專利名稱：一種可實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和存儲(chǔ)錢幣信息的投幣錢箱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及投幣錢箱管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能把錢幣信息存儲(chǔ)在智能 儲(chǔ)幣錢箱上的投幣錢箱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
錢箱作為收幣儲(chǔ)幣裝置，是投幣系統(tǒng)和投幣終端的重要組成部分。常用的投幣錢 箱只是一個(gè)金屬箱體結(jié)構(gòu)，箱體上不包含電子信息；終端技術(shù)重點(diǎn)在于識(shí)幣器、主控電路及 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的可靠性有效性，與錢箱沒有進(jìn)行電子信息交互，錢箱沒有授權(quán)工作方式；收幣及 錢箱管理由現(xiàn)場人員負(fù)責(zé)，營業(yè)統(tǒng)計(jì)需要人工清點(diǎn)核對。授權(quán)公告號為CN201363042Y的中 國實(shí)用新型專利公開了一種無源RFID電子錢箱，對錢箱身份標(biāo)簽做了嘗試，給錢箱裝上一 個(gè)RFID電子標(biāo)簽，用于跟蹤錢箱的去向和便于管理。但該技術(shù)并未涉及到錢箱與投幣系統(tǒng) 進(jìn)行信息交互，不能反映錢箱儲(chǔ)幣和授權(quán)信息，錢箱相對于投幣系統(tǒng)是獨(dú)立的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種可實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和存儲(chǔ)錢幣信息的投幣錢箱系統(tǒng)，智 能儲(chǔ)幣錢箱能與投幣終端進(jìn)行信息交互，能分類統(tǒng)計(jì)錢幣并存儲(chǔ)錢幣信息。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種可實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和存儲(chǔ)錢幣信息的投幣錢箱系統(tǒng)，包括智能儲(chǔ)幣錢箱和收幣控制 單元；所述收幣控制單元包括主控模塊、與主控模塊信號連接的智能識(shí)幣器；所述智能儲(chǔ) 幣錢箱設(shè)一與主控模塊信號連接的智能模塊；所述智能識(shí)別器識(shí)別錢幣的真?zhèn)渭皫胖?，?時(shí)記錄投入智能儲(chǔ)幣錢箱的錢幣的幣值和數(shù)量并將信息傳送給主控模塊；所述主控模塊實(shí) 時(shí)接收來自智能識(shí)幣器的信息，將信息附上時(shí)間信息，經(jīng)打包和加密處理后傳送給智能模 塊并由智能模塊分類統(tǒng)計(jì)及存儲(chǔ)。所述智能儲(chǔ)幣錢箱的箱體上設(shè)有用于容納智能模塊的凹槽。為保證通信的安全性，所述智能模塊還儲(chǔ)存電子身份和授權(quán)狀態(tài)數(shù)據(jù)；主控模塊 識(shí)別智能模塊的電子身份和授權(quán)狀態(tài)數(shù)據(jù)，作為通信連接的依據(jù)。當(dāng)需要調(diào)取智能模塊所存儲(chǔ)的信息時(shí)，可以通過接口轉(zhuǎn)換器將智能模塊連接到后 臺(tái)管理電腦上，后臺(tái)管理電腦讀取智能模塊所存儲(chǔ)的信息并可對智能儲(chǔ)幣錢箱進(jìn)行授權(quán)管 理。所述智能模塊包括電路板；所述電路板設(shè)置智能小系統(tǒng)和導(dǎo)電接口觸片；所述主 控模塊設(shè)有可插入智能模塊并與導(dǎo)電接口觸片實(shí)現(xiàn)電連接的彈簧接頭。所述智能小系統(tǒng)包括單片機(jī)以及與其分別連接的電可擦除存儲(chǔ)器、加密邏輯電 路、晶振電路、電源轉(zhuǎn)換電路、通信接口保護(hù)電路。所述單片機(jī)內(nèi)置時(shí)序電路、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、看門狗電路、中斷邏輯電路、 復(fù)位邏輯電路，在單片機(jī)上設(shè)置有串行接口、輸入輸出接口。作為優(yōu)化選擇，所述單片機(jī)為8位中央處理器。
