專利名稱：郵資標簽打印機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種使用性能保證安全的熱敏/熱轉(zhuǎn)印式專用標簽打印設 備，確切地說，涉及一種郵資標簽打印機，屬于計算機外圍設備-打印機的技 術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
才艮據(jù)打印方式，通用標簽打印機分為熱敏型和熱轉(zhuǎn)印型兩種，它們通常是 使用專用的標簽紙和碳帶，打印帶有各種信息(即具有規(guī)定格式的圖形、字符 和條碼)的標簽。標簽打印機的工作原理是由一個上位控制計算機通過標準的
串行接口/并行接口/USB接口下發(fā)標簽格式信息、內(nèi)容信息和打印指令，再由 標簽打印機的控制裝置解釋這些指令、組織標簽內(nèi)容和控制打印標簽。其中標 簽的格式、內(nèi)容和打印控制指令會因打印機的不同型號而有所不同，但它們的 控制方式和內(nèi)容都是公開的。因此，盡管市場上各種型號的標簽打印機都有自 己的指令集，但是打印機設備的制造廠商在銷售時，會將相關(guān)的驅(qū)動程序和指 令集等其它軟件隨同打印設備一起銷售給用戶，用戶使用廠家提供的專用的打 印軟件或編程手冊設計好條碼標簽、進行簡單編程后，就可以驅(qū)動標簽打印機 打印各種不同格式的標簽。用戶也可以根據(jù)廠家提供的指令手冊，自行編寫標 簽打印程序。因此，通用標簽打印機是一種不接受用戶業(yè)務系統(tǒng)控制的開放式 通用輸出設備。
這種打印設備可以滿足一般性應用需求，但用于打印一些敏感或關(guān)鍵的標 簽時會存在一些問題。例如郵政部門需要使用標簽打印機來打印郵資標簽來代 替郵票，作為一種郵資已付的憑證時，如果使用這種公開打印控制指令和方法 的標簽打印機將具有很大的危險性。因為郵資標簽作為一種有價票證-郵資憑 證，涉及到國家財政收入-郵政資費的安全使用和嚴格控制，因此打印郵資標
4簽設備的安全和合法使用都有非常嚴格的規(guī)定。普通標簽打印機顯然無法滿足
這點要求。這主要表現(xiàn)在下述幾個方面
設備認證郵政業(yè)務管理系統(tǒng)必須能夠驗證、識別每個打印設備，以保證 只有合法的打印設備、通過合法的連接途徑才能夠被允許用作郵資標簽打印機。 通用標簽打印機不能被上位計算機識別，無法驗證設備的合法性和進行必要的 設備管理，業(yè)務管理系統(tǒng)不能通過讀取通用標簽打印機的各自唯一編號、編碼、 或名稱等方式來識別每一個設備，以防止未經(jīng)批準的假冒打印設備進入用戶的 應用系統(tǒng)。
信息安全通用標簽打印機沒有數(shù)據(jù)加解密功能。要保證郵資信息在網(wǎng)絡 上的安全傳輸，必須對通信信息進行加解密處理，而這種加解密應該由端到端 來完成即由郵資管理中心和標簽打印機分別獨立完成。另外，為了區(qū)分安全 責任，標簽打印機加解密功能所涉及的算法和密鑰都必須由用戶自行確定和掌 握，不能由廠家編寫?，F(xiàn)有的各種通用標簽打印機的軟硬件架構(gòu)顯然都不具備 上述條件。再者，通用標簽打印機的打印指令通常沒有校驗功能，其上位計算 機可以通過打印指令隨意選擇打印各種格式的標簽，這樣就不能對設備的獨立 使用進行安全控制，這種狀況對于有價票證-郵資標簽打印機也是不允許的。
記錄存檔作為有價票證的打印輸出設備，必須將有關(guān)打印設備使用狀況
的各項有效信息詳細記錄備案在該打印輸出設備內(nèi)，且可以隨時讀出。但是現(xiàn)
有的各種通用標簽打印設備都不能記錄自身的打印數(shù)據(jù)，不利于事后檢查。再
者，現(xiàn)在的通用標簽打印設備都是由廠家自行生產(chǎn)，用戶不能對該打印設備進 行一些個性化、特殊化的設置，不利于用戶對設備的控制。

實用新型內(nèi)容
