一种信息发布终端
技术领域
本实用新型涉及一种信息发布终端，能够在离线状态下能够进行信息安全防护，属于计算机信息安全技术。
背景技术
信息发布终端已经大量使用与部署在各种公共场合，具体的表现形式有各种广告机、户外公交站台液晶信息屏、各种数字看板等，信息发布终端通过固网或4G/5G/WIFI等无线网络联网与后台服务器组成信息发布系统。通过信息发布终端发布的合法合规内容能够促进技术进步和社会和谐，因此，我们需要确保服务器及网络的安全，避免信息发布终端被非法侵入。
传统信息发布终端的内部系统结构如图1所示，包括信息发布终端机箱，在信息发布终端机箱上设置有液晶屏显示器(一般采用HDMI高清显示接口或LVDS接口)，在信息发布终端机箱内设置有内部主机箱和电源组件，在内部主机箱内设置有信息发布主板和主板电源适配器；所述电源组件包括连接外部交流供电的空气开关、漏电保护器以及接线端子排或插座，通过电源组件同时为主板电源适配器和液晶屏驱动电源提供交流电，通过主板电源适配器为信息发布主板及相关电路提供电源，通过液晶屏驱动电源为液晶屏显示器提供电源；所述信息发布主板通过显示线与液晶屏显示接口板连接，向液晶屏显示器提供视频信号和音频信号，信息发布主板通过RJ45网口连接固网或者通过4G/5G/WIFI等无线通信模块连接无线网络，实现与后台服务器的远程交流。一般来说，我们在信息发布终端机箱上安装门磁、红外传感器、摄像头等装置作为安全监控措施。
传统信息发布终端在具体使用时，一旦发生固网的网线掉线或被剪断、天线被破坏或无线通信信号不好、外部交流供电电源被拔掉等情况，则对应的信息发布终端就会与后台服务器失联，在维护人员到达现场前，该信息发布终端就处于失控状态；若在这段时间内，有违法犯罪人员更换信息发布主板或者信息发布主板向液晶屏显示器提供的视频信息和音频信息，就有可能造成不良或恶劣的社会影响。
为了避免上述情况的发生，我们认为信息发布终端的内部系统结构应当能够在离线状态下提供安全防控，以确保信息发布终端在离线状态下受到非法入侵时能停止信息发布并能进行本地报警。我们说的非法入侵情况包括非法打开信息发布终端机箱的盖子、插拔显示线、更换视频信息和音频信息、非法切断外部电源、非法打开内部主机箱的盖子、非法更换器件等。
实用新型内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种离线状态下能够进行信息安全防护的信息发布终端，对信息发布终端的内部系统结构进行改善，使得信息发布终端在离线状态下受到非法入侵时，能够停止信息发布并能够进行本地报警，以确保信息发布的安全。
技术方案：为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种信息发布终端，包括信息发布终端机箱，在信息发布终端机箱上设置有液晶屏显示器，在信息发布终端机箱内设置有内部主机箱和电源组件，内部主机箱内设置信息发布主板，信息发布主板通过显示线与液晶屏显示接口板连接，电源组件包括连接外部交流供电的空气开关、漏电保护器以及接线端子排或插座；所述内部主机箱内还设置有安全防控MCU板(功耗超低)、充电电池和多路开关电源、程控交流继电器、电子开关和程控直流继电器；
所述电源组件流出的交流电分为两路：一路与多路开关电源的输入端连接；另一路与程控交流继电器的公共端COM连接，通过程控交流继电器的常开端NO向液晶屏驱动电源供电；液晶屏驱动电源在使能端EN为高电平时工作(即向液晶屏显示器供电)；
所述多路开关电源输出的直流电(+12V/+5V等)分为两路：一路与程控直流继电器的公共端COM连接，通过程控直流继电器的常开端NO向信息发布主板供电；另一路对充电电池充电，通过充电电池向安全防控MCU板和各开关量型传感器供电；
