專利名稱:多行業(yè)智能手持終端機的制作方法
技術領域:
本機實用新型屬于無線通信領域,是一種可以適合于多行業(yè)(如 公安交通、城市管理、衛(wèi)生監(jiān)督、銀行金融)的智能手持終端機。
背景技術:
隨著我國經濟建設和社會的快速發(fā)展,各行各業(yè)對移動辦公、現場執(zhí) 法的需求日益強烈。而市場上普遍存在的執(zhí)法設備均為幾種設備的組合, 通過有線或者無線的方式將幾種設備配合使用達到現場執(zhí)法的目的和效 果,引發(fā)攜帶不方便、體積龐大、故障率高、操作繁瑣等諸多問題。多 行業(yè)智能手持終端集主機系統(tǒng)、無線通信單元、GPS定位單元、顯示屏、 IC卡讀寫設備、打印設備、POS設備、數碼相機于一體,滿足不同行業(yè) 現場執(zhí)法的需求,執(zhí)法人員僅需攜帶一臺設備即可實現無線查詢、衛(wèi)星 定位、指揮調度、金融刷卡、IC卡讀寫、現場打印、現場拍照錄音取證 等工作,大大提高了執(zhí)法效率,樹立了執(zhí)法形象。
實用新型內容
本實用新型的目的在于針對目前手持終端產品功能單一,不能同 時具備多種功能,滿足多行業(yè)實用的現狀,而提供一種集主機系統(tǒng)、無 線通信單元、GPS定位單元、顯示屏、IC卡讀寫設備、打印設備、POS設備、數碼相機于一體的可以滿足多行業(yè)移動辦公、現場執(zhí)法的專業(yè)化 多行業(yè)手持終端設備??梢詫崿F執(zhí)法人員位置定位、指揮調度、無線查
詢與傳輸、ic的讀寫操作、移動辦公及金融繳費等功能。
一種多行業(yè)智能手持終端機,是由核心部分、智能卡單元及無線通
信單元構成;其中無線通信單元與核心部分的中央處理器的全功能串口 相連接;智能卡單元通過智能卡控制模塊與核心部分中央處理器連接。 一所述的核心部分是由中央處理器、存儲器和對外接口構成;其中
中央處理器采用主頻520MHZ的IntelPXA270處理器;內存釆用 128MFLASHROM/128MSDRAM;核心部分的對外接口包括電池電源 控制接口、聲音輸出接口、 UART串口接口、紅外UART、藍牙接口, USB接口,在線調試接口,液晶顯示接口、觸摸屏接口和鍵盤接口 ;具 體連接方式為;串口 BT連接藍牙無線通訊模塊,實現中央處理器(CPU) 與藍牙模塊的數據傳輸,串口 FF連接CDMA/GPRS或WLAN,實現數 據的無線傳輸,串口 IRDA與紅外通訊器件相連,實現近距離數據的無 線傳輸,程序在線檢測接口是用來調試和測試程序;電源接口是用來實 現對電池電源的控制。
一所述的無線通訊單元是由CDMA無線通訊模塊/GPRS無線通信模 塊及WLAN無線通信模塊構成,其中,WLAN無線通信模塊采用802.11 標準,無線通訊單元通過無線通信接口與核心部分的中央處理器的全功 能串口相連接。
—所述的智能卡單元的接口 ICP_TXD, ICP_RXD與核心部分接口 中的同名端口串口 ICP (ICP_RXD,ICP_TXD )相連接,實現全雙工的通訊。
多行業(yè)手持終端由核心部分、數碼相機、GPS模塊、條碼掃描模塊、 紅外通訊接口、耳麥接口、鍵盤輸入、磁卡讀寫單元、無線通訊單元(可 選CDMA模塊或GPRS模塊)、帶觸摸的液晶顯示單元及電源控制單元、 智能卡單元和打印單元組成;其中,核心部分是由中央處理器(CPU), FLASHROM及SDRAM存儲器及對外接口構成,核心部分通過下述接 口與上述各功能實現電路連接
核心部分(CPU和內存)的對外接口包括電池電源控制接口、 聲音輸出接口、 UART串口接口、紅外UART、藍牙接口、 USB接口、 在線調試接口、液晶顯示接口、觸摸屏接口和鍵盤接口具體連接關系如 下
