Brevet FR2818396A1 — publié le 20020621

La présente invention concerne un terminal de paiement électronique fixe avec une fonction de sauvegarde d'alimentation. Elle s'applique notamment aux terminaux de paiement électronique permettant de lire des cartes à mémoire ou des cartes à piste magnétique. Les terminaux de paiement électroniques fixes sont des terminaux reliés en permanence à un réseau d'alimentation électrique. Les transactions réalisées avec les terminaux de paiement électronique comprennent plusieurs étapes. C'est le cas notamment des transactions réalisées avec des cartes à mémoire. Parmi ces étapes on peut citer l'identification du porteur, la comparaison du cumul des derniers achats avec un plafond déterminé, la demande d'autorisation, l'écriture de la transaction dans la mémoire de la carte, et l'impression d'un ticket. Il arrive parfois qu'une coupure d'électricité du réseau d'alimentation électrique intervienne lors d'une transaction. Lorsqu'un tel événement se produit, la transaction est interrompue de façon prématurée au cours de l'une des étapes de la transaction. Le commerçant (détenteur du terminal) demande généralement à son client un autre moyen de paiement. Mais le client peut refuser car il est souvent impossible de déterminer si le paiement a été effectué ou non. Même si le client ne refuse pas pour cette raison, il peut arriver que celui-ci ne dispose pas d'autre moyen de paiement. De tels terminaux ont pour principaux inconvénients qu'ils mettent les commerçants dans une position gênante vis à vis de leurs clients lorsqu'une coupure de courant intervient en cours de transaction, et qu'ils sont inutilisables lorsque le courant est coupé. Les terminaux de paiement portable ont des batteries qui leur permettent de ne pas interrompre brutalement une transaction en cours, même lorsqu'une coupure d'électricité intervient. Cependant les terminaux de paiement portables ne sont pas des terminaux bon marché comparés aux terminaux de paiement fixes. Ils comportent en effet plus de composants électroniques, la batterie des terminaux portables étant l'un des composants les plus onéreux. C'est pour cette raison économique que les commerçants utilisent encore des terminaux fixes. Un but de l'invention est de pallier les inconvénients précités, et notamment de permettre de continuer une transaction avec un terminal de paiement fixe, même lorsqu'une coupure de courant intervient, et ce sans surcoût excessif du terminal de paiement. L'invention a pour principaux avantages qu'elle permet de continuer à utiliser le terminal de paiement pour effectuer plusieurs transactions pendant une coupure de courant de longue durée. Elle permet aussi d'utiliser le terminal de paiement plus régulièrement dans les pays où l'alimentation secteur tombe très fréquemment en panne. A cet effet, l'invention concerne un terminal de paiement électronique comprenant au moins : (a) une alimentation sauvegardée (AL), dont une entrée est destinée à être reliée électriquement à un réseau d'alimentation électrique ; (b) un module de supervision (SUP), comprenant un interrupteur (IC), ledit interrupteur étant dans une position ouverte lorsque le terminal (TPE) est en veille, et dans une position fermée lorsque le terminal (TPE) est en marche, ledit interrupteur (IC) étant relié fonctionnellement à au moins un dispositif de commande (COM, HOR, MIN, EXT) pour passer de la position ouverte à la position fermée, une entrée de l'interrupteur (IC) étant reliée électriquement à une sortie de l'alimentation sauvegardée (AL) ; (c) des périphériques et une unité de calcul (PUC), reliés électriquement à une sortie de l'interrupteur (IC), et reliés fonctionnellement à l'interrupteur (IC) pour le faire passer de la position fermée à la position ouverte. L'invention permet de vaincre un préjugé très répandu selon lequel l'emploi d'une batterie, pour réaliser une opération telle qu'une transaction avec un terminal de paiement, est incompatible avec la contrainte de coût des terminaux fixes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit faite en regard de dessins annexés qui représentent : la figure 1, un schéma synoptique d'un exemple de terminal de paiement selon l'invention ; la figure 2, un exemple de chronogramme de signaux électriques générés par des éléments du terminal représenté figure 1 ; la figure 3, un schéma synoptique détaillé d'un exemple d'alimentation sauvegardée (AL) représentée figure 1 ; * la figure 4, un schéma synoptique détaillé d'un exemple de dispositifs de commande (MIN, HOR, COM) représentés figure 1 ; * la figure 5, un schéma synoptique détaillé d'une partie du superviseur (SUP) représenté figure 1 ; *) la figure 6, un schéma synoptique détaillé d'une variante de réalisation de la partie de superviseur (SUP) représenté figure 5. On se réfère maintenant au schéma synoptique présenté figure 1. Un exemple de terminal de paiement électronique TPE y est représenté. Ce terminal TPE comprend notamment une alimentation sauvegardée AL, un module de supervision SUP, des périphériques et une unité de calcul PUC. Les périphériques comprennent par exemple un lecteur de carte à mémoire, un lecteur de carte à piste magnétique, un afficheur, un clavier, une imprimante, et un PIN-Pad. Une entrée de l'alimentation sauvegardée AL est destinée à être reliée à un réseau d'alimentation électrique. Le réseau d'alimentation électrique est encore appelé le secteur. L'alimentation sauvegardée délivre au module de supervision SUP un courant électrique basse tension. L'énergie nécessaire pour produire ce courant peut provenir soit du secteur, soit d'une réserve d'énergie interne à l'alimentation sauvegardée AL. Le module de supervision permet de faire passer le terminal TPE d'un état de veille à un état de marche. Le module de supervision est relié aux périphériques et à l'unité de calcul PUC. Lorsque le terminal TPE est en marche, le courant basse tension délivré par l'alimentation sauvegardée AL alimente les périphériques et l'unité de calcul PUC. Lorsque le terminal TPE est en veille, le courant basse tension délivré par l'alimentation sauvegardée AL n'alimente plus les périphériques et l'unité de calcul PUC. Le module de supervision SUP comprend un interrupteur IC commandé par au moins un dispositif de commande, ledit dispositif étant interne MIN, HOR, COM ou externe EXT. Les dispositifs de commande internes MIN, HOR, COM font partie intégrante du module de supervision SUP, alors que les dispositifs de commande externes EXT ne font pas partie du module de supervision SUP. L'interrupteur IC permet d'ouvrir ou fermer le circuit d'alimentation des périphériques et de l'unité de calcul PUC. En d'autres termes, lorsque l'interrupteur IC est ouvert le terminal TPE est en veille, et lorsque l'interrupteur IC est fermé le terminal TPE est en marche. Les dispositifs de commande EXT, MIN, HOR, COM émettent des signaux de commande EV1, EV2, EV3, EV4 pour agir sur l'interrupteur IC. Ces signaux sont des signaux de réveil du terminal TPE, c'est à dire faisant passer le terminal TPE de l'état de veille à l'état de marche. Les signaux de commandes EV1, EV2, EV3, EV4 peuvent être regroupés fonctionnellement en un point de concentration PC. Une seule commande de fermeture de l'interrupteur IC permet alors de mettre le terminal TPE en marche. En d'autres termes, les signaux de commandes EV1, EV2, EV3, EV4 peuvent être regroupés avec une fonction OU pour commander l'interrupteur IC. Cette fonction OU peut être réalisée de manière analogique. Les périphériques et l'unité de calcul PUC sont reliés fonctionnellement à l'interrupteur IC pour le faire passer de la position fermée à la position ouverte. L'interrupteur IC peut être commandé par exemple par deux types de signaux différents, l'un d'ouverture, l'autre de fermeture. Dans ce cas, l'interrupteur reste dans sa position (soit fermée, soit ouverte) lorsqu'il n'y a pas de signal de commande. En d'autres termes, l'interrupteur IC possède au moins deux états stables. L'interrupteur IC peut aussi être commandé par un seul type de signal, par exemple de fermeture. Dans ce cas, l'interrupteur est fermé en présence de signal, ouvert sinon. En d'autres termes, l'interrupteur IC possède un état stable en