(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
他の通信機器と通信を行う複数の通信用端末と、該通信用端末を制御するとともに該通信用端末と前記他の通信機器に関する情報のやり取りを行う中央制御装置とを有する通信システムにおいて、
前記通信用端末が、前記他の通信機器が適正なものであるか認証する手段を有するとともに、
前記中央制御装置と前記複数の通信用端末との間の接続ラインを切り換えるための切換手段と、前記通信用端末が適正なものであるか認証する認証手段とから構成される中継器とを有し、
前記中継器が、前記認証手段によって適正なものでないと判断した前記通信用端末と前記中央制御装置との通信接続を禁止し、前記中央制御装置と通信接続する前記通信用端末を前記認証手段によって適正なものと判断した前記通信用端末の中から選択し、前記他の通信機器が選択された前記通信用端末及び前記中継器を通じて前記中央制御装置と通信を行うものであって、かつ、
前記通信用端末によって前記他の通信機器が適正であると判断されたとき、前記他の通信機器が適正であることを示す信号が前記他の通信機器から前記通信用端末を介して前記中継器に送信され、
この信号に基づいて前記通信用端末が適正であるか否かを、前記中継器において、前記認証手段で判断するとともに、
前記認証手段で前記通信用端末が適正であると判断されたとき、前記切換手段によって、前記通信用端末と前記中央制御装置とを接続することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記切換手段が、複数の入力の内、前記認証手段の出力によって入力を選択して１本の出力路に多重化するマルチプレクサであることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
他の通信機器と通信を行う複数の通信用端末と、該通信用端末を制御するとともに該通信用端末と前記他の通信機器に関する情報のやり取りを行う中央制御装置とを有する通信システムにおいて、
前記通信用端末が、前記他の通信機器が適正なものであるか認証する手段を有するとともに、
前記中央制御装置から送出される信号と前記通信用端末から送出される信号との電圧レベルを変換するためのレベルシフタと、前記通信用端末が適正なものであるか認証する認証手段と、該認証手段の出力によって前記中央制御装置と前記通信用端末との間の接続ラインの接続及び切断を制御する切換手段とから構成される中継器とを有し、
前記中継器が、前記認証手段によって適正なものでないと判断した前記通信用端末と前記中央制御装置との通信接続を禁止し、前記中央制御装置と通信接続する前記通信用端末を前記認証手段によって適正なものと判断した前記通信用端末の中から選択し、前記他の通信機器が選択された前記通信用端末及び前記中継器を通じて前記中央制御装置と通信を行うものであって、かつ、
前記通信用端末によって前記他の通信機器が適正であると判断されたとき、前記他の通信機器が適正であることを示す信号が前記他の通信機器から前記通信用端末を介して前記中継器に送信され、
この信号に基づいて前記通信用端末が適正であるか否かを、前記中継器において、前記認証手段で判断するとともに、
前記認証手段で前記通信用端末が適正であると判断されたとき、前記切換手段によって、前記通信用端末と前記中央制御装置とを接続することを特徴とする通信システム。
【請求項４】
前記通信用端末と前記他の通信機器との間で行われる認証処理と、前記通信用端末と前記中継器との間で行われる認証処理が独立に行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の通信システム。
【請求項５】
前記中継器に設けられた前記認証手段によって、前記通信用端末から送信される信号に付加された認証処理に用いられる信号を検知して前記通信用端末が適正であるか否かを判別するとともに、この認証用の信号に特定の演算処理を施すことにより前記通信用端末が前記中継器を認証するための信号を生成することを特徴とする請求項４に記載の通信システム。
【請求項６】
前記中継器が、前記通信用端末から送信された信号に第１演算処理を施す第１演算手段をさらに有し、
前記通信用端末が、前記中継器または前記他の通信機器から送信された信号に第２演算処理を施す第２演算手段と、前記中継器が適正なものであるか認証する手段と、をさらに有し、
前記他の通信機器が、前記通信用端末から送信された信号に第３演算処理を施す第３演算手段と、前記通信用端末が適正なものであるか認証する手段と、を有し、
前記中継器が、前記通信用端末から送信された信号に前記第１演算処理を施して前記通信用端末に送信し、