——主控部分的對外接口,串口外接,程序在線測試接口、電池 電源控制接口是直接連接到圖1.1的各個端口。詳細描述有串口 BT
(BTRXD,BTTXD,BTRTS ,BTCTS),串口 FF(FFRXD,FFTXD,FFRTS, FFCTS , FFDCD , FFRI , FFDSR , FFDTR ), 串口 IRDA
(IRDA—RXD,IRDA_TXD ) ,USB接口 (USBC—P,USBC_N),程序在 線檢測接口 (TCK,TDI,TDO,TMS,nTRST )電源管理接口 (RESET, RES_OUT, BT一FAULT, VDD一FALLT, SYS一EN, PWM, PWM_SDA,PWM_SCL)。他們的作用是串口 BT連接藍牙無線通訊模 塊,實現中央處理器(CPU)與藍牙模塊的數據傳輸;串口FF連接無 線通訊模塊,實現數據的無線傳輸(可選CDMA,GPRS,WLAN);串口 IRDA與紅外通訊器件相連,實現近距離數據的無線傳輸;程序在線檢測接口是用來調試和測試程序;電源接口是用來實現對電池電源的控 制。
-中央處理器的FLASHROM和SDRAM : U2, U3, U4數據
線(DQO-DQ15)和地址線(A0-A15)分別與CPU的地址線和數據 線相連, DQM_0, DQM—1, DQM_2, DQM_3 、 SDCLK—l,SDCLE_l,nSDCS—0,nSDRA—S,nSDCAS_ADV實現對 SDRAM控制,FLASH_CE,FLASH_RDY,FLASH_AVD,FLASH—OE,實 現CPU對FLASHROM的控制。
——SD/MMC通用卡槽,接口電路直接連接到圖1 .1中的SD接口
部分。實現中央處理器對其外部存儲直接訪問。
2、 智能卡控制單元及PSAM卡的原理圖,是按照中央處理器(CPU)的 指令要求通過智能卡控制單元的微控制器(MCU)進行智能卡和PSAM 卡的操作。接口圖1.1中串口 ICP (ICP_RXD,ICP_TXD )與圖3中的 ICP—TXD, ICP_RXD相連實現全雙工的通訊。
3、 藍牙無線通訊,實現數據高速無線傳輸。
——藍牙無線通訊的天線與藍牙主芯片的F1 , El相連
——藍牙模塊的時鐘電路采用2 4M晶振,實現藍牙通訊的時鐘操作。
——藍牙通訊電路的主控芯片,主控芯片直接與中央處理器的BT 高速串口 (BTRXD、 BTTXD、 BTRTS 、 BTCTS)相連,實現數據的高 速傳輸。
4、 智能電池電源控制電路。采用高效,低IQ的電源管理芯片。提供SRAM、PLL和USIM的3路LDO輸出和VCC_BATT的常開電源輸出。U50的 12,13腳與CPU相連實現串行數據的輸入,U50的14腳CPU的Pm^EN 相連設置電源管理芯片的工作模式。ONl, ON2與CPU的SYS_EN相連。
5、 機器支持(CDMA或GPRS)兩種無線通訊模塊可以根據客戶要求選 擇網絡。
6、 聲音的輸出電路。
多行業(yè)手持終端機,具備無線聯網、綜合查詢、現場執(zhí)法、指揮調度、 現場處罰等功能??梢越鉀Q交通民警在執(zhí)勤中執(zhí)法文書無法現場打印、 無法查詢核實嫌疑人和嫌疑車輛、不能及時發(fā)現隱性的違法行為、現場 調度、方便駕駛員等問題,為路面執(zhí)勤民警提供高效的技術支撐,提高 工作效率,增強路面管控能力,方便群眾,滿足對交通民警的信息化要
求o
具體要求及參數如下
1) CPU主頻不低于400MHZ。
2) 用戶可用存儲空間不小于128MB
3) 至少有一個ClientUSB接口
4) 內置無線通信模塊,CDMA/GSM制式
5) 內置全向天線的GPS定位單元
6) 操作系統(tǒng)使用WinCE.Net及以上的版本
7) 具有防掉電安全措施,不會因為掉電損失應用數據和應用程序 顯示屏1) 顯示屏3.5英寸,分辨率不小于240X320
