包凡彪+詹乃歡

摘 要：文章介紹了公交車(chē)自動(dòng)找零系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)思路，根據(jù)公交運(yùn)行的主要特點(diǎn)，初步統(tǒng)計(jì)分析乘客的投幣特征，根據(jù)規(guī)律設(shè)置零錢(qián)儲(chǔ)備。運(yùn)用單片機(jī)能實(shí)現(xiàn)控制錢(qián)幣識(shí)別、計(jì)算差額、找零等分解功能。文章提出找零系統(tǒng)各項(xiàng)功能、組成部分、程序控制等，設(shè)計(jì)一款由單片機(jī)控制的快自動(dòng)找零系統(tǒng)，將為公交系統(tǒng)提升服務(wù)水平發(fā)揮重要作用。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；自動(dòng)找零；功能模塊；控制系統(tǒng)

引言

自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)是融合計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息收集和處理技術(shù)、機(jī)械制造于一體的自動(dòng)化售票、檢票系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的智能化功能。本設(shè)計(jì)主要對(duì)公交汽車(chē)無(wú)法快速實(shí)現(xiàn)的較大面額找零系統(tǒng)裝置進(jìn)行研究，針對(duì)傳統(tǒng)的公交車(chē)投幣系統(tǒng)，自備零錢(qián)，不設(shè)找續(xù)的缺點(diǎn)，以單片機(jī)為核心，優(yōu)化找零系統(tǒng)的內(nèi)部設(shè)計(jì)。公共交通是城市重要的服務(wù)窗口，通過(guò)設(shè)計(jì)這樣的公交找零系統(tǒng)，不僅讓公交系統(tǒng)智能化更進(jìn)一步，更讓市民可以隨心所欲的自由乘坐公交汽車(chē)，不需要考慮身上是否有零錢(qián)，大大提高公交的乘坐率，促進(jìn)城市公交公益事業(yè)的發(fā)展。日本、韓國(guó)已有相關(guān)產(chǎn)品投入使用，而且效果明顯。作為人口第一大國(guó)的中國(guó)，公交系統(tǒng)的發(fā)展需要這樣的一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)很有必要[1]。

1 系統(tǒng)的組成和工作原理

1.1 自動(dòng)找零系統(tǒng)的主要組成

自動(dòng)找零系統(tǒng)由以下主要模塊組成：主控單元、紙幣識(shí)別處理模塊、紙幣找零模塊、紙幣接收模塊、硬幣模塊、零錢(qián)箱信息處理模塊和不間斷電源。

主要功能：零錢(qián)的自身儲(chǔ)備、線路價(jià)格控制、面額識(shí)別、差額計(jì)算和找零，可找續(xù)的投幣功能，附帶真?zhèn)螏抛R(shí)別功能等。

1.2 公交找零系統(tǒng)的工作原理

公交車(chē)自動(dòng)找零系統(tǒng)格局功能模塊其工作過(guò)程和基本原理如下[2]：

從投幣口送入貨幣（包括紙幣或硬幣），然后通過(guò)傳感器采集數(shù)據(jù)、感應(yīng)圖像或判斷重量，識(shí)別器判斷貨幣的真?zhèn)尾⑴袆e面值。根據(jù)識(shí)別的投幣情況，識(shí)別器把信息數(shù)據(jù)傳給通信模塊。通信模塊與設(shè)置線路售票價(jià)格控制系統(tǒng)通信，操作面板系統(tǒng)顯示面值，做差確定找零的數(shù)額。退幣分為兩種情況：一種是由貨幣識(shí)別器完成退紙幣，另一種是由硬幣的通信模塊完成退硬幣。如果發(fā)現(xiàn)找零金額不足，預(yù)警提醒。當(dāng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)找零，或者找零不夠等意外情況發(fā)生時(shí)，能及時(shí)退還乘客的投幣。乘客取走找零后，完成這一個(gè)投幣過(guò)程。系統(tǒng)復(fù)零，完成等待下一位乘客投幣的準(zhǔn)備。