3[0013]作為優(yōu)化選擇，所述導(dǎo)電接口觸片為三個(gè)，三個(gè)導(dǎo)電接口觸片分別為電源正端、電 源地和串行通信線的接口 ；所述主控模塊上的彈簧接頭為三個(gè)，三個(gè)彈簧接頭與三個(gè)導(dǎo)電 接口觸片相匹配。當(dāng)需要讀取智能儲(chǔ)幣錢箱的數(shù)據(jù)時(shí)，可以通過帶有三個(gè)接頭的接口轉(zhuǎn)換 器將智能模塊與后臺(tái)管理電腦連接。作為優(yōu)化方案，還可以在智能儲(chǔ)幣錢箱設(shè)一永磁模塊，所述永磁模塊包括與智能 儲(chǔ)幣錢箱金屬隔離的永磁體；所述主控模塊設(shè)有可檢測智能儲(chǔ)幣錢箱位置的磁感應(yīng)檢測電 路；所述磁感應(yīng)檢測電路包括干簧管和檢測導(dǎo)線，干簧管兩輸出端分別與檢測導(dǎo)線的兩 端連接。本實(shí)用新型的有益效果是1、智能儲(chǔ)幣錢箱的實(shí)際儲(chǔ)幣與智能模塊保存的錢幣信 息的電子數(shù)據(jù)同時(shí)保留在智能儲(chǔ)幣錢箱上，兩種數(shù)據(jù)可以得到互相認(rèn)證對比，杜絕作弊因 素和管理漏洞，有效地保證了業(yè)務(wù)的安全性，同時(shí)也使智能儲(chǔ)幣錢箱既可實(shí)現(xiàn)單機(jī)管理也 可實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)管理；2、智能儲(chǔ)幣錢箱工作電源來自主控模塊，在保存和移動(dòng)時(shí)為無源狀態(tài)，使 之更可靠且免于維護(hù)；3、智能模塊所存儲(chǔ)的電子數(shù)據(jù)經(jīng)過加密處理，只有獲得權(quán)限的管理 人員才能讀取電子數(shù)據(jù)，保證電子數(shù)據(jù)的安全。4、智能儲(chǔ)幣錢箱不僅是儲(chǔ)存錢幣的物理錢 箱，更是信息化的數(shù)字錢箱，通過授權(quán)和電子身份管理，保證錢箱的有序使用和流通，便于 投幣終端的大規(guī)模運(yùn)營，也有利于對投幣終端的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和管理；5、通過實(shí)際儲(chǔ)幣和電子 數(shù)據(jù)的比對，除了容易找出管理漏洞外，在出現(xiàn)異常時(shí)，還容易找出問題的原因，有助于技 術(shù)人員改進(jìn)設(shè)計(jì)，使投幣終端技術(shù)更為完善。

圖1為本實(shí)用新型的智能儲(chǔ)幣錢箱與收幣控制單元的電連接關(guān)系圖；圖2為本實(shí)用新型的智能儲(chǔ)幣錢箱與后臺(tái)管理電腦的連接方式圖；圖3為本實(shí)用新型的智能模塊的裝配圖；圖4為本實(shí)用新型的智能模塊的電原理圖；圖5為本實(shí)用新型的智能模塊的工作流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型的投幣錢箱系統(tǒng)包括智能儲(chǔ)幣錢箱1和收幣控制單元，所 述收幣控制單元包括主控模塊2、與主控模塊2信號連接的智能識(shí)幣器3 ；所述智能識(shí)幣器 3能識(shí)別投入錢幣的真?zhèn)魏蛶胖?，同時(shí)記錄投入智能儲(chǔ)幣錢箱1的錢幣的幣值和數(shù)量，并將 這些錢幣信息傳送給主控模塊2 ；在智能儲(chǔ)幣錢箱1的外壁上設(shè)有一凹槽，內(nèi)置智能模塊5， 所述智能模塊5存儲(chǔ)了智能儲(chǔ)幣錢箱1的電子身份和授權(quán)狀態(tài)數(shù)據(jù)，作為與主控模塊2通 信的依據(jù)；所述主控模塊2上設(shè)有與智能模塊5連接的彈簧接頭21 ；智能模塊5與主控模塊 2信號連接的同時(shí)獲得了主控模塊2供給的電源；所述主控模塊2通過識(shí)別智能模塊5上的 電子身份和授權(quán)數(shù)據(jù)判別智能儲(chǔ)幣錢箱1是否合法可用，并實(shí)時(shí)接收累計(jì)來自智能識(shí)幣器 3的錢幣信息以及時(shí)驅(qū)動(dòng)投幣終端工作，將錢幣信息附上時(shí)間信息，經(jīng)打包和加密處理后傳 給智能模塊5并由智能模塊分類統(tǒng)計(jì)及存儲(chǔ)，這樣，投入智能儲(chǔ)幣錢箱1的錢幣的幣值、數(shù) 量、投入時(shí)間便可實(shí)時(shí)地記錄在智能模塊5上，使智能儲(chǔ)幣錢箱1的實(shí)際儲(chǔ)幣量與記錄的電 子數(shù)據(jù)統(tǒng)一，通過對這兩種數(shù)據(jù)的對比，便可判別是否存在人為作弊。