CN201017381Y - 自动售货机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动售货机，包括壳体，位于所述壳体正面的商品展示窗、商品售出口以及商品选择键，还包括位于所述壳体正面用于显示插入卡余额信息的显示屏、用于对插入卡进行充值的数字键盘以及用于控制该自动售货机工作的控制装置。实施本实用新型所述自动售货机，提高了自动售货机工作的稳定性和安全性，使得自动售货机的管理更加灵活简便。

Description

自动售货机

技术领域

本实用新型涉及自动售货机，更具体地说，涉及一种可以与远程服务器实时联机的非接触IC卡自动售货机。

背景技术

自动售货机是20世纪70年代在日本、欧美发展起来的一种全新的消费方式，自动售货机又被称为24小时营业的微型自助超市。

传统售货机主要销售的货品对象是饮料或者小食品、盒装商品、片装/袋装商品等，交易模式是采用小额现金交易，其包含有现金入(识别)与出(硬币找零)两大系统，与人工进行管理的店铺销售模式很接近。

由于传统售货机采取现金支付的方式，其收到的安全威胁的可能性就比较高，而且由于人民币尤其是小面额人民币票面状况比较差，会严重影响传统售货机的正常交易。

另外，虽然有些售货机采用了接触式IC卡，但是接触式IC卡容易磨损，粘油污，触点也容易氧化，不容易保存。因此，接触式IC卡的读写稳定性较低。

而且，传统售货机在进行交易时的数据处理一般在本机上进行，虽然于2004年8月4日公告的一种可远程监控的智能自动售货机(专利号为03251582.0)可以与远程服务器实现联机，但是其联机只是处理交易的结果，而不干预交易的过程，即交易本身还是在脱机的时候进行，也就是说交易还是直接由自动售货机本身处理。而且，该专利的监控实质上只是监视，而并没有对交易进行控制，也就是说其监控是“监而不控”，该专利中与自动售货机实现联机的远程服务器侧重于远程采集自动售货机的安全信息、营运数据等。因此，该专利的传统售货机的交易是不安全的，也是不灵活的。而本实用新型的自动售货机与银行的自动柜员机(ATM)的交易模式类似，交易也是实时联机的。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述传统售货机的缺陷，提供一种自动售货机，可以采取非接触式IC卡进行交易，并由远程服务器实时处理自动售货机的交易数据。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种自动售货机，包括壳体，位于所述壳体正面的商品展示窗、商品售出口以及商品选择键，还包括设置在所述壳体正面的显示屏和数字键盘以及设置在所述壳体内的控制装置。

本实用新型中，还包括设置在所述壳体正面的广告窗。

本实用新型中，还包括位于所述壳体正面、设有门锁的第一开门和通过所述第一开门完成闭锁、开锁的第二开门；所述广告窗、所述显示屏以及所述数据键盘设计在第一开门上，所述商品展示窗设计在第二开门上。

本实用新型中，所述控制装置包括主控模块、显示模块、卡读写模块以及驱动模块，所述主控模块分别与所述显示模块、所述卡读写模块以及所述驱动模块连接。

本实用新型中，所述主控模块包括：第一CPU和通过并行总线与所述第一CPU连接的第二CPU；所述第一CPU设有对外无线通讯接口，该对外无线通讯接口通过GPRS网络或者CDMA网络或者3G网络或者无线数据传输与所述远程服务器进行实时信息交互，所述第二CPU设有与外设模块连接的驱动模块接口、显示模块接口、IC卡读写模块接口以及扩展模块接口，所述第一CPU与所述第二CPU均设有支持ISP程序安装接口。

本实用新型中，所述主控制模块还包括：键盘扫描接口、蜂鸣器、状态指示灯以及存储器，所述键盘扫描接口、所述蜂鸣器、所述状态指示灯以及所述存储器均与所述第二CPU连接。

本实用新型中，所述显示模块包括：设有支持ISP程序安装接口的第三CPU、与所述第三CPU连接的数码管和状态指示灯。

本实用新型中，所述卡读写模块包括：设有支持ISP程序安装接口的第四CPU、分别与所述第四CPU连接状态指示灯和处理控制单元，该处理控制单元与天线匹配回路连接，所述第四CPU一个DES加解密的处理程序，用于对IC卡进行密钥运算和密码校验。

