一种用于终端的拆盖自毁电路及其控制方法

文档序号:1709152 发布日期:2019-12-13 浏览:43次 >En<

阅读说明:本技术 一种用于终端的拆盖自毁电路及其控制方法 (Cover-detaching self-destruction circuit for terminal and control method thereof ) 是由 朱明贵 王智鹏 吴宝灿 于 2019-10-08 设计创作,主要内容包括:本发明涉及电子安全技术领域,特别涉及一种用于终端的拆盖自毁电路及其控制方法,通过设置控制电路控制RTC电路的电源供给,开关电路不工作时会切断RTC电路中的电源,能够清除提前设置好的寄存器数据,从而触发系统报警和自毁;通过本方案设计的拆盖自毁电路安全系数和灵敏度高,同时节能省电,能较好延长电池使用寿命。(the invention relates to the technical field of electronic safety, in particular to a cover-removing self-destruction circuit for a terminal and a control method thereof.A control circuit is arranged to control the power supply of an RTC circuit, and a switch circuit can cut off the power supply in the RTC circuit when not working, so that register data set in advance can be cleared, and system alarm and self-destruction are triggered; the cover-dismounting self-destruction circuit designed by the scheme has high safety factor and sensitivity, and can save energy and power and prolong the service life of the battery well.)

一种用于终端的拆盖自毁电路及其控制方法

技术领域

本发明涉及电子安全技术领域,特别涉及一种用于终端的拆盖自毁电路及其控制方法。

背景技术

目前涉及到对终端安全性要求较高的领域,尤其是金融行业,基本都要求终端配有防拆机即拆盖自毁功能,用以保护终端内部信息安全。传统方案一般是通过CPU来检测物理开关的通断情况作为判断,当检测到开关断开后,触发系统自毁;但是传统的方案在终端断电后,通常情况下,CPU也会跟随掉电,导致终端失去防拆保护的功能,而且传统的方案正常情况下会在开关通路上设置去耦电容,避免抖动问题引起的误触发,但是也随之给攻击者留下了空隙,降低了终端的安全系数。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是:提供一种安全系数高的用于终端的拆盖自毁电路及其控制方法。

为了解决上述技术问题,本发明采用的第一种技术方案为:

一种用于终端的拆盖自毁电路,包括拆盖检测电路;所述终端包括一面具有开口的壳体和用于封闭所述开口的盖体,所述盖体和壳体接触处设有开关电路,所述拆盖检测电路包括控制电路、RTC电路和供电电路且所述控制电路、RTC电路和供电电路均设置在所述壳体内部;

所述控制电路的输入端与所述开关电路的输出端电连接,所述控制电路的电源端与所述供电电路的输出端电连接,所述控制电路的输出端分别与所述RTC电路的电源端和终端的GPIO接口电连接,所述RTC电路的输出端与所述终端的I2C接口电连接。

本发明采用的第二种技术方案为:

一种用于终端的拆盖自毁电路的控制方法,包括以下步骤:

步骤S1、在终端处于上电状态下预设寄存器的初始值;

步骤S2、当终端重新上电时获取当前时刻寄存器的实际值;

步骤S3、判断获取到的所述寄存器的实际值与所述寄存器的初始值是否相等;

步骤S4、若否,则启动终端数据自毁操作。

本发明的有益效果在于:

通过设置控制电路控制RTC电路的电源供给,开关电路断开时会切断RTC电路中的电源,能够清除提前设置好的寄存器数据,从而触发系统报警和自毁;将控制电路的输出端与终端的GPIO接口电连接,能够检测到自毁电路的电压值变化,判断是否存在入侵行为并作为触发自毁电路的条件之一;通过本方案设计的拆盖自毁电路安全系数和灵敏度高,同时节能省电,能较好延长电池使用寿命。

附图说明

图1为根据本发明的一种用于终端的拆盖自毁电路的电路模块示意框图;

图2为根据本发明的一种用于终端的拆盖自毁电路的第一子控制电路的电路原理图;

图3为根据本发明的一种用于终端的拆盖自毁电路的第二子控制电路的电路原理图;

图4为根据本发明的一种用于终端的拆盖自毁电路的RTC电路的电路原理图;

图5为根据本发明的一种用于终端的拆盖自毁电路的供电电路的电路原理图;

图6为根据本发明的一种用于终端的拆盖自毁电路的开关电路的电路原理图;

图7为根据本发明的一种用于终端的拆盖自毁电路的控制方法的步骤流程图;

图8为根据本发明的一种用于终端的拆盖自毁电路的控制方法的电路逻辑图;

标号说明:

