Сторожевой таймер терминала самообслуживания

Сторожевой таймер терминала самообслуживания содержит последовательно соединенные основными входами и выходами интегральный цифровой преобразователь 1 интерфейсов, первый восьмиразрядный микроконтроллер 2, транзисторную микросхему 3 формирования сигналов высокого напряжения управления и блок 4 реле. Преобразователь 1 связан входом с USB-портом компьютера 5 терминала. Первый микроконтроллер 2 связан дополнительными входами с цифровым термометром 6 терминала, вторым восьмиразрядным микроконтроллером 7, преобразователем 8 внешнего напряжения и стабилизатор 9 напряжения, а также с концевым датчиком (концевиком) 10 открытия двери терминала и разъемом (коннектором) 11 для подключения электронных ключей (электронных ключей i-Button) и соединен вторым выходом с индикатором работы режима работы таймера (не обозначен). Блок 4 реле соединен выходами с входом питания модема 12, выключателем компьютера 5, электрозамком 13 и сиреной 14. Ко входу второго микроконтроллера 7 подключен акселерометр 15, а к дополнительному выходу - сигнальный светодиод (не обозначен). Для подключения микроконтроллера 2 к стабилизатору напряжения (UPS) служит кабель 16 (DB9M). Интегральный цифровой преобразователь 1 интерфейсов USB-USART(COM) служит для подключения к USB порту компьютера. Второй микроконтроллер 7 выполнен шестиканальным с возможностью преобразования информации об угле наклона и ударах. Блок 4 реле выполнен с возможностью создания сигналов управления питанием компьютера 5 и модема 12 для перезагрузки последних. Разъем 9 для подключения к стабилизатору напряжения выполнен с возможностью выключения терминала в случае падения напряжения питания сети и включения при его восстановления. Первый микроконтроллер 2 реализует больший объем внутренней логики, имеет больший размер памяти данных, flash-памяти и выполнен с низковольтным режимом энергопотребления. При этом обеспечено расширение функциональных возможностей, снижение себестоимости, упрощение обслуживания, монтажа и замены, упрощена схема, построенная с помощью программируемых элементов, и обеспечены обусловленные этим, высокие быстродействие и надежность.

Полезная модель относится к средствам автоматики, в частности, к устройствам программного управления и может быть использована в качестве оборудования для защиты платежных терминалов самообслуживания от сбоев (зависания) программного обеспечения, нарушения электропитания и механических воздействий, а также для выполнения охранных функций.

Известны устройства программного управления RU №№14298, 20185, 52500, 2101757, 2131619. 2173938, 2248089, 2256288, 2261470, 2287220, US №№5995455, 6060980, 6084521, 6323777, 6948103, 7194665, 7350178, JP №№2004274563, 2004326405, DE №102007004794.

Известен таймер с контролем, содержащий регистр, элемент сравнения кодов и счетчик импульсов, выходы которого соединены с соответствующими входами числа А элемента сравнения кодов, первый и второй элементы И, D-триггер и генератор импульсов, выход которого соединен с тактовым входом D-триггера и первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом D-триггера, выход второго элемента И соединен с выходной шиной, отличающийся тем, что введены сумматор, первый и второй элементы ИЛИ и формирователь задержки, выход которого соединен с тактовым входом регистра и входом младшего разряда числа В сумматора, а вход - с входной шиной и первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, а выход - со счетным входом считчика импульсов, выходы которого соединены с соответствующими информационными входами регистра, выходы которого соединены с соответствующими входами числа А сумматора, выходы которого соединены с соответствующими входами числа В элемента сравнения кодов, пусковая шина соединена с D-входом D-триггера, R-входом регистра, соответствующими входами старших разрядов числа В сумматора и с первыми входами второго элемента ИЛИ и второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом А > элемента сравнения кодов, выход = которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с шиной обратной связи (RU 2173938).

