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POS应用新面貌：平板POS系统 随着科技的进步与行动装置的普及，平板也逐渐被应用在 POS （Point of Sale）系统中。相较于传统的POS机台，平板POS系统具有哪些优势？依据用户需求，我们带您分别从硬件、价格、服务了解平板POS系统的优势。 轻巧方便：平板体积小、重量轻，方便移动和携带，适合空间有限的店家。 操作简单：平板采用触控屏幕操作，接口直觉易懂，即使是没有经验的人也能快速上手。 价格亲民：平板 POS系统的价格通常比传统 POS机台便宜，对于预算有限的店家来说是个不错的选择。 虽然现今越来越多企业引进平板POS系统，采用平板也存在一些问题，例如： 安全性：平板的安全性较低，容易被黑客攻击，造成数据外泄。 稳定性：平板的稳定性较差，容易死机或当机，影响正常使用。 耐用性：平板的耐用性较差，容易损坏，需要经常维修或更换。 平板POS系统外壳和基座之功能与潜藏风险 为了克服这些问题，多家供货商推出了专用于平板POS系统的外壳和基座。这些外壳和基座可以提高平板的安全性、稳定性和耐用性，并提供额外的功能，例如： 保护平板免受摔落、刮擦和灰尘造成的损坏。 提供额外的电池续航力。 整合读卡器、打印机等设备。 然而，此类的外壳和基座也可能会带来一些问题，例如： 无线联机效能影响：外壳和基座的材料和设计可能会影响平板的无线讯号，造成数据传输速度变慢或断线。 本文将带大家探讨平板POS外壳和基座对无线联机效能的影响。透过测试不同材料和设计的外壳和基座，分析其对平板无线讯号的影响。 实例分享：iPad Pro外壳和基座对无线效能的影响 佳泰实际验证过非常多的USB Type-C 线缆，透过长期的经验与实验数据，发现串扰项目有问题的线缆，因此串扰这个高频特性的验证是一个不可或缺的项目之一。 背景分享 百佳泰曾与一家客户合作，该客户将其生产的保护壳和基座与iPad Pro搭配应用于POS机上。为了了解其产品是否会影响iPad Pro的无线效能，该客户委托百佳泰进行测试，并希望百佳泰能够提供客观的第三方建议，以协助其及早进行产品修正和调整。- 无线效能测试 –– 组装情境与测试条件 百佳泰建议透过LTE和Wi-Fi OTA的效能来观察在三种组装情境下效能的差异。图一为 iPad Pro 搭配客户产品的三种组装情境示意图，表一和表二为执行测试之条件。 （图一） iPad Pro搭配客户产品的三种情境示意图 （表一） LTE测试条件 （表二）Wi-Fi测试条件 分析量测结果 量测一 图二表示不同LTE频段下的总辐射功率（TRP）的结果，并比较了三种情境分别为「无外壳」（以蓝色菱形线条表示）、「有外壳」（以红色方形线条表示）以及「有外壳及基座 」（以绿色三角形线条表示）。X 轴的2、4、5和12代表LTE 频段。Y 轴测量为TRP结果。若TRP值越高，则可以理解成可以使用的距离较远且不容易受到同频干扰。从图表中我们可以观察到，在所有LTE band中在无外壳情境下，TRP值均高于其他两种情境。将外壳安装上后TRP的数值有所下降，且TRP数值远低于无外壳情境， 甚至在LTE频段5时，在安装外壳后会直接无法注册到基地台仿真器 。而有外壳及基座的TRP数值也低于无外壳情境。 （图二） 三种情境下LTE的TRP比较图 量测二 图三则是TIS的比较图，X 轴代表 LTE 频段，Y 轴以dBm 为单位测量 TIS。较低的 TIS 值通常表示接收器较灵敏，可以侦测到较弱的讯号。对于所有 LTE 频段中，「无外壳」场景具有最好的TIS数值。当在安装上外壳后，TIS值明显恶化。在「有外壳和基座」的情境下与「有外壳」的TIS数值差异不大。因此从图中我们可以说，「无外壳」在所有测试的 LTE 频段上提供了最佳的接收器灵敏度，而添加「外壳」或「有外壳及基座」会导致效能低落。 这些效能低落情况在实际使用上会产生使用距离变短，这在使用者体验上将大打折扣 。 （图三） 三种情境LTE的TIS比较图 量测三 图四（左）为Wi-Fi在不同频道上的总辐射功率（TRP），其频道分别为2.4 GHz的Channel 6、5 GHz的Channel 36、Channel 161、6 GHz的Channel 37和Channel197。我们维持测试上述三种情境，在「有外壳」和「有外壳及基座 」条件下，在2.4 GHz 的Channel 6时急剧恶化而在5 GHz和6 GHz的频道影响较小。图四（右）为TIS的测试结果趋势，整体与TRP的测试结果趋势相同。在「有外壳」和「有外壳及基座」条件下，2.4 GHz 的Channel 6急剧恶化而5 GHz和6 GHz的频道影响较小。造成这种现象的根本原因可能是金属外壳和外壳形状影响了外壳安装后天线原有的工作频段，导致TRP和TIS数值性能恶化。与在「有外壳」条件下使用LTE网络情况类似， 透过Wi-Fi 2.4 GHz频段联机时，会有传输速度下降或是断线等问题发生 。