手持式移動通信終端設備的製作方法
2024-02-14 03:33:15 3
專利名稱：手持式移動通信終端設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種移動通信系統中使用的手持式移動通信終端設備。
背景技術：
隨著電子信息技術的發展，信息的安全性越來越受到社會各界的廣泛重視。特別是，在電子政務、電子商務及相關領域的移動通信，會涉及到相當多的機密信息，其中不乏重要情報，關係到國家安全和用戶的切身利益。因此，保證移動通信終端設備及移動應用的信息安全至關重要。
目前，移動通信系統中常用的可攜式終端設備主要是筆記本電腦和PDA手機，這些便攜終端無法適應或完成真正意義上的信息安全服務。另外，普通的筆記本電腦硬體體系結構並非針對信息安全服務設計，體積相對較大，攜帶並不方便，操作繁瑣，在許多行業如電子政務、移動證券、現場稅務及移動電子商務等領域無法實現現場實時辦公、業務處理。而普通PDA手機由於其功能、處理能力的限制，根本無法處理大量數據業務，因此，無法滿足用戶大數據量處理，信息安全傳輸，操作簡單方便，信息處理快捷的移動辦公要求。
實用新型內容本實用新型解決的技術問題是提供一種手持式移動通信終端設備，可有效保證用戶進行安全的信息通信，而且，體積較小、重量輕、操作簡單、耗電低、攜帶方便，可便捷地實現現場實時辦公。
為解決上述技術問題，本實用新型手持式移動通信終端設備包括一個對所述終端設備進行總體控制、數據處理、資源管理的計算模塊，以及液晶顯示屏、觸控螢幕和電源，還包括一個通過CDMA、GPRS網，實現語音和數據通訊服務的通訊卡，一個具有近距離藍牙通訊功能的藍牙模塊，一個為各模塊之間進行總線連接和供電連接，並為各模塊提供連接接口的背板，一個對輸入或輸出數據實現加解密，並提供安全服務的安全模塊，所述計算模塊、安全模塊、通訊卡、藍牙模塊通過接插件直接插到背板上，並通過背板上的總線相連接，液晶顯示屏的數據接口通過FPCB線連接到計算模塊，液晶顯示屏的CCFL及觸控螢幕連接到背板上，所述終端設備的外部接口集成在背板上。
本實用新型的計算模塊可實現所有的人機互動、普通數據處理及外圍設備管理，十分方便地實現現場實時辦公、業務處理。
本實用新型的安全模塊，使用戶可以根據需要決定傳輸的數據是否需要安全加密處理。用戶所有經計算模塊處理完成並需要進行安全傳輸的信息，都必須經過安全模塊進行安全處理後才能由計算模塊發送到通訊卡或藍牙模塊，並由通訊卡或藍牙模塊對外發送。對於來自外部無線網絡的信息由通訊卡或藍牙模塊接收並發到計算模塊，若為加密信息則由計算模塊將信息發送到安全模塊進行解密處理，然後轉發到計算模塊，由計算模塊實現人機互動。該安全模塊為用戶提供各種類型的安全服務，如應用層信任服務、IP層安全服務(VPN等)、鏈路層加密服務及安全服務管理等。可以實現電子政務、電子金融、工商、證券、稅務、公安、海關及電子商務等行業所有安全移動數據業務及語音業務。
安全模塊連接有兩個智慧卡卡座，其中智慧卡卡座1位於安全模塊上，為多人公用智慧卡卡座；智慧卡卡座2位於背板上為個人專用智慧卡卡座。當智慧卡卡座2上插入合法用戶的智慧卡時，不允許智慧卡卡座1用戶使用公用智慧卡。該措施保障了所述終端設備內用戶信息的安全及存儲信息安全。
本實用新型終端設備的藍牙模塊可使該終端設備與其他藍牙通訊設備通過藍牙協議互連互通，實現近距離藍牙通訊功能。
本實用新型提供一種支持熱插拔通信卡的接口形式，用戶根據需要選用CDMA通訊卡或GPRS通訊卡，將該終端設備分別接入CDMA或GPRS網絡。
本實用新型採用大於4400mAh/7.4V鋰離子聚合物可充電電池，可支持其連續工作7小時，相對普通筆記本電腦來說功耗極低。
