智能POS硬件设计

智能POS硬件设计

目录功能清单硬件电路结构安全方案设计结构堆叠无线性能指标音频输入和输出视频输入和输出三卡设计打印设计低功耗设计充电底座—附加总结1、功能清单智能POS常用功能清单模块功能方案实现安全模块外设IC卡读卡接触式IC卡阅读器用来接收用户IC卡插入并与IC进行命令数据传输通信，至少支持1个卡槽，符合ISO78161-3规范，支持1-5MHZ时钟频率，支持1.8/3/5V工作电压，终端卡槽位置有明显的标记提示插卡，寿命要求10W次以上；磁条卡读卡磁条卡阅读器应该能准确阅读磁道信息，并至少同时读取磁条卡的二三磁道数据，双卡方向可以采用单向和双向刷卡。刷卡速度支持10-100CM/S非接卡读卡非接IC卡阅读器支持至少1个费解读卡去，符合ISO14443规范，QPBOC规范。对于非接IC卡读写器的智能销售点终端，应该具备指示灯和蜂鸣器，读卡距离至少0-2CM；热敏打印热敏打印机可现实ASCII字符或汉子符合GB5007.1、GB5199、GB13000.1、GB18030和GB2312的要求，打印机要求具备过热保护功能。国密内置国密芯片或者安全CPU实现国密加解密PSAM卡可用于产品安全控制，符合《中国人民银行PSAM卡规范》，通常支持2个PSAM卡智能模块外设显示5-6寸液晶屏，带电容触摸功能。智能POS的密码输入由触摸屏完成，因此液晶屏和触摸屏的排线需要被保护，连接器要求放置在核心保护区内。二维码扫描前置/后置摄像头，支持快速扫码，需要集成快速扫码算法。音频输入输出需要支持音频录音、音频放音的功能，且音量可调节，智能POS终端支持有语音提示；存储扩展内置TF卡，最大支持32GB可扩展射频无线智能模块带4G全网通通信，支持GSM/WCDMA/CDMA/EVDO/TD-CDMA/TDD-LTE/FDD-LTEWiFi支持单模2.4G，支持802.11b/g/n协议中至少一种协议BT支持BT4.1GPS支持GPS定位USB通信接口支持USB2.0以上标准协议系统升级下载OTA升级，强刷升级（限开发时使用）电源管理使用单节4.2V锂电池供电，充电电流设置为1.2A；2、硬件电路结构3、安全方案设计1、面壳需要防拆；--智能POS无物理键盘，面壳至少要求有2路独立的防攻击设计；2、底壳需要防拆；--底壳至少有两路独立的防拆措施；并且底壳触点的位置，不能被从电池盖下面，螺丝孔位置，标贴下面被攻击。3、液晶屏防拆；--防止被从正面掀起攻击，易撕银浆膜的使用，被PCI实验室所认可。4、IC卡防攻击；--IC卡槽位置明显，任何被植入BUG和被攻击替换的操作，能够被从正面明显的觉察到；5、磁条卡防攻击；--机密磁头和非加密磁头并无限制，磁头不能被替换，不能被植入另外一个磁头的空间；6、主板安全核心区；--由多种保护途径提供安全保护，至少两种独立的保护措施，一路被攻击后任然能保持安全保护的区域，传统意义的保护区是被墙板和盖板，主板绕线等周围环绕形成一个立体的保护空间的区域。3、安全方案设计--拓扑图4、结构堆叠1、三路触点与面壳形成防拆空间；2、斑马条与面壳易撕银浆膜形成第二种安全措施，防拆；3、核心板侧墙板，保护敏感信号，防止被从侧面攻击；4、主板上有两层绕线保护，与防拆面壳之间形成4MM厚的安全空间，称之为核心安全区；5、IC卡，非接卡，安全芯片，液晶屏都至于核心区中间位置，使之不易受到攻击；4、结构堆叠1、面壳模组至少包含两路独立的安全保护措施，其中一路被攻击之后，另外一路能独立提供安全保护。2、N3面壳如右图所示，包含三个触点开关，分别位于不同的触发控制通道，形成一个三角形；3、易撕银浆膜用于保护液晶面壳不被掀起，同时防止面壳与主板之间被拆机。4、液晶屏排线，添加MESH线，方式排线被拆除和被打磨攻击。4、结构堆叠1、底壳至少包含两路独立安全保护措施，任何一路被攻击突破，另外一路任然要能完好提供保护作用；2、N3底壳包含三路触点开关，形成三角形形状；3、触点开关不能被从电池仓的位置、螺丝孔的位置、后标标贴的位置被攻击；4、敏感信号，不能走在主板与底壳之间，触点攻击难度比较低，不能够暴露；5、无线性能指标—4G全网通4G全网通，支持频段如下：MODEBANDRXSensitivity(dbm)TXPower(dbm)GSM850/900-109321800/1900-10829CDMABC0-10924WCDMAB1-11024B2-11024B5-11024B8-11024TD-CDMAB34-11124B39-11024FDD-LTEB1-9823B2-9723B3-9923B5-9923B8-9923TDD-LTEB38-9623B39-9623B40-9623B41-96235、无线性能指标—WIFI/BT

