專利名稱：便攜式熱敏打印設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種輸入為能讀寫接觸式CPU卡、邏輯加密卡和非接觸式RFID 射頻卡，輸出為便攜式熱敏打印或無線藍牙方式輸出的集成在一起的微型化的輸入輸出設備。
背景技術：
便攜式熱敏打印機在各行各業(yè)應用中已經(jīng)非常普遍，如交警用來打印罰款通知 單，物流用來打印配貨回執(zhí)單，水電抄表用來打印繳費通知單等。一些行業(yè)為不斷提升自身 的管理水平，提高工作效率，在本行業(yè)或本團體內(nèi)發(fā)行各種用戶(管理)卡，如交通駕駛卡， 商店會員卡等，這些卡有的是接觸式的CPU卡或邏輯加密卡，有的是非接觸式的RFID射頻 卡。由于無讀卡接口，如今的應用中普遍使用的PDA/智能手機+便攜式熱敏打印機的配置 方式，由于無法讀卡，已不能滿足應用需求?？梢宰x卡的打印應用方案目前有以下兩種方式1.使用打印讀卡一體機此種方案使用集讀卡、打印、PDA功能于一身的一體機，一體機本身使用通用操作 系統(tǒng)(如WINDOW CE、LINUX)，只要運行不同行業(yè)應用軟件，就可以應用于不用的行業(yè)。此方案的優(yōu)點一臺機器可以完成所有的功能，系統(tǒng)集成較為方便。此方案的缺點1)目前一體機都是進口，價格很貴，大規(guī)模推廣有一定的難度；2) 一體機由于集成了很多功能，單機體積較大，攜帶不便。2.使用帶讀卡功能PDA/智能手機+便攜式熱敏打印機此種方案的關鍵在于選擇一款帶讀卡功能的PDA/智能手機，配上目前常用的便 攜式熱敏打印機，兩者之間使用藍牙通訊。PDA/智能手機讀卡處理后將需要打印的數(shù)據(jù)發(fā) 送給打印機，打印機輸出相應的結(jié)果。此方案的優(yōu)點是與目前應用非常相似，體積也比較小。此種方案的缺點是選用一款帶讀卡功能PDA/智能手機非常困難，即便選中某種 PDA或智能手機，也不能滿足客戶對PDA/智能手機款式、功能的不斷變化需求，并且定制一 款這樣的機器費用也是相當昂貴的。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提出一種便攜式熱敏打印的輸入輸出設備，尤其是提供一 種具有輸入功能的、能讀寫接觸式CPU卡、邏輯加密卡和非接觸式RFID射頻卡，輸出方式為 便攜式微型熱敏打印或通過無線方式輸出的一種輸入輸出設備。在具有現(xiàn)有便攜式熱敏打 印機的基本功能的基礎上增加PSAM卡座、用戶卡座，以及RFID射頻讀卡器。本實用新型目的還在于提供一種具有授權管理的密鑰功能的打印設備，確保使 用本設備的各類執(zhí)法人員是合法使用者，可以作為打印機打印出合法的執(zhí)法文書，兼具備 二者功能。如果用戶卡里的數(shù)據(jù)有保密要求，讀取這樣的數(shù)據(jù)的加密算法就在PSAM卡里。[0014]本實用新型的技術方案是便攜式熱敏打印設備，其特征是包括便攜式熱敏打印 機的整機和電子電氣架構，微處理器和所需要的存儲器、用戶卡座和PSAM卡座、智能卡讀 卡芯片和/或RFID讀卡芯片、藍牙模塊和/或紅外模塊，打印機用馬達驅(qū)動模塊、電源及管 理系統(tǒng)，微處理器通過總線連接藍牙模塊和/或紅外模塊、打印機用馬達驅(qū)動模塊；讀寫用 戶卡和PSAM卡信息的智能卡讀卡芯片連接用戶卡座和PSAM卡座，用于讀寫用戶卡的用戶 卡座的信息，所述的智能卡讀卡芯片同時集成用戶卡和PSAM卡的全部信號，用戶卡和PSAM 卡的接口之間復用一個集成的異步串接口 UART，智能卡讀卡芯片與CPU通訊接口連接，使 用I/O 口模擬總線時序通訊。