有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種可識別認證和受控使用的標簽打 印設備-郵資標簽打印機，該裝置結(jié)構(gòu)簡單、實現(xiàn)容易，硬件成本低廉，但是， 打印操作非常安全、可靠，還能長期存儲打印數(shù)據(jù)，是一項低成本、高可靠性
的郵件資費打印設備。為了達到上述目的，本實用新型提供了一種郵資標簽打印機，該裝置包括: 標簽打印機，該標簽打印機的控制電路板上，設有單片機及其控制的多個外圍 電路時鐘電路、復位電路、外存儲器、打印頭驅(qū)動電路、電機驅(qū)動電路、傳 感電路、通信接口電路、電源電路、以及包括按^t、指示燈、顯示屏和蜂鳴器 的輸入、輸出電路；其特征在于
該裝置還包括一個可以單獨編程、加載、調(diào)試、獨立運行和用于配合所述 標簽打印機控制電路單片機工作的加解密控制電路插板，該加解密控制電路插 板上設有單片微處理器及其外圍電路時鐘電路、復位電路、通信接口電路和 外存儲器，該加解密控制電路插板上的單片微處理器的片內(nèi)存儲器具有讀保護 功能，并存儲有分別用于實現(xiàn)打印設備認證、數(shù)據(jù)加解密計算、以及打印指令 校驗功能的標識該郵資標簽打印機唯一編號的表頭號數(shù)據(jù)模塊、數(shù)據(jù)加解密算 法和密鑰軟件模塊、以及打印指令校驗算法和密鑰軟件模塊，該加解密控制電 路插板上的單片微處理器通過擴展的串行接口與所述標簽打印機的主控制電路 板的單片機相連接，實現(xiàn)兩者之間的數(shù)據(jù)信息交互。
所述加解密控制電路插板中的外存儲器是用于存儲該裝置的印制歷史數(shù) 據(jù)，即郵資標簽打印總張數(shù)和累計總金額。
所述加解密控制電路插板上的單片微處理器和標簽打印機的單片機是16 位或32位的微處理器芯片。
所述標簽打印機藉由通信線路與郵資標簽打印機的上位管理設備-打印控 制計算機相連接，以便將該打印控制計算機發(fā)送的設備論證信息、加密傳輸?shù)?打印數(shù)據(jù)和打印指令的校驗參數(shù)經(jīng)由該標簽打印機及其擴展串行接口傳輸?shù)郊?解密控制電路插板進行相應的設備編號數(shù)據(jù)'瞼證、打印數(shù)據(jù)解密處理和對校驗 參數(shù)是否正確進行核對后，再由標簽打印機按照事先規(guī)定的打印格式打印相應 的郵資標簽。
所述加解密控制電路插板中的控制電路也可以直接設置在標簽打印機的控 制電路板上，此時，該加解密控制插板中的控制電路的單片微處理器仍然藉由 擴展的串行接口和所述標簽打印機的單片機進行數(shù)據(jù)信息交互。本實用新型是一種郵資標簽打印機，它是申請人為郵政部門研制的以數(shù)據(jù) 管理中心為中心節(jié)點、以郵政綜合網(wǎng)為網(wǎng)絡資源的星形廣域網(wǎng)結(jié)構(gòu)的新型郵件 資費處理系統(tǒng)的專用終端設備，該裝置能夠在上述郵件資費處理系統(tǒng)的遠程郵 資數(shù)據(jù)管理中心的控制下打印一種新型的郵資標識符號，用作郵資已付的憑證， 從而實現(xiàn)了郵資標簽信息的集中生成、存儲和查詢，分布式印制的功能。
本實用新型的主要技術(shù)特點是結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，安全性好，硬件成
本低廉，符合郵政實際生產(chǎn)需要。該裝置是在通用標簽打印機的基礎(chǔ)上，增設 一個基于單片機的獨立控制電路插板-加解密控制電路插板而組成的，其中加 解密控制電路插板是一個具有獨立編程、存儲、計算和調(diào)試能力的單片纟毀處理 器芯片為核心的控制部件，通過擴展的串行接口與標簽打印機主控制板進行通 信、實現(xiàn)交互，以便使標簽打印機在該加解密控制電路插板的控制之下工作。 本實用新型的電路結(jié)構(gòu)筒單，設備成本和使用成本都遠遠低于現(xiàn)在的郵資 機，其制造成本大約只是現(xiàn)在郵局廣泛使用的郵資機的三分之一，且打印過程
