CN104597812A - 一种跌落自保护电路、控制方法及pos机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种跌落自保护电路、方法及POS机，电路包括总电源开关、控制单元、用电单元、存储单元和重力传感器，用电单元包括MCU单元；总电源开关的输入端接电源输入，输出端接用电单元；控制单元分别与总电源开关的使能端和MCU单元的GPIO口连接；MCU单元还分别与存储单元和重力传感器连接。方法包括重力传感器进行重力加速度感应，当检测到处于自由落体状态时，输出中断信号至所述MCU单元；MCU单元接收到中断信号后立即存储重要数据，存储结束后输出断电信号至控制单元控制总电源开关关断，切断***电源。处于跌落状态时MCU单元将接收到重力传感器发送的切断信号，而后立即进行重要数据的存储，并在跌落前切断***电源，防止在跌落后造成电气损坏。

Description

一种跌落自保护电路、控制方法及POS机

技术领域

本发明涉及POS机领域，具体说的是一种跌落自保护电路、控制方法及POS机。

背景技术

随着科技的不断发展，很多电子设备都具有携带便捷的特点，而轻巧便捷的电子设备在使用过程中经常会出现跌落情况。处于开机状态的电子设备在跌落后遭到猛烈撞击，将对设备造成较大的损坏，如手持移动POS终端设备在低落后遭到瞬间的冲击，很容易出现短路情况，对POS设备的电气性能方面造成损伤。

现有很多电子设备，如POS机产品在防跌落保护中普遍采用在结构上做缓冲设计来降低跌落时的冲击力；缓冲设计对于电子设备的显示屏、扫描头等器件在结构方面有较大的保护用处，但是单纯的缓冲设计不仅加重设备的重量和体积，显得笨重；而且一旦跌落高度较高，对设备的内部电路的保护便不起作用，防跌落保护效果不明显。由于碰撞时电子设备，如POS机的很多接口都带电，连接器的PIN脚接触有可能出现反复的瞬间接通和断开的冲击，又或者出现PIN脚错位的短路情况，这些情况都将对电子设备的电气性能造成损坏；再来，若主板上的屏蔽盖或其他金属器件由于跌落碰撞而脱落，接触到主板上的带电电路，将造成短路现象，加重对设备内部的损坏。因此，有必要提供一种跌落自保护电路、控制方法及POS机，以便很好的解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种跌落自保护电路、控制方法及POS机，解决电子设备在发生跌落后对内部电路结构造成电气性能方面的损伤问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种跌落自保护电路，包括总电源开关、控制单元、用电单元、存储单元和重力传感器，所述用电单元包括MCU单元；总电源开关的输入端接电源输入，输出端接用电单元；所述控制单元分别与所述总电源开关的使能端和所述MCU单元的GPIO口连接；所述MCU单元还分别与所述存储单元和重力传感器连接。本发明提供的另一个技术方案为：

一种跌落自保护电路的控制方法，使用上述的一种跌落自保护电路，

通过控制单元控制总电源开关导通，为包括MCU单元的用电单元供电；

重力传感器进行重力加速度感应，当检测到处于自由落体状态时，输出中断信号至所述MCU单元；

MCU单元接收到所述中断信号后存储重要数据，存储结束后输出断电信号至控制单元控制总电源开关关断，切断***电源。本发明还提供有技术方案：

一种POS机，其特征在于，包括上述的跌落自保护电路、扫描头、磁卡驱动和LCD屏；所述总电源开关输出端中与所述MCU单元连接的一路分别与所述扫描头、磁卡驱动和LCD屏连接。

本发明的有益效果在于：本发明区别于现有技术的电子设备在防跌落保护中普遍采用在结构上的做缓冲设计的方法，仍然无法避免电子设备在跌落过程中对内部的电路造成电气性能的损坏，严重还可能烧毁内部电路的问题。本发明提供一种跌落自保护电路、控制方法及POS机，通过在电源输入与***供电之间串接总电源开关，由与MCU单元和总电源开关之间的控制单元来控制电源的接通与关断；当重力传感器检测到设备处于自由落体状态时，立即发送中断信号至MCU单元，MCU单元立即进行重要数据的存储，在存储完毕后通过控制单元控制总电源开关切断整个***的供电。本发明所述的电路、控制方法及由其组成的POS机能够在判断处于跌落状态时自动保存重要数据，且在跌落前就切断整个***的供电，有效降低设备在碰撞时对内部电路造成电气性能的损坏，防止电子设备内部的带电电路由于碰撞造成短路，进而烧伤电路结构。本发明实现了对电子设备，特别是POS机跌落的保护，相比现有技术更加的完善和可靠。

