專利名稱：鐵路客票自動檢票機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及檢票機(jī)，具體為一種鐵路客票自動檢票機(jī)。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)研制的檢票機(jī)大多通過網(wǎng)絡(luò)從后臺數(shù)據(jù)庫中提取票號進(jìn)行校驗(yàn)，這就使得檢票速度慢(一張票/4s)，在乘車高峰期滯留旅客現(xiàn)象明顯；穩(wěn)定性差，一旦網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題設(shè)備就不能正常運(yùn)行；安全性能差，只進(jìn)行票號的校驗(yàn)從一定程度上增加了車票的可偽造性。同時識讀裝置只能做到對車票單向一個面進(jìn)行條碼的讀取，更加影響的了檢票速度和車票條碼的識讀率；缺少人機(jī)交互，包括光電檢測、聲光提示等，沒有真正的體現(xiàn)自動；大部分采用桿式遮擋通道，從對旅客安全負(fù)責(zé)的角度看不適合。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種由旅客自主操作、自助完成車票檢票及順利通行的鐵路客票自動檢票機(jī)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是檢票機(jī)本體包括工控機(jī)、檢票模塊、人體及物品檢測傳感器和翼門裝置，其中工控機(jī)的I/O控制板、解密卡插裝于工控機(jī)機(jī)箱內(nèi)的ISA擴(kuò)展槽，工控機(jī)的CPU板通過ISA總線與I/O控制板相連，翼門裝置、傳感器通過I/O口與工控機(jī)的I/O控制板相連，檢票模塊通過RS-232串口與工控機(jī)的CPU板相連；檢測模塊包括入票口、傳動裝置、識讀裝置、出票口、換向裝置和回收口，其中傳動裝置為皮帶、主動軸傳動結(jié)構(gòu)，入票口設(shè)有相互嚙合、旋向相反的第一、二從動軸，出票口設(shè)有相互嚙合、旋向相反的第三、四從動軸，回收口設(shè)有相互嚙合、旋向相反的第五、六從動軸，第四從動軸底部設(shè)有換向板，換向板連有電磁鐵構(gòu)成換向裝置；識讀裝置為傳動紙票的皮帶上、下分別設(shè)置與不同方向紙票條碼對應(yīng)的條碼掃描器；翼門裝置包括翼門控制模塊、翼門電機(jī)、翼門和翼門位置傳感器，I/O控制板接收來自翼門位置傳感器探測到的翼門位置信號，經(jīng)過翼門控制模塊、翼門電機(jī)連至翼門；所述自動檢票機(jī)進(jìn)入端前面板上安裝有與工控機(jī)的I/O控制板相連的引導(dǎo)顯示器；所述工控機(jī)的CPU板連有485通訊卡；所述工控機(jī)的CPU板通過RS-232與手持控制機(jī)相連；所述翼門裝置為二個，左、右翼門分別設(shè)置于檢票機(jī)本體左右兩側(cè)；所述檢票機(jī)本體為至少兩個，相對設(shè)置；所述人體及物品檢測傳感器為光電式傳感器，每對光電式傳感器包括1個發(fā)射光電和1個接收光電，分別安裝于組成一個通道的兩臺自動檢票機(jī)通道兩側(cè)殼體的相對位置；所述光電傳感器為10個，第1～4光電傳感器設(shè)置于進(jìn)入和離開的通道左右上方，四個光電傳感器中心的連線為1.1米高，第5、8光電傳感器設(shè)置于翼門開啟處，第6、7設(shè)置于開啟狀態(tài)的翼門上方，第9、10光電傳感器設(shè)置于開啟狀態(tài)的翼門下方；翼門控制模塊由主控單片機(jī)、硬件狗、0度、90度接近開關(guān)輸入信號連接器、轉(zhuǎn)換、隔離光電耦合器、邏輯驅(qū)動電路、固態(tài)繼電器、三極管、繼電器、輸出連接器、輸出電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)顯示驅(qū)動電路、LED指示燈，翼門開/關(guān)控制信號轉(zhuǎn)換、隔離輸入光電耦合器U8組成；其連接關(guān)系是翼門的開/關(guān)門信號從工控機(jī)發(fā)出，與翼門控制模塊的連接器連接，這個信號通過光電耦合器隔離后，接到單片機(jī)的I/O端，單片機(jī)的I/O控制端通過光電耦合器隔離后，將翼門的狀態(tài)信號與連接器連接，翼門控制模塊通過連接器與工控機(jī)連接，將翼門的工作狀態(tài)返回給工控機(jī)，工控機(jī)將緊急停止信號與翼門控制模塊的連接器連接，這個信號直接與繼電器的控制端連接；單片機(jī)的I/O控制端與硬件狗的信號觸發(fā)端連接，硬件狗的復(fù)位端與單片機(jī)的復(fù)位端連接；單片機(jī)的I/O控制端產(chǎn)生的電機(jī)電源控制信號，通過邏輯驅(qū)動電路后，產(chǎn)生兩個同相的邏輯驅(qū)動信號，它們分別輸出給三極管的基極和發(fā)光二極管的DYL端，三極管的集電極連接到繼電器的控制端，繼電器的輸出端與連接器連接；單片機(jī)的I/O控制端產(chǎn)生的電機(jī)制動控制信號，通過邏輯驅(qū)動電路后，產(chǎn)生兩個同相的邏輯驅(qū)動信號，它們分別輸出給固態(tài)繼電器的控制端和發(fā)光二極管，固態(tài)繼電器的輸出端與連接器連接；單片機(jī)的I/O控制端產(chǎn)生的電機(jī)反轉(zhuǎn)控制信號，通過邏輯驅(qū)動電路后，產(chǎn)生兩個同相的邏輯驅(qū)動信號，它們分別輸出給固態(tài)繼電器的控制端和發(fā)光二極管，固態(tài)繼電器的輸出端與連接器連接；單片機(jī)的I/O控制端產(chǎn)生的電機(jī)正轉(zhuǎn)控制信號，通過邏輯驅(qū)動電路后，產(chǎn)生兩個同相的邏輯驅(qū)動信號，它們分別輸出給固態(tài)繼電器的控制端和發(fā)光二極管，固態(tài)繼電器的輸出端與連接器連接；0度接近開關(guān)的信號線與連接器連接，連接器通過光電耦合器隔離后，輸入給單片機(jī)的I/O端；90度接近開關(guān)的信號線與連接器連接，連接器通過光電耦合器隔離后，輸入給單片機(jī)的I/O端。
