多电子支付式停车计费表的制作方法

专利名称：多电子支付式停车计费表的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子停车设备(EPD)，尤其涉及接收多种形式的电子付费的电子停车计费表。
自动投币售货机，包括机械停车计费表的应用中存在一些问题。例如，在买停车时间之前，司机必须保证他们具有正好的零钱，或者，从计费表收钱的人必须走到每个表处并人工清空硬币箱。而且收硬币的停车计费表易被破坏。
过去，无人售货或分配机通常限于较便宜的物品。将售货机扩展到更复杂和更贵重的货物不是一般消费者衣贷或钱包零钱所能承受的。一种有限的方案是在投币售货机附近引入一种换钞机。但由于在售货机附近设置换钞机的成本，用伪造货币的可能损失，与无人售货机以及换钞机本身相关的安全性问题，仍存在既影响潜在用户又影响售货机拥有者的问题。
用非货币设备，如某些类型的卡，其上具有便于更快节奏生活方式个人身份号码(PIN)，可进行24小时存取，来实行自动购买，使消费者更为舒适。这种存取对于自动银行柜员机、包括停车计费表的公共运输系统以及在许多其他情况下越来越普遍。
由于可将累计停车时间和售货记录存储在电子存储器中，电子停车计费表接收信用卡避免了上述不便。目前利用可移动售货或再编程预付卡的交易系统，包括停车计费表，已得到广泛应用。用户在使用其借方卡时可选择在计费表上购买的时间量。利用直接或间接连接到停车计费表的手持设备，用一审查器对停车计费表编程和/或从停车计费表提取数据。
然而，磁条卡是不安全的，并易于通过用读卡机简单地擦磁轨并以同一用户名将数据复制到一空白卡中而伪造。此外，银行和金融机构不愿意有即使是小笔交易的“脱机”购买，因其实际上可能是欺诈。因此，大多数磁条阅读机都是联机的或有人照看的，每笔交易均由后端或远程计算机系统/数据库来验证/鉴别。
虽然集成电路卡(ICC)或智能卡尚未被广泛应用/接受，但它们比磁条卡具有明显的优点。智能卡可保存的关于卡持有者的资料明显比磁条卡上传统保存的资料更多。智能卡一般采用内部存储器和芯片上的CPU或处理器，便于让专门应用程序驻留在卡上。在卡上可采用复杂的安全算法和密码程序，以保护敏感数据不被盗窃和侵袭。如果将安全算法或加密密钥保存在用户插卡的接口设备(IFD)内的第二ICC上，可更进一步地增加安全性。
由于这类交易越来越普遍，用于收集记录在智能卡终端上的数据的读卡机也已同期开发出来。例如，1996年授予Cagliostro的美国专利US5,500,517公开了一种用于收集记录在智能卡终端上的数据并将其传送给远程计算机的手持设备。将购买的价值从卡上的金额中减去，或者记在卡拥有人的帐上。
银行和金融机构现已接受了用这些卡存取系统提供的安全级。目前，存在一些公知的由银行保证的电子支付(e-purse)方案，借此可让售货终端以及离线、无人售货机，或其他接口设备，包括停车计费表花费或接受消费者卡上存有的钱数。
1989年授予Speas的US4,880,097公开了一种具有用于电子停车计费表的存储器的停车卡。该停车计费表还接受硬币和纸钞。一手持审查器可通过一电缆或用于从停车计费表收集数据的红外传输系统与停车计费表一起使用。然而，停车计费表不包括卡安全性存取组件，且不是为低功耗设计的。
1997年授予Ward等人的US5,614,892公开了一种能够处理和存储从一售货机或一停车计费表导出的数据的审查系统。购买者可用一借方卡或硬币购买停车时间。
存在与机械计费表表以及不支持内部安全组件的电子计费表相关的问题。非电子支付停车计费表一般可接受提供较低安全性简单的、逻辑或存储卡。用户将现金放在仅可花费在停车上的专用卡中。另外，大多数当前采用的停车计费表具有有限数量的消息和显示指令，它们是不容易被看见的。
因此，需要一种坚固、低功率、无人看管、无需现金、多电子支付停车计费表，它能够接受多种借贷智能卡，能够鉴别支付，并能够通过用户友好的图形界面与用户进行人机对话。
本发明通过提供一种电子停车计费表(EPM)来解决全部或部分上述问题，所述电子停车计费表接受多个卡，并通过内部电子支付保护存取组件安全地认可/存储所购买时间的付款。
本发明的一个目的是提供一种组件形式的电子停车计费表(EPM)，该组件适合现有标准计费表外壳模型，街上电子停车计费设备(EPD)或电子停车计费表，付费及显示机(PDM)，或电子支付终端(EPT)。
