廖 政，韓永紅，程 劍

(長沙金信諾防務技術有限公司，湖南 長沙 410000)

0 引言

智能自助服務[1]是實現(xiàn)銀行網(wǎng)點無人化、無紙化以及智能化業(yè)務辦理的趨勢，目前已在歐美等地得到普及和推廣,國內(nèi)主要城市的銀行網(wǎng)點也在逐漸推廣和普及該項技術[2]?？蛻粼谵k理及領取網(wǎng)銀U盾、密碼器、紀念幣等傳統(tǒng)實物介質(zhì)時，需要到銀行大廳排隊辦理，過程復雜，手續(xù)繁瑣，效率低下，后面的客戶必須等待前面的客戶依次辦理完畢才能進行辦理。本文設計了一種用于智能自助系統(tǒng)的介質(zhì)亂序發(fā)放模塊[3]，應用場景是：客戶只需要花很少的時間排隊領一個業(yè)務條碼，這個業(yè)務條碼對應著客戶需要辦理和領取的實物介質(zhì)，并且暫存在了該模塊中，如果客戶排隊靠后或者臨時有緊急事務，他的介質(zhì)則會一直暫存在模塊中，直至該客戶取走，并且不會影響其他客戶的業(yè)務辦理。

1 介質(zhì)順序發(fā)放模塊存在的局限性

圖1為現(xiàn)有銀行網(wǎng)點所使用的介質(zhì)順序發(fā)放模塊結構示意圖,它主要用來發(fā)放介質(zhì)盒(盒內(nèi)放置U盾、電子密碼器等介質(zhì)實物)，介質(zhì)盒尺寸一般為(長×寬×高)100 mm×80 mm×20 mm，存放于介質(zhì)盒存儲箱1中，存儲箱放入模塊后，存儲箱安全門才能打開, 以保證介質(zhì)存儲、運輸時的安全。推送電機通過同步帶和傳感器等機構控制推桿一作直線往復運動[4]，帶動推桿一將介質(zhì)盒推出存儲箱并送入傳送通道，即傳送通道同步帶14正上方。發(fā)完一個介質(zhì)盒后，推桿一從最右端復位到最左端，準備下一次發(fā)放。推桿一的長度能夠在推出前一個介質(zhì)盒后下一個介質(zhì)盒剛好落在推桿一上，而且當推桿一復位到最左端后，介質(zhì)盒才會在壓塊的重力作用下落至推送機構通道內(nèi)。傳送機構的特點是：通過傳送電機、同步帶、從動輪和傳感器等將掃碼后的介質(zhì)盒推送到閘門口一定位置，等待客戶領取。傳送機構同步帶固定有推桿二，在傳送電機的正、反轉(zhuǎn)帶動下，實現(xiàn)推桿二對介質(zhì)盒的往前推和往后推。通過在一定位置處布置傳感器，對介質(zhì)盒在通道內(nèi)任意位置全程監(jiān)控。介質(zhì)盒在掃碼區(qū)域完成條碼讀取，掃碼成功后信息上傳至上位機。如果介質(zhì)盒發(fā)放不成功(掃碼失敗、客戶未取走等)，則電機帶動從動輪7將介質(zhì)盒搓回傳送通道推桿二可作用范圍內(nèi)，再通過推桿二往后推介質(zhì)盒，實現(xiàn)回收。閘門的特點是：通過閘門電機帶動閘門做上下往復直線運動，實現(xiàn)閘門打開及關閉動作，發(fā)放介質(zhì)盒時，控制閘門打開，發(fā)送完畢立即關閉。傳感器監(jiān)測回收倉內(nèi)的介質(zhì)盒填滿后，發(fā)指令給上位機，提示開鎖回收倉門取出回收介質(zhì)盒。可以看到，介質(zhì)順序發(fā)放模塊設計完善，實際運用較成熟且穩(wěn)定。但是，只具備依次順序發(fā)放功能，無法實現(xiàn)智能暫存和亂序發(fā)放，不具備選擇和記憶功能。

2 介質(zhì)亂序發(fā)放模塊工作原理

圖2為智能自助系統(tǒng)的介質(zhì)亂序發(fā)放模塊結構示意圖，模塊主要由介質(zhì)存儲箱、推送機構、選擇機構、傳送機構、閘門機構五部分組成。其中存儲箱、推送機構和閘門機構的功能原理與介質(zhì)順序發(fā)放模塊相同。

選擇機構其特征在于： 暫存圓盤機構每旋轉(zhuǎn)24°到達下一個介質(zhì)盒的位置，一共可以暫存15個介質(zhì)盒。暫存圓盤的15個暫存格通過復位傳感器預標定為1～15，相當于建立并標定了編號為1～15的暫存格，標定的數(shù)據(jù)保存到主板，在發(fā)送介質(zhì)盒時，可以通過讀暫存格編號來實現(xiàn)對特定介質(zhì)盒的亂序發(fā)送。通過圓盤后端對準傳感器實現(xiàn)介質(zhì)盒由推送機構進入選擇機構時的通道對齊，通過圓盤前端對準傳感器實現(xiàn)介質(zhì)盒在選擇機構和傳送機構之間傳送時的通道對齊。通過暫存格介質(zhì)有/無對射傳感器判斷每個暫儲格介質(zhì)盒的有無狀態(tài)，并將記錄的狀態(tài)保存到主板。當介質(zhì)盒未被領取做廢棄處理時，選擇機構的15個暫存格此時還同時起到回收箱的功用，進行臨時存放，并且隨時可以通過程序控制所有廢棄的介質(zhì)盒從閘門口發(fā)送出來。