附图说明

图1为本发明一实施例一种跌落自保护电路的电路连接方框图；

图2为本发明另一实施例一种跌落自保护电路的电路连接方框图；

图3为本发明一实施例一种跌落自保护电路的控制方法的流程框图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明最关键的构思在于：处于跌落状态时MCU单元将接收到重力传感器发送的切断信号，而后MCU单元立即进行重要数据的存储，并在跌落前通过控制单元控制总电源开关切断***电源，防止电路结构在跌落后造成电气损坏。

请参照图1至图3，本发明提供一种跌落自保护电路，包括总电源开关、控制单元、用电单元、存储单元和重力传感器，所述用电单元包括MCU单元；

总电源开关的输入端接电源输入，输出端接用电单元；所述控制单元分别与所述总电源开关的使能端和所述MCU单元的GPIO口连接；所述MCU单元还分别与所述存储单元和重力传感器连接

需要说明的是，重力传感器用于进行重力加速度的感应，其工作原理是根据压电效应来工作的，通过测量内部一片重物(重物和压电片做成一体)，通过重力正交两个方向的分力大小来判断水平方向，当安装有重力传感器的设备出现跌落时，在碰撞地面之前将处于自由落体状态，此时，重力传感器内部的重物在正交两个方向的分力都为0，此时重力传感器将检测出设备处于跌落状态，便立即输出一个中断信号给MCU单元，通过MCU进行后续处理。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明提供一种跌落自保护电路，通过在电源输入与***供电之间串接总电源开关，由与MCU单元和总电源开关之间的控制单元来控制电源的接通与关断；当重力传感器检测到设备处于自由落体状态时，立即发送中断信号至MCU单元，MCU单元立即进行重要数据的存储，在存储完毕后通过控制单元控制总电源开关切断整个***的供电。本发明所述的电路能够在判断处于跌落状态时自动保存重要数据，且在跌落前就切断整个***的供电，有效降低设备在碰撞时对内部电路造成电气性能的损坏，防止电子设备内部的带电电路由于碰撞造成短路，进而烧伤电路结构。本发明实现了对电子设备跌落的保护，相比现有技术更加的完善和可靠。

进一步的，所述控制单元包括三极管，所述三极管的集电极接所述总电源开关的使能端，所述三极管的基极连接所述MCU单元的GPIO口，所述三极管的发射极接地。

优选的，所述控制单元还可以由MOS管等能够起到控制开关的设备构成。

由上述描述可知，在电路结构中，通过控制单元来控制总电源开关的导通和关断，进而控制整个***的供电情况。本电路中，总电源开关的通断由使能脚“EN”来控制，当“EN”脚被拉低时总电源开关导通，当“EN”脚被拉高时总电源开关关断。在控制单元的开关闭合后，将拉低“EN”脚，总电源开关导通，为***供电，在MCU单元工作以后，将通过GPIO口控制ON/OFF输出高电平至控制单元，由此控制总电源开关保持导通状态，POS处于开机状态。

当MCU单元接收到重力传感器发出的中断信号，并判定设备处于自由落体状态时，MCU单元将立即对重要数据进行存储，然后迅速通过GPIO口将ON/OFF脚拉低，控制单元控制总电源开关瞬间关断，在电子设备碰撞地面时，便切断所有内部电路的供电，有效降低碰撞对电子设备内部电路造成的损伤。

进一步的，还包括电压监控模块，所述电压监控模块包括电压监控芯片、第一电阻、第二电阻和第三电阻；所述第一电阻的一端连接所述MCU单元的GPIO口，另一端分别与所述电压监控芯片的OUT引脚和三极管的基极连接；所述电压监控芯片的VDD引脚分别连接第二电阻和第三电阻，所述第二电阻连接MCU单元的电源输入端，所述第三电阻接地。