本实用新型中，所述驱动模块包括：设有支持ISP程序安装接口的第五CPU，与所述第五CPU连接的检测信号处理电路，与所述检测信号处理电路连接电机到位检测矩阵电路和剩货检测矩阵电路，与所述第五CPU连接的驱动电路、电源指示灯和状态指示灯，与所述电机到位检测矩阵电路和所述剩货检测矩阵电路连接的出货模块接口，以及与第五CPU连接的电源输入模块和蓄电池处理回路；所述电机到位检测矩阵电路采用红外对射式光路遮挡检测，所述剩货检测矩阵电路采用红外反射式光路通断检测。

本实用新型中，还包括与所述主控模块连接的状态传输模块。

本实用新型的有益效果是，由于本实用新型所述自动售货机采取非接触式IC卡，而卡上只记录ID并没有记录账户余额信息，而且具体交易数据的处理是在远程服务器上处理并不是在自动售货机本机处理，而且自动售货机的故障信息，安全信息，营运数据与交易数据都能方便实时地得到处理，机器营运的管理成本较低，提高了自动售货机工作的稳定性和安全性，使得自动售货机的管理更加灵活简便。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型所述自动售货机的正面视图；

图2是本实用新型所述自动售货机一个优选实施例的控制装置的结构示意图；

图3是图2中的主控模块的框架结构示意图；

图4是图2中的显示模块的框架结构示意图；

图5是图2中的卡读写模块的框架结构示意图；

图6是图2中的驱动模块的框架结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型所述自动售货机的正面视图，从图中看出，该自动售货机包括壳体1，位于壳体1正面的显示屏2、广告窗3、数字键盘/POS键盘4、插卡口5、第一开门11上的门锁6、商品选择键7、第二开门12上的商品展示窗8、商品售出口10，其中商品展示窗8内放置有商品9。以下对这些部件进行详细说明。

显示屏2为6位字高056英寸的高亮数码显示屏。而目前传统的售货机一般采用4位字高0.56英寸或者6位字高但小于0.56英寸的显示屏。因此本实用新型中的显示屏可以更方便地交互观看，并且还可以显示大串数字而无需翻屏显示。当用户插入IC时，显示屏2是用来显示用户IC卡上的账户余额。如果没有插入IC卡，那么显示屏2会按照预设设置好的动画进行循环播放。

广告窗3是用来显示预设设置好的静态广告信息，或者用来显示由远程服务器发送来的动态广告信息，包括MTV、电影等等。

数字键盘/POS键盘4是用来直接在机器上对IC卡进行充值。因为在整个运营系统中可以不需要专门的卡充值设备，这样可以减少系统投入，也可以减少安装、维护、培训等成本。另外，数字键盘/POS键盘4可以使得自动售货机本身的安装维护变得简单很多，在售货机安装的时候可以根据系统要求对售货机进行很多设置(如机号，远程服务器的IP地址等等)。因此，直接在该数字键盘4设置可以给工作带来极大的便利，而且在对售货机进行维护的时候，相对于用拨码开关选择几个按键配合选择的管理功能方便很多，操作简单。

插卡口5可以是接触式卡插卡口，也可以是非接触式插卡口，在本实施例中虽然采用的非接触式卡，但用户消费时候仍然采用插卡的方式。这样设计的好处在于自动售货机有充裕的读写时间，相比考勤机的非接触卡的应用不同，因为如果持卡人想连续消费，只需要按商品选择键7就可以了，而不需要拔卡再插卡。因此这样设计使得用户操作起来方便很多。

门锁6设置在第一开门11上，商品展示窗8设置在第二开门12上。虽然本实施例是设计为双开门式，但是并不是每个门都设有门锁，本实施例只需要在第一开门11上设置门锁就可以了，第二开门12的闭锁与开锁是通过第一开门11内的门扣来完成，因为只需要打开第一开门11就可以完成对门扣的操作。因此，这样设计可以省去一把门锁，并且降低了安装成本，而且管理起来也比较方便点。另外，如果不是双开门式的，那么售货机的整门就比较大，整门大的情况下容易发生变形、走位、下垂等等，从而导致开门关门非常麻烦，而本实用新型就可以避免这种情况出现。

