專利名稱：稅控收款機(jī)的電源監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電源監(jiān)控方法，具體地是稅控收款機(jī)在意外斷電時(shí)產(chǎn)生中斷信號(hào)以保證處理器等系統(tǒng)核心部件延時(shí)斷開的處理方法。
背景技術(shù)：
目前在大中型企事業(yè)單位或商業(yè)單位中，為加強(qiáng)稅收管理力度而采用多種類型的稅控收款機(jī)。按照國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如GB18240.1-2003的4.1.4關(guān)于硬件要求的條款規(guī)定，“稅控收款機(jī)在突然斷電的情況下，應(yīng)保證稅控存儲(chǔ)器、發(fā)票存儲(chǔ)器和稅控IC卡中數(shù)據(jù)的正確、完整”。
為了符合此國標(biāo)，現(xiàn)有技術(shù)方案是在稅控收款機(jī)內(nèi)部安裝一個(gè)大容量的充電電池。如說明書附1所示，電源(220V交流輸入)掉電時(shí)，電源模塊輸出電壓迅速降低，電源監(jiān)控電路檢測(cè)到這一事件后向處理器發(fā)出掉電中斷信號(hào)；處理器響應(yīng)掉電中斷，向電源切換電路發(fā)出控制信號(hào)；電源切換電路接到處理器發(fā)出的控制信號(hào)將工作電源切換到由電池提供，同時(shí)隔離處理器及相關(guān)外圍電路同電源模塊的電氣連接以電池防止向電源模塊饋電；處理器運(yùn)行掉電處理程序，完成關(guān)鍵過程處理和關(guān)鍵數(shù)據(jù)保護(hù)；處理器向電源切換電路發(fā)出控制信號(hào)切斷電池供電，處理器復(fù)位，系統(tǒng)進(jìn)入掉電后狀態(tài)。
上述方法雖然可行并符合有關(guān)國標(biāo)，但也具有以下缺點(diǎn)和不足1、采用上述方法的硬件電路設(shè)計(jì)較復(fù)雜，需同時(shí)配置電池充電電路和電池等多個(gè)部件。為提供足夠的電流，電池體積較大。因而整體稅控機(jī)體積較大，無法實(shí)現(xiàn)小型化或臺(tái)式外形的設(shè)計(jì)要求。
2、電源切換電路需要在處理器控制信號(hào)的控制下，實(shí)現(xiàn)工作電源由電源模塊向電池切換等操作，這部分電路實(shí)現(xiàn)難度和復(fù)雜程度較高，因而相應(yīng)地也就提高了設(shè)計(jì)成本。
3、而且電池充電不足或超過電池使用壽命時(shí)，電池不能夠提供足夠大的電流，可能造成掉電處理過程的失敗。對(duì)于數(shù)據(jù)丟失是無法挽回的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所述的稅控收款機(jī)的電源監(jiān)控方法，其發(fā)明目的旨在解決上述問題和不足、并能符合上述國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。在去除所配置的后備電池及相關(guān)電路基礎(chǔ)上，利用電容值較大的電容值放電的特性，來滿足系統(tǒng)核心器件延時(shí)斷開處理的時(shí)間需求。
應(yīng)用本發(fā)明所述電源監(jiān)控方法的稅控收款機(jī)，主要包括有開關(guān)電源模塊，電源監(jiān)控模塊，以及包含處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和稅控IC卡等的主機(jī)板，以及外部輸出設(shè)備。其中，所述的開關(guān)電源模塊中，設(shè)置有包含用于濾波的電解電容器。此類電容器的電容值較大，并具有在一定時(shí)間內(nèi)可釋放所儲(chǔ)存電能的特性。
實(shí)際上，在稅控收款機(jī)正常工作時(shí)，此部分電容器一直處于儲(chǔ)能狀態(tài)。
所述的電源監(jiān)控方法，是除去現(xiàn)有稅控收款機(jī)的常規(guī)電池組件和電池充電電路的前提下，利用開關(guān)電源模塊的電容器在系統(tǒng)斷電時(shí)所釋放的電能，在有效時(shí)間內(nèi)(一般需要2秒鐘)來維持主電源輸出電壓正常，以實(shí)現(xiàn)主機(jī)板上的處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和稅控IC卡進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)和過程存儲(chǔ)，以備供電正常后的數(shù)據(jù)恢復(fù)和正常復(fù)位。
實(shí)現(xiàn)所述電源監(jiān)控方法的稅控收款機(jī)，其開關(guān)電源模塊的輸出包括主電源(為處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、稅控IC卡及相關(guān)外圍電路提供工作電源)，以及外設(shè)電源(為外部設(shè)備如打印機(jī)、錢箱、馬達(dá)和顯示器等提供工作電源)。