所述輸入方式為通過設置PSAM卡座和用于讀寫用戶卡的用 戶卡座(IC卡、磁卡或RFID射頻讀卡)。另設有紅外和/或藍牙信號輸入方式；讀寫用戶 卡時用于讀寫CPU卡、邏輯加密卡或大部分非接觸式RFID射頻卡以及接收通用PDA/智能 手機的輸入信息；所述輸出方式為通過微型熱敏打印機在紙介上打印輸出或通過無線藍牙 信號輸出；可任一種方式輸出，也可以二種方式同時輸出；而且是小型化集成在一起，成為 一個手持式的設備；可讀寫CPU卡、邏輯加密卡或大部分非接觸式RFID射頻卡(以下統(tǒng)稱 IC卡)，要經(jīng)過PSAM卡認證，即通過授權的PSAM卡座內(nèi)PSAM卡的信息核實使讀寫用戶卡 的進程啟動。用戶卡里的數(shù)據(jù)有保密要求，讀取用戶的數(shù)據(jù)的加密算法就在PSAM卡里，如 常用的DES加密算法。所述的存儲器是用于存儲控制程序和各類數(shù)據(jù)的載體。讀寫用戶卡(IC卡、磁卡 或RFID射頻讀卡)和PSAM卡信息的智能卡讀卡芯片連接用戶卡座和PSAM卡座，經(jīng)過PSAM 卡認證，即通過PSAM卡座內(nèi)PSAM卡的確認使讀寫用戶卡的用戶卡座使能。智能卡接口芯 片與CPU通訊接口連接，使用I/O 口模擬總線時序通訊。PSAM卡座，可讀PSAM卡，主要用 于安全認證。圖2中可采用IS07816用戶卡座，是標準大卡座，可以讀寫C所述的智能卡讀 卡芯片同時集成兩路智能卡的全部信號，都能夠滿足IS07816、EMV、GSMll-Il的所有要求。 兩路智能卡的接口之間復用一個集成的異步串接口 UART，實現(xiàn)高速、自動的智能卡處理，支 持每個卡的占用，具有獨立、可變的波特率。卡接口連接微處理器并由內(nèi)部時序管理電路控 制，支持自動激活和關閉過程，處理T = 0、T = 1時需要的所有操作和同步協(xié)議。所述的藍牙模塊和/或紅外模塊是用來作為與外部設備通訊的各類標準接口。所述的馬達驅(qū)動模塊是用于驅(qū)動打印頭電機的。所述的電源管理系統(tǒng)是用于對電池電壓進行有效分壓和量能控制管理，所述的人 機對話界面是指用于操作的按鍵、開關和各類指示燈、蜂鳴器等。所述的RFID讀卡芯片，具體是采用SPI總線擴展連接，DS8007-ENG+和CPU之間 8位并行總線和專用地址選擇(AD3-AD0)，由于該總線接口時序和平臺所使用CPU接口總線 時序有差異，所以使用CPU的IO 口模擬DS8007-ENG+的總線接口時序，完成對芯片的操作。本實用新型設備設有用戶卡插卡機構和PSAM卡卡槽，配合相應的卡座，構成了具 有防塵、防水、防倒鉤的插拔卡接口，并具有明顯的方向標志，方便了用戶正確操作。RFID讀 卡區(qū)域則做了明顯的標志，用戶只要將應用支持的RFID卡靠近RFID讀卡區(qū)域一定距離，打 印機接收讀卡指令后即可完成讀卡操作。通常PSAM卡的用途是用于對使用者的使用權限進行認證或者是進行某種加密算 法的認證，用戶卡是用于某種對外部用戶實際應用的載體(如讀取用戶卡里的外部用戶信 息)。當設備開機時，設備里的控制程序首先根據(jù)應用程序的流程，先驗證PASM卡的功能，確認此卡是有效的卡后，(確認使用者的使用權限)，再根據(jù)應用程序讀取用戶卡里的信 息，有的應用場合需要加密算法，則從PASM卡中讀取加密算法進行相應的應用?？傊?，PASM 卡通常作為設備的密鑰功能，用戶卡是實際應用的功能。讀取用戶的數(shù)據(jù)的加密算法就在 PSAM卡里，如常用的DES加密算法。本實用新型的有益效果是本實用新型將便攜式熱敏打印設備與讀卡及其它輸入 輸出設備結(jié)合起來。使打印機具有授權管理的功能，可以作為讀卡器也可以作為打印機，兼 具備二者功能。