1、控制电路;2、RTC电路;3、开关电路;4、供电电路。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果,以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1,本发明提供的一种技术方案:

一种用于终端的拆盖自毁电路,包括拆盖检测电路;所述终端包括一面具有开口的壳体和用于封闭所述开口的盖体,所述盖体和壳体接触处设有开关电路,所述拆盖检测电路包括控制电路、RTC电路和供电电路且所述控制电路、RTC电路和供电电路均设置在所述壳体内部;

所述控制电路的输入端与所述开关电路的输出端电连接,所述控制电路的电源端与所述供电电路的输出端电连接,所述控制电路的输出端分别与所述RTC电路的电源端和终端的GPIO接口电连接,所述RTC电路的输出端与所述终端的I2C接口电连接。

从上述描述可知,本发明的有益效果在于:

通过设置控制电路控制RTC电路的电源供给,开关电路断开时会切断RTC电路中的电源,能够清除提前设置好的寄存器数据,从而触发系统报警和自毁;将控制电路的输出端与终端的GPIO接口电连接,能够检测到自毁电路的电压值变化,判断是否存在入侵行为并作为触发自毁电路的条件之一;通过本方案设计的拆盖自毁电路安全系数和灵敏度高,同时节能省电,能较好延长电池使用寿命。

进一步的,所述控制电路包括第一子控制电路,所述第一子控制电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R12、电容C4、双路二极管D1、晶体管Q1和晶体管Q3;

所述晶体管Q3的栅极分别与所述电阻R12的一端、双路二极管D1的第一端和电阻R5的一端电连接,所述晶体管Q3的源极与所述电阻R12的另一端电连接且所述晶体管Q3的源极和电阻R12的另一端均接地,所述晶体管Q3的漏极与所述晶体管Q1的漏极电连接,所述晶体管Q1的栅极分别与所述电阻R6的一端和双路二极管D1的第二端电连接,所述晶体管Q1的源极分别与所述电阻R6的另一端、电阻R5的另一端和电阻R4的一端电连接,所述双路二极管D1的第三端与所述电容C4的一端电连接,所述电容C4的另一端接地。

由上述描述可知,由于在终端正常情况下SWAL信号(双路二极管D1和电容C4的一端共同连接的信号端)接地(即电压电平为0),此时双路二极管D1处于导通状态,双路二极管D1的第一端的电压和双路二极管D1的第二端的电压均为0.1V,使得晶体管Q1的栅极和晶体管Q3的栅极均处于0.1V状态,晶体管Q1为P型MOS管,晶体管Q3为N型MOS管,根据MOS管的导通特性,晶体管Q1将导通,晶体管Q3关闭,使得电源端BAT(晶体管Q1的漏极和晶体管Q3的漏极共同连接的信号端)的电压等于信号端VBAT(电阻R4的另一端连接的信号端)的电压;

信号端SWAL在终端被入侵时悬空,双路二极管D1不导通,因此晶体管Q1的栅极和晶体管Q3的栅极均为高电平,根据MOS管导通特性,晶体管Q1关闭,晶体管Q3导通,因此电源端BAT和地GND导通,电压水平为0,RTC电路失去电源供给,RTC电路内置的RTC芯片寄存器值丢失。

进一步的,所述控制电路还包括第二子控制电路,所述第二子控制电路包括电阻R7、电阻R8、电阻R10、电阻R11和晶体管Q2;

所述晶体管Q2的栅极分别与所述电阻R10的一端和电阻R11的一端电连接,所述晶体管Q2的源极与所述电阻R11的另一端电连接且所述晶体管Q2的源极和电阻R11的另一端均接地,所述晶体管Q2的漏极分别与所述电阻R7的一端和电阻R8的一端电连接,所述电阻R7的另一端接电源,所述电阻R8的另一端与所述终端的GPIO接口电连接,所述电阻R10的另一端与晶体管Q3的漏极电连接。

由上述描述可知,电源端BAT(电源端BAT在第二子控制电路中与电阻R10的另一端电连接)的电压为3.2V,电源端BAT与RTC电路电连接,使得RTC电路中的RTC芯片处于工作状态。同时,电源端BAT通过电阻R10、R11和晶体管Q2(为N型MOS管)的栅极提供了开启电压,使得晶体管Q2处于导通状态,此时终端的GPIO接口的电压值为0,此时判定终端属于正常状态,不触发自毁;晶体管Q2具有超高速开关切换的特点,通常能达到ns(ns:纳秒,时间单位。一秒的十亿分之一,即等于10的负9次方秒。)级别,因此具有极高的灵敏度特性。