商品展示窗9内设有6个货道，每个货道可以放置一种商品9，每个货道对应其上面的一个商品选择键7。如果要购买那种商品，只要按下该商品9正对着的商品选择键7即可。以下就该自动售货机的控制装置进行说明。

图2是本实用新型所述自动售货机一个优选实施例的控制装置的结构示意图，该自动售货机控制装置包括自动售货机和远程服务器。

本实用新型所述自动售货机的控制装置设置在自动售货机的壳体内，包括一个主控模块、一个显示模块、一个卡读写模块以及一个驱动模块。控制装置是采用模块化设计的，每个模块都有自己的CPU，每个子模块都是挂接到系统的通讯总线上的。

主控模块：如图3所示，主控模块分别与显示模块、卡读写模块以及驱动模块连接，主控模块是自动售货机的核心控制模块，用于控制自动售货机的工作流程，协调各电路模块之间的工作，以及将有关交易数据发送至远程服务器处理，接收来自远程服务器的信息。

主控模块是采取了双CPU核的控制处理系统，双核相对独立又相互协调，其中第一CPU(或称DCPU)通过外无线通讯接口负责与GPRS网络或者CDMA网络或者3G网络或者无线数据传输等等进行交互信息。第二CPU(或称ECPU)负责与自动售货机的外设接口(如驱动模块接口、显示模块接口、IC卡读写模块接口以及预留2个扩展模块接口)通讯，用于控制交易流程。DCPU与ECPU之间可以通过并行总线相互通讯，相互独立又能够协同工作。

采取双核CPU可以避免在交易过程导致通讯失败这种情况。在实时联机的情况下，自动售货机与后台的交互信息是随时发生的，外部模块在交易流程中也是随时与核心处理CPU交互信息，如果核心处理CPU是单核的，则售货机与后台的交互和与自身外设模块的交互在时间上有可能重叠，所以这个单核的CPU有可能在一个时间点上要处理两种通讯事务，很可能通讯失败，因此本实用新型采用了两个CPU来处理这个问题，每个CPU处理一种类型的通讯事务，通讯数据CPU自己可以缓存，两个CPU之间可以相互通讯，这样就解决了这个问题。

主控模块的两个CPU都采用的是支持ISP的CPU，生产控制板的时候允许把CPU直接焊到控制板上，而不是传统的用IC座子，通过插拔IC来完成生产或升级的过程，这种设计极大的方便了生产，也方便了维护/升级，更减少了采用IC座子的接触不良带来的各种故障，使系统的可靠性大大提高。另外两个CPU负责不同的功能，这样当售货机的功能变更时，不会影响不需变更的功能，比如售货机的交易流程变更，只要升级ECPU的程序就可以了，对DCPU来说是透明的，而如果是选择不同的联网方式，或者同一种联网方式所用到的无线通讯模块有所变动，则只要升级DCPU的程序即可，对ECPU来说是透明的。这对一个复杂的处理系统来说，不会因为小变动而影响全局，是非常重要的。

主控模块采用的是模块化的设计，外设模块(如显示模块、驱动模块、IC卡模块)相对与主控模块来说是相对独立的，主控模块只关心处理结果而不关心处理过程，这样可以减少主控模块的软件处理开销，更重要的是，如果升级模块(如把数码管显示升级为液晶显示)，只要修改外设模块就可以了，而主控模块可以不需要坐任何改动，这对整个控制装置的稳定来说是非常有利的。

主控模块上有对外的无线通讯接口，这个接口可以挂接无线数传模块，也可以挂接GPRS无线通讯模块，同样也可以挂接CDMA无线通讯模块，3G无线通讯模块用样也可以由这个接口接入，更换通讯模块只要对DCPU下载相对应的驱动即可，主控模块本身硬件上不需要改动。这种设计，使得整个设计非常灵活，在不同的网络条件下，售货机实时联机可以不需更换主控模块就能实现，这样可以大大减少售货机的布机难度，方便推广。