Известно устройство "Служба сторожевого таймера", содержащее регистр

состояния и счетчик синхронизации, отличающееся тем, что в него введены генератор тактовых импульсов, элемент ИЛИ, схема начальной установки, элемент И-ИЛИ, схема сравнения, триггер, причем информационный вход регистра состояния является информационным входом устройства и предназначен для подключения к шине адрес/данные, n-разрядный выход регистра подключен к первому входу схемы сравнения, второй вход которой соединен с n-разрядным выходом счетчика синхронизации, счетный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, который также является выходом "CLK" устройства, выход схемы начальной установки является выходом "HDWRES" устройства и соединен с первыми входами ИЛИ и элемента И-ИЛИ и со входом обнуления триггера, выход триггера является выходом "NMI" устройства, выход элемента И-ИЛИ соединен со вторым входом элемента ИЛИ и является выходом "RESIN" устройства, i-й разряд (где i=1, 2,..., n) счетчика синхронизации соединен с третьим входом элемента И-ИЛИ, четвертый вход которого соединен с третьим входом элемента ИЛИ и является первым управляющим входом устройства, второй вход которого является четвертым входом элемента ИЛИ, третий управляющий вход устройства соединен с управляющим входом регистра состояний и с пятым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом счетчика синхронизации, выход схемы сравнения соединен с установочным входом триггера. (RU 2131619).

Известно также наиболее близкое к заявляемому по объему своих возможностей устройство программного управления, содержащее блок программного управления, управляющие входы и выходы, кодовый выход адреса и двунаправленную кодовую шину данных системной магистрали, являющиеся управляющими входами и выходами, кодовым выходом адреса и двунаправленной кодовой шиной данных блока программного управления соответственно, вход сброса, инверсный вход аварии основного источника напряжения питания, источник коммутируемого напряжения, шину источника основного напряжения питания, соединенную с первыми входами питания блока программного управления и источника коммутируемого напряжения, шину источника резервного напряжения питания, соединенную с вторым входом питания источника коммутируемого напряжения, выходная шина которого соединена с вторым входом питания блока программного управления, при этом оно дополнительно содержит технологический управляющий вход, пороговый элемент со срабатыванием по запуску и отпусканием

по уровню напряжения питания, прерыватель, снабженный тремя входами и выходом, и управляемый формирователь импульсов, снабженный двумя выходами, двумя управляющими входами, импульсным входом, входом запуска по фронту и входом запуска по нулевому уровню с задержкой, соединенному с инверсным входом сброса устройства, вход сигнала аварии основного источника напряжения питания которого соединен с первым управляющим входом формирователя импульсов, первым входом прерывателя и входом запуска порогового элемента, выход которого соединен с входом запуска по фронту формирователя импульсов, второй управляющий вход которого соединен с технологическим управляющим входом устройства, шина источника основного напряжения питания которого соединена с входами питания порогового элемента, формирователя импульсов и прерывателя, второй вход которого соединен с первым дополнительным управляющим выходом блока программного управления, второй дополнительный управляющий выход которого соединен с импульсным входом формирователя импульсов, первый выход которого соединен с входом сброса блока программного управления, вход прерывания которого соединен с выходом прерывателя (RU 2261470, прототип).

Недостатками известных устройств являются узость функциональных возможностей, сложность схемы, построенной с помощью большого количества логических элементов, и, обусловленные этим, недостаточное быстродействие и надежность.

Технической задачей полезной модели является создание эффективного сторожевого таймера и расширение арсенала сторожевых таймеров.

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи состоит в расширении функциональных возможностей, снижении себестоимости, упрощении обслуживания, монтажа и замены, упрощении схемы, построенной с помощью программируемых элементов, и, обусловленные этим, высокие быстродействие и надежность.

Сущность полезной модели состоит в том, что сторожевой таймер терминала самообслуживания содержит последовательно соединенные основными входами и выходами интегральный цифровой преобразователь интерфейсов, первый восьмиразрядный микроконтроллер, микросхему формирования сигналов высокого напряжения управления и блок реле, причем преобразователь связан входом с компьютером терминала, первый микроконтроллер связан дополнительными

входами с цифровым термометром терминала, вторым восьмиразрядным микроконтроллером, преобразователем внешнего напряжения и стабилизатором напряжения, а также с концевым датчиком открытия двери терминала и разъемом для подключения электронных ключей и соединен вторым выходом с индикатором режима работы таймера, а блок реле соединен выходами с входом питания модема, выключателем компьютера, электрозамком и сиреной, при этом ко входу второго микроконтроллера подключен акселерометр, а к дополнительному выходу - сигнальный светодиод.

