数字式自动售货机控制系统 本发明涉及自动售货机控制系统，属于计算机技术应用领域。
现有的自动售货机是以投币式单机进行售货的，投入货币(硬币或纸币)后，由自动售货机的货币识别机构进行识别判别，根据识别结果来控制售货机的驱动部件进行动作，完成售货功能。其缺陷是：售货机对货币的质量及材质都有一定的要求，而我国流通的纸币残破率比较高，不易识别；硬币的发行量少、币值低、携带不便，一元硬币的材质不易识别，如同样大小的A3钢片在货币识别机构上就不易识别。这些缺陷也是影响投币式自动售货机在我国推广普及的主要原因。
本发明的目的是设计一种可克服上述缺陷的数字式自动售货机控制系统。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
数字式自动售货机控制系统，由微机、随机键盘、通讯控制器、售货机数据输入及控制装置、售货驱动部件组成，其中：随机键盘接微机地键盘接口，通讯控制器的一端接微机的串行通讯接口，售货机数据输入及控制装置控制售货机驱动部件，售货机数据输入及控制装置通过传输线与通讯控制器的另一端连接。
随机键盘由单片机电路、键盘电路和显示电路组成，键盘电路和显示电路接单片机电路，单片机电路接微机的键盘接口；通讯控制器由单片机电路、RS232接口电路、多口RS485控制电路、RS485接口转换电路组成，RS232接口电路和多口RS485控制电路接该单片机电路，RS232接口电路的另一端接微机的串行通讯接口，多口RS485控制电路的另一端接RS485接口转换电路；售货机数据输入及控制装置由单片机电路及与其连接的随机键盘、显示器、驱动电路、RS485转换电路组成，RS485转换电路的另一端经传输线接通讯控制器中的RS485接口转换电路。
本系统运行时，顾客首先通过微机与随机键盘，建立顾客档案及自动售货机档案，微机把顾客档案及自动售货机档案的每条数据信息经过串行通讯接口送入通讯控制器的存储器中，在通讯控制器中建立顾客档案和自动售货机档案信息数据库。顾客购物时，在自动售货机的数据输入及控制装置上输入消费信息，由数据输入及控制装置将数据加工处理，通过RS485转换电路与传输线送入通讯控制器中，通讯控制器再将消费信息经过RS232接口电路实时送入微机。通讯控制器和微机同时对消费信息与自身的顾客档案信息进行比较判断，微机把比较判断的结果信息经串行通讯接口送回通讯控制器，通讯控制器把比较的结果信息与微机传回的结果相比较，如一致，通讯控制器经传输线把结果信息送到售货机的数据输入及控制装置中，使售货机执行相应的动作，如不一致，通讯控制器向售货机的数据输入及控制装置发出要求重发的信息。
本系统由于采用集中收款、建立顾客档案的方法控制自动售货机的售货行为，在售货机交易过程中不使用货币，从根本上解决了投币式自动售货机对货币有一定要求的问题，因而适用于消费群体固定集中的场所。
本系统是在现有微机、通讯、单片机技术基础上实现的，实施方便可靠。
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
图1是本发明的组成框图；
图2是随机键盘的组成框图；
图3是随机键盘的盘面图；
图4是通讯控制器的组成框图；
图5是售货机数据输入及控制装置的组成框图；
图6是随机键盘的电路图；
图7是通讯控制器的电路图；
图8是售货机数据输入及控制装置的电路图。
请参照图1，本发明由微机11、随机键盘12、通讯控制器13、售货机数据输入及控制装置14、售货驱动部件15组成。随机键盘12接微机11的键盘接口，通讯控制器13的一端接微机11的串行通讯接口，售货机数据输入及控制装置14控制售货机驱动部件15，并通过传输线与通讯控制器13的另一端连接。
微机11是本系统运行的核心部分，可用386以上的各型微型计算机。在微机11上运行的消费者管理软件，可实现：
A.建立顾客档案。可按一定的规则建立顾客消费号，通过随机键盘12由顾客输入消费密码，顾客交纳预付金或进行挂帐处理。把这些消费号、消费密码、预付金信息组合建成顾客档案。
B.建立自动售货机档案。对系统中的每台售货机、各种信息包括每台售货机所售的商品进行编号，对每台售货机所售商品的数量及各种商品的单价建立档案。
C.与通讯控制器13通讯。微机11通过RS232接口把顾客档案信息、自动售货机档案送入通讯控制器13，读入通讯控制器13的信息，这些信息包括：顾客档案、自动售货机档案、顾客的消费数据、售货机各种商品的销售金额、售货机所售商品的总金额和通讯控制器所管理的所有自动售货机的总金额。
微机11从通讯控制器13实时接收由自动售货机数据输入及控制装置14所送入系统中的消费信息。向通讯控制器13实时传回微机11中把消费信息与顾客档案及售货机档案相比较判断的结果，其包括：消费号和密码是否正确、查找消费信息中售货机号所对应的商品号的商品单价及商品数量，计算这一消费信息的消费金额，比较顾客档案中的余额是否大于或等于该消费金额，得出相应的结果数据。