position ouverte, et un état instable en position fermée. Le signal de fermeture peut être une tension électrique supérieure à un seuil déterminé par exemple. Ce signal permet de maintenir l'interrupteur en position fermée. On utilisera cet exemple de fonctionnement de l'interrupteur IC dans la suite de la description. Les interrupteurs fonctionnant selon ce principe sont connus sous le nom d'interrupteurs Shut Down dans la littérature anglo-saxonne. Avantageusement, l'interrupteur IC peut être intégré à un régulateur série ou une alimentation à découpage. On se réfère maintenant à la figure 2, sur laquelle est représenté un exemple de chronogramme de signaux électriques illustrant le passage du terminal TPE de la figure 1 d'un état de veille à un état de marche, puis son retour à l'état de veille. Le terminal TPE est supposé être en veille. Un signal de commande EV, tel que le signal EV1, EV2, EV3 ou EV4, est envoyé à un instant to d'un dispositif de commande vers le point de concentration PC. Ce signal EV peut être une impulsion rectangulaire de largeur T par exemple. Ce signal EV est transmis instantanément du point de concentration PC vers l'interrupteur IC, ce qui provoque la fermeture dudit interrupteur. L'interrupteur IC ferme alors le circuit d'alimentation des périphériques et de l'unité de calcul PUC. Un courant d'alimentation continu DC circule à travers l'interrupteur IC. L'unité de calcul, alors alimentée, se met en marche et exécute ses premières instructions. Parmi ces instructions, une instruction déclenche l'émission d'un signal MA via la liaison fonctionnelle entre les périphériques et l'unité de calcul PUC d'une part, et le point de concentration PC d'autre part. Ce signal permet de maintenir l'interrupteur IC fermé tant que l'unité de calcul est occupée. Le signal MA est émis à partir d'un instant t1, peu après l'instant to. La durée séparant to et t1 correspond à un temps de latence de l'unité de calcul. Ce temps de latence est inférieur à la largeur T de l'impulsion. Si le terminal TPE est mis en marche pour effectuer une transaction, le signal MA est émis au moins jusqu'à la fin de la transaction. Avantageusement, le signal MA peut être émis encore quelques minutes après la fin de la transaction pour permettre d'effectuer une ou plusieurs autres transactions à la suite. A un instant t2 correspondant à la fin de la dernière transaction, le signal MA n'est plus émis. En l'absence d'un autre signal de fermeture (EV1, EV2, EV3 ou EV4), ceci provoque l'ouverture de l'interrupteur IC. En d'autres termes, le signal MA est un signal de type Marche/Arrêt émis par l'unité de calcul. Bien entendu, ce signal ne peut être émis que lorsque l'unité de calcul est alimentée. A l'instant t2 où l'interrupteur s'ouvre, l'alimentation continue DC est coupée, ce qui correspond à un état de veille du terminal TPE. On se réfère maintenant à la figure 3 sur laquelle est illustré un exemple d'alimentation sauvegardée AL représentée figure 1. Lorsque le réseau d'alimentation électrique délivre de l'énergie à l'alimentation sauvegardée AL, celle-ci transforme le courant haute tension délivré en courant basse tension d'une part, et complète si nécessaire la charge d'une batterie 33 d'autre part. La batterie 33 fait partie intégrante de l'alimentation sauvegardée. L'alimentation sauvegardée AL peut comprendre un adaptateur secteur 31 dont une entrée est reliée à une entrée 30 de l'alimentation sauvegardée AL. La sortie de l'adaptateur secteur 31 délivre un courant basse tension lorsque le réseau d'alimentation électrique délivre de l'énergie. Elle peut être reliée à la batterie 33 par l'intermédiaire d'une charge 32 d'une part, et à un commutateur 34 à deux positions d'autre part. Le commutateur 34 relie la sortie de l'adaptateur secteur 31 à la sortie de l'alimentation sauvegardée AL en présence de secteur. Lorsque le secteur est coupé, le commutateur 34 relie la batterie 33 à la sortie de l'alimentation sauvegardée AL. En présence de secteur, la sortie de l'alimentation sauvegardée délivre une tension de 7,5V par exemple. En l'absence de secteur, l'alimentation