2) 顏色數大于6萬色
3) 含背光照明
4) 顯示屏對比度不低于150: 1;亮度不低于400cd/m2
5) 必須支持觸摸屏功能
6) 具有高耐磨損、高透光率觸摸屏保護貼 IC卡讀寫設備
1) 滿足規(guī)范《中國金融集成電路IC卡規(guī)范及應用規(guī)范》及《中國 金融PSAM卡應用規(guī)范》
2) 讀寫智能IC卡,與現行交通信息卡(駕駛員牡丹交通卡)兼容
3) PSAM讀卡器能夠兼容交管局指定的合作銀行的密鑰卡
打印設備
1) 打印介質要求使用寬幅為57亳米熱敏打印紙
2) 打印分辨率不低于200dpi
3) 打印速度不低于40mm/s
4) 工作溫度一5 40攝氏度
5) 存貯溫度一20 60攝氏度 POS設備
1) 符合ISO/IEC7816標準及《中國金融集成電路IC卡規(guī)范及應用 規(guī)范》
2) 按ISO7810標準對磁條讀2、 3軌
3) 能讀取符合中國人民銀行銀聯標準的磁條卡4) 具有3DES密碼鍵盤
5) 具有EMV和PBOC10標準的處理能力
6) 具有國內銀行卡檢測中心的檢測報告和認證證書 射頻卡閱讀器
1) 符合ISO 15693標準
2) 符合ISOM443A/B標準
3) 支持NXPI-CODESLI、 NXPMIFARE、 NXP MIFARE DESFire、 TI Tag-it HF-I等協議
4) 自動搜索并讀寫RFID標簽 數碼相機
1) 可以拍攝分辨率不小于1024X768的彩色數碼照片
2) 支持JPG等通用圖片格式
多行業(yè)手持終端機的主要功能
1. 實現對交通信息卡的操作,包括讀取、驗證、寫入等操作。 主要由警員卡、交通牡丹卡、PSAM卡等。
2. 交通違反法規(guī),現場處罰功能。讀卡,顯示姓名、檔案編號、 卡上積分;通過檔案編號查詢駕駛員狀態(tài)、數據庫積分;
記錄違法行為代碼、車種代碼、單位代碼、輸入車牌號;并
通過車種代碼、車牌號查詢機動車狀態(tài),讀駕駛員卡逾期未 繳款信息,提示確認本次處罰金額、分數、合計積分。
3. 現場打印處罰決定書。4. 無線數據上傳、下載功能。要求終端靜置2分鐘,自動將處罰 數據上傳,如果要使用終端,立即停止上傳。
5. 終端功能快捷鍵定義。按鍵l定義為查詢代碼查詢(違法、 地點、車種、單位、警員工作記錄、駕駛人交通卡);按鍵2 定義為簽退寫卡;按鍵4定義為警員卡密碼修改;案鍵7定義 為登陸情況明細(登錄警員警號、終端內部分配編號);按 鍵8定義為警員工作量查詢;按鍵9定義為顯示時間;
6. 聯網查詢機動車檔案查詢、駕駛人檔案查詢(要求異常項 有特殊提示)
7. 簡易程序處罰決定書(800罰單)錄入和上傳界面要求具有 一下錄入項(需要觸摸屏手寫及鍵盤配合錄入)
8. 錄音功能和數碼照相功能??梢暂o助作為現場處罰的依據。
9. 通過金融卡現場交費功能。通過刷卡其他功能。要求可以顯 示系統(tǒng)自帶地圖系統(tǒng)。
10. 現場調度功能??梢栽陔娮拥貓D察看同警區(qū)其他警員信息和
警區(qū)范圍內的事故信息,并能夠實現協調作業(yè)和調度工作。
11. 實現現場處罰繳費功能,節(jié)約駕駛員的寶貴時間,駕駛員不 用到銀行去繳費,現場繳費節(jié)約時間。
多行業(yè)手持終端機的技術路線是
i.要求實現無線數據傳輸,采用GPRS或CDMA無線來實現與 后臺服務器的數據交換。具體是使用GPRS還是CDMA模式, 由客戶自行決定,我們設計了兼容的接口方式,方便用戶己決定無線模塊的類型(GPRS或CDMA)
2. 用戶要求處理能力高,速度快。釆用主頻達520MHZ的32位高速嵌入式處理器,這樣會提供處理能力,運算速度快。