本发明的另一目的是提供一种配备有读卡机的EPM，该读卡机接受并确认对主要借方、贷方和/或符合IS0的智能卡实行的交易。该读卡机组件还接受连接到用于收税款、计费表配置和计费表硬件维护的数据终端。
本发明的又一目的是提供一种具有大存储器和多语言、智能化、混合方式图形和基于图标的图形显示组件的双处理器停车计费表。
按照本发明的一个方面，提供了一种多支付式电子停车计费表，它接纳多种形式的电子支付。该停车计费表包括一用于接受卡和从所述卡取得所关心的信息的读卡机组件，一用于选择操作类型和停车时间量的键，一用于在所述读卡机组件或/和所述键检测到用户动作时产生一定义停车计费表事件的中断信号的事件检测器。一图形显示组件配备在停车计费表的上部，并包括用于存储多个图形消息和图标的第一存储装置，用于显示所述图形消息和/或所述图标和混合方式显示器，用于控制所述第一存储装置与所述混合方式显示器之间的信息传送，并在收到所述中断信号时启动一唤醒序列的低功率微控制器。用于存储操作系统和用户数据的第二存储装置和用于根据一唤醒序列从一种休眠方式切换到一全功率工作方式的处理装置配备在一主板组件上。该处理装置还确定中断信号的信号源，相应地控制混合方式显示器。第一和第二存储装置受所述操作系统的监督。
有利的是，当停车计费表空闲时，EPM的各部分都处于休眠方式，以便延长电池的寿命。而且，电子器件本身的寿命也延长，因为在休眠方式下未对它们完全供电。
本发明的EPM的另一优点是它用于无人看管的地点而保持不受恶劣环境条件的影响。本发明还提供一种现有方案，易于制造，节省成本，并可供将来升级。
本发明的EPM的主要优点在于它是非常通用的，能够接受各种支付方法。该EPM还易于为停车时间购买者和收钱者所使用，其具有非常友好的用户界面，和增大的数据存储容量。为增加安全性，智能卡存取接口采用一内部集成电路卡(ICC)组件，称之为保护存取组件，或安全应用组件(SAM)，以提供所需安全级的电子支付方案。本发明的电子支付设备(EPD)使单个接口设备(IFD)能接受和鉴别一种类型以上的用户电子支付卡。此外，本发明的EPM可在现场重新编程，以支持新卡、不同用户语言，及诸如速率，关断时间，或最少购买时间一类的系统参数。
下面参照附图并仅借助实例来说明本发明，附图中

图1是本发明电子停车计费表(EPM)的高级别框图；图2是EPM的图形显示组件(GDM)和主板组件(MBM)的前视图；图3是表示如何装配读卡机组件(CRM)和GDM及MBM的分解图；图4是EPM的方框图；图5是GDM的用户侧的视图；图6是GDM的路边侧(curbside)的视图；图7是GDM的双面LCD的分解图；图8是LCD的背面的正视图，示出了图标和消息的举例；图9是LCD的正面的正视图，示出了图形和图标的举例；图10是EPM的功能方框图，示出了智能卡交易中所涉及的单元；图11是读卡机组件(CRM)的过电流/过电压保护电路的电连接图；以及图12是表示电源管理的功能方框图。
在不同的附图中相同标号代表相同部件。
在下文中，术语“背面”和“路边侧”用于定义停车计费表从路边看见的那侧，而术语“正面”，“用户侧”，或“表面”用于定义停车设备的用户可见到的停车计费表的那侧。
图1是本发明的电子停车计费表(EPM)的高级别方框图。EPM10是采用电池的全集成电子停车计费表，它接纳多个电子支付卡，比如TransportDepartment(TD)卡，Mondex卡，和/或Visa Cash卡。
EPM10包括三个主部件或组件，即主板组件(MBM)30，智能化图形显示组件(GDM)20，及读卡机组件(CRM)40。
当无人来购买时间时，EPM 10工作于空闲状态。在这一状态下，大多数电子器件处于“休眠”方式，因此从电池获取最少量的功率。尽管如此，GDM20继续显示消息，因为该组件在空闲状态下继续被供电。当按下瞬时按纽(键)50且智能卡插在读卡机组件40中时，MBM30“醒来”处理智能卡事务。一旦消费者选择了停车时间，MBM30发送一命令序列到GDM20，以处理定时和显示功能。
事件检测器60检测卡的插入或键50的启动，并将EPM10的状态从休眠方式改变为工作方式GDM20是一常规设计的智能化混合方式和基于图形和图标的组件，它可执行滚动消息序列和以可预置速率切换两个状态消息。GDM20也可以一半或全高度滚动或静态时钟显示重写上述背景图形图像。GDM20采用图2所示的双面液晶显示器(LCD)15。