綜上所述，自動(dòng)找零系統(tǒng)可以分為四部分，即控制子系統(tǒng)、信息傳遞和執(zhí)行系統(tǒng)、硬幣器子系統(tǒng)以及紙幣器子系統(tǒng)。其中控制子系統(tǒng)是本設(shè)計(jì)研究重點(diǎn)。

2 公交找零系統(tǒng)的主程序分析

本系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)為核心，乘客上車(chē)后把鈔票放進(jìn)進(jìn)鈔口（硬幣放進(jìn)硬幣口），機(jī)器自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，單片機(jī)根據(jù)相應(yīng)的程序執(zhí)行對(duì)應(yīng)的工作。系統(tǒng)的主體框架如圖1所示。主程序由單片機(jī)和報(bào)警系統(tǒng)、硬幣模塊、找零模塊等進(jìn)行信息連接和處理[3]。

圖1 系統(tǒng)主體框圖

3 公交找零系統(tǒng)的子程序設(shè)計(jì)

3.1 紙幣真?zhèn)渭懊骖~辨別的功能子程序設(shè)計(jì)

現(xiàn)在不乏有些破壞分子使用假幣，尤其當(dāng)公交系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)大面額找續(xù)之后，所以這樣的系統(tǒng)必須具備真?zhèn)螏抛R(shí)別功能。鈔票進(jìn)入進(jìn)鈔口，系統(tǒng)對(duì)紙幣先進(jìn)行面額識(shí)別，再對(duì)紙幣進(jìn)行真?zhèn)巫R(shí)別，當(dāng)識(shí)別為假幣的時(shí)候會(huì)報(bào)警亮燈，并把假幣退出；當(dāng)為真幣就進(jìn)入下一個(gè)程序。

在本設(shè)計(jì)中，只有在按鍵選錯(cuò)，導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常處理時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)報(bào)警現(xiàn)象。當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤的時(shí)候，輸出信號(hào)通過(guò)光電耦合，來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)揚(yáng)聲器工作，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，其原理如圖2所示。

圖2 找零子系統(tǒng)流程圖

3.2 公交找零系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要子程序設(shè)計(jì)

這部分的設(shè)計(jì)主要針對(duì)紙幣的找零功能。當(dāng)乘客放進(jìn)鈔票，以100塊為例，當(dāng)100進(jìn)入進(jìn)鈔口，系統(tǒng)運(yùn)行，紙幣識(shí)別處理模塊識(shí)別為100，找零模塊立馬從零錢(qián)箱調(diào)出97塊零錢(qián)進(jìn)入待機(jī)，與此同時(shí)100塊在系統(tǒng)中繼續(xù)進(jìn)行真?zhèn)螏抛R(shí)別，當(dāng)為真幣的時(shí)候，識(shí)別處理模塊會(huì)向處理中心發(fā)出確認(rèn)指令，之前已經(jīng)進(jìn)入的待機(jī)的97塊零錢(qián)馬上從出鈔口出來(lái)；當(dāng)為假幣的時(shí)候，報(bào)警燈亮起，100塊會(huì)自動(dòng)原路返回，之前待機(jī)的97塊零鈔會(huì)自動(dòng)進(jìn)入廢鈔箱。

3.3 零錢(qián)箱信息處理模塊的子程序設(shè)計(jì)

由于最高面額是100，所以準(zhǔn)備的零錢(qián)從50元起，分別有50、20、10、5、1元等面額，初次系統(tǒng)運(yùn)行，零錢(qián)箱一般設(shè)計(jì)為1000張零錢(qián)，其中50元占1%，20元占13%，10元占22%，5元占26%，1元占38%。零錢(qián)箱的設(shè)計(jì)可以根據(jù)每個(gè)公交線路途徑的地方不同而對(duì)各面額所占的百分比進(jìn)行調(diào)整。每次公交出行，零錢(qián)箱會(huì)整理上次的出行記錄，反饋出“哪些紙幣需要準(zhǔn)備更多”的信息。

