专利名称：交通警察执法使用的无线手持终端机的制作方法
技术领域：
本发明属于无线通信领域，特别是一种交通警察执法使用的无线手持终端机。
背景技术：
从大的趋势上讲，我国交管部门、公安、石油、民航、电力等行业应用信息化建设正处于高速发展期，在大环境上有利于产品的市场推广。以交管部门为例交管部门是高科技技术密集和装备可靠性要求强行业，其独特的运作和管理方式决定了其信息化发展的模式。交管部门通过高度集成交通监控监测系统、交通控制系统、交通诱导系统、“122”接处系统警系统、警车卫星定位系统、交通组织管理系统等构成现代化的交通指挥调度系统，通过无线联网、综合查询、现场执法、指挥调度、现场处罚功能等功能的无线执法手持终端来完成路面交通警察的执勤工作内容的任务。提高科技含量、节约驾驶人的宝贵时间、实现调度、监控管理等紧急事务处理等要求。但是，现有设备使得交通民警在值勤中执法文书无法现场打印、无法查询核实嫌疑人和嫌疑车辆、不能及时发现隐性的违法行为、现场调度、方便驾驶员等问题，发明内容本发明的目的在于提供一种交通警察执法使用的无线手持终端机，是将掌上电脑技术、微处理技术、IC技术、磁卡技术、蓝牙技术、无线通信技术、微型打印机技术集于一体开发的一种可以满足交警应用的专业化综合手持终端平台的手持设备。可以实现用户的地理定位、无线传输、IC卡操作、射频操作、移动办公、指挥调度、实时监控以及银行卡结算业务等。
本发明的目的是这样实现的交通警察执法使用的无线手持终端机，是由核心组件、数码照相机、SD/MMC外存接口、红外通讯接口、耳麦接口、输入键盘、磁卡读头及磁卡读头供电、GPRS模块、触摸屏、立体声输入、麦克输入接口、液晶显示模块及液晶显示电源、CF接口、无线通讯单元、智能卡单元及打印单元组成；其中，核心组件是由中央处理器(CPU)、flashROM及SDM存储器及对外接口构成，核心组件通过下述的接口与上述各功能电路实现电连接，核心组件(CPU和内存)的对外接口包括电池电源、CF接口、SD/MMC接口、麦克输入接口、立体声输出接口、串口接口、红外接口、液晶显示接口、触摸屏接口、键盘接口的输入、输出和电源接口；具体连接关系如下—串口外接、USB接口、程序在线检测线接口，电池外接端口，上述接口是直接连接到下述具体的各个端口串口BT(BT_RX，BT_TX，BT_RTS，BT_CTS)，串口FF(FF_RX，FF_TX，FF_DCD，FF_RI，FF_RTS，FF_CTS)，USB接口(GND，USBDN，USBDP，USBPW)，程序在线检测接口(TWS_SCAN2，TCK_SD_IRQ，TDI_SCAN0，TDO_SCAN1)，电源接口(J2)；串口BT连接智能卡单元，实现中央处理器CPU)与智能卡单元的数据传输，串口FF连接打印机单元，实现中央处理器(CPU)与打印机单元的数据传输，USB接口是用来实现中央处理器(CPU)与计算机直接的通讯，程序在线检测接口是用来调试程序和测试程序；电源接口实现对电池的充电；—CF外扩接口电路中CN2是CF插槽(TYPE-2)，可以使用CF型的无线通讯模块，支持CDMA或GPRS模式，电路是CN2直接连接到主控部分和外设接口部分的CN1接口上，作用是实现无线通讯数据传输功能；—SD/MMC外存接口，在这个插槽可以使用MMC卡或SD卡存储数据；CN7SD/MMC通用卡槽，接口电路直接连接到主控部分和外设接口部分的CN1接口上，有中央处理器直接访问使用SD/MMC外部存储；—电池连接检测电路中CN5是电池接头，连接到电池上，STAT连接到主控部分和外设接口部分的CN1接口上，通过测量STAT端口的电压，来检测主电池的状态；—红外通讯接口作用是通过红外实现无线通讯，E1是红外通讯器件，通过(IRDA_TX，IRDA_RX，IRDA