一种新型公交车投币箱设计

石 宪，李晓丹，安宝明，于国强，李尧杰，穆星宇

（1.辽宁工业大学机械学院，辽宁 锦州 121001；2.辽宁工业大学工程实训中心，辽宁 锦州 121001）

随着社会的发展，无人售票的公交车成为了主流，因而各种类型的公交车投币整理计数系统也应运而生，就其现状来说，工作人员工作量大，耗费人力物力，而且效果并不令人满意，如何使公交车投币箱完成整理收集硬币是核心问题。现行的无人投币系统存在着难以收集硬币，难以对投入的尺寸大小相近的币值自动进行识别和累计等功能。纸币、硬币分类机不能安装在公交车投币箱的主要原因有：体积大；工作电压不在安全范围内；分币量不是过大就是过小；结构复杂、成本高。针对该问题，本文从源头上解决硬币纸币分类问题，设计了一种新型公交车投币箱，研制了基于单片机的公交车智能投币整理计数系统[1，2]，滑道硬币分类装置。该装置结构简单，成本低，并节省人力物力的耗费，达到硬币分类的最佳效果。

1 系统结构

本投币箱主要由机械部分和计数显示两部分组成，如图1所示。机械部分主要包括硬币纸币分离机构、硬币分类机构、硬币计数机构和硬币收集机构四个构成。硬币纸币分离槽位于投币口正下方（固定于后箱板内侧）；风扇固定于投币箱右箱板；导向槽（固定于后箱板内侧）位于硬币纸币分离槽下方；分类槽（固定于箱板内侧）上开有三个不同大小的硬币出口，其始端与导向槽末端贴合且固定于中间隔板倾斜放置；四个导向滑道（通过连接板连接固定于箱板内侧）分别放置于不同的硬币出口，且其末端与整理滑道相对；整理滑道内部开有多个圆形孔并与水平地面呈一定角度倾斜放置；硬币收集箱安放于底部底座上，上部与圆形孔相对。硬币计数部分由光电传感器、单片机控制单元、数码管构成，计数传感器安装在导向滑道上，单片机控制单元和数码管一起放置于投币箱箱体内。

图1 投币箱结构

2 工作原理

投币时，当钱币由投币口投入时，风扇吹动纸币使其进入纸币箱，硬币由分离槽掉入具有一定倾斜角度的导向槽滑入分类槽，根据硬币直径大小的不同，分别从不同的入口进入不同的导向滑道内，从而达到硬币分类的目的。

当硬币在导向滑道内滑动时，光电传感器接收信号并传至单片机控制单元中，经由单片机控制单元处理后，硬币金额在数码管上显示，从而完成计数。然后硬币会继续滑至具有倾斜角度的整理滑道内，在重力作用下硬币划入硬币收集箱。

3 控制系统设计

具体电路原理连接图如图2所示。采用AT89C51单片机作为控制器，通过安装在四个导向槽上的四个LU672-05光电传感器分别对四种硬币扫描[3]，有硬币时四个传感器分别产生信号并将各自信号传给单片机，将各个导向槽上通过的硬币个数分别进行累加，最后由单片机记录各个导向槽上硬币通过的数量，再将数据传递至各个数码管显示各种硬币的个数。数码管1显示一元硬币的个数，数码2显示老一角的硬币的个数，数码光3显示五角硬币的个数，数码光4显示新一角硬币的个数。光电传感器采用的是红外对射计数传感器，数码显示管采用的是4位LED数码管模块，共能显示四位，LED数码管模块集成了595串行驱动，由单片机引脚发送串行通讯时钟和数据给595串行驱动LED数码管模块，实现硬币个数显示。样机如图3所示。

图2 单片机连接原理连接图

图3 样机图

4 结束语

本文在源头上解决硬币纸币分类问题，并研制了基于单片机的公交车智能投币整理计数系统，滑道硬币分类装置。该装置结构简单，成本低，并节省人力物力的耗费，达到硬币分类的最佳效果，实现纸币、硬币的分离，以及硬币的分类、计数、收集等功能的自动化，完善了现有的公交车投币箱存在的缺陷，提高了工作效率。通过样机实验证明:效果良好。

[1]晏密英.单片机应用系统设计精讲[M].北京：中国铁道出版社，2001.

[2]沈孝芹，于复生，张蔚波，等.基于单片机的公交车智能投币监测系统的研制[J].机电产品开发与创新，2007，20（5）:153.

[3]贾伯年.传感器技术[M].南京：东南大学出版社，2000.