主控模块上设有键盘扫描接口，这个接口可以接收客户的输入信息以决定交易流程，可以接受维护管理人员的输入信息以决定执行什么样的维护管理功能。

主控模块上设有带有蜂鸣器，它可以在主控模块ECPU控制下发出长度不同的、次数不同的“嘀”声，这样可以提示如：按键按下，交易开始，交易结束等通讯状态信息。

主控模块上设有ECPU控制的状态指示灯，它可以在主控模块的ECPU控制下做点亮与关闭时间长度不同的各种组合以表示各种状态，给调试以及维护带来很大的方便。

主控模块还设计有铁电存储器，这种存储器，既有在程序操作上象操作SRAM一样的方便性，又有EEROM一样的不怕掉电的特性(掉电后数据不会丢失)。用它既可以作为程序数据缓存，又可以存储有关自动售货机的重要数据。

主控模块的电源接口及电源处理，完成电源的DC-DC变换，在主控模块上设计DC-DC变换的目的就是增加主控模块的供电稳定性。

主控模块双核CPU采用的是同一个晶振，合用一个振荡源，这样可以减少硬件成本，也可以减少故障点。

另外，主控模块预留有扩展接口，扩展接口扩展的模块可以很多，比如可以是打印模块，可以是安全模块，即各种报警模块如震动检测，搬动(水平)检测，烟雾检测，掉电(蓄电池支持下)检测等等。这些模块作为自动售货机的可选件，这种设计是非常灵活的。

显示模块：如图4所示，用于显示由主控模块送来的显示数据，包括显示IC卡余额信息，该显示模块将数据显示在显示屏2上。

显示模块所采用的第三CPU与主控模块是同一系列的CPU，同样支持ISP功能，这样可以给生产与维护、升级带来便利，而且减少故障点。

显示模块包含了一个数码管显示的6位动态切换电路，采用的是6位0.56英寸字高的高亮数码管，现有的市面上的自动售货机，要么是字高0.56但不是6位，要么是6位但字高不是0.56，字高0.56显示大方又不太占外机空间，6位可以显示的数据范围要比4位大很多。

显示模块的显示没有采用液晶显示，是因为液晶对使用环境的要求比较高，故障率也比较高，同时成本也比较高。寿命也成了机器寿命的瓶颈。

显示模块包含了一个长条的绿色状态指示灯，点亮表示机器工作正常，可是使用。这种设计和金融业里的银行使用的自动柜员机的机制是一样的，符合人们的使用习惯，比较人性化。另外，显示模块还包含了3个状态指示灯，一个表示出货的时候是否有故障，另外一个表示出货选中的货道是否有货，还有一个可以表示网络状态是通还是断。这样在交易的时候，当出现交易失败的时候能够很容易判断出来，这种设计也是非常人性化的。

卡读写模块：如图5所示，用于检测是否有插入卡，完成插入卡的密钥运算和密码校验，以及读写插入卡的指定扇区的数据，并将从插卡口5读取的有关数据传递到主控模块。

卡读写模块所采用的第四CPU与主控模块一个系列的CPU，同样支持ISP功能，这样可以给生产与维护、升级带来便利，而且减少故障点。

卡读写模块的CPU包含了一个DES加解密的处理程序，这是一个纯汇编编写的一个运算程序，DES加密在200ms内能够完成，不需要将昂贵的DES加解密硬件芯片假如到该模块的设计中，这样减少了生产采购的麻烦，也很大程度上节省了模块的成本，有这个程序，结合系统卡物理序列号不重复的特点，可以做到一卡一密，可以大大增加整个系统的卡系统的密钥安全性。

在卡读写模块的第四CPU里可以直接写入系统密钥，而不像市面上有些设计专门有一个密钥存储器，因为CPU的程序是加密的，本身很难破解，即使破解，要想在分散在程序中间的密钥找出来拼合，也几乎是不可能的事情。如果设计专门的密钥存储器，很容易通过硬件侵入找出系统密钥，这样是不安全的，另外，多增加硬件芯片同时会增加系统故障点，还增加模块成本。