沒有油墨損耗；設備的電子化程度高，使用噪聲低，沒有污染，操作筒單、方 便，且符合郵政實際生產(chǎn)需要，故障率很低，大大減輕設備維護壓力，節(jié)約維 修成本。再者，使用本實用新型后，實現(xiàn)了郵資標簽的按需打印，降低了存儲、 配送、購買及銷毀郵資標簽所帶來的附加流通成本，減少管理環(huán)節(jié)和管理漏洞， 促進了郵資的量化管理。
本實用新型按照郵資機的管理方式進行操作，對每臺設備印制郵資標簽的 金額，遵循"先審批、后使用"的原則，進行總量控制。每臺設備都有自己的 用郵額度，并且系統(tǒng)對每臺設備的郵資使用過程進行詳細記錄，保證郵資的安 全使用。另外，只有合法設備并通過合法途徑才能聯(lián)接郵件資費處理系統(tǒng)的郵 資數(shù)據(jù)管理中心，然后接受其控制，打印郵資標簽。
總之，本實用新型的操作必須實時聯(lián)網(wǎng)在線使用，以便各級管理部門能夠 對設備使用情況進行遠程實時管理和控制，主要的管理功能包括設備遠程注 資、設備遠程加接鎖、遠程設備狀態(tài)查詢、實時表頭查詢、遠程郵資使用紀錄 查詢、遠程郵資使用流水查詢等，因此本實用新型裝置為從管理的角度加強郵資打印設備和郵資的安全使用提供了一種很好的技術(shù)支持手段。所"，本實用 新型設備的推廣使用具有很好的經(jīng)濟效益和社會效益。


圖1是本實用新型的控制電路結(jié)構(gòu)組成示意圖。
圖2是本實用新型與上位控制設備-打印控制計算機連接的工作狀態(tài)示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，
以下結(jié)合附圖對本實 用新型作進一步的詳細描述。
參見圖1，介紹本實用新型的控制電路的結(jié)構(gòu)組成，該裝置是在通用標簽 打印機的基礎(chǔ)上，增設一個基于單片機的獨立控制電路插板-加解密控制電路 插板2而組成的，加解密控制電路插板2是一個具有獨立存儲、計算能力、且 可以單獨編程、加載、調(diào)試、獨立運行的部件，該插板2通過一個擴展的串行 接口與標簽打印機的控制電路板1進行通信、實現(xiàn)交互，以便使標簽打印機在 該插板2的控制之下工作。圖中，標簽打印機的控制電路板1上設有CPU單片 機10及其控制的多個外圍電路時鐘電路ll、復位電路12、外存儲器13、打 印頭驅(qū)動電路14、電機驅(qū)動電路15、傳感電路16、通信接口電路17、以及包 括按鍵、指示燈、顯示屏和蜂鳴器的輸入、輸出電路18和電源電路19;而配 合該標簽打印機控制電路單片機工作的加解密控制電路插板2上設有單片微處 理器20及其外圍電路時鐘電路21、復位電路22、通信接口電路24和外存儲 器23。該加解密控制電路插板2上的單片微處理器20和標簽打印機的單片機 是16位或32位微處理器芯片。其中加解密控制電路插板2上的單片微處理器 20的片內(nèi)存儲器具有存儲數(shù)據(jù)的讀保護功能，也就是在該單片微處理器中存儲 的軟件和數(shù)據(jù)都具有可改寫、但不可讀出和復制的性能特點。該微處理器芯片 20內(nèi)分別存儲有標識該郵資標簽打印機唯一編號的表頭號數(shù)據(jù)模塊、數(shù)據(jù)加解
