专利名称：投币操作式电话核算器的制作方法
背景技术：
本发明涉及一种用于投币操作式电话的集成电子硬币接受器和核算器。该集成硬币接受器确认硬币、监视投币电话的现金收集情况并且将信息传送给一中央存储单元。
投币操作式电话站通过塞尖线、塞环线和地线与中心电话局相连。当听筒处于摘机状态时，中心电话局输送最小为23毫安(mA)的极小DC环路电流，它可用作投币操作式电话的电源。当听筒处于挂机状态时，对一投币操作式电话来说可取的作法是实际不从电话线得到任何电流。
电话工业的非规范性使付费电话制造商将许多降低成本的电子功能和特征加入投币电话。这些新设备称为“智能”付费电话，原因在于他们装有一含智能电路的机座以执行多种功能。这些功能不能由通用或“无声(dumb)”付费电话装置执行。通常包括于其中的一个功能是监视、计算和记录所有的现金交易。
至今已采用几种方法来实现在低功率操作的约束条件下对额外付费电话功能和特征的需求。某些情况下，用一内部电池来提供额外的电力。其他投币操作式电话不单独具备全部的先进功能。而其他现有技术投币电话在听筒处于挂机状态时引入几毫安电流为各种功能供电，这样，破坏了可取的作法，并从与该系统相连的其他付费电话中夺取了电力。
使用和维护投币操作式电话花费很大。导致这一花费的一个原因是从投币电话收集钱币的费用，由于它极大地取决于电话的位置，所以各电话间的费用通常也不同。任何可用来降低收集频率的措施均可大大地有助于投币电话的使用。
降低从一特定投币电话取回接收物的成本的一种方法是使收集频率最小。但是，收集频率减少到一定程度将导致接收物的漏失，因为一旦收集箱满，电话就无法工作。另外，由于给定电话充满硬币的速度常常可能变化很大，所以，在某一时段两次收集查看之间的适当时间间隔可能会在另一时段显得过长，可能在第三时段导致不必要的查看。
智能付费电话装置提供的最理想功能是，它们能准确地计算和得到所有预付货币和收集货币的记录。核算器记录收集的钱数，并将收集信息发送给中央存储单元，该中央存储单元利用该信息规划每次收集。有些系统在中央存储单元中包括一些设备和软件以在预定的时间间隔内对远处的核算器进行查询。在其他系统中，只要用户打电话，投币电话核算器就发送核算信息。有几个区域贝尔经营公司(RBOC’s)已投资研制这样一些系统，它们利用收集预测软件如“PDAS”管理硬币收集的数据。其准确监视硬币收集的能力使电话公司能够减小或避免由于漏查结果造成的相当大的经济损失。
有许多类型的电话核算器，不过所有类型的电话核算器都有一个或更多个缺点。例如，有些现有技术核算器要求额外的通信线传输信息，其他的核算器要求另外的电力连接装置。此外，许多现有技术的独立核算器要求对现有投币电话作相当大的修改以便在用户打电话时能够记录核算信息。还有，当听筒处于挂机状态时，现有技术核算器发送信息，此时用户若摘下听筒，将没有拨号音，从而使用户无法打电话。
此外，尽管具有核算功能的智能付费电话具备老式无声付费电话不具备的优点，但是它们的应用仍表现出许多问题。例如，许多智能付费电话装置并不象它们将取代的无声付费电话装置那样结实、耐用和可靠。另外，用于智能付费电话的电子机座在制造、安装和维护方面的花费是无声机座的许多倍。还有，需要专门的技术来安装、维护和维修智能付费电话，这些技术无法与维护无声付费电话装置的服务人员目前所运用和需要的技术相比。再有，有些智能付费电话装置用起来很复杂，常常不能使用户满意，而对于无声付费电话，由于长期使用，它们对用户来说既熟悉又友好。最重要的是，RBOC’s已经对目前使用的标准或无声付费电话作了相当大的投资，因此希望将它们的潜在寿命延长几年。许多RBOC’s无法证明放弃他们的标准、无声付费电话而使用更昂贵却仍需付费的智能电话的合理性。
这样，就非常需要将一种简单便宜的硬币核算器装入无声付费电话的机座内。还需要提供一种简单便宜而且具有核算功能的电子硬币接受器，它用来接至无声付费电话或可能缺少核算功能的智能电话。
这里提出一种具有核算功能的低成本、电话线供电的低功率集成电子硬币接受器。总的来说，这种集成硬币接受器包括硬币确认和核算电路，它们用来确认投入的硬币，并监视、存储和传送核算数据。这种集成硬币接受器可以改型为无声付费电话机座，或可以与智能付费电话机座相连，只是要求将机座接至投币电话。另外，这种集成硬币接受器不需要修改中心电话局的设备，并且可以由电话网单独供电操作。
本发明的一个方面是一种集成硬币接受器，包括一硬币通道；至少一个硬币传感器；核算电路；电话机座接口电路；和控制装置。可以包括一微处理器和相关电路的控制装置接至硬币传感器、核算电路和接口电路。该集成硬币接受器确认硬币、付还硬币、监视核算情况、保存核算数据以及将核算数据传送给中心电话局。
这种集成硬币接受器的一个优选实施例可包括以下特征接至控制装置、存储装置和核算电路的电池在掉电或付费电话处于挂机的情况下供电。核算电路包括一DTMF收发装置；RAM存储器；EEPROM存储器；实时时钟；电池控制电路；和一电话线接口电路。一指示装置用来指示电话线上有足够的电力为该集成硬币接受器的各个功能供电。安装在付费电话外壳中的情况监视开关，报告拱门何时打开或现金箱何时拆除。该情况监视开关可以包括一支架；一套壳；一固定装置；一插棒式开关；和一条监视线，它接至核算电路。另外，检测装置监测电话线确定听筒何时挂机，检测中心电话局的收集和付还操作，以及存储指示它们发生的指示信号而不耗费电话线的任何电力。该检测装置可以包括一检测电路；一收集锁存器；一付还锁存器；一控制电路和一电池。此外，一摘机检测电路在核算数据通信期间监视听筒，并在付费电话处于摘机状态时产生一打开开关时间间隔。该摘机检测电路进行工作以便在这种情况下将拨号音返还给用户。该摘机检测电路还可以包含在核算器件中，它可以包括一机械继电器；一核算继电器；一比较器和控制装置。