前記通信用端末が、前記中継器から送信された信号に前記第２演算処理を施して前記他の通信機器または前記中継器に送信するとともに、前記他の通信機器から送信された信号に第２演算処理を施して前記中継器に送信し、
前記他の通信機器が、前記通信用端末から送信された信号に前記第３演算処理を施して前記中継器に送信し、
前記中継器が、前記通信用端末から送信される信号に前記第２演算処理が施されているか否かによって前記通信用端末が適正であると認証するか否かを決定し、
前記通信用端末が、前記中継器から送信される信号に前記第１演算処理が施されているか否かによって前記中継器が適正であると認証するか否かを決定するとともに、前記他の通信機器から送信される信号に前記第３演算処理が施されているか否かによって前記他の通信機器が適正であると認証するか否かを決定し、
前記他の通信機器が、前記通信用端末から送信される信号に前記第２演算処理が施されているか否かによって前記通信用端末が適正であると認証するか否かを決定し、
前記他の通信機器において前記通信用端末が適正であると認証されない場合、または、前記通信機器において前記他の通信機器が適正であると認証されない場合には、前記通信用端末が前記他の通信機器から送信される信号に前記第２演算処理を施すことなく前記中継器に送信することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部通信機器と通信を行う通信用端末を中央制御装置となるコンピュータで中央管理を行う通信システムに関するもので、応答器と前記通信用端末との間で認証通信を行うような通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、スキー場のリフトや荷物の仕分け、入退室の管理などに応答器となるＩＣカードや磁気カードを用いた通信システムが利用されている。このような通信システムにおいて、応答器と通信を行う質問器側は、応答器と直接通信を行うリーダ・ライタと、該リーダ・ライタの制御を行って、応答器から受信した信号を解析するとともに応答器に送信する信号を作成する制御装置であるパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣとする。）とが設けられている通信用端末と、前記通信用端末のＰＣをスレーブとして中央管理を行う中央制御装置となるＰＣとから構成される。
【０００３】
上記のような従来の通信システムにおいて、質問器側の通信用端末及び制御装置によって構成される通信システムは、図８のブロック図に示されるようなシステム構成となる。即ち、応答器と通信を行う複数のリーダ・ライタ５０1〜５０nは、個々に、ＰＣ５１1〜５１nと接続されて制御される。更に、ＰＣ５１1〜５１nをスレーブとし、これらＰＣ５１1〜５１nのホストとなるＰＣ５２とによって、ＬＡＮ（Local Area Network）を構築する。
【０００４】
このような通信システムについて、入退室システムなどで使用したときを例に挙げて簡単に説明する。所有者が入室可能な時間やカードのＩＤなどの個人情報が記録された磁気カードをリーダ・ライタ５０1〜５０nに挿入した後、所有者が暗証番号を入力して認証動作を行い、入室もしくは退室するために扉の開閉を行う。今、磁気カードがリーダ・ライタ５０1に挿入されたものとする。このとき、所有者によって暗証番号が入力されて、リーダ・ライタ５０1が磁気カードを認証すると、通信が行われ、磁気カードの個人情報が読み出される。
【０００５】
この個人情報が、リーダ・ライタ５０1を制御するＰＣ５１1に送信され、所有者が入退室可能か否か判断され、可能であると判断されたとき、リーダ・ライタ５０1につながる扉を開くよう命令信号を送信する。その後、リーダ・ライタ５０1は、扉の解錠を制御するとともに、磁気カードに所有者の入退室した時間を記録するように通信を行う。又、磁気カードの所有者の入退室した情報は、ＰＣ５１1からホストとなるＰＣ５２に送信され、ＰＣ５２で該所有者の所在管理を行うことができる。又、このＰＣ５２によって、スレーブとなるＰＣ５１1〜５１nの異常を管理することができる。
【０００６】
又、このような通信システムにおいて、近年、その利便性から、ＩＣカードが磁気カードの代わりに使用される。このとき、ＩＣカードとリーダ・ライタにローリングコードを生成する認証手段を両方に設けて、リーダ・ライタ及びＩＣカードがお互いに通信を求めている相手が適正なものか否かを判別することによって、その安全性を高めている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、複数のリーダ・ライタ５０1〜５０nを個々に接続されたＰＣ５１1〜５１nで制御を行うとともに、これらＰＣ５１1〜５１nとＰＣ５２によってＬＡＮを構築するような通信システムでは、それぞれの通信用端末にＰＣを設置するため、システムが煩雑になる。そのため、該システムの導入費用及び維持費用がかかるとともに、その管理も複雑となる。
