自動售貨機無線支付系統*

王虎偉，劉少杰，劉 星，馮洪威，谷旭龍

(大連理工大學城市學院，遼寧 大連 116600)

0 引言

隨著時代的發展和社會的變革，使得人們的生活方式越來越現代化。自動售貨機以新穎的購物體驗、解放人力、方便快捷、操作簡單等優點被廣泛推廣和使用，已經成為一種全新的商業零售模式[1]。隨著我國經濟實力及科學技術的快速增長，自動售貨機與日俱增，但其有些問題需要改善：①分散部署會給管理者帶來許多不便；②目前自動售貨機還主要以硬幣付款為主，造成顧客的購物體驗不是最好。為此本文提出了自動售貨機無線支付系統方案，即在人們隨身攜帶的移動手機上拓展功能，實現二維碼支付系統，整個通信過程自動完成，操作簡單方便，不需現金找付和退零。

1 二維碼

1.1 二維碼簡介

二維碼最先在日本發起，目前已在世界多國流行。通俗來說，二維碼是條形碼的進一步拓展，其在二維空間上存儲信息，存儲量遠遠大于條形碼。作為一種全新的可自動識別的條碼，二維碼是通過在特定的區域內用幾何圖形的排列來表達相應的信息，進而實現信息的自動化處理。

1.2 二維碼的特性

二維碼具有數據容量大、譯碼準確、編碼范圍大、成本低、易制作、持久耐用等特點，并且具有一定的保密性和自動糾錯能力。

1.3 二維碼的生成

到目前為止二維碼已有多種形式面世，而本次自動售貨機無線支付設計主要采用矩陣式二維碼，如圖1所示。矩陣式二維碼主要以黑白兩種不同的顏色進行邏輯編碼(用二進制“1”和“0”構建)，根據不同的排列所代表不同的物品(如圖1的(a)、(b)、(c)、(d))，以特有的邏輯原理和圖像處理技術之后，最后用矩形框架構成所得到的一種圖形符號。

圖1 矩陣式二維碼

2 自動售貨機無線支付系統設計

本設計主要通過掃描將所需信息編碼成二維碼，用手機存儲二維碼或者掃描二維碼進行識讀[2]。

2.1 控制系統硬件設計

售貨機無線支付系統由電源部分、最小系統、電機驅動、主控部分組成，如圖2所示。其中，最小系統由時鐘電路和復位電路組成；主控芯片采用STC89C52單片機，通過I/O口輸出不同的高低電平及其內部資源來控制各個模塊的正常工作；通過單片機I/O口輸出一定占空比的PWM波來控制舵機轉動的角度。

2.2 自動售貨機無線支付系統原理

自動售貨機無線支付系統[3]設計主要建立在單片機最小系統的基礎上。要想完成一次購物，首先，二維碼模塊通過掃描物品的二維碼而進行信息識別，將采集到的信息通過串口發送給單片機進行信息處理分析，再根據分析結果進行相應的邏輯判斷，并將判斷的結果傳輸給相應的I/O口來控制繼電器完成由小電流到大電流的調控，使舵機[4]根據電流的大小轉動一定的角度(本次使用舵機轉動角度為90°)讓物品掉落，則自動售貨機售貨完成。

圖2 自動售貨機無線支付系統

2.3 控制系統軟件設計

本設計根據系統邏輯框圖使用C51語言進行了程序的編寫，從而在編程中實現系統的邏輯功能。整個控制系統功能和硬件邏輯的系統控制程序流程如圖3所示[5]。

圖3 自動售貨機系統程序流程

2.4 實現功能

一個自動售貨機中可以放置多種不同物品，由程序規定一種貨物對應一個二維碼，顧客根據自己所需的物品掃描相對應的二維碼，然后通過網絡運行將其結果反饋給售貨機，售貨機發指令給繼電器，驅動電機轉動，使顧客得到自己想要的貨物，則自動無線支付售貨完成，如還需其他物品，重復以上步驟即可。

2.5 創新點

平常我們所見到的掃描二維碼購物的方式是用自己的手機或者其他一些支付設備掃描商家的收款二維碼，但該支付方式有其弊端，比如想要購買某件貨物的時候這些支付設備沒電了或者損壞了，就會導致無法購買。而此次的一大亮點就是不管你是否會使用支付設備(主要針對一些小孩或者上年紀的人)，或者是由于一些突發狀況造成不便購物，在本設計中均會得到相應的解決，如在突發情況下，只需拿出我們自己支付設備上的二維碼，讓商家掃描該支付二維碼，掃描后輸入自己的支付密碼便可實現購物。雖不是很完美，但也效果顯然。

3 結束語

隨著人們生活水平的提高，對物質的需求越來越豐富。本文設計了自動售貨機無線支付系統，它是在自動控制的基礎上結合了移動支付方式，以適應目前線上支付日益普及的大背景并解決無零錢、無現金的窘迫，給顧客增加了更加方便的售貨機購物體驗。