显示器15的正面可显示图标、时间、货币。及各种语言的消息/指令。消息可直接由用户调用，例如，“余额不够”，“换卡”，“正在处理”，或可由EPM10启动，例如，递减计数时间，超时，无车位，有车位。图标用于指示差错状态，如低电池，无车位，无效硬币，无效兑现卡及出故障。
显示器15的背面或路边侧采用双色LCD，其可显示图标。用LCD指示停车场运转时间、超时，及低电池。GDM20还包括实时时钟和系统计时功能日历以及用于存储消息和系统配置数据的存储器。
MBM30包括一专门应用集成电路(ASIC)，和一带操作系统的存储器。所有现金卡交易和审查由该组件执行，同时将计时与显示功能分配到GDM20。最好有三个不同的存储区域一个区域用于主要数据，另一区域用于被收集的当前数据的镜像图像，第三个区域保存先前收集的数据。
CRM40接受符合ISO标准的卡。CRM40是这样来定向的，它要求“芯片向上(chip-up)”插卡，因此，将读触点保持在卡之上同时在读卡机接纳器的下侧形成一大的开口，以排除插在卡接纳器槽中任何外部物体。
图2示出了配备有MBM30和GDM20的停车计费表用户侧。GDM20经由两个9脚硬线鱼骨形连接器12连接到MBM30。连接器12和14用于任意选择的升级，如后文所述。由于CRM40和MBM30的功能是密切联系的，也可将它们从逻辑上集中在一起。
从用户侧看来，GDM20包括双面液晶显示器(LCD)组件15和LED72和74，用于为用户提供关于EPM10操作的各种指示。
在表10的背面设置一电池室。可采用装在电池室内占居最小空间的市场上可购得的现成的电池。将这些电池焊接在一起成为安全的组件。
设计读卡机组件40接纳符合ISO标准的卡7或智能卡，智能卡接口(SCI)8供数据检索。图2示出SCI 8通过电缆6连接到一便携式数据检索器(PDR)9。停车计费表10可配备一现金槽，一硬币槽，和适当的电路，用于检测硬币何寸进入硬币槽并确定对硬币的种类。这一选择在1996年11月12日名称为识别金属辅币及硬币的装置和方法的美国专利5,573,099中未详细示出和说明，该专利与本申请一样转让给了同一受让人并在此结合作为参考。
卡7或SCI8必须插在卡接纳器槽18中，槽18能够读卡及SCI上的信息。SCI8是一简单的对人界面。SCI9通过一插入电子支付设备(EPD)的卡接受槽18的“卡类”套提供与读卡机触点的直接连接。它具有其自身的接口电路，接口电路装在塑料外壳中，所述套从塑料外壳中伸出。在任何/数据传送期间该电路被供电。
提供PDR9作为所有EPD(EPM,PDM,EPT)应用的强大多任务平台，通过一实例对其作简短说明。PDR是一种耐用的手持DOS计算机，用于代替人工从电子支付设备，如EPM10收集实际金钱。PDR9可用于从EPM10检索电子现金交易数据和数据文件，用作表配置、表硬件诊断信息，用于加载普通数据文件并传送该数据到中央计算机系统(CCS)，以及用于从CCS下载操作文件，例如，黑清单，轮廓。PDR 9具有作为用户盘的RAM存储器。它也可包括一集成麦克风和扬声器。利用一红外(IR)或(IrDA)光串行口76,78也可执行远程通信和控制功能。
可将一预先形成的黑名单文件通过PDR9装入DPD中。这使EPD能够根据由预先形成的黑名单所规定的类别即通过卡的序列号、卡号的范围、或者发卡时期鉴别或拒绝一卡。PDR9是一简单的数据载体且不判定数据的完整性。这些判定由CCS作出。CCS可识别具有相同号码的两个卡是否用在了两个不同的停车单元中，在使用撤消的卡时可发出信号，并可为签名的交易比较认可的签名。
图3是一分解视图，表示了读卡机组件40、GDM20和MBM30是如何装配到停车计费表10的机械支架上的。读卡机组件40固定在MBM30上，读卡机插座朝向用户一侧。支架11具有用于容纳读卡机组件40的读卡机插座44的匹配(matting)开口13。带有卡接受槽18的外罩19放置在开口13之上，卡接受槽18与读卡机插座44对准。按纽开关或键50用于设定停车时间，以接受一交易，或者确认一零碎的支付，它放置在卡接受槽18的附近。键50包括一弹簧52，其最好由不锈钢制成。EPM10的功能在键50动作时启动，指示用户如何完成特定序列的消息显示在LCD15上。
图4是EPM10的方框图，以下在各标题下对EPM10的每个组件进行说明。读卡机组件
