一種新型公交車投幣箱設計

石 憲，李曉丹，安寶明，于國強，李堯杰，穆星宇

（1.遼寧工業大學機械學院，遼寧 錦州 121001；2.遼寧工業大學工程實訓中心，遼寧 錦州 121001）

隨著社會的發展，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系統也應運而生，就其現狀來說，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。現行的無人投幣系統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行識別和累計等功能。紙幣、硬幣分類機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；分幣量不是過大就是過小；結構復雜、成本高。針對該問題，本文從源頭上解決硬幣紙幣分類問題，設計了一種新型公交車投幣箱，研制了基于單片機的公交車智能投幣整理計數系統[1，2]，滑道硬幣分類裝置。該裝置結構簡單，成本低，并節省人力物力的耗費，達到硬幣分類的最佳效果。

1 系統結構

本投幣箱主要由機械部分和計數顯示兩部分組成，如圖1所示。機械部分主要包括硬幣紙幣分離機構、硬幣分類機構、硬幣計數機構和硬幣收集機構四個構成。硬幣紙幣分離槽位于投幣口正下方（固定于后箱板內側）；風扇固定于投幣箱右箱板；導向槽（固定于后箱板內側）位于硬幣紙幣分離槽下方；分類槽（固定于箱板內側）上開有三個不同大小的硬幣出口，其始端與導向槽末端貼合且固定于中間隔板傾斜放置；四個導向滑道（通過連接板連接固定于箱板內側）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。硬幣計數部分由光電傳感器、單片機控制單元、數碼管構成，計數傳感器安裝在導向滑道上，單片機控制單元和數碼管一起放置于投幣箱箱體內。

圖1 投幣箱結構

2 工作原理

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

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

3 控制系統設計

具體電路原理連接圖如圖2所示。采用AT89C51單片機作為控制器，通過安裝在四個導向槽上的四個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生信號并將各自信號傳給單片機，將各個導向槽上通過的硬幣個數分別進行累加，最后由單片機記錄各個導向槽上硬幣通過的數量，再將數據傳遞至各個數碼管顯示各種硬幣的個數。數碼管1顯示一元硬幣的個數，數碼2顯示老一角的硬幣的個數，數碼光3顯示五角硬幣的個數，數碼光4顯示新一角硬幣的個數。光電傳感器采用的是紅外對射計數傳感器，數碼顯示管采用的是4位LED數碼管模塊，共能顯示四位，LED數碼管模塊集成了595串行驅動，由單片機引腳發送串行通訊時鐘和數據給595串行驅動LED數碼管模塊，實現硬幣個數顯示。樣機如圖3所示。

圖2 單片機連接原理連接圖

圖3 樣機圖

4 結束語

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的公交車智能投幣整理計數系統，滑道硬幣分類裝置。該裝置結構簡單，成本低，并節省人力物力的耗費，達到硬幣分類的最佳效果，實現紙幣、硬幣的分離，以及硬幣的分類、計數、收集等功能的自動化，完善了現有的公交車投幣箱存在的缺陷，提高了工作效率。通過樣機實驗證明:效果良好。

[1]晏密英.單片機應用系統設計精講[M].北京：中國鐵道出版社，2001.

[2]沈孝芹，于復生，張蔚波，等.基于單片機的公交車智能投幣監測系統的研制[J].機電產品開發與創新，2007，20（5）:153.

[3]賈伯年.傳感器技術[M].南京：東南大學出版社，2000.