十分方便與現(xiàn)有廣泛使用的PDA結(jié)合。本實用新型可以以較少的投入迅 速、便捷地實現(xiàn)帶讀卡打印需求的系統(tǒng)應用，具有很強的實際應用推廣價值。本實用新型在 具有現(xiàn)有便攜式熱敏打印機的基本功能的基礎上，如熱敏打印，藍牙通訊功能。增加了一個 PSAM卡座、用戶卡座，以及RFID射頻讀卡器。本實用新型尤其具有授權管理的密鑰功能，確 保使用本設備的各類執(zhí)法人員是合法使用者，防止本設備被不法分子所利用。在確認使用 者合法身份之后，本設備可以作為讀卡器讀出卡內(nèi)數(shù)據(jù)，也可以作為打印機打印出合法的 執(zhí)法文書，兼具備二者功能。如果用戶卡里的數(shù)據(jù)有保密要求，讀取這樣的數(shù)據(jù)的加密算法 就在PSAM卡里。

圖1為本實用新型的電路框圖；圖2為本實用新型的卡接口部分電路原理圖-接觸式卡；圖3為本實用新型的卡接口部分電路原理圖_非接觸式RFID卡；圖4為本實用新型的結(jié)構構造圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方案對本實用新型做進一步的詳細說明。參見圖1-4，本實用新型為一種能讀寫接觸式CPU卡、邏輯加密卡和非接觸式RFID 射頻卡的便攜式熱敏打印機。圖1電路框圖中介紹了整個便攜式讀卡熱敏打印機的整機電子電氣架構，它包 含了普通便攜熱敏打印的所有功能部件，如藍牙模塊、RS232串行接口、馬達驅(qū)動、LED指 示燈、按鍵、蜂鳴器、鋰電池、電源管理系統(tǒng)、熱敏打印機，以及控制核心CPU和所需的存儲 器。所選CPU的外部資源非常豐富，用IO 口擴展了雙智能卡讀卡器，用SPI總線擴展了 13.56MHZ RFID讀卡器。即組成了該便攜式讀卡熱敏打印機。圖2中所述的雙智能卡讀卡器選用MAXIM公司的低成本、多協(xié)議、雙接口智能卡 讀寫芯片DS8007-ENG+，它同時集成兩路智能卡的全部信號，都能夠滿足IS07816、EMV、 GSMll-Il的所有要求。接口之間可以復用一個集成UART，實現(xiàn)高速、自動的智能卡處理，支 持每個卡的占用，具有獨立、可變的波特率?？ń涌谟蓛?nèi)部時序管理電路控制，支持自動激 活和關閉過程，處理T = 0、T = 1時需要的所有操作和同步協(xié)議。供電不足情況下，還支 持緊急關閉功能。其邏輯電路圖如圖2所示。用戶卡座可以同時兼容CPU卡和邏輯卡，所 以使用了所有卡接口信號。PSAM卡接口只需要支持CPU卡接口，只使用部分卡接口信號。 DS8007-ENG+和CPU之間8位并行總線和專用地址選擇(AD3-AD0)，由于該總線接口時序和 平臺所使用CPU接口總線時序有差異，所以使用CPU的IO 口模擬DS8007-ENG+的總線接口時序，完成對芯片的操作。UlO為專用多協(xié)議智能卡接口芯片，滿足IS07816，EMV，GSMl 1-11 等要求；與CPU通訊接口 支持總線模式，由于和ARM接口時序有差異，使用I/O 口模擬總 線時序通訊。PSAM卡座，可讀PSAM卡，主要用于安全認證。圖2中可采用IS07816用戶卡 座，是標準大卡座，可以讀寫CPU卡，邏輯卡等。圖 3 中 13. 56-MHZ RFID 讀卡芯片，支持 IS014443A/B，IS015693, Tag-itTM 等協(xié) 議，所述的RFID射頻讀卡器使用集成了 13. 56MHz下的大部分主動/被動式非接觸通信方 法和協(xié)議的非接觸卡讀寫芯片，選用TI公司的TRF7960或NXP公司的MF RC523，它們集成 了先進的調(diào)制和解調(diào)功能，都支持IS014443A/B協(xié)議，另外TRF7960還能支持IS015693、 Tag-itTM通訊協(xié)議，MF RC523還能支持MIFARE通訊協(xié)議，分別可以滿足不同的應用。