une information magnétique est enregistrée, les amplificateurs opérationnels A 300 à A 700 amplifient le signal qui, aussitôt transmis sur un comparateur A 301 à A 701, vient commander les transistors T 300 à T 700. Le signal ainsi recueilli est aussitôt appliqué sur les bascules à verrouillage E 2 et E 3. Ainsi, à chaque passage, nous enregistrons au point de test A 1 un signal de 100 microsecondes et, les caractères lus sur le badge par C 10 C.20- C 30- C 40 et C 50, le cycle continue ainsi jusqu'à la 7ème lecture de caractères du code. A cet instant, la diode DE 1 a lu les 7 fentes du badge et la patte 6 du décodeur E 1 monte à "1" (point de test B 1 à "1"); peu après, DE 2 enregistre la fin de lecture badge (information non exploi tée) et dès le retrait du badge, on vient commander un changement d'état du décodeur qui, par le biais de sa patte 9 et de la mémoire E 5 constituée de 2 "NON-ET", vient positionner à zéro la patte 4 de E 43 ce qui interdit toute commande de E 6 et E 1 jusqu'à retrait complet du badge. Seule la réintroduction d'un deuxième badge permettra un nouveau cycle. Les informations A 1, B 1, D 1- et C 10 à C 50 sont transmises en microprocesseur P 20 > P 21 P 22 (Port 2) et P 10 à P 14 (Port 1). Ce dernier vient lire les informations recueillies sur le port 2 et commander, par le biais d'un anplificateur octal adapté E 8, les sorties (voir planche 7 - 7) DB O à DB 7 du port BUS qui assurent la commande des 5 circuits de sortie notés S 1 à S 5, chacun de ces circuits ayant une temporisation propre, commandée par un demi-monostable E 9, E 10 et E 11, règlable par potentiomètre. De plus, ces sorties commandent également un circuit "défaut lecture badge" avec temporisation règlable (DB 5) et un circuit de remise à zéro du précédent (DB 6), ainsi qu'un circuit de commande "introduction badge" type 3 - 4 et 5 (DB 7). t V - FONCTIONNEMENT DETAILLE Afin de comprendre de façon précise le fonctionnement, les organigrammes des planches (3, 4 5 - 7) expliqués en détail ci-après, permettent une vue plus exacte du système proposé, l'électronique fort simple n'étant pas expli cite en soi. Supposons une introduction du badge dans le lecteur; aussitôt D 1, passant à "1" (P 22 port 2) est lu par le microprocesseur qui effectue une R.A.Z. "défaut badge" (ceci évite aux voyants de défaut de rester allumés lors d'une introduction d'un badge), puis il vient lire P 20 (A 1); la première encoche n'étant pas atteinte, il revient au programme de départ (RET) pour s'assurer si, lors d'une introduction de badge type 3, 4 ou 5, les temporisations correspondant au temps imparti pour commander S 3, d'une part et pour autoriser la commande de S 4 et S 5, si les cellules photoélectriques I et II (P 24 et P 25) n'ont pas été actionnées, sont en cours. Si tel est le cas, il réduit la temporisation I, s'assure Si elle n'est pas égale à "1" et initialise la commande voyant temporisation (DB 7), qui ne sert qu'à informer les utilisateurs que les badges type 3, 4 ou 5 ne sont pas admis si la temporisation I ou II n'est pas terminée et il procède de même pour la temporisation II. Si la "Tempo" I égale "1", il autorise la commande de S 3 et si la cellule photo-électrique I ou II est actionnée avant la fin de la "Tempo", il autorise la commande de S 4 ou S 5 lors de la lecture de P 24 et 25. Le programme efface la R.A.Z. mémorisation badge 4 et 5, ce qui n'autorise qu'un seul passage par badge lu, puis on revient lire P 22 (chaque cycle durant entre 15 et 60 microsecondes). Le processus se répète jusqu'à la lecture de la première fente A 1 ou P 20 = 1). Dès lors, on autorise la lecture des données ou "DATA" sur le port 1, données lues sur le badge magnétique lors de la détection de la première enc,oche ou tache. Les informations à comparer sont mises en pile dans la mémoire REPROM du microprocesseur, c'est-à-dire que la première donnée est comparée au premier caractère du badge type I, puis au premier caractère du badge type 2 et ainsi de suite jusqu'au premier caractère du badge type 5. Les 5 octets en pile constituent ainsi un premier bloc et la pile comprend 7 blocs de 5 octets chacun. Cette observation faite, voyons