模块支持单频2.4GHZ无线通信，WiFi支持802.11b/g/n制式；蓝牙支持BT4.1;

功率灵敏度如下：

MODERateRXSensitivity(dbm)TXPower(dbm)802.11b1M

1711M-8917802.11g6M

1654M-7413802.11nMCS0

15MCS7-7112BTBR-9110EDR-8595、无线性能指标—GNSS

全球定位系统；

捕获灵敏度-146dbm;追踪灵敏度-158dbm;冷启动30S，热启动2S；

整机无线性能的表现，主要在两方面，1、天线设计

主要依赖于天线厂对天线调试的效果；

天线的放置位置；

馈线的走线2、环境干扰设计

对干扰源的屏蔽；对干扰干扰源滤波设计；干扰源接地设计。MODEFrqUNITGPS1575.42+/-1.023MHZGLONASS1597.5-1605.8MHZBEIDOU1561.098+/-2.046MHZ5、无线性能指标—天线调试

整机无线的性能好坏，取决于三个条件：1、模块本身的传导数据要求达标，且不同批次的性能数据一致性要能达到要求，不能出现批次间的差异较大；2、环境抗干扰设计；主要表现为对干扰源的屏蔽措施是否设计合理源的滤波设计是否合理，对干扰源接地处理；3、天线设计；主要依赖于天线厂对天线调试的效果，天线放置的位置，馈线的走线方式；要求天线的安装有参考位置，天线馈线的布线位置统一，且不能被结构件挤压。6、视频输入和输出1、视频输入；

硬件设计为前置摄像头和后置摄像头。前置摄像头支持200W像素摄像头，接口为1LANEMIPI接口；后置摄像头最大支持800W像素摄像头，可支持变焦，接口为2LANEMIPI接口；

前后摄像头的功能配置主要用来二维码扫描，利用纽特杰解密算法，实现快速二维码扫描；2、视频输出；

硬件设计为LCD显示，智能核心模块最大支持720P分辨率的TFT液晶显示，显示接口为4LANEMIPI接口，可配置为1LANE，2LANE，4LANE接口，根据液晶屏的规格要求软件设置。

与LCD配合使用的交互输入外设为CTP，可支持多点触控，通信接口为I2C接口，配合LCD尺寸和分辨率，可支持多家供应商的TP，软件需做兼容设计。7、音频输入和输出1、音频输入

音频输入表现为MIC输入，可用来录音输入，由于POS机不支持通话功能，MIC输入在POS上的具体应用未知；2、音频输出

音频输出，内置喇叭输入电路，和蜂鸣器输出电路，内置8欧1W喇叭，频率响应范围50HZ-20KHZ，支持音频播放，主要功能为语音提示，直接有核心模块的PMU内置的CODEC输出语音信号。

蜂鸣器电路主要用来提示非接刷卡音频提示，功能可以有喇叭模拟实现，部分机型已经省去蜂鸣器电路。8、三卡设计—IC卡IC卡8、三卡设计—非接IC卡

具备非接IC卡读卡功能，与非接IC卡进行数据交互，其中不可编程的非接IC卡读卡器符合JR/T0025.11,可编程非接IC卡读卡额Q/CUP047.1，个人支付终端卡具距离至少0-2CM；

对于具备非接读卡的设备，需要具备蜂鸣器和LED指示灯，8、三卡设计—磁条卡

磁条卡读卡器的设计要求：

可以使用加密磁头，也可以使用非9、热敏打印机

同传统POS一样，智能POS也具备热敏打印机，打印汉子符合国标GB18030，字符符合国标GB5199或者GB5007.1的要求。无故障打印大于50000张；

打印速度16行/S,热敏纸宽度57MM；

热敏打印设计具有温度过热保护功能，当采集到温度超过设定值范围时，提示温度超标，并终止打印动作；

10、低功耗设计

智能POS使用单节3.7V锂电池供电，充电电压为4.2V，外部电源适配器电流为2A；设置充电电流为1.2A，大约4个小时充满电；1、工作模式

工作待机模式工作电流为250-300mA之间；

打印瞬间最大电流为6A;2、睡眠模式

休眠模式下，电流为10mA;3、关机模式

关机模式，室温环境下电流为25uA;11、充电底座1、多功能充电底座

带功能扩展的充电底座，智能POS主机的USBhost经过充电底座的USB

HUB电路，扩展出多路USB接口，扩展外设；

主机作为host时接收外部电源适配器充电，当主机放入充电底座，USBID状态显示为主机，此时主机优先判断外部电源是否存在，若此时存在外部电源，则打开PMU充电管理功能，设置为主机充电，当采集到外部无电源输入，此时主机通过USB接口对外部供电;当USBID显示为从机device功能，此时只接受外部充电；2、扫码底座

扫码充电底座，利用底座5V输入电源，对主机充电，通过镜片反射原理，将外部的二维/一维码信息输入到扫码摄像头，实现扫码充电底座功能。

扫码充电底座可以只完成扫码的功能；12、设计总结1、智能POS设计之AP端所管理的视频输入输出，含扫码执行效率，音频输入输出，无线功能稳定性，电源输入和输出（电源效率）。2、智能POS设计之SP端所管理的三卡和打印功能，关注非接兼容性，刷卡成功率，IC卡兼容性和读卡成功率；