本實(shí)用新型的有益效果是1.本實(shí)用新型鐵路客票自動檢票機(jī)是鐵路客票自動檢票系統(tǒng)中由旅客自主操作、自助完成車票檢票及順利通行的前臺設(shè)備。該設(shè)備為中外旅客提供在無人職守情況下快速、自助、舒適、方便的進(jìn)行檢票。旅客通過自動檢票機(jī)入票口投入車票，檢票模塊讀取車票的票面信息并檢驗(yàn)其進(jìn)站有效性，有效則將車票沖壓打孔，并從出票口彈出，返還旅客，同時引導(dǎo)顯示器顯示“通行”標(biāo)志，翼門打開允許旅客通過；否則車票回收并報(bào)警，同時引導(dǎo)顯示器顯示“禁止通行”標(biāo)志，翼門關(guān)閉禁止旅客通過。
2.本實(shí)用新型自動檢票機(jī)功能齊全，處理速度高，檢票傳輸機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)良，褶皺軟紙票在傳輸過程中不卡票，在票面信息被正確讀取的情況下，檢票準(zhǔn)確率達(dá)100％；假票、廢票的識別率為100％；設(shè)備通過率為30人/分鐘；平均無故障時間10000小時；自由控制打孔情況和退出方向；可聯(lián)機(jī)或脫機(jī)操作。同時自動檢票機(jī)能夠自動對客流數(shù)據(jù)進(jìn)行收集分析，并且通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時或定期上傳數(shù)據(jù)至監(jiān)控管理系統(tǒng)，充分提高運(yùn)營部門對客流變化的反映速度和能力，對實(shí)現(xiàn)科學(xué)調(diào)度和管理提供了最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)。
3.本實(shí)用新型改變了旅客傳統(tǒng)的檢票方式，大大縮短了旅客的平均檢票時間，減輕了鐵路工作人員的負(fù)擔(dān)。完全解決檢票員憑經(jīng)驗(yàn)?zāi)繙y車票有效性所造成的檢票不準(zhǔn)確、有些假票由于造假手段高超而無法識別現(xiàn)象的發(fā)生，將假票造成的國家經(jīng)濟(jì)損失降低到最低點(diǎn)，提高檢票效率，減少乘客與鐵路部門的糾紛，還乘客與工作人員舒適、整潔的環(huán)境。
4.檢票模塊檢驗(yàn)車票有效性。本實(shí)用新型自動檢票機(jī)專用檢票模塊允許旅客的車票正反兩面進(jìn)入模塊入口，并按照系統(tǒng)設(shè)置的模式，對于車票票面信息或有關(guān)待檢值與檢票模式設(shè)置相符的車票，自動沖壓打孔，將其從出票口彈出后返還給旅客；否則檢票模塊將其暫存至回收箱；對于不能識別的車票，由入票口自動退出。檢票模塊同時具有故障自動應(yīng)急處理功能。
5.專用解密卡技術(shù)。本實(shí)用新型由專業(yè)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的鐵路客票專用解密卡，解決了自動檢票機(jī)中車票防偽識別的關(guān)鍵問題。檢票模塊讀取插入車票的41位票面條碼值，由解密卡進(jìn)行解密，當(dāng)函數(shù)正常返回后，指向46位車票票面信息，并通過返回的函數(shù)值判斷車票的真假及是否與檢票模式設(shè)定值相符。解密卡技術(shù)的使用為自動檢票機(jī)防偽識別打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
6.光電傳感器檢測技術(shù)。本實(shí)用新型旅客的進(jìn)入和離開通過通道左右自動檢票機(jī)機(jī)殼設(shè)置的光電式傳感器來識別。每對光電式傳感器包括1個發(fā)射光電和1個接收光電，分別安裝于組成一個通道的兩臺自動檢票機(jī)通道兩側(cè)殼體的相對位置，當(dāng)旅客或其它物體通過時，由被截?cái)喙饩€的接收器來判斷其通過。
7.翼門處理技術(shù)。本實(shí)用新型自動檢票機(jī)通道遮擋采用國際上比較流行的翼門方式。在自動檢票機(jī)處于休息狀態(tài)(即沒有人通過)時，翼門常開。當(dāng)入票口有車票插入時，檢票模塊檢驗(yàn)其有效性，同時向主控單元發(fā)出是否有效訊息。主控單元收到該信息，向翼門控制機(jī)構(gòu)的控制電機(jī)發(fā)送開關(guān)命令，控制電機(jī)的控制軸通過旋轉(zhuǎn)，帶動翼門的開/關(guān)。若車票檢查有效，翼門打開，允許通過；若車票檢查無效，翼門關(guān)閉，不允許通過。當(dāng)翼門前方處站有人時，有人闖關(guān)時，翼門并不關(guān)閉，對人起到保護(hù)作用。