需要说明的是，电压监控芯片U1的作用是：确保MCU的电源能正常关闭。在跌落保护时，MCU单元将GPIO口上的ON/OFF脚拉低，MCU的电源被关闭。但是由于MCU电源上有并联电容，MCU单元的掉电有一个从高到低的放电过程，当电压低于MCU单元正常工作电压的时候，MCU单元无法控制ON/OFF脚的电平，此时电压监控芯片U1检测到电压低于MCU单元的工作电压，即当引脚PIN2(VDD)电压低于阀值电压时，引脚PIN1(OUT)输出低电平，继续保持三极管基极低电平状态，直到整个***彻底断电。

进一步的，所述MCU单元的I2C接口连接所述重力传感器。

具体的，MCU单元通过I2C与重力传感器通讯，并设置重力传感器的中断模式，当加速度变化时，重力传感器中断脚可输出中断信号给MCU单元，MCU单元收到中断信号后通过I2C读取重力传感器的值，如果检测到重力传感器内部的重物在正交两个方向的分力都为0，则判定处于跌落状态。

本发明提供的另一个技术方案为：

一种跌落自保护电路的控制方法，使用上述的一种跌落自保护电路；

通过控制单元控制总电源开关导通，为包括MCU单元的用电单元供电；

重力传感器进行重力加速度感应，当检测到处于自由落体状态时，输出中断信号至所述MCU单元；

MCU单元接收到所述中断信号后存储重要数据，存储结束后输出断电信号至控制单元控制总电源开关关断，切断***电源。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明提供一种跌落自保护电路的控制方法，由与MCU单元和总电源开关之间的控制单元来控制电源的接通与关断；当重力传感器检测到设备处于自由落体状态时，立即发送中断信号至MCU单元，MCU单元立即进行重要数据的存储，在存储完毕后通过控制单元控制总电源开关切断整个***的供电。本发明能够在判断处于跌落状态时自动保存重要数据，且在跌落前就切断整个***的供电，有效降低设备在碰撞时对内部电路造成电气性能的损坏，防止电子设备内部的带电电路由于碰撞造成短路，进而烧伤电路结构。本发明实现了对电子设备跌落的保护，相比现有技术更加的完善和可靠。

进一步的，所述控制单元导通后拉低所述总电源开关的使能端，使总电源开关导通；

所述MCU单元工作后通过所述GPIO口输出高电平，保持所述总电源开关的导通状态；

所述MCU单元接收到所述中断信号后，通过所述GPIO口输出低电平至控制单元，通过控制单元控制总电源开关的使能端关断。

本发明还提供有技术方案：

一种POS机，其特征在于，包括上述的跌落自保护电路、扫描头、磁卡驱动和LCD屏；所述总电源开关输出端中与所述MCU单元连接的一路分别与所述扫描头、磁卡驱动和LCD屏连接。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：针对现有很多POS机均设计为携带便捷的手持移动式，而手持移动式POS机在携带使用过程中又容易出现跌落，对POS机内部电路造成损坏的问题。而现有的针对POS机的保护方式仅仅只是断掉部分电路的供电，对于CPU单元相关的电路的供电没有办法断掉，如POS机的一些连接插座如LCD连机器，磁头连接器、扫描头连接器等，由于在碰撞时这些结构都带电，连接器的PIN脚接触有可能出现反复的瞬间接通和断开的冲击，或者出现PIN脚错位的短路情况，将对POS机的电气性能造成损伤，再者，POS机主板上的屏蔽盖或者其他金属器件由于跌落碰撞而脱落，接触到主板上的带电电路造成短路，进一步造成电路损伤。

本方案采用上述的跌落自保护电路，能够在判断POS机处于跌落状态时自动保存重要数据，且在跌落前就切断整个***的供电，包括CPU的供电，有效降低POS机在碰撞时对内部电路造成电气性能的损坏，防止POS机内部的带电电路由于碰撞造成短路，进而烧伤电路结构。本发明实现了对POS机设备跌落的保护，相比现有技术更加的完善和可靠。