假設(shè)公交車(chē)票是3元一人，一開(kāi)始乘客準(zhǔn)備的是100元，那么系統(tǒng)優(yōu)先找一張50元、兩張20元、一張5元、兩張1元，假如缺少某種幣值，就選擇另一種找零模式，會(huì)根據(jù)零錢(qián)箱哪種幣值多而優(yōu)先更多使用該幣值。

零錢(qián)箱也有自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)零錢(qián)箱的紙幣不夠的時(shí)候，反饋到處理器，報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)亮燈，告訴司機(jī)這時(shí)候乘客開(kāi)始要自備零錢(qián)。

零錢(qián)箱還包括廢紙箱，根據(jù)系統(tǒng)的需要，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)出假幣的時(shí)候，零錢(qián)箱準(zhǔn)備的零錢(qián)會(huì)被自動(dòng)送進(jìn)零錢(qián)箱。

4 結(jié)束語(yǔ)

市面上出現(xiàn)過(guò)自動(dòng)的找零系統(tǒng)，因?yàn)槠洳痪邆湔鎮(zhèn)螏抛R(shí)別的功能，所以使公交集團(tuán)受到很大的損失，也因系統(tǒng)經(jīng)常無(wú)法正常運(yùn)行，程序冗長(zhǎng)，找零緩慢，增加公交車(chē)在每一站的停留時(shí)間，導(dǎo)致交通混亂，所以并未在市場(chǎng)上推出過(guò)一套成熟的公交找零系統(tǒng)。文章主要從硬件和軟件了進(jìn)行設(shè)計(jì)，分析如何實(shí)現(xiàn)公交自動(dòng)找零，對(duì)各子程序的控制進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。

文章設(shè)計(jì)的公交車(chē)自動(dòng)找零系統(tǒng)具有現(xiàn)實(shí)意義，可投入生產(chǎn)。最終實(shí)現(xiàn)的功能就是公交車(chē)有找續(xù)，進(jìn)一步智能化，便民化。對(duì)于本次的設(shè)計(jì)，在零錢(qián)箱處理的模塊會(huì)出現(xiàn)缺陷，可以進(jìn)一步對(duì)各線路進(jìn)行調(diào)查，確保零錢(qián)箱有足夠的零錢(qián)儲(chǔ)備。

參考文獻(xiàn)

[1]自動(dòng)售貨機(jī)主控制器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007年11期.

[2]富安.單片機(jī)與可編程控制應(yīng)用技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社， 2003，8第1版：89-94.

[3]茂祥，鞏榮芬，吳慶洪.一種紙幣識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，2004年第12期.

摘 要：文章介紹了公交車(chē)自動(dòng)找零系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)思路，根據(jù)公交運(yùn)行的主要特點(diǎn)，初步統(tǒng)計(jì)分析乘客的投幣特征，根據(jù)規(guī)律設(shè)置零錢(qián)儲(chǔ)備。運(yùn)用單片機(jī)能實(shí)現(xiàn)控制錢(qián)幣識(shí)別、計(jì)算差額、找零等分解功能。文章提出找零系統(tǒng)各項(xiàng)功能、組成部分、程序控制等，設(shè)計(jì)一款由單片機(jī)控制的快自動(dòng)找零系統(tǒng)，將為公交系統(tǒng)提升服務(wù)水平發(fā)揮重要作用。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；自動(dòng)找零；功能模塊；控制系統(tǒng)

