CN207571742U - 一种打印授权控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种打印授权控制电路，包括供电模块、接口连接及保护模块、主控模块、存储模块及电平转换模块；供电模块的输入端连接USB5V电源，存储模块、主控模块以及电平转换模块均与输出端连接；接口连接及保护模块包括依次串接第一USB接口、USB控制芯片及第二USB接口，第一USB接口与计算机端连接，第二USB接口与打印机端连接；主控模块包括主控MCU及PMOS管，PMOS管的栅极与主控MCU连接，源极连接USB5V电源，漏极接地；主控MCU与USB控制芯片连接，主控MCU与存储模块、电平转换模块连接；电平转换模块与计算机串口连接。本实用新型通过上述电路保障打印操作是在应用授权环境下进行的。
Description
技术领域
本实用新型属于打印机及打印内容安全管理领域，具体涉及一种打印授权控制电路。
背景技术
随着打印形式的电子凭证的普及化，以前需要手写的很多文档都以打印的方式进行呈现，市面上现有的解决方案往往为通过应用软件对打印及机的调用进行管理，但因打印协议及打印机控制方法的通用性，导致存在跳过应用软件的授权管理而直接调用打印机或打印模块进行打印的情况出现，进而导致电子凭证可以虚假、伪造，给管理带来不便，因此有必要对打印授权进行控制，增加打印安全方面的防护措施，同时，现有技术中，在USB打印机与计算机连接打印的领域，并不存在为应对突发情况发生时断开USB接口的电源连接来防止USB 接口硬件损伤的方式。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种打印授权控制电路，对USB打印机及打印模块进行授权控制，对打印安全授权进行控制，以保证安全打印。
一方面，本发明提供一种打印授权控制电路，包括供电模块、接口连接及保护模块、主控模块、存储模块以及电平转换模块；
其中，所述供电模块的输入端连接USB5V电源，存储模块、主控模块以及电平转换模块均与供电模块的输出端连接；
所述接口连接及保护模块包括依次串接的第一USB接口、USB控制芯片以及第二USB 接口，其中，所述第一USB接口与计算机端连接，所述第二USB接口与打印机端连接；
主控模块包括主控MCU以及PMOS管，其中，所述PMOS管的栅极与所述主控MCU 的PCON端连接，源极连接USB5V电源，漏极接地；所述主控MCU的使能端与所述USB 控制芯片的使能端连接，所述主控MCU与存储模块、电平转换模块连接；
所述电平转换模块与计算机串口连接。
存储模块存储密钥，主控MCU与计算机之间通过电平转换模块串口通讯，进而采用现有的密钥校验方法进行身份认证，若认证通过，授权控制电路正常工作；若校验失败超过预设次数而导致认证失败，授权控制电路中的主控MCU操作PMOS管导通使USB5V电源对地导通，进而使计算机至第一USB接口部分进入过电流保护状态，此时计算机的操作系统根据标准USB协议将计算机至打印授权控制电路的USB端口关闭，主控MCU通过使能端发送控制指令给USB控制芯片，USB控制芯片断开第一USB接口的硬件电源连接，避免硬件损伤。
优选地，所述接口连接及保护模块还包括USB保护芯片，所述第一USB接口、USB保护芯片和所述第二USB接口依次串接。
USB保护芯片用于实现抗USB干扰功能。
优选地，所述USB保护芯片为IP4234CZ6芯片。
优选地，所述供电模块包括线性稳压芯片以及三个电容，所述线性稳压芯片的电压输入端连接USB5V电源，所述三个电容并联于所述线性稳压芯片电压输入端和电压输出端之间。
所述供电模块输出3.3V电压。
优选地，所述线性稳压芯片为ASM117芯片。
优选地，所述主控MCU与所述PMOS管的栅极之间串联4.7K电阻。
优选地，所述PMOS管的栅极与USB5V电源之间串联10K电阻。
优选地，所述存储模块连接所述主控MCU的SPI管脚。
优选地，所述主控MCU的TX和RX管脚与所述电平转换模块的RX、TX管脚相对应连接。
优选地，所述USB控制芯片为LM3525M-H芯片，所述存储模块为W25X20芯片，所述电平转换模块为MAX232CSE芯片，所述主控MCU为MSP430的MCU、DA14580的MCU、 STM32的MCU中的任一种。
有益效果