请参阅图1和图3，本发明的实施例一为：

手持移动POS机内部安装有低落自保护电路，具体方法包括：为电源输入到***供电之间串联了一个总电源开关，电源的通断由使能脚“EN”来控制，当“EN"脚被拉低时总电源开关导通。

长按开机按键“K1"1到2s，K1为开机轻触开关，Q1为NPN三极管，U1为电压监控IC。总电源开关导通，MCU工作后通过GPIO口控制ON/OFF输出高电平，此时总电源开关保持导通状态，POS处于开机状态。

POS上的MCU通过I2C接口外挂一个重力传感器G-sense，可以进行重力加速度的感应。G-sense是根据压电效应的原理来工作，通过测量内部一片重物(重物和压电片做成一体)在重力正交两个方向的分力大小，来判定水平方向。

当POS机出现意外跌落时，在碰撞地面前，POS处于自由落体状态，G-sense内部的重物在正交的两个方向分力都为0，此时G-sense就可以检测出POS处于跌落状态，G-sense立刻输出中断信号给MCU。

在POS碰撞地面前，MCU将重要数据存储到ROM里，然后迅速将ON/OFF脚拉低，总电源开关瞬间关断，当POS碰撞地面时，由于所有设备都已停止供电，可有效降低碰撞对POS机的损伤。

综上所述，本发明提供的一种跌落自保护电路、方法及POS机，针对电子设备，特别是手持移动POS机设备，能够实现在跌落过程中自动对重要数据进行存储，并在存储后关闭设备的所有供电，包括MCU单元的供电，进而有效的避免电子设备在跌落后由于碰撞而造成内部带电电路的电气性能损坏，防止内部电路烧毁，完善电子设备的防跌落保护措施。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种跌落自保护电路，其特征在于，包括总电源开关、控制单元、用电单元、存储单元和重力传感器，所述用电单元包括MCU单元；总电源开关的输入端接电源输入，输出端接用电单元；所述控制单元分别与所述总电源开关的使能端和所述MCU单元的GPIO口连接；所述MCU单元还分别与所述存储单元和重力传感器连接。

2.根据权利要求1所述的一种跌落自保护电路，其特征在于，所述控制单元包括三极管，所述三极管的集电极接所述总电源开关的使能端，所述三极管的基极连接所述MCU单元的GPIO口，所述三极管的发射极接地。

3.根据权利要求2所述的一种跌落自保护电路，其特征在于，还包括电压监控模块，所述电压监控模块包括电压监控芯片、第一电阻、第二电阻和第三电阻；所述第一电阻的一端连接所述MCU单元的GPIO口，另一端分别与所述电压监控芯片的OUT引脚和三极管的基极连接；所述电压监控芯片的VDD引脚分别连接第二电阻和第三电阻，所述第二电阻连接MCU单元的电源输入端，所述第三电阻接地。

4.根据权利要求1所述的一种跌落自保护电路，其特征在于，所述MCU单元的I2C接口连接所述重力传感器。

5.一种跌落自保护电路的控制方法，其特征在于，使用权利要求1所述的一种跌落自保护电路；

通过控制单元控制总电源开关导通，为包括MCU单元的用电单元供电；

重力传感器进行重力加速度感应，当检测到处于自由落体状态时，输出中断信号至所述MCU单元；

MCU单元接收到所述中断信号后存储重要数据，存储结束后输出断电信号至控制单元控制总电源开关关断，切断***电源。

6.根据权利要求5所述的一种跌落自保护电路的控制方法，其特征在于，所述控制单元导通后拉低所述总电源开关的使能端，使总电源开关导通；

所述MCU单元工作后通过所述GPIO口输出高电平，保持所述总电源开关的导通状态；

所述MCU单元接收到所述中断信号后，通过所述GPIO口输出低电平至控制单元，通过控制单元控制总电源开关的使能端关断。

7.一种POS机，其特征在于，包括权利要求1或2所述的跌落自保护电路、扫描头、磁卡驱动和LCD屏；所述总电源开关输出端中与所述MCU单元连接的一路分别与所述扫描头、磁卡驱动和LCD屏连接。