引言

自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)是融合計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息收集和處理技術(shù)、機(jī)械制造于一體的自動(dòng)化售票、檢票系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的智能化功能。本設(shè)計(jì)主要對(duì)公交汽車(chē)無(wú)法快速實(shí)現(xiàn)的較大面額找零系統(tǒng)裝置進(jìn)行研究，針對(duì)傳統(tǒng)的公交車(chē)投幣系統(tǒng)，自備零錢(qián)，不設(shè)找續(xù)的缺點(diǎn)，以單片機(jī)為核心，優(yōu)化找零系統(tǒng)的內(nèi)部設(shè)計(jì)。公共交通是城市重要的服務(wù)窗口，通過(guò)設(shè)計(jì)這樣的公交找零系統(tǒng)，不僅讓公交系統(tǒng)智能化更進(jìn)一步，更讓市民可以隨心所欲的自由乘坐公交汽車(chē)，不需要考慮身上是否有零錢(qián)，大大提高公交的乘坐率，促進(jìn)城市公交公益事業(yè)的發(fā)展。日本、韓國(guó)已有相關(guān)產(chǎn)品投入使用，而且效果明顯。作為人口第一大國(guó)的中國(guó)，公交系統(tǒng)的發(fā)展需要這樣的一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)很有必要[1]。

1 系統(tǒng)的組成和工作原理

1.1 自動(dòng)找零系統(tǒng)的主要組成

自動(dòng)找零系統(tǒng)由以下主要模塊組成：主控單元、紙幣識(shí)別處理模塊、紙幣找零模塊、紙幣接收模塊、硬幣模塊、零錢(qián)箱信息處理模塊和不間斷電源。

主要功能：零錢(qián)的自身儲(chǔ)備、線路價(jià)格控制、面額識(shí)別、差額計(jì)算和找零，可找續(xù)的投幣功能，附帶真?zhèn)螏抛R(shí)別功能等。

1.2 公交找零系統(tǒng)的工作原理

公交車(chē)自動(dòng)找零系統(tǒng)格局功能模塊其工作過(guò)程和基本原理如下[2]：

從投幣口送入貨幣（包括紙幣或硬幣），然后通過(guò)傳感器采集數(shù)據(jù)、感應(yīng)圖像或判斷重量，識(shí)別器判斷貨幣的真?zhèn)尾⑴袆e面值。根據(jù)識(shí)別的投幣情況，識(shí)別器把信息數(shù)據(jù)傳給通信模塊。通信模塊與設(shè)置線路售票價(jià)格控制系統(tǒng)通信，操作面板系統(tǒng)顯示面值，做差確定找零的數(shù)額。退幣分為兩種情況：一種是由貨幣識(shí)別器完成退紙幣，另一種是由硬幣的通信模塊完成退硬幣。如果發(fā)現(xiàn)找零金額不足，預(yù)警提醒。當(dāng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)找零，或者找零不夠等意外情況發(fā)生時(shí)，能及時(shí)退還乘客的投幣。乘客取走找零后，完成這一個(gè)投幣過(guò)程。系統(tǒng)復(fù)零，完成等待下一位乘客投幣的準(zhǔn)備。

綜上所述，自動(dòng)找零系統(tǒng)可以分為四部分，即控制子系統(tǒng)、信息傳遞和執(zhí)行系統(tǒng)、硬幣器子系統(tǒng)以及紙幣器子系統(tǒng)。其中控制子系統(tǒng)是本設(shè)計(jì)研究重點(diǎn)。

2 公交找零系統(tǒng)的主程序分析

本系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)為核心，乘客上車(chē)后把鈔票放進(jìn)進(jìn)鈔口（硬幣放進(jìn)硬幣口），機(jī)器自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，單片機(jī)根據(jù)相應(yīng)的程序執(zhí)行對(duì)應(yīng)的工作。系統(tǒng)的主體框架如圖1所示。主程序由單片機(jī)和報(bào)警系統(tǒng)、硬幣模塊、找零模塊等進(jìn)行信息連接和處理[3]。

圖1 系統(tǒng)主體框圖

3 公交找零系統(tǒng)的子程序設(shè)計(jì)

3.1 紙幣真?zhèn)渭懊骖~辨別的功能子程序設(shè)計(jì)