进一步的,所述RTC电路包括芯片U1和电容C2,所述芯片U1包括第一引脚、第二引脚和第三引脚,所述芯片U1的第一引脚与所述电容C2的一端电连接,所述电容C2的另一端接地,所述芯片U1的第二引脚和芯片U1的第三引脚均与所述终端的I2C接口电连接。

由上述描述可知,电容C2为电源去耦电容,能够增加电源的稳定性,芯片U1的第二引脚和第三引脚均与终端的I2C接口电连接连接,使得终端能够读取芯片U1的寄存器数据,电源端BAT(电源端BAT在RTC电路中是分别与芯片U1的第一引脚和电容C2的一端电连接)为直流电源信号,此信号端产生的信号由控制电路提供。

进一步的,所述供电电路包括双路二极管D2、电阻R9和纽扣电池BT1,所述电阻R9的一端与所述双路二极管D2的第一端电连接,所述双路二极管D2的第二端接电源,所述双路二极管D2的第三端均与所述控制电路电连接,所述电阻R9的另一端与所述纽扣电池BT1的正极电连接,所述纽扣电池BT1的负极接地。

由上述描述可知,当终端上电运行过程中,电源端VCC_IO打开,双路二极管D2能防止电源端VCC_IO倒灌流入纽扣电池BT1;纽扣电池BT1串联电阻R9不仅可以减弱ESD和雷电干扰,也能起到限流的作用,防止出现电流突然增大,减少电池寿命的情况,同时由于电阻R9的存在,双路二极管D2的第一引脚电压总是低于第二引脚,这就使得当电源端VCC_IO通电的情况下,双路二极管D2的第二引脚导通,双路二极管D2的第一引脚和第三引脚之间不导通,保证了信号端VBAT的电压在3.2V,同时纽扣电池BT1处于断开不工作状态;当终端关机后,电源端VCC_IO的电压值为0V,双路二极管D2的第一引脚和第三引脚导通,双路二极管D2的第二引脚不导通,同样保证了信号端VBAT电压在3.2V左右;上述方案保证了不论开机或关机,信号端VBAT均有电压,这里的信号端VBAT用于后端RTC电路供电,也就保证了终端始终属于防拆保护状态,同时这样的机制也延长了纽扣电池BT1的使用寿命。

进一步的,所述开关电路包括开关SW1,所述开关SW1的一端接地,所述开关SW1的另一端与所述控制电路电连接。

请参照图7,本发明提供的另一种技术方案:

一种用于终端的拆盖自毁电路的控制方法,包括以下步骤:

步骤S1、在终端处于上电状态下预设寄存器的初始值;

步骤S2、当终端重新上电时获取当前时刻寄存器的实际值;

步骤S3、判断获取到的所述寄存器的实际值与所述寄存器的初始值是否相等;

步骤S4、若否,则启动终端数据自毁操作。

请参照图1至图6,本发明的实施例一为:

请参照图1,一种用于终端的拆盖自毁电路,包括拆盖检测电路;所述终端包括一面具有开口的壳体和用于封闭所述开口的盖体,所述盖体和壳体接触处设有开关电路3,所述拆盖检测电路包括控制电路1、RTC电路2和供电电路4且所述控制电路1、RTC电路2和供电电路4均设置在所述壳体内部;

所述控制电路1的输入端与所述开关电路3的输出端电连接,所述控制电路1的电源端与所述供电电路4的输出端电连接,所述控制电路1的输出端分别与所述RTC电路2的电源端和终端的GPIO接口电连接,所述RTC电路2的输出端与所述终端的I2C接口电连接。

GPIO的英文全称为General-purpose input/output,指芯片的通用输入/输出口;

I2C为一种简单、双向二线制同步串行通信总线;

所述终端为与后台服务器连接的前端信息处理设备。

请参照图2,所述控制电路1包括第一子控制电路,所述第一子控制电路包括电阻R4(电阻值为0Ω)、电阻R5(电阻值为1MΩ)、电阻R6(电阻值为1MΩ)、电阻R12(电阻值为1MΩ)、电容C4(电容值为0.1uF)、双路二极管D1(二极管D1为双路肖特基二极管,型号为BAS40)、晶体管Q1(型号为WPM3407)和晶体管Q3(型号为BSS138);

所述晶体管Q3的栅极分别与所述电阻R12的一端、双路二极管D1的第一端和电阻R5的一端电连接,所述晶体管Q3的源极与所述电阻R12的另一端电连接且所述晶体管Q3的源极和电阻R12的另一端均接地,所述晶体管Q3的漏极与所述晶体管Q1的漏极电连接,所述晶体管Q1的栅极分别与所述电阻R6的一端和双路二极管D1的第二端电连接,所述晶体管Q1的源极分别与所述电阻R6的另一端、电阻R5的另一端和电阻R4的一端电连接,所述双路二极管D1的第三端与所述电容C4的一端电连接,所述电容C4的另一端接地;