【０００８】
又、上記のようなシステムを単純化するために、複数のリーダ・ライタとホストとなるＰＣとの間に、中継器となるハブを設けて、リーダ・ライタとホストＰＣとによって直接ＬＡＮを構築することも考えられる。しかしながら、このような通信システムを使用した場合、リーダ・ライタと応答器との間でやり取りされるローリングコードや暗証番号のようなセキュリティ機能が、リーダ・ライタとホストＰＣとの間に設けられていない。そのため、リーダ・ライタが不適正な応答器を適正であると判断したとき、そのまま応答器からホストＰＣまでの通信が行われるようななりすましが発生する可能性がある。
【０００９】
このような問題を鑑みて、本発明は、複数の通信用端末を有する質問器側の通信システムの単純化を図るとともに、その通信の安全性を高めるような通信システムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の通信システムは、他の通信機器と通信を行う複数の通信用端末と、該通信用端末を制御するとともに該通信用端末と前記他の通信機器に関する情報のやり取りを行う中央制御装置とを有する通信システムにおいて、前記通信用端末が、前記他の通信機器が適正なものであるか認証する手段を有するとともに、前記中央制御装置と前記複数の通信用端末との間の接続ラインを切り換えるための切換手段と、前記通信用端末が適正なものであるか認証する認証手段とから構成される中継器とを有し、前記中継器が、前記認証手段によって適正なものでないと判断した前記通信用端末と前記中央制御装置との通信接続を禁止し、前記中央制御装置と通信接続する前記通信用端末を前記認証手段によって適正なものと判断した前記通信用端末の中から選択し、前記他の通信機器が選択された前記通信用端末及び前記中継器を通じて前記中央制御装置と通信を行うものであって、かつ、前記通信用端末によって前記他の通信機器が適正であると判断されたとき、前記他の通信機器が適正であることを示す信号が前記他の通信機器から前記通信用端末を介して前記中継器に送信され、この信号に基づいて前記通信用端末が適正であるか否かを、前記中継器において、前記認証手段で判断するとともに、前記認証手段で前記通信用端末が適正であると判断されたとき、前記切換手段によって、前記通信用端末と前記中央制御装置とを接続することを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の通信システムは、請求項１に記載の通信システムにおいて、前記切換手段が、複数の入力の内、前記認証手段の出力によって入力を選択して１本の出力路に多重化するマルチプレクサであることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の通信システムは、他の通信機器と通信を行う複数の通信用端末と、該通信用端末を制御するとともに該通信用端末と前記他の通信機器に関する情報のやり取りを行う中央制御装置とを有する通信システムにおいて、前記通信用端末が、前記他の通信機器が適正なものであるか認証する手段を有するとともに、前記中央制御装置から送出される信号と前記通信用端末から送出される信号との電圧レベルを変換するためのレベルシフタと、前記通信用端末が適正なものであるか認証する認証手段と、該認証手段の出力によって前記中央制御装置と前記通信用端末との間の接続ラインの接続及び切断を制御する切換手段とから構成される中継器とを有し、前記中継器が、前記認証手段によって適正なものでないと判断した前記通信用端末と前記中央制御装置との通信接続を禁止し、前記中央制御装置と通信接続する前記通信用端末を前記認証手段によって適正なものと判断した前記通信用端末の中から選択し、前記他の通信機器が選択された前記通信用端末及び前記中継器を通じて前記中央制御装置と通信を行うものであって、かつ、前記通信用端末によって前記他の通信機器が適正であると判断されたとき、前記他の通信機器が適正であることを示す信号が前記他の通信機器から前記通信用端末を介して前記中継器に送信され、この信号に基づいて前記通信用端末が適正であるか否かを、前記中継器において、前記認証手段で判断するとともに、前記認証手段で前記通信用端末が適正であると判断されたとき、前記切換手段によって、前記通信用端末と前記中央制御装置とを接続することを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の通信システムは、請求項１〜３のいずれかに記載の通信システムにおいて、前記通信用端末と前記他の通信機器との間で行われる認証処理と、前記通信