本发明的另一方面涉及一种监视硬币收集的付费电话情况监视开关。用预留付费电话机座孔安装该开关，该开关包括一支架；一套壳；一固定装置；一插棒式开关配件和一条监视线。该情况监视开关便宜、易于安装，并且易于接至核算电路。
根据本发明的另一方面，描述了一种环路长度指示电路，用来指示是否有足够的电话线电力使一投币操作式电话正常工作。该指示电路可以包括一监视装置；控制装置和指示装置。监视装置可以是一电压检测电路，指示装置可以包括一LED、一音响驱动器、一音响报警器或这些指示器的一种组合。
根据本发明的又一方面，提供一种付费电话的电路，用来在听筒处于挂机状态时检测和存储中心电话局的收集与付还情况。该电路不耗费电话线电力，包括一检测电路；一收集锁存器和一付还锁存器，二者连接在一起组成双稳态结构；一控制电路和一电池。
本发明的再一方面提供一种安装到一付费电话机座的低功率硬币接受器，该机座包括一指示装置，该指示装置用来指示是否有足够的电话线电力供给付费电话。该硬币接受器包括一硬币通道；至少一个硬币传感器；控制装置；监视装置和指示装置。该指示装置可以包括一LED；一音响驱动器；一音响报警器或其组合。该低功率硬币接受器还可以包括核算电路。
本发明将电子硬币接受器的被证实的可靠性和期望的硬币统计、电话线电力指示以及摘机检测功能结合起来。在核算通信过程中，该检测电路在用户从叉簧开关上将听筒拿起以使其处于摘机状态时将拨号音返还给用户。该检测电路还切断来自付费电话键盘的电力，以防止核算数据中断。通过以下方式使这些特征有助于降低付费电话拥有者的成本，即，准确地统计投入的硬币；使收集规划最合理；和只要付费电话听筒处于摘机状态，用户就能打电话。另外，用这种集成硬币接受器降低了布线的复杂性，原因在于，没有与电话机座叉簧开关直接连接的装置，从而缩短了安装时间。
根据以下的详细描述，并且根据权利要求书，本发明的其他优点和特征将变得很明显。
图1表示接至中心电话局的投币操作式电话；图2是集成硬币接受器实施例的上部的局部侧剖视图；图3A是图2集成电子硬币接受器实施例的透视图；图3B是一电话机座上部外壳的局部剖开透视图，表示保护开关的两个可能安装位置；图4是控制板实施例的简化示意性框图5是硬币识别板的简化示意性框图；图6A、6B和6C是电话电力检测电路的示意性框图；图7是一收集或返还检测电路的示意性框图；图8是一摘机检测电路的示意性框图。
图1表示一典型的投币操作式电话或付费电话2，它通过三条线(电话线)接至中心电话局4，这三条电话线称作塞尖线6、塞环线8和地线9。如图1所示，电话2包括听筒10，它有用手柄13连接的送话器11和受话器12；键盘14；投币口16；和硬币返还槽18。当用户未使用该电话时，听筒10搁置在托架19上，压住弹顶叉簧开关20。当听筒10处于图1所示的位置时，开关20处于“挂机”位置。当把听筒10提出托架19时，则开关20不再受压，这时它处于“摘机”位置。
中心电话局4通过塞尖线6和塞环线8供应各种大小和极性的D.C.电压，当听筒10处于摘机状态时，电话2借此产生操作功率。变化的DC电压和AC振铃电压由投币电话2译为操作命令，用以控制其操作。当听筒10处于挂机时，电话2基本上不从塞尖线6或塞环线8得到电力。但是，电话2通常在备用状态下利用来自内部电池的少量电力进行状态监视。
用户拿起听筒10打电话，由此把开关20从其受压位置释放出来。电话2进入其摘机状态，开始从塞尖线6和塞环线8得到电力以进行通话。接着，用户将足够数目的硬币插入投币口16以支付电话费用，并用键盘14拨号。所拨的号码传送给连接通话的中心电话局4。用户通过挂上电话来完成通话，然后，当接到来自中心电话局4的收集信号时，电话2收集投入的货币。
图2是集成硬币接受器30实施例上部的局部剖开侧视图。图中示出用户的一个硬币31正通过电话2的前面板33中的投币口16插入。从投币口16开始，硬币31经过多个硬币检测器和传感器34、35、36和37。在经过最后一个传感器37之后，硬币31落在活门38上，活门38将硬币31导入硬币记帐斗39或导入返还滑槽40，返还滑槽40将硬币31导入硬币返还槽18(见图1)，用户可从硬币返还槽18取回硬币。在从口16到硬币记帐斗39或硬币返还滑槽40的过程中，硬币31沿接受通道A或沿拒收通道B前进，通道A如图2中实线所示，通道B如图2中虚线所示。