稅控收款機(jī)的電源監(jiān)控模塊，可以設(shè)置并連接在開關(guān)電源模塊與主機(jī)板、或外設(shè)之間。也可以直接將電源監(jiān)控模塊，作為一個(gè)電路單元嵌入在開關(guān)電源模塊內(nèi)部，以實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源模塊的輸出直接為稅控收款機(jī)相應(yīng)部分使用。
所述的電源監(jiān)控模塊，主要包括掉電檢測(cè)電路、輸出控制電路。
所述的掉電檢測(cè)電路，直接檢測(cè)開關(guān)電源模塊220V交流輸入端的電壓。當(dāng)220V交流輸入電壓下降到一定值時(shí)，掉電檢測(cè)電路發(fā)出掉電中斷信號(hào)給主機(jī)板上的處理器，同時(shí)給輸出控制電路一個(gè)切斷外設(shè)電源的信號(hào)。
所述的輸出控制電路，在收到切斷外設(shè)電源信號(hào)后即可直接切斷所有的外設(shè)的工作電源。
所述的電源監(jiān)控方法，其具體控制流程是在系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下，電源監(jiān)控模塊的掉電檢測(cè)電路直接檢測(cè)開關(guān)電源模塊220V交流輸入端的電壓是否下降到某一設(shè)定值；若否，則繼續(xù)實(shí)時(shí)檢測(cè)監(jiān)控；
若是，則說明系統(tǒng)意外掉電，開關(guān)電源模塊交流輸入電壓第一時(shí)刻迅速降低至設(shè)定值；此時(shí)，電源監(jiān)控模塊的掉電檢測(cè)電路向輸出控制電路發(fā)生一切斷所有外設(shè)電源的信號(hào)，同時(shí)向處理器發(fā)出掉電中斷信號(hào)；上述系統(tǒng)意外掉電時(shí)，開關(guān)電源模塊的儲(chǔ)能元件(主要是電容器)放電，并繼續(xù)保持至多2秒鐘的主電源輸出電壓；所述的維持電壓直接輸入給主機(jī)板上的處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和稅控IC卡；在處理器響應(yīng)掉電中斷信號(hào)后，即進(jìn)入掉電處理程序并控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和稅控IC卡完成不可中斷的過程和關(guān)鍵數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)；處理器完成過程和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)操作后，即進(jìn)入等待復(fù)位狀態(tài)；隨后電容器放電完畢，輸入電壓降至為零，系統(tǒng)正常關(guān)閉。
綜上所述，本發(fā)明所述的電源監(jiān)控方法，具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)1、采用所述方法的稅控機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)較為簡單，無需配置電池充電電路和電池等體積較大元件，可以實(shí)現(xiàn)稅控機(jī)小型化的設(shè)計(jì)要求。
2、如所述方法的掉電處理電路和硬件配置簡單，設(shè)計(jì)成本低。而且可在保證系統(tǒng)器件處理時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行穩(wěn)定可靠的主電源供電。
3、實(shí)現(xiàn)所述電源監(jiān)控方法，只需在軟件設(shè)計(jì)上進(jìn)行改進(jìn)即可進(jìn)一步完善操作流程，進(jìn)一步縮短過程和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)所需的時(shí)間，對(duì)硬件電路并無額外的設(shè)計(jì)限制。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
圖1是現(xiàn)有稅控收款機(jī)(包含電池及其匹配電路)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是應(yīng)用本發(fā)明所述電源監(jiān)控方法的稅控收款機(jī)的結(jié)構(gòu)圖；圖3是所述電源監(jiān)控方法的主流程示意4是電源監(jiān)控模塊的電路結(jié)構(gòu)圖；圖5是將電源監(jiān)控模塊做為開關(guān)電源模塊一個(gè)電路單元的結(jié)構(gòu)圖；具體實(shí)施方式
實(shí)施例1，如圖2所示，應(yīng)用所述電源監(jiān)控方法的稅控收款機(jī)，主要包括有開關(guān)電源模塊，電源監(jiān)控模塊，主機(jī)板和外部輸出設(shè)備。
所述稅控收款機(jī)的開關(guān)電源模塊，其輸出電路包括主電源和外設(shè)電源，并在內(nèi)部設(shè)置有用于濾波的電解電容器。