用端末と前記中継器との間で行われる認証処理が独立に行われることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の通信システムは、請求項４に記載の通信システムにおいて、前記中継器に設けられた前記認証手段によって、前記通信用端末から送信される信号に付加された認証処理に用いられる信号を検知して前記通信用端末が適正であるか否かを判別するとともに、この認証用の信号に特定の演算処理を施すことにより前記通信用端末が前記中継器を認証するための信号を生成することを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の通信システムは、請求項１〜５のいずれかに記載の通信システムにおいて、前記中継器が、前記通信用端末から送信された信号に第１演算処理を施す第１演算手段をさらに有し、前記通信用端末が、前記中継器または前記他の通信機器から送信された信号に第２演算処理を施す第２演算手段と、前記中継器が適正なものであるか認証する手段と、をさらに有し、前記他の通信機器が、前記通信用端末から送信された信号に第３演算処理を施す第３演算手段と、前記通信用端末が適正なものであるか認証する手段と、を有し、前記中継器が、前記通信用端末から送信された信号に前記第１演算処理を施して前記通信用端末に送信し、前記通信用端末が、前記中継器から送信された信号に前記第２演算処理を施して前記他の通信機器または前記中継器に送信するとともに、前記他の通信機器から送信された信号に第２演算処理を施して前記中継器に送信し、前記他の通信機器が、前記通信用端末から送信された信号に前記第３演算処理を施して前記中継器に送信し、前記中継器が、前記通信用端末から送信される信号に前記第２演算処理が施されているか否かによって前記通信用端末が適正であると認証するか否かを決定し、前記通信用端末が、前記中継器から送信される信号に前記第１演算処理が施されているか否かによって前記中継器が適正であると認証するか否かを決定するとともに、前記他の通信機器から送信される信号に前記第３演算処理が施されているか否かによって前記他の通信機器が適正であると認証するか否かを決定し、前記他の通信機器が、前記通信用端末から送信される信号に前記第２演算処理が施されているか否かによって前記通信用端末が適正であると認証するか否かを決定し、前記他の通信機器において前記通信用端末が適正であると認証されない場合、または、前記通信機器において前記他の通信機器が適正であると認証されない場合には、前記通信用端末が前記他の通信機器から送信される信号に前記第２演算処理を施すことなく前記中継器に送信することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態における通信システムを表すブロック図である。図２は、本実施形態で使用するマルチプレクサの内部構造を示すブロック図である。図３は、本実施形態で使用するＩＣカード及びリーダ・ライタの内部構造を示すブロック図である。図４及び図５は、図１に示す通信システムの動作を示すタイムチャートである。尚、以下、ＮＧとは認証を行ったとき認証する相手が不適正であることを、ＯＫとは認証を行ったとき認証する相手が適正であることを意味する。
【００１８】
図１に示す通信システムは、ＩＣカード１と非接触通信を行う通信用端末であるリーダ・ライタ２1〜２nと、該リーダ・ライタ２1〜２nと接続する中継器３と、該中継器３と接続するとともに前記リーダ・ライタ２1〜２nを中央管理する中央制御装置であるＰＣ４とから構成される。
【００１９】
このような通信システムにおいて、中継器３は、図２のように、リーダ・ライタ２1〜２nとＰＣ４との接続ラインを切り換えるマルチプレクサ５と、リーダ・ライタ２1〜２nから送信される認証信号（ローリングコード）を検知するとともにこの認証信号によってリーダ・ライタ２1〜２nを認証する認証回路６と、リーダ・ライタ２1〜２nから送信される認証信号に所定の演算処理ｆ１（）を施した認証信号を生成するための演算回路７とを有する。
【００２０】
又、図１におけるリーダ・ライタ２1〜２nの内部構成例を図３に示す。即ち、図１におけるリーダ・ライタ２1〜２nは、図３のリーダ・ライタ２のように、ＩＣカード１と信号の送受信を行う同調回路２１と、同調回路２１で受信した応答信号を復調するとともに制御回路２３より送出される命令信号を変調する変復調回路２２と、装置全体を制御するとともに命令信号を生成する制御回路２３と、制御回路２３より認証信号が送出されるとともに該認証信号によってＩＣカード１又は中継器３の認証を行う認証回路２４と、制御回路２３より認証信号が送出されるとともに該認証信号に所定の演算処理ｆ２（）を行う演算回路２５とから構成されている。