每个传感器34、35、36和37产生一个电输出信号，该信号用作处理元件或微控制器或微处理器的输入信号，它们确定该硬币是否可以接受，并确定其面额。微处理器还产生用来控制活门38位置的输出信号，以使活门38沿通道A或通道B引导硬币。微处理器还控制向活门38供能的电源。这样，微处理器处理来自传感器34、35、36和37的电输出信号，产生活门控制信号，并控制活门电源。关于硬币甄别和确认功能以及活门功能的微处理器控制的细节在本发明申请的范围之外，但是，可以在例如美国专利US-4842120(“JamReducing Apparatus For Use In A Coin Operated Machine”)、4953681(“Compact.Low Power Gate Apparatus For Coin OperatedMachines”)、4538719(“Electronic Coin Acceptor”)、5167313(“Apparatus for Improved Coin,Bill and Other CurrencyAcceptance and Slug or Counterfeit Rejection”)、5330041(“Apparatus for Improved Coin,Bill and Other CurrencyAcceptance and Slug or Counterfeit Rejection”)、5443144(“Apparatus for Improved Coin.Bill and Other CurrencyAcceptance and Slug or Counterfeit Rejection”)中找到它们，这些专利已转让给本发明的受让人。此外，付费电话低功率控制装置的另外细节在美国专利US-4926458(“Low Power Control ApparatusFor A Coin Operated Telephone”)和4979208(“Method AndApparatus For Electronic Payphone Open Switch IntervalManagement”)中有述，这二者已转让给本发明的受让人。这些美国专利的公开内容在此引入作为参考。
图3A是图2中可独立应用的集成电子硬币接受器30实施例的透视图。该集成硬币接受器30执行硬币确认和核算操作，包括向中心电话局传送核算数据。该装置30可作为初始装置装入付费电话，或可用作现有无声付费电话机座例如Western-Electric D-set机座的改型。另一方面，该集成硬币接受器可以与一智能机座相连。
参见图3A，集成硬币接受器30包括投币口16，投币口16引至含硬币传感器(见图2)的硬币通道。测试按钮42和两个LED44、46位于该装置的侧面，它们用来初始化核算功能。(这些LED也可用来提供以下所述的电话状态信息。)电池盖25保护电池(图中未示)更换孔。该电池是一种高能长效电池，它优选有至少5年的寿命，尺寸可以为“AA”，额定电压为3.6伏，用来为以下将提到的某些功能供电。接线端子47接入塞尖线6、塞环线8和地线9。包括套壳50和插棒51的保护开关49用来监视付费电话机座内的拱门或硬币箱，该开关49有一条线52，线52接至集成硬币接受器的插孔53。保护开关49由电话线或可更换电池供电。图中示出引出插头55用来接至插座56，并用来将塞尖线、塞环线和地线从集成硬币接受器接至电话机座。另外，接至集成硬币接受器的14芯电缆57插入电话机座。该电缆57在电话机座与集成硬币接受器之间供电并提供控制信号，也可以修改该电缆57以与各种无声或智能机座的电路相连。
当把集成硬币接受器30改型为带有无声机座的现有付费电话时，塞尖线6、塞环线8和地线9直接接至接线端子47，安装人员用测试按钮42初始化和测试核算功能。例如，安装人员提起听筒10使其处于摘机状态，拨打中心电话局的预置号码。然后着手对集成硬币接受器的核算电路执行安装协议程序。当完成安装程序时，安装人员按下测试按钮，挂上听筒。然后执行核算功能，至少有一个LED’s44、46闪烁，以指示正在进行核算工作。当核算初始化结束时，一个或两个LED的闪烁将持续预定的时间，然后熄灭以指示安装人员核算程序执行成功。
图3B是电话机座45下部壳体的局部剖开透视图，用以示出图3A中保护开关49的两个可能的安装位置“A”和“B”。一固定螺钉或其他连接装置41穿过套壳的固定开口48，将其安装到支架43上。支架43能固定到付费机座中的至少两个预留开口上。在位置“A”，插棒51通过一现有方孔54装配到电话机座45下壳体的前面，用以监视付费电话的拱门58。若电话机座因破坏行为而遭到损害，使得方孔54变形，则可将支架43固定在位置“B”，以使插棒51对准现有圆孔59，如图所示朝向机座的后部。在这种结构中，保护开关49监视付费电话内的硬币箱(图中未示)。该保护开关49易安装，无需在电话机座45的下壳体中钻孔。若拱门被打开或硬币箱被拆除，则开关49向集成硬币接受器30的核算电路发送信号。这样，保护开关49监视实际情况，即现金箱的拆除。
图4是控制板60实施例的简化示意性框图，该控制板60含图3中集成硬币接受器30的电路。塞尖线6、塞环线8和地线9固定到接线端子47上，并且接至电源控制和继电器驱动器62、电源64以及驱动器65。电源控制和继电器驱动器62还接至接线端子56，接线端子56用来将地线、塞尖线和塞环线接至电话机座。微处理器66、可编程逻辑装置(PLD)电路68、实时时钟70和DTMF电路72经如图所示的标准数据总线连接在一起。DTMF电路72是一收发装置，它能发送和接收DTMF声音信号。在板60上还有线路均衡与硬币信贷(credit)电路74；摘机检测电路76；复位电路78；低功耗和唤醒电路80；活门驱动器82；接至接线端子54的电池电力控制电路84；电源开关电路86；付还和收集检测电路88；收集/付还/安装开关锁存电路90和中断发生器92。另外，图中示出硬币箱开关接线端子53、电池接线端子54、内置自测试接线端子94、配线接线端子95和硬币识别板接线端子96(见图5)。
