內置單片機的硬件設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種內置單片機的硬件設備，所述單片機與所述硬件設備電氣隔離并以單獨隔離方式對所述單片機供電，所述硬件設備與所述單片機通過光耦隔離方式實現通信，以從所述單片機讀取或者向所述單片機寫入數據信息。本發(fā)明的內置單片機的硬件設備，可以有效避免通過外部加高電壓等惡意方式損壞設備從而退回設備以獲得額外利益，保障開發(fā)商利益，同時還減少了人工干預、減少出錯幾率、提高工作效率、節(jié)省成本。
【專利說明】內置單片機的硬件設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及數據通信領域，尤其涉及一種內置單片機的硬件設備。
【背景技術】
[0002]軟件保護裝置是一種通過計算機接口(包括但不限于并口或者USB接口 )連接到計算機主機上的硬件設備。該設備內部具有非易失性存儲空間可供讀寫，通常還具有單片機或者微處理控制芯片等計算處理單元。軟件開發(fā)者可以通過接口函數和軟件保護裝置進行數據交換(即對軟件保護裝置進行讀寫)，來檢查軟件保護裝置是否插在接口上；或者直接用軟件保護裝置附帶的工具進行加密。這樣，軟件開發(fā)者可以在軟件中設置多處軟件鎖，利用軟件保護裝置作為鑰匙來打開這些鎖；如果沒插軟件保護裝置或軟件保護裝置不對應，軟件將不能正常執(zhí)行。
[0003]此外，軟件保護裝置內部包含特定的功能，例如一部分存儲空間、一些密碼算法或者一些用戶自定義的算法或者功能。在軟件發(fā)行之前，軟件開發(fā)者修改自己的軟件代碼，使得軟件在運行過程中需要使用到軟件保護裝置內部的一些功能，這樣軟件離開軟件保護裝置之后就會無法運行，而軟件保護裝置作為一種硬件設備復制的難度較大，從而起到防止盜版軟件非法傳播的作用。
[0004]當前市場上主要的軟件保護裝置包括:美國SafeNet公司的Sentinel Superpro>以色列Aladdin公司的Hasp HL、中國北京深思洛克軟件股份有限公司的精銳系列、德國W1-Bu公司的WIBU-Key等。所有這些軟件保護裝置都提供了內置的存儲空間、私有或公開的密碼算法，當軟件運行過程中可以調用這些功能來檢驗是否屬于正版。這些軟件保護裝置采用了智能卡芯片作為硬件的基礎，而且支持用戶將自己定義的功能寫入到軟件保護裝置內部，甚至可以直接將軟件的部分功能移植到軟件保護裝置內部完成，從而大大提高了軟件被盜版的難度，通常稱這種將自己定義的功能或者軟件的部分功能移植到軟件保護裝置內部的技術為代碼移植。
[0005]現有技術中，軟件保護裝置作為硬件通常包括USB頭、與USB頭連接的電路板載體和外殼三部分。其中，電路板載體上主要包括主控芯片(如智能卡芯片)以及一些外圍電路，如外圍時鐘電路、外圍電源電路等。計算機USB 口的供電電壓在4.75-5.25V，主控芯片根據芯片的不同所能承受的電壓會有所不同，但一般都在8V或8V以下。
[0006]軟件保護裝置的生產商生產和出售該硬件設備時，設備的外殼或外包裝上一般會印制有硬件設備的標識和/或擴展信息，用戶可以通過查看或通過標識搜索獲取硬件設備的詳細信息，由于設備外包裝容易被丟棄，設備外殼上印制的標識編號等信息因時間久、頻繁使用摩擦或水及其他化學品侵蝕，也容易造成外殼上印制的設備標識信息模糊、脫落，無法辨認。生產商或代理商由于銷售備注或用于返修、更換硬件設備，通常會在設備內部電路板上的芯片中存儲一些設備的標識信息(至少包括唯一 ID，還可以包括型號、批次、生產時間等)。
[0007]當生產商、代理商出售大量的硬件設備之后，作為硬件設備可能存在因為外力(如摔、磕碰)或其他原因導致損壞無法使用。針對因損壞或其他原因導致返修或退貨的硬件設備，通常是將其通過接口與主機連接，通過讀取硬件設備內部芯片中存儲的信息來確認硬件設備的ID，從而更進一步的追溯硬件的型號、批次、價格、生產時間等基本信息，以便進行后續(xù)的維修、補發(fā)、賠償等措施。
