CN103426226A - 便携式多功能投票箱 - Google Patents

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刘洪�
刘明良
辛毅
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Abstract

一种便携式多功能投票箱，通过箱内一块多功能的智能控制板，整合了选民头像采集、指纹采集、签名采集、打印记录及回执、数据处理、电源管理、内置大容量备用供电电池以及给电脑及打印机供电等功能，便携式选举箱包括聚合物锂电池，多功能板，外部设备三部分组成，具有便携、多功能等特点，用于投票选举。

Description

便携式多功能投票箱
技术领域
本发明涉及日常用品，特别涉及投票箱的外围设备整合以及通讯技术和电池的充放电管理技术。
背景技术
有些地区选举时，需要采集头像，指纹，并且进行签名,打印等动作，而这几项动作需要分开进行，而且指纹和签名不能存到电脑里面进行数据处理，需要专门分门别类进行存放，要调阅也比较困难。特别是对于地理环境多山，很多地区电力不稳或经常断电，导致普通的选举设备无法使用，给选民登记造成很多困难。
发明内容
本发明提供一种投票箱，采用多功能集成技术，解决现有技术中资料存放困难以及对电力供应需求较高的技术问题。
本发明通过以下方案解决上述技术问题，这种便携式多功能投票箱包括箱体以及设置于箱体内的控制板，所述控制板上设有电源部以及外设设备整合部，其中外设设备整合部包括数据接口、打印机接口、视频接口以及手写输入接口，所述电源部包括电源以及与该电源相连的电源管理模块。
所述外设设备整合部包括有至少3个接口的USB-HUB，该USB-HUB连接所述视频接口以及手写输入接口，所述至少3个接口的USB-HUB为7个。
所述电源为聚合物锂电池，单节电池规格为3.7V/6000mAh ，由9个电池单元采用3并3串连接，功率容量200Wh。所述电源管理模块包括单片机HT46R53A以及与该单片机连接的降压充电线路、19V升压线路、16V降压线路以及USB电源，所述19V升压线路连接数据接口，所述16V降压线路连接所述打印机接口，所述USB电源部分连接USB-HUB。，所述降压充电线路包括有外接充电接口，该接口连接太阳能充电板、19V电源适配器或车载电池。
该投票箱还设有外设设备，其中高清摄像头、指纹扫描器、手写板以及打印机，所述高清摄像头、手写板以及指纹扫描器均接入USB-HUB，所述打印机连接所述打印机接口。，所述外设设备整合部包括PIC16F886型第一单片机、与该第一单片机连接的TUSB2077A型第二单片机以及FT232R型第三单片机，所述第一单片机与外接主机连接并实现通讯，指纹扫描仪、打印机、手写屏、高清摄像头直接连到TUSB2077A型第二单片机的端口。
本发明的便携式多功能选举箱，整合了头像采集，指纹采集，签名采集等内容，可以直接将这些信息录入电脑存放，非常方便调阅，可以一次查阅所有的采集信息，并且可以现场打印。另外，选举箱内部放置了电池，可以采用太阳能，车充，适配器，外置电池等多种充电方式，保证可以在偏远未通电地区或断电时使用。
附图说明
图1是本发明控制板的原理示意框图。 图2控制板电源管理部分线路图。 图3是控制板外设整合部分线路图。 图4是电池保护板线路图。
具体实施方式
结合附图1至附图4说明本专利的具体实施例。
本发明中主要是设计一块控制板，将各种外部设备通过多口HUB与电脑相连接，通过单片机对各种外设进行管理，通讯。2.设计一组内部电池，并且通过单片机来实现电源管理并且与主机通讯，内部电池可以给各种设备供电，包括笔记本电脑用的19V电源，打印机用的16V电源，HUB设备用的5V电源。充电部分可以兼容太阳能板充电，车充充电，电源适配器充电，外置电池组充电。
控制板包括了电源管理和外设整合两个部分。电源管理采用单片机HT46R53A来实现，包括充电管理和放电管理及通讯功能三个部分。充电部分主要由一个BUCK降压线路来实现，由单片机的PWM口来驱动，单片机检测电池电压电流来调整PWM的占空比，来实现充电的恒压恒流。同时单片机需要检测输入端口，并判定充电输入的状态，如果是太阳能充电，单片机还需要进行太阳能板最大功率跟踪，并调整充电电流。如果是车充及适配器，则开启全速充电。放电部分有三路输出，供笔记本电脑使用的19V，供打印机使用的16V和供HUB设备使用的5V。19V采用升压得到，16V是用19V降压得到，5V部分从电池P+,P_端采用降压得到。单片机需要监测每一路的输出电流，进行过流短路保护，并且在接收到主机的开关机指令后，开启和关闭各组电压。单片机还需要监测电池的电压电流信息，并且将其实时传送给PIC单片机，由其传送给主机，如果电池电压过低，主机将发出低电保护指令。