傳送機構其特征在于：進行介質(zhì)盒條碼掃描時，通過傳送電機21、傳送機構同步帶、傳送機構撥桿和傳感器共同作用，將選擇機構內(nèi)所有介質(zhì)盒一一從選擇機構中撥送至傳送機構通道內(nèi)，傳送機構介質(zhì)盒搓輪17與其從動輪夾壓著介質(zhì)盒，來回進行掃描和條碼記憶(將各條碼與暫存格編號對應并記憶)，再將介質(zhì)盒推回至選擇機構內(nèi)。當進行指定介質(zhì)盒發(fā)送時，選擇機構轉(zhuǎn)動至對應暫存格并使之與傳送機構的傳送通道對齊，再次通過傳送電機、傳送機構同步帶、傳送機構撥桿和傳感器共同作用，將介質(zhì)盒從選擇機構中推送至傳送機構通道內(nèi)，閘門機構打開閘門，利用搓輪將介質(zhì)盒發(fā)送至閘門口供客戶領取，如果未被取走則通過搓輪將介質(zhì)盒搓回傳送通道內(nèi)，再通過撥桿回撥至選擇機構對應暫存格內(nèi)[5]。

1-存儲箱；2-壓塊；3-安全門；4-擋板；5-掃描儀；6-掃碼區(qū)域；7-從動輪；8-閘門傳感器；9-推桿二；10-閘門；11-傳送機構；12-傳送電機；13-傳送通道介質(zhì)傳感器；14-同步帶；15-復位傳感器；16-推送電機；17-回收倉介質(zhì)有/無傳感器；18-回收倉；19-回收預滿傳感器；20-推送機構；21-推桿一;22-介質(zhì)盒

1-存儲箱；2-壓塊；3-推送機構；4-推桿一；5-推桿一位置調(diào)節(jié)輪；6-推送電機；7-選擇機構電機；8-減速齒輪；9-選擇機構同步帶；10-暫存格；11-傳送機構傳動輪；12-圓盤復位傳感器；13-暫存格介質(zhì)有/無對射傳感器；14-圓盤前端對準傳感器；15-撥桿位置調(diào)節(jié)輪；16-閘門機構；17-傳送機構介質(zhì)盒搓輪；18-閘門傳感器；19-閘門；20-傳送機構； 21-傳送電機；22-選擇機構；23-中心旋轉(zhuǎn)齒輪；24-圓盤后端對準傳感器

圖3為傳送機構后視圖。撥桿可以對傳送通道內(nèi)的介質(zhì)盒進行前撥和后撥。如果所示為介質(zhì)盒前撥，當需要后撥介質(zhì)盒時，傳送電機反轉(zhuǎn)，帶動撥桿反向從外側繞至介質(zhì)盒前端進行后撥動作，原理與介質(zhì)順序發(fā)放模塊的傳送通道推桿二對介質(zhì)盒的往前推和往后推類似。

3 關鍵零部件的選型

本模塊硬件設計方案及選型的主要技術指標如表1所示。模塊啟動后，控制整機自動發(fā)介質(zhì)盒、掃描、出介質(zhì)盒、收介質(zhì)盒，并通過指示燈反映是否有故障，采用VC6.0編寫應用程序。

1-傳送電機；2-傳送機構同步帶；3-傳送機構撥片；4-傳送機構撥桿；5-傳送機構介質(zhì)盒搓輪；6-位置對射傳感器一；7-介質(zhì)盒；8-位置對射傳感器二；9-從動輪

型號特征描述CPUSTM32F103RBT6調(diào)試方式Jtag，撥碼開關，LED步進電機驅(qū)動4982電機芯片驅(qū)動傳感器開關電路輸入、16對傳感器接口RS232串口1個條碼掃描儀摩托羅拉SE?955?I100R

4 結束語

為了解決金融網(wǎng)銀傳統(tǒng)介質(zhì)的辦理及領取過程復雜、占用時間長、柜臺效率低以及只能排隊順序發(fā)放等問題，設計了一種用于智能自助系統(tǒng)的介質(zhì)亂序發(fā)放模塊，并對其工作原理進行了介紹。該模塊基于緊湊化和模塊化集成設計，綜合運用直線運動機構、旋轉(zhuǎn)運動機構[6]，并運用大量傳感器感應技術，實現(xiàn)了國內(nèi)銀行網(wǎng)點介質(zhì)順序發(fā)放模塊無法實現(xiàn)的應用場景，并且該技術可推廣至其他智能終端自助服務領域。

參考文獻：

[1] 劉金琨.智能控制[M].北京：電子工業(yè)出版社，2017.

[2] 李海峰.智慧銀行[M].北京：中國經(jīng)濟出版社，2016.

[3] 王紅梅，胡明.算法設計與分析[M].北京：清華大學出版社，2013.

[4] 吳建平.傳感器原理及應用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2016.

[5] 胡壽松.自動控制原理[M].北京：科學出版社，2013.

[6] 聞邦椿.機械設計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.