D.对消费者信息及自动售货机进行如下后台处理：1.结帐：顾客如退出本系统，可通过微机11进行结算，打印出顾客在本系统中所有自动售货机购物的结算信息，结算包括顾客的消费号、(密码号)、预付金额、消费金额、消费次数及所剩余额。2.售货机商品的进销存管理：包括自动售货机的上货品种、每一商品的数量、商品缺货报警、商品的售价、商品的变价等信息。3.顾客档案的编辑：包括顾客更改个人消费密码、增加预付金额、查帐等。
请参照图2，随机键盘12包括单片机电路21、键盘电路22和数码显示电路23，键盘电路22和显示电路23接单片机电路21，单片机电路21接微机11的键盘接口。
随机键盘是系统建立顾客档案中输入个人密码的装置，它与普通键盘的区别在于：随机键盘上各键位的键位值是随机变化的，如图3-1所示，它由十六个键位组成，其中，“0”～“9”为随机键位，“A、B、C、D、确认、清除”为固定键位。随机键盘的键位值由键盘上与键位相对应的数码管显示的数字来确定。顾客每按一次键，随机键盘的键位值就产生一次随机的无序变化，并通过数码管显示出来(如图3-2所示)。顾客使用随机键盘输入密码，增加了密码的保密性。
随机键盘12的电路图见图6。图中：8751单片机IC1″、C1～C3、E1组成基本单片机电路。74244缓冲器IC9″、7413与非门IC10″、7432或门IC14″、晶体管BG1″～BG4″、按键S1″～S16″组成键盘输入控制电路。7402或非门IC11″、74244缓冲器IC3″、键盘插座J1″组成与微机相接的键盘接口电路。74373锁存器IC6″、7447BCD七段译码器IC8″、74145BCD-十译码器IC7″、晶体管BG5″～BG14″、数码管LED1″～LED10″组成键盘随机键位数码显示电路。
随机键盘的工作原理如下：
IC1″运行固化ROM中的程序，平时P1.6脚输出低电平，使IC8″工作在全暗状态，各LED关闭，控制软件关中断，按键电路不工作。当微机11允许键盘工作的请求信号经J1″的1脚和IC3″送入IC1″的P1.3脚后，软件进入工作状态，其流程为：
a.IC1″调用随机数产生程序，生成一位“0～9”间的随机数，与顺序产生的“0～9”键位号相组合，生成十个字节的数码管BCD码及位控BCD码，每字节中，低四位为随机数，高四位为键位号。
b.IC1″的P1.4脚输出低电平，打开IC11″，IC1″的P1.6脚输出高电平，使IC8″进入工作状态，令显示器显示上述十个字节的内容。
c.扫描按键，当按键S1″～S16″有一个按下时，其键位值被读入，然后程序转步骤a，直至按下确认键为止。在输入过程中可用消除键清除当前输入的数值。
d.顾客按确认键后，程序转数据处理，把输入的数据转换成ASCII码，经IC1″的P1.2脚、IC3″串行输出到J1″的2脚，再将同步信号经IC1″的P1.0脚、IC3″送到J1″的1脚，最后送入微机11。
e.IC1″的P1.6脚输出低电平，使IC8″关闭，同时软件关闭中断，等待下一个工作流程。
请参照图4，通讯控制器13由单片机电路41、随机存储器42、RS232接口电路43、多口RS485控制电路44、RS485接口转换电路45组成，RS232接口电路43和多口RS485控制电路44接单片机电路41，RS232接口电路43的另一端接微机11的串行通讯接口，多口RS485控制电路44的另一端接RS485接口转换电路45。
通讯控制器13是与多台自动售货机数据输入及控制装置14进行通讯的管理及接口转换控制器。它通过RS232接口与微机11相连，接收微机11传送的顾客档案、售货机档案信息，在通讯控制器中建立相应的顾客档案信息库、售货机档案信息库，可根据微机11的请求发送回顾客档案及售货机档案信息，同时可以实时传递消费信息和微机11的判断结果。
通讯控制器13的电路图见图7。图中：8751单片机IC1′、74373锁存器IC2′、62256RAMIC3′～IC6′、74154BCD-十六译码器IC10′组成单片机电路，IC10′产生片选信号。7492分频器IC7′、8253可编程计数器IC8′、8251可编程串口IC9′、1488RS232电平转换输出芯片IC34′、1489RS232电平转换输入芯片IC35′组成与微机11进行双向通讯的RS232接口转换电路，插口BJ1接微机11的RS232串行通讯接口，IC7′接收IC1′的时钟信号，经分频送入IC8′、IC9′的时钟端。7402或非门IC12′、74373锁存器IC14′～IC17′组成一对多、多对一的RS485通讯口控制电路，其中IC14′、IC15′作为扩展通讯控制电路。OC与非门IC18′～IC21′、与非门IC22′～IC25、75175RS485接收转换芯片IC26′～IC29′、75174RS485发送转换芯片IC30′～IC33′、7400与非门IC13′组成一对多及多对一双向RS485接口转换电路，IC13′接IC1′的串行口RXD、TXD。J1′～J16′为RS485插座。