圖1是本實用新型手持式移動通信終端設備結構原理圖；圖2是本實用新型手持式移動通信終端設備各模塊連接關係示意圖；圖3是本實用新型通訊卡接口插座引腳定義。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型手持式移動通信終端設備包括計算模塊、安全模塊、通訊卡、藍牙模塊、背板、液晶顯示屏及觸控螢幕和電源。本實用新型的外部接口集成在背板上。安全模塊及所述計算模塊、通訊卡、藍牙模塊通過接插件直接插到背板上。
所述計算模塊，主要完成對該終端設備的總體控制、數據處理、人機互動、資源管理等通用功能，直接為用戶提供方便的服務。除安全加解密功能以外，所有的應用服務和功能支持均由計算模塊實現。計算模塊作為所有應用程式的執行單元，用來接收按鍵、觸控螢幕等外界輸入，並把結果顯示在與之相連的液晶顯示屏幕上。
如圖2所示，所述計算模塊採用Intel PXA263微處理器，該微處理器的工作頻率為400Mhz。該計算模塊還包括128M字節的SDRAM、USB控制器(OTG242)、液晶顯示屏控制器，以及USB OTG控制器、音頻編解碼器、64M字節快閃記憶體等，上述器件通過計算模塊內部數據地址總線相連接。所述計算模塊的SDRAM晶片選用三星公司的K4S511533C-YL80，由兩片64M字節的SDRAM組成128M字節，所述微處理器直接與SDRAM晶片連接，所述液晶顯示屏控制器晶片選用MQ200。
所述計算模塊自設的接口分為兩類，一類為與背板的接口，另一類為與液晶顯示屏的接口。與背板的接口連接的接插件型號是FX8-140P-SV，對應背板上所用接插件型號是FX8-140S-SV，該接口器件為140Pin引腳，3mm高。與液晶顯示屏的接口連接的接插件型號為DF19G-14S-1C。
所述手持式移動通信終端設備在不工作時進入極其省電的休眠態，這樣一旦外界有緊急事件(例如電話、簡訊、通知、批文)發生，並且需要用戶處理時，計算模塊及其他模塊將被激活，該終端設備可以快捷地通知用戶處理這些事件。因此，所述計算模塊上設計了相應電路，統一控制管理所述終端設備及其各個部件的電源和它們的工作狀態，包括高速運行、正常運行、休眠、電池電壓過低時各主要部件的運行控制管理、電量顯示、CCFL背光亮度控制。
所述安全模塊完成所有的密碼運算功能，最終為用戶提供各種類型的安全服務，如應用層信任服務、IP層安全服務(VPN等)、鏈路層加密服務及安全服務管理等。
該安全模塊採用Intel PXA262作為處理器，該處理器的工作頻率為200Mhz。它還包括SDRAM、智慧卡卡座1、安全加解密晶片等，上述器件通過內部總線相連接。SDRAM通過數據地址總線同Intel PXA262相連，智慧卡卡座1與Intel PXA262上的UART串口相連，安全加解密晶片與IntelPXA262上的GPIO連接，進行數據交換。該智慧卡卡座1上插入的智慧卡實現密鑰和證書的存儲以及部分加解密算法和用戶識別算法的硬體實現。各種不同強度的加解密算法是通過安全加解密晶片硬體實現或Intel PXA262上運行的軟體算法實現。
該安全模塊自設的硬體接口有FIFO數據總線及控制總線接口，以及供電線路。FIFO數據總線及控制總線接口連接到計算模塊，UART串口接口連接到安裝在背板上的智慧卡卡座2。
通過UART串口與所述安全模塊連接兩個智慧卡卡座，其中位於安全模塊上的智慧卡卡座1為多人公用智慧卡卡座，位於背板上的智慧卡卡座2為個人專用智慧卡卡座。當智慧卡卡座2上插入合法用戶的個人專用智慧卡時，不允許智慧卡卡座1上使用公用智慧卡。