[0022]如圖3所示，在智能儲(chǔ)幣錢箱1的箱體上設(shè)有凹槽51，凹槽51的兩邊有四個(gè)對應(yīng) 的鉚孔511。智能模塊5包括電路板52、密封橡膠53、外部壓板M。電路板52上分布有智 能小系統(tǒng)，并焊接有三塊導(dǎo)電接口觸片522，電路板四周是對稱的四個(gè)固定孔521 ；密封橡 膠53用于將電路板52和外部壓板M隔離，密封橡膠53上對應(yīng)著三塊導(dǎo)電接口觸片522的 地方設(shè)三個(gè)圓孔，同時(shí)在對應(yīng)著電路板上的四個(gè)固定孔521的地方也設(shè)四個(gè)固定孔；外部 壓板M對應(yīng)著導(dǎo)電接口觸片522的地方同樣設(shè)有三個(gè)圓孔，外部壓板的背部有四個(gè)對稱的 機(jī)絲鉚柱M1，兩邊有四個(gè)對稱的鉚孔M2，外部表面粘有壓克力薄片。裝配時(shí)，先用四顆機(jī) 絲55通過固定孔521把電路板52和密封橡膠53固定在外部壓板M的四個(gè)機(jī)絲鉚柱541 上，構(gòu)成一個(gè)智能模塊，再用鉚釘通過外部壓板M的鉚孔542和凹槽的鉚孔511把智能模 塊固定在錢箱體上，構(gòu)成一體結(jié)構(gòu)。智能模塊裝好后難于拆除，最外表面與智能儲(chǔ)幣錢箱的 箱體表面平齊。當(dāng)智能儲(chǔ)幣錢箱1處于工作位置時(shí)，主控模塊2上的彈簧接頭21插入智能模塊5 的圓孔并與導(dǎo)電接口觸片522電連接，使智能模塊5與主控模塊2實(shí)現(xiàn)通訊連接并使智能 模塊從主控模塊獲得電源。如圖2所示，智能儲(chǔ)幣錢箱1還可以通過帶有三個(gè)接頭的接口轉(zhuǎn)換器4與后臺(tái)管 理電腦6連接，使后臺(tái)管理電腦6能夠讀取投幣錢箱1的智能模塊5所存儲(chǔ)的錢幣信息。后 臺(tái)管理電腦裝6裝有管理軟件，管理軟件分配電子身份、訪問權(quán)限、服務(wù)對象、區(qū)域、工作許 可狀態(tài)等數(shù)據(jù)給智能儲(chǔ)幣錢箱1，使智能儲(chǔ)幣錢箱服務(wù)于指定的投幣系統(tǒng)；同時(shí)分配管理 身份、管理權(quán)限、密碼給工作人員。當(dāng)智能儲(chǔ)幣錢箱1的電子身份及授權(quán)數(shù)據(jù)與后臺(tái)腦數(shù)據(jù) 庫中的智能儲(chǔ)幣錢箱管理數(shù)據(jù)及管理身份相匹配時(shí)，智能儲(chǔ)幣錢箱1的信息才能被訪問。智能模塊的電原理圖如圖4所示。電路板52是智能模塊的主要部件，電路板上分 布著智能小系統(tǒng)。智能小系統(tǒng)包括單片機(jī)以及與其分別連接的電可擦除存儲(chǔ)器、加密邏輯 電路、晶振電路、電源轉(zhuǎn)換電路、通信接口保護(hù)電路。單片機(jī)為8位中央處理器，內(nèi)置有時(shí) 序電路、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、看門狗電路、中斷邏輯電路、復(fù)位邏輯電路，在單片機(jī)上 設(shè)置有串行接口、輸入輸出接口，看門狗電路及復(fù)位邏輯能保證單片機(jī)不存在死機(jī)現(xiàn)象；電 可擦除存儲(chǔ)器存儲(chǔ)投幣終端的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、鑒權(quán)數(shù)據(jù)和一些工作相關(guān)參數(shù)，數(shù)據(jù)的更改、寫入 或讀出由單片機(jī)指令控制完成即可，不需要特別接口電路；傳輸和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)都是加密的， 加密邏輯提供了 128比特的咨詢響應(yīng)算法，使數(shù)據(jù)難于破解；晶振電路為單片機(jī)提供時(shí)序 來源；電源轉(zhuǎn)換電路是把外部供給的5V電壓轉(zhuǎn)換為內(nèi)部適用的穩(wěn)定電壓，如3. 3V，保證智 能小系統(tǒng)的穩(wěn)定工作；通信接口保護(hù)電路提供的是過流過壓保護(hù)。由于導(dǎo)電接口觸片是一 個(gè)對外操作的接口，有一定的人為因素，操作失誤的風(fēng)險(xiǎn)是存在的，因此設(shè)計(jì)此保護(hù)電路進(jìn) 行緩沖保護(hù)。導(dǎo)電接口觸片是電源和信號接入點(diǎn)，導(dǎo)電接口觸片為三個(gè)，分別為電源正端 (+5V)、電源地(GND)和串行通信線(DATA)。