用于集成硬币接受器30的适用微处理器66是一种8位80L31微控制器，它的工作电压为3伏，包括256字节的内部RAM,16K的ROM或EPROM，最大时钟速度为20MHz。该微处理器66进行以下工作确认硬币；接受硬币；机座接口功能；硬币核算；内置自测试(BIST)接口功能；与中心电话局的通信软件接口功能和电力管理功能。所监视和记录的核算情况包括以下情况但并不限于它们拱门开关或现金箱拆除的活动；收集/付还的情况；安装开关的活动；在塞尖线或塞环线上出现某些DTMF声音；确认硬币的信贷和实时时钟警报。微处理器何时向中心电话局发送核算通话的例子包括以下内容但并不限于它们存在硬币箱拆除警报；存在收集情况；存在规划好的报告；或需要测试通话时。
集成硬币接受器30监视发生于打开开关时间间隔(open switchintervals,“OSI”)内的所有情况，它们是线供电中断(line powerinterruptions)，可持续3秒或更长时间，集成硬币接受器30还在电池供电的存储器中保存所有关键信息。OSI响应于某些情况不时地出现，这些情况例如是用户交互作用或初始速率核查、收集与付还情况以及其他情况。具体地说，PLD电路68包括随机存取存储器(RAM)，它与微处理器66分开或在其外部，由电池供电。该外部RAM包含核算数据与硬币接受参数，它一直通电，以便在电话线掉电的情况下，使包括核算数据的所有关键性数据受到保护。由于这些关键性信息已经驻留在外部RAM中，所以当检测到OSI时，不必将数据移入存储器中。相反，现有技术核算器试图在掉电时保存关键性核算数据，从而有核算信息出错或丢失的危险。
微处理器66还能在不执行任何指令时进入“低功耗”操作模式，该模式使总线不工作。若在此时出现OSI，则它对集成硬币接受器30来说很明显，无需做任何工作。但是，若微处理器正在执行指令时出现0SI，则采取步骤进入睡眠操作模式。具体地说，微处理器有一掉电输入信号，它定期受到监视，以确保有足够的电力用来支持适当的程序执行操作。有效的掉电输入信号指示已经掉电，只剩最多17msecs的供电时间。此时，微处理器中止所有的活动，进入睡眠模式，以降低该系统的电力需求，并且使总线不工作。微处理器的内部定时器每隔1msec就中断睡眠模式一次，以核查掉电输入信号。掉电输入信号的这一采样过程一直持续到控制板电容器的电能耗尽或检测到电力恢复为止。根据正常电力已经恢复的检测结果，微处理器在其中止处继续进行处理。
电源开关电路86产生所需用来执行控制板各种功能的所有电压。塞尖线6、塞环线8和地线9由电源控制电路62根据硬币接受器30的逻辑条件被切换到电话机座。在正常硬币滑入模式期间，即当用户提起听筒使其处于摘机状态从而从塞尖线和塞环线得到电力时，在接线端子95上输入来自机座的电力，接线端子95上接有配线电缆57(见图3)。
集成硬币接受器30可以具有内置自测试(BIST)功能。数据接口线连接到集成硬币接受器的接线端子94上，并连接到个人计算机上。服务人员在向用户运货之前利用个人计算机和BIST功能来测试集成硬币接受器。
图5是硬币识另板100的简化示意性方框图。接线端子101用来使硬币识别板100在接线端子96(见图4)上与控制板60相连。板100包括专用集成电路(ASIC)102；EEPROM电路104；LED44、46，它们可以是绿色和红色；测试按钮42；振荡元件106；振荡允许电路108和唤醒电路110。ASIC102接收来自振荡元件106的输入信号，振荡元件106接至硬币通道中的传感器，ASIC102还产生硬币特征数据，控制板60上的微处理器66用这些数据来确认硬币。
当付费电话用户拿起听筒时，微处理器66进入硬币滑入操作模式。在硬币滑入模式过程中，根据所接受的硬币，在五分、一角和二十五分接口线上发出信贷(credit)信号。另外，微处理器控制用来将塞尖线和塞环线接至电话机座的继电器，并在硬币确认和声音发生的过程中开关线路均衡电路。声音发生通常由机座控制。监视硬币信贷数据并且将其存入外部随机存取存储器(RAM)，该存储器由电池供电，以便能在迟一些的时刻将数据传送给中心电话局的主计算机。核算数据以中心电话局规定的格式传送。
将核算操作模式定义为集成硬币接受器30控制塞尖线6和塞环线8的时刻。当听筒处于挂机状态并且集成硬币接受器进入核算模式时，从塞尖线和塞环线中得到电力。在核算模式下，通过DTMF电路72，微处理器66与中心电话局建立双向通信。这种通信发生于安装时，或者在用于定时事件的实时时钟70发出警报之后，或在涉及拆除硬币箱或打开拱门的实际情况发生时。具有核算功能的集成硬币接受器30的电路包括DTMF电路72；PLD电路68中的静态RAM存储器；EEPROM存储器104；实时时钟70；电池和控制电路84；以及电源控制和继电器驱动器62，它与塞尖线和塞环线相连。
集成硬币接受器30把不同操作的电力管理分为几个不同的模式。例如，若听筒处于挂机时而无任何活动，则基本上不耗电。在核算模式过程中，微控制器66、核算电路和PLD电路68工作，耗电少于20mA。当听筒处于摘机状态而硬币接受器正在等待硬币投入时，起动振荡器110耗电少于1mA。当一硬币落下且正在确认时，耗电约6mA。接着，若接受硬币，接受门38移动，耗电约15mA；而在硬币声音发生过程中，耗电约2.5mA。这样，用户投入硬币使得接受门38工作，并在塞尖线和塞环线上产生硬币信贷声音时所耗费的电力最大。