所述背板相當於臺式PC機的主板，它的主要功能是為各模塊提供音頻電路及音頻切換電路，總線連接和供電連接，並為各模塊提供連接接口。所述連接接口所用的卡座和接插件都安裝在背板上。另外，本實用新型的充電供電控制電路也設置在背板上。
所述背板設有DC-DC電壓變換電路，將電池電壓進行高效率的電壓變換，從而為安全模塊和計算模塊的微處理器(PXA262和PXA263)提供1.2/0.9V的驅動核心電壓，向安全模塊和計算模塊上的所有器件(包括微處理器)，以及其他模塊、外設和總線分別提供2.5V、3.3V、4V、5V的驅動供電電壓。同時，為了應對本實用新型全速運行時可能在供電電路中產生的大電流，背板上設計了相應大電流供電電路。
由於本實用新型應用的特殊性，本實用新型還設計了備用固定電池，在更換可移動電池時，或可移動電池電量不足時，由備用電池對所述終端設備供電。當該終端設備在充電器上進行充電時，移動電池和備用固定電池都將進入充電狀態。所以，背板上還設計有電池切換電路。
所述背板上的總線連接包括計算模塊的微處理器連接按鍵的GPIO線，連接溫度傳感器的IIC總線，與USB控制器相連的外部數據總線，連接驅動CF卡卡座接口的數據地址總線驅動晶片的數據地址總線，連接計算模塊與安全模塊的FIFO數據總線及控制總線。
所述背板還設有CCFL電路，它可實現計算模塊對液晶顯示屏的背光亮度、是否開背光等功能的控制。該CCFL電路將幾伏的低壓變換成近2000V的高壓，為液晶顯示屏提供背光供電。所述CCFL電路主要由背光控制電路LT1961和變壓器IND-CIU86構成。
所述背板上為外圍設備提供如下外部接口兩個CF卡卡座、USB控制器接口(USB-A、USB-MINI-AB)、通訊卡接口、外部電源充供電接口、按鍵接口。所述USB控制器接口、CF卡卡座接口、按鍵接口由計算模塊進行控制。
所述CF卡卡座通過地址總線和數據總線與計算模塊的微處理器連接，分別由數據地址總線驅動晶片(SN74LVC16244ADLR、SN74LVC16245ADLR)進行驅動，所述CF卡卡座接口採用標準接口，其接口符合CompactFlash卡(簡稱CF卡)接口標準規範要求。
所述USB控制器接口控制晶片是OTG242，它與計算模塊的微處理器通過數據地址總線連接，該USB控制器接口控制晶片對外有一個USB-A接口和一個USB-MINI-AB接口。該USB-A接口只能作為主設備(HOST)，通過該接口連接其他外圍從設備(CLIENT)。USB-MINI-AB接口選用N06-5301-10插座，該接口具有OTG功能，這樣使其既可以作為主設備連接外接設備，又可以作為從設備，其本身作為從設備連接主機。
所述通信卡接口是為了外接CDMA或GPRS通訊卡。所述通信卡接口的插座為38針引腳，引腳定義如圖3所示。引腳電氣性能指標耐壓值100V AC；接觸電阻40歐姆；電流限流值0.5A AC/DC MAX。
所述外部電源充供電接口的背板充電器插座選用DA1R026L91——26Pin。
所述背板內部接口包括軟包裝電池座，插座選用DF3-5P-2H，插頭(配合插座)選用DF3-5S-2C，端子選用DF3-22PCA，線型AWG 22#，熱敏電阻為Semitec 103KT1608。軟包裝的電池(即備用固定電池)對外接口出線的長度應該在50mm。
該背板內部接口還包括移動電池座。由於需要支持可能通過的3A電流，接插件選用1377269-2接插件。移動電池內部的熱敏電阻選用Semitec103KT1608。
計算模塊與安全模塊的通訊是通過背板連接來實現的，通訊總線為FIFO數據總線及控制總線。其連接關係如圖2所示。