_ON)和主控部分和外设接口部分的CN1接口连接；-内置麦克电路中CN4是麦克器件，FB1是滤波器件，通过MIC_IN和MIC_BIAS和主控部分和外设接口部分的CN1接口连接，实现语音输入功能；—耳麦接口中J1是耳麦的插座，实现立体声输出和语音输入，RHP0和LHP0和主控部分和外设接口部分的CN1接口相连实现输出，MIC_BB与内置麦克电路中的MIC_BB相连实现语音输入；—立体声输出电路中CN6是扬声器，U4是放大电路，通过LHP0，RHP0和主控部分和外设接口部分的CN1接口连接，实现语音输出。
所述的智能卡及PSAM卡和智能卡控制单元是按照中央处理器(CPU)的指令要求通过智能卡主控单元中的U2处理器进行操作智能卡和SAM卡；智能卡及PSAM卡和智能卡控制单元接口中的RX接口连接到串口BT的BT_TX，实现接收中央处理器(CPU)发出的数据，智能卡及PSAM卡和智能卡控制单元接口中的DX接口连接到串口BT的BT_RX，实现反馈对智能卡和PSAM卡的数据传输给中央处理器(CPU)；具体描述智能卡及PSAM卡和智能卡控制单元各个部分功能电路——时钟和复位电路，实现智能卡控制单元的时钟和复位操作；U1复位电路，QZ1是时钟晶振；——智能卡和PSAM卡操作的主控单元控制器电路，U2是智能卡和PSAM卡操作的主控单元控制器，负责对智能卡和PSAM卡的处理操作以及与中央处理器的信息交换工作；是按照中央处理器(CPU)的指令要求通过智能卡主控单元中的U2处理器进行操作智能卡和SAM卡；接口中RX连接到串口BT的BT_TX，实现接收中央处理器(CPU)发出的数据，接口DX连接到串口BT的BT_RX，实现反馈对智能卡和PSAM卡的数据传输给中央处理器(CPU)；——智能卡控制模块及卡座电路，其中U3(IC20)是智能卡控制模块，是和智能卡直接操作电路，K1是智能卡的卡座；智能卡控制模块及卡座电路接口直接连接于智能卡及PSAM卡和智能卡控制单元端口；——PSAM卡的接口电路，可以支持5个PSAM卡操作，在这里我们只选用了四个；接口电路是和智能卡及PSAM卡和智能卡控制单元连接，通过智能卡及PSAM卡和智能卡控制单元中U2直接控制，MS1-MS5是PSAM卡的卡座。
—所述的打印单元的主控电路中IC1是打印机的控制芯片，IC2是控制打印机的程序驱动存储部分，IC1通过RXD连接到串口FF_TX，IC1的TXD连接到串口FF_RX，IC1通过RXD和TXD接收中央处理器(CPU)发出的指令进行打印，并把打印的操作信息反馈给中央处理器(CPU)；—打印机机头接口电路中H1是打印机头，连接到打印单元的主控电路中打印控制芯片；实现打印功能；
——步进电机的驱动电路有打印单元的主控电路的打印控制芯片来控制，同样连接到打印机机头接口电路的步进电机接口(MO1，MO2，MO3，MO4)；实现进纸功能。
本发明具备无线联网、综合查询、现场执法、指挥调度、现场处罚功能等功能的无线执法手持终端，解决交通民警在值勤中执法文书无法现场打印、无法查询核实嫌疑人和嫌疑车辆、不能及时发现隐性的违法行为、现场调度、方便驾驶员等问题，为路面值勤民警提供高效的技术支撑，提高工作效率，增强路面管控能力，方便群众，满足对交通民警的信息化要求。
本发明的主要功能1.实现对交通信息卡的操作，包括读取、验证、写入等操作。主要卡有警员卡、交通牡丹卡、PSAM卡等；2.交通违犯法规，现场处罚功能。读卡，显示姓名、档案编号、卡上积分；通过档案编号查询驾驶人状态、数据库积分；记录违法行为代码、车种代码、单位代码、输入车牌号；并通过车种代码、车牌号查询机动车状态，读驾驶员卡逾期未缴款信息，提示确认本次处罚金额、分数、合计积分。
3.现场打印处罚决定书。
