廖 政，莊 孜，朱連香

(長沙金信諾防務(wù)技術(shù)有限公司，湖南 長沙 410000)

0 引言

智能自助服務(wù)是實(shí)現(xiàn)銀行網(wǎng)點(diǎn)無人化、無紙化以及智能化業(yè)務(wù)辦理的趨勢(shì)，目前已在歐美等地得到普及和推廣[1],國內(nèi)主要城市的銀行網(wǎng)點(diǎn)也在逐漸推廣和普及該項(xiàng)技術(shù)[2]?？蛻粼谵k理及領(lǐng)取銀行卡片類介質(zhì)、網(wǎng)銀U盾、紀(jì)念幣等傳統(tǒng)實(shí)物介質(zhì)時(shí)，需要到銀行大廳排隊(duì)辦理，過程復(fù)雜，手續(xù)繁瑣，效率低下。本文設(shè)計(jì)了一種用于智能自助系統(tǒng)的帶退卡功能的銀行卡片發(fā)放模塊，可實(shí)現(xiàn)銀行網(wǎng)點(diǎn)及金融機(jī)構(gòu)在卡片類業(yè)務(wù)中的自助式應(yīng)用。此外，該模塊的超時(shí)保護(hù)技術(shù)能夠防止由于客戶疏忽未取走卡片所致的安全性問題，也能夠進(jìn)行舊卡的自助回收[3]，應(yīng)用前景十分廣闊。

1 銀行卡片發(fā)放模塊工作原理

圖1為帶退卡功能的銀行卡片發(fā)放模塊總體結(jié)構(gòu)示意圖。該模塊主要由存儲(chǔ)箱1、推送機(jī)構(gòu)2、傳送機(jī)構(gòu)4、讀卡器7、回收機(jī)構(gòu)13和控制微機(jī)15構(gòu)成。

帶退卡功能的銀行卡片發(fā)放模塊主要用來發(fā)放銀行卡片類介質(zhì)(銀行卡、信用卡等磁條卡或接觸式、非接觸式IC卡)，介質(zhì)卡片尺寸一般為(長×寬×厚)：85.6 mm×54 mm×0.76 mm，存放于存儲(chǔ)箱1中，存儲(chǔ)箱安放到位后觸發(fā)存儲(chǔ)箱有/無傳感器3，存儲(chǔ)箱安全門才能打開, 以保證介質(zhì)存儲(chǔ)、運(yùn)輸時(shí)的安全。

圖2為卡片發(fā)放模塊功能原理示意圖?？蛻糇灾k理業(yè)務(wù)時(shí)，待與上位機(jī)通訊確認(rèn)信息后，控制微機(jī)15控制推送機(jī)構(gòu)電機(jī)11通過推送機(jī)構(gòu)同步帶12等零部件控制卡鉤39作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)[4]，將卡片18推出存儲(chǔ)箱并送入傳送機(jī)構(gòu)，卡鉤到達(dá)推送機(jī)構(gòu)的前端到位傳感器36位置處后停止； 發(fā)完一張卡片后，卡鉤沿推桿38復(fù)位到最左端的后端到位傳感器40位置處停止； 當(dāng)卡鉤在左端復(fù)位后，下一張卡片在自重和壓塊19的作用下落至推送機(jī)構(gòu)通道內(nèi)，準(zhǔn)備下一次自助發(fā)卡。傳送機(jī)構(gòu)通過傳送機(jī)構(gòu)電機(jī)31的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)帶動(dòng)搓輪22、傳送機(jī)構(gòu)同步帶30等在張緊輪32和卡片位置傳感器23等的配合下，將卡片往右推入讀卡器或往左推入回收通道，從而實(shí)現(xiàn)卡片發(fā)放的第二步或回收。該模塊在卡片全程移動(dòng)的通道內(nèi)布置了若干卡片位置傳感器，且彼此間距小于85.6 mm，確?？ㄆ涛恢靡阎?。卡片進(jìn)入讀卡器后，根據(jù)卡片的種類可分別通過信息讀取芯片26或掃描儀27完成發(fā)卡前的信息確認(rèn)，最后通過讀卡器內(nèi)部的搓輪將卡片移送至出嘴8?？ㄆl(fā)放不成功(讀卡失敗、客戶未取走等)，則控制微機(jī)發(fā)出指令，讀卡器將卡片回搓至傳送通道，再通過傳送機(jī)構(gòu)將卡片送入回收箱34內(nèi)。當(dāng)辦理舊卡回收類業(yè)務(wù)時(shí)，卡片的回收流程與上述過程類似，只是先要客戶將舊卡從模塊外部插入出嘴，通訊確認(rèn)后按照同樣的流程將卡片回收?；厥障漕A(yù)滿傳感器37監(jiān)測(cè)回收箱內(nèi)的卡片是否將要填滿，填滿觸發(fā)后，控制微機(jī)與上位機(jī)通訊，提示開鎖回收卡片。