由於所述的計算模塊、安全模塊、通訊卡、藍牙模塊通過接插件直接插到背板上，所以背板為計算模塊提供140個引腳的接口，為安全模塊提供60個引腳的接口，為藍牙模塊提供30個引腳的接口。此外該背板提供2個揚聲器(SPK)，1個麥克風(MIC)和一個耳麥接口(HF Jack)。
所述藍牙模塊包括藍牙晶片、板對板連接器及天線。藍牙模塊上有一個UART串口，藍牙模塊通過該UART串口與計算模塊的UART串口相連接，接受計算模塊發送來的指令或數據，主要是實現藍牙通訊服務。所述藍牙模塊接口器件型號是WR-30S-VFH05-1，該接口器件提供了30個引腳，直接插接到背板上。
所述通信卡是將本實用新型的終端設備通過中國聯通的CDMA網或者中國移動的GPRS網的數據服務，通過DDN方式與無線接入網關建立連接。
本實用新型提供統一的並支持熱插拔的通信卡接口形式，用戶根據需要選用CDMA通訊卡或GPRS通訊卡，因此可以分別接入CDMA或GPRS網絡。在本實用新型的終端設備中，通訊卡接口上有一個UART串口，通訊卡通過該UART串口與計算模塊的UART串口直接連接，接受計算模塊發送來的指令或數據。通訊卡通過模擬音頻線通過音頻切換開關同背板上的耳機和麥克風相連，同時，通訊卡通過PCM數字音頻線同計算模塊相連。另外，該通訊卡上的通信模塊提供支持機卡分離的UIM卡卡座(CDMA用)或SIM卡卡座(GPRS用)。
該通訊卡在使用時必需內置UIM卡或SIM卡。通訊卡有自己的設備號，所述終端設備自動裝載相應的驅動程序，確保不同型號的CDMA或不同型號的GPRS的通訊卡插入時不需要人工更新驅動程序。
在該通訊卡上，通訊卡與背板之間的連接是通過一個38腳的專用連接器，每個引腳的定義都兼顧了CDMA模塊或GPRS模塊的引腳，使本實用新型即可接基於CDMA網絡的通訊卡，也可接基於GPRS網絡的通訊卡。另外還有一個USB控制器口，用於其他無線通訊方式的模塊。專用連接器的引腳電氣性能指標耐壓值100V AC，接觸電阻40歐姆，限流值0.5A AC/DCMAX。
所述液晶顯示屏選用8.9英寸液晶顯示屏，解析度為1024×600，色彩為256K色。它具有LVDS接口和CCFL背光控制。液晶顯示屏的LVDS接口通過FPCB線連接到計算模塊，液晶顯示屏的CCFL背光控制連接到背板上。其外型尺寸為224×129×5.2mm。顯示解析度和色度為1024*600*18bits。液晶顯示屏功耗180mA/3.3V，CCFL背光功耗3.0mA(rms)。
本實用新型的觸控螢幕為自行設計、定製的8線電阻式觸控螢幕。觸控螢幕通過8線接口接插件與背板上的觸控螢幕控制器連接。該觸控螢幕控制器將點擊位置參數通過觸控螢幕數據和控制總線送到計算模塊處理器進行數據處理。
本實用新型的終端設備設有開關鍵、滾軸鍵和復位鍵。開關鍵用於切換各種工作狀態，包括切換觸控螢幕的開啟和關閉、液晶顯示屏的開啟和關閉、背光的開啟和關閉、計算模塊和其連接的外圍設備各種工作狀態的切換；滾軸鍵可以翻動頁面，選取需要的選項，然後對選中的選項進行確認；復位鍵用於系統復位。開關鍵和滾軸鍵直接連接計算模塊微處理器的GPIO口，復位鍵連接該微處理器的硬體復位引腳。
本實用新型的終端設備支持識別啟動功能，當用戶輸入的與所述終端設備內保存的合法用戶信息符合時，允許該用戶啟動，否則，在數次輸入不符以後，將採取一定的安全措施保護該終端設備中的敏感信息。
本實用新型的終端設備還配備智能充電器，該智能充電器對電源要求是電源輸入AC 50Hz 100V-250V，安全性符合中國3C安全規定。所述智能充電器對所述終端設備的充電器接口座選用DA1R026L91-26Pin。該智能充電器為所述終端設備充電並供電。