CRM40接受标准ISO卡，还接受PDR9的SCI8。如上所述，这使得来自EPM10的数据能够下载到中央计算机中。EPM10的当前实际实施方案中所采用的通信协议最好是9600波特具有TTL逻辑电平的标准异步RS232。
插座44包括一带有包含读卡机接纳器46的附属印刷电路板的现成的读卡机组件40，一卡接纳器槽18，一连接器(未示出)，以及一电流检测电路45，用于监视读卡机接纳器46的功耗。在EPM10工作时测量读卡机接纳器46吸收的电流，(唤醒状态)，如果单元45检测到过电流就禁止EPM工作并进行出错标记。电流检测器45最好具有一个高达200mA可编程过电流设定点。此外，将CRM40的部件设计为“烧断(blow-open)”并提供对较长持续时间高电压的第一线防御。CRM40是一低成本的组件，易于作“户外”更换。
CRM40不具有活动部分，方便清洁，并能够容易地更换。读卡机插座44在其低侧实际上是开放的，以便于插入卡槽的大多数碎物落入主停车计费表外壳或易于从该装置清除。
CRM40对人们将物体推进卡接纳器槽18的破坏行为是敏感的。如果该物体是金属的，则卡电源很可能产生过电流。为解决这些潜在的问题，读卡机电路板包含少量部件，使其在需要修理或更换时是容易且节省成本的。为了避免停车计费表的其余电子器件经受有意的窜改和/或破坏行为引起的大电压、大电流，CRM40成为一牺牲部件。图形显示组件智能化图形显示组件20处理停车计费表的所有计时及显示功能。GDM20最好安装到带有自缚机螺钉(selftaping machine screw)的仪表箱上。
GDM20是惯用设计组件，它包括一低功率微控制器22，一个LCD驱动器21，双面LCD15,70,72,74和存储器24。LCD15包含一带背光板26的正面(前玻璃)显示器25，以及一双色彩路边侧(后玻璃)显示器27。正面显示器25最好是一混合方式图形和基于图标的LCD，路边侧显示器27最好是一基于图标的LCD。
低功率微控制器22管理所有的LCD图形显示器更新，实时时钟(RTC)/日历和报警功能，控制LED70,72,74和正面显示器组件25及后玻璃27的LCD驱动器21的操作。单芯片微控制器22包括监视器功能，加电功能，振荡器，以及起动与加电定时器。
GDM20不变地运转实时时钟28，实时时钟28采用微控制器22内部的一32kHz晶体控制计数器/定时器。该定时器每15.625ms中断微控制器22。(1/64秒)。该中断速率形成微控制器22所执行功能的基础定时器。GDM20还运用用于系统定时功能的实时时钟/日历28。
在图4的实施例中，存储器24是一低功率串行I2C EEPROM，用于存储LCD显示消息，显示正文，表构造数据和一些智能卡交易数据。大约100、16×16字符的总消息长度是可能的。显示正文描述什么消息显示和如何显示在LCD15上。存储器24在双线I2C总线上与微控制器22及MBM20通信。双线I2C端口是用于与多个设备通信的标准的串行接口。
LCD驱动器21是一用于控制LCD15的很低功率的集成电路。微控制器22在并行口上与驱动器21接合。LCD驱动器21可以是一精工SED1526，它能够驱动多达36个LCD输出。该驱动器能以0.5Hz,1Hz，或2Hz的可编程速率使LCD段闪光。可将六个LCD段编程以独立的闪光速率闪光。应理解上述参数的给出仅是作为举例，本发明并不限于具有此处所公开的特定参数的单元。
GDM20根据存储在存储器24中的图形显示语言(GDL)正文设定停车计费表的优先级。
图5示出了从用户侧观看的GDM20，示出混合方式LCD15的前玻璃显示组件25，发光二极管(LED)指示器72,74，红外(IR)端口76，以及完全符合的光学(IrDA)端口78。
前玻璃显示器25一次显示多达5个16×16像素字符或两行10个8×16像素字符。前玻璃显示器25可执行序列滚动消息和以预定速率切换多个状态消息。GDM20还可在一时钟显示器上以一半或整个高度滚动或静态重写背景图形图像。
图6示出从路边侧观看的GDM20。LCD15的后玻璃显示器27以及LED70展现可视信息给从路边侧观看停车计费表的人。LED70和74是双色的，最好是红/绿，而LED72具有第三种色彩，最好为“超亮”黄色。LED70和74用于以绿色指示停车场运转时间和以红色指示时间已过。LED72闪光指示低电池状态。双色LED70和74可以是东芝TLRAG178，或TO226AA型，或者为Kingbright 59RSGCCA型。黄色LED 72可以是Kingbright L93YT或Stanley HPY5066X型。