sauvegardée puise l'énergie de la batterie 33. La sortie de l'alimentation sauvegardée délivre une tension fonction de la charge de la batterie, pouvant varier de 6V à 8,5V par exemple. On se réfère maintenant à la figure 4 sur laquelle est illustré un exemple de dispositifs de commande MIN, HOR, COM représentés figure 1. Le premier dispositif MIN comprend une minuterie 45. Ce dispositif de commande émet un signal de réveil EV2 de façon périodique. Il peut comprendre une batterie ou une pile 44 alimentant la minuterie 45. La minuterie 45 peut émettre un signal de réveil toutes les 10 minutes par exemple. Un tel dispositif de commande permet au terminal TPE de réaliser des opérations telles qu'un appel à un centre de télécollecte. A chaque réveil, un programme de l'unité de calcul peut tester s'il est nécessaire d'appeler le centre de télécollecte par exemple. Un avantage de ce dispositif de commande est qu'il utilise des composants non programmés, ce qui est économique, et ce qui permet d'économiser de l'énergie. Le second dispositif HOR émet un signal de réveil EV3 à une heure déterminée. Ce dispositif comprend par exemple une batterie ou une pile 42 alimentant une horloge 43. En d'autres termes, le dispositif de commande HOR agit comme une alarme programmée à heure fixe. Il permet au terminal TPE de réaliser des opérations telles qu'un appel à un centre de télécollecte. Un avantage de ce dispositif de commande est qu'il permet de mettre le terminal en marche à une heure précise. Le troisième dispositif COM comprend un interrupteur actionné par une force mécanique, telle que la force d'appui sur une touche 41 du clavier, ou l'insertion d'une carte dans le lecteur de carte à mémoire par exemple. L'énergie permettant de produire le signal de réveil EV4 peut provenir de l'alimentation sauvegardée par exemple. Le dispositif de commande COM peut comprendre alors une résistance 40 de limitation pour limiter la consommation d'énergie de la batterie de l'alimentation sauvegardée. Un avantage de ce dispositif de commande est qu'il permet de mettre le terminal TPE en marche suite à une action d'un utilisateur. Le dispositif de commande peut être externe au terminal TPE. Ce dispositif EXT, illustré figure 1, peut être compris dans un périphérique relié au terminal TPE par une liaison LI d'entrée/sortie telle qu'une liaison série de type RS232. Ce périphérique peut être un lecteur de chèque, une caisse enregistreuse, ou un modem par exemple. Le signal de réveil EV1 transite via la liaison LI d'entrée/sortie du périphérique vers le terminal TPE. Ce signal peut être l'indicateur d'appel du modem par exemple. Selon un mode de réalisation avantageux, l'alimentation sauvegardée AL peut transmettre un signal de réveil au module de supervision SUP dès la fin d'une coupure secteur. En d'autres termes, l'événement déclenchant le réveil du terminal TPE peut être le retour du secteur. Ceci permet notamment de réveiller le terminal après une très longue coupure d'électricité du secteur, alors même que l'alimentation sauvegardée AL n'a plus de réserve d'énergie dans sa batterie. Selon un autre mode de réalisation avantageux, la sortie de l'alimentation sauvegardée AL est utilisée pour générer un signal de réveil si la tension de sortie augmente. Ceci permet notamment de réveiller le terminal après une très longue coupure d'électricité du secteur, alors même que l'alimentation sauvegardée AL n'a plus de réserve d'énergie dans sa batterie. On se réfère maintenant à la figure 5 sur laquelle est représenté un schéma synoptique détaillé d'une partie du superviseur SUP représenté figure 1. Ce schéma permet d'illustrer un exemple de point de concentration PC permettant de réaliser un OU analogique des différents signaux de commande EV1, EV2, EV3, EV4 et du signal MA. Le point de concentration PC comprend des transistors à effet de champ (connus sous le nom de Field Effect Transistor dans la littérature ango-saxonne) FET1, FET2, FET3, FET4, FET5 utilisés en commutation. Ces transistors sont passant lorsqu'un signal tel que EV1, EV2, EV3, EV4 ou MA est appliqué à leurs grilles, reliées pour