所述安全防控MCU板包括至少3个I/O输出端口、5个I/O输入端口和2个串口，第一个I/O输出端P2.1与程控直流继电器的控制端连接，第二个I/O输出端P2.2与程控交流继电器的控制端连接，第三个I/O输出端P2.3与电子开关的控制端连接，电子开关为液晶屏驱动电源的使能端EN提供使能信号，各I/O输入端分别与各开关量型传感器的输出端连接；所述安全防控MCU板与信息发布主板通信连接，信息发布主板将离线信号或在线信号发送给安全防控MCU板；所述I/O输出端口、I/O输入端口和串口的连接接口可以是RS232/TTL串口、USB口、CAN、SPI、I2C等。
该方案相对与现有的信息发布终端，存在如下几个重要区别：①外部交流电通过电源组件仅向内部主机箱提供交流电，而不再直接向液晶屏驱动电源提供交流电；②进入内部主机箱的交流电分成了两路：一路提供给多路开关电源，另一路提供给程控交流继电器，通过程控交流继电器向液晶屏驱动电源供电；③多路开关电源的直流电输出分成了两路：一路提供给程控直流继电器，通过程控直流继电器向信息发布主板供电；另一路提供给充电电池，通过充电电池向安全防控MCU板和各开关量型传感器供电。该设计后，当外部交流电供电中断后，液晶屏显示器不再继续工作，信息发布主板被安全防控MCU板停止供电，液晶屏显示器不再发布内容；但是，充电电池确保了安全防控MCU板和各开关量型传感器还能够继续工作，为离线的安全防控提供的必要条件。
本案中安全防控MCU板与信息发布主板除了直流供电连接外，还存在通信连接，通信连接接口可以是RS232/TTL串口、USB口、CAN、SPI、I2C等任何一种，通信连接可以实现安全防控MCU板与信息发布主板的实时信息交流，比如断网离线后，信息发布主板可以将离线信息发送给安全防控MCU板使之进入离线防控工作模式，联网以后安全防控MCU板上记录的终端设备各种状态信息通过此连接发给信息发布主板单元再通过网络发给后台服务器。
具体的，当安全防控MCU板的I/O输出端P2.1输出低电平时，程控直流继电器的公共端COM断开与常开端ON断开、与常闭端NC闭合，多路开关电源与信息发布主板断开连接，信息发布主板断电停止工作。
具体的，当安全防控MCU板的I/O输出端P2.2输出低电平时，程控交流继电器的输入端和输出端断开，电源组件与液晶屏驱动电源断开连接，液晶屏显示器断电停止工作。
具体的，当安全防控MCU板的I/O输出端P2.3输出低电平时，电子开关的控制端为低电平，液晶屏驱动电源的使能端EN变为低电平，液晶屏驱动电源停止工作(即不向液晶屏显示器供电)。
具体的，所述开关量型传感器包括机械微动开关传感器、光敏/红外传感器和门磁传感器；机械微动开关传感器和光敏/红外传感器安装在内部主机箱内，当内部主机箱的盖门打开，则机械微动开关传感器和光敏/红外传感器的输出发生状态改变；门磁传感器安装在信息发布终端机箱内，当信息发布终端机箱的盖门打开，则门磁传感器的输出发生状态改变。
具体的，电压VCC通过机械微动开关传感器的开关、电阻R4.1a与三极管I的基极连接，三极管I的正极与安全防控MCU板的I/O输入端P3.1连接，三极管I的负极接地；当机械微动开关传感器的开关闭合时，电压VCC通过电阻R4.1a与三极管I的基极连接，三极管I导通，安全防控MCU板的I/O输入端P3.1为低电平；当内部主机箱的盖门被打开时，机械微动开关传感器的开关断开，三极管I截止，安全防控MCU板的I/O输入端P3.1为高电平；嵌入式程序通过查询到P3.1脚的电平是否发生改变，就可以判断内部主机箱的盖门是否被打开。
具体的，电压VCC通过门磁传感器的开关、电阻R4.2a与三极管II的基极连接，三极管II的正极与安全防控MCU板的I/O输入端P3.2连接，三极管II的负极接地；当门磁传感器的开关闭合时，电压VCC通过电阻R4.2a与三极管II的基极连接，三极管II导通，安全防控MCU板的I/O输入端P3.2为低电平；当信息发布终端机箱的盖门被打开时，门磁传感器的开关断开，三极管II截止，安全防控MCU板的I/O输入端P3.2为高电平；嵌入式程序通过查询到P3.2脚的电平是否发生改变，就可以判断信息发布终端机箱的盖门是否被打开。