本发明提供了一种打印授权控制电路，通过供电模块、接口连接及保护模块、主控模块、存储模块以及电平转换模块之间的连接实现打印机与计算机之间打印操作的控制，其中，基于现有的密钥校验手段，主控模块与计算机通过密钥校验来进行身份认证，主控模块密钥校验失败超过预设次数后，主控模块的主控MCU通过控制主控模块的PMOS管导通使USB5V 电源对地导通，进而使计算机与接口连接及保护模块中的第一USB接口之间进入过电流保护状态，促使接口连接及保护模块中USB控制芯片断开第一USB接口的硬件电源连接，防止硬件损伤，使得整个打印授权控制电路属于失电状态，认证未通过的前提下无法进行打印，提高打印的安全性，保障打印内容是在授权的应用环境下进行打印的；与此同时，主控MCU 与存储模块通讯，主控MCU检测到重新上电或异常断电后，主控MCU基于现有实现手段擦除存储模块中存储的密钥，防止存储模块被拆卸而被用于反向读取机密信息。
附图说明
图1是本发明实施例提供的接口连接及保护模块的电路图；
图2是本发明实施例提供的供电模块的电路图；
图3是本发明实施例提供的主控模块的电路图；
图4是本发明实施例提供的存储模块的电路图；
图5是本发明实施例提供的电平转换模块的电路图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本实用新型做进一步的说明。
如图1-图5所示，本发明提供一种打印授权控制电路包括供电模块、接口连接及保护模块、主控模块、存储模块以及电平转换模块。其中图1所示为接口连接及保护模块的电路图，如图2所示为供电模块的电路图，如图3所示为主控模块的电路图，如图4所示为存储模块的电路图，如图5所示为电平转换模块的电路图。
其中，如图1所示，接口连接及保护模块包括第一USB接口J1、USB控制芯片U3、第二USB接口J2以及USB保护芯片U4，其中第一USB接口J1、USB控制芯片U3、第二USB 接口J2依次串接，第一USB接口J1、USB保护芯片U4和第二USB接口J2依次串接，第一USB接口J1与计算机端连接，第二USB接口J2与打印机端连接。具体的，第一USB接口J1的5V电压接口连接USB控制芯片U3的电源输入端IN，USB控制芯片U3的输出端连接第二USB接口J2的5V电压接口，第一USB接口J1、第二USB接口J2以及USB控制芯片U3的GND端接地；第一USB接口J1和第二USB接口J2的D+，D-两根数据线间串接 USB保护芯片U4。本实施例中，USB控制芯片U3选用德州仪器的型号为LM3525M-H的芯片，USB保护芯片U4选用型号为IP4234CZ6的芯片。
如图2所示，供电模块的输入端连接USB5V电源，输出端输出3.3V电源，存储模块、主控模块以及电平转换模块均与输出端连接。其中，供电模块包括线性稳压芯片U1以及三个电容，如图所示，三个电容分别为电容C4，电容C5以及电容C6。线性稳压芯片U1的电压输入端连接USB5V电源，上述三个电容并联于线性稳压芯片U1电压输入端和电压输出端之间，其中电容C5以及电容C6用于滤波。本实施例中，线性稳压芯片U1选用型号为ASM117 的芯片。
如图3-图5所示，主控模块包括主控MCU U2以及PMOS管Q6，其中，PMOS管Q6 的栅极与主控MCU U2的PCON端连接，源极连接USB5V电源，漏极接地；主控MCU U2 与PMOS管Q6的栅极之间串联4.7K电阻，PMOS管Q6的栅极与USB5V电源之间串联10K 电阻。其中，主控MCU U2通过控制PCON端输出电平来控制PMOS管Q6的通断，当PMOS 管Q6导通时，USB5V电源将对地导通，使得计算机至第一USB接口部分进入过电流保护状态，此时计算机的操作系统根据标准USB协议将计算机至打印授权控制电路的USB端口关闭。此外，主控MCU U2的使能端EN与USB控制芯片U3的使能端EN连接，用于传输控制指令。计算机至第一USB接口部分进入过电流保护状态时，主控MCU U2通过使能端EN 发送指令给USB控制芯片U3，促使USB控制芯片U3断开第一USB接口的硬件电源连接，避免硬件损伤，进而使得整个打印授权控制电路失电，打印无法被检测以及调用。此外，如图3和图4所示，主控MCU U2与存储模块U5连接，用于更新或删除存储模块存储的信息，如密钥；其中存储模块U5连接主控MCU U2的SPI管脚。此外，主控MCU U2与电平转换模块U6连接，电平转换模块U6与计算机串口连接，用于实现主控MCUU2与计算机之间电平的转换；其中，主控MCU U2的TX和RX管脚与电平转换模块U6的RX、TX管脚相对应连接，电平转换模块U6与计算机的RS232串口连接。本实施例中，主控MCU U2应当具有串口、掉电检测功能以及SPI接口，例如可以选用德州仪器的型号为MSP430的MCU； ST的型号为STM32的MCU，Dialog的型号为DA14580的MCU；存储模块U5选用华邦的型号为W25X20的芯片；电平转换模块U6选用型号为MAX232CSE的芯片。