3. 根據用戶對顯示的要求,采用240*320像素,3.5英寸,260000色,TFT-LCD顯示器,并有白色背光可以夜間使用,配有觸摸屏方便輸入。
4. 根據用戶對存儲容量的要求不同,設計了 SD卡外設存儲接口,可以滿足行業(yè)用戶對存儲量要求的不同,同時又可以防止掉電時的數據保存問題。
s.現在金融方面的普通存儲卡使用磁卡的2、 3軌,而對于信用卡又用的磁卡的l軌。 一般的磁卡閱讀器只讀取磁卡的2、 3軌,我們考慮可以兼容所有的金融卡,設計了可以閱讀磁卡的1、 2、 3軌的讀卡器
6. 根據不同行業(yè)有自己的安全認證模塊(PSAM卡)我們設計了3個PSAM卡座。方便用戶的安全保障的需要。
7. 根據有現場辦公的需要,增加了打印功能,方便了現場打印的要求。
圖7:本實用新型總體功能模塊的結構圖;圖l:核心部分和接口電路的原理圖;圖l.l:中央處理器(CPU)的對外借口電路圖1.2:中央處理器(CPU )的FLASHROM原理圖1.3:中央處理器(CPU)的SDRAM原理圖1.4: USB接口電路和在線調試電路;
圖1.5:條碼掃描模塊電路
圖1.6: SD/MMC接口電路;
圖1.7:無線通訊接口電路;
圖1.8:紅外通訊模塊電路;
圖2:擴展串行接口電路;
圖2.1:對外RS232接口電路;
圖2.2:串口擴展主控芯片電路;
圖3:智能卡、P S AM卡及智能卡控制單元原理圖3.1: P S AM卡座電路;
圖3.2:智能卡控制模塊及卡座電路;
圖3,3:智能卡和PSAM卡操作的主控單元控制器電路;
圖3.4:時鐘和復位電路;
圖4:藍牙通訊模塊的原理圖4.1:藍牙通訊的天線原理圖4.2:藍牙通訊時鐘圖5:電源管理控制原理圖5.1:智能電源管理主控芯片電路圖6:立體聲的輸出和觸摸屏控制電路;具體實施方式
參見圖7,技術原理的總體模塊結構框圖的說明
1. "核心部分"是由中央處理器、存儲器、和對外接口組成 中央處理器(CPU)采用IntelPXAZ70主頻W0MHZ,內存 128MFLASHROM/ 128MSDRAM;
2. "藍牙模塊",實現對外的無線數據傳輸
3. "條碼掃描"實現對條碼數據的讀??;
4. "紅外通訊接口",實現數據近距離的無線傳輸;
5. "SD/MMC外存接口"實現外存儲功能,是在掉電的情況 下,實現數據能夠保存,不丟失??梢灾С?G以上存儲;
6. "耳麥接口",通過耳機和麥克實現語音數據的輸入和輸出;
7. "數碼照相機"是實現數碼照相功能,實現視頻數據的輸入;
8. "輸入鍵盤"實現數字數據輸入和功能快捷輸入設定功能;
9. "揚聲器",實現語音輸出;
10. "磁卡讀卡器"實現對磁條卡的讀取操作功能;
11. "帶觸摸屏的液晶顯示模塊"實現彩色輸出,手寫輸入;
12. "USB和RS232接口",實現對外接口;
13. "GPS模塊"實現衛(wèi)星定位;
H."打印模塊"實現打印輸出功能。
15. "智能卡單元"是進行智能卡操作的主控單元,實現智能卡 的操作以及PSAM卡的密鑰驗證工作;
16. 無線通訊單元??蛇x擇CDMA和GPRS通訊單元,WLAN無線局域網通訊單元采用8 0 2 . 1 l標準。 圖1為主控部分和外設接口系統(tǒng)圖,圖1.2 -圖1.8為與圖1.1相連的 各個部分的原理圖。核心部分(CPU和內存)的對外接口包括電池電 源控制接口、聲音輸出接口、 UART串口接口、紅外UART、藍牙接口, USB接口,在線調試接口,液晶顯示接口,觸摸屏接口和鍵盤接口,具 體連接關系如下