8.網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。本實(shí)用新型自動檢票機(jī)具備與后臺監(jiān)控管理機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能。自動檢票機(jī)上傳后臺監(jiān)控管理機(jī)的數(shù)據(jù)包括設(shè)備狀態(tài)信息(正常信息、故障信息)，檢票數(shù)據(jù)后臺監(jiān)控管理機(jī)下傳到自動檢票機(jī)的數(shù)據(jù)包括檢票車次信息、時間信息、檢票模式、臨時計(jì)劃等。同時1臺后臺監(jiān)控管理機(jī)可以同時監(jiān)控所有候車室的所有自動檢票機(jī)的工作狀態(tài)，并可通過網(wǎng)絡(luò)磁盤或手持控制機(jī)對自動檢票機(jī)進(jìn)行日志的查詢；當(dāng)自動檢票機(jī)出現(xiàn)故障時，管理人員可以立刻知道故障原因。
9.手持控制機(jī)技術(shù)。本實(shí)用新型自動檢票機(jī)的主控制板外設(shè)手持控制機(jī)通訊接口及電源接口，當(dāng)監(jiān)控管理機(jī)發(fā)生故障或與某臺自動檢票機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊中斷時，將與監(jiān)控管理機(jī)通訊中斷的自動檢票機(jī)通過上述接口外接手持控制機(jī)，使用手持控制機(jī)取代監(jiān)控管理機(jī)的部分工作，以防整個系統(tǒng)的不正常運(yùn)行。
10.模塊化設(shè)計(jì)便于擴(kuò)展和升級。本實(shí)用新型自動檢票機(jī)采用模塊化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并且在設(shè)計(jì)時留有系統(tǒng)擴(kuò)展和升級的接口，以適應(yīng)遠(yuǎn)期發(fā)展。自動檢票機(jī)的升級是以更換模塊的方式進(jìn)行，這種方式可以提高效率，減少錯誤，避免前期投資浪費(fèi)，比更換整個設(shè)備的設(shè)計(jì)要安全可靠和經(jīng)濟(jì)。目前，旅客所使用的乘坐火車憑證為鐵道部發(fā)行的專用軟客票，而自動檢票機(jī)也只對該種車票進(jìn)行識讀，考慮到現(xiàn)在磁票的應(yīng)用廣泛，并且具有使用方便、易攜帶、數(shù)據(jù)不易損壞等特點(diǎn)，磁票代替鐵路軟客票在不久的將來可能就會成為現(xiàn)實(shí)，而模塊化設(shè)計(jì)的自動檢票機(jī)系統(tǒng)能夠很容易地加入磁票識讀模塊，替換掉目前的軟客票檢票模塊，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的升級。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1中檢票模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖2中傳動裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為圖3的后視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為圖2中識讀裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為圖2中本實(shí)用新型之回收狀態(tài)圖。
圖7為圖2中本實(shí)用新型之出票狀態(tài)圖。
圖8為圖1中傳感器分布示意圖。
圖9為本實(shí)用新型控制部分原理框圖。
圖10為本實(shí)用新型的左、右翼門控制模塊電路原理圖。
圖11為本實(shí)用新型功能流程之設(shè)備初始化流程圖。
圖12為本實(shí)用新型功能流程之車票處理流程圖。
圖13為本實(shí)用新型功能流程之手持控制機(jī)的數(shù)據(jù)處理流程圖。
圖14為本實(shí)用新型檢票模塊功能流程之車票的處理流程圖。
圖15為本實(shí)用新型檢票模塊功能流程之錯誤處理流程圖。
圖16為本實(shí)用新型模塊連接圖。
具體實(shí)施方式
如圖1～15所示，檢票機(jī)本體包括工控機(jī)5、檢票模塊9、人體及物品檢測傳感器11和翼門裝置，其中工控機(jī)5為I/O控制板、解密卡插裝于工控機(jī)機(jī)箱內(nèi)的ISA擴(kuò)展槽構(gòu)成，翼門裝置、傳感器通過I/O口與工控機(jī)的I/O控制板相連，檢票模塊9通過RS-232串口與工控機(jī)5的CPU板相連。
如圖1所示本實(shí)用新型硬件由機(jī)殼6、檢票模塊9、翼門15、翼門控制模塊2、CPU板4、引導(dǎo)顯示器7、傳感器11、工控機(jī)5、電源盒3、緊急停止按鈕14、報(bào)警指示燈12、手持控制機(jī)等組成。
如圖1所示自動檢票機(jī)機(jī)殼6采用1.6mm不銹鋼拉絲制造，這種堅(jiān)固的設(shè)計(jì)與制作，不但可有效地防止外來行為對機(jī)器沖擊而對其內(nèi)部各附屬裝置造成損壞的現(xiàn)象發(fā)生，而且為保證旅客安全，設(shè)備凹凸部分都處理成圓弧形，表面沒有外露的螺栓頭、螺帽、毛邊或裂紋。