4.无线数据上传、下载功能。要求终端静置2分钟，自动将处罚数据上传，如果要使用终端，立即停止上传。
5.终端功能快捷键定义。按键1定义为查询代码查询(违法、地点、车种、单位、警员工作记录、驾驶人交通卡)；按键2定义为签退写卡；按键4定义为警员卡密码修改；按键7定义为登录情况明细(登录警员警号、终端内部分配编号)；按键8定义为警员工作量查询；按键9定义未显示时间；6.联网查询机动车档案查询、驾驶人档案查询(要求异常项有特殊提示)7.简易程序处罚决定书(800罚单)录入和上传界面要求具有一下录入项(需要触摸屏手写及键盘配合录入)。
8.录音功能和数码照相功能。可以辅助作为现场处罚的依据。
9.通过金融卡现场缴费功能。通过刷卡其他功能。要求可以显示系统自带地图系统。
10.现场调度功能。可以在电子地图察看同警区其他警员信息和警区范围内的事故信息，并能够实现协调作业和调度工作。
11.实现现场处罚缴费功能，节约驾驶员的宝贵时间，使驾驶员不用到银行去缴费，现场缴费节约时间。
本发明的技术路线是1.要求实现无线数据传输，采用GPRS或CDMA无线来实现与后台服务器的数据交换。具体是使用GPRS，还是使用CDMA模式，由交警主管部门自己决定，我们设计了兼容的接口方式，方便用户自己决定无线模块的类型(GPRS或CDMA)。
2.用户要求处理能力高，速度快。采用主频达400MHZ的32位高速嵌入式处理器，并配有16位的协处理器，这样会提供处理能力，运算速度快。
3.根据用户要求对显示的要求，采用240×320像素，3.5英寸，64K彩色，TFT-LCD显示器，并有白色背光可以夜间使用，配有触摸屏方便输入。
4.根据用户对存储容量的要求不同，设计了SD卡外设存储接口，可以满足行业用户的对存储量的不同，同时又可以防止调电时的数据保存问题。
5.现在金融方面的普通存储卡使用磁卡的2、3轨，而对于信用卡又用到磁卡的1轨。一般的磁条卡阅读器只读取磁卡的2、3轨，我们考虑可以兼容所有的金融卡，设计了可以阅读磁卡的1、2、3轨。
6.根据不同行业有自己的安全认证模块(SAM卡)，我们设计了两个SAM卡座，方便用户的安全保障的需要。
7.根据有需要现场办公的需要，增加打印功能，方便现场打印的要求。
图4本发明总体功能模块的结构框图；图1核心组件和外设接口部分的原理图；图1.1核心组件(CPU和内存)的对外接口电路；图1.2串口外接、USB接口、程序在线检测线接口及电池外接端口电路；图1.3CF外扩接口电路；图1.4SD/MMC电池连接检测电路图1.5卡槽接口电路；图1.6红外通讯模块；图1.7内置麦克电路；图1.8耳麦电路；图1.9立体声输出电路。
图2智能卡及PSAM卡和智能卡控制单元的原理图；
图2.1时钟和复位电路；图2.2智能卡和PSAM卡操作的主控单元控制器电路；图2.3智能卡控制模块及卡座电路；图2.4PSAM卡的接口电路。
图3打印机即控制单元的原理图；图3.1打印机单元的主控电路；图3.2打印机机头接口电路；图3.3步进电机的驱动电路。
具体实施时方式参见图4，技术原理的总体模块结构框图的说明1.“核心组件”是由中央处理器、存储器、和对外接口组成中央处理器(CPU)采用Inter PXA255主频400MHZ，内存64M FlashROM/64M SDRAM；2.“数码照相机”是实现数码照相功能，实现视频数据的输入；3.“SD/MMC外存接口”实现外扩存储功能，使在掉电的情况下，实现数据能够保存，不丢失。最大可以支持1G存储；4.“红外通讯接口”，实现红外数据传输；5.“耳麦接口”，通过耳机和麦克实现语音数据的输入和输出；6.“输入键盘”实现数字数据输入和功能快捷输入设定功能；7.“磁卡读头”实现磁条卡的读取操作功能；8.“磁卡读头供电”实现有核心组件来控制“磁卡读头”的供电电源，为了在不使用磁卡读取功能时，节约电能功耗；9.GPS模块”实现卫星导航、定位；10.“触摸屏”输入功能，实现手写输入；