Предпочтительно первый микроконтроллер выполнен шестнадцатиканальным с возможностью контроля времени и управления логикой работы, второй микроконтроллер выполнен шестиканальным с возможностью преобразования информации об угле наклона и ударах, блок реле - с возможностью создания сигналов управления питанием компьютера и модема для перезагрузки последних, а стабилизатор напряжения - с возможностью выключения терминала в случае падения напряжения питания и включения при его восстановления, преобразователь интерфейсов подключен к USB порту компьютера с помощью стандартного переходника USB-COM, акселерометр выполнен сенсорным, индикатор режима работы таймера выполнен в виде желтого светодиода, а сигнальный светодиод выполнен красным. Сторожевой таймер выполнен в виде платы для установки в компьютерном отсеке терминала.

На чертеже фиг.1 изображена принципиальная блок-схема сторожевого таймера, на фиг.2 - электрическая схема сторожевого таймера, на фиг.3 - схема соединений таймера в составе терминала.

Сторожевой таймер терминала самообслуживания содержит последовательно соединенные основными входами и выходами интегральный цифровой преобразователь 1 интерфейсов (FT232BM - здесь и далее в скобках дано промышленное наименование), первый восьмиразрядный микроконтроллер 2 (PIC16F628A), транзисторную микросхему 3 (ULN2003) формирования сигналов высокого напряжения управления и блок 4 реле. Преобразователь 1 связан входом с USB-портом компьютера 5 терминала. Первый микроконтроллер 2 связан дополнительными входами с цифровым термометром 6 терминала, вторым восьмиразрядным микроконтроллером 7 (PIC12F629), преобразователем 8 внешнего напряжения (7805) и стабилизатор 9 напряжения, а также с концевым датчиком

(концевиком) 10 открытия двери терминала и разъемом (коннектором) 11 для подключения электронных ключей (электронных ключей i-Button) и соединен вторым выходом с индикатором работы режима работы таймера (не обозначен). Блок 4 реле соединен выходами с входом питания модема 12, выключателем (ON/OFF) компьютера 5, электрозамком 13 и сиреной 14. Ко входу второго микроконтроллера 7 подключен акселерометр 15, а к дополнительному выходу - сигнальный светодиод (не обозначен). Для подключения микроконтроллера 2 к стабилизатору напряжения. (UPS) служит кабель 16 (DB9M).

Интегральный цифровой преобразователь 1 интерфейсов USB-USART(COM) служит для подключения к USB порту компьютера. Имеет в своем составе:

- Преобразователь уровней для FIFO и контрольных сигналов для взаимодействия с 5 В логикой;

- Встроенный тактовый генератор;

- 2 канала ввода-вывода;

- Встроенную схему сброса по включению питания.

Первый микроконтроллер 2 выполнен шестнадцатиканальным с возможностью контроля времени и управления логикой работы.

Второй микроконтроллер 7 выполнен шестиканальным с возможностью преобразования информации об угле наклона и ударах.

Блок 4 реле выполнен с возможностью создания сигналов управления питанием компьютера 5 и модема 12 для перезагрузки последних.

Разъем 9 для подключения к стабилизатору напряжения выполнен с возможностью выключения терминала в случае падения напряжения питания сети и включения при его восстановления.

Первый микроконтроллер 2 реализует больший объем внутренней логики, имеет больший размер памяти данных, flash-памяти и выполнен с низковольтным режимом энергопотребления, имеет в своем составе:

- 16 независимых каналов ввода-вывода;

- 2 таймера;

- Функцию сброса по включению питания;

- Тактовый генератор;

- Мультиплексируемый вывод, (служит для контроля питания микроконтроллера и предотвращает некорректную работу микроконтроллера в случае снижения напряжения ниже допустимого)

Второй микроконтроллер 7 (менее дорогой по сравнению с первым микроконтроллером 2, имеет меньше ресурсов) и выполнен с низковольтным режимом энергопотребления, имеет в своем составе:

- 6 независимых каналов ввода-вывода;

- 2 таймера;

- Функцию сброса по включению питания;

- Тактовый генератор;

- Мультиплексируемый вывод (служит для контроля питания микроконтроллера и предотвращает некорректную работу микроконтроллера в случае снижения напряжения ниже допустимого).

Микросхема 3 выполнена с набором мощных составных ключей с защитными диодами на выходе (не обозначены). Формирует мощные выходные сигналы, что позволяет использовать данную микросхему для управления реле.