打印授权电路正常工作时，主控模块与计算机之间密钥校验正常，各个模块之间正常通信；主控模块与计算机之间密钥校验失败超过预设次数时，例如3次，在主控MCU U2控制 PMOS管Q6导通的作用下，打印授权电路中第一USB接口与计算机部分进入过电流保护状态，USB控制芯片U3断开第一USB接口的硬件电源连接，打印无法被检测以及调用；若打印授权控制电路从授权异常状态恢复为正常状态时，打印授权控制电路的各个模块之间正常通讯。
需要强调的是，本实用新型所述的实例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型不限于具体实施方式中所述的实例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，不脱离本实用新型宗旨和范围的，不论是修改还是替换，同样属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种打印授权控制电路，其特征在于：包括供电模块、接口连接及保护模块、主控模块、存储模块以及电平转换模块；
其中，所述供电模块的输入端连接USB5V电源，存储模块、主控模块以及电平转换模块均与供电模块的输出端连接；
所述接口连接及保护模块包括依次串接的第一USB接口、USB控制芯片以及第二USB接口，其中，所述第一USB接口与计算机端连接，所述第二USB接口与打印机端连接；
主控模块包括主控MCU以及PMOS管，其中，所述PMOS管的栅极与所述主控MCU的PCON端连接，源极连接USB5V电源，漏极接地；所述主控MCU的使能端与所述USB控制芯片的使能端连接，所述主控MCU与存储模块、电平转换模块连接；
所述电平转换模块与计算机串口连接。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于：所述接口连接及保护模块还包括USB保护芯片，所述第一USB接口、USB保护芯片和所述第二USB接口依次串接。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于：所述USB保护芯片为IP4234CZ6芯片。
4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于：所述供电模块包括线性稳压芯片以及三个电容，所述线性稳压芯片的电压输入端连接USB5V电源，所述三个电容并联于所述线性稳压芯片电压输入端和电压输出端之间。
5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于：所述线性稳压芯片为ASM117芯片。
6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于：所述主控MCU与所述PMOS管的栅极之间串联4.7K电阻。
7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于：所述PMOS管的栅极与USB5V电源之间串联10K电阻。
8.根据权利要求1所述的电路，其特征在于：所述存储模块连接所述主控MCU的SPI管脚。
9.根据权利要求1所述的电路，其特征在于：所述主控MCU的TX和RX管脚与所述电平转换模块的RX、TX管脚相对应连接。
10.根据权利要求1所述的电路，其特征在于：所述USB控制芯片为LM3525M-H芯片，所述存储模块为W25X20芯片，所述电平转换模块为MAX232CSE芯片，所述主控MCU为MSP430的MCU、DA14580的MCU、STM32的MCU中的任一种。
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