cela aux dispositifs de commandes correspondant. Les grilles de ces transistors FET1, FET2, FET3, FET4, FET5 sont aussi reliées à la masse par l'intermédiaire de résistances PD1, PD2, PD3, PD4, PD5. Ces résistances sont appelées des résistances Pull Down dans la littérature anglo-saxonne. Les drains de ces transistors sont reliés à une entrée 50 de commande de l'interrupteur IC. Les sources de ces transistors sont reliées à la masse. L'interrupteur IC peut comprendre une résistance PU appelée résistance Pull Up dans la littérature anglo-saxonne, reliant par exemple l'entrée 51 de l'interrupteur reliée à l'alimentation sauvegardée AL à l'entrée 50. De cette manière, en l'absence de signal, l'entrée 50 est à un potentiel haut. En présence de signal, ce potentiel est abaissé par la mise à la masse de l'entrée 50 par l'intermédiaire d'une des résistance PD1, PD2, PD3, PD4 ou PD5. Ce montage permet de combiner les signaux EV1, EV2, EV3, EV4 et MA par une fonction OU analogique. Ce montage utilise plusieurs transistors à effet de champ placés en parallèle, qui peuvent être remplacés par d'autres composants électroniques permettant de réaliser une commutation. Un avantage de ce montage est que les dispositifs de commande sont isolés les uns des autres. En d'autres termes, le signal provenant d'un dispositif de commande ne perturbe pas un autre dispositif de commande. Un autre avantage de ce montage est qu'il ne consomme pas d'énergie en l'absence de signal. On se réfère maintenant à la figure 6 sur laquelle est représentée une variante du montage représenté figure 5. Selon cette variante, on utilise un seul transistor à effet de champ FET dont la grille est reliée à tous les dispositifs de commande d'une part, et à la masse par l'intermédiaire d'une résistance PD d'autre part. La source de ce transistor FET est reliée à la masse, et le drain permet de commander l'interrupteur IC de la même façon. Ce montage permet de réaliser la même fonction, c'est à dire de combiner les signaux EV1, EV2, EV3, EV4 et MA par une fonction OU analogique. Il utilise un seul transistor à effet de champ dont la grille est reliée aux dispositifs de commande placés en cascade. Le transistor à effet de champ peut être remplacé par un autre composant électronique permettant de réaliser une commutation. Ce montage ne consomme pas d'énergie en l'absence de signal, par contre il ne permet pas d'isoler les dispositifs de commandes entre eux Bien entendu, il est possible de combiner les deux montages précédents en plaçant certains dispositifs de commande en cascade lorsque cela est possible, et en ajoutant des transistors à effet de champ en parallèle pour les dispositifs de commandes que l'on souhaite isoler. Le terminal TPE décrit permet de réaliser des transactions pendant les coupures d'alimentation. Selon la capacité de la batterie de l'alimentation sauvegardée AL, il est possible de réaliser plus ou moins d'opérations, notamment de transactions. Le coût d'une batterie est croissant avec sa capacité. Grâce à la mise en veille, l'énergie de cette batterie est économisée ce qui permet de réaliser un plus grand nombre d'opérations avec une batterie ayant un coût raisonnable. L'invention permet d'économiser l'énergie de la batterie grâce à la mise en veille du terminal TPE. Le terminal TPE peut être mis en veille entre chaque transaction. Lorsque le terminal est en veille, seul le module de supervision SUP consomme de l'énergie. Or la plupart des composants de ce module SUP ne consomment pas d'énergie au repos. Même les autres composants, tel que l'interrupteur IC analogique, ont une consommation très faible, de l'ordre de quelques micro ampères. Selon une variante de réalisation avantageuse, il est possible d'ajouter un état de veille intermédiaire. Lorsque le terminal TPE est dans cet état de veille intermédiaire, l'unité de calcul reste alimentée. En revanche, certains périphériques consommant beaucoup d'énergie, tel que l'afficheur (et plus particulièrement son rétro éclairage) et le PIN-Pad, sont éteints. Un avantage est qu'il est possible de passer à un état de marche du terminal TPE plus