現(xiàn)在不乏有些破壞分子使用假幣，尤其當(dāng)公交系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)大面額找續(xù)之后，所以這樣的系統(tǒng)必須具備真?zhèn)螏抛R(shí)別功能。鈔票進(jìn)入進(jìn)鈔口，系統(tǒng)對(duì)紙幣先進(jìn)行面額識(shí)別，再對(duì)紙幣進(jìn)行真?zhèn)巫R(shí)別，當(dāng)識(shí)別為假幣的時(shí)候會(huì)報(bào)警亮燈，并把假幣退出；當(dāng)為真幣就進(jìn)入下一個(gè)程序。

在本設(shè)計(jì)中，只有在按鍵選錯(cuò)，導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常處理時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)報(bào)警現(xiàn)象。當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤的時(shí)候，輸出信號(hào)通過(guò)光電耦合，來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)揚(yáng)聲器工作，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，其原理如圖2所示。

圖2 找零子系統(tǒng)流程圖

3.2 公交找零系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要子程序設(shè)計(jì)

這部分的設(shè)計(jì)主要針對(duì)紙幣的找零功能。當(dāng)乘客放進(jìn)鈔票，以100塊為例，當(dāng)100進(jìn)入進(jìn)鈔口，系統(tǒng)運(yùn)行，紙幣識(shí)別處理模塊識(shí)別為100，找零模塊立馬從零錢(qián)箱調(diào)出97塊零錢(qián)進(jìn)入待機(jī)，與此同時(shí)100塊在系統(tǒng)中繼續(xù)進(jìn)行真?zhèn)螏抛R(shí)別，當(dāng)為真幣的時(shí)候，識(shí)別處理模塊會(huì)向處理中心發(fā)出確認(rèn)指令，之前已經(jīng)進(jìn)入的待機(jī)的97塊零錢(qián)馬上從出鈔口出來(lái)；當(dāng)為假幣的時(shí)候，報(bào)警燈亮起，100塊會(huì)自動(dòng)原路返回，之前待機(jī)的97塊零鈔會(huì)自動(dòng)進(jìn)入廢鈔箱。

3.3 零錢(qián)箱信息處理模塊的子程序設(shè)計(jì)

由于最高面額是100，所以準(zhǔn)備的零錢(qián)從50元起，分別有50、20、10、5、1元等面額，初次系統(tǒng)運(yùn)行，零錢(qián)箱一般設(shè)計(jì)為1000張零錢(qián)，其中50元占1%，20元占13%，10元占22%，5元占26%，1元占38%。零錢(qián)箱的設(shè)計(jì)可以根據(jù)每個(gè)公交線路途徑的地方不同而對(duì)各面額所占的百分比進(jìn)行調(diào)整。每次公交出行，零錢(qián)箱會(huì)整理上次的出行記錄，反饋出“哪些紙幣需要準(zhǔn)備更多”的信息。

假設(shè)公交車(chē)票是3元一人，一開(kāi)始乘客準(zhǔn)備的是100元，那么系統(tǒng)優(yōu)先找一張50元、兩張20元、一張5元、兩張1元，假如缺少某種幣值，就選擇另一種找零模式，會(huì)根據(jù)零錢(qián)箱哪種幣值多而優(yōu)先更多使用該幣值。

零錢(qián)箱也有自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)零錢(qián)箱的紙幣不夠的時(shí)候，反饋到處理器，報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)亮燈，告訴司機(jī)這時(shí)候乘客開(kāi)始要自備零錢(qián)。

零錢(qián)箱還包括廢紙箱，根據(jù)系統(tǒng)的需要，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)出假幣的時(shí)候，零錢(qián)箱準(zhǔn)備的零錢(qián)會(huì)被自動(dòng)送進(jìn)零錢(qián)箱。

4 結(jié)束語(yǔ)