[0008]因此，有些不法分子利用這一漏洞，通過外部加高電壓之類的手段惡意損壞硬件設備電路、主控芯片，使得無法讀取芯片信息，從而以低價值設備冒充高價值設備進行退換或要求賠償等以獲得額外的利益。比如將低價值設備通過外部加高電壓損壞，由于設備中存儲設備等信息的芯片被損壞而無法獲得硬件設備信息，不法分子通過發(fā)回原廠更換高價值設備或者補償金額，這就造成了開發(fā)商利益的損失。另外，也存在由于外力或其他情況造成的插頭(如USB頭)或設備內部物理結構的損壞而無法識別的情況。

【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明提供一種內置單片機的硬件設備，可以有效避免通過外部加高電壓等惡意方式損壞設備從而退回設備以獲得額外利益，保障開發(fā)商利益，同時還減少了人工干預、減少出錯幾率、提高工作效率、節(jié)省成本。
[0010]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種內置單片機的硬件設備，所述單片機與所述硬件設備電氣隔離并以單獨隔離方式對所述單片機供電，所述硬件設備與所述單片機通過光耦隔離方式實現通信，以從所述單片機讀取或者向所述單片機寫入數據信息。
[0011]作為優(yōu)選，所述單片機通過無線線圈隔離供電方式與外部電源設備電氣連接，其中:
[0012]所述外部電源設備與無線供電線圈的初級線圈電連接，所述單片機與無線供電線圈的次級線圈電連接。
[0013]作為優(yōu)選，所述硬件設備從所述單片機讀取的數據信息包括預存于所述單片機中的所述硬件設備的信息。
[0014]作為優(yōu)選，預存于所述單片機中的所述硬件設備的信息包括硬件設備標識信息。
[0015]作為優(yōu)選，所述硬件設備向所述單片機寫入的數據信息包括在所述硬件設備的使用過程中需要寫入所述單片機的所述硬件設備的信息，該信息通過光電耦合通信寫入到所述單片機中。
[0016]作為優(yōu)選，通過光電耦合通信寫入到所述單片機中的所述硬件設備的信息包括硬件設備標識信息。
[0017]作為優(yōu)選，所述硬件設備標識信息包括所述硬件設備的設備ID。
[0018]作為優(yōu)選，所述硬件設備標識信息還包括所述硬件設備的型號、批次、生產時間、和/或設備狀態(tài)。
[0019]作為優(yōu)選，所述硬件設備為加密鎖。
[0020]作為優(yōu)選，所述數據信息通過加密算法進行加密，所述加密算法包括對稱或非對稱算法、異或加密算法或者自定義加密算法。
[0021]與現有技術相比，本發(fā)明的硬件設備及其管理方法的有益效果在于:通過在硬件設備內部增加單片機，單片機通過無線線圈隔離供電，單片機與硬件設備芯片通過光耦隔離通信，可以在單片機中預存硬件設備標識信息，或者在使用時硬件設備通過光耦隔離的通信方式向單片機中寫入硬件設備標識及其他可靠信息。由于單片機與硬件設備電路之間是隔離狀態(tài)，因此，即使通過外部加高電壓等惡意方式可以損壞與電路相連的硬件設備芯片，對隔離狀態(tài)的單片機卻沒有影響。通過本發(fā)明提供的硬件設備，可以避免因設備插頭或設備物理結構損壞，亦或是通過外部加高電壓等惡意方式損壞硬件設備芯片從而退換獲取額外利益的行為，同時可以減少人工干預、降低出錯幾率、節(jié)省成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的實施例的內置單片機的硬件設備的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明的實施例的內置單片機的硬件設備作進一步詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。