如圖2所示，自動檢票機(jī)檢票模塊9主要由傳動裝置96、票口遮擋門裝置91、條碼識讀裝置92、打孔裝置93、換向裝置94、步進(jìn)電機(jī)95、入票口8、出票口16、回收口967等組成，并通過RS-232串口同工控機(jī)進(jìn)行信息交互，完成檢票功能。檢票模塊通過光電、接近開關(guān)等檢測部件獲得很好的錯誤捕獲能力，并且能夠?qū)﹀e誤進(jìn)行了分類處理，同時通過LED顯示屏顯示。
如圖3～4所示，傳動裝置96為皮帶、主動軸968傳動結(jié)構(gòu)，入票口8設(shè)有相互嚙合、旋向相反的第一、二從動軸961、962，出票口16設(shè)有相互嚙合、旋向相反的第三、四從動軸963、964，回收口968設(shè)有相互嚙合、旋向相反的第五、六從動軸9645、966。當(dāng)入票口側(cè)的光電傳感器檢測到一張車票進(jìn)入時，主控控制主動軸轉(zhuǎn)動，帶動從動軸1和從動軸2轉(zhuǎn)動，同時從動軸2的轉(zhuǎn)動帶動與之嚙和的從動軸3轉(zhuǎn)動，各軸的轉(zhuǎn)動帶動皮帶的傳送，使得車票從入票口到達(dá)出票口或回收口。
如圖5所示識讀裝置92為傳動紙票的皮帶上、下分別設(shè)置與不同方向紙票條碼對應(yīng)的條碼掃描器921、922、923、924；條碼識讀裝置由4個條碼掃描器組成，提供有效的四個方向輸入車票的讀取，兩個方向朝上，兩個方向朝下，條碼掃描儀采用意大利Datalogic公司生產(chǎn)的DS1100，它接收車票的條碼數(shù)據(jù)并且通過主機(jī)驗(yàn)證數(shù)據(jù)的有效性，支持讀取條碼的碼制為CODE 128B。
如圖3、6、7所示，換向裝置由換向板、電磁鐵等組成，第四從動軸964底部設(shè)有換向板942，換向板942連有電磁鐵941構(gòu)成換向裝置94。識讀裝置讀取車票信息并判斷其有效性，有效的車票經(jīng)換向板由出票口彈出；無效的車票通過電磁鐵的吸合作用，拉動換向板旋轉(zhuǎn)，讓出回收通道，使車票水平傳動，從回收口處出票。
翼門裝置包括翼門控制模塊2、翼門電機(jī)1、翼門15和翼門位置傳感器，I/O控制板接收來自翼門位置傳感器探測到的翼門位置信號，經(jīng)過濾處理的信號發(fā)送到翼門控制模塊2，翼門控制模塊2發(fā)出指令給翼門電機(jī)1，驅(qū)動翼門15運(yùn)動，翼門裝置為二個，左、右翼門分別設(shè)置于檢票機(jī)本體左右兩側(cè)，左、右翼門控制模塊同時工作，保證翼門同步打開或關(guān)閉，通過接近開關(guān)和行程開關(guān)檢測翼門運(yùn)動的位置；控制翼門電機(jī)正、反轉(zhuǎn)動和制動；翼門的動作由730卡直接發(fā)出命令控制，左、右翼門控制模塊結(jié)構(gòu)、組成、功能相同。
如圖10所示，翼門控制模塊由主控單片機(jī)(CPU)U1(89C51)、硬件狗U4(MAX813，英文Microprocessor Reset IC with Watchdog PartSummary)、0度、90度接近開關(guān)輸入信號連接器ZJJ-0、ZJJ-90、轉(zhuǎn)換、隔離光電耦合器U6(P521-1)、U7(P521-1)、邏輯驅(qū)動電路U2(7406)、U3(7407)、固態(tài)繼電器DCT(E0442)、FAN(E0442)、ZEN(E0442)、三極管N1、繼電器J2(JQX-115F)、輸出連接器ZDJ、輸出電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)顯示驅(qū)動電路U2、LED指示燈L1、L2、L3、L4，翼門開/關(guān)控制信號轉(zhuǎn)換、隔離輸入光電耦合器U8組成。
翼門的開/關(guān)門信號從工控機(jī)5發(fā)出，與翼門控制模塊的連接器LJJ2端子的2腳連接，這個信號通過光電耦合器U8隔離后，接到單片機(jī)U1的I/O端P1.6腳，控制翼門的打開/關(guān)閉。
單片機(jī)U1的I/O控制端P1.4腳，通過光電耦合器U9隔離后，將翼門的狀態(tài)信號與連接器LJJ2端子的3腳連接。翼門控制模塊通過連接器LJJ2與工控機(jī)連接，將翼門的工作狀態(tài)返回給工控機(jī)。
工控機(jī)將緊急停止信號與翼門控制模塊的連接器LJJ2端子的1腳連接，這個信號直接與繼電器J1的復(fù)位端RESET連接，在緊急的情況下工控機(jī)發(fā)出緊急停止命令，將翼門關(guān)閉。
單片機(jī)U1的I/O控制端T0端與硬件狗U4的信號觸發(fā)端WDI連接，用于監(jiān)視單片機(jī)U1是否工作正常，硬件狗U4的復(fù)位端RESET與單片機(jī)U1的復(fù)位端RES連接，用于在單片機(jī)U1工作不正常的時候進(jìn)行復(fù)位。
單片機(jī)U1的I/O控制端P2.1產(chǎn)生的電機(jī)電源控制信號，通過邏輯驅(qū)動電路U3后，產(chǎn)生兩個同相的邏輯驅(qū)動信號，它們分別輸出給三極管N1的基極和發(fā)光二極管L4的DYL端，三極管N1的集電極，連接到繼電器J2的控制端，繼電器的輸出端與連接器ZDY的1、3腳連接。連接器ZDY的1腳接交流220V電源的火線、連接器ZDY的3腳接交流220V電源的零線，當(dāng)單片機(jī)U1的I/O控制端P2.1發(fā)出打開電源命令信號時，繼電器JQX-115F吸合，翼門電機(jī)得電同時L4點(diǎn)亮，表示目前翼門電機(jī)電源開始工作。