市面上出現(xiàn)過(guò)自動(dòng)的找零系統(tǒng)，因?yàn)槠洳痪邆湔鎮(zhèn)螏抛R(shí)別的功能，所以使公交集團(tuán)受到很大的損失，也因系統(tǒng)經(jīng)常無(wú)法正常運(yùn)行，程序冗長(zhǎng)，找零緩慢，增加公交車(chē)在每一站的停留時(shí)間，導(dǎo)致交通混亂，所以并未在市場(chǎng)上推出過(guò)一套成熟的公交找零系統(tǒng)。文章主要從硬件和軟件了進(jìn)行設(shè)計(jì)，分析如何實(shí)現(xiàn)公交自動(dòng)找零，對(duì)各子程序的控制進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。

文章設(shè)計(jì)的公交車(chē)自動(dòng)找零系統(tǒng)具有現(xiàn)實(shí)意義，可投入生產(chǎn)。最終實(shí)現(xiàn)的功能就是公交車(chē)有找續(xù)，進(jìn)一步智能化，便民化。對(duì)于本次的設(shè)計(jì)，在零錢(qián)箱處理的模塊會(huì)出現(xiàn)缺陷，可以進(jìn)一步對(duì)各線路進(jìn)行調(diào)查，確保零錢(qián)箱有足夠的零錢(qián)儲(chǔ)備。

參考文獻(xiàn)

[1]自動(dòng)售貨機(jī)主控制器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007年11期.

[2]富安.單片機(jī)與可編程控制應(yīng)用技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社， 2003，8第1版：89-94.

[3]茂祥，鞏榮芬，吳慶洪.一種紙幣識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，2004年第12期.

摘 要：文章介紹了公交車(chē)自動(dòng)找零系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)思路，根據(jù)公交運(yùn)行的主要特點(diǎn)，初步統(tǒng)計(jì)分析乘客的投幣特征，根據(jù)規(guī)律設(shè)置零錢(qián)儲(chǔ)備。運(yùn)用單片機(jī)能實(shí)現(xiàn)控制錢(qián)幣識(shí)別、計(jì)算差額、找零等分解功能。文章提出找零系統(tǒng)各項(xiàng)功能、組成部分、程序控制等，設(shè)計(jì)一款由單片機(jī)控制的快自動(dòng)找零系統(tǒng)，將為公交系統(tǒng)提升服務(wù)水平發(fā)揮重要作用。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；自動(dòng)找零；功能模塊；控制系統(tǒng)

引言

自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)是融合計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息收集和處理技術(shù)、機(jī)械制造于一體的自動(dòng)化售票、檢票系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的智能化功能。本設(shè)計(jì)主要對(duì)公交汽車(chē)無(wú)法快速實(shí)現(xiàn)的較大面額找零系統(tǒng)裝置進(jìn)行研究，針對(duì)傳統(tǒng)的公交車(chē)投幣系統(tǒng)，自備零錢(qián)，不設(shè)找續(xù)的缺點(diǎn)，以單片機(jī)為核心，優(yōu)化找零系統(tǒng)的內(nèi)部設(shè)計(jì)。公共交通是城市重要的服務(wù)窗口，通過(guò)設(shè)計(jì)這樣的公交找零系統(tǒng)，不僅讓公交系統(tǒng)智能化更進(jìn)一步，更讓市民可以隨心所欲的自由乘坐公交汽車(chē)，不需要考慮身上是否有零錢(qián)，大大提高公交的乘坐率，促進(jìn)城市公交公益事業(yè)的發(fā)展。日本、韓國(guó)已有相關(guān)產(chǎn)品投入使用，而且效果明顯。作為人口第一大國(guó)的中國(guó)，公交系統(tǒng)的發(fā)展需要這樣的一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)很有必要[1]。

1 系統(tǒng)的組成和工作原理

1.1 自動(dòng)找零系統(tǒng)的主要組成

自動(dòng)找零系統(tǒng)由以下主要模塊組成：主控單元、紙幣識(shí)別處理模塊、紙幣找零模塊、紙幣接收模塊、硬幣模塊、零錢(qián)箱信息處理模塊和不間斷電源。