圖1.1是主控部分的對外接口,串口外接,程序在線測試接口,電池 電源控制接口,連接是直接連接到圖1.1的各個端口,詳細描述有串口 BT ( BTRXD , BTTXD,BTRTS ,BTCTS),串口 FF ( FFRXD , FFTXD , FFRTS , FFCTS , FFDCD , FFRI , FFDSR , FFDTR ), 串口 ICP (ICP_RXD,ICP_TXD ) ,USB接口 (USBC_P,USBC_N),程序在線檢測 口 (TCK, TDI, TDO, TMS, nTRST ,TEST,BOOTSEL, CLK一TOUT), 電源管理接口 (RESET, RES_OUT, BT_FAULT, VDD_FALLT, SYS_EN, PWM, PWM—SDA,PWM_SCL)。他們的作用是串口BT連接藍牙無線通 訊模塊,實現中央處理器(CPU)與藍牙模塊的數據傳輸;串口FF連接 無線通訊模塊,實現數據的無線傳輸(可選CDMA,GPRS,WLAN);串口 ICP 與智能卡單元相連,實現中央處理器與智能卡單元的數據傳輸;USB接
口是用來實現中央處理器與計算機的通訊;程序在線檢測接口是用來調 試和測試程序;電源接口是用來實現對電池電源的控制。
圖1.2-圖1.3電路為中央處理器的FLASHROM和SDRAM , U2, U3, U4數據線(DQ0-DQ15)和地址線(A0-A15)分別于CPU的地址線和 數 據 線 相 連 , DQM—0, DQM—1, DQM_2,DQM—3,SDCLK_l,SDCLE_l,nSDCS_0,nSDRA—S,nSDCAS—ADV實現對 SDRAM控制,FLASH_CE,FLASH_RDY,FLASH—AVD,FLASH—OE,實現 CPU對FLASHROM的控制。 圖1.4USB和程序在線調試接口接口電路
圖1.5條碼掃描模塊連接電路,通過TDI_SCAN0,TMI_SCAN1與CPU相 連,實現條碼的讀取.
圖1.6是SD/MMC通用卡槽,接口電路直接連接到圖1 .1中的SD/MMC
接口部分。實現中央處理器對其外部存儲的直接訪問使用。
圖1.7為無線通訊接口 ,與CPU的全功能串口相連,可選擇
CDMA,GPRS,WLAN三種無線模塊.
圖l.S紅外通訊模塊接口電路.
圖2串行接口擴展電路16C554B可擴展4個串行接口.以此來增加CPU
的串行接口擴充外圍設備.16C554B通過D[0.J]數據線與CPU相連,實現
8位數據的并行傳輸.通過PXA_A3,PXA_A4,PXA_CS選擇工作的串行
口.J71J72位打印模塊接口和GPS模塊接口.
圖2.11^232對外接口.
圖2.2串口擴展主要芯片電路。
圖3智能卡控制單元及PSAM卡的原理圖,是按照中央處理器(CPU) 的指令要求通過智能卡控制單元的微控制器(MCU)進行智能卡和PSAM 卡的操作。接口圖1.1中串口 ICP (ICP_RXD,ICP_TXD )與圖3中的 ICP_TXD, ICP_RXD相連實現全雙工的通訊。 具體描述智能卡及PSAM卡和智能卡控制單元各個部分的功能電路。圖3.1 PSAM卡的接口電路支持5個PSAM卡的操作,在這里只選了 3個, 接口電路是和智能卡及PSAM卡和智能卡控制單元連接,通過只能卡及 PSAM卡和智能控制單元中的U20直接控制,SAM2-SAM4是PSAM卡座。 圖3.2智能卡控制模塊及卡座電路,其中U21是智能卡控制模塊,是智 能卡直接操作電路,SAM是智能卡的卡座;智能卡控制模塊級卡座電路 接口直接連接與智能卡及PSAM卡和智能卡控制單元端口 。 圖3.3 :智能卡和PSAM卡操作的主控單元控制電路,U20是智能卡和 PSAM卡操作的主控單元控制器,負責對智能卡和PSAM卡的處理操作 以及與中央處理器的信息交換的工作;是按照CPU的指令要求通過智能 卡主控制單元中的U20(MCU)進行操作智能卡和PSAM卡;接口中RXD 連接到串口 ICP的ICP—TX,實現接受CPU發(fā)出的數據,接口 TXD連接 到串口 ICP的ICP_RX,實現反饋對智能卡和PSAM卡的數據傳輸給CPU; 圖3.4:時鐘和復位電路,實現智能卡控制單元的時鐘和復位操作;U22 復位電路,Y21時鐘晶振。