[0024]圖1為本發(fā)明的實施例的內置單片機的硬件設備的結構示意圖。本發(fā)明的實施例的內置單片機的硬件設備，單片機與硬件設備電氣隔離并以單獨隔離方式對單片機供電，硬件設備與單片機通過光耦隔離方式實現通信，以從單片機讀取或者向單片機寫入數據信息。通過在硬件設備內部增加單獨供電的單片機，可以避免因設備插頭或設備物理結構損壞，或是通過外部加高電壓等惡意方式損壞硬件設備芯片從而退換獲取額外利益的行為，同時可以減少人工干預、降低出錯幾率、節(jié)省成本。單片機與硬件設備(例如內部電路、芯片)通過光耦隔離的方式進行通信，在電氣隔離的基礎上實現硬件設備與單片機的數據信息交換。由于單片機的供電及通信均與硬件設備電路隔離，因此，當有通過外部加高電壓等惡意方式損壞硬件設備從而退換高價值設備時，開發(fā)商可以通過讀取單片機中存儲的設備標識等信息，獲取設備的標識、型號、批次、和/或價格等信息。并且還可以在內部的設備信息數據庫中增加與該硬件設備ID關聯的后續(xù)維修等信息。
[0025]作為一種改進，單片機通過無線線圈隔離供電方式與外部電源設備電氣連接，以實現對單片機的供電。如圖1所示，單片機與硬件設備的主控芯片電氣隔離，并通過光耦隔離通信。同時，硬件設備通過插頭與外部電源設備連接實現對硬件設備的供電，而單片機與供電電路之間通過無線線圈隔離以實現對單片機的無線供電。無線供電技術可以采用電磁感應、電磁耦合、光電耦合、電磁共振等方式實現。本實施例中采用無線供電線圈是基于傳送和轉換磁通量的原理，初級線圈和次級線圈之間的電磁感應把電磁能由初級線圈傳送到次級線圈以實現電能傳送。為了更詳細地說明本發(fā)明，在此進一步介紹一下光耦隔離的有關技術。光電隔離器(Optoelectronic Isolator, 0C)亦稱光電稱合器、光稱合器,簡稱光率禹。光I禹合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用。光率禹合器一般由三部分組成:光的發(fā)射、光的接收及信號方法。輸入的電信號驅動發(fā)光二極管(LED),使之發(fā)出一定波長的光，被光探測器接收而產生光電流，再經過進一步放大后輸出。這就完成了電-光-電的轉換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。
[0026]光耦隔離就是采用光耦合器進行隔離，光耦合器的結構相當于把發(fā)光二極管和光敏(三極)管封裝在一起。發(fā)光二極管把輸入的電信號轉換為光信號傳給光敏管轉換為電信號輸出，由于沒有直接的電氣連接，光I禹合器輸入、輸出間互相隔離，電信號傳輸具有單向性等特點，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強的共模抑制能力。所以，在長線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在計算機數字通信及實時控制中作為信號隔離的接口器件，可以大大增加計算機工作的可靠性。
[0027]作為進一步的改進，硬件設備從單片機讀取的數據信息包括預存于單片機中的信息，例如包括但不限于硬件設備標識信息等可靠信息。
[0028]作為更進一步的改進，硬件設備向單片機寫入的數據信息包括在硬件設備的使用過程中需要寫入單片機的硬件設備的信息，該信息通過光電耦合通信寫入到單片機中，該信息可以包括但不限于硬件設備標識信息。
[0029]作為本實施的優(yōu)選方案，硬件設備標識信息至少應當包括硬件設備ID (為硬件設備的唯一 ID)。進一步的，硬件設備標識信息還可以包括硬件設備的型號、批次、生產時間、和/或設備狀態(tài)。
[0030]作為另一種改進，硬件設備可以為加密鎖、移動硬盤、數碼相機、鼠標、MP3或USBKey等需要進行追溯處理的，或者在返修或更換時需查詢其型號、批次信息的硬件設備。本實施例的硬件設備為加密鎖，并且進一步的，為提高安全性，數據信息(包括單片機中存儲的信息或通過設備主控芯片向單片機中寫入的信息)通過加密算法進行加密，加密算法包括對稱或非對稱算法、異或加密算法或者自定義加密算法。
[0031]以下通過【具體實施方式】，并結合【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的實際應用。
[0032]本實施例中，硬件設備為加密鎖，在加密鎖內部后端增加一個單片機，單片機與加密鎖電路、芯片沒有直接的物理連接，單片機通過無線線圈隔離供電，單片機與加密鎖主控芯片通過光耦隔離通信。