11.“立体声输出”内置扬声器，实现语音输出；12.“麦克输入接口”内置麦克风语音输入；13.“液晶显示模块”实现彩色显示输出；14.“液晶显示电源”有CPU控制液晶显示器的电源；15.“CF接口”CF(TYPE-2)外扩接口，可以外接CDMA无线通讯模块或GPRS无线通讯模块，实现无线数据传输功能；16.“智能卡单元”是进行智能卡操作的主控单元，实现智能卡的操作以及PSAM卡的密钥验证工作；17.“打印单元”实现打印输出功能。
参见图1主控部分和外设接口部分的原理图，图1.1-图1.9是图1中各功能电路的分解图。
图1.1是主控单元(CPU和内存)的对外接口，电池电源、CF接口、SD/MMC接口、麦克输入接口、立体声输出接口、串口接口、红外接口、液晶显示接口、触摸屏接口、键盘接口等输入、输出和电源接口，在后面在其他单元的描述中还会具体讲解这些接口。
图1.2是串口外接、USB接口、程序在线检测线接口，电池外接端口，接口是直接连接到图1.1的各个端口。详细描述有串口BT(BT_RX，BT_TX，BT_RTS，BT_CTS)，串口FF(FF_RX，FF_TX，FF_DCD，FF_RI，FF_RTS，FF_CTS)，USB接口(GND，USBDN，USBDP，USBPW)，程序在线检测接口(TWS_SCAN2，TCK_SD_IRQ，TDI_SCAN0，TDO_SCAN1)，电源接口(J2)。们的具体作用是串口BT连接智能卡单元，实现中央处理器(CPU)与智能卡单元的数据传输，串口FF连接打印机单元，实现中央处理器(CPU)与打印机单元的数据传输，USB接口是用来实现中央处理器(CPU)与计算机直接的通讯，程序在线检测接口是用来调试程序和测试程序。源接口实现对电池的充电作用的。
图1.3是CF外扩接口电路，CN2是CF插槽(TYPE-2)，可以使用CF型的无线通讯模块，支持CDMA或GPRS模式。路是CN2直接连接到图1.1的CN1接口上。用是实现无线通讯数据传输功能。
图1.4是SD/MMC卡槽接口电路，在这个插槽可以使用MMC卡或SD卡存储数据.CN7SD/MMC通用卡槽，接口电路直接连接到图1.1的CN1上，有中央处理器直接访问使用SD/MMC外部存储。
图1.5是电池连接检测电路；N5是电池接头，连接到电池上，STAT连接到图1的的CN1上通过测量STAT端口的电压，来检测主电池的状态。
图1.6是红外通讯模块，作用是通过红外实现无线通讯，E1是红外通讯器件，通过(IRDA_TX，IRDA_RX，IRDA_ON)和图1.1的CN1连接。
图1.7内置麦克电路，CN4是麦克器件，FB1是虑波器件，通过MIC_IN和MIC_BIAS和，图1.1的CN1连接，现语音输入功能。
图1.8耳麦电路，J1是耳麦的插座，实现立体声输出和语音输入，RHP0和LHP0和图1.1中的CN1相连实现输出，MIC_BB与图1.7中的MIC_BB相连实现语音输入。
图1.9立体声输出电路，CN6是扬声器，U4是放大电路，通过LHP0，RHP0和图1.1中的CN1连接，实现语音输出。
图2智能卡及PSAM卡和智能卡控制单元的原理图，是按照中央处理器(CPU)的指令要求通过智能卡主控单元中的U2处理器进行操作智能卡和SAM卡。接口图1中的RX连接到图1.2的BT_TX，实现接收中央处理器(CPU)发出的数据，接口图1中的DX连接到图1.2的BT_RX，实现反馈对智能卡和PSAM卡的数据传输给中央处理器(CPU)。
具体描述智能卡及PSAM卡和智能卡控制单元各个部分功能电路。
图2.1是钟和复位电路，实现智能卡控制单元的时钟和复位操作.U1复位电路，QZ1是时钟晶振.