圖4:藍牙無線通訊電路。藍牙通訊電路的主控芯片,主控芯片直接與中 央處理器的BT高速串口 (BTRXD, BTTXD,BTRTS ,BTCTS)相連,實
現數據的高速傳輸。
圖4.1藍牙無線通訊的天線與藍牙主芯片的F1 , El相連 圖4.2藍牙模塊的時鐘電路采用2 4M晶振。實現藍牙通訊的時鐘操作。 圖5電源提供和管理電路總圖。
圖5.1主控芯片電路(MAX1586)。釆用高效,低IQ的電源管理芯片。 提供SRAM、 PLL、 USIM、的3路LDO輸出和VCC_BATT的常開電源輸出。U5的l2, 13腳與CPU相連實現串行數據的輸入,U50的14腳 與CPU的PW1VLEN相連設置電源管理芯片的工作模式。ONI, ON2與 CPU的SYS—EN相連,實現CPU對電源芯片的控制。 圖6聲音輸出電路。U6的6,8,10,5與中央處理器的SYNC , SDATA_IN,BITCLK,SDATAT_OUT相連實現立體聲的控制輸出,J50是 耳麥插座,實現立體聲的輸出。SPK實現聲音外放。
權利要求1、一種多行業(yè)智能手持終端機,其特征在于是由核心組件、智能卡單元及無線通信單元構成;其中無線通信單元與核心組件的中央處理器中的全功能串口相連接;智能卡單元通過智能卡控制模塊與核心組件中央處理器連接。
2、 根據權利要求1所述的多行業(yè)智能手持終端機,其特征在于:所述的核心組件是由中央處理器、存儲器和對外接口構成;其中中央處理器采用主頻520MHZ的InterPXA270處理器;內存采用128Mf lashROM /128MSDRAM;核心組件的對外接口包括電池電源控制接口、聲音輸出接口、 MRT串口接口、紅外UART、藍牙接口, USB接口,在線調試接口,液晶顯示接口、觸摸屏接口和鍵盤接口 ;具體連接方式為;串口BT連接藍牙無線通訊模塊,實現中央處理器(CPU)與藍牙模塊的數據傳輸,串口 FF連接CDMA或CPRS或WLAN,實現數據的無線傳輸,串口 IRM與紅外通訊器件,連,實現近距離數據的無線傳輸,程序在線檢測接口是用來調試和測試程序;電源接口是用來實現對電池電源的控制。
3、 根據權利要求1或2所述的多行業(yè)智能手持終端機,其特征在于所述的無線通訊單元是由CDMA無線通訊模塊、GPRS無線通信模塊及WLAN無線通信模塊構成,其中,WLAN無線通信模塊采用802.11標準,無線通訊單元通過無線通信接口與核心組件對外接口中串口FF相連接。
4、 根據權利要求1或2所述的多行業(yè)智能手持終端機,其特征在于:所述的智能卡單元的接口 ICPJTXD, ICP—MD與核心組件接口中的同名端口串口 iCP (ICP—RXD, ICP—TXD )相連接,實現全雙工的通訊。
專利摘要一種多行業(yè)智能手持終端機,是由核心部分、智能卡單元及無線通信單元構成;其中無線通信單元與核心部分的中央處理器中的全功能串口相連接;智能卡單元通過智能卡控制模塊與核心部分中央處理器連接。本實用新型集主機系統(tǒng)、無線通信單元、GPS定位單元、顯示屏、IC卡讀寫設備、打印設備、POS設備、數碼相機于一體的可以滿足多行業(yè)移動辦公、現場執(zhí)法的專業(yè)化多行業(yè)手持終端設備??梢詫崿F執(zhí)法人員位置定位、指揮調度、無線查詢與傳輸、IC的讀寫操作、移動辦公及金融繳費等功能。
文檔編號H04M1/21GK201278548SQ200820114958
公開日2009年7月22日 申請日期2008年5月9日 優(yōu)先權日2008年5月9日
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