2 傳送機(jī)構(gòu)工作原理

圖3為傳送機(jī)構(gòu)工作原理示意圖，作為核心部件，它是實(shí)現(xiàn)卡片雙向移動(dòng)、超時(shí)保護(hù)、舊卡回收等功能的關(guān)鍵，對(duì)其可靠性、精密程度及設(shè)計(jì)要求較高。首先，要實(shí)現(xiàn)搓卡的可靠性和對(duì)卡片的精密傳動(dòng)，對(duì)搓輪材料的選用有一定要求，材質(zhì)必須耐磨且最大靜摩擦因數(shù)在一定范圍之內(nèi)，壓條的張緊度決定著搓輪對(duì)卡片的正壓力大小，只有兩者匹配較好，搓卡時(shí)才不會(huì)打滑，一旦打滑，傳送機(jī)構(gòu)步進(jìn)電機(jī)則會(huì)“失步”，這會(huì)造成程序上的錯(cuò)誤。其次，回收通道擋板的設(shè)計(jì)很關(guān)鍵，其作用是回收時(shí)使卡片進(jìn)入回收通道，而不能原路返回至推送機(jī)構(gòu)。從圖3可以看到，從推送機(jī)構(gòu)進(jìn)入傳送機(jī)構(gòu)的卡片41在進(jìn)入傳送通道時(shí)(線路Ⅰ)，會(huì)將回收通道擋板前端V型特征彈性下壓，在卡鉤作用下繼續(xù)前進(jìn)至一對(duì)搓輪之間，從而被搓入通道，V型特征能夠較好地避免下壓時(shí)觸碰到搓輪。回收時(shí)，V型特征又剛好能夠擋住卡片進(jìn)入推送機(jī)構(gòu)的水平通道，轉(zhuǎn)而在其導(dǎo)向作用下進(jìn)入回收通道(線路Ⅱ)，實(shí)現(xiàn)回收。此外，回收通道擋板的設(shè)計(jì)還必須保證卡片可靠落入回收箱內(nèi)，須通過各類卡片以及10萬次以上的回收測(cè)試驗(yàn)證其可靠性。

1-存儲(chǔ)箱；2-推送機(jī)構(gòu)；3-存儲(chǔ)箱有/無傳感器；4-傳送機(jī)構(gòu)；5-撥輪；6-保護(hù)罩；7-讀卡器；8-出嘴；9-底座；10-卡片搓輪壓條；11-推送機(jī)構(gòu)電機(jī)；12-推送機(jī)構(gòu)同步帶；13-回收機(jī)構(gòu)；14-同步帶輪；15-控制微機(jī)；16-回收箱門

17-存儲(chǔ)箱門鎖；18-卡片；19-壓塊；20-存儲(chǔ)箱卡片有/無傳感器；21-安全門；22-傳送機(jī)構(gòu)搓輪；23-卡片位置傳感器；24-進(jìn)嘴；25-讀卡器搓輪；26-接觸式卡片信息讀取芯片；27-非接觸式卡片掃描儀；28-讀卡器前端小搓輪；29-讀卡器底座；30-傳送機(jī)構(gòu)同步帶；31-傳送機(jī)構(gòu)電機(jī)；32-張緊輪；33-回收通道擋板；34-回收箱；35-回收的卡片；36-推送機(jī)構(gòu)前端到位傳感器； 37-回收箱預(yù)滿傳感器；38-推桿；39-卡鉤；40-推送機(jī)構(gòu)后端到位傳感器

3 傳感器布置及時(shí)序控制邏輯

圖4為卡片發(fā)放模塊的控制邏輯框圖，根據(jù)前面所闡述的工作原理可知：上位機(jī)與模塊的控制微機(jī)之間相互通訊,控制微機(jī)對(duì)模塊各部件發(fā)出指令并通過電機(jī)產(chǎn)生動(dòng)作,模塊各功能部件通過傳感器給控制微機(jī)提供信號(hào)反饋，這樣就形成了有效的閉環(huán)控制[5]。

該模塊采用AVR單片機(jī)作為主控制器，是控制系統(tǒng)的核心，其運(yùn)行速度快，數(shù)字I/O端口驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，可靠性達(dá)到工業(yè)級(jí)，且具備在線編程(ISP)等功能，在控制領(lǐng)域應(yīng)用較廣。

模塊傳感器的布置分為兩類：一類是用于獲取卡片任意時(shí)刻所在位置、卡鉤位置的位置傳感器；另一類是監(jiān)控卡片是否發(fā)完或回收預(yù)滿，以及儲(chǔ)存箱是否放置到位的狀態(tài)傳感器?？筛鶕?jù)不同的類型特點(diǎn)來進(jìn)行選型。

41-從推送機(jī)構(gòu)進(jìn)入傳送機(jī)構(gòu)的卡片；42-傳送機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)接板；43-搓輪桿；44-進(jìn)入回收通道的卡片

圖4 卡片發(fā)放模塊控制邏輯框圖

4 結(jié)束語

為了實(shí)現(xiàn)銀行網(wǎng)點(diǎn)及金融機(jī)構(gòu)無人化、無紙化以及智能化業(yè)務(wù)辦理需要，設(shè)計(jì)了一種用于智能自助系統(tǒng)的帶退卡功能的銀行卡片發(fā)放模塊，對(duì)其工作原理進(jìn)行了介紹。該模塊基于緊湊化和模塊化集成設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、電機(jī)同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及相互配合[6]，并運(yùn)用大量傳感器感應(yīng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了銀行網(wǎng)點(diǎn)及金融機(jī)構(gòu)在卡片類業(yè)務(wù)中的自助式應(yīng)用場(chǎng)景，綜合性能穩(wěn)定可靠，可大量普及及發(fā)展，并且該技術(shù)可推廣至其他智能終端自助服務(wù)領(lǐng)域。