图6A、6B和6C是简化的示意性框图，它们表示不同的电路结构，这些电路用来检测与指示是否从中心电话局得到足够的电力(至少23mA)使该系统中的投币操作式电话正常工作。应理解的是，图6A、6B和6C的电路可以是集成硬币接受器30的一部分，或者可以分别加到现有无声或智能电话上。每个电路测量在几个位置处采样得到的电力条件，这几个位置包括塞尖线和塞环线、或线路均衡线、Vexternal线、或线路均衡线与Vexternal线的组合位置。每个电路包括微处理器，它带有辅助电力检测程序或其他逻辑控制电路；和通过视觉或听觉向服务人员指示电力条件的装置。该微处理器可以与集成硬币接受器30的控制板60上的微处理器66相同，或者可以是一分开的装置。
图6A是一环路长度指示电路120的简化示意性框图，该电路120可安装在付费电话中。电压检测电路122接至包含在付费电话机座130中的A继电器线圈132和均衡网络134。该付费电话机座130可以容纳一无声装置或一智能装置，塞尖线6和塞环线8接至其上。二极管桥路136、A继电器线圈132和均衡网络134在线路均衡进线138、线路均衡出线140和Vexternal线142上产生信号。一般把平衡网络134看作电压源，必要时它通过向地分流来维持塞尖线和塞环线之间的相对恒定的阻抗。线路均衡进线138是均衡网络134的高压边，而线路均衡出线140是其低压边，必要时，电流通过线路均衡出线流出机座130。线路均衡进线经一开关和一33欧姆电阻(图中未示)接至线路均衡出线，但是在接受门受到激励时，用250欧姆门电阻代替该开关与33欧姆电阻串联。Vexternal线142从线路均衡进线引出，如图所示，在一端最好把它模拟成接地的齐纳二极管电压源，在其另一端模拟为接至线路均衡出线的电阻。
当均衡网络134自动对各种环路长度调整负载阻抗时，线路均衡进线138上表现出的电压电平与环路电流成正比。线路均衡进线上的电压由电压检测电路122识读，若检测到的电流小于最小环路电流，则电压检测电路122向控制逻辑电路124发信号。然后控制电路124起动一视觉报警指示器如LED126，或起动一音响报警电路，或同时起动这二者。视觉报警指示器可以是图3A中所示LED44、46中的一个或两个。另一方面，可以通过线路均衡出线140将一个声音或干扰信号加入听筒10的受话器11(见图1)。
再次参见图6A，不用监视线路均衡进线138，电压检测电路122可监视Vexternal线142上的电压。具体地说，当有23mA的充足环路电流或更多电流时，Vexternal线142上的电压处于调节范围之内。当环路电流下降时，Vexternal不再处于调节范围之内，指示发生故障。然后由电压检测电路122识读Vexternal线142上的电压，若检测到的电流小于最小环路电流，则电压检测电路122向控制电路124发信号。然后，如上所述，控制电路起动一视觉报警指示灯或其他指示装置。
另一方面，图6的指示电路120可以测量从线路均衡进线138流到线路均衡出线140的电流，该电流由33欧姆电阻转换成典型电压。然后由电压检测电路122识读该电阻两端的电压，若检测到的电流小于最小环路电流，则电压检测电路122向控制电路发信号。然后，如上所述起动一视觉报警指示器如LED或其他指示装置。
图6B是一环路长度指示电路121的简化示意图，它包括电压检测电路122；控制电路124；LED指示器126和采样器128。图中示出采样器128与塞环线8相串联，不过也可以与塞尖线6相串联，采样器128检测该线上的电流。采样器的输出信号由电压检测电路122识读，若检测到的电流小于最小环路电流，则电压检测电路122向控制电路发信号。然后控制电路起动一视觉报警指示器如LED126，或起动一音响报警电路，或起动这二者。另一方面，可以将声音或干扰信号加入听筒10的受话器11。
图6C是一环路长度指示电路150的简化示意图，它将直接接至电话系统的塞尖线6和塞环线8。当电话处于摘机状态时，所测得的塞尖线与塞环线之间的电压正比于流过的环路电流，这样，电压检测电路152将能经受高压瞬变过程。塞尖线和塞环线之间的电压由电压检测电路152识读，若检测到的电流小于最小环路电流，则电压检测电路152向控制电路154发信号。然后控制电路154起动一视觉报警指示器如LED156，或起动一音响起动电路158，以便通过线路均衡进线将一声音或干扰信号加入听筒10的受话器11，或向一服务人员提供指示。
图7是一收集/付还检测电路88的简化示意性框图，该电路88在电话处于挂机时检测和存储收集与付还信息，基本上不耗费来自电话线的电力。电路88可以是集成硬币接受器30的一部分，或者可以是用来安装到智能或无声电话机座上的独立核算电路的一部分。参见图7，塞尖线6接至一检测电路172，该检测电路172接至电池174。该电池和检测电路还接至两个锁存器176和178，两个锁存器176和178一起连接成一双稳态结构，这些锁存器和电池接至一控制电路66或微处理器。
