CN209118392U - 一种自动售货机的控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自动售货机的控制系统，包括控制板、GPRS通讯模块和触摸液晶屏模块，所述控制板由单片机、单片机外围电路、光栅检测电路、矩阵控制端口电路、电机驱动电路和拔码开关组成，控制板设于所述自动售货机的主柜内部，单片机外围电路、光栅检测电路和拔码开关通过导线与所述单片机连接，所述单片机控制矩阵控制端口电路和电机驱动电路，所述单片机通过总线与触摸液晶屏模块、副柜连接，所述单片机和GPRS通讯模块通过串口收发线连接；本实用新型基于矩阵控制的售卖机控制板，只需要很少的外围电路就能实现大容量、多货道、多控制信号功能，降低了硬件电路使用，同时提高控制的信号，降低硬件成本，还以自动配置的方式可扩展售卖机副柜。

Description

一种自动售货机的控制系统

技术领域

本实用新型涉及自动售货机控制技术领域，特别是涉及一种自动售货机的控制系统。

背景技术

自动售货机是商业自动化的常用设备，它不受时间、地点的限制，能节省人力、方便交易，是一种全新的商业零售形式，又被称为24小时营业的微型超市。目前的自动售货机主要分为三种：饮料自动售货机、食品自动售货机、综合自动售货机，然而常规的自动售货机的控制系统较为简单，功能较少，只能实现简单的售卖功能，无法满足现今自动售货机越来越高的要求。

传统的弹簧售卖机的驱动板，基本上没有使用光栅检测技术处理，因异常某一货道出现异常转动时，会直接影响整个售货过程，造成很多客户投诉；传统的弹簧售卖机的驱动板，结构复杂，功能单一，只能适应一种机型，如弹簧机，履带机，蛇形机等；现有驱动板不带驱动软件远程升级功能，软件问题只能回厂重新安装软件；现有售货机驱动板结构复杂，器件成本高，许多可以通过软件程序解决的问题，大多使用通过硬件器件来解决，导致驱动板成本增加；传统的售卖机控制板采用MCS51或者PIC/avr等8为单片机作为主控单元，采用一对一的控制信号，即一个控制信号只能控制一个货道，要想实现大容量、多货道，则需要添加大量的外围扩展电路。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种自动售货机的控制系统，通过对售卖机货道马达的正极和负极同时控制，采用矩阵控制的售卖机控制板，只需要少量IO口就可以控制更多货道，同时以自动配置的方式扩展售卖机副柜，光栅检测电路检测售货机的出货故障；用于解决现有技术中实现大容量、多货道需要添加大量的外围扩展电路导致成本增加以及手动操作配置副柜货道信息的的问题。

本实用新型提供一种自动售货机的控制系统，包括控制板、GPRS通讯模块和触摸液晶屏模块，所述控制板由单片机、单片机外围电路、光栅检测电路、矩阵控制端口电路、电机驱动电路和拔码开关组成，所述控制板设于所述自动售货机的主柜内部，所述单片机外围电路、光栅检测电路和拔码开关通过导线与所述单片机连接，所述单片机控制矩阵控制端口电路和电机驱动电路，所述单片机通过总线与触摸液晶屏模块、多个副柜连接，所述单片机和GPRS通讯模块通过串口收发线连接，所述矩阵控制端口电路和电机驱动电路电连接；

所述控制板通过拨码开关配置通讯地址，所述控制板读取拨码开关的状态来设置一个固定的通讯地址并确认主柜和副柜的运行状态；

所述控制板同时控制电机驱动电路的正极和负极，所述矩阵控制端口电路与电机连接，每一列的电机的正极并联在一起通过同一个控制信号控制，每一行的电机负极并联在一起通过同一个控制信号控制，形成N行M列的矩阵控制电路；

所述光栅检测电路用于检测售货机的出货故障。

进一步地，所述单片机采用STM32F103单片机。

进一步地，所述主柜和副柜之间使用uart通讯，所述主柜和副柜之间通过串口通讯收发总线并联，所述主柜的拨码开关配置为0x0000，副柜1的拨码开关配置为0x0001，如此类推，最后一个副柜的拨码开关配置为0xnnnn。

进一步地，所述光栅检测电路通过IN_GRATING进入到电机驱动电路的驱动板，用于驱动A04812mosfet。

进一步地，所述光栅检测电路输出高电平时，IN_GRATING设置为24V，A04813处于导通状态，GRATING_DET输出低电平；当有货物挡住光栅的时，IN_GRATING设置为0V，A04813处于截止状态，GRATING_DET输出高电平。