【００２１】
このような構成のリーダ・ライタ２1〜２n及び中継器３に電源投入されると、リーダ・ライタ２1〜２nと中継器３との間で認証動作が始まる。今、この認証動作がリーダ・ライタ２及び中継器３で行われているものとして、その動作について図４を使用して説明する。まず、中継器３において、演算回路７で任意の信号を、リーダ・ライタ２が認証動作を行うための認証信号Ｒｃ１として生成し（ＳＴＥＰ１）、この認証信号Ｒｃ１をリーダ・ライタ２へ送信する（ＳＴＥＰ２）。認証信号Ｒｃ１は、任意の信号で、演算回路７で演算ｆ１（）を施した信号でない。
【００２２】
リーダ・ライタ２がこの認証信号Ｒｃ１を受信すると、制御回路２３より、この認証信号Ｒｃ１が中継器３内で演算ｆ１（）が施された信号であるか否かを判別するために認証回路２４に認証信号Ｒｃ１を送出する。今、この認証信号Ｒｃ１は演算ｆ１（）が施された信号でないので、認証結果はＮＧとなり、リーダ・ライタ２は中継器３を不適正として認証しない（ＳＴＥＰ３）。
【００２３】
又、このとき同時に、制御回路２３より認証信号Ｒｃ１を演算回路２５に送出して演算ｆ２（）を施す（ＳＴＥＰ４）。このように演算回路２５で演算ｆ２（）を施した信号ｆ２（Ｒｃ１）を認証信号Ｒｃ２として制御回路２３に送出し、制御回路２３より中継器３に送信する（ＳＴＥＰ５）。
【００２４】
中継器３がこの認証信号Ｒｃ２を受信すると、この認証信号Ｒｃ２がリーダ・ライタ２内で演算ｆ２（）が施された信号であるか否かを認証回路６で判別する。今、この認証信号Ｒｃ２＝ｆ２（Ｒｃ１）は演算ｆ２（）が施された信号であるので、認証結果はＯＫとなり、中継器３はリーダ・ライタ２を適正であると認証する（ＳＴＥＰ６）。又、このとき同時に、認証信号Ｒｃ２に演算回路７で演算ｆ１（）を施す（ＳＴＥＰ７）。このように演算回路７で演算ｆ１（）を施した信号ｆ１（Ｒｃ２）を認証信号Ｒｃ３としてリーダ・ライタ２へ送信する（ＳＴＥＰ８）。
【００２５】
リーダ・ライタ２がこの認証信号Ｒｃ３を受信すると、この認証信号Ｒｃ３が制御回路２３より認証回路２４に送出される。今、この認証信号Ｒｃ３＝ｆ１（Ｒｃ２）は演算ｆ１（）が施された信号であるので、認証結果はＯＫとなり、リーダ・ライタ２は中継器３を適正であると認証する（ＳＴＥＰ９）。又、このとき、ＳＴＥＰ４及びＳＴＥＰ５と同様に、制御回路２３より認証信号Ｒｃ３を演算回路２５に送出して演算ｆ２（）を施す（ＳＴＥＰ１０）。このように演算回路２５で演算ｆ２（）を施した信号ｆ２（Ｒｃ３）を認証信号Ｒｃ４として制御回路２３に送出し、制御回路２３より中継器３に送信する（ＳＴＥＰ１１）。
【００２６】
中継器３で、認証信号Ｒｃ４を受信すると、ＳＴＥＰ６と同様に、この認証信号Ｒｃ４がリーダ・ライタ２内で演算ｆ２（）が施された信号であるか否かを認証回路６で判別する。今、この認証信号Ｒｃ４＝ｆ２（Ｒｃ３）は演算ｆ２（）が施された信号であるので、認証結果はＯＫとなり、中継器３はリーダ・ライタ２を適正であると認証する（ＳＴＥＰ１２）。このようして、ＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ１２において、リーダ・ライタ２および中継器３との間の通信が行われる間に、中継器３がリーダ・ライタ２を２度認証すると、リーダ・ライタ２と中継器３との間で相互認証が行われたことが確認される。
【００２７】
このようなＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ１２のような通信がリーダ・ライタ２1〜２nと中継器３との間で順番に行われ、リーダ・ライタ２1〜２nと中継器３との間で相互認証が行われる。尚、ＳＴＥＰ６で、中継器３の認証回路６において認証結果がＮＧのときは、再びＳＴＥＰ１以降の処理動作が行われる。又、ＳＴＥＰ９で、リーダ・ライタ２の認証回路２４において認証結果がＮＧのときは、演算回路２５で演算処理を行っていない信号を中継器３に送信する。このとき、中継器３がリーダ・ライタ２を認証しないので、ＳＴＥＰ１からの動作が再び行われる。尚、このような動作が複数回行われた結果、リーダ・ライタ２及び中継器３のいずれかが認証しないとき、認証結果をＮＧとして、認証処理を終了する。
【００２８】
上記のように、リーダ・ライタ２1〜２nと中継器３との間で、ＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ１２のような認証処理が行われ、中継器３はリーダ・ライタ２1〜２nの認証結果を認証回路６内に記憶すると同時に、認証回路６よりＰＣ４に認証結果を送信する。その後、中継器３よりリーダ・ライタ２1〜２nへ、リーダ・ライタ２1〜２nがＩＣカードを認識したか否かを検知するために、一定の間隔で認証信号を送信すると同時に、リーダ・ライタ２1〜２nが、それぞれ、ＩＣカード１を認識するために、微弱な電波を送出している。尚、このとき、リーダ・ライタ２及び中継器３の双方の認証結果がＯＫでないときは、中継器３よりリーダ・ライタ２へ認証信号が送信されない。即ち、リーダ・ライタ２が通信に使用されなくなる。
