智能POS硬件設(shè)計(jì)

智能POS硬件設(shè)計(jì)

目錄功能清單硬件電路結(jié)構(gòu)安全方案設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)堆疊無線性能指標(biāo)音頻輸入和輸出視頻輸入和輸出三卡設(shè)計(jì)打印設(shè)計(jì)低功耗設(shè)計(jì)充電底座—附加總結(jié)1、功能清單智能POS常用功能清單模塊功能方案實(shí)現(xiàn)安全模塊外設(shè)IC卡讀卡接觸式IC卡閱讀器用來接收用戶IC卡插入并與IC進(jìn)行命令數(shù)據(jù)傳輸通信，至少支持1個(gè)卡槽，符合ISO78161-3規(guī)范，支持1-5MHZ時(shí)鐘頻率，支持1.8/3/5V工作電壓，終端卡槽位置有明顯的標(biāo)記提示插卡，壽命要求10W次以上；磁條卡讀卡磁條卡閱讀器應(yīng)該能準(zhǔn)確閱讀磁道信息，并至少同時(shí)讀取磁條卡的二三磁道數(shù)據(jù)，雙卡方向可以采用單向和雙向刷卡。刷卡速度支持10-100CM/S非接卡讀卡非接IC卡閱讀器支持至少1個(gè)費(fèi)解讀卡去，符合ISO14443規(guī)范，QPBOC規(guī)范。對(duì)于非接IC卡讀寫器的智能銷售點(diǎn)終端，應(yīng)該具備指示燈和蜂鳴器，讀卡距離至少0-2CM；熱敏打印熱敏打印機(jī)可現(xiàn)實(shí)ASCII字符或漢子符合GB5007.1、GB5199、GB13000.1、GB18030和GB2312的要求，打印機(jī)要求具備過熱保護(hù)功能。國密內(nèi)置國密芯片或者安全CPU實(shí)現(xiàn)國密加解密PSAM卡可用于產(chǎn)品安全控制，符合《中國人民銀行PSAM卡規(guī)范》，通常支持2個(gè)PSAM卡智能模塊外設(shè)顯示5-6寸液晶屏，帶電容觸摸功能。智能POS的密碼輸入由觸摸屏完成，因此液晶屏和觸摸屏的排線需要被保護(hù)，連接器要求放置在核心保護(hù)區(qū)內(nèi)。二維碼掃描前置/后置攝像頭，支持快速掃碼，需要集成快速掃碼算法。音頻輸入輸出需要支持音頻錄音、音頻放音的功能，且音量可調(diào)節(jié)，智能POS終端支持有語音提示；存儲(chǔ)擴(kuò)展內(nèi)置TF卡，最大支持32GB可擴(kuò)展射頻無線智能模塊帶4G全網(wǎng)通通信，支持GSM/WCDMA/CDMA/EVDO/TD-CDMA/TDD-LTE/FDD-LTEWiFi支持單模2.4G，支持802.11b/g/n協(xié)議中至少一種協(xié)議BT支持BT4.1GPS支持GPS定位USB通信接口支持USB2.0以上標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議系統(tǒng)升級(jí)下載OTA升級(jí)，強(qiáng)刷升級(jí)（限開發(fā)時(shí)使用）電源管理使用單節(jié)4.2V鋰電池供電，充電電流設(shè)置為1.2A；2、硬件電路結(jié)構(gòu)3、安全方案設(shè)計(jì)1、面殼需要防拆；--智能POS無物理鍵盤，面殼至少要求有2路獨(dú)立的防攻擊設(shè)計(jì)；2、底殼需要防拆；--底殼至少有兩路獨(dú)立的防拆措施；并且底殼觸點(diǎn)的位置，不能被從電池蓋下面，螺絲孔位置，標(biāo)貼下面被攻擊。3、液晶屏防拆；--防止被從正面掀起攻擊，易撕銀漿膜的使用，被PCI實(shí)驗(yàn)室所認(rèn)可。4、IC卡防攻擊；--IC卡槽位置明顯，任何被植入BUG和被攻擊替換的操作，能夠被從正面明顯的覺察到；5、磁條卡防攻擊；--機(jī)密磁頭和非加密磁頭并無限制，磁頭不能被替換，不能被植入另外一個(gè)磁頭的空間；6、主板安全核心區(qū)；--由多種保護(hù)途徑提供安全保護(hù)，至少兩種獨(dú)立的保護(hù)措施，一路被攻擊后任然能保持安全保護(hù)的區(qū)域，傳統(tǒng)意義的保護(hù)區(qū)是被墻板和蓋板，主板繞線等周圍環(huán)繞形成一個(gè)立體的保護(hù)空間的區(qū)域。3、安全方案設(shè)計(jì)--拓?fù)鋱D4、結(jié)構(gòu)堆疊1、三路觸點(diǎn)與面殼形成防拆空間；2、斑馬條與面殼易撕銀漿膜形成第二種安全措施，防拆；3、核心板側(cè)墻板，保護(hù)敏感信號(hào)，防止被從側(cè)面攻擊；4、主板上有兩層繞線保護(hù)，與防拆面殼之間形成4MM厚的安全空間，稱之為核心安全區(qū)；5、IC卡，非接卡，安全芯片，液晶屏都至于核心區(qū)中間位置，使之不易受到攻擊；4、結(jié)構(gòu)堆疊1、面殼模組至少包含兩路獨(dú)立的安全保護(hù)措施，其中一路被攻擊之后，另外一路能獨(dú)立提供安全保護(hù)。2、N3面殼如右圖所示，包含三個(gè)觸點(diǎn)開關(guān)，分別位于不同的觸發(fā)控制通道，形成一個(gè)三角形；3、易撕銀漿膜用于保護(hù)液晶面殼不被掀起，同時(shí)防止面殼與主板之間被拆機(jī)。4、液晶屏排線，添加MESH線，方式排線被拆除和被打磨攻擊。4、結(jié)構(gòu)堆疊1、底殼至少包含兩路獨(dú)立安全保護(hù)措施，任何一路被攻擊突破，另外一路任然要能完好提供保護(hù)作用；2、N3底殼包含三路觸點(diǎn)開關(guān)，形成三角形形狀；3、觸點(diǎn)開關(guān)不能被從電池倉的位置、螺絲孔的位置、后標(biāo)標(biāo)貼的位置被攻擊；4、敏感信號(hào)，不能走在主板與底殼之間，觸點(diǎn)攻擊難度比較低，不能夠暴露；5、無線性能指標(biāo)—4G全網(wǎng)通4G全網(wǎng)通，支持頻段如下：MODEBANDRXSensitivity(dbm)TXPower(dbm)GSM850/900-109321800/1900-10829CDMABC0-10924WCDMAB1-11024B2-11024B5-11024B8-11024TD-CDMAB34-11124B39-11024FDD-LTEB1-9823B2-9723B3-9923B5-9923B8-9923TDD-LTEB38-9623B39-9623B40-9623B41-96235、無線性能指標(biāo)—WIFI/BT