进一步地，N行M列的矩阵控制电路的N行信号输出为0V，M列信号输出为24V正极，M列和N行之间接负载形成回路，所述N行信号输出之间连接电机到位的检测信号。

进一步地，所述控制板通过VGA接头与触摸液晶屏模块连接，触摸液晶屏模块设置于所述自动售货机的正面。

于本实用新型的一实施例中，如上所述，本实用新型的一种自动售货机的控制系统，具有以下有益效果：

1)本实用新型是基于矩阵控制的售卖机控制板，只需要很少的外围电路就能实现大容量、多货道、多控制信号功能，采用矩阵控制方式，使得只需要少量IO口就可以控制更多货道，即(N+M)个IO口可以配置成(N*M)个货道，货道容量较传统方式扩大好几倍。

2)本实用新型可扩展售卖机副柜，以自动配置的方式，实现一主柜带N个副柜的形式，并且固定每一个副柜的地址，使控制板与副柜能够一一对应起来，不管在配置过程还是在维护过程都非常的方便，同时告别目前市场上手动配置副柜货道信息操作。

3)通过软件技术，使用基于矩阵控制方法，降低了硬件电路使用，同时提高控制的信号，降低硬件成本。

4)通过单片机与GPRS模块相连，可以实现远程通讯，解决售卖支付问题，客户可以在液晶操作面板上选择要购买的物品，并选择支付方式，微信或支付宝等任意一种支付手段。支付操作成功后，单片机便控制某一货道电机驱动，并送出物品，完成交易。该GPRS模块可以与卖方手机APP连接，并实时上传相关数据及各柜机状态，当出现某柜机或货道出现故障时，及时报警，通知相关维护人员对柜机维修，降低客户投诉率。由于GPRS又具有远程通讯能力，通过配置相关软件及上位机，可以对单片机进行远程在线烧录升级，免去工作人员出差调试与维护的麻烦，大大减少后期维护的成本的投入与开支。

5)采用一主柜带N副柜的形式，副柜通过串口总线与主柜连接，在一定程度上减少了电路硬件成本的开销，又不影响客户的购买体验，提高了产品的竞争力。

6)光栅检测电路检测售货机的出货故障，降低了售卖机的维护成本且减少客户投诉率。

附图说明

图1显示为本实用新型的系统框图；

图2显示为本实用新型中电机驱动电路中电机成矩阵部署结构示意图；

图3显示为本实用新型中主柜和副柜通讯连接示意图；

图4显示为本实用新型中矩阵部署的电机正负极电路图；

图5显示为本实用新型中光栅检测电路的电路图；

图6显示为本实用新型中控制板的工作流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

参见图1-6，须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，

一种自动售货机的控制系统，包括控制板、GPRS通讯模块和触摸液晶屏模块，所述控制板由单片机、单片机外围电路、光栅检测电路、矩阵控制端口电路、电机驱动电路和拔码开关组成，所述控制板设于所述自动售货机的主柜内部，所述单片机外围电路、光栅检测电路和拔码开关通过导线与所述单片机连接，所述单片机控制矩阵控制端口电路和电机驱动电路，所述单片机通过总线与触摸液晶屏模块、多个副柜连接，所述单片机和GPRS通讯模块通过串口收发线连接，所述矩阵控制端口电路和电机驱动电路电连接；

所述控制板通过拨码开关配置通讯地址，所述控制板读取拨码开关的状态来设置一个固定的通讯地址并确认主柜和副柜的运行状态；

如图2所示，所述控制板同时控制电机驱动电路的正极和负极，所述矩阵控制端口电路与电机连接，每一列的电机的正极并联在一起通过同一个控制信号控制，每一行的电机负极并联在一起通过同一个控制信号控制，形成N行M列的矩阵控制电路；电机成矩阵型部署，需要使用到的信号是L1-L10；C1-C6；H1-H6。L信号输出24V正极，C信号输出0V，L与C之间接负载形成回路，H信号是电机到位的检测信号，当电机停止时是高阻抗，当电机运转过程中是24V；控制板电路同时控制电机的正极和负极，每一列的电机的正极并联在一起使用一个控制信号，每一行的电机负极并联在一起使用一个控制信号，这样组成N行M列的矩阵控制系统。

所述单片机采用STM32F103单片机，其价格便宜，使用简单，可以远程在线升级程序软件。

如图3所示，所述主柜和副柜之间使用uart通讯，所述主柜和副柜之间通过串口通讯收发总线并联，所述主柜的拨码开关配置为0x0000，第一个副柜1的拨码开关配置为0x0001，如此类推，最后一个副柜的拨码开关配置为0xnnnn，控制板上电的时候读取拨码开关的状态，用于确认自己是主柜还是副柜1、副柜2、副柜N。