串行通信方式采用單線總線通信協(xié)議，內(nèi)部數(shù) 據(jù)采用自定義的私有格式，以保證通信的可靠性和有效性。投幣錢箱系統(tǒng)的工作過程當(dāng)智能儲(chǔ)幣錢箱處于正常工作狀態(tài)時(shí)，主控模塊通過 上述方式與智能模塊連接，實(shí)現(xiàn)通信和供電。這時(shí)，智能模塊首先進(jìn)行自檢、初始化，做好通 信準(zhǔn)備。主控模塊先驗(yàn)證接入的智能模塊的電子身份和授權(quán)狀態(tài)數(shù)據(jù)，若數(shù)據(jù)匹配則接入 錢箱被接納為合法錢箱，收幣控制單元被置為正常工作狀態(tài)；否則接入的錢箱被視為非法 錢箱，收幣控制單元不啟動(dòng)，投入的硬幣不會(huì)落入儲(chǔ)幣錢箱中。當(dāng)投入的錢幣順利通過智能識(shí)幣器落入智能儲(chǔ)幣錢箱時(shí)，智能識(shí)幣器會(huì)將投入的錢幣的幣值、數(shù)量的信息傳送給主控 模塊，主控模塊按通信協(xié)議給錢幣信息附上時(shí)間信息，將數(shù)據(jù)打包加密處理后傳送給智能 模塊。智能模塊接收到數(shù)據(jù)信號后會(huì)先解析數(shù)據(jù)再將數(shù)據(jù)分類存儲(chǔ)。當(dāng)智能儲(chǔ)幣錢箱與后 臺(tái)電腦連接時(shí)，后臺(tái)管理電腦發(fā)出訪問請求指令，智能模塊會(huì)先對后臺(tái)管理電腦的身份和 權(quán)限進(jìn)行鑒別，若后臺(tái)管理電腦為合法的電腦并獲得訪問權(quán)限，智能模塊才會(huì)與后臺(tái)管理 電腦進(jìn)行數(shù)據(jù)交流。智能模塊的工作流程如圖5所示。其中業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)為投入有效錢幣的種 類及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，鑒權(quán)數(shù)據(jù)為安全密鑰，授權(quán)參數(shù)、狀態(tài)及操作記錄。 為了讓主控模塊2能夠得知智能儲(chǔ)幣錢箱1是否到位，還可以在智能儲(chǔ)幣錢箱1 上設(shè)一凹槽，內(nèi)置永磁模塊7 ；永磁模塊包括非鐵質(zhì)金屬托片、永磁體71、非鐵質(zhì)金屬外蓋； 永磁體71置于非鐵質(zhì)金屬托片中，外部被非鐵質(zhì)金屬外蓋壓住，從而使永磁體71與智能儲(chǔ) 幣錢箱1金屬隔離。同時(shí)在主控模塊上設(shè)磁感應(yīng)檢測電路。磁感應(yīng)檢測電路由干簧管81 和檢測導(dǎo)線82組成。干簧管的內(nèi)部是兩片金屬彈片811，檢測導(dǎo)線82的兩端分別與金屬 彈片811的外輸出端連接。當(dāng)智能儲(chǔ)幣錢箱到位時(shí)，智能儲(chǔ)幣錢箱與主控模塊非常接近，這 時(shí)，永磁體71會(huì)產(chǎn)生磁力使兩個(gè)金屬彈片811接觸閉合，使檢測導(dǎo)線82接通。若智能儲(chǔ)幣 錢箱1不到位，兩個(gè)金屬彈片811便會(huì)分開，檢測導(dǎo)線82斷開。主控模塊2通過檢測導(dǎo)線 的閉合與否得知智能儲(chǔ)幣錢箱是否到位，并將數(shù)據(jù)信號發(fā)送給智能模塊5。這樣，智能模塊 便可將智能儲(chǔ)幣錢箱的狀態(tài)信息進(jìn)行存儲(chǔ)。
權(quán)利要求1.一種可實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和存儲(chǔ)錢幣信息的投幣錢箱系統(tǒng)，包括智能儲(chǔ)幣錢箱和收幣控制單 元，其特征在于所述收幣控制單元包括主控模塊、與主控模塊信號連接的智能識(shí)幣器；所 述智能儲(chǔ)幣錢箱設(shè)一與主控模塊信號連接且存儲(chǔ)有主控模塊能識(shí)別的電子身份和授權(quán)狀 態(tài)數(shù)據(jù)的智能模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的可實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和存儲(chǔ)錢幣信息的投幣錢箱系統(tǒng)，其特征在于所 述智能儲(chǔ)幣錢箱的箱體上設(shè)有用于容納智能模塊的凹槽。