并且 都支持SPI接口，工作電壓寬，功耗低，非常適合手持應用。其邏輯電路圖如圖3所示，它公 開了 TI的TRF7960邏輯電路，該芯片應用接口簡單，與主CPU間使用SPI總線通訊。圖4所述的可讀寫IC卡由可讀寫一張IC大卡1和一張內(nèi)置的SAM小卡組成大卡 由用戶從機器側(cè)面的插槽中使用；小卡預先內(nèi)置在機器2里。二張卡的大小不同，使用的場 合不一樣。一般大卡用于儲存用戶信息功能，SAM卡用于身份驗證功能。但是它們都符合 IS07816 標準。輸出方式為微型熱敏打印紙介輸出，得到的數(shù)據(jù)，通過使用微型熱敏打印機在紙 介上打印輸出。所述的輸出方式為通過無線藍牙信號輸出，得到的數(shù)據(jù)通過無線藍牙方式 輸出。所述的手持式微型是指體積不超過130*80*50，重量不超過250g，可以拿在成人 的手掌里的，使用可拆卸式鋰離子電池工作的微型打印機。熱敏特征在于使用熱敏打印頭，在熱敏紙張上打印出正確的文字或圖像。熱敏打印機使用單體式8. 4V鋰離子電池組供電。使用外置充電器，既可以對打印 機本體內(nèi)的電池充電，也可以對充電器上的電池充電。打印機端優(yōu)先，智能識別。使用本實用新型設備和通用PDA/智能手機可以輕松構成帶讀寫卡功能的系統(tǒng)應 用，只要PDA/智能手機具有藍牙通訊功能(帶有SPP串行協(xié)議)，其款式、品牌、通訊制式可 任意選擇。本實用新型裝置和PDA/智能手機之間通過藍牙進行通訊，需要讀卡時，將用戶 卡片插入本設備讀卡座或靠近讀卡區(qū)域，PDA/智能手機向本設備發(fā)送讀卡指令，經(jīng)過PSAM 卡認證，本設備讀卡后將卡片內(nèi)容發(fā)送給PDA/智能手機，PDA/智能手機接收數(shù)據(jù)并正確處 理后發(fā)給本實用新型設備。1、本實用新型在電子電氣性能方面打印機集成了 PSAM卡、用戶卡讀卡器，以及 RFID射頻卡讀卡器，具體應用中用戶可以根據(jù)自己的需求進行組合選配。1)PSAM卡在應用中主要用于安全認證功能，它能夠讀寫符合IS07816-3協(xié)議的 CPU卡，具體應用中主要可以用來實現(xiàn)對用戶卡或RFID射頻卡寫或讀的授權，沒有經(jīng)過 PSAM卡的認證，打印機將拒絕對用戶卡片的部分功能操作，從而起到授權功能。如果開機時 打印機沒有檢測到PSAM卡，打印機將會給出報警提示，如蜂鳴器報警。2)用戶卡座或RFID射頻讀卡天線主要用于讀寫用戶卡，用戶卡座能夠讀寫符合 IS07816-3協(xié)議的CPU卡以及邏輯卡，RFID射頻部分則能夠讀寫符合IS014443A/B等協(xié)議 的RFID射頻卡。通常情況下用戶卡都是配發(fā)給目標用戶，如交通行業(yè)配給駕駛員，商場配 給會員，目標用戶在一些情況下需要出示用戶卡，如違章，會員打折，這時打印機就作為讀卡器讀出需要的卡片內(nèi)容。如果用戶卡片插入方向錯誤，或插入其他卡片，打印機也會給出 報警，如果插入金屬卡片等破壞性卡片，打印機內(nèi)部會自動進入保護狀態(tài)，如斷電，避免破 壞發(fā)生。2、外觀結(jié)構方面打印機上設計了用戶卡插卡機構和PSAM卡卡槽，配合相應的卡 座，構成了具有防塵、防水、防倒鉤的插拔卡接口，并具有明顯的方向標志，方便了用戶正確 操作。RFID讀卡區(qū)域則做了明顯的標志，用戶只要將應用支持的RFID卡靠近RFID讀卡區(qū) 域一定距離，打印機接收讀卡指令后即可完成讀卡操作。