所述的稅控收款機(jī)，將電源監(jiān)控模塊的220V交流輸入端與開關(guān)電源模塊的220V交流輸入端并聯(lián)；開關(guān)電源模塊的+5VDC、+24VDC、-24VDC輸出接到電源監(jiān)控模塊的+5VDC、+24VDC、-24VDC相應(yīng)輸入端；電源監(jiān)控模塊的+5VDC輸出作為稅控收款機(jī)主機(jī)板的工作電源，+24VDC輸出作為為打印機(jī)工作電源。-24VDC輸出作為液晶顯示器工作電源，掉電中斷信號(hào)輸出接到處理器相應(yīng)中斷信號(hào)線上。
所述的掉電檢測(cè)電路，包括有整流橋M、電容C1、電阻R4、電阻R5、電阻R6、光耦合器P1。
所述的輸出控制電路，包括有電阻R1、電阻R2、電阻R3、晶體三極管T1、場(chǎng)效應(yīng)管U2、場(chǎng)效應(yīng)管U3、施密特觸發(fā)器U1。
如圖3所示，所述電源監(jiān)控方法的控制流程是在系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下，電源監(jiān)控模塊的掉電檢測(cè)電路直接檢測(cè)開關(guān)電源模塊220V交流輸入端的電壓是否下降到某一設(shè)定值；若否，則繼續(xù)實(shí)時(shí)檢測(cè)監(jiān)控；若是，則說明系統(tǒng)意外掉電，開關(guān)電源模塊交流輸入電壓第一時(shí)刻迅速降低至設(shè)定值；此時(shí)，電源監(jiān)控模塊的掉電檢測(cè)電路向輸出控制電路發(fā)生一切斷所有外設(shè)電源的信號(hào)，同時(shí)向處理器發(fā)出掉電中斷信號(hào)；上述系統(tǒng)意外掉電時(shí)，開關(guān)電源模塊的儲(chǔ)能元件(主要是電容器)放電，并繼續(xù)保持至多2秒鐘的主電源輸出電壓；所述的維持電壓直接輸入給主機(jī)板上的處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和稅控IC卡；在處理器響應(yīng)掉電中斷信號(hào)后，即進(jìn)入掉電處理程序并控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和稅控IC卡完成不可中斷的過程和關(guān)鍵數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)；處理器完成過程和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)操作后，即進(jìn)入等待復(fù)位狀態(tài)；隨后電容器放電完畢，輸入電壓降至為零，系統(tǒng)正常關(guān)閉。
如圖2和圖4所示，應(yīng)用上述電源監(jiān)控方法的電源監(jiān)控模塊的控制流程是稅控收款機(jī)正常工作時(shí)，掉電檢測(cè)電路對(duì)開關(guān)電源的高壓交流輸入進(jìn)行采樣，高壓交流信號(hào)經(jīng)過M整流、C1濾波、R4、R5分壓、R6限流后使P1二極管導(dǎo)通，P1三極管的e極輸出高電平信號(hào)給T1的基極；T1導(dǎo)通，其集電極輸出低電平給U1；U1輸出高電平給U2、U3；U2、U3導(dǎo)通，外設(shè)電源VCC1與外設(shè)電源輸出VCC_OUT1接通，外設(shè)電源VCC2與外設(shè)電源輸出VCC_OUT2接通。
當(dāng)突然斷電時(shí)，開關(guān)電源的高壓交流輸入電壓迅速降低，該交流信號(hào)經(jīng)過M整流后的直流信號(hào)隨之迅速降低，P1二極管截止，P1三極管e極呈高阻態(tài)，T1的基極由于R2的下拉作用為低電平；所以T1截止，其集電極由于R3的上拉作用輸出高電平給U1；U1輸出低電平，該跳變作為掉電中斷信號(hào)輸出給系統(tǒng)處理器并由處理器響應(yīng)；U1輸出的低電平使U2、U3截止，外設(shè)電源VCC1與外設(shè)電源輸出VCC_OUT1被切斷，外設(shè)電源VCC2與外設(shè)電源輸出VCC_OUT2被切斷。
如圖5所示，所述電源監(jiān)控方法中，為進(jìn)一步簡化硬件電路的接線結(jié)構(gòu)、保證進(jìn)一步縮短處理時(shí)間，可將電源監(jiān)控模塊作為一個(gè)電路單元與開關(guān)電源模塊一起設(shè)計(jì)，即電源監(jiān)控模塊物理上成為開關(guān)電源的一部分。這樣設(shè)計(jì)的開關(guān)電源的輸出直接為稅控收款機(jī)相應(yīng)部分使用。
權(quán)利要求