通讯控制器的工作原理如下：
a.单片机IC1′对整个通讯控制器电路进行初始化。
b.微机11发送的数据经BJ1的3脚、IC35′进入IC9′的RXD端，IC9′收到第一字节停止位后，其14脚输出高电平，经倒相后，向IC1′的INT0脚发出中断申请。IC1′执行通讯中断服务程序，以查询方式连续接收微机11传来的信息，并将通讯数据送入IC3′～IC6′中的通讯缓存区中。接收完成后，IC1′根据读取的数据特征字节，按一定格式送入IC3′～IC6的档案库中。
c.顾客档案数据库和售货机档案数据库建成后，IC1′通过数据总线向IC16′、IC17′循环发出控制字节，依次控制多口RS485转换电路中每一路的通断。
d.自动售货机数据输入及控制装置14向通讯控制器13发出通讯请求信号，例如第一路有通讯请求信号输入时，该信号经J1′的1脚和2脚、IC26′、IC18′、IC13′至IC1′的RXD脚，IC1′收到后转向串行口中断服务程序，经其TXD脚、IC13′、IC22′、IC30′、J1′的3脚和4脚向售货机数据输入及控制装置14发送应答信号，以查询方式接收售货机的消费信息。
e.把接收到的消费信息通过RS232接口电路实时发送给微机11。
f.IC1′执行数据判断程序，把消费信息数据与RAM中的顾客档案数据、售货机档案数据进行比较，得出相应的结果信息。
g.将此结果与微机11传来的比较判断结果相比较，如一致则向售货机发送这一结果，如不一致则向售货机发出信息错误信号，要求售货机重发消费信息。
h.中断接收微机11发送的各种编辑信息及命令，执行相应的程序，更改顾客信息库及售货机档案信息库，或将数据库信息传送回微机11。
i.转步骤c。
请参照图5，售货机数据输入及控制装置14由单片机电路51及与单片机电路51连接的随机键盘52、磁卡阅读器53、驱动电路54、显示器55、RS485转换电路56组成。转换电路56的另一端经传输线接通讯控制器13中的RS485接口转换电路45。
售货机数据输入及控制装置14用于输入自动售货机的消费信息并控制售货机的执行机构的动作，它是本系统的数据终端装置。本系统的消费信息由售货机号、顾客的消费号、顾客的密码号、所购商品的商品号及数量或查帐四部分组成。
随机键盘52用来输入消费信息，输入消费号与商品信息时，其为定位键盘，即数码管显示的数值在输入过程中不变，在输入密码的过程中，键位产生随机变化。磁卡阅读器53用于输入顾客的消费号，它可节省顾客在购物时的按键次数。显示器55用于在顾客购物过程中向顾客提示操作步骤，并显示各种数据信息。单片机电路51完成对随机键盘52的控制和磁卡阅读器53的输入，对所输入的消费信息进行加工处理，再经RS485转换电路56与通讯控制器通讯，根据系统传回的结果信息向驱动电路54发出控制信号，使其执行售货动作。
售货机数据输入及控制装置14的电路图见图8。图中：8751单片机IC1、74373锁存器IC2、2764ROMIC3组成单片机电路，IC3存贮了LCD所显示的文字点阵字库。与非门IC12和LCD组成液晶显示电路。74373锁存器IC6、74244缓冲器IC9、7402或非门IC11、7432或门IC14、7447BCD七段译码器IC8、74145BCD-十译码器IC7、数码管LED1～LED10、晶体管BG1～BG14、按键S1～S16组成随机键盘电路。74373锁存器IC4、IC5组成驱动控制电路。75175RS485接收转换芯片IC16、75174RS485发送转换芯片IC17组成双向RS485接口转换电路。74244缓冲器IC19是磁卡阅读器数据缓冲器，J2为磁卡阅读器插口。J1为RS485插口，各售货机的RS485插口J1通过通讯线与通讯控制器13中的RS485插座J1′～J16′之一连接。
售货机数据输入及控制装置的工作原理如下：
a.随机键盘的工作原理如前所述。
b.IC1对随机键盘输入的消费信息加工处理后，由其TXD脚发出串行通讯申请信号，此信号经IC17转换成RS485电信号送至插口J1的1脚和2脚，然后送往通讯控制器13中，等待通讯控制器应答。
c.通讯控制器13的应答信号经传输线送入J1的3脚和4脚，再经IC16送至IC1的RXD脚，IC1收此应答信号后，再向通讯控制器13连续送出消费信息，等待接收通讯控制器13发回结果信息。
d.IC1在执行程序过程中根据运行状态取ROM中的点阵字库数据，送LCD显示。
e.IC1收到通讯控制器13发来的结果信息，将商品信息中的商品号写入IC4、IC5，由后者向驱动电路发出执行命令。
f.驱动电路(其电路由不同的售货机执行部件决定)控制自动售货机执行部件进行售货动作。
g.重复执行上述步骤。