3.如權(quán)利要求1所述的可實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和存儲(chǔ)錢幣信息的投幣錢箱系統(tǒng)，其特征在于還 包括能對智能儲(chǔ)幣錢箱進(jìn)行授權(quán)管理及讀取智能模塊所存儲(chǔ)的信息的后臺(tái)管理電腦，所述 智能模塊通過接口轉(zhuǎn)換器與后臺(tái)管理電腦連接。
4.如權(quán)利要求1所述的可實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和存儲(chǔ)錢幣信息的投幣錢箱系統(tǒng)，其特征在于所 述智能模塊包括電路板；所述電路板設(shè)置智能小系統(tǒng)和導(dǎo)電接口觸片；所述主控模塊設(shè)有 可插入智能模塊并與導(dǎo)電接口觸片實(shí)現(xiàn)電連接的彈簧接頭。
5.如權(quán)利要求4所述的可實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和存儲(chǔ)錢幣信息的投幣錢箱系統(tǒng)，其特征在于所 述智能小系統(tǒng)包括單片機(jī)以及與其分別連接的電可擦除存儲(chǔ)器、加密邏輯電路、晶振電路、 電源轉(zhuǎn)換電路、通信接口保護(hù)電路。
6.如權(quán)利要求5所述的可實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和存儲(chǔ)錢幣信息的投幣錢箱系統(tǒng)，其特征在于所 述單片機(jī)內(nèi)置時(shí)序電路、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、看門狗電路、中斷邏輯電路、復(fù)位邏輯電 路，在單片機(jī)上設(shè)置有串行接口、輸入輸出接口。
7.如權(quán)利要求5所述的可實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和存儲(chǔ)錢幣信息的投幣錢箱系統(tǒng)，其特征在于所 述單片機(jī)為8位中央處理器。
8.如權(quán)利要求4所述的可實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和存儲(chǔ)錢幣信息的投幣錢箱系統(tǒng)，其特征在于所 述導(dǎo)電接口觸片為三個(gè)；所述主控模塊上的彈簧接頭為三個(gè)，三個(gè)彈簧接頭與三個(gè)導(dǎo)電接 口觸片匹配。
9.如權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述的可實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和存儲(chǔ)錢幣信息的投幣錢箱系統(tǒng)，其 特征在于所述智能儲(chǔ)幣錢箱設(shè)一永磁模塊，所述永磁模塊包括與智能儲(chǔ)幣錢箱金屬隔離 的永磁體；所述主控模塊設(shè)有可檢測智能儲(chǔ)幣錢箱位置的磁感應(yīng)檢測電路；所述磁感應(yīng)檢 測電路包括干簧管和檢測導(dǎo)線，所述干簧管兩輸出端分別與所述檢測導(dǎo)線的兩端連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種能把錢幣信息存儲(chǔ)在智能儲(chǔ)幣錢箱上的投幣錢箱系統(tǒng)，包括智能儲(chǔ)幣錢箱和收幣控制單元，所述收幣控制單元包括主控模塊、與主控模塊信號連接的智能識(shí)幣器；所述智能儲(chǔ)幣錢箱設(shè)一與主控模塊信號連接的存有電子身份和授權(quán)狀態(tài)數(shù)據(jù)的智能模塊。本實(shí)用新型的智能儲(chǔ)幣錢箱能與收幣控制單元進(jìn)行信息交互，能實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和存儲(chǔ)錢幣信息，實(shí)現(xiàn)錢幣軟硬信息的結(jié)合，提高儲(chǔ)幣的安全性和準(zhǔn)確性，杜絕作弊；同時(shí)由于嵌入電子身份和授權(quán)數(shù)據(jù)，使信息更加安全，又能適應(yīng)投幣終端的大規(guī)模經(jīng)營和管理，實(shí)現(xiàn)管理的現(xiàn)代化。
文檔編號G07D11/00GK201936380SQ201120027009
公開日2011年8月17日 申請日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
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