1.一種稅控收款機(jī)的電源監(jiān)控方法，其特征在于在除去現(xiàn)有稅控收款機(jī)的常規(guī)電池組件和電池充電電路的前提下，利用開關(guān)電源模塊中的電容器在系統(tǒng)斷電時(shí)所釋放的電能，在一定時(shí)間內(nèi)來維持主電源輸出電壓正常，從而處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和稅控IC卡進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)和過程存儲(chǔ)，以備供電正常后的數(shù)據(jù)恢復(fù)和正常復(fù)位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稅控收款機(jī)的電源監(jiān)控方法，其特征在于在系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下，電源監(jiān)控模塊的掉電檢測(cè)電路直接檢測(cè)開關(guān)電源模塊220V交流輸入端的電壓是否下降到某一設(shè)定值；若否，則繼續(xù)實(shí)時(shí)檢測(cè)監(jiān)控；若是，則說明系統(tǒng)意外掉電，開關(guān)電源模塊交流輸入電壓第一時(shí)刻迅速降低至設(shè)定值；此時(shí)，電源監(jiān)控模塊的掉電檢測(cè)電路向輸出控制電路發(fā)生一切斷所有外設(shè)電源的信號(hào)，同時(shí)向處理器發(fā)出掉電中斷信號(hào)；上述系統(tǒng)意外掉電時(shí)，開關(guān)電源模塊的儲(chǔ)能元件(主要是電容器)放電，并繼續(xù)保持一定時(shí)間的主電源輸出電壓；所述的維持電壓直接輸入給主機(jī)板上的處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和稅控IC卡；在處理器響應(yīng)掉電中斷信號(hào)后，即進(jìn)入掉電處理程序并控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和稅控IC卡完成不可中斷的過程和關(guān)鍵數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)；處理器完成過程和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)操作后，即進(jìn)入等待復(fù)位狀態(tài)；隨后電容器放電完畢，輸入電壓降至為零，系統(tǒng)正常關(guān)閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的稅控收款機(jī)的電源監(jiān)控方法，其特征在于應(yīng)用所述電源監(jiān)控方法的電源監(jiān)控模塊的控制流程是，稅控收款機(jī)正常工作時(shí)，掉電檢測(cè)電路對(duì)開關(guān)電源的高壓交流輸入進(jìn)行采樣，高壓交流信號(hào)經(jīng)過M整流、C1濾波、R4、R5分壓、R6限流后使P1二極管導(dǎo)通，P1三極管的e極輸出高電平信號(hào)給T1的基極；T1導(dǎo)通，其集電極輸出低電平給U1；U1輸出高電平給U2、U3；U2、U3導(dǎo)通，外設(shè)電源VCC1與外設(shè)電源輸出VCC_OUT1接通，外設(shè)電源VCC2與外設(shè)電源輸出VCC_OUT2接通。當(dāng)突然斷電時(shí)，開關(guān)電源的高壓交流輸入電壓迅速降低，該交流信號(hào)經(jīng)過M整流后的直流信號(hào)隨之迅速降低，P1二極管截止，P1三極管e極呈高阻態(tài)，T1的基極由于R2的下拉作用為低電平；所以T1截止，其集電極由于R3的上拉作用輸出高電平給U1；U1輸出低電平，該跳變作為掉電中斷信號(hào)輸出給系統(tǒng)處理器并由處理器響應(yīng)；U1輸出的低電平使U2、U3截止，外設(shè)電源VCC1與外設(shè)電源輸出VCC_OUT1被切斷，外設(shè)電源VCC2與外設(shè)電源輸出VCC_OUT2被切斷。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的稅控收款機(jī)的電源監(jiān)控方法，其特征在于為進(jìn)一步簡化硬件電路的接線結(jié)構(gòu)、縮短處理時(shí)間，將電源監(jiān)控模塊作為一個(gè)電路單元與開關(guān)電源模塊一起設(shè)計(jì)，即電源監(jiān)控模塊物理上成為開關(guān)電源的一部分。
全文摘要
本發(fā)明所述稅控收款機(jī)的電源監(jiān)控方法，是除去現(xiàn)有稅控收款機(jī)的常規(guī)電池組件和電池充電電路的前提下，利用開關(guān)電源模塊的電容器在系統(tǒng)斷電時(shí)所釋放的電能，在有效時(shí)間內(nèi)來維持主電源輸出電壓正常，以實(shí)現(xiàn)主機(jī)板上的處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和稅控IC卡進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)和過程存儲(chǔ)，以備供電正常后的數(shù)據(jù)恢復(fù)和正常復(fù)位。
文檔編號(hào)H02J15/00GK1671023SQ20041002380
公開日2005年9月21日 申請(qǐng)日期2004年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月17日
發(fā)明者于秀棠, 強(qiáng)仁, 梁棟, 王建軍 申請(qǐng)人:海信集團(tuán)有限公司, 青島海信智能商用設(shè)備有限公司