Цифровой термометр 6 (DS18S20), выпускаемый компанией Dallas Semiconductor, выполнен с диапазоном измерения от -55 до +125С. Цифровой термометр 6 измеряет температуру в компьютерном отсеке. Показания термометра 6 передаются в режиме on-line и отображаются в мониторинге терминалов.

Акселерометр 15 (ADXL202AE) выполнен сенсорным, сенсоры построены на цифровом микромашинном датчике iMEMS компании Analog Devices. Акселерометр 15, измеряя ускорение терминала, фиксирует перемещение и удары по корпусу терминала. Корпус ключей i-Button выдерживает механический удар 500 G, рабочий диапазон температур от -40°С до +85°С, они не подвержены воздействию магнитных и статических полей, испытаны на ношение в течение 10 лет и гарантированно сохраняют прочность корпуса при 1 миллионе контактов со считывателем.

Микроконтроллер 7 получает информацию от акселерометра 15 об изменении ускорения. Преобразует данные в значение вибрации, наклона и перемещения терминала, передает информацию микроконтроллеру 2 и включает, при необходимости, красный светодиод.

Датчик 10 фиксирует открытие корпуса терминала, передает информацию

микроконтроллеру 2 для передачи статистической информации на компьютер 5, а также включает сирену в случае несанкционированного открытия. Коннектор 11 передает авторизационную информацию микроконтроллеру 2, который в случае успешной авторизации позволяет открыть электрозамок 13 дверцы терминала и отключает сигнализацию.

Сигнальный светодиод выполнен красным.

Желтый светодиод указывает на режим работы таймера:

- Горит - ожидает включения питания (при выключенном питании);

- Выключен - при выключенном режиме контроля программного обеспечения (ПО) компьютера 5 «maratl.exe» и обратной связи (ОС), выполняется на компьютере, входящем в состав терминала - автомата самообслуживания;

- Мигает - при включенном режиме контроля за ПО, предпочтительно, «maratl.exe»;

- Мигает с большей частотой - было отключено питание 220 В.

Таймер выполнен в виде единой платы для установки в компьютерном отсеке терминала. В плате сторожевого таймера предусмотрена память для записи 10 ключей iButton с запоминанием персоны, привязанной к ключу и прав, назначенных для этой персоны.

Сторожевой таймер терминала самообслуживания работает следующим образом.

При подключении к компьютеру и модему сторожевой таймер получает информацию о неполадках в работе и может произвести аппаратную перезагрузку оборудования.

При диагностике сбоев в работе ОС или программы приема платежей (если 30 мин. нет ответа ПО) сторожевой таймер выполняет перезагрузку компьютера 5.

При диагностике зависания модема 12 (являющегося составной частью терминала) сторожевой таймер перезагружает модем 12.

Открытие электронного замка 13 дверцы терминала осуществляется после успешной авторизации с помощью электронного ключа.

Информацию о работе терминала сторожевой таймер передает на компьютер 5.

Все настройки таймера осуществляются в программе-конфигураторе, функционирующей на компьютере 5.

Преобразователь 8 напряжения преобразует напряжение +12 В - в напряжение питания, подходящее для микросхем: +5 В.

Кабель 16 подключения к стабилизатору 9 напряжения фиксирует включение и выключение внешнего питания 220 В, что позволяет корректно завершить работу сторожевого таймера и включить его при восстановлении питания.

Технические характеристики таймера в целом:

- Напряжение питания: 12 В,

- Диапазон рабочих температур: +10...+40°С,

- Размеры: 95×55 мм.

На вход микроконтроллера 2 поступает сигнал от стабилизатора 9 внешнего питания 220 В, что позволяет корректно завершить работу-терминала и включить его при восстановлении питания. На вход микроконтроллера 2 поступают сигналы от концевика 10 двери, коннектора 11, а также от термометра 6. Сигналы от акселерометра 15 подаются к входам микроконтроллера 7, с выхода которого поступают на микроконтроллер 2, а также управляют сигнальным красным светодиодом. Выходы микроконтроллера 2 через микросхему 3, формирующую сигналы высокого напряжения управления, управляют блоком 4 реле. На основании сигналов от микросхемы 3 блок 4 реле создает серию внешних сигналов, управляющих питанием компьютера 5, модема 12, звуковым сигналом сирены 14, электрозамком 13 и индикатором работы таймера (желтый светодиод). Микроконтроллер 2 реализует внутреннюю логику работы. Таймер, входящий в состав микроконтроллера 2, производит подсчет времени. Если за 30 мин. не получен сигнал о нормальном функционировании, формируется сигнал перезагрузки программного обеспечения.