使用該設備和通用PDA/智能手機可以輕松構成帶讀寫卡功能的系統(tǒng)應用，只要 PDA/智能手機具有藍牙通訊功能(帶有SPP串行協(xié)議)，其款式、品牌、通訊制式可任意選 擇。本實用新型設備和PDA/智能手機之間通過藍牙進行通訊，需要讀卡時，將用戶卡片插 入本設備讀卡座或靠近讀卡區(qū)域，PDA/智能手機向本設備發(fā)送讀卡指令，經(jīng)過PSAM卡認 證，即通過授權的PSAM卡座內(nèi)PSAM卡(管理卡)的信息核實，使讀寫用戶卡的用戶卡座啟 動，本實用新型設備讀卡后將卡片內(nèi)容發(fā)送給PDA/智能手機，PDA/智能手機接收數(shù)據(jù)并正 確處理后，發(fā)送打印內(nèi)容給本設備，本設備完成紙介打印輸出。整個過程中本實用新型設備 首先作為讀卡器，其次作為打印機，具備二者功能。
權利要求便攜式熱敏打印設備，其特征是包括便攜式熱敏打印機的整機和電子電氣架構，微處理器和所需要的存儲器、用戶卡座和PSAM卡座、智能卡讀卡芯片和/或RFID讀卡芯片、藍牙模塊和/或紅外模塊，打印機用馬達驅(qū)動模塊、電源及管理系統(tǒng)，微處理器通過總線連接藍牙模塊和/或紅外模塊、打印機用馬達驅(qū)動模塊；讀寫用戶卡和PSAM卡信息的智能卡讀卡芯片連接用戶卡座和PSAM卡座，用于讀寫用戶卡的用戶卡座的信息，所述的智能卡讀卡芯片同時集成用戶卡和PSAM卡的全部信號，用戶卡和PSAM卡的接口之間復用一個集成的異步串接口UART，智能卡讀卡芯片與CPU通訊接口連接，使用I/O口模擬總線時序通訊。
2.根據(jù)權利要求1所述的便攜式熱敏打印設備，其特征是所述RFID讀卡芯片采用SPI 總線擴展連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的便攜式熱敏打印設備，其特征是另設有與微處理器連接的 RS232或485串行接口。
4.根據(jù)權利要求1所述的便攜式熱敏打印設備，其特征是打印機上設有用戶卡插卡機 構和PSAM卡卡槽。
5.根據(jù)權利要求1所述的便攜式熱敏打印設備，其特征是所述的用戶卡和PSAM卡分別 為可讀寫的一張IC大卡和一張內(nèi)置的SAM小卡組成，大卡插于機器側(cè)面的插槽中；小卡預 先內(nèi)置在打印設備內(nèi)。
6.根據(jù)權利要求1所述的便攜式熱敏打印設備，其特征是體積不超過130*80*50mm3。
7.根據(jù)權利要求1所述的便攜式熱敏打印設備，其特征是電源為二節(jié)串聯(lián)的鋰離子電池。
專利摘要便攜式熱敏打印設備，包括便攜式熱敏打印機的整機和電子電氣架構，微處理器和所需要的存儲器、用戶卡座和PSAM卡座、智能卡讀卡芯片和/或RFID讀卡芯片、藍牙模塊和/或紅外模塊，打印機用馬達驅(qū)動模塊，微處理器通過總線連接藍牙模塊和/或紅外模塊、打印機用馬達驅(qū)動模塊；讀寫用戶卡和PSAM卡信息的智能卡讀卡芯片連接用戶卡座和PSAM卡座，用于讀寫用戶卡的用戶卡座的信息，所述的智能卡讀卡芯片同時集成用戶卡和PSAM卡的全部信號，用戶卡和PSAM卡的接口之間復用一個集成的異步串接口UART，智能卡讀卡芯片與CPU通訊接口連接。適用于與通用PDA/智能手機構成帶讀寫卡功能的系統(tǒng)應用。
文檔編號G06F3/08GK201662815SQ200920282409
公開日2010年12月1日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權日2009年12月18日
發(fā)明者周玉成, 張志華, 王智慧, 祁明科, 陳紀寧 申請人:中外合資南京富士通計算機設備有限公司