rapidement. En effet, l'unité de calcul ne redémarre pas, ce qui économise le temps d'initialisation du terminal TPE. Ensuite, le réveil peut être réalisé avec des commandes de façon logicielle. Le terminal de paiement TPE peut se mettre dans ce mode de veille intermédiaire dès la fin d'une transaction. Si aucune transaction n'est réalisée dans les minutes qui suivent, le terminal TPE peut se mettre en veille totale (hors module de supervision bien entendu). Le passage à l'état de veille intermédiaire peut être commandé par un signal du même type que MA pilotant la mise sous tension et la mise hors tension du/des périphérique (s) concerné (s). Cette mise sous tension ou hors tension peut être réalisée par un interrupteur du même type que IC, dédié à l'alimentation du/des périphérique (s) concerné (s). Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à ces exemples. Il existe de nombreuses variantes de réalisation. REVENDICATIONS 1. Terminal de paiement électronique fixe (TPE) caractérisé en ce qu'il comprend au moins : (a) une alimentation sauvegardée (AL), dont une entrée est destinée à être reliée électriquement à un réseau d'alimentation électrique ; (b) un module de supervision (SUP), comprenant un interrupteur (IC), ledit interrupteur étant dans une position ouverte lorsque le terminal (TPE) est en veille, et dans une position fermée lorsque le terminal (TPE) est en marche, ledit interrupteur (IC) étant relié fonctionnellement à au moins un dispositif de commande (COM, HOR, MIN, EXT) pour passer de la position ouverte à la position fermée, une entrée de l'interrupteur (IC) étant reliée électriquement à une sortie de l'alimentation sauvegardée (AL) ; (c) des périphériques et une unité de calcul (PUC), reliés électriquement à une sortie de l'interrupteur (IC), et reliés fonctionnellement à l'interrupteur (IC) pour le faire passer de la position fermée à la position ouverte. 2. Terminal de paiement électronique selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'un des dispositifs de commande (COM), est compris dans le module de supervision (SUP), et qu'il est actionné par une force mécanique, laquelle force permet de fermer un circuit alimenté par l'alimentation sauvegardée (AL), pour produire un signal de réveil (EV4) agissant sur l'interrupteur (tic). 3. Terminal de paiement électronique selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'un des dispositifs de commande (MIN), est compris dans le module de supervision (SUP), et qu'il comprend une minuterie (45) pour produire un signal de réveil (EV2) de façon périodique agissant sur l'interrupteur (IC). 4. Terminal de paiement électronique selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'un des dispositifs de commande (HOR), est compris dans le module de supervision (SUP), et qu'il comprend une horloge (43) pour produire un signal de réveil (EV3) à une heure déterminée. 5. Terminal de paiement électronique selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'un des dispositifs de commande (EXT), est compris dans un périphérique externe au terminal (TPE), relié fonctionnellement à l'interrupteur (IC) pour transmettre un signal de réveil (EV1) du dispositif de commande (EXT) vers l'interrupteur (IC), lequel signal de réveil (EV1) agit sur l'interrupteur (IC). 6. Terminal de paiement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un point de concentration (PC) pour regrouper les signaux de réveils de plusieurs dispositifs de commandes (COM, HOR, MIN, EXT) d'une part, et le signal de mise en veille des périphériques et de l'unité de calcul (PUC) d'autre part. 7. Terminal de paiement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce l'alimentation sauvegardée (AL) comprend un dispositif de commande générant un signal de réveil en cas de retour du secteur. 8. Terminal de paiement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en qu'il comprend un moyen pour mettre le terminal de paiement dans un état de veille intermédiaire, état dans lequel l'unité de calcul reste alimentée, et certains périphériques parmi les périphériques du terminal de paiement (TPE) sont éteints.