图2.2是智能卡和PSAM卡操作的主控单元控制器电路，U2是智能卡和PSAM卡操作的主控单元控制器，负责对智能卡和PSAM卡的处理操作以及与中央处理器的信息交换工作。是按照中央处理器(CPU)的指令要求通过智能卡主控单元中的U2处理器进行操作智能卡和SAM卡。接口图2.2中RX连接到图1.2的BT_TX，实现接收中央处理器(CPU)发出的数据，接口图2.2中的DX连接到图1.2的BT_RX，实现反馈对智能卡和PSAM卡的数据传输给中央处理器(CPU)。
图2.3智能卡控制模块及卡座电路，其中U3(IC20)是智能卡控制模块，是和智能卡直接操作电路，K1是智能卡的卡座.电路接口直接于图2.2端口相连(图1中非常详细)。
图2.4 PSAM卡的接口电路，可以支持5个pSAM卡操作，在这里我们只选用了四个。接口电路是和图2.2连接，通过图2.2中U2直接控制，MS1-MS5是PSAM卡的卡座.详细的连接图见图1。
图3是打印机单元原理电路，主要作用是实现打印功能，在这里详细描述。
图3.1是打印机单元的主控电路，IC1是打印机的控制芯片，IC2是控制打印机的程序驱动存储部分，IC1通过RXD连接到图1.2 FF_TX，IC1的TXD连接到图1.2的FF_RX，IC1通过RXD和TXD接收主控器(CPU)发出的指令进行打印，并把打印的操作信息反馈给中央处理器(CPU)。
图3.2是打印机机头接口电路，H1是打印机头，连接到图3.1中打印控制芯片。实现打印功能。
图3.3是步进电机的驱动电路，有图3.1的打印控制芯片来控制，同样连接到图3.2的步进电机接口(MO1，MO2，MO3，MO4)。实现进纸功能。
权利要求
1.交通警察执法使用的无线手持终端机，其特征在于是由核心组件、数码照相机、SD/MMC外存接口、红外通讯接口、耳麦接口、输入键盘、磁卡读头及磁卡读头供电、GPRS模块、触摸屏、立体声输入、麦克输入接口、液晶显示模块及液晶显示电源、CF接口、无线通讯单元、智能卡单元及打印单元组成；其中，核心组件是由中央处理器(CPU)、flashROM及SDM存储器及对外接口构成，核心组件通过下述的接口与上述各功能电路实现电连接，核心组件(CPU和内存)的对外接口包括电池电源、CF接口、SD/MMC接口、麦克输入接口、立体声输出接口、串口接口、红外接口、液晶显示接口、触摸屏接口、键盘接口的输入、输出和电源接口；具体连接关系如下-串口外接、USB接口、程序在线检测线接口，电池外接端口，上述接口是直接连接到下述具体的各个端口串口BT(BT_RX，BT_TX，BT_RTS，BT_CTS)，串口FF(FF_RX，FF_TX，FF_DCD，FF_RI，FF_RTS，FF_CTS)，USB接口(GND，USBDN，USBDP，USBPW)，程序在线检测接口(TWS_SCAN2，TCK_SD_IRQ，TDI_SCAN0，TDO_SCAN1)，电源接口(J2)；串口BT连接智能卡单元，实现中央处理器(CPU)与智能卡单元的数据传输，串口FF连接打印机单元，实现中央处理器(CPU)与打印机单元的数据传输，USB接口是用来实现中央处理器(CPU)与计算机直接的通讯，程序在线检测接口是用来调试程序和测试程序；电源接口实现对电池的充电；-CF外扩接口电路中CN2是CF插槽(TYPE-2)，可以使用CF型的无线通讯模块，支持CDMA或GPRS模式，电路是CN2直接连接到主控部分和外设接口部分的CN1接口上，作用是实现无线通讯数据传输功能；-SD/MMC外存接口，在这个插槽可以使用MMC卡或SD卡存储数据；CN7SD/MMC通用卡槽，接口电路直接连接到主控部分和外设接口部分的CN1接口上，有中央处理器直接访问使用SD/MMC外部存储；-电池连接检测电路中CN5是电池接头，连接到电池上，STAT连接到主控部分和外设接口部分的CN1接口上，通过测量STAT端口的电压，来检测主电池的状态；-红外通讯接口作用是通过红外实现无线通讯，E1是红外通讯器件，通过(IRDA_TX，IRDA_RX，IRDA_ON)和主控部分和外设接口部分的CN1接口连接；-内置麦克电路中CN4是麦克器件，FB1是滤波器件，通过MIC_IN和MIC_BIAS和主控部分和外设接口部分的CN1接口连接，实现语音输入功能；-耳麦接口中J1是耳麦的插座，实现立体声输出和语音输入，RHP0和LHP0和主控部分和外设接口部分的CN1接口相连实现输出，MIC_BB与内置麦克电路中的MIC_BB相连实现语音输入；-立体声输出电路中CN6是扬声器，U4是放大电路，通过LHP0，RHP0和主控部分和外设接口部分的CN1接口连接，实现语音输出。