所述电阻R4的另一端接信号端VBAT,所述晶体管Q1的漏极和晶体管Q3的漏极均接电源端BAT,所述双路二极管D1的第三引脚和电容C4的一端均接信号端SWAL。

请参照图3,所述控制电路1还包括第二子控制电路,所述第二子控制电路包括电阻R7(电阻值为4.7KΩ)、电阻R8(电阻值为0Ω)、电阻R10(电阻值为1KΩ)、电阻R11(电阻值为1MΩ)和晶体管Q2(型号为BSS138);

所述晶体管Q2的栅极分别与所述电阻R10的一端和电阻R11的一端电连接,所述晶体管Q2的源极与所述电阻R11的另一端电连接且所述晶体管Q2的源极和电阻R11的另一端均接地,所述晶体管Q2的漏极分别与所述电阻R7的一端和电阻R8的一端电连接,所述电阻R8的另一端与所述终端的GPIO接口电连接,所述电阻R10的另一端与晶体管Q3的漏极电连接;

所述电阻R7的另一端接电源端VCC_IO,所述电阻R8的另一端接所述终端的GPIO接口,所述电阻R10的另一端接电源端BAT。

请参照图4,所述RTC电路2包括芯片U1(型号为HYM8563)和电容C2(电容值为0.1uF),所述芯片U1包括第一引脚、第二引脚和第三引脚,所述芯片U1的第一引脚与所述电容C2的一端电连接,所述电容C2的另一端接地,所述芯片U1的第二引脚和芯片U1的第三引脚均与所述终端的I2C接口电连接;

所述芯片U1的第一引脚和电容C2的一端均接电源端BAT。

请参照图5,所述供电电路4包括双路二极管D2(型号为BAT54C)、电阻R9(电阻值为1KΩ)和纽扣电池BT1(型号为CR2032),所述电阻R9的一端与所述双路二极管D2的第一端电连接,所述双路二极管D2的第二端和双路二极管D2的第三端均与所述控制电路1电连接,所述电阻R9的另一端与所述纽扣电池BT1的正极电连接,所述纽扣电池BT1的负极接地;

所述双路二极管D2的第三引脚接信号端VBAT,所述双路二极管D2的第二引脚接电源端VCC_IO。

请参照图6,所述开关电路3包括开关SW1,所述开关SW1的一端接地,所述开关SW1的另一端接信号端SWAL。

上述的用于终端的拆盖自毁电路的工作原理为:

开关SW1通常由防拆触点和主板上的防拆触点金手指组成(也可以是常规机械开关、连接线等);开关SW1通常安装在终端壳体与门或盖板的螺丝锁附近或卡扣连接处,确保机器正常状态下,开关SW1处于闭合状态。所述开关SW1的防拆触点通常安装在终端的盖体上,防拆触点金手指放在垂直下方的主板上,终端处于正常状态时,防拆触点和金手指紧密接触,开关SW1闭合,接信号端SWAL的电路(或元器件)和地GND导通;当遇到外力入侵终端,打开盖体或破坏终端外壳时,防拆触点会跟随盖体离开主板上的金手指;开关SW1断开,接信号端SWAL的电路(或元器件)和地GND断开,处于悬空(悬空:即电路一端处于不连接状态)状态;所述开关电路3的信号端SWAL与所述控制电路1的信号端SWAL电连接。

通常电源端VCC_IO的电压值为3.3V,纽扣电池BT1的电压值为3.3V,当终端上电运行过程中,电源端VCC_IO打开,双路二极管D2能防止电源端VCC_IO倒灌流入纽扣电池BT1;纽扣电池BT1串联电阻R9不仅可以减弱ESD和雷电干扰,也能起到限流的作用,防止出现电流突然增大,减少电池寿命的情况,同时由于电阻R9的存在,双路二极管D2的第一引脚电压总是低于第二引脚,这就使得当电源端VCC_IO通电的情况下,双路二极管D2的第二引脚导通,双路二极管D2的第一引脚和第三引脚不导通,保证了信号端VBAT的电压在3.2V,同时纽扣电池BT1处于断开不工作状态;当终端关机后,电源端VCC_IO不通电,双路二极管D2的第一引脚和第三引脚导通,双路二极管D2的第二引脚不导通,同样保证了信号端VBAT电压在3.2V左右;上述方案保证了不论开机或关机,信号端VBAT均有电压,这里的信号端VBAT用于第一子控制电路和第二子控制电路供电,只要开关电路3处于闭合状态,就能确保第二子控制电路的输出端(GPIO)和第一子控制电路的输出端(BAT)正常,也就保证了RTC电路2供电正常,使得终端始终处于防拆保护状态,同时这样的机制也延长了纽扣电池BT1的使用寿命;所述供电电路4的信号端VBAT与所述控制电路1的信号端VBAT电连接。