comment se déroule le programme snpposons que la première donnée lue sur le badge corresponde respectivement au 3ème et 4ème octet du premier bloc; il s'ensuit une incrémentation du 3ème et 4ème octet de la table mémorisation badge en mémoire R A M, puis le cycle recommence ainsi jusqu'à la 7ème lecture du dernier caractère badge.A cet instant, le pointeur de pile sera au sommet et P 21 (ou B l)à "t". Si ces deux conditions sont réunies, le traitement continue. Dans le cas contraire (P 21 = O), on vient commander l'affichage défaut. Considérons les 7 caractères du badge normalement lus : le programme vient lire la table mémorisation badge et si le ler octet est égal à 7, il commande le circuit S 1 (DB 0 port Bus) et revient au début (RET) après une remise à zéro de la table. Si le ler octet n'est pas égal à 7, il compare le 2ème octet à ce même chiffre jusqu'au 5ème octet au besoin. En l'absence de reconnaissance badge,. le circuit affichage défaut est commandé et, après un RAZ de la table, on retourne au programme défaut dans l'attente d'une introduction d'un nouveau badge. S'il s'agit d'un badge type 3 reconnu par le programme, 1s registres de la temporisation I sont aussitt chargés d'une valeur programmée et. le circuit S 3 n'est commandé qu'après l'arrêt de la temporisation. Lors d'une introduction d'un badge type 4 et 5, outre le changement des registres de la temporisation type II, le programme met à I le registre ou "Drapeau" qui autorise l'ouverture des circuits S 4 et S 5, si les cellules photoélectriques I ou II sont sollicitées durant la temporisation IV. Le présent programme peut, bien entendu, être notablement amélioré et bien palus élaboré que celui ci-dessus proposé. VI - POSSIBILITES ET EXTENSIONS Les possibilités du système dans la configuration proposée sont suffisamment préciseés ci-avant, toutefois l'utilisation de microprocesseurs plus performants ou l'adjonction de circuits intégrés ouvriraient la porte à des systèmes très nettement plus élaborés. Cependant, l'intérêt du système réside essentiellement dans les possibilités du lecteur de badge proposé, qui peut autoriser la lecture de plus de 30 caractères de 5 et même 6 bits au besoin : il suffit, pour cela, d'adapter le support ou badge en conséquence. Nous en déduisons aussitôt les possibilités qui sont offertes par un tel lecteur, qui peut être utilisé dans des systèmes de péage, de contrôle d'accès, de pointage dans les usines, etc... Sa souplesse d'utilisation, la possibilité de lecture qu3il offre, son coût de fabrication très réduit associé à sa fiabilité fait qu'il peut fort bien servir de support à de multiples usages, sur des systèmes relativement complexes. L'émetteur correspondant au lecteur découle du même principe et demande une électronique plus simple que celle présentement proposée. VIII - REVENDICATIONS 10/ Lecteur de badges magnétiques entièrement statique et qui ne comporte aucune pièce mécanique dynamique, caractérisé par a/ la lecture simultanée et en parallèle de chaque caractère magnétique lu, chaque caractère comprenant autant de bits qu'il y a de pistes magnétiques sur le badge, les caractères étant traités à chaque enregistrement de fente ou de tache par un circuit de détection fente ou tache à photo-diode ou phototransistor. Ces fentes de lecture caractères sont situées sur l'un des côtés du badge, la fente ou tache située sur le coté opposé n'étant utilisée que par l'information "fin de lecture badge. b/ la lecture par introduction manuelle d'un support magnétique ou badge qui comprend plusieurs pistou magnétiques disposées sur une partie ou toute la longueur du badge et qui dispose, sur chacun de ses côtés, d'une ou plusieurs taches ou fentes régulièrement expacées l'une par rapport à l'autre. 20/ Lecteur de badges magnétiques, suivant revendications 1, caractérisé par la lecture des taches eu fentes du badge par photodiode, photo-transistor ou tête de lecture optique. 30/ Lecteur de badge magnétique suivant revendications 1, caractérisé par son support ou badge qui dispose sur l'un de ses côtés d'une seule fente ou tache légèrement en retrait par rapport aux fentes disposées sur le côté opposé.