單片機(jī)U1的I/O控制端P2.2產(chǎn)生的電機(jī)制動控制信號，通過邏輯驅(qū)動電路U3后，產(chǎn)生兩個同相的邏輯驅(qū)動信號，它們分別輸出給固態(tài)繼電器DCT的控制端DCTG和發(fā)光二極管L3的DCL端，固態(tài)繼電器DCT的輸出端DCTD與連接器ZDJ的1腳連接，當(dāng)單片機(jī)U1的I/O控制端P2.2發(fā)出電機(jī)制動控制信號時固態(tài)繼電器DCT打開，連接器ZDJ的1腳得電，翼門電機(jī)進(jìn)入制動狀態(tài)。
單片機(jī)U1的I/O控制端P2.3腳。產(chǎn)生的電機(jī)反轉(zhuǎn)控制信號，通過邏輯驅(qū)動電路U3后，產(chǎn)生兩個同相的邏輯驅(qū)動信號，它們分別輸出給固態(tài)繼電器FAN的控制端FANG和發(fā)光二極管L2的FANL端，固態(tài)繼電器FAN的輸出端FAND與連接器ZDJ的4腳連接，當(dāng)單片機(jī)U1的I/O控制端P2.3發(fā)出電機(jī)反轉(zhuǎn)控制信號時，固態(tài)繼電器FAN打開，連接器ZDJ的4腳得電，翼門電機(jī)開始反轉(zhuǎn)。
單片機(jī)U1的I/O控制端P2.4腳產(chǎn)生的電機(jī)正轉(zhuǎn)控制信號，通過邏輯驅(qū)動電路U3后，產(chǎn)生兩個同相的邏輯驅(qū)動信號，它們分別輸出給固態(tài)繼電器ZEN的控制端ZENG和發(fā)光二極管L1的ZENG端，固態(tài)繼電器ZEN的輸出端ZEND與連接器ZDJ的5腳連接，當(dāng)單片機(jī)U1的I/O控制端P2.4發(fā)出電機(jī)正轉(zhuǎn)控制信號時，固態(tài)繼電器ZEN打開，連接器ZDJ的5腳得電，翼門電機(jī)開始正轉(zhuǎn)。
0度接近開關(guān)的信號線與連接器ZJJ-0的2腳連接、ZJJ-0的1、3腳與直流24V電源連接，ZJJ-0的2腳通過光電耦合器U7隔離后，輸入給單片機(jī)U1的I/O端P1.5腳。
90度接近開關(guān)的信號線與連接器ZJJ-90的2腳連接、ZJJ-90的1、3腳與直流24V電源連接，ZJJ-90的2腳通過光電耦合器U6隔離后，輸入給單片機(jī)U1的I/O端P1.3腳。0度和90度這兩個接近開關(guān)檢測翼門門板的位置，控制系統(tǒng)通過對這兩個接近開關(guān)信號的判斷來確定翼門電機(jī)的工作方式。
其工作過程如下上電后指示燈L5點(diǎn)亮表示電源工作正常，翼門右控制板PCL730的輸入端ON/OFF接收工控機(jī)發(fā)出的開門、關(guān)門信號，此信號通過光電耦合器U3將0-12V信號轉(zhuǎn)換為0-5V信號后，接入單片機(jī)的P1.6腳，單片機(jī)U1判斷P1.6腳的狀態(tài)，如為高電平表示關(guān)門；如為低電平表示開門。當(dāng)為關(guān)門時單片機(jī)U1首先通過P1.3、P1.5引腳讀取U6、U7接近開關(guān)的狀態(tài)信號，判斷翼門15所處的狀態(tài)，當(dāng)檢測出翼門15在關(guān)閉狀態(tài)時，系統(tǒng)結(jié)束本次操作等代下次命令；當(dāng)檢測到翼門15不在關(guān)閉狀態(tài)時單片機(jī)從P2.1、P2.2、P2.3、P2.4輸出電機(jī)控制命令經(jīng)過邏輯驅(qū)動電路U2(7406)U3(7407)放大、固態(tài)繼電器DCT(E0442)、FAN(E0442)、ZEN(E0442)、三極管N1、繼電器JQX-115F、驅(qū)動，控制電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、制動，同時L1、L2、L3、L4顯示電機(jī)和電源的工作過程的瞬時狀態(tài)，接近開關(guān)將轉(zhuǎn)動過程中翼門15的位置檢測后通過光電耦合器U6、U7將0-12V信號轉(zhuǎn)換為0-5V信號后輸入給單片機(jī)的P1.3、P1.5引腳，單片機(jī)通過判斷后確定翼門15當(dāng)前的位置。翼門15的整個控制過程是在一個單閉環(huán)系統(tǒng)下完成的。
如圖1所示，在自動檢票機(jī)進(jìn)入端前面板上安裝有引導(dǎo)顯示器7，用于指示旅客在自動檢票機(jī)的通行通道方向以及為遠(yuǎn)距離旅客指示自動檢票機(jī)是否可用。引導(dǎo)顯示器7通過LED發(fā)光管紅、綠，組成通行和禁止通行標(biāo)志，并根據(jù)檢票需要控制通道通行或禁行。其中綠色LED組成的綠色箭頭指向通行通道表示通道可以使用；紅色LED組成的中間帶橫線的紅底圓表示通道不可以使用。
如圖8所示自動檢票機(jī)一側(cè)傳感器分布示意圖。旅客的進(jìn)入和離開通過通道左右上方設(shè)置的光電式傳感器來識別，每對光電式傳感器包括1個發(fā)射光電和1個接收光電，分別安裝于組成一個通道的兩臺自動檢票機(jī)通道兩側(cè)殼體的相對位置，當(dāng)旅客或其它物體通過時，由被截?cái)喙饩€的接收器來判斷其通過。
第1～4光電傳感器111、112、113、114中心的連線為1.1米高，如有低于1.1米的兒童通過時第1～4光電傳感器111、112、113、114將不發(fā)揮作用。
其中第1光電傳感器111和第2光電傳感器112、第2光電傳感器112和第3光電傳感器113、第3光電傳感器113和第4光電傳感器114之間的距離判斷物體的厚度；第2光電傳感器112和第4光電傳感器114判斷旅客的通行情況；第3光電傳感器113和第4光電傳感器114的啟動判斷旅客的漸進(jìn)狀態(tài)決定其是否通過；第1光電傳感器111和第2光電傳感器112的啟動判斷旅客的漸進(jìn)狀態(tài)決定其是否進(jìn)入通道。