具体的，电压VCC通过光敏/红外传感器的输出端、电阻R4.3a与三极管III的基极连接，三极管III的正极与安全防控MCU板的I/O输入端P3.3连接，三极管III的负极接地；当光敏/红外传感器发生对射时，电压VCC通过电阻R4.3a与三极管III的基极连接，三极管III导通，安全防控MCU板的I/O输入端P3.3为低电平；当内部主机箱的盖门被打开时，光敏/红外传感器不发生对射，三极管III截止，安全防控MCU板的I/O输入端P3.3为高电平；嵌入式程序通过查询到P3.3脚的电平是否发生改变，就可以判断内部主机箱的盖门是否被打开。
具体的，液晶屏显示接口板的显示线接口通过电阻R4.4a与三极管IV的基极连接，三极管IV的正极与安全防控MCU板的I/O输入端P3.4连接，三极管IV的负极接地；当显示线接口与显示线合法安装时，三极管IV的基极为高电平，三极管IV导通，安全防控MCU板的I/O输入端P3.4为低电平；当显示线接口与显示线没有合法安装时，即插拔线故障时，三极管IV截止，安全防控MCU板的I/O输入端P3.4为高电平；嵌入式程序通过查询到P3.4脚的电平是否发生改变，就可以判断显示线接口与显示线是否合法安装。
具体的，多路开关电源的信号端通过电阻R4.5a与三极管V的基极连接，三极管V的正极与安全防控MCU板的I/O输入端P3.5连接，三极管V的负极接地；当多路开关电源通电时，三极管V的基极为高电平，三极管V导通，安全防控MCU板的I/O输入端P3.5为低电平；当多路开关电源断电时，三极管V截止，安全防控MCU板的I/O输入端P3.5为高电平；嵌入式程序通过查询到P3.5脚的电平是否发生改变，就可以判断多路开关电源是否通电，也即电源组件是否向多路开关电源供电。
具体的，所述安全防控MCU板同时与陀螺仪位置加速度传感器和离线合法身份认证模组连接，陀螺仪位置加速度传感器安装在内部主机箱内，用于检测内部主机箱内的部件是否发生移动或倾倒，合法身份认证模组为USBKEY认证、指纹认证或IC卡认证等。
有益效果：本实用新型提供的信息发布终端，对信息发布终端的内部系统结构进行改善，使得信息发布终端在离线状态下受到非法入侵时，能够立即自动停止信息发布并能够进行本地报警，以确保信息发布的安全；同时，在信息发布终端没有受到非法入侵时，能够正常发布提前下载在存储器内的合法信息。
附图说明
图1为现有技术中的信息发布终端结构框图；
图2为本实用新型中的信息发布终端结构框图；
图3.1为程控直流继电器的电路连接示意图；
图3.2为程控交流继电器的电路连接示意图；
图3.3为电子开关的电路连接示意图；
图3.4为机械微动开关传感器的电路连接示意图；
图3.5为门磁传感器的电路连接示意图；
图3.6为光敏/红外传感器的电路连接示意图；
图3.7为显示线连接检测的电路连接示意图；
图3.8为外部交流电断电检测的电路连接示意图；
图3.9为安全防控MCU板的端口连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。
如图2所示为一种信息发布终端，包括信息发布终端机箱，在信息发布终端机箱上设置有液晶屏显示器，在信息发布终端机箱内设置有内部主机箱和电源组件，内部主机箱内设置信息发布主板，信息发布主板通过显示线与液晶屏显示接口板连接，电源组件包括连接外部交流供电的空气开关、漏电保护器以及接线端子排或插座；所述内部主机箱内还设置有安全防控MCU板、充电电池、多路开关电源、程控交流继电器、电子开关和程控直流继电器。
所述电源组件流出的交流电分为两路：一路与多路开关电源的输入端连接；另一路与程控交流继电器的公共端COM连接，通过程控交流继电器的常开端NO向液晶屏驱动电源供电；液晶屏驱动电源在使能端EN为高电平时工作。