本實用新型的終端設備外形尺寸為229×148×18mm，重量小於600克，攜帶十分方便。
權利要求1.一種手持式移動通信終端設備，包括一個對所述終端設備進行總體控制、數據處理、資源管理的計算模塊，以及液晶顯示屏、觸控螢幕和電源，其特徵在於還包括一個通過CDMA、GPRS網，實現語音和數據通訊服務的通訊卡，一個為各模塊之間進行數據總線、地址總線或控制總線的接口連接和供電連接，並為各模塊提供連接接口的背板，一個對輸入或輸出數據實現加解密，提供安全服務的安全模塊，所述計算模塊、安全模塊、通訊卡通過接插件直接插到背板上，液晶顯示屏的數據口通過FPCB線連接到計算模塊，液晶顯示屏的CCFL及觸控螢幕連接到背板上，所述終端設備的外部接口集成在背板上。
2.如權利要求1所述的手持式移動通信終端設備，其特徵在於所述計算模塊採用Intel PXA263微處理器，該計算模塊還包括128M字節的SDRAM、USB控制器、液晶顯示屏控制器，以及USB OTG控制器、音頻編碼器、64M字節的快閃記憶體，上述器件通過計算模塊內部數據地址總線相連接。
3.如權利要求2所述的手持式移動通信終端設備，其特徵在於所述計算模塊的SDRAM晶片選用K4S511533C-YL80，由兩片64M字節的SDRAM組成128M字節，所述計算模塊上，微處理器直接與SDRAM晶片連接，所述液晶顯示屏控制器選用MQ200。
4.如權利要求1所述的手持式移動通信終端設備，其特徵在於所述終端設備設有用於切換各種工作狀態，包括切換觸控螢幕的開啟和關閉、液晶顯示屏的開啟和關閉、背光的開啟和關閉、計算模塊和其連接的外圍設備各種工作狀態的切換的開關鍵；可以翻動頁面，選取需要的選項，然後對選中的選項進行確認的滾軸鍵；用於系統復位的復位鍵；所述滾軸鍵和開關鍵直接連接計算模塊微處理器的GPIO，所述復位鍵連接該計算模塊微處理器的硬體復位引腳。
5.如權利要求1所述的手持式移動通信終端設備，其特徵在於所述計算模塊自設的接口為兩類，一類為與背板的接口，另一類為與液晶顯示屏的接口。
6.如權利要求1所述的手持式移動通信終端設備，其特徵在於所述手持式移動通訊終端設備在不工作時進入休眠態，外界發生緊急事件，並且需要用戶處理時，計算模塊及其他模塊將被激活；所述計算模塊統一控制管理所述終端設備及其各個部件的電源和它們的工作狀態，包括高速運行、正常運行、休眠、電池電壓過低時各主要部件的運行控制管理、電量顯示、CCFL背光亮度控制。
7.如權利要求1所述的手持式移動通信終端設備，其特徵在於該安全模塊採用Intel PXA262作為處理器，該處理器的工作頻率為200Mhz，它還包括SDRAM、智慧卡卡座1、安全加解密晶片；SDRAM通過數據地址總線同Intel PXA262相連，智慧卡卡座1與Intel PXA262上的UART串口相連，安全加解密晶片與Intel PXA262上的GPIO連接，進行數據交換；該智慧卡卡座1上插入的智慧卡實現密鑰與證書的存儲，以及部分加解密算法和用戶識別算法的硬體實現；各種不同強度的加解密算法是通過安全加解密晶片硬體實現或Intel PXA262上運行的軟體算法實現。
8.如權利要求1或7所述的手持式移動通信終端設備，其特徵在於所述安全模塊自設的硬體接口有FIFO數據總線及控制總線接口以及UART串口接口；FIFO數據總線及控制總線接口連接到計算模塊，UART串口接口連接到智慧卡卡座2。
9.如權利要求1所述的手持式移動通信終端設備，其特徵在於通過UART串口與所述安全模塊連接兩個智慧卡卡座，其中智慧卡卡座1為多人公用智慧卡卡座，智慧卡卡座2為個人專用智慧卡卡座；當智慧卡卡座2上插入合法用戶的智慧卡時，不允許智慧卡卡座1用戶使用公用智慧卡。