第5～8光電傳感器115、116、117、118起保護(hù)作用其中第5光電傳感器115和第8光電傳感器118同時啟動判斷闖關(guān)旅客位于通道翼門開啟處，此時翼門保持打開狀態(tài)，對人體起到保護(hù)作用，但發(fā)出聲光報(bào)警；第7光電傳感器117和第10光電傳感器110同時啟動判斷前方翼門處站有人，此時有人闖關(guān)，翼門保持關(guān)閉狀態(tài)，對人體起到保護(hù)作用，但發(fā)出聲光報(bào)警；第9光電傳感器119可判斷行李是否通過，即旅客通過，但行李未過，此時第9光電傳感器119檢測到行李，即使有人闖關(guān)，翼門保持打開狀態(tài)，允許帶行李游客通過，但發(fā)出聲光報(bào)警；第6光電傳感器116協(xié)助第1～4光電傳感器111、112、113、114判斷旅客是否通過，即第4光電傳感器114和第6光電傳感器116之間的空白區(qū)域由第6光電傳感116器負(fù)責(zé)。
工控機(jī)5是自動檢票機(jī)的核心部件，它控制著整個設(shè)備的運(yùn)行過程。工控機(jī)5包括解密卡、I/O控制板、閃卡、CPU板、485通訊卡。
解密卡采用北京貝英斯數(shù)碼科持有限公司生產(chǎn)的鐵路客票專用解密卡，解密卡能夠?qū)④浛推北砻婕用艿臈l碼解密，轉(zhuǎn)變成讀卡器可以識讀的信息，進(jìn)而判斷車票的有效性。該卡具有ISA總線結(jié)構(gòu)，并插入16位的ISA槽中，卡上具有“D1”、“D2”兩個紅色指示燈，系統(tǒng)啟動(上電)后，“D1”指示燈常亮；系統(tǒng)運(yùn)行期間，每完成一次轉(zhuǎn)換運(yùn)算，“D2”指示燈均閃爍一下。
I/O控制板采用研華中國有限公司生產(chǎn)的PCL730，可控制光電傳感器、左/右翼門狀態(tài)、讀卡器上電控制、翼門出現(xiàn)問題時緊急復(fù)位控制、蜂鳴器報(bào)警控制、引導(dǎo)顯示燈(包括禁止通行的紅色圓燈、允許通行的綠色箭頭燈)控制、故障指示燈控制等。
485通訊卡采用臺灣MOXA(摩莎)公司生產(chǎn)的CI-132I，完成與監(jiān)控管理機(jī)的通訊。
CPU板采用威達(dá)電股份有限公司生產(chǎn)的JUKI-510，內(nèi)嵌CPU芯片。
CPU板是主控制單元，通過ISA總線與PCL730卡相連，能夠?qū)邮兆訮CL730的信號進(jìn)行過濾處理，并將其發(fā)送給相應(yīng)的模塊。CPU板的通訊接口RS232(COM1)與檢票模塊相連，通過通訊接口RS-232(COM2)與手持控制機(jī)相連，通過485通訊卡(CI-132I)的RS-485通訊接口與監(jiān)控管理機(jī)的485通訊接口相連，當(dāng)監(jiān)控管理機(jī)發(fā)生故障或與某臺自動檢票機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊中斷時，可將與監(jiān)控管理機(jī)通訊中斷的自動檢票機(jī)通過CPU板的RS-232(COM2)接口外接手持控制機(jī)，使手持控制機(jī)取代監(jiān)控管理機(jī)的部分工作，以防由于某些設(shè)備的通訊問題而導(dǎo)致整個系統(tǒng)的不正常運(yùn)行。
閃卡采用宏基中國有限公司生產(chǎn)的CF卡，主要完成數(shù)據(jù)存儲工作，取代硬盤。優(yōu)點(diǎn)包括提高數(shù)據(jù)交互速度、提高穩(wěn)定性、增強(qiáng)可維護(hù)性等。
電源盒為滿足自動檢票機(jī)的用電需要，供電系統(tǒng)可提供各類交、直流輸出電壓，并在斷電時設(shè)備維持狀態(tài)，恢復(fù)供電時自動延續(xù)其維持狀態(tài)，保證自動檢票機(jī)工作數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。
如圖9所示本實(shí)用新型控制部分原理框圖。
系統(tǒng)上電開機(jī)后，引導(dǎo)顯示器7顯示禁止通行標(biāo)志，左、右翼門關(guān)閉，然后手持控制機(jī)或RS485通訊卡進(jìn)行運(yùn)行模式設(shè)置，并將設(shè)置信息傳給工控機(jī)，系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)，同時引導(dǎo)顯示器7顯示通行標(biāo)志，左、右翼門打開。當(dāng)一張車票通過入票口投入后，檢票模塊9讀取票面條碼信息并將其上傳工控機(jī)5，工控機(jī)5接到信息后將其與存儲器存儲的信息進(jìn)行對比，同時人體檢測光電傳感器通過I/O控制板向工控機(jī)傳送檢測信息，工控機(jī)根據(jù)比較結(jié)果和檢測信息通過I/O控制板向各模塊發(fā)布指令。若車票有效及檢測信息成功，左、右側(cè)翼門控制模塊2控制左、右翼門打開，左、右翼位置傳感器檢測翼門旋轉(zhuǎn)的角度，當(dāng)角度到達(dá)設(shè)定值時，位置傳感器通過輸入輸出接口模塊向工控機(jī)發(fā)送翼門旋轉(zhuǎn)到位信息，同時工控機(jī)通過輸入輸出接口模塊向翼門控制模塊2下達(dá)翼門電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)命令，翼門保持狀態(tài)。若車票無效或檢測信息不成功，左、右翼門關(guān)閉，同時指示燈及聲音報(bào)警。