配备光学串行口76和78用于与内部接收机/发射机(未示出)通信。IR发射机可以是西门子LD2753或西门子SFH415U型号，而IR接收机可以是西门子SFH205。
LCD和LED用于指示在该系统内产生的特殊状态。如果插入了一无效/空卡，或者以触点朝下、逆向或以无触点的方式不正确地插入卡，EPM10将指示“无法识别的卡(Unidentified Card)”，接着是“请取出卡(Remove_Card)”。如果读卡机接纳器46被堵塞，EPM10将显示“请取出卡(Remove_Card)”，同时在红背景区显示“不准停车(No Parking)图标，且LED72将闪烁。
用EPM“系统出错(SYS ERROR)”显示消息来EPM指示硬件错误，表10变为休眠方式，并一直保持该状态到卡7插入或键50动作。
图7是LCD显示器15的分解视图。它示出了提供在热封件67之下的前玻璃LCD组件25和用一清除玻璃夹具支撑的电子发光背光板26。夹具68和鱼骨连接件12和14附在PCB69的一表面上，而路边侧显示器27则通过一隔离件66附在PCB69的反面上。
前玻璃LCD组件25是透明的，并能够由电子发光板26从背后点亮，当消费者与停车计费表进行人机对话时，背光板26瞬时发光。可将它构造为仅在某一的夜间小时范围内工作。背光板68的有效区域与前玻璃25的有效区域是相同的。通过在清除塑料玻璃夹具68的每端有选择地安装彩色LED，可用一LED光管背光来替代背光板68。
后玻璃LCD组件27是一双色的、最好是红色和银色的基于图标的显示器。如图8所示，后玻璃LCD组件27用于例如用闪光的红色国际“不准停车”符号指示“不准停车”标志，或者以交替的红背景区域(红标志)与两种以上语言并连接为一个图标的“期满”指示停车期满。
前LCD显示器25是一混合方式显示器，其采用基于像素和图标的图形，具有小于GDM板尺寸和14mm×43mm有效区域或图形尺寸的大小。如图9所示，前显示器25可以至少两种语言以及符号或画面显示图形或正文。仅次于图形显示区之上的更独立控制的图标可有选择地用于指示一些消息，如两种语言的“不准停车”；用其上具有符号AE的字符P代表的国际“不准停车”；指示“低电池”状态的电池画面；当在期满状态时，闪烁的“00:00”和红色LED70,74；和/或指示“无效硬币”的加圈的“X”。主板组件(MBM)所有现金卡交易和审查都由MBM30管理，而定时和显示功能则分派给GDM20。GDM20将经由微调节距18脚带状电缆12和14连接到MBM30。MBM30安装到带有自缚机螺钉的仪表箱上。
返回图4，MBM30包含，一个具有基本微处理器34的应用专用集成电路(ASIC)36，和用于存储操作系统和交易记录的存储器33和35。
在图4所示的当前实施方案中设计ASIC36包含大量功能。虽然所有功能并非图4所示EPM10实施例所必需，但它们的存在便于将来可能的升级和改进，而无需专业工程再设计。
处理器34可以是ASIC36内设的8位Z80微处理器。它的功耗较低并具有8位非多路复用地址和数据总线、160B内部RAM，和用于所有ASIC功能定时器的40存储器映射I/O寄存器，等等。如上所述，为停车计费表的专门应用选择了微处理器34，但本发明并不限于这一特定类型。其他微处理器也可用于这一应用或用于不同应用。
ASIC36还配备有I2C通信接口。在图4实施例中该接口与GDM20的存储器24上的相应I2C端口和低功率微控制器22上相应I2C端口通信。总线请求(BR)和总线同意(BG)信号允许微处理器34对I2C总线进行快速增益控制，以与GDM20通信。
ASIC36还配备有32kHz时间保持振荡器，该振荡器是两个内部实时计数器的信号源，和60秒计数器(未示出)，用于允许微处理器34直接存取计数器及ASIC36上的报警寄存器。存在一个可屏蔽的白天时间报警中断和非可屏蔽的午夜翻转中断。可将60秒计数器设定为以1与60秒之间的间隔引起中断。