Авторизация в охранной системе осуществляется при помощи электронных ключей iButton, разработанных и выпускаемых фирмой Dallas Semiconductor. Корпус iButton выдерживает механический удар 500 G, рабочий диапазон температур этих микросхем от -40°С до +85°С, они не подвержены воздействию магнитных и статических полей, испытаны на ношение в течение 10 лет и гарантированно сохраняют прочность корпуса при 1 миллионе контактов со считывателем. Владелец автомата может, через меню настроек в программе автомата самообслуживания настроить чувствительность сенсоров охранной системы, изменять режимы работы системы.

Все события охранной системы передаются на сервер и доступны в мониторинге терминалов, а также по желанию владельца автомата, может быть включено оповещение при помощи SMS на указанный им мобильный телефон.

В охранной сигнализации предусмотрено автоматическое распознавание неисправностей их регистрация и отключение неисправных блоков.

В плату 17 встроена система контроля (не обозначена) напряжения сети 220 В, которая корректно выключит автомат после отключения 220 В и возобновит работу автомата при восстановлении напряжения в сети 220 В.

Как и в случае с охранной системой, предусмотрен автоматический контроль электрических цепей и распознавание неисправностей, а также регистрация событий на сервере и оповещение при помощи SMS сообщений.

Также владелец автомата может запрограммировать выключение и включение автомата по расписанию.

Таймер контролирует модем 12, восстанавливая его работу в случае зависания, и обеспечивает безостановочную работу автомата самообслуживания, контролируя операционную систему и программу, перегружая терминал в случае сбоев.

Одновременно микроконтроллер 2 ведет статистику различных событий, таких как количество открытий двери терминала, срабатывания сигнализации, попыток подбора электронных ключей. Вся контролируемая информация предается на сервер и доступна владельцу автомата в режиме on-line.

Таким образом, создан эффективный сторожевой таймер и расширен арсенал сторожевых таймеров.

При этом обеспечено расширение функциональных возможностей, снижение себестоимости, упрощение обслуживания, монтажа и замены, упрощена схема, построенная с помощью программируемых элементов, и обеспечены обусловленные этим, высокие быстродействие и надежность.

1. Сторожевой таймер терминала самообслуживания, содержащий последовательно соединенные основными входами и выходами интегральный цифровой преобразователь интерфейсов, первый восьмиразрядный микроконтроллер, микросхему формирования сигналов высокого напряжения управления и блок реле, причем преобразователь связан входом с компьютером терминала, первый микроконтроллер связан дополнительными входами с цифровым термометром терминала, вторым восьмиразрядным микроконтроллером, преобразователем внешнего напряжения и стабилизатором напряжения, а также с концевым датчиком открытия двери терминала и разъемом для подключения электронных ключей и соединен вторым выходом с индикатором режима работы таймера, а блок реле соединен выходами с входом питания модема, выключателем компьютера, электрозамком и сиреной, при этом ко входу второго микроконтроллера подключен акселерометр, а к дополнительному выходу - сигнальный светодиод.

2. Сторожевой таймер по п.1, отличающийся тем, что первый микроконтроллер выполнен шестнадцатиканальным с возможностью контроля времени и управления логикой работы, второй микроконтроллер выполнен шестиканальным с возможностью преобразования информации об угле наклона и ударах, блок реле - с возможностью создания сигналов управления питанием компьютера и модема для перезагрузки последних, а стабилизатор напряжения - с возможностью выключения терминала в случае падения напряжения питания и включения при его восстановления.

3. Сторожевой таймер по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что преобразователь интерфейсов подключен к USB порту компьютера с помощью стандартного переходника USB-COM.

4. Сторожевой таймер по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что акселерометр выполнен сенсорным.

5. Сторожевой таймер по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что индикатор режима работы таймера выполнен в виде желтого светодиода, а сигнальный светодиод выполнен красным.

6. Сторожевой таймер по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что он выполнен в виде платы для установки в компьютерном отсеке терминала.