功能流程圖1、自動檢票機(jī)功能流程圖自動檢票機(jī)通過應(yīng)用軟件控制著旅客的檢票過程及通行。通過檢票模塊讀取車票票面條碼信息，并通過解密卡將條碼轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)能夠識別的票面信息，同時檢驗(yàn)車票的有效性，有效車票允許通過，無效車票發(fā)出聲光報(bào)警并禁止通行。
如圖11所示本實(shí)用新型功能流程之設(shè)備初始化流程圖。若設(shè)備串口及檢票模塊初始化均成功，則設(shè)備按照后臺管理系統(tǒng)或手持控制機(jī)設(shè)置的運(yùn)行模式進(jìn)入工作狀態(tài)，否則發(fā)出聲光報(bào)警提示，設(shè)備停機(jī)等待管理人員處理。其中看門狗復(fù)位器可復(fù)位系統(tǒng)軟件。
如圖12所示本實(shí)用新型功能流程之車票處理流程圖，具體如下檢票模塊讀取車票的條碼信息，可返回三種代碼，條碼數(shù)據(jù)、警告代碼、危急代碼。條碼數(shù)據(jù)為正確讀取信息；警告代碼為設(shè)備發(fā)生故障但可自動處理的代碼；危急代碼為設(shè)備發(fā)生故障必須人為處理的代碼。對于條碼數(shù)據(jù)通過解密卡將其轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)能夠識別的票面信息，同時校驗(yàn)有效性，有效的車票打孔并允許通過，無效車票進(jìn)入回收箱并發(fā)出聲光報(bào)警；對于警告代碼檢票模塊產(chǎn)生應(yīng)答代碼后進(jìn)入循環(huán)；對于危急代碼檢票模塊具有兩種重新復(fù)位方式，一種為硬復(fù)位，即檢票模塊重新上電，一種為軟復(fù)位，即通過復(fù)位按鈕復(fù)位。復(fù)位成功進(jìn)入循環(huán)，否則聲光報(bào)警提示。
如圖13所示本實(shí)用新型功能流程之手持控制機(jī)的數(shù)據(jù)處理流程圖，包括設(shè)置設(shè)備的運(yùn)作模式及讀取設(shè)備日志。
2、檢票模塊功能流程圖如圖14所示本實(shí)用新型檢票模塊功能流程之車票的處理流程圖，具體如下設(shè)備初始化，同時設(shè)置基礎(chǔ)信息，包括檢票成功是否打孔、檢驗(yàn)不合格車票是否進(jìn)入回收箱等。檢票模塊入票口光電傳感器檢測到入票口有紙票進(jìn)入，通過紙票傳動，位于入口與識讀裝置中間的傳感器及入口傳感器共同工作測量紙票大小及長短，由此判斷該紙票是否為符合“鐵路發(fā)售和預(yù)訂系統(tǒng)”3.0版本的軟紙票，不是則根據(jù)初始化設(shè)置的基礎(chǔ)信息進(jìn)行處理；是則關(guān)閉入票口遮擋門。關(guān)閉成功由識讀裝置讀取車票條碼并向主控發(fā)送信息，成功接收到主控返回的控制指令，則執(zhí)行打孔命令，并將車票送至出票口，同時打開入票口遮擋門，準(zhǔn)備接收下一張紙票。關(guān)閉入票口遮擋門失敗或未接收到主控返回的控制指令或執(zhí)行打孔命令失敗或打開入票口遮擋門失敗都將進(jìn)入出錯處理。
如圖15所示本實(shí)用新型檢票模塊功能流程之錯誤處理流程圖，任何一個錯誤信息都將使檢票模塊停止工作，并發(fā)送警告代碼，若為檢票模塊可自動處理的警告代碼，則進(jìn)行處理下一個程序；否則發(fā)送危急代碼，若檢票模塊成功接收到主機(jī)應(yīng)答，則重新復(fù)位檢票模塊；若未接收到主機(jī)應(yīng)答，則為檢票模塊故障。
如圖16所示本實(shí)用新型模塊連接圖，自動檢票機(jī)從功能上可分為七大模塊主控模塊(工控機(jī))、人體檢測模塊(傳感器)、手持控制模塊(手持控制機(jī))、聲光報(bào)警提示模塊、翼門控制模塊2、網(wǎng)絡(luò)模塊(485通訊卡)、檢票模塊7。
權(quán)利要求1.一種鐵路客票自動檢票機(jī)，其特征在于檢票機(jī)本體包括工控機(jī)(5)、檢票模塊(9)、人體及物品檢測傳感器(11)和翼門裝置，其中工控機(jī)(5)的I/O控制板、解密卡插裝于工控機(jī)機(jī)箱內(nèi)的ISA擴(kuò)展槽，工控機(jī)(5)的CPU板通過ISA總線與I/O控制板相連，翼門裝置、傳感器通過I/O口與工控機(jī)的I/O控制板相連，檢票模塊(9)通過RS-232串口與工控機(jī)(5)的CPU板相連；檢測模塊(9)包括入票口(8)、傳動裝置(96)、識讀裝置(92)、出票口(16)、換向裝置(94)和回收口(967)，其中傳動裝置(96)為皮帶、主動軸(968)傳動結(jié)構(gòu)，入票口(8)設(shè)有相互嚙合、旋向相反的第一、二從動軸(961、962)，出票口(16)設(shè)有相互嚙合、旋向相反的第三、四從動軸(963、964)，回收口(968)設(shè)有相互嚙合、旋向相反的第五、六從動軸(9645、966)，第四從動軸(964)底部設(shè)有換向板(942)，換向板(942)連有電磁鐵(941)構(gòu)成換向裝置(94)；識讀裝置(92)為傳動紙票的皮帶上、下分別設(shè)置與不同方向紙票條碼對應(yīng)的條碼掃描器(921、922、923、924)；翼門裝置包括翼門控制模塊(2)、翼門電機(jī)(1)、翼門(15)和翼門位置傳感器，I/O控制板接收來自翼門位置傳感器探測到的翼門位置信號，經(jīng)過翼門控制模塊(2)、翼門電機(jī)(1)連至翼門(15)。