模塊支持單頻2.4GHZ無線通信，WiFi支持802.11b/g/n制式；藍(lán)牙支持BT4.1;

功率靈敏度如下：

MODERateRXSensitivity(dbm)TXPower(dbm)802.11b1M

1711M-8917802.11g6M

1654M-7413802.11nMCS0

15MCS7-7112BTBR-9110EDR-8595、無線性能指標(biāo)—GNSS

全球定位系統(tǒng)；

捕獲靈敏度-146dbm;追蹤靈敏度-158dbm;冷啟動(dòng)30S，熱啟動(dòng)2S；

整機(jī)無線性能的表現(xiàn)，主要在兩方面，1、天線設(shè)計(jì)

主要依賴于天線廠對(duì)天線調(diào)試的效果；

天線的放置位置；

饋線的走線2、環(huán)境干擾設(shè)計(jì)

對(duì)干擾源的屏蔽；對(duì)干擾干擾源濾波設(shè)計(jì)；干擾源接地設(shè)計(jì)。MODEFrqUNITGPS1575.42+/-1.023MHZGLONASS1597.5-1605.8MHZBEIDOU1561.098+/-2.046MHZ5、無線性能指標(biāo)—天線調(diào)試

整機(jī)無線的性能好壞，取決于三個(gè)條件：1、模塊本身的傳導(dǎo)數(shù)據(jù)要求達(dá)標(biāo)，且不同批次的性能數(shù)據(jù)一致性要能達(dá)到要求，不能出現(xiàn)批次間的差異較大；2、環(huán)境抗干擾設(shè)計(jì)；主要表現(xiàn)為對(duì)干擾源的屏蔽措施是否設(shè)計(jì)合理源的濾波設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)干擾源接地處理；3、天線設(shè)計(jì)；主要依賴于天線廠對(duì)天線調(diào)試的效果，天線放置的位置，饋線的走線方式；要求天線的安裝有參考位置，天線饋線的布線位置統(tǒng)一，且不能被結(jié)構(gòu)件擠壓。6、視頻輸入和輸出1、視頻輸入；

硬件設(shè)計(jì)為前置攝像頭和后置攝像頭。前置攝像頭支持200W像素?cái)z像頭，接口為1LANEMIPI接口；后置攝像頭最大支持800W像素?cái)z像頭，可支持變焦，接口為2LANEMIPI接口；