如图4所示，Q2和Q5组成一个控制电路，控制第一列的电机正极导通或者截止；Q4和Q6组成另一个控制电路控制第二列电机正极的导通或者截止。Q1控制第一行电机的负极导通或者截止，Q7控制第二行电机的负极导通或者截止；Q3组成第一行电机的反馈电路，Q8组成第二行电机的反馈电路，控制板要用拨码开关配置通讯地址，然后控制板固件读取拨码开关的状态来确认控制板软件运行于哪种状态下，是主柜还是副柜。

如图5所示，所述光栅检测电路用于检测售货机的出货故障，所述光栅检测电路输出高电平时，IN_GRATING设置为24V，A04813处于导通状态，GRATING_DET输出低电平；当有货物挡住光栅的时，IN_GRATING设置为0V，A04813处于截止状态，GRATING_DET输出高电平；所述光栅检测电路通过IN_GRATING进入到电机驱动电路的驱动板，用于驱动A04812mosfet，出货检测使用光栅检测技术，在客户付款之后打开光栅检测功能，光栅输出默认为高(低)，当光栅在出货口检测到货物时就会改变输出状态为低(高)。

所述控制板通过VGA接头与触摸液晶屏模块连接，触摸液晶屏模块设置于所述自动售货机的正面。

如图6所示，系统上电，主柜与副柜控制板也上电，并自检，没问题便处于待机售卖状态，直到有人来选择购买。当选择完成并支付后，主柜判断是否完成支付，如果完成支付就将相应的物品送出，如果物品在其他副柜，就通知副柜送出商品，然后又继续在等待售卖

如果客户完成支付后，商品不能及时的送出，系统通过检查是否故障，如果发生故障则退还钱款，并报警通知维护人员安排检修。

综上所述，本实用新型通过对售卖机货道马达的正极和负极同时控制，采用矩阵部署电机驱动电路的售卖机控制板，只需要少量IO口就可以控制更多货道，同以自动配置的方式扩展售卖机副柜，光栅检测电路检测售货机的出货故障；用于解决现有技术中实现大容量、多货道需要添加大量的外围扩展电路导致成本增加以及手动操作配置副柜货道信息的的问题。

所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种自动售货机的控制系统，其特征在于，包括控制板、GPRS通讯模块和触摸液晶屏模块，所述控制板由单片机、单片机外围电路、光栅检测电路、矩阵控制端口电路、电机驱动电路和拔码开关组成，所述控制板设于所述自动售货机的主柜内部，所述单片机外围电路、光栅检测电路和拔码开关通过导线与所述单片机连接，所述单片机控制矩阵控制端口电路和电机驱动电路，所述单片机通过总线与触摸液晶屏模块、多个副柜连接，所述单片机和GPRS通讯模块通过串口收发线连接，所述矩阵控制端口电路和电机驱动电路电连接；

所述控制板通过拨码开关配置通讯地址，所述控制板读取拨码开关的状态来设置一个固定的通讯地址并确认主柜和副柜的运行状态；

所述控制板同时控制电机驱动电路的正极和负极，所述矩阵控制端口电路与电机连接，每一列的电机的正极并联在一起通过同一个控制信号控制，每一行的电机负极并联在一起通过同一个控制信号控制，形成N行M列的矩阵控制电路；

所述光栅检测电路用于检测售货机的出货故障。

2.根据权利要求1所述的自动售货机的控制系统，其特征在于，所述单片机采用STM32F103单片机。

3.根据权利要求1所述的自动售货机的控制系统，其特征在于，所述主柜和副柜之间使用uart通讯，所述主柜和副柜之间通过串口通讯收发总线并联，所述主柜的拨码开关配置为0x0000，第一个副柜的拨码开关配置为0x0001，如此类推，最后一个副柜的拨码开关配置为0xnnnn。

4.根据权利要求1所述的自动售货机的控制系统，其特征在于，所述光栅检测电路通过IN_GRATING进入到电机驱动电路的驱动板，用于驱动A04812mosfet。

5.根据权利要求4所述的自动售货机的控制系统，其特征在于，所述光栅检测电路输出高电平时，IN_GRATING设置为24V，A04813处于导通状态，GRATING_DET输出低电平；当有货物挡住光栅的时，IN_GRATING设置为0V，A04813处于截止状态，GRATING_DET输出高电平。

6.根据权利要求1所述的自动售货机的控制系统，其特征在于，所述N行M列的矩阵控制电路的N行信号输出为0V，M列信号输出为24V正极，M列和N行之间接负载形成回路，所述N行信号输出之间连接电机到位的检测信号。

7.根据权利要求1所述的自动售货机的控制系统，其特征在于，所述控制板通过VGA接头与触摸液晶屏模块连接，触摸液晶屏模块设置于所述自动售货机的正面。