主要功能：零錢(qián)的自身儲(chǔ)備、線路價(jià)格控制、面額識(shí)別、差額計(jì)算和找零，可找續(xù)的投幣功能，附帶真?zhèn)螏抛R(shí)別功能等。

1.2 公交找零系統(tǒng)的工作原理

公交車(chē)自動(dòng)找零系統(tǒng)格局功能模塊其工作過(guò)程和基本原理如下[2]：

從投幣口送入貨幣（包括紙幣或硬幣），然后通過(guò)傳感器采集數(shù)據(jù)、感應(yīng)圖像或判斷重量，識(shí)別器判斷貨幣的真?zhèn)尾⑴袆e面值。根據(jù)識(shí)別的投幣情況，識(shí)別器把信息數(shù)據(jù)傳給通信模塊。通信模塊與設(shè)置線路售票價(jià)格控制系統(tǒng)通信，操作面板系統(tǒng)顯示面值，做差確定找零的數(shù)額。退幣分為兩種情況：一種是由貨幣識(shí)別器完成退紙幣，另一種是由硬幣的通信模塊完成退硬幣。如果發(fā)現(xiàn)找零金額不足，預(yù)警提醒。當(dāng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)找零，或者找零不夠等意外情況發(fā)生時(shí)，能及時(shí)退還乘客的投幣。乘客取走找零后，完成這一個(gè)投幣過(guò)程。系統(tǒng)復(fù)零，完成等待下一位乘客投幣的準(zhǔn)備。

綜上所述，自動(dòng)找零系統(tǒng)可以分為四部分，即控制子系統(tǒng)、信息傳遞和執(zhí)行系統(tǒng)、硬幣器子系統(tǒng)以及紙幣器子系統(tǒng)。其中控制子系統(tǒng)是本設(shè)計(jì)研究重點(diǎn)。

2 公交找零系統(tǒng)的主程序分析

本系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)為核心，乘客上車(chē)后把鈔票放進(jìn)進(jìn)鈔口（硬幣放進(jìn)硬幣口），機(jī)器自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，單片機(jī)根據(jù)相應(yīng)的程序執(zhí)行對(duì)應(yīng)的工作。系統(tǒng)的主體框架如圖1所示。主程序由單片機(jī)和報(bào)警系統(tǒng)、硬幣模塊、找零模塊等進(jìn)行信息連接和處理[3]。

圖1 系統(tǒng)主體框圖

3 公交找零系統(tǒng)的子程序設(shè)計(jì)

3.1 紙幣真?zhèn)渭懊骖~辨別的功能子程序設(shè)計(jì)

現(xiàn)在不乏有些破壞分子使用假幣，尤其當(dāng)公交系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)大面額找續(xù)之后，所以這樣的系統(tǒng)必須具備真?zhèn)螏抛R(shí)別功能。鈔票進(jìn)入進(jìn)鈔口，系統(tǒng)對(duì)紙幣先進(jìn)行面額識(shí)別，再對(duì)紙幣進(jìn)行真?zhèn)巫R(shí)別，當(dāng)識(shí)別為假幣的時(shí)候會(huì)報(bào)警亮燈，并把假幣退出；當(dāng)為真幣就進(jìn)入下一個(gè)程序。

在本設(shè)計(jì)中，只有在按鍵選錯(cuò)，導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常處理時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)報(bào)警現(xiàn)象。當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤的時(shí)候，輸出信號(hào)通過(guò)光電耦合，來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)揚(yáng)聲器工作，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，其原理如圖2所示。

圖2 找零子系統(tǒng)流程圖

3.2 公交找零系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要子程序設(shè)計(jì)