2.根据权利要求1所述的交通警察执法使用的无线手持终端机，其特征在于智能卡及PSAM卡和智能卡控制单元是按照中央处理器(CPU)的指令要求通过智能卡主控单元中的U2处理器进行操作智能卡和SAM卡；智能卡及PSAM卡和智能卡控制单元接口中的RX接口连接到串口BT的BT_TX，实现接收中央处理器(CPU)发出的数据，智能卡及PSAM卡和智能卡控制单元接口中的DX接口连接到串口BT的BT_RX，实现反馈对智能卡和PSAM卡的数据传输给中央处理器(CPU)；具体描述智能卡及PSAM卡和智能卡控制单元各个部分功能电路-时钟和复位电路，实现智能卡控制单元的时钟和复位操作；U1复位电路，QZ1是时钟晶振；-智能卡和PSAM卡操作的主控单元控制器电路，U2是智能卡和PSAM卡操作的主控单元控制器，负责对智能卡和PSAM卡的处理操作以及与中央处理器的信息交换工作；是按照中央处理器(CPU)的指令要求通过智能卡主控单元中的U2处理器进行操作智能卡和SAM卡；接口中RX连接到串口BT的BT_TX，实现接收中央处理器(CPU)发出的数据，接口DX连接到串口BT的BT_RX，实现反馈对智能卡和PSAM卡的数据传输给中央处理器(CPU)；-智能卡控制模块及卡座电路，其中U3(IC20)是智能卡控制模块，是和智能卡直接操作电路，K1是智能卡的卡座；智能卡控制模块及卡座电路接口直接连接于智能卡及PSAM卡和智能卡控制单元端口；-PSAM卡的接口电路，可以支持5个PSAM卡操作，在这里我们只选用了四个；接口电路是和智能卡及PSAM卡和智能卡控制单元连接，通过智能卡及PSAM卡和智能卡控制单元中U2直接控制，MS1-MS5是PSAM卡的卡座。
3.据权利要求1所述的交通警察执法使用的无线手持终端机，其特征在于打印单元的主控电路中IC1是打印机的控制芯片，IC2是控制打印机的程序驱动存储部分，IC1通过RXD连接到串口FF_TX，IC1的TXD连接到串口FF_RX，IC1通过RXD和TXD接收中央处理器(CPU)发出的指令进行打印，并把打印的操作信息反馈给中央处理器(CPU)；-打印机机头接口电路中H1是打印机头，连接到打印单元的主控电路中打印控制芯片；实现打印功能；-步进电机的驱动电路有打印单元的主控电路的打印控制芯片来控制，同样连接到打印机机头接口电路的步进电机接口(MO1，MO2，MO3，MO4)；实现进纸功能。
全文摘要
一种交通警察执法使用的无线手持终端机，是由核心组件、数码照相机、SD/MMC外存接口、红外通讯接口、耳麦接口、输入键盘、磁卡读头及磁卡读头供电、GPRS模块、触摸屏、立体声输入、麦克输入接口、液晶显示模块及液晶显示电源、CF接口、无线通讯单元、智能卡单元及打印单元组成；其中，核心组件是由中央处理器(CPU)、Flash ROM及SDM存储器及对外接口构成，核心组件通过接口与上述各功能电路实现电连接，其是将掌上电脑技术、微处理技术、IC技术、磁卡技术、蓝牙技术、无线通信技术、微型打印机技术集于一体开发的一种可以满足交警应用的专业化综合手持终端平台的手持设备。可以实现用户的地理定位、无线传输、IC卡操作、射频操作、移动办公、指挥调度、实时监控以及银行卡结算业务等。
文档编号G06K7/00GK101076158SQ200510115409
公开日2007年11月21日 申请日期2005年11月3日 优先权日2005年11月3日
发明者董永兵 申请人:北京国邮通通信技术开发有限责任公司