至于5 GHz和6 GHz频段则不会有太大问题。 （图四） 三种情境下Wi-Fi的TRP/TIS比较图 根据我们的分析后，保护壳和基座可能会影响 iPad Pro 的无线效能，因此在设计和使用时需要特别留意。具体来说，在 LTE 频段下，安装外壳后 iPad Pro 的 TRP 和 TIS 值都会下降，导致使用距离变短。在 Wi-Fi 频段下，安装外壳后 iPad Pro 的 TRP 和 TIS 值在 2.4 GHz 频段上会急剧下降，而在 5 GHz 和 6 GHz 频段上影响较小。 在设计 iPad Pro 保护壳和基座时，需要考虑其对无线效能的影响，百佳泰测试团队建议： 使用非金属材质或在金属外壳天线位置区域开孔，以减少对无线效能的影响。 针对不同频段进行优化设计，如在加入外壳后再进行天线设计调整，以确保在所有频段下都能获得良好的无线效能。

针对目前嵌入式收款机系统在功能和性价比方面存在不足的问题，介绍了一种基于Cortex M3芯片的嵌入式收款机系统。该系统功能全面、性能良好、界面完善、具有故障分析和机器自检功能。运行结果表明，该系统实现了预期目标。 本文介绍了以STM32F107 单片机为核心的POS 机、数据采集和数据输出的小规模销售系统。目前的嵌入式收款机系统在硬件和软件方面在成本上没有有效的控制，在功能上没有很充分地开发。而此款POS 系统平台则拥有成本低廉、操作方便、易于自检维修等方面的优势。 POS 机的基本作业原理是先将商品资料输入进SPIFlash 中存储，商品上的条码可以通过扫描枪上的光学读取设备直接读入，根据条形码在收款机内存中的商品数据库找到该商品的相关内容，当然也可以直接用键盘输入条形码。每一笔商品销售明细资料亦可自动统计，并且最多可以存一万笔以上交易记录。 1 系统设计 1.1 硬件结构 本系统采用ARM Cortex M3 为内核的32 位微处理器STM32F107VC，其主频为72 Hz，该芯片内部采用哈佛结构，内部集成了最大存储空间为256K 的Flash和64K 的SRAM，还有大量的I/O 口和外设(2 个I 2 C 总线，3 个SPI，2 个I 2 S，5 个USART，2 个CAN 等等)连接在2 个APB 总线上。 该系统硬件主要包括:收款数据处理模块、收款程序存储模块、收款数据存储模块、串口调试模块、收款显示模块、报表打印模块、USB 模块。系统硬件结构框图如图1所示。 图1 系统硬件结构框图 系统的实物图如图2 所示。 图2 系统的实物图 在初始化时，为了便于用户或者维修人员及时了解设备运转情况和数据存储情况，调试信息务必显示在液晶屏上。通过CH452 键盘将中英文输入信息输入到设备上，通过扫描枪将商品中的条形码读取到设备中，最后还可将交易记录输出到小票打印机上，最多可以一次性记录一万次交易信息。交易信息、用户等资料存放在SPI Flash中，时钟信息放在RTC 备用器中。 1.2 外设设备 1.2.1 输入/输出接口芯片和数码管显示芯片 CH452 是数码管显示驱动和键盘扫描控制芯片，可以同时进行64 键的键盘扫描和8 位数码管的操作，具有BCD 译码、闪烁、移位、段位寻址等功能，还能对CPU 提供上电复位信号。 本次研究对象中CH452的LCD 交换数据功能是通过级联的4 线串行接口完成的。在键盘扫描期间，DIG7~DIG0 引脚用于列扫描输出，并且可以依次从DIG0 ~DIG7 输出高电平，同时其余的引脚置0。SEG7 ~SEG0引脚都带有内部下拉电阻，用于行扫描输入，在键盘扫描期间输出被禁止。 启用键盘扫描功能后，4 线串行接口中的DOUT 引脚的功能由串行接口的数据输出变为键盘中断输出以及按键数据输出。如果有DIGm(m=0，1，2…7)与SEGn(n=0，1，2 …7)的键被按下，那么当DIGm 输出高电平时，SEGn 可以检测到高电平;如果按键有效，按键产生的代码通过DOUT 引脚就能够产生中断，CPU 则用串行接口来读取代码。 另外，CH452 仅支持每次同时按下一个键，如果有多个键值按下，则取按键代码较小的按键。 表1、表2 是在DIG7~DIG0 与SEG7~SEG0 之间8×8 矩阵的按键编址，按键按下时，状态码位6 总是置1，而按键代码共有7 位，所以当键按下时，CH452 所提供的实际按键代码在下表中的按键编址基础上偏移40H。也就是说，本文设定的按键代码的取值范围应该在40H~7FH 之间。 CH452 还可以控制8 个数码管和64 个LED 灯，在这次项目中根据不同的界面可以用来显示时间、商品价格等可以用数字表示的参数。 CH452 与作为CPU 的STM32 的连接方式如图3 所示。 图3 CH452 与STM32F107VC 的连接 1.2.2 存储设备 W25X16 是华邦公司推出的继W25X10/20/40/80 后容量更大的FLASH 存储器产品，它有占用空间小、使用寿命长、功耗较低等优点。