8密算法和密鑰軟件模塊、以及打印指令校驗算法和密鑰軟件模塊，務別用于實 現(xiàn)打印設備認證、數(shù)據(jù)加解密算法和打印指令校驗功能。然后，該加解密控制 電路插板2上的單片微處理器20通過擴展的串行接口與標簽打印機的控制電路板1的單片機10相連接，實現(xiàn)兩者之間的數(shù)據(jù)信息交互，這樣，所有的郵資標 簽打印信息都必須經(jīng)過加密控制電路插板2的解密才能被正確打印。上述結(jié)構(gòu) 的控制電路還能夠保證該加解密控制電路插板2可實現(xiàn)功能可擴充性和功能實 現(xiàn)的獨立性。參見圖2,本實用新型中的標簽打印機1藉由通信線路與郵資標簽打印機的上位管理設備-打印控制計算機3相連接，以便將該打印控制計算機3 (乃至資費管理中心的數(shù)據(jù)中心服務器)發(fā)送的設備驗證信息、加密傳輸?shù)拇蛴?shù) 據(jù)和打印指令的校驗參數(shù)經(jīng)由本實用新型中的標簽打印機i及其擴展串行接口傳輸?shù)郊咏饷芸刂齐娐凡灏?進行相應的設備編號數(shù)據(jù)驗證、打印數(shù)據(jù)解密處理和對校驗參數(shù)是否正確進行核對后，再將相關(guān)信息和數(shù)據(jù)返回給標簽打印機1,由后者按照事先規(guī)定的打印格式打印相應的郵資標簽。由于標簽打印機1接收到的控制指令和標簽信息都是加密信息，該信息必須經(jīng)過加解密控制電路插板2進行解密、驗證后，確認是否將正確信息返回給標簽打印機1，以打印標簽。因此，在加解密控制電路插板2上的單片微處理器20是具有片內(nèi)存儲器讀保護功能的芯片，該芯片存儲有該設備的認證號和認證秘鑰、加解密算法及其密鑰、以及打印印制數(shù)據(jù)的密鑰等信息，用于實現(xiàn)設備認證、標簽數(shù)據(jù)信息的加解密處理和控制打印的功能，也就是郵政資費管理中心經(jīng)由打印控制計算機3和聯(lián)網(wǎng)認證登錄后的本實用新型設備下發(fā)的標簽信息必須經(jīng)過加解密控制電路插板2的解密后才能被正確打印。這樣，為了保證安全，加解密控制電路插板2中的單片微處理器20片內(nèi)存儲器內(nèi)存儲的表頭號數(shù)據(jù)模塊、數(shù)據(jù)加解密算法和密鑰軟件模塊、以及打印指令校驗算法和密鑰軟件模塊都具有可改寫、但不可讀出和復制的性能特點(以保證只有郵政部門才能掌握和控制其中相關(guān)的各個軟件模塊)。加解密控制電路插板2中的外存儲器是EEPROM芯片，用于存儲該裝置的印制歷史數(shù)據(jù)，即郵資標簽打印總張數(shù)和累計總金額。此外，本實用新型的加解密控制電路插板2中的控制電路也可以直接設置在標簽打印機的控制電路板1上，此時，該加解密控制插板2中的控制電路的 單片微處理器仍然藉由擴展的串行接口和標簽打印機的單片機進行數(shù)據(jù)信息交互。本實用新型已經(jīng)制成樣機若干臺，并在郵局經(jīng)由打印控制計算機和通信 線路連接至郵政業(yè)務資費管理中心，進行了試驗實施。實施例的試驗樣機是 在山東新北洋公司的BTP-6200I標簽打印機基礎(chǔ)上，加裝加解密控制電路插 板和進行改造成為郵資標簽打印設備的，實施例中的加解密控制電路插板上 的單片微處理器芯片型號是圖2所示的LPC2132FBD64或LPC2132 ARM7TDMI-S,也可以選用PHILIPS公司生產(chǎn)的具有片內(nèi)FLASH讀保護功 能的LPC2131/2132/2134/2136/2138系列其它型號產(chǎn)品。該郵資標簽打印機 的工作具有以下特征用戶可以對每一臺標簽打印機設置符合自身業(yè)務規(guī)范 的編號，并且可以獨立地將該編號存儲在加解密控制電路插板的微處理器芯 片內(nèi)的FLASH中。在該裝置工作之前，其上位控制計算機或管理中心可以 通過通信端口讀出該編號信息，籍此識別該裝置是否為合法設備。此外，用 戶可以自行編制其中的加解密軟件模塊的算法和相關(guān)密鑰，并將其存儲在加 解密控制電路插板的微處理器芯片內(nèi)的FLASH中。試驗實施的結(jié)果表明，本實用新型的試驗是成功的，實現(xiàn)了發(fā)明目的。