10.如權利要求1所述的手持式移動通信終端設備，其特徵在於所述背板上為外圍設備提供如下外部接口兩個CF卡卡座接口、USB控制器接口、通訊卡接口、外部電源充供電接口、按鍵接口，該USB控制器接口控制晶片對外有一個USB-A接口和一個USB-MINI-AB接口，該USB-A接口只能作為HOST，USB-MINI-AB接口具有OTG功能。
11.如權利要求1所述的手持式移動通信終端設備，其特徵在於所述背板上的總線連接包括計算模塊的微處理器連接按鍵的GPIO線，連接溫度傳感器的IIC總線，與USB控制器相連的外部數據總線，連接驅動CF卡卡座接口的數據地址總線驅動晶片的數據地址總線，連接計算模塊與安全模塊的FIFO數據總線及控制總線。
12.如權利要求1所述的手持式移動通信終端設備，其特徵在於所述背板設有可實現計算模塊對液晶顯示屏的背光亮度、是否開背光控制的CCFL電路，所述CCFL電路主要由背光控制電路LT1961和變壓器IND-CIU86構成。
13.如權利要求1所述的手持式移動通信終端設備，其特徵在於所述計算模塊與安全模塊的通訊通過背板連接實現，通訊總線為FIFO數據總線及控制總線。
14.如權利要求1所述的手持式移動通信終端設備，其特徵在於所述終端設備還包括一個具有近距離藍牙通訊功能的藍牙模塊，該藍牙模塊包括藍牙晶片、板對板連接器及天線，所述藍牙模塊通過該藍牙模塊上的UART串口與計算模塊的UART串口相連接。
15.如權利要求1所述的手持式移動通信終端設備，其特徵在於所述終端設備支持識別啟動功能，當用戶輸入的與所述終端設備內保存的合法用戶信息符合時，允許該用戶啟動，否則，在數次輸入不符以後，將採取安全措施保護該終端設備中的敏感信息。
16.如權利要求1所述的手持式移動通信終端設備，其特徵在於所述通訊卡與計算模塊通過UART串口直接相連接，該通訊卡必需內置UIM卡或SIM卡，通訊卡有自己的設備號，所述終端設備可以自動裝載相應的驅動程序，確保不同型號的CDMA或不同型號的GPRS的通訊卡插入不用人工更新驅動。
17.如權利要求1所述的手持式移動通信終端設備，其特徵在於所述通訊卡與背板通過一個38腳的專用連接器連接，每個引腳的定義都兼顧了CDMA模塊或GPRS模塊的引腳，即可接基於CDMA網絡的通訊卡，也可接基於GPRS網絡的通訊卡，專用連接器的引腳電氣性能指標如下耐壓值100VAC，接觸電阻40歐姆，限流值0.5A AC/DC MAX；所述通訊卡還設有一個USB控制器口，預留用於擴展其他無線通訊方式的通訊卡。
18.如權利要求1所述的手持式移動通信終端設備，其特徵在於所述觸控螢幕為8線電阻式觸控螢幕；該觸控螢幕通過8線接口接插件與背板上的觸控螢幕控制器連接；該觸控螢幕控制器將點擊位置參數通過觸控螢幕數據和控制總線送到計算模塊處理器進行數據處理。
專利摘要本實用新型公開了一種手持式移動通信終端設備，該終端設備包括計算模塊、通訊卡、藍牙模塊、背板、液晶顯示屏及觸控螢幕，液晶顯示屏數據口通過FPCB線連接到計算模塊，液晶顯示屏的CCFL及觸控螢幕連接到背板上，外部接口集成在背板上，它還包括安全模塊。所述計算模塊、安全模塊、通訊卡、藍牙模塊通過接插件直接插到背板上。本實用新型可有效保證通信信息的安全，可用於電子政務、電子金融、電子商務、工商、證券、稅務、海關、公安等行業。
文檔編號H04B5/02GK2657319SQ20032010843
公開日2004年11月17日 申請日期2003年11月27日 優先權日2003年11月27日
發明者陸維林, 黃玉敏, 朱旗 申請人:上海維華信息技術有限公司