监视器定时器也配备在ASIC36上。如果微处理器34不在64秒内复位该定时器，就启动微处理器复位。这防止处理器34，最终是停车计费表因低频干扰而“上锁”。最大监视器超时期间是60秒。当总线请求(BR)从低变为高时，将监视器复位。如果在超时期间内不存在正的BR转换，GDM20就会显示“出故障”消息，或者接通“出故障”图标，如果存在的话，同时使电源循环关断和再次接通。如果在超时期间内仍然没有正的BR转换，计费表将使电源关闭，并变为休眠状态。仅仅人工复位或电池更换将使计费表重新起动。
在图4所示实施例中，ASIC 36具有两个I/O口，16个可编程I/O引脚，其中8个引脚保留供将来使用。
MBM30具有大存储器，包括一8kB静态RAM 33和一1MB闪烁低功率存储器35。
RAM33用于操作系统软件堆栈，变量存储和临时代码空间。闪速存储器35是一内部可重新配置存储器，用于系统启动，操作系统软件，以及交易记录存储。一个这样大尺寸的非易失存储器用于允许智能卡交易记录的冗余和多个拷贝的存储。闪速存储器35按32个可寻址的存储块划分，每块具有32kB。
闪速存储器35仅是块可擦除的，因此必须具有额外的块，以便在可因擦除而释放老记录之前容纳新的交易记录。为交易记录存储所分配的存储区包含六个128KB的块。
图4所示实施例支持三个内部电子支付保护存取组件(SAM)41-43和一个外部ISO读卡机组件40。智能卡与SAM组件之间的通信是由微处理器34管理的。为发生交易，MBM30在卡接纳器槽18中插入卡时唤醒，并执行对卡的加电和复位，以确定插入的是何种卡。然后，将合适的SAM组件连接到微处理器34。
组件41-43最好放置在电池盒中的电池之下，以便于取放。SAM41-43包括用于防止不正确地安装SAM时的过电流的限流电阻。
为支持SAM，提供读卡机接纳器46，和存储器35，若干附加I/O端口，示出为输出/输入扩展块37和39。块39提供附加的两个8位输出口，块37提供附加的8位输入口。这些扩展组件管理存储器存储体切换，保护存取组件41-43及电源控制。
如上所述，提供一种存储器存储体切换系统38，以管理附接于微处理器34的大量存储器。存储体切换通过将5位加到地址总线上来完成。这5位由输出扩展组件39提供。
事件检测器60实际设置在MBM30上。如结合图1所指出的，该块启动将EPM10的工作方式从“休眠”切换至“工作”。事件检测器60检测消费者按纽(键动作)事件，硬币插入事件，或现金卡插入事件(图1中所示的触点51)。根据这些事件，块60向GDM20上的微控制器22产生一中断。GDM20还启动图形显示业务事件，和实时时钟28无线电信号(tick)事件。GDM20唤醒主处理器34和整个EPM10。
GDM20还每1/64秒瞬时唤醒。这在EPM10处于关断方式时大多数时间形成低功耗。当未产生中断时，主板组件(MBM)30通常断电。用电流监视电源为读卡机接口供电。
在主板组件30上提供一10引脚、“RJ”型扩展连接器。当装配时，该连接器伸入计费表，以能够接近而不折卸该计费表。当未使用时，通常用一尘土/环境帽/塞覆盖该连接器。通过在该连接器提供适当的信号该扩展连接器为将来扩展/外部接口作为准备。它们包括电源/地，双向TTL电平串行信号(RX/TX)，全I2C实施方式(SDA/SCL)，以及外部中断线。
EPM10由一个3“C”单元碱性电池组56供电，电池组56位于计费表组件背面的电流室中。更换过程是快而简单的。备用电容器将计费表操作系统保存更换电池所需的短时间期间。
电池的标称输出电压是4.5伏。碱性“C”单元电池56具有7000mA/hr的能量速率。估算的能量决算，假定具有26周(6个月)的电池寿命，在5,160mA/h的范围内。该5,160mA/h的总决算代表6个月的保守的74％电池利用，或大约8个月的延长的电池寿命。当加电时，主板组件(MBM)30上的高效(大约85％)开关电源80提供5伏电压给EPM10。当断电时，GDM20和MBM30上的一些事件检测电路60继续以直接从电池组56供给的降低的不规则电压运转。电子停车计费表的操作EPM10用“智能卡”操作并可随意地接受硬币。用户或者通过插入卡7、硬币，或者通过一简单的按纽50与该计费表联系。智能卡交易可是一种标准购买或零碎支付。标准购买过程包括下列行为。消费者按下键50来选择停车时间。对于每次对按纽的按压，达到直到最大允许时间的时间增加量。每一按纽50动作的基础时间可以是15分钟。在到达最大时间之后，该时间就翻转到剩余时间。要求消费者在卡接受槽18中“插入卡”。这些事件(卡7插入或键50动作)产生中断信号，它唤醒执行停车计费表10加电的MBM30。EPM10将循环若干次以显示下列内容所需停车时间，从卡扣除的量，以及两种以上语言给出的“按键以确认(Press Key To Confirm)”。消费者通过再次按下键50认可该交易。EPM10以两种以上语言循环显示“忙处理(Busy_Processing)”，“结束交易(End_Of_Transactions)”，和“取出卡(Remove_Card)”，并随购买的停车时间改变。当消费者取出卡7时，EPM10显示递减计数时间。