[0033]加密鎖出廠時，其主控芯片中預存了加密鎖的唯一 ID等標識信息，當加密鎖在使用時，加密鎖主控芯片可以通過光耦隔離通信方式向單片機中寫入可靠信息(如加密鎖信息和/或用戶信息等)。
[0034]上述的加密鎖主控芯片向單片機中寫入數據信息，可以是在加密鎖初次上電使用時寫入，也可以是鎖內預設一定的頻率，其寫入時機可以自行定義，可以包括多種方式。
[0035]當加密鎖由外力或被不法分子通過外部加高電壓等惡意手段損壞從而返廠時，生產商或開發(fā)商可以通過讀取單片機中存儲的硬件設備標識信息，從而通過內部的設備信息數據庫進行追溯查詢設備的型號、批次、價格等詳細信息，還可以針對后續(xù)的處理(如維修、更換等)在設備信息數據庫中進行更新和備注。
[0036]本發(fā)明的硬件設備及其管理方法的有益效果在于:通過在硬件設備內部增加單片機，通過無線線圈隔離的方式對單片機供電，單片機與硬件設備芯片通過光耦隔離通信，可以在單片機中預存硬件設備標識信息，或者在使用時硬件設備通過光耦隔離通信方式向單片機中寫入硬件設備標識及其他可靠信息。由于單片機與硬件設備電路是隔離狀態(tài)，因此，即使通過外部加高電壓等惡意方式可以損壞與電路相連的硬件設備芯片，對隔離狀態(tài)的單片機卻沒有影響。通過本發(fā)明提供的硬件設備，可以避免因設備插頭或設備物理結構損壞，亦或是通過外部加高電壓等惡意方式損壞硬件設備芯片從而退換獲取額外利益的行為，同時可以減少人工干預、降低出錯幾率、節(jié)省成本。
[0037]以上實施例僅為本發(fā)明的示例性實施例，不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的保護范圍由權利要求書限定。本領域技術人員可以在本發(fā)明的實質和保護范圍內，對本發(fā)明做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應視為落在本發(fā)明的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種內置單片機的硬件設備，其特征在于，所述單片機與所述硬件設備電氣隔離并以單獨隔離方式對所述單片機供電，所述硬件設備與所述單片機通過光耦隔離方式實現通信，以從所述單片機讀取或者向所述單片機寫入數據信息。
2.根據權利要求1所述的內置單片機的硬件設備，其特征在于，所述單片機通過無線線圈隔離供電方式與外部電源設備電氣連接，其中: 所述外部電源設備與無線供電線圈的初級線圈電連接，所述單片機與無線供電線圈的次級線圈電連接。
3.根據權利要求1所述的內置單片機的硬件設備，其特征在于，所述硬件設備從所述單片機讀取的數據信息包括預存于所述單片機中的所述硬件設備的信息。
4.根據權利要求3所述的內置單片機的硬件設備，其特征在于，預存于所述單片機中的所述硬件設備的信息包括硬件設備標識信息。
5.根據權利要求1所述的內置單片機的硬件設備，其特征在于，所述硬件設備向所述單片機寫入的數據信息包括在所述硬件設備的使用過程中需要寫入所述單片機的所述硬件設備的信息，該信息通過光電耦合通信寫入到所述單片機中。
6.根據權利要求5所述的內置單片機的硬件設備，其特征在于，通過光電耦合通信寫入到所述單片機中的所述硬件設備的信息包括硬件設備標識信息。
7.根據權利要求4或6中所述的內置單片機的硬件設備，其特征在于，所述硬件設備標識信息包括所述硬件設備的設備ID。
8.根據權利要求7所述的內置單片機的硬件設備，其特征在于，所述硬件設備標識信息還包括所述硬件設備的型號、批次、生產時間、和/或設備狀態(tài)。
9.根據權利要求1所述的內置單片機的硬件設備，其特征在于，所述硬件設備為加密鎖。
10.根據權利要求1所述的內置單片機的硬件設備，其特征在于，所述數據信息通過加密算法進行加密，所述加密算法包括對稱或非對稱算法、異或加密算法或者自定義加密算法。
【文檔編號】G06F21/34GK103870722SQ201410077149
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月4日 優(yōu)先權日:2014年3月4日
【發(fā)明者】孫吉平, 韓勇 申請人:北京深思數盾科技有限公司