所述多路开关电源输出的直流电分为两路：一路与程控直流继电器的公共端COM连接，通过程控直流继电器的常开端NO向信息发布主板供电；另一路对充电电池充电，通过充电电池向安全防控MCU板和各开关量型传感器供电。
所述安全防控MCU板包括至少3个I/O输出端口、5个I/O输入端口和2个串口，第一个I/O输出端P2.1与程控直流继电器的控制端连接，第二个I/O输出端P2.2与程控交流继电器的控制端连接，第三个I/O输出端P2.3与电子开关的控制端连接，电子开关为液晶屏驱动电源的使能端EN提供使能信号，各I/O输入端分别与各开关量型传感器的输出端连接；所述安全防控MCU板与信息发布主板通信连接，信息发布主板将离线信号或在线信号发送给安全防控MCU板。
如图3.1所示，当安全防控MCU板的I/O输出端P2.1输出低电平时，通过光耦隔离后使驱动管截止，程控直流继电器的线圈无电流通过，程控直流继电器的公共端COM断开与常开端ON断开、与常闭端NC闭合，多路开关电源与信息发布主板断开连接，信息发布主板断电停止工作。
如图3.2所示，当安全防控MCU板的I/O输出端P2.2输出低电平时，通过光耦隔离后使驱动管截止，程控交流继电器的线圈无电流通过，程控交流继电器的输入端和输出端断开，电源组件与液晶屏驱动电源断开连接，液晶屏显示器断电停止工作。
如图3.3所示，当安全防控MCU板的I/O输出端P2.3输出低电平时，通过光耦隔离后使驱动管截止，电子开关的控制端为低电平(或者程控直流继电器的线圈无电流流过)，液晶屏驱动电源的使能端EN变为低电平，液晶屏驱动电源停止工作。
所述开关量型传感器包括机械微动开关传感器、光敏/红外传感器和门磁传感器；机械微动开关传感器和光敏/红外传感器安装在内部主机箱内，当内部主机箱的盖门打开，则机械微动开关传感器和光敏/红外传感器的输出发生状态改变；门磁传感器安装在信息发布终端机箱内，当信息发布终端机箱的盖门打开，则门磁传感器的输出发生状态改变。
如图3.4所示，电压VCC通过机械微动开关传感器的开关、电阻R4.1a与三极管I的基极连接，三极管I的正极与安全防控MCU板的I/O输入端P3.1连接，三极管I的负极接地；当机械微动开关传感器的开关闭合时，电压VCC通过电阻R4.1a与三极管I的基极连接，三极管I导通，安全防控MCU板的I/O输入端P3.1为低电平；当内部主机箱的盖门被打开时，机械微动开关传感器的开关断开，三极管I截止，安全防控MCU板的I/O输入端P3.1为高电平；嵌入式程序通过查询到P3.1脚的电平是否发生改变，就可以判断内部主机箱的盖门是否被打开。
如图3.5所示，电压VCC通过门磁传感器的开关、电阻R4.2a与三极管II的基极连接，三极管II的正极与安全防控MCU板的I/O输入端P3.2连接，三极管II的负极接地；当门磁传感器的开关闭合时，电压VCC通过电阻R4.2a与三极管II的基极连接，三极管II导通，安全防控MCU板的I/O输入端P3.2为低电平；当信息发布终端机箱的盖门被打开时，门磁传感器的开关断开，三极管II截止，安全防控MCU板的I/O输入端P3.2为高电平；嵌入式程序通过查询到P3.2脚的电平是否发生改变，就可以判断信息发布终端机箱的盖门是否被打开。
如图3.6所示，电压VCC通过光敏/红外传感器的输出端、电阻R4.3a与三极管III的基极连接，三极管III的正极与安全防控MCU板的I/O输入端P3.3连接，三极管III的负极接地；当光敏/红外传感器发生对射时，电压VCC通过电阻R4.3a与三极管III的基极连接，三极管III导通，安全防控MCU板的I/O输入端P3.3为低电平；当内部主机箱的盖门被打开时，光敏/红外传感器不发生对射，三极管III截止，安全防控MCU板的I/O输入端P3.3为高电平；嵌入式程序通过查询到P3.3脚的电平是否发生改变，就可以判断内部主机箱的盖门是否被打开。