当用户在通话之后挂上听筒时，电话叉簧开关20如图7所示打开，中心电话局执行收集或付还操作。中心电话局使塞尖线与塞环线之间失电，而使塞尖线与地线之间得电，以使电话机座130中的记帐斗工作。通常，350msecs或更长周期的41mA或更大的塞尖线到地线的电流指示硬币处理过程，其中正极性信号表明硬币的收集，负极性信号表明硬币的付还。在此期间，塞尖线与塞环线之间无电，而核算信息很重要，必须记录下来。这样，检测电路88执行如下检测功能和信息保存功能。当持续350msecs或更长的41mA收集信号或正极性信号由电池供电检测电路172检测到时，它发送一信号使锁存器176置位。类似地，若检测到同样强度的付还或负极性信号，则发送一信号使锁存器178置位。一旦这些锁存器中的一个置位，则另一个锁存器锁定，直到来自控制电路66的线179上一复位信号对这些锁存器复位为止。这样，借助电池174的极小电力得到收集或付还的情况，而不用任何来自塞尖线和塞环线的电力。
若一用户摘下听筒以使其处于摘机状态，或有一核算情况出现，则塞尖线和塞环线的电恢复，集成硬币接受器30的电路再次工作。然后由控制电路66核查锁存器176和178的状态，若锁存器176已置位，则更新存储在存储器中的硬币数。控制电路66接着在线179上发出一个复位信号，使两个锁存器复位，为可能在用户挂机之后产生的新信息作准备。
图8是一简化的示意性框图，它表示集成硬币接受器30的摘机检测电路76(它也在图4中示出)。该检测电路76可以由电话线供电或电池供电。另外，本领域的普通技术人员可理解的是，可以将摘机检测电路76加到现有的电话核算器或其他独立使用的电路上。
图8的摘机检测电路用来检测这一情况，即，在集成硬币接受器处于核算模式期间，听筒10何时从托架19(见图1)上取下。这是一个重要的情况，原因在于，当电话在核算模式期间处于摘机状态时，必须向用户提供拨号音，且必须采取措施以防止正被传送给中心电话局的核算信息中断。
参见图8，从中心电话局来的塞尖线6、塞环线8和地线9直接接入集成硬币接受器30。塞尖线和塞环线通过机械继电器160或类似控制器件接至电话机座130。地线接至接线端子47，并且直接接至接线端子56。在付费电话正常操作期间，继电器160的开关闭合，核算继电器162的开关163和165打开，开关167闭合。这样，机座和集成硬币接受器之间的地线131正常连通。当听筒10处于挂机时，如图所示，叉簧开关20打开。当用户希望打电话时，从其托架上提起听筒，使得叉簧开关20闭合，中心电话局就提供拨号音。
若集成硬币接受器30进入核算模式而听筒处于挂机时，则核算继电器162受到激励，使开关163和165闭合，通过桥路164将塞尖线和塞环线接至微处理器66。然后，随着硬币接受器30利用通过核算继电器162提供的电压得电，中心电话局提供拨号音。(核算继电器162由电池供电，它是图4所示电源控制电路62的一部分。)微处理器66识别核算情况，拨打存储在电池供电存储器中的预编电话号码，从而报告核算信息。一旦拨号开始，中心电话局就取消拨号音。因此，若在核算通信期间有用户试图通过提起听筒来打电话，除非采取措施迅速终止核算模式返回拨号音，否则她可能听到的是核算通信的声音而无法打电话。
在核算模式调入的进程中，核算继电器162充当叉簧开关，开关163和165闭合以向集成硬币接受器30供电，但开关163打开以断开机座与硬币接受器之间的地线131。当使听筒处于摘机状态时，叉簧开关20闭合，使桥路136产生一电压。那么，A继电器线圈132受到激励，将信号Vsense发送给比较器166，比较器166产生摘机信号161，将其输入给微处理器66。该摘机信号由微处理器识别为对拨号音的请求，微处理器利用机械继电器160和核算继电器162产生0SI序列。具体地说，一旦接到摘机信号，微处理器就激励机械继电器160，以打开其开关，使机座130与塞尖线和塞环线断开。然后，对进行中的核算通话在以后的时间内重新规划，将至少3秒的OSI时间间隔编制给(图4所示的)实时时钟70，以保证中心电话局产生新的拨号音。然后，激励核算继电器162，以打开其开关，使集成硬币接受器30与塞尖线和塞环线断开，产生一开环情况。当至少3秒的OSI时间间隔过去时，核算继电器162受到激励，将塞尖线和塞环线连接上，使集成硬币接受器30得电，有一新的拨号音。随着这一情况的出现，微处理器66识别出由自起动OSI产生的拨号音，使机械继电器160闭合，使核算继电器162打开。因此，拨号音返回机座听筒，完成OSI序列，并允许用户打电话。
所以，当在核算模式期间用户提起听筒使叉簧开关20闭合时，摘机检测电路76检测机座130与集成硬币接受器30之间电压的变化，而不是直接监视叉簧开关20的状态。然后，微处理器66如上所述随着一个打开开关间隔(OSI)序列进行处理。通过以这种方式进行处理，使核算信息进一步受到保护，原因在于当OSI出现时，塞尖线6和塞环线9从机座上断开，从而断电，使付费电话键盘14(见图1)无法使用。这防止了电话用户通过把来自键盘的额外的DTMF声音加入核算信息中而无意地中断核算数据。
若在核算模式期间但在集成硬币接受器30向中心电话局拨号之前检测到摘机的情况，则用实时时钟70来重新规划核算过程，核算继电器162打开。这样，为了进行核算而由核算继电器162准备供给微处理器的当前拨号音仅仅被改道经过机械继电器160，发送给听筒10，以使用户能打电话。