【００２９】
以下に、リーダ・ライタ２及び中継器３の双方が認証を行った後のＩＣカード１、リーダ・ライタ２、及び中継器３の間で行われる認証処理について、図５を用いて説明する。今、ＳＴＥＰ５０のように、ＩＣカード１がリーダ・ライタ２より送信される微弱な電波に同調回路（不図示）によって同調したとき、ＩＣカード１内の整流回路（不図示）によって電力が生成され、ＩＣカード１内の各回路に供給され、ＩＣカード１がＯＮとなる。ＩＣカード１は、ＯＮとなると、リーダ・ライタ２に近接したことを認識させるための応答信号Ｒ１を同調回路より送信する（ＳＴＥＰ５１）。この応答信号Ｒ１を同調回路２１により、リーダ・ライタ２が受信すると、制御回路２３によって、ＩＣカード１の存在を認識する（ＳＴＥＰ５２）。
【００３０】
今、図５のように、ＳＴＥＰ５０〜ＳＴＥＰ５２のような動作がＩＣカード１とリーダ・ライタ２との間で行われ、リーダ・ライタ２がＩＣカード１を認識したものとする。このとき、リーダ・ライタ２と中継器３との間で相互認証された後、再び、図４のＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ９に相当するＳＴＥＰ１ａ〜ＳＴＥＰ９ａの動作が、リーダ・ライタ２と中継器３との間で行われている。尚、認証信号Ｒｃ１ａ〜Ｒｃ３ａは、図４の認証信号Ｒｃ１〜Ｒｃ３に相当する。
【００３１】
このような動作が行われると、リーダ・ライタ２において、演算回路２５で認証信号Ｒｃ３ａに演算ｆ２（）を施した認証信号Ｒｃ４ａを生成し、制御回路２３に送出する（ＳＴＥＰ２０）。制御回路２３では、この認証信号Ｒｃ４ａを付加した命令信号Ｃ１を生成する（ＳＴＥＰ２１）。この命令信号Ｃ１は、変復調回路２２で変調された後、同調回路２１より送信される（ＳＴＥＰ２２）。
【００３２】
ＩＣカード１がこの命令信号Ｃ１を同調回路によって受信すると、この命令信号Ｃ１に付加された認証信号Ｒｃ４ａが演算ｆ２（）が施されたものか否か判別される（ＳＴＥＰ２３）。今、この認証信号Ｒｃ４ａ＝ｆ２（Ｒｃ３ａ）は演算ｆ２（）が施された信号であるので、認証結果がＯＫとなり、ＩＣカード１はリーダ・ライタ２を適正であると認証する。又、このとき同時に、認証信号Ｒｃ４ａに所定の演算ｆ３（）を施した認証信号Ｒｃ５ａを生成する（ＳＴＥＰ２４）。この認証信号Ｒｃ５ａを付加した応答信号Ｒ２を同調回路より送信する（ＳＴＥＰ２５）。尚、ＩＣカード１がリーダ・ライタ２を認証したとき、応答信号Ｒ２内のデータに、通信可能であることを認識させるデータが付加される。又、認証信号Ｒｃ５ａは、認証結果にかかわらず、応答信号Ｒ２に付加される。
【００３３】
このように、ＩＣカード１とリーダ・ライタ２との間で、ＳＴＥＰ２０〜ＳＴＥＰ２５の処理動作が行われている間に、リーダ・ライタ２と中継器３との間で、ＳＴＥＰ１ｂ〜ＳＴＥＰ１２ｂのような認証動作が行われる。即ち、中継器３がＳＴＥＰ８ａで認証信号Ｒｃ３ａを送信した後、一定期間、リーダ・ライタ２より応答がないとき、図４のＳＴＥＰ１に相当するＳＴＥＰ１ｂのように認証信号Ｒｃ１に相当する認証信号Ｒｃ１ｂを生成する。その後、図４のＳＴＥＰ２〜ＳＴＥＰ１２に相当するＳＴＥＰ２ｂ〜ＳＴＥＰ１２ｂのような動作を行う。尚、ＳＴＥＰ１ｂ〜ＳＴＥＰ１２ｂにおける認証信号Ｒｃ１ｂ〜Ｒｃ４ｂは、図４における認証信号Ｒｃ１〜Ｒｃ４に相当する。
【００３４】
ＳＴＥＰ１ｂ〜ＳＴＥＰ１２ｂのような相互認証処理が、リーダ・ライタ２と中継器３との間で行われている間に、ＳＴＥＰ２５でＩＣカード１より送信された応答信号Ｒ２をリーダ・ライタ２が同調回路２１で受信する。リーダ・ライタ２は、応答信号Ｒ２を受信すると、変復調回路２２で復調した後、制御回路２３で認証信号Ｒｃ５ａを検知する（ＳＴＥＰ２６）。更に、制御回路２３は、応答信号Ｒ２より、ＩＣカード１が通信可能な状態になったか否かを認識する。
【００３５】
この認証信号Ｒｃ５ａを認証回路２４に送出し、認証回路２４で演算ｆ３（）が施された信号であるか否かを判別する（ＳＴＥＰ２７）。今、この認証信号Ｒｃ５ａ＝ｆ３（Ｒｃ４ａ）は演算ｆ３（）が施された信号であるので、認証結果がＯＫとなり、リーダ・ライタ２はＩＣカード１を適正であると認証する。又、このとき同時に、認証信号Ｒｃ５ａに演算ｆ２（）を施した認証信号Ｒｃ６ａを生成する（ＳＴＥＰ２８）。尚、ＩＣカード１及びリーダ・ライタ２のどちらか一方の認証結果がＮＧであるとき、演算回路２５で演算ｆ２（）の施されていない認証信号Ｒｃ５ａを中継器３へ送信する。