图10是表示电子停车计费表10的智能卡管理操作的部分功能框图。当在CRM40中插入卡7时，MBM30在卡上执行复位，以判定插入那种类型的卡。切换电路47允许操作系统选择对于当前采用的智能卡应将那一保护组件41-43连接到微处理器34。该切换电路47管理所有的I/O口分配和交易期间所要求的定时功能。所选择SAM41-43与卡之间的通信可是同步和/或异步的，并由MBM30作中介。
在按照交易中采用的具体电子支付方案执行成功的平衡和鉴别分析之后，从用户卡7扣除交易值。在MBM30的闪速存储器35的交易存储区中冗余存储交易数据。GDM20在LCD15的两侧显示剩余停车时间直到时间为零，或者另一交易发生。
在插入卡7后当显示消息“余额不足(Insufficient Balance)”时要求一种多卡购买或零碎支付。消费者可“按下确认(Press-to-confirm)”，以能够扣除在第一插入的卡上遗留的量，然后按下“零碎支付(Split Payment)，取出第一卡，完成用按照标准购买过程的第二认可卡的支付。过电流/过电压保护SAM41-43和CRM40具有相对于插入金属物的过电流断路保护。CRM40还具有相对于破坏行为的过电压保护。
如图11所示，保护监视电路包括过电压急剧短路保护二极管49，和可熔二极管48。低电阻1/10瓦薄膜电阻器48与所有电子连接件串联地放置在读卡机接纳器46的插座52内。急剧短路保护二极管49用于检测进入卡接纳器46中超过+5伏的高压。高压产生的过电流烧断薄膜电阻器48，使它们可熔断连接。电阻器48限制流向和来自读卡机接纳器46的电流，并在出现过电压状态时烧断。在插座52上还设置有一卡检测器开关51，它向事件检测器60发出卡已插在读卡机接纳器46中的信号。电源管理图12是表示电源管理的功能框图。大部分时间GDM20处于低功率休眠方式。GDM20和事件检测器60直接从电池组56加电(也见图4)。当卡插在卡接纳器46中时，EPM10醒来。当EPM10醒来时，位于MBM30上的高效切换调整器80由GDM20切换为通，为整个计费表供5伏的电。GDM20用电阻器58连续测量读卡机接纳器46吸收的电流并在检测到超过预定阈值的电流(例如50mA)时烧断。
GDM20上的低电池检测器54，(图4中所示)，每小时监测电池电压一次，如果它24小时内一直检测低电池阈值，就标记一“低电池”状态并将EPM10置于“低电池”状态。GDM20监视每小时的电池状态，但MBM30上的主处理器34计算并清除为此状态，以将“低电池”小时数延长为“低电池”天数。这使系统10能够忽略归因于大量瞬间使用和/或低温的暂时“低电池”状态。如果在任何时间电池电压下降到可接受的工作极限以下，EPM10立即变为“出故障”状态。建议在冬季开始时更换电池56，因为电池容量在低温下受损。
在-40℃到+85℃的温度范围内，EPM10的低电池阈值为3.6V。为确保满足温度规范，所有电子元器件应选择在上述温度范围内。EPM还可通过覆盖防止其他环境因素，例如湿度。为了改进覆盖过程，集成电路(IC)应在可能的地方作表面安装，且所有的电子器件应是暴露的。
总之，本发明涉及具有用于接纳和鉴别多个IC卡的装置的电子停车计费表或电子支付设备(EPD)。该设备包括两个微处理器和两个用于管理硬币和IC卡交易和存储当前有先前的交易数据的存储器。
处于休眠方式的静止功耗小于600mW。除了低静止功耗和取决于正执行何种功能以外，该系统为设备的不同部分接通电源和关断电源，以节省电池电源。
GDM20提供一种混合方式图形和图标显示器，其至少以两种语言提供字符字体，且图形显示高度不小于12mm，以具有较大可视性。
保护电路以及卡交易能力使电子支付设备(EPD)适用于无人看管的脱机应用。
可对上述本发明实施例进行许多种修改、变更和改进而不偏离所附权利要求定义的本发明范围。
权利要求