已经描述了具有核算电路与功能的付费电话集成硬币接受器。该集成硬币接受器与中心电话局所用的核算软件完全兼容，它用来保证在硬币接受器操作和核算数据记录与传送之间的无缝过渡。涉及核算功能的部件包括DTMF收发装置；静态RAM存储器；EEPROM存储器；实时时钟；用于数据保存的电池与控制电路；和接至塞尖线、塞环线和地线的接口电路。本文还公开了其他几个部件和电路，包括用来安装到电话机座外壳内固有孔内的现金箱保护开关；帮助初始化核算功能的简单接口电路，它还用来核查电话线电力的可用性。在核算询问活动期间，集成硬币接受器控制电话线，但是具有这样的电路，即，这种电路在摘机事件发生时，将拨号音返还给用户。这样，对于无声付费电话机座或智能付费电话机座来说，这里所述的低功率集成硬币接受器是一种提供改进的硬币确认与核算功能的低成本解决方案。
权利要求
1．一种投币操作式电话的低功率集成硬币接受器，包括一硬币通道；接至硬币通道的至少一个硬币传感器；核算电路，连接电话系统的塞尖线、塞环线和地线；电话机座接口电路；和控制装置，接至硬币传感器、核算电路和电话机座接口电路。
2．权利要求1的装置，还包括一电池，它接至核算电路和控制装置。
3．权利要求2的装置，还包括存储装置，它接至电池、核算电路和控制装置。
4．权利要求1的装置，还包括指示装置，用来指示有足够的电力执行付费电话的功能。
5．权利要求4的装置，其中指示装置包括监视装置，用来提供一电源信号，该信号指示来自中心电话局的电力能够使投币操作式电话工作；和一指示器，接至控制装置，用来响应于电源信号而提供报警指示。
6．权利要求5的装置，还包括一采样器件，接至电话线的塞尖线和塞环线，还接至监视装置。
7．权利要求5的装置，其中监视装置是一电压检测电路。
8．权利要求5的装置，其中指示器是一发光二极管(LED)。
9．权利要求5的装置，其中指示器是一音响驱动器，用来将一报警信号加入电话的受话器。
10．权利要求5的装置，其中指示器是一音响报警器。
11．权利要求1的装置，其中核算电路包括一DTMF收发装置；RAM存储器；EEPROM存储器；实时时钟；电池控制电路；和接口电路，它用来连接塞尖线、塞环线和地线。
12．权利要求1的装置，还包括一付费电话情况监视开关，用来连接控制装置，还用来安装到一标准付费电话外壳中，以监视硬币的收集。
13．权利要求12的装置，其中监视开关包括一支架，用来在前面的位置或后面的位置处安装到付费电话中的预留开口中；一套壳，有一用来接至支架的固定开口；一固定装置，用来将套壳固定到支架上；一插棒式开关配件，接至有一插棒的套壳，若支架处于前面的位置，则该插棒穿过电话机座中第一固有孔固定，用以监视拱门，而若支架处于后面的位置，则该插棒穿过电话机座中第二固有孔固定，用以监视硬币箱；和一条监视线，接至插棒式开关和核算电路，用来提供指示硬币收集的信号。
14．权利要求13的装置，还包括一电池，它接至监视线，用来向插棒式开关供电。
15．权利要求1的装置，还包括检测装置，它在听筒处于挂机状态时监视电话线，检测中心电话局的收集和付还操作，以及存储指示它们的发生的指示信号而不耗费任何来自电话线的电力。
16．权利要求15的装置，其中检测装置包括一检测电路，接至电话系统的塞尖线；一收集锁存器，接至检测电路；一付还锁存器，接至双稳态结构中的收集锁存器，还接至检测电路；一控制电路，接至收集锁存器的输出端，还接至付还锁存器的输出端；和一电池，接至检测电路、收集锁存器、付还锁存器和控制电路。
17．权利要求1的装置，还包括一摘机检测电路，在与中心电话局进行核算通信期间，当电话处于摘机状态时，该电路产生一打开开关时间间隔，并将拨号音返还给用户。
18．权利要求17的装置，其中摘机检测电路包括一机座继电器，将塞尖线和塞环线接至电话机座；一核算继电器，接至塞尖线和塞环线以及核算电路，其中该核算继电器在集成硬币接受器与电话机座之间还有一地线继电器；一比较器，用来产生一电压信号，该信号接至电话机座叉簧开关电路的输出端；和控制装置，它接至核算继电器和比较器，其中若比较器产生电压信号，则控制装置产生命令，以打开机械继电器、打开核算继电器、在一预定最小时间之后闭合机械继电器，以便中心电话局再提供一个拨号音并且重新安排核算通信。
19．一种为一投币操作式电话提供硬币确认和核算功能的方法，包括将核算电路和硬币确认电路装入一硬币接受器；将硬币接受器的接口电路接到电话线上；和将硬币接受器的电话机座接口电路接到电话上。
20．权利要求19的方法，还包括当电话线不供电或当听筒处于挂机状态时，提供一电池向核算功能供电。
21．权利要求19的方法，还包括设置一指示装置，用来指示电话线上有足够的电力向硬币接受器供电。
22．权利要求19的方法，还包括设置一付费电话监视开关，以监视硬币的收集。
23．权利要求19的方法，还包括设置一检测电路，用来在听筒处于挂机状态时检测收集和付还操作；和存储一个操作的指示信号而不耗费来自电话线的任何电力。
24．权利要求19的方法，还包括设置一摘机检测电路，用来检测核算操作过程中听筒何时处于摘机状态；和产生一打开开关时间间隔，以便返回拨号音使用户能打电话。
25．一种付费电话情况监视开关，利用预留付费电话机座开口安装到一标准付费电话外壳内，以监视硬币的收集，该开关包括一支架，用来在前面的位置或后面的位置处安装到付费电话中的预留开口中；一套壳，有一用来接至支架的固定开口；一固定装置，用来将套壳固定到支架上；一插棒式开关配件，接至有一插棒的套壳，若支架处于前面的位置，则该插棒穿过电话机座中第一固有孔固定，用以监视拱门，而若支架处于后面的位置，则该插棒穿过电话机座中第二固有孔固定，用以监视硬币箱；和一条监视线，它接至插棒式开关和核算电路，用来提供指示硬币收集的信号。