如图3.7所示，液晶屏显示接口板的显示线接口通过电阻R4.4a与三极管IV的基极连接，三极管IV的正极与安全防控MCU板的I/O输入端P3.4连接，三极管IV的负极接地；当显示线接口与显示线合法安装时，三极管IV的基极为高电平，三极管IV导通，安全防控MCU板的I/O输入端P3.4为低电平；当显示线接口与显示线没有合法安装时，即插拔线故障时，三极管IV截止，安全防控MCU板的I/O输入端P3.4为高电平；嵌入式程序通过查询到P3.4脚的电平是否发生改变，就可以判断显示线接口与显示线是否合法安装。
如图3.8所示，多路开关电源的信号端通过电阻R4.5a与三极管V的基极连接，三极管V的正极与安全防控MCU板的I/O输入端P3.5连接，三极管V的负极接地；当多路开关电源通电时，三极管V的基极为高电平，三极管V导通，安全防控MCU板的I/O输入端P3.5为低电平；当多路开关电源断电时，三极管V截止，安全防控MCU板的I/O输入端P3.5为高电平；嵌入式程序通过查询到P3.5脚的电平是否发生改变，就可以判断多路开关电源是否通电，也即电源组件是否向多路开关电源供电。
如图3.9所示，所述安全防控MCU板通过两个串口同时与陀螺仪位置加速度传感器和离线合法身份认证模组连接，陀螺仪位置加速度传感器安装在内部主机箱内，用于检测内部主机箱内的部件是否发生移动或倾倒，合法身份认证模组为USBKEY认证、指纹认证或IC卡认证等。
安全防控MCU板与离线合法身份认证模组连接，通过离线合法身份认证模组认证后进行开盖及维修操作视为合法操作，否则认为非法入侵；当安全防控MCU板判断该信息发布终端在离线状态下发生非法入侵，则启动防控工作：断开程控交流继电器，电子开关低电平，断开程控直流继电器，液晶屏显示器停止工作，信息发布主板停止工作，安全防控MCU板启动报警装置(比如发出锐利的报警声等)。
信息发布主板内部设置有有线通信模块或无线通信模块：当信息发布主板在线时(即信息发布主板与后台服务器连接)，信息发布主板向MCU板发送在线信号；当信息发布主板离线时(即信息发布主板与后台服务器断开)，信息发布主板向MCU板发送离线信号。
下面给出一种当发生没有通过离线合法身份认证模组认证的开盖及维修操作时，基于本案设计的信息发布终端的内部操作过程：
(1)安全防控MCU板的嵌入式程序判断为外部交流电中断故障，且没有其他传感器的报警输入时，则断开程控交流继电器和程控直流继电器，保护液晶屏显示器和信息发布主板，记录故障时间，不报警；
(2)当门禁传感器有报警输入，且陀螺仪位置加速度传感器也有报警输入(有较大信号输入)时，判断为非法开门入侵，进入离线报警工作模式；
(3)当各开关量型传感器均没有报警输入，但陀螺仪位置加速度传感器有报警输入(有较大信号输入)时，判断为有人摇晃终端，间断发出本地尖锐的警告声，程控交流继电器和程控直流继电器不断开，进行离线信息发布工作；
(4)当门禁传感器没有报警输入，陀螺仪位置加速度传感器没有报警输入(有较小或没有信号输入)，显示插拔线故障时，则判断门禁传感器被破坏，有非法入侵(试图使用非法信息发布主机或机顶盒或打开终端内部主机箱更换信息发布程序)，断开程控交流继电器和程控直流继电器，电子开关至低电平，发出尖锐的报警声，记录非法入侵时间和类型；
(5)当门禁传感器没有报警输入，陀螺仪位置加速度传感器没有报警输入(有较小或没有信号输入)，显示插拔线故障，显示多路开关电源断电时，则判断门禁传感器被破坏，有非法入侵(试图使用非法信息发布主机或机顶盒或打开终端内部主机箱更换信息发布程序)，断开程控交流继电器和程控直流继电器，电子开关至低电平，发出尖锐的报警声，记录非法入侵时间和类型；
(6)当陀螺仪位置加速度传感器有报警输入(有较大信号输入)时，根据信号判别角度和加速度，若判断为机器倾斜，则断开程控交流继电器和程控直流继电器，保护液晶屏显示器和信息发布主板，记录故障时间，间断发出本地尖锐的报警声。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
