一種帶退卡功能的銀行卡片發放模塊設計

廖 政，莊 孜，朱連香

(長沙金信諾防務技術有限公司，湖南 長沙 410000)

0 引言

智能自助服務是實現銀行網點無人化、無紙化以及智能化業務辦理的趨勢，目前已在歐美等地得到普及和推廣[1],國內主要城市的銀行網點也在逐漸推廣和普及該項技術[2]?？蛻粼谵k理及領取銀行卡片類介質、網銀U盾、紀念幣等傳統實物介質時，需要到銀行大廳排隊辦理，過程復雜，手續繁瑣，效率低下。本文設計了一種用于智能自助系統的帶退卡功能的銀行卡片發放模塊，可實現銀行網點及金融機構在卡片類業務中的自助式應用。此外，該模塊的超時保護技術能夠防止由于客戶疏忽未取走卡片所致的安全性問題，也能夠進行舊卡的自助回收[3]，應用前景十分廣闊。

1 銀行卡片發放模塊工作原理

圖1為帶退卡功能的銀行卡片發放模塊總體結構示意圖。該模塊主要由存儲箱1、推送機構2、傳送機構4、讀卡器7、回收機構13和控制微機15構成。

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

圖2為卡片發放模塊功能原理示意圖?？蛻糇灾k理業務時，待與上位機通訊確認信息后，控制微機15控制推送機構電機11通過推送機構同步帶12等零部件控制卡鉤39作直線往復運動[4]，將卡片18推出存儲箱并送入傳送機構，卡鉤到達推送機構的前端到位傳感器36位置處后停止； 發完一張卡片后，卡鉤沿推桿38復位到最左端的后端到位傳感器40位置處停止； 當卡鉤在左端復位后，下一張卡片在自重和壓塊19的作用下落至推送機構通道內，準備下一次自助發卡。傳送機構通過傳送機構電機31的正轉和反轉帶動搓輪22、傳送機構同步帶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，從而實現卡片發放的第二步或回收。該模塊在卡片全程移動的通道內布置了若干卡片位置傳感器，且彼此間距小于85.6 mm，確保卡片全程位置已知?？ㄆM入讀卡器后，根據卡片的種類可分別通過信息讀取芯片26或掃描儀27完成發卡前的信息確認，最后通過讀卡器內部的搓輪將卡片移送至出嘴8?？ㄆl放不成功(讀卡失敗、客戶未取走等)，則控制微機發出指令，讀卡器將卡片回搓至傳送通道，再通過傳送機構將卡片送入回收箱34內。當辦理舊卡回收類業務時，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，通訊確認后按照同樣的流程將卡片回收?；厥障漕A滿傳感器37監測回收箱內的卡片是否將要填滿，填滿觸發后，控制微機與上位機通訊，提示開鎖回收卡片。

2 傳送機構工作原理

圖3為傳送機構工作原理示意圖，作為核心部件，它是實現卡片雙向移動、超時保護、舊卡回收等功能的關鍵，對其可靠性、精密程度及設計要求較高。首先，要實現搓卡的可靠性和對卡片的精密傳動，對搓輪材料的選用有一定要求，材質必須耐磨且最大靜摩擦因數在一定范圍之內，壓條的張緊度決定著搓輪對卡片的正壓力大小，只有兩者匹配較好，搓卡時才不會打滑，一旦打滑，傳送機構步進電機則會“失步”，這會造成程序上的錯誤。其次，回收通道擋板的設計很關鍵，其作用是回收時使卡片進入回收通道，而不能原路返回至推送機構。從圖3可以看到，從推送機構進入傳送機構的卡片41在進入傳送通道時(線路Ⅰ)，會將回收通道擋板前端V型特征彈性下壓，在卡鉤作用下繼續前進至一對搓輪之間，從而被搓入通道，V型特征能夠較好地避免下壓時觸碰到搓輪?；厥諘r，V型特征又剛好能夠擋住卡片進入推送機構的水平通道，轉而在其導向作用下進入回收通道(線路Ⅱ)，實現回收。此外，回收通道擋板的設計還必須保證卡片可靠落入回收箱內，須通過各類卡片以及10萬次以上的回收測試驗證其可靠性。

1-存儲箱；2-推送機構；3-存儲箱有/無傳感器；4-傳送機構；5-撥輪；6-保護罩；7-讀卡器；8-出嘴；9-底座；10-卡片搓輪壓條；11-推送機構電機；12-推送機構同步帶；13-回收機構；14-同步帶輪；15-控制微機；16-回收箱門

17-存儲箱門鎖；18-卡片；19-壓塊；20-存儲箱卡片有/無傳感器；21-安全門；22-傳送機構搓輪；23-卡片位置傳感器；24-進嘴；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-傳送機構同步帶；31-傳送機構電機；32-張緊輪；33-回收通道擋板；34-回收箱；35-回收的卡片；36-推送機構前端到位傳感器； 37-回收箱預滿傳感器；38-推桿；39-卡鉤；40-推送機構后端到位傳感器

3 傳感器布置及時序控制邏輯

圖4為卡片發放模塊的控制邏輯框圖，根據前面所闡述的工作原理可知：上位機與模塊的控制微機之間相互通訊,控制微機對模塊各部件發出指令并通過電機產生動作,模塊各功能部件通過傳感器給控制微機提供信號反饋，這樣就形成了有效的閉環控制[5]。

該模塊采用AVR單片機作為主控制器，是控制系統的核心，其運行速度快，數字I/O端口驅動能力強，可靠性達到工業級，且具備在線編程(ISP)等功能，在控制領域應用較廣。

模塊傳感器的布置分為兩類：一類是用于獲取卡片任意時刻所在位置、卡鉤位置的位置傳感器；另一類是監控卡片是否發完或回收預滿，以及儲存箱是否放置到位的狀態傳感器?？筛鶕煌念愋吞攸c來進行選型。

41-從推送機構進入傳送機構的卡片；42-傳送機構轉接板；43-搓輪桿；44-進入回收通道的卡片

圖4 卡片發放模塊控制邏輯框圖

4 結束語

為了實現銀行網點及金融機構無人化、無紙化以及智能化業務辦理需要，設計了一種用于智能自助系統的帶退卡功能的銀行卡片發放模塊，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、電機同步帶傳動機構設計及相互配合[6]，并運用大量傳感器感應技術，實現了銀行網點及金融機構在卡片類業務中的自助式應用場景，綜合性能穩定可靠，可大量普及及發展，并且該技術可推廣至其他智能終端自助服務領域。