前后攝像頭的功能配置主要用來二維碼掃描，利用紐特杰解密算法，實(shí)現(xiàn)快速二維碼掃描；2、視頻輸出；

硬件設(shè)計(jì)為LCD顯示，智能核心模塊最大支持720P分辨率的TFT液晶顯示，顯示接口為4LANEMIPI接口，可配置為1LANE，2LANE，4LANE接口，根據(jù)液晶屏的規(guī)格要求軟件設(shè)置。

與LCD配合使用的交互輸入外設(shè)為CTP，可支持多點(diǎn)觸控，通信接口為I2C接口，配合LCD尺寸和分辨率，可支持多家供應(yīng)商的TP，軟件需做兼容設(shè)計(jì)。7、音頻輸入和輸出1、音頻輸入

音頻輸入表現(xiàn)為MIC輸入，可用來錄音輸入，由于POS機(jī)不支持通話功能，MIC輸入在POS上的具體應(yīng)用未知；2、音頻輸出

音頻輸出，內(nèi)置喇叭輸入電路，和蜂鳴器輸出電路，內(nèi)置8歐1W喇叭，頻率響應(yīng)范圍50HZ-20KHZ，支持音頻播放，主要功能為語音提示，直接有核心模塊的PMU內(nèi)置的CODEC輸出語音信號(hào)。

蜂鳴器電路主要用來提示非接刷卡音頻提示，功能可以有喇叭模擬實(shí)現(xiàn)，部分機(jī)型已經(jīng)省去蜂鳴器電路。8、三卡設(shè)計(jì)—IC卡IC卡8、三卡設(shè)計(jì)—非接IC卡

具備非接IC卡讀卡功能，與非接IC卡進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，其中不可編程的非接IC卡讀卡器符合JR/T0025.11,可編程非接IC卡讀卡額Q/CUP047.1，個(gè)人支付終端卡具距離至少0-2CM；

對(duì)于具備非接讀卡的設(shè)備，需要具備蜂鳴器和LED指示燈，8、三卡設(shè)計(jì)—磁條卡

磁條卡讀卡器的設(shè)計(jì)要求：

可以使用加密磁頭，也可以使用非9、熱敏打印機(jī)

同傳統(tǒng)POS一樣，智能POS也具備熱敏打印機(jī)，打印漢子符合國標(biāo)GB18030，字符符合國標(biāo)GB5199或者GB5007.1的要求。無故障打印大于50000張；

打印速度16行/S,熱敏紙寬度57MM；

熱敏打印設(shè)計(jì)具有溫度過熱保護(hù)功能，當(dāng)采集到溫度超過設(shè)定值范圍時(shí)，提示溫度超標(biāo)，并終止打印動(dòng)作；

10、低功耗設(shè)計(jì)

智能POS使用單節(jié)3.7V鋰電池供電，充電電壓為4.2V，外部電源適配器電流為2A；設(shè)置充電電流為1.2A，大約4個(gè)小時(shí)充滿電；1、工作模式

工作待機(jī)模式工作電流為250-300mA之間；

打印瞬間最大電流為6A;2、睡眠模式

休眠模式下，電流為10mA;3、關(guān)機(jī)模式

關(guān)機(jī)模式，室溫環(huán)境下電流為25uA;11、充電底座1、多功能充電底座

帶功能擴(kuò)展的充電底座，智能POS主機(jī)的USBhost經(jīng)過充電底座的USB

HUB電路，擴(kuò)展出多路USB接口，擴(kuò)展外設(shè)；

主機(jī)作為host時(shí)接收外部電源適配器充電，當(dāng)主機(jī)放入充電底座，USBID狀態(tài)顯示為主機(jī)，此時(shí)主機(jī)優(yōu)先判斷外部電源是否存在，若此時(shí)存在外部電源，則打開PMU充電管理功能，設(shè)置為主機(jī)充電，當(dāng)采集到外部無電源輸入，此時(shí)主機(jī)通過USB接口對(duì)外部供電;當(dāng)USBID顯示為從機(jī)device功能，此時(shí)只接受外部充電；2、掃碼底座

掃碼充電底座，利用底座5V輸入電源，對(duì)主機(jī)充電，通過鏡片反射原理，將外部的二維/一維碼信息輸入到掃碼攝像頭，實(shí)現(xiàn)掃碼充電底座功能。

掃碼充電底座可以只完成掃碼的功能；12、設(shè)計(jì)總結(jié)1、智能POS設(shè)計(jì)之AP端所管理的視頻輸入輸出，含掃碼執(zhí)行效率，音頻輸入輸出，無線功能穩(wěn)定性，電源輸入和輸出（電源效率）。2、智能POS設(shè)計(jì)之SP端所管理的三卡和打印功能，關(guān)注非接兼容性，刷卡成功率，IC卡兼容性和讀卡成功率；