26．权利要求25的装置，还包括一电池，接至监视线，用来向插棒式开关供电。
27．一种投币操作式电话的环路长度指示电路，包括监视装置，用来提供第一信号，该信号指示来自中心电话局的电力能够使投币操作式电话工作；控制装置，接至监视装置，用来处理第一信号，并且在电力不足时产生第二信号；和指示装置，接至控制装置，用来响应第二信号而提供报警指示。
28．权利要求27的电路，还包括一采样器件，接至塞尖线和塞环线，还接至监视装置。
29．权利要求27的电路，其中监视装置是一电压检测电路。
30．权利要求27的电路，其中指示装置是一发光二极管(LED)。
31．权利要求27的电路，其中指示装置是一音响驱动器，用来将一报警信号加入电话的受话器。
32．权利要求27的电路，其中指示装置是一音响报警器。
33．一种用来指示来自电话线的电力是否足以向投币操作式电话的各个电路供电的方法，包括测试电话线中的可用电流值；和激励一指示器，若现有电流小于23毫安，则警告服务人员电话线的电力不足。
34．权利要求33的方法，其中激励一指示器的步骤包括使一发光二极管发光。
35．权利要求33的方法，其中激励一指示器的步骤包括向一音响报警器供电。
36．权利要求33的方法，其中激励一指示器的步骤包括将一警报信号加入电话的受话器。
37．一种用来在一投币操作式电话处于挂机状态时检测中心电话局的收集和付还操作而不耗费电话线电力的电路，它包括一检测电路，接至一电话系统的塞尖线；一收集锁存器，接至检测电路；一付还锁存器，接至双稳态结构的收集锁存器，还接至检测电路；一控制电路，接至收集锁存器的输出端，还接至付还锁存器的输出端；和一电池，接至检测电路、收集锁存器、付还锁存器和控制电路。
38．一种用来在听筒处于挂机状态时检测中心电话局的收集和付还操作而不耗费电话线电力的方法，包括用一电池供电的检测电路监视电话线；检测中心电话局的收集和付还操作；和存储操作的指示信号。
39．权利要求38的方法，其中存储指示信号的步骤包括使一电池供电的锁存器置位。
40．一种用来安装到投币操作式电话机座上的低功率电子硬币接受器，包括一硬币通道；接至硬币通道的至少一个硬币传感器；控制装置，接至硬币传感器用来确认硬币；电话机座接口电路，接至控制装置；监视装置，接至控制装置，用来提供一信号，该信号指示来自中心电话局的电力是否足以使投币操作式电话工作；和指示装置，接至监视装置。
41．权利要求40的低功率电子硬币接受器，还包括核算电路，接至塞尖线、塞环线和地线，还接至控制装置和电话机座接口电路，用来监视硬币收集情况，还用来向中心电话局提供核算信息。
42．权利要求40的装置，其中指示装置包括一音响报警器。
43．权利要求40的装置，其中指示装置包括一视觉报警装置。
44．权利要求40的装置，其中指示装置包括一音响发生器，该发生器用来将一报警信号加入电话听筒的受话器。
45．一种用来接至一付费电话机座的核算电路，在与中心电话局进行核算通信的过程中，该核算电路用来在电话处于摘机状态时产生一打开开关时间间隔，以便使用户接收一拨号音，该电路包括一机座继电器，将塞尖线和塞环线接至电话机座；一核算继电器，将塞尖线和塞环线接至核算电路，其中该核算继电器在核算电路与付费电话机座之间还有一地线继电器；一比较器，接至电话机座中叉簧开关电路的输出端，用来产生一电压信号；和控制装置，接至核算继电器和比较器，其中若比较器产生电压信号，则控制装置产生命令，以打开机械继电器、打开核算继电器、在一预定最小时间之后闭合机械继电器，以便中心电话局再产生一个拨号音并且重新规划核算通信。
46．一种用来在一付费电话将核算数据传送给中心电话局时用一核算装置控制摘机事件的方法，包括检测一摘机情况；打开核算装置与付费电话机座之间的机械继电器；打开一核算继电器，以终止核算数据传送；打开一地线继电器，以断开来自电话机座的返回电流路径；在一预定最小时间之后闭合机械继电器，使中心电话局能返还拨号音；和重新规划核算通信。
47．权利要求46的方法，其中检测一摘机情况的步骤包括检测电话机座与核算装置之间的电压变化；和为一控制电路产生一摘机信号。
48．权利要求46的方法，其中打开地线继电器的步骤切断来自付费电话键盘的电流以防止用户破坏核算数据的完整性。
全文摘要
本申请描述了一种低功率集成硬币接受器(30),它用于一种含核算电路的付费电话。该集成硬币接受器(30)包括:投币口(16);测试按钮(42);两个LED(44,46);电池盖(25);保护开关(49),它包括套壳(50)和插棒(51),用来监视付费电话机座内的拱门或硬币箱,它还有一条用来接至集成硬币接受器(30)的插孔(53)的线路(52);插头(55),图中示出它接至接线端子(56),用来将塞尖线(6)、塞环线(8)和地线(9)接至一无声或智能付费电话机座,以通过一接线端子(47)提供硬币确认和核算功能;和一14芯电缆(57),它接至集成硬币接受器(30),插入电话机座内。
文档编号H04M17/00GK1231796SQ9719819
公开日1999年10月13日 申请日期1997年7月1日 优先权日1996年7月29日
发明者C·M·萨加戴, 小R·C·拉姆布, M·S·泽马尼克, J·L·坦斯基 申请人:马尔斯公司