權(quán)利要求1、一種郵資標簽打印機，該裝置包括標簽打印機，該標簽打印機的控制電路板上，設有單片機及其控制的多個外圍電路時鐘電路、復位電路、外存儲器、打印頭驅(qū)動電路、電機驅(qū)動電路、傳感電路、通信接口電路、電源電路、以及包括按鍵、指示燈、顯示屏和蜂鳴器的輸入、輸出電路；其特征在于該裝置還包括一個可以單獨編程、加載、調(diào)試、獨立運行和用于配合所述標簽打印機控制電路單片機工作的加解密控制電路插板，該加解密控制電路插板上設有單片微處理器及其外圍電路時鐘電路、復位電路、通信接口電路和外存儲器，該加解密控制電路插板上的單片微處理器的片內(nèi)存儲器具有讀保護功能，并存儲有分別用于實現(xiàn)打印設備認證、數(shù)據(jù)加解密計算、以及打印指令校驗功能的標識該郵資標簽打印機唯一編號的表頭號數(shù)據(jù)模塊、數(shù)據(jù)加解密算法和密鑰軟件模塊、以及打印指令校驗算法和密鑰軟件模塊，該加解密控制電路插板上的單片微處理器通過擴展的串行接口與所述標簽打印機的主控制電路板的單片機相連接，實現(xiàn)兩者之間的數(shù)據(jù)信息交互。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的郵資標簽打印^L,其特征在于所述加解密控制 電路插板中的外存儲器是用于存儲該裝置的印制歷史數(shù)據(jù)，即郵資標簽打印總 張數(shù)和累計總金額的EEPROM芯片。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的郵資標簽打印機，其特征在于所述加解密控制 電路插板上的單片微處理器和標簽打印機的單片機是16位或32位的微處理器心巧o
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的郵資標簽打印機，其特征在于所述標簽打印機 藉由通信線路與郵資標簽打印機的上位管理設備-打印控制計算機相連接，以 便將該打印控制計算機發(fā)送的設備驗證信息、加密傳輸?shù)拇蛴?shù)據(jù)和打印指令 的校驗參數(shù)經(jīng)由該標簽打印機及其擴展串行接口傳輸?shù)郊咏饷芸刂齐娐凡灏暹M 行相應的設備編號數(shù)據(jù)驗證、打印數(shù)據(jù)解密處理和對校驗參數(shù)是否正確進行核 對后，再由標簽打印機按照事先規(guī)定的打印格式打印相應的郵資標簽。<formula>formula see original document page 3</formula>機,其特征在于:所述加解密控制電路滅中的控制電路也可以緣設置在標簽打印機的控制電路板上，此時， 該加解密控制插板中的控制電路的單片微處理器仍然藉由擴展的串行接口和所 述標簽打印機的單片機進行數(shù)據(jù)信息交互°
專利摘要一種郵資標簽打印機，是在通用標簽打印機基礎(chǔ)上，增設一個加解密控制電路插板而組成。該插板上設有單片微處理器及其外圍電路時鐘電路、復位電路、通信接口電路和外存儲器，其中單片微處理器的片內(nèi)存儲器具有讀保護功能，存儲有分別用于實現(xiàn)打印設備認證、數(shù)據(jù)加解密計算、以及打印指令校驗功能的標識該設備唯一編號的表頭號數(shù)據(jù)模塊、數(shù)據(jù)加解密算法和密鑰軟件模塊、以及打印指令的密鑰軟件模塊，該插板上的單片微處理器通過擴展的串行接口與標簽打印機的主控制電路板的單片機相連接，實現(xiàn)兩者之間的數(shù)據(jù)信息交互。裝置結(jié)構(gòu)簡單，硬件成本低廉，打印操作安全、可靠，還能長期存儲打印數(shù)據(jù)，是一項低成本、高可靠性的郵件資費打印設備。
文檔編號G07B17/00GK201111157SQ20072017340
公開日2008年9月3日 申請日期2007年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月27日
發(fā)明者孫連春, 德 畢, 王志楠, 鄭廣順, 馬瑞全 申請人:北京市郵政科學研究所