石 憲，李曉丹，安寶明，于國強(qiáng)，李堯杰，穆星宇

（1.遼寧工業(yè)大學(xué)機(jī)械學(xué)院，遼寧 錦州 121001；2.遼寧工業(yè)大學(xué)工程實訓(xùn)中心，遼寧 錦州 121001）

隨著社會的發(fā)展，無人售票的公交車成為了主流，因而各種類型的公交車投幣整理計數(shù)系統(tǒng)也應(yīng)運而生，就其現(xiàn)狀來說，工作人員工作量大，耗費人力物力，而且效果并不令人滿意，如何使公交車投幣箱完成整理收集硬幣是核心問題。現(xiàn)行的無人投幣系統(tǒng)存在著難以收集硬幣，難以對投入的尺寸大小相近的幣值自動進(jìn)行識別和累計等功能。紙幣、硬幣分類機(jī)不能安裝在公交車投幣箱的主要原因有：體積大；工作電壓不在安全范圍內(nèi)；分幣量不是過大就是過小；結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。針對該問題，本文從源頭上解決硬幣紙幣分類問題，設(shè)計了一種新型公交車投幣箱，研制了基于單片機(jī)的公交車智能投幣整理計數(shù)系統(tǒng)[1，2]，滑道硬幣分類裝置。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低，并節(jié)省人力物力的耗費，達(dá)到硬幣分類的最佳效果。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本投幣箱主要由機(jī)械部分和計數(shù)顯示兩部分組成，如圖1所示。機(jī)械部分主要包括硬幣紙幣分離機(jī)構(gòu)、硬幣分類機(jī)構(gòu)、硬幣計數(shù)機(jī)構(gòu)和硬幣收集機(jī)構(gòu)四個構(gòu)成。硬幣紙幣分離槽位于投幣口正下方（固定于后箱板內(nèi)側(cè)）；風(fēng)扇固定于投幣箱右箱板；導(dǎo)向槽（固定于后箱板內(nèi)側(cè)）位于硬幣紙幣分離槽下方；分類槽（固定于箱板內(nèi)側(cè)）上開有三個不同大小的硬幣出口，其始端與導(dǎo)向槽末端貼合且固定于中間隔板傾斜放置；四個導(dǎo)向滑道（通過連接板連接固定于箱板內(nèi)側(cè)）分別放置于不同的硬幣出口，且其末端與整理滑道相對；整理滑道內(nèi)部開有多個圓形孔并與水平地面呈一定角度傾斜放置；硬幣收集箱安放于底部底座上，上部與圓形孔相對。硬幣計數(shù)部分由光電傳感器、單片機(jī)控制單元、數(shù)碼管構(gòu)成，計數(shù)傳感器安裝在導(dǎo)向滑道上，單片機(jī)控制單元和數(shù)碼管一起放置于投幣箱箱體內(nèi)。

圖1 投幣箱結(jié)構(gòu)

2 工作原理

投幣時，當(dāng)錢幣由投幣口投入時，風(fēng)扇吹動紙幣使其進(jìn)入紙幣箱，硬幣由分離槽掉入具有一定傾斜角度的導(dǎo)向槽滑入分類槽，根據(jù)硬幣直徑大小的不同，分別從不同的入口進(jìn)入不同的導(dǎo)向滑道內(nèi)，從而達(dá)到硬幣分類的目的。

當(dāng)硬幣在導(dǎo)向滑道內(nèi)滑動時，光電傳感器接收信號并傳至單片機(jī)控制單元中，經(jīng)由單片機(jī)控制單元處理后，硬幣金額在數(shù)碼管上顯示，從而完成計數(shù)。然后硬幣會繼續(xù)滑至具有傾斜角度的整理滑道內(nèi)，在重力作用下硬幣劃入硬幣收集箱。

3 控制系統(tǒng)設(shè)計

具體電路原理連接圖如圖2所示。采用AT89C51單片機(jī)作為控制器，通過安裝在四個導(dǎo)向槽上的四個LU672-05光電傳感器分別對四種硬幣掃描[3]，有硬幣時四個傳感器分別產(chǎn)生信號并將各自信號傳給單片機(jī)，將各個導(dǎo)向槽上通過的硬幣個數(shù)分別進(jìn)行累加，最后由單片機(jī)記錄各個導(dǎo)向槽上硬幣通過的數(shù)量，再將數(shù)據(jù)傳遞至各個數(shù)碼管顯示各種硬幣的個數(shù)。數(shù)碼管1顯示一元硬幣的個數(shù)，數(shù)碼2顯示老一角的硬幣的個數(shù)，數(shù)碼光3顯示五角硬幣的個數(shù)，數(shù)碼光4顯示新一角硬幣的個數(shù)。光電傳感器采用的是紅外對射計數(shù)傳感器，數(shù)碼顯示管采用的是4位LED數(shù)碼管模塊，共能顯示四位，LED數(shù)碼管模塊集成了595串行驅(qū)動，由單片機(jī)引腳發(fā)送串行通訊時鐘和數(shù)據(jù)給595串行驅(qū)動LED數(shù)碼管模塊，實現(xiàn)硬幣個數(shù)顯示。樣機(jī)如圖3所示。

圖2 單片機(jī)連接原理連接圖

圖3 樣機(jī)圖

4 結(jié)束語

本文在源頭上解決硬幣紙幣分類問題，并研制了基于單片機(jī)的公交車智能投幣整理計數(shù)系統(tǒng)，滑道硬幣分類裝置。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低，并節(jié)省人力物力的耗費，達(dá)到硬幣分類的最佳效果，實現(xiàn)紙幣、硬幣的分離，以及硬幣的分類、計數(shù)、收集等功能的自動化，完善了現(xiàn)有的公交車投幣箱存在的缺陷，提高了工作效率。通過樣機(jī)實驗證明:效果良好。

[1]晏密英.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計精講[M].北京：中國鐵道出版社，2001.

[2]沈孝芹，于復(fù)生，張蔚波，等.基于單片機(jī)的公交車智能投幣監(jiān)測系統(tǒng)的研制[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2007，20（5）:153.

[3]賈伯年.傳感器技術(shù)[M].南京：東南大學(xué)出版社，2000.