外设整合主要由单片机PIC16F886，TUSB2077A,FT232R来实现，单片机通过FT232R接到TUSB2077A，再与主机相连并进行通讯。指纹扫描仪，打印机，手写屏，高清摄像头直接连到TUSB2077A的端口，再与主机相连。PIC单片机需要实现与主机通讯，在主机界面上可以通过键入指令来控制各外部设备的开启和关闭。PIC单片机还要与HT单片机进行通讯，接收电池容量信息，并传送给电脑。充电BUCK部分由Q6，L1，D4, D5，Q1, Q3，U3等元件构成，当单片机U3的AD检测脚PIN11检测到端口有电压输入（以适配器充电为例），其PWM口将输出一个低占空比的脉冲，将mos管Q6打开，让电压通过电感L1，二极管D1进行斩波降压后加到电池端进行充电，同时单片机的PIN9和PIN8分别检测电池的电压和电流，如果充电电流小于4A,则PWM持续增大，如果充电电流大于4A，PWM持续减小，以保证电流恒定在4A左右，这是CC充电模式，当电压达到12.6V时，进入CV充电模式，电压保持不变，电流持续减小，直到充电电流小于300mA，充电结束。如果是车充充电和外置电池充电，电压在到达BUCK降压充电线路之前，会经过一个升压线路升压到19V。因为车充和外置电池电压是12V的，给内部电池无法直接充电，这部分电路由U5 FP5139及其外围元件构成。如果单片机检查是太阳能充电，则需要检测太阳能板的电压和电流，由单片机计算出最大功率点，来调整BUCK部分的充电电流。
输出电压部分由三部分组成，19V输出由U4，Q8，L2，D7及其外围零件构成，是BOOST升压线路，将3串电池电压升压到稳定的19V,供给笔记本电脑。单片机检测限流电阻R41上的压降，来判断是否出现过流和短路的状况，如果发现有短路或者过流，则切断U1A和U1B，防止出现过温和零件烧毁的状况。16V输出由19V电压降压得到，主要由U2，Q12，D9，L13等外围元件构成，单片机可以通过Q14，Q16组成的开关开启和关闭16V输出。5VUSB输出由U7，L4及外围元件构成，单片机可以通过Q10，Q17组成的开关开启和关闭5V输出。
U100，U101,U103及其外围元件构成了外设的整合，U101通过PIN17和PIN18串行通讯端口接到U101的PIN1和PIN5，U101通过PIN15和PIN16接到U103的PIN38，PIN39，U103的PIN3和PIN4通过USB数据线连接到笔记本电脑，完成了单片机到笔记本电脑硬件部分的连接。其它的外部设备如打印机，指纹扫描仪，摄像头，LCD手写屏都通过U103的USB扩展口接入。U100还通过PIN16分别与U101和U103的复位脚相连，以便可以复位重启这两个IC。
电池保护板采用了理光R5432V 3串电芯保护方案，带电芯平衡功能，有过充，过放，短路过流保护
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种便携式多功能投票箱，其特征在于：该投票箱包括箱体以及设置于箱体内的控制板，所述控制板上设有电源部以及外设设备整合部，其中外设设备整合部包括数据接口、打印机接口、视频接口以及手写输入接口。
2.根据权利要求1所述便携式多功能投票箱，其特征在于：所述电源部包括电源以及与该电源相连的电源管理模块。
3.根据权利要求1或2所述便携式多功能投票箱，其特征在于：所述外设设备整合部包括有至少3个接口的USB-HUB，该USB-HUB连接所述视频接口以及手写输入接口。
4.根据权利要求3所述便携式多功能投票箱，其特征在于：所述至少3个接口的USB-HUB为7个。
5.根据权利要求2所述便携式多功能投票箱，其特征在于：所述电源为聚合物锂电池，单节电池规格为3.7V/6000mAh ，由9个电池单元采用3并3串连接，功率容量200Wh。
6.根据权利要求3所述便携式多功能投票箱，其特征在于：所述电源管理模块包括单片机HT46R53A以及与该单片机连接的降压充电线路、19V升压线路、16V降压线路以及USB电源，所述19V升压线路连接数据接口，所述16V降压线路连接所述打印机接口，所述USB电源部分连接USB-HUB。
7.根据权利要求6所述便携式多功能投票箱，其特征在于：所述降压充电线路包括有外接充电接口，该接口连接太阳能充电板、19V电源适配器或车载电池。
8.根据权利要求3所述便携式多功能投票箱，其特征在于：该投票箱还设有外设设备，其中高清摄像头、指纹扫描器、手写板以及打印机，所述高清摄像头、手写板以及指纹扫描器均接入USB-HUB，所述打印机连接所述打印机接口。
9.根据权利要求3所述便携式多功能投票箱，其特征在于：所述外设设备整合部包括PIC16F886型第一单片机、与该第一单片机连接的TUSB2077A型第二单片机以及FT232R型第三单片机，所述第一单片机与外接主机连接并实现通讯，指纹扫描仪、打印机、手写屏、高清摄像头直接连到TUSB2077A型第二单片机的端口。
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