本实施例采用的是非接触式IC卡，卡上仅仅记录ID(唯一识别号)，不记录金额等信息。由于自动售货机的交易是实时联机的，所以卡上的金额数据都会以远程服务器上记录的余额数据为准。也就是说用户持有的IC卡内并不存在用户账号的实际金额，但每次交易后会对IC卡进行账号余额回写，这个数据仅仅是参考的。因此可以加快自动售货机的响应速度，还可以减轻到远程服务器查询余额的负担，而且由于卡上的数据不是交易判断的数据，所以不用担心外来不安全因素(例如在自动售货机正在读写卡时拔卡)对账号余额的影响。

卡读写模块包含了卡感应PCB天线电路，包含了一个天线匹配回路和一个用于调制解调数据的处理控制单元。

另外，卡读写模块还包含了一个状态指示灯，这样可以判断卡读写模块的工作状态，从而对整机的状态的判断提供很重要的信息。这种设计也是非常人性化的。

驱动模块：如图6所示，用于检测出货机构的推货位置和货道是否有剩余货物，以及接收主控模块的指令完成出货动作，从商品售出口10就可以拿到购买的商品。该驱动模块的设计，是为了处理出货相关的驱动和相关的检测，这些处理过程对主控模块来说是透明的。

驱动模块所采用的第五CPU与主控模块是一个系列的CPU，同样支持ISP功能，这样可以给生产与维护、升级带来便利，而且减少故障点。

驱动模块包括：设有支持ISP程序安装接口的第五CPU，与第五CPU连接的检测信号处理电路，与检测信号处理电路连接电机到位检测矩阵电路和剩货检测矩阵电路，与第五CPU连接的驱动电路、电源指示灯和状态指示灯，与电机到位检测矩阵电路和所述剩货检测矩阵电路连接的出货模块接口，以及与第五CPU连接的电源输入模块和蓄电池处理回路。

具体点，驱动模块包含了一个电机驱动的MOS点阵(即驱动管行列矩阵)，包含了一个用于检测每个货道是否有货的剩货检测点阵电路和一个用于检测电机是否转动到设计位置的电机到位检测点阵电路。到位检测采用的是红外对射式光路遮挡检测，剩货检测是采用红外反射式光路通断检测。这两个检测都是在驱动模块的驱动电路支持下完成。到位检测与剩货检测采用红外方式而不是采用微动开关/行程开关的方式。这种红外方式对环境(温度/湿度)的要求低，没有行程开关的触点氧化，或者有污渍等导致的接触不良问题，也没有接触不稳的问题，光路通的就是通的，断的就是断的，没有所谓的接触临界状态。驱动模块的第五CPU对货道剩货状态与电机到位状态的判断一般不会出任何差错。

驱动模块还包含一个电源指示的红色发光二极管和一个状态指示的绿色发光二极管，红色指示电流表示电源供应正常，绿色灯可以用不同时间长度的点亮与关闭来表述模块工作的各种工作状态，这样可以给调试和维护带来很多便利。

驱动模块还包含了一个电源输入模块与一个蓄电池处理回路，在市电正常的情况下，电源输入给蓄电池充电，蓄电池处理回路包含一个电池电压检测回路，当蓄电池充足电的情况下能够自动切断对蓄电池的充电，当市电掉电的时候蓄电池可以自动切入工作，使得本实用新型的自动售货机布点推广不受市电影响，也能够保证每笔交易的完整性。

另外，作为本实施例的一个改进，还包括一个可选的与主控模块连接的状态传输模块，用于采集该自动售货机的故障信息、安全信息等信息，连同货道信息、营运数据以及交易数据都可以传输至主控模块，并在实时联机的支持下由主控模块传输至远程服务器，大大减少了营运的管理成本。