【００３６】
ところで、今、ＩＣカード１でリーダ・ライタ２の認証結果がＯＫであるので、ＳＴＥＰ２６において、応答信号Ｒ２より通信可能であることを認識できる。このとき、認証信号Ｒｃ６ａが中継器３に送信される（ＳＴＥＰ２９）。この認証信号Ｒｃ６ａを、認証回路６で演算ｆ２（）が施されたものか否かを判別する（ＳＴＥＰ３０）。今、この認証信号Ｒｃ６ａ＝ｆ２（Ｒｃ５ａ）は演算ｆ２（）が施された信号であるので、認証結果がＯＫとなり、中継器３はリーダ・ライタ２を適正であると認証する。
【００３７】
このように、中継器３が適正であると認証すると、リーダ・ライタ２と中継器３との間、及びＩＣカード１とリーダ・ライタ２との間で、それぞれ、相互認証されたこととなるので、中継器３のマルチプレクサ５によって、リーダ・ライタ２とＰＣ４との接続ラインが接続される。このように、リーダ・ライタ２とＰＣ４とが接続されることによって、ＩＣカード１が、リーダ・ライタ２及び中継器３を介して、ＰＣ４と通信を行う。
【００３８】
又、ＩＣカード１又はリーダ・ライタ２での認証結果がＮＧのとき、ＳＴＥＰ３０で演算ｆ２（）が施された認証信号が検知されずに、認証回路６の認証結果がＮＧとなる。このとき、再び、ＳＴＥＰ１ａからの動作が行われる。又、このような認証処理が複数回行われた後、その認証結果が全てＮＧのとき、中継器３の認証回路６より認証結果を示す信号がＰＣ４に送信され、ＰＣ４がＩＣカード１とリーダ・ライタ２間で相互認証が行われていないことを認識する。このようにＰＣ４が認識すると、リーダ・ライタ２に設けられた表示手段などでエラーメッセージを表示することによって、ＩＣカード１のユーザーにエラーが発生していることを知らせる。
【００３９】
本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。図６は、本実施形態における通信システムを表すブロック図である。図７は、本実施形態で使用する中継器の内部構造を示すブロック図である。図６に示す通信システムは、ＩＣカード１と非接触通信を行う通信用端末である図３のような内部構造をしたリーダ・ライタ２と、該リーダ・ライタ２と接続する中継器３’と、該中継器３’と接続するリーダ・ライタ２の制御装置であるＰＣ４とから構成される。
【００４０】
又、中継器３’は、図７のように、リーダ・ライタ２と通信する際に送受信する信号の電圧レベルと、ＰＣ４と通信する際に送受信する信号の電圧レベルとを変換するレベルシフタ８と、リーダ・ライタ２とレベルシフタ８との通信路の接続及び切断を行うスイッチ９と、リーダ・ライタ２より送信される認証信号を検知するとともにこの認証信号によってリーダ・ライタ２を認証する認証回路１０と、リーダ・ライタ２から送信される認証信号に所定の演算処理ｆ１（）を施す演算回路１１とを有する。
【００４１】
このような構造をした中継器３’を使用した通信システムの動作は、第１の実施形態で説明した図４、及び図５のタイムチャートにおける動作と同様の動作となる。即ち、リーダ・ライタ２と中継器３’とが、それぞれ、認証回路２４，１０において、認証信号がｆ１（）、ｆ２（）の演算が施された信号か判別することによって、中継器３’、リーダ・ライタ２を認証するとともに、受信した認証信号に、それぞれ、演算回路２５，１１において演算ｆ２（）、ｆ１（）を施した認証信号を送信する。
【００４２】
そして、このような相互認証動作がリーダ・ライタ２と中継器３’との間で行われて互いに適正であると認証された後、リーダ・ライタ２が同調回路２１より微弱な電波を送信して、ＩＣカード１が近接したか否かを認識する。又、中継器３’は、リーダ・ライタ２がＩＣカード１を認識したことを検知するために、認証信号をリーダ・ライタ２に一定間隔おきに送信する。このとき、リーダ・ライタ２がＩＣカード１が近接したことを認識したとき、中継器３’がリーダ・ライタ２を適正であると認証した後に送信する認証信号により、リーダ・ライタ２が中継器３’を認証する。そして、この認証信号に演算ｆ２（）を施した認証信号を付加した命令信号を制御回路２３で生成し、変復調回路２２で変調した後、同調回路２１より送信する。
【００４３】
ＩＣカード１が、リーダ・ライタ２からの命令信号を受信すると、この命令信号より検知した認証信号が演算ｆ２（）が施された信号であるか否かを判別するとともに、この認証信号に演算ｆ３（）を施した認証信号を付加した応答信号を送信する。又、この応答信号には、認証結果に応じてＩＣカード１が通信可能な状態になったか否かを示すデータが付加されている。
【００４４】