W25X16 能容纳2 MB，分布在8 192 个编程页上。它分为32 个块，每个块由16 个扇区组成，W25X16 的最少擦除单位就是一个扇区(4 KB)。W25X16 与STM32F107VC 的连接方式如图4 所示。 图4 W25X16 与STM32F107VC 的连接 1.2.3 打印机 本次项目采用热敏打印机来输出每次交易信息。商宝热敏打印机支持并口、串口、USB、LAN 网络等途径传输数据，带有384 个方点的带加热点阵固定打印头。打印机通过CPU 传输的数据逻辑控制点阵，并且控制进纸，从而在热敏纸上印出字体，打出顾客需要的包含交易信息的小票。 1.2.4 扫描输入设备 扫描枪利用收集到的条形码上强弱不同的反射光，经过光学系统成像通过光电转换器将光信号转换成电信号，译码器根据测量而来的脉冲信号0、1 来判别条和空的数目，得到的数据还要通过对应的编码规则(比如本次项目所用的扫描仪运用EAN 13 码)转换成条形码序列号。 1.2.5 显示设备 TFT LCD 因其具有大容量、高速度和高对比度显示等，成为当前显示领域的主流。LCD 利用了液晶的电光效应，通过电路控制液晶单元的透射率及反射率，从而产生不同灰度层次及多达1670 万种色彩的靓丽图像，显示需要的英文和汉文信息都是通过点阵原理完成的。 本次项目采用SSD1289 液晶显示屏来输出收款机各个界面，SSD1289 是一款带有262 144 种颜色的薄膜场效应管LCD 的控制器，它的屏幕尺寸为57 mm×79 mm，有效显示面积为51 mm×65 mm。它具有240×320 的分辨率，SSD1289 具有4 种接口模式:i8080 的MPU 接口、VSINC 接口、SPI 接口和18 位RGB 接口。STM32F107VC 通过FCMS 总线来控制LCD 的驱动。液晶与STM32F107VC 的连接方式如图5 所示。 图5 SSD1289 与作为CPU 的STM32F107VC 的连接 下列是液晶部分的初始化操作。 ① 打开晶振: LCD_WriteReg(0x0000，0x0001); ② 驱动输出控制(240×320 的分辨率): LCD_WriteReg(0x0001，0x6B3F); ③ 扫描开始地址: LCD_WriteReg(0x000F，0x0000); 而液晶屏如果要显示色彩缤纷的图像或者文字就需要软件对它进行控制，而这是具有一定复杂度的，下列是液晶部分的部分高级函数操作。 (1 )设置光标函数 Set_LCD_Cursor(u8 x，u16 y，u8 CursFlag，u32 CursCycleTime，u8 high，u8 width); 其中，x，y 是光标闪烁的位置;CursFlag=1 表示显示光标;CursFlag=0 表示不显示光标;CursCycleTime 是光标闪烁的周期;high 和width 则分别表示光标的高度和宽度。 (2)画线函数 LCD_DrawLine(u8 x，u16 y，uint16_t Length，uint8_t Direction，u16 LineColor); 其中，x，y 是位置坐标，Length 是指线的长度，Direction是指线的朝向，LineColor 则设定线的颜色。 (3)显示汉字 LCD_Disp_HZ_CharString(u8 x，u16 y，u8 *str，u16fontcolor，u16 backcolor); 其中，x，y 是位置坐标，str 指针指向汉字或英文字符编码fontcolor，backcolor 分别显示字符显示颜色和背景颜色。 2 软件框图 根据项目的整体规划，管理员及收银员软件系统框图分别如图6、图7 所示。 图6 管理员系统软件结构框图 3 系统的运行情况 3.1 机器自检 该套电子设备具有机器自检功能，用户通过输入管理员密码进入“设置”，然后再进入“机器测试及其结果显示”就能够及时了解机器运行是否正常，如图8 所示。 图7 收银员系统软件结构框图 图8 机器测试及其结果显示 3.2 运行结果 在执行“登陆”→输入“收银员”密码→“收款”，然后就可以出现收款界面。这个时候无论用扫描枪和商品编号输入数字，都可以把商品编号输入在框内，而且数量框也可以自行输入每件商品的数目，然后按回车键结账。最后，能够在打印机上显示打印小票，并且在LCD 上显示收款界面收款界面——编者注。 如果想要录入商品信息，可以执行“登陆”→输入“管理员”密码→“录入商品信息”，然后就可以出现录入商品信息界面略——编者注。此时，可以按中英文输入切换键和大小写切换键分别切换输入的语言和英文大小写。 结语 使用STM32F107VC 作为便携式POS 机的硬件平台，能够较大幅度地降低成本，操作更加便利，同时POS机的基本功能并没有因此而减弱。而POS 机功能在STM32F107VC 上的开发还可以更加充分，比如利用USB接口把更多的重要资料存储在上位机中等。