這部分的設(shè)計(jì)主要針對(duì)紙幣的找零功能。當(dāng)乘客放進(jìn)鈔票，以100塊為例，當(dāng)100進(jìn)入進(jìn)鈔口，系統(tǒng)運(yùn)行，紙幣識(shí)別處理模塊識(shí)別為100，找零模塊立馬從零錢(qián)箱調(diào)出97塊零錢(qián)進(jìn)入待機(jī)，與此同時(shí)100塊在系統(tǒng)中繼續(xù)進(jìn)行真?zhèn)螏抛R(shí)別，當(dāng)為真幣的時(shí)候，識(shí)別處理模塊會(huì)向處理中心發(fā)出確認(rèn)指令，之前已經(jīng)進(jìn)入的待機(jī)的97塊零錢(qián)馬上從出鈔口出來(lái)；當(dāng)為假幣的時(shí)候，報(bào)警燈亮起，100塊會(huì)自動(dòng)原路返回，之前待機(jī)的97塊零鈔會(huì)自動(dòng)進(jìn)入廢鈔箱。

3.3 零錢(qián)箱信息處理模塊的子程序設(shè)計(jì)

由于最高面額是100，所以準(zhǔn)備的零錢(qián)從50元起，分別有50、20、10、5、1元等面額，初次系統(tǒng)運(yùn)行，零錢(qián)箱一般設(shè)計(jì)為1000張零錢(qián)，其中50元占1%，20元占13%，10元占22%，5元占26%，1元占38%。零錢(qián)箱的設(shè)計(jì)可以根據(jù)每個(gè)公交線路途徑的地方不同而對(duì)各面額所占的百分比進(jìn)行調(diào)整。每次公交出行，零錢(qián)箱會(huì)整理上次的出行記錄，反饋出“哪些紙幣需要準(zhǔn)備更多”的信息。

假設(shè)公交車(chē)票是3元一人，一開(kāi)始乘客準(zhǔn)備的是100元，那么系統(tǒng)優(yōu)先找一張50元、兩張20元、一張5元、兩張1元，假如缺少某種幣值，就選擇另一種找零模式，會(huì)根據(jù)零錢(qián)箱哪種幣值多而優(yōu)先更多使用該幣值。

零錢(qián)箱也有自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)零錢(qián)箱的紙幣不夠的時(shí)候，反饋到處理器，報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)亮燈，告訴司機(jī)這時(shí)候乘客開(kāi)始要自備零錢(qián)。

零錢(qián)箱還包括廢紙箱，根據(jù)系統(tǒng)的需要，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)出假幣的時(shí)候，零錢(qián)箱準(zhǔn)備的零錢(qián)會(huì)被自動(dòng)送進(jìn)零錢(qián)箱。

4 結(jié)束語(yǔ)

市面上出現(xiàn)過(guò)自動(dòng)的找零系統(tǒng)，因?yàn)槠洳痪邆湔鎮(zhèn)螏抛R(shí)別的功能，所以使公交集團(tuán)受到很大的損失，也因系統(tǒng)經(jīng)常無(wú)法正常運(yùn)行，程序冗長(zhǎng)，找零緩慢，增加公交車(chē)在每一站的停留時(shí)間，導(dǎo)致交通混亂，所以并未在市場(chǎng)上推出過(guò)一套成熟的公交找零系統(tǒng)。文章主要從硬件和軟件了進(jìn)行設(shè)計(jì)，分析如何實(shí)現(xiàn)公交自動(dòng)找零，對(duì)各子程序的控制進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。

文章設(shè)計(jì)的公交車(chē)自動(dòng)找零系統(tǒng)具有現(xiàn)實(shí)意義，可投入生產(chǎn)。最終實(shí)現(xiàn)的功能就是公交車(chē)有找續(xù)，進(jìn)一步智能化，便民化。對(duì)于本次的設(shè)計(jì)，在零錢(qián)箱處理的模塊會(huì)出現(xiàn)缺陷，可以進(jìn)一步對(duì)各線路進(jìn)行調(diào)查，確保零錢(qián)箱有足夠的零錢(qián)儲(chǔ)備。

參考文獻(xiàn)

[1]自動(dòng)售貨機(jī)主控制器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007年11期.

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[3]茂祥，鞏榮芬，吳慶洪.一種紙幣識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，2004年第12期.