リーダ・ライタ２が、この応答信号を同調回路２１で受信すると、この応答信号を変復調回路２２で復調した後、認証信号を制御回路２３で検知する。又、このとき、制御回路２３では、この応答信号よりＩＣカード１が通信可能な状態になったか否かを認識する。そして、認証回路２４によって、制御回路２３で検知した認証信号が演算ｆ３（）が施された信号か否かを判別する。このとき、この認証信号によりＩＣカード１が適正であると認証されると、演算回路２５によって、制御回路２３で検知した認証信号に演算ｆ２（）を施した後、中継器３’に送信する。
【００４５】
中継器３’で、この認証信号を受信すると、認証回路１０でこの認証信号が演算ｆ２（）が施された信号か否か判別される。このとき、認証信号が演算ｆ２（）が施された信号と認識され、リーダ・ライタ２が認証されると、スイッチ９が接続されて、切断されていたリーダ・ライタ２とＰＣ４との接続ラインが接続される。このようにして、ＩＣカード１が、リーダ・ライタ２及び中継器３’を介して、ＰＣ４と通信することが可能となる。
【００４６】
このような認証処理を行う通信システムにおいて、中継器３’内にレベルシフタ９を設けているので、ＰＣ４側の入出力インターフェイスをＲＳ２３２Ｃ規格に、リーダ・ライタ２側の入出力インターフェイスをＲＳ４８５規格に、対応させることができる。このように、リーダ・ライタ２側の入出力インターフェイスをＲＳ４８５規格に対応させることによって、リーダ・ライタ２と中継器３’間の距離を最大１００ｍまで伸ばすことができる。
【００４７】
尚、第１の実施形態の通信システムにおいて、中継器３内に、第２の実施形態で使用したレベルシフタ９をマルチプレクサ５とＰＣ４との間に設けることによって、リーダ・ライタ２1〜２n側の入出力インターフェイスをＲＳ４８５規格に対応させることができるので、その距離をのばすことができる。
【００４８】
又、ＩＣカードといった非接触で通信を行う通信用応答器を用いて説明したが、このような応答器に限らず、磁気カードのように接触して通信を行うような通信用応答器でも良い。尚、接触して通信を行う場合、第１及び第２の実施形態のように応答器からの信号の送受信を行うための同調回路を、リーダ・ライタに用いる代わりに、入出力インターフェイスを設けることによって、リーダ・ライタと応答器との間の通信が可能となる。
【００４９】
本発明に係る通信システムによると、認証手段を有した中継器によって、複数の通信用端末と中央制御装置との接続ラインの切換を制御するので、適正でない通信用端末を判別することができる。又、１台の中央制御装置で、複数の通信用端末を制御することができる。
【００５０】
また、本発明に係る通信システムによると、認証手段を有した中継器によって、通信用端末と中央制御装置との接続ラインの接続及び切断を制御するので、適正でない通信用端末を判別することができる。又、中継器内には、レベルシフタが設けられているため、通信用端末側のインターフェイスを例えばＲＳ４８５のような長距離伝送においても安定な規格に対応させることによって、中継器と通信用端末との間の距離をのばすことができる。
【００５１】
また、本発明に係る通信システムは、通信用端末が他の通信機器が適正なものであるか否かを判別する認証手段を有しているので、不適正な通信機器が通信を求めたときに、通信用端末と通信機器の間の通信路が切断されるので、より安全性の高い通信システムが形成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態で使用する通信システムの構成を示すブロック図。
【図２】図１の通信システムで使用する中継器の内部構造を示すブロック図。
【図３】本発明の通信システムで使用するリーダ・ライタの内部構造を示すブロック図。
【図４】本発明で使用する通信システムの動作を示すタイムチャート。
【図５】本発明で使用する通信システムの動作を示すタイムチャート。
【図６】第２の実施形態で使用する通信システムの構成を示すブロック図。
【図７】図６の通信システムで使用する中継器の内部構造を示すブロック図。
【図８】従来の通信システムの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１    ＩＣカード
２    リーダ・ライタ（通信端末）
３，３’    中継器
４    ＰＣ（中央制御装置）
５    マルチプレクサ
６    認証回路
７    演算回路
８    レベルシフタ
９    スイッチ
１０    認証回路
１１    演算回路
２１    同調回路
２２    変復調回路
２３    制御回路
２４    認証回路
２５    演算回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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