2.按照權(quán)利要求1所述的鐵路客票自動售票機(jī)，其特征在于所述自動檢票機(jī)進(jìn)入端前面板上安裝有與工控機(jī)的I/O控制板相連的引導(dǎo)顯示器(7)。
3.按照權(quán)利要求1所述的鐵路客票自動售票機(jī)，其特征在于所述工控機(jī)的CPU板連有485通訊卡。
4.按照權(quán)利要求1所述的鐵路客票自動售票機(jī)，其特征在于所述工控機(jī)的CPU板通過RS-232與手持控制機(jī)相連。
5.按照權(quán)利要求1所述的鐵路客票自動售票機(jī)，其特征在于所述翼門裝置為二個，左、右翼門分別設(shè)置于檢票機(jī)本體左右兩側(cè)。
6.按照權(quán)利要求1～5之一所述的鐵路客票自動售票機(jī)，其特征在于所述檢票機(jī)本體為至少兩個，相對設(shè)置。
7.按照權(quán)利要求6所述的鐵路客票自動檢票機(jī)，其特征在于所述人體及物品檢測傳感器為光電式傳感器，每對光電式傳感器包括1個發(fā)射光電和1個接收光電，分別安裝于組成一個通道的兩臺自動檢票機(jī)通道兩側(cè)殼體的相對位置。
8.按照權(quán)利要求7所述的鐵路客票自動售票機(jī)，其特征在于所述光電傳感器為10個，第1～4光電傳感器設(shè)置于進(jìn)入和離開的通道左右上方，四個光電傳感器中心的連線為1.1米高，第5、8光電傳感器設(shè)置于翼門開啟處，第6、7設(shè)置于開啟狀態(tài)的翼門上方，第9、10光電傳感器設(shè)置于開啟狀態(tài)的翼門下方。
9.按照權(quán)利要求1所述的鐵路客票自動檢票機(jī)，其特征在于翼門控制模塊由主控單片機(jī)、硬件狗、0度、90度接近開關(guān)輸入信號連接器、轉(zhuǎn)換、隔離光電耦合器、邏輯驅(qū)動電路、固態(tài)繼電器、三極管、繼電器、輸出連接器、輸出電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)顯示驅(qū)動電路、LED指示燈，翼門開/關(guān)控制信號轉(zhuǎn)換、隔離輸入光電耦合器組成；其連接關(guān)系是翼門(15)的開/關(guān)門信號從工控機(jī)(5)發(fā)出，與翼門控制模塊的連接器連接，這個信號通過光電耦合器隔離后，接到單片機(jī)的I/O端，單片機(jī)的I/O控制端通過光電耦合器隔離后，將翼門的狀態(tài)信號與連接器連接，翼門控制模塊通過連接器與工控機(jī)(5)連接，將翼門(15)的工作狀態(tài)返回給工控機(jī)(5)，工控機(jī)(5)將緊急停止信號與翼門控制模塊的連接器連接，這個信號直接與繼電器的控制端連接；單片機(jī)的I/O控制端與硬件狗的信號觸發(fā)端連接，硬件狗的復(fù)位端與單片機(jī)的復(fù)位端連接；單片機(jī)的I/O控制端產(chǎn)生的電機(jī)電源控制信號，通過邏輯驅(qū)動電路后，產(chǎn)生兩個同相的邏輯驅(qū)動信號，它們分別輸出給三極管的基極和發(fā)光二極管的DYL端，三極管的集電極連接到繼電器的控制端，繼電器的輸出端與連接器連接；單片機(jī)的I/O控制端產(chǎn)生的電機(jī)制動控制信號，通過邏輯驅(qū)動電路后，產(chǎn)生兩個同相的邏輯驅(qū)動信號，它們分別輸出給固態(tài)繼電器的控制端和發(fā)光二極管，固態(tài)繼電器的輸出端與連接器連接；單片機(jī)的I/O控制端產(chǎn)生的電機(jī)反轉(zhuǎn)控制信號，通過邏輯驅(qū)動電路后，產(chǎn)生兩個同相的邏輯驅(qū)動信號，它們分別輸出給固態(tài)繼電器的控制端和發(fā)光二極管，固態(tài)繼電器的輸出端與連接器連接；單片機(jī)的I/O控制端產(chǎn)生的電機(jī)正轉(zhuǎn)控制信號，通過邏輯驅(qū)動電路后，產(chǎn)生兩個同相的邏輯驅(qū)動信號，它們分別輸出給固態(tài)繼電器的控制端和發(fā)光二極管，固態(tài)繼電器的輸出端與連接器連接；0度接近開關(guān)的信號線與連接器連接，連接器通過光電耦合器隔離后，輸入給單片機(jī)的I/O端；90度接近開關(guān)的信號線與連接器連接，連接器通過光電耦合器隔離后，輸入給單片機(jī)的I/O端。
專利摘要本實(shí)用新型涉及檢票機(jī)，具體為一種鐵路客票自動檢票機(jī)。檢票機(jī)本體包括工控機(jī)、檢票模塊、人體及物品檢測傳感器和翼門裝置，其中工控機(jī)的I/O控制板、解密卡插裝于工控機(jī)的ISA擴(kuò)展槽，工控機(jī)的CPU板通過ISA總線與I/O控制板相連，翼門裝置、傳感器通過I/O口與工控機(jī)的I/O控制板相連，檢票模塊通過RS－232串口與工控機(jī)的CPU板相連；檢測模塊包括入票口、傳動裝置、識讀裝置、出票口、換向裝置和回收口。本實(shí)用新型由旅客自主操作、自助完成車票檢票及順利通行。
文檔編號G07B17/00GK2671025SQ03213789
公開日2005年1月12日 申請日期2003年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月25日
發(fā)明者梁士文, 胡鵬程, 譚大為, 劉春德, 李永華, 黃征, 闞自龍 申請人:沈陽銀河自動化技術(shù)有限公司