电容C2为电源去耦电容,能够增加电源的稳定性,芯片U1的第二引脚和第三引脚均与终端的I2C接口电连接连接,使得终端能够读取芯片U1的寄存器数据,电源端BAT为直流电源信号,此信号端产生的信号由控制电路1提供。

信号端SWAL在终端正常情况下接地,即电压值为0V,此时双路二极管D1的三个引脚均处于导通状态,双路二极管D1的第一引脚和第二引脚的电压值均为0.1V,使得晶体管Q1的栅极和晶体管Q3的栅极均处于电压值为0.1V状态;晶体管Q1是P型MOS管,Q3是N型MOS管,根据MOS管的导通特性,晶体管Q1将导通,晶体管Q3管关闭,使得电源端BAT的电压值等于信号端VBAT的电压值;电源端BAT电压为3.2V,电源端BAT与RTC电路2电连接,使得RTC电路2的芯片U1处于工作状态,同时,电源端BAT通过电阻R10和R11为晶体管Q2的栅极提供了开启电压,使得晶体管Q2处于导通状态,GPIO接口处的电压值为0,此时判定终端属于正常状态,不触发自毁。晶体管Q2具有超高速开关切换的特点,通常能达到ns(ns:纳秒,时间单位。一秒的十亿分之一,即等于10的负9次方秒。)级别,因此具有极高的灵敏度特性。

信号端SWAL在终端被入侵时悬空,双路二极管D1三个引脚均不会导通,因此晶体管Q1和晶体管Q3的栅极均为高电平,根据MOS管导通特性,晶体管S Q1关闭,晶体管Q3导通,因此电源端BAT对地短路,电压值为0V,RTC电路2失去电源供给,RTC电路2中的芯片U1寄存器值丢失,同时晶体管Q2的栅极电压值也为0,晶体管Q2关闭,GPIO接口处的电压值等于电源端VCC_IO的电压值,此时处于高电平状态,此时判定机器属于被入侵状态,触发自毁;晶体管Q3的作用是在开关SW1断开后,及时将BAT对地短路,并让RTC电路2中的去耦电容C2上残余的电能量泄放掉,快速让芯片U1失去电源供给,清除内部寄存器值,起到提高灵敏度的作用。

请参照图7和图8,本发明的实施例二为:

请参照图7,一种用于终端的拆盖自毁电路的控制方法,包括以下步骤:

步骤S1、在终端处于上电状态下预设寄存器的初始值;

步骤S2、当终端重新上电时获取当前时刻寄存器的实际值;

步骤S3、判断获取到的所述寄存器的实际值与所述寄存器的初始值是否相等;

步骤S4、若否,则启动终端数据自毁操作。

请参照图8,上述的用于终端的拆盖自毁电路的控制方法的具体实施为:

首先进行物理开关通、断检测,判断物理开关是否断开;

若检测到物理开关断开,则开关电路开路,电源端BAT由高电平变为低电平,启动终端保护操作;

终端的保护分为两种情况:

第一情况:开机情况下的保护

终端处于上电状态下,此时只需检测GPIO接口处的电平变化;

当检测到GPIO接口处的电平由低电平变为高电平时,启动终端数据自毁操作。

第二情况:关机情况下的保护

当终端重新上电时获取当前时刻寄存器的实际值;

将获取到的所述寄存器的实际值与预设的寄存器的初始值作比较;

当获取到的所述寄存器的实际值与预设的寄存器的初始值不相等时,启动终端数据自毁操作。

综上所述,本发明提供的一种用于终端的拆盖自毁电路及其控制方法,通过设置控制电路控制RTC电路的电源供给,开关电路断开时会切断RTC电路中的电源,能够清除提前设置好的寄存器数据,从而触发系统报警和自毁;将控制电路的输出端与终端的GPIO接口电连接,能够检测到自毁电路的电压值变化,判断是否存在入侵行为并作为触发自毁电路的条件之一;通过本方案设计的拆盖自毁电路安全系数和灵敏度高,同时节能省电,能较好延长电池使用寿命。

以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换,或直接或间接运用在相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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