本实用新型所述自动售货机与远程服务器之间的通讯可采用无线数据传输或GPRS网络或CDMA网络或3G网络。

若采取无线数据传输通讯的，可以先通过一台接入国际互联网上的PC机作为信息中转，再与远程服务器实时联机。如果多台自动售货机需要通过一台接入到国际互联网络上的PC机实现与远程服务器的联机，则在这台PC机的无线数据传输模块担当数据传输路由功能。该无线数据传输模块与多台自动售货机的联机采用轮询方式，每台售货机在无线数据传输局域网里都有一个ID，这个ID可以与在远程服务器设计的ID一致。这样可以减轻安装与维护的负担，而且只有被轮询到的自动售货机才能发送数据，因此无线局域网内一个时刻只有一个无线传输模块在发送数据。

根据现场布机点条件的不同，还可以选择采用GPRS网络，或者CDMA网络，或者3G网络，通过相应网络提供商的互联网接入服务，实现与远程服务器实时联机。采用GPRS网络，或者CDMA网络，或者3G网络连接的方式不需要依赖信息中转PC机。

由此可知，用户与自动售货机的交易信息处理是在远程服务器上进行的，而并不是在自动售货机上进行的。该远程服务器主要用于对所述自动售货机实时发来的数据进行处理，包括IC卡身份验证、IC卡余额扣除以及对自动售货机进行销售管理。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等。均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动售货机，包括壳体，位于所述壳体正面的商品展示窗、商品售出口以及商品选择键，其特征在于，还包括设置在所述壳体正面的显示屏和数字键盘以及设置在所述壳体内的控制装置。

2.根据权利要求1所述的自动售货机，其特征在于，还包括设置在所述壳体正面的广告窗。

3.根据权利要求2所述的自动售货机，其特征在于，还包括位于所述壳体正面、设有门锁的第一开门和通过所述第一开门完成闭锁、开锁的第二开门；所述广告窗、所述显示屏以及所述数据键盘设计在第一开门上，所述商品展示窗设计在第二开门上。

4.根据权利要求1所述的自动售货机，其特征在于，所述控制装置包括主控模块、显示模块、卡读写模块以及驱动模块，所述主控模块分别与所述显示模块、所述卡读写模块以及所述驱动模块连接。

5.根据权利要求4所述的自动售货机，其特征在于，所述主控模块包括：第一CPU和通过并行总线与所述第一CPU连接的第二CPU；所述第一CPU设有对外无线通讯接口，该对外无线通讯接口通过GPRS网络或者CDMA网络或者3G网络或者无线数据传输与所述远程服务器进行实时信息交互，所述第二CPU设有与外设模块连接的驱动模块接口、显示模块接口、IC卡读写模块接口以及扩展模块接口，所述第一CPU与所述第二CPU均设有支持ISP程序安装接口。

6.根据权利要求5所述的自动售货机，其特征在于，所述主控制模块还包括：键盘扫描接口、蜂鸣器、状态指示灯以及存储器，所述键盘扫描接口、所述蜂鸣器、所述状态指示灯以及所述存储器均与所述第二CPU连接。

7.根据权利要求4所述的自动售货机，其特征在于，所述显示模块包括：设有支持ISP程序安装接口的第三CPU、与所述第三CPU连接的数码管和状态指示灯。

8.根据权利要求4所述的自动售货机，其特征在于，所述卡读写模块包括：设有支持ISP程序安装接口的第四CPU、分别与所述第四CPU连接状态指示灯和处理控制单元，该处理控制单元与天线匹配回路连接，所述第四CPU一个DES加解密的处理程序，用于对IC卡进行密钥运算和密码校验。

9.根据权利要求4所述的自动售货机，其特征在于，所述驱动模块包括：设有支持ISP程序安装接口的第五CPU，与所述第五CPU连接的检测信号处理电路，与所述检测信号处理电路连接电机到位检测矩阵电路和剩货检测矩阵电路，与所述第五CPU连接的驱动电路、电源指示灯和状态指示灯，与所述电机到位检测矩阵电路和所述剩货检测矩阵电路连接的出货模块接口，以及与第五CPU连接的电源输入模块和蓄电池处理回路；所述电机到位检测矩阵电路采用红外对射式光路遮挡检测，所述剩货检测矩阵电路采用红外反射式光路通断检测。

10.根据权利要求4所述的自动售货机，其特征在于，还包括与所述主控模块连接的状态传输模块。

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