1．一种多电子支付式停车计费表，包括输入/输出装置，用于与用户进行人机对话并根据定义一停车计费表事件的用户行为产生中断信号；第一存储装置，用于存储多个图形消息和图标；混合方式显示器，用于显示所述图形消息和/或所述图标；低功率微控制器，用于控制所述第一存储装置与所述混合方式显示器之间的信息传送，并在收到所述中断信号时产生一唤醒序列；第二存储装置，用于存储操作系统和用户数据；处理装置，用于根据所述唤醒序列从一种休眠方式切换到一工作方式，确定所述中断信号的信号源，以及在所述操作系统的监督下相应地控制所述所述混合方式显示器、所述第一和第二存储装置。
2．如权利要求1所述的停车计费表，其中还包括一个实时连续运转时钟，用于显示时间和日期信息，并尽量以规则间隔启动所述唤醒序列。
3．如权利要求1所述的停车计费表，其中还包括一个存储体开关系统，用于对所述第二存储装置寻址。
4．如权利要求1所述的停车计费表，其中还包括一个输入扩展端口和一个输出扩展端口，用于扩充输入/输出和访问所述处理装置的性能。
5．如权利要求1所述的停车计费表，其中还包括一安全存取组件，用于确定智能卡的类型，鉴别所进智能卡，及启动所述智能卡与所述处理装置之间的交易。
6．如权利要求1所述的停车计费表，其中所述用户数据包括当前交易数据和先前交易数据。
7．如权利要求1所述的停车计费表，其中所述输入/输出装置包括一读卡机组件，用于接受卡和从所述卡检索权利信息及向所述卡存储权利信息；一键，用于选择操作类型和停车时间量；以及一事件检测器，用于在启动所述键时产生所述中断信号。
8．如权利要求7所述的停车计费表，其中所述读卡机组件包括一个读卡机接收器，用于接收卡并与所述卡建立多个通信点；以及一个卡检测器，用于在将一卡插入所述卡接纳器中时触发所述事件检测器。
9．如权利要求7所述的停车计费表，其中还包括一大电流保护装置，用于连续监视提供到所述读卡机组件的电流并在所述电流大于预定阈值时禁止所述停车计费表工作。
10．如权利要求7所述的停车计费表，其中所述读卡机组件还包括一过电流/过电压保护电路。
11．如权利要求7所述的停车计费表，其中所述输入/输出装置包括一硬币接收和识别组件，用于在插入硬币时向所述事件检测器发信号。
12．一种多电子支付式停车计费表，包括一读卡机组件，用于接受卡和从所述卡获取所关心信息及向所述卡存储所关心信息；一键，用于选择操作类型和停车时间量；以及一事件检测器，用于在所述读卡机组件或/和所述键检测到用户动作时产生一定义停车计费表事件的中断信号；第一存储装置，用于存储多个图形消息和图标；混合方式显示器，用于显示所述图形消息和/或所述图标；低功率微控制器，用于控制所述第一存储装置与所述混合方式显示器之间的信息传送，并在收到所述中断信号时启动一唤醒序列；第二存储装置，用于存储操作系统和用户数据；处理装置，用于根据所述唤醒序列从一种休眠方式切换到一全功率工作方式，确定所述中断信号的信号源，以及在所述操作系统的监督下相应地控制所述所述混合方式显示器、所述第一和第二存储装置。
13．如权利要求12所述的停车计费表，其中还包括一个实时连续运转时钟，用于显示时间和日期信息，并尽量以规则间隔启动所述唤醒序列。
14．如权利要求12所述的停车计费表，其中还包括一个存储体开关系统，用于对所述第二存储装置寻址；一个输入扩展端口和一个输出扩展端口，用于扩充输入/输出和访问所述处理装置的性能；一大电流保护装置，用于连续监视提供到所述读卡机组件的电流并在所述电流大于预定阈值时禁止所述停车计费表工作。
全文摘要
双处理器电子停车计费表(EPM)接受多个ISO智能卡并认可购买时间的付费。它具有一读卡机组件(CRM),其接受/确认对智能卡实行的交易还接受连接到用于收税款、表配置和表硬件维护的数据终端。该EPM包括多语言、智能化、混合方式图形和可视性较大的图标显示器。当空闲时,EPM各部分处于休眠方式以延长电池寿命。当将卡插入CRM中,插入硬币或启动选择停车时间键及操作类型时则醒来。该EPM包含大存储器并能在现场重新编程以支持新卡、不同用户语言和系统参数等。
文档编号G07F17/24GK1233808SQ99105168
公开日1999年11月3日 申请日期1999年4月23日 优先权日1998年4月24日
发明者肯尼思·S·希尔茨, 约翰·D·道克特, 格雷戈里·A·菲尔, 尼尔·S·厄斯金 申请人:杰杰麦凯加拿大有限公司