专利名称：一种售票机和Hopper驱动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种机械设备，尤其涉及ー种售票机。
背景技术：
自动售票机应用范围非常广泛，例如轨道交通领域、航空领域、展馆、旅游场所、娱乐场所，甚至是彩票出售点等等，都会使用自动售票机。自动售票机一般包括Hopper设备和Hopper驱动器两部分。Hopper设备是自动售票机的核心部件,姆个Hopper至少包含ー个直流电机、一个计数传感器和一个空检测传感器。Hopper通过上述驱动器，带动放置在该售票机内部的票 (或币)从Hopper的输出口输出。计数传感器设置在Hopper的输出口，用于统计输出单程票的个数。空检测传感器设置在Hopper的转盘底部，用于检测当前Hopper内部是否还有票(或币)。传统的Hopper驱动器，包括驱动单元、电流检测单元和主控单元。其中驱动单元一般采用单路直流电机专用驱动芯片来驱动上述直流电机。电流检测单元通过采用专用的电流采样芯片来实现对直流电机电流的检测(如果控制単元自身不带ADC，还需要外接A/D转换器)，主控单元，一般采用8/16位单片机，用于根据电流检测单元的采样数据判断直流电机的运行状态，井根据预设的信息来执行相应的处理，以保证Hopper设备的正常运行。由于计数传感器的感应时间很短，所以一般采用中断的方式来计数。空检测传感器在票(币)不足的情况下，其感应时间有可能远小于计数传感器的感应时间，所以一般也需要用中断方式来检测。然而中断不仅会占用单片机资源，而且频繁的中断，也会打乱程序的正常执行，有可能导致数据处理出错。为了节省单片机资源，某些厂家设置Hopper驱动器不再检测空检测传感器的状态，而这种做法会导致自动售票机或相关设备的清算数据不准确。另外，随着自动售票机的更新换代，售票机的Hopper数量也在増加。由于传统的Hopper驱动器采用的都是专用的芯片，所以随着Hopper的不断增加，传统Hopper驱动器的成本将会显著増加。而且，由于传统Hopper驱动器主控单元的8/16位单片机性能和资源的限制，对多Hopper的控制也显得カ不从心。
发明内容
针对以上技术问题，本发明提供了一种售票机和Hopper驱动器，其成本和复杂度较传统的售票机和Hopper驱动器低，其不仅能够保证Hopper设备处理数据的准确性，而且占用较少的CPU资源。本发明提供ー种Hopper驱动器,所述Hopper驱动器包括多路驱动単元，用于驱动Hopper设备的电机转动；电流检测单元，用于对Hopper设备的电机电流进行采样；主控单元，用于根据所述电流检测单元的采样数据、Hopper设备的计数数据和空检测状态所对应的电平信息，控制所述多路驱动单元运行。更进ー步优选地，所述多路驱动单元包括H桥驱动単元。更进ー步优选地，所述H桥驱动単元由集成电路电机驱动芯片组成，或者由搭建的H桥驱动电路组成。更进ー步优选地，在所述多路驱动单元连接Hopper设备的驱动线上设置有保护ニ极管；和/或，在所述多路驱动单元的电源输入口设置有保险丝。更进ー步优选地,所述Hopper驱动器还包括信号调理单元，用于对所述Hopper设备根据外部中断输入而输出的计数数据以及空状态信息所对应电平信息进行匹配和隔离处理，并将处理后的信息输给所述主控单
J Li o更进ー步优选地，所述信号调理单元包括供电电路，用于给Hopper设备的计数传感器和空检测传感器提供电压并限制其电流；缓冲器，用于对所述Hopper设备输出的计数数据以及空状态信息所对应电平信息进行匹配和隔离处理。更进ー步优选地，所述信号调理单元还包括限流电阻和保护ニ极管组成的保护电路，用于对Hopper设备的计数传感器和空检测传感器输出给所述缓冲器的信号进行限流。更进ー步优选地，所述主控単元由STM32单片机构成，并设置有控制器、模/数转换器和外部中断输入端ロ。更进ー步优选地，所述电流检测单元包括采样电阻；运算放大器，一端连接在所述采样电阻高电位处，另一端连接所述主控単元的摸/数转换器。本发明还提供一种售票机,其包括=Hopper设备和Hopper驱动器,所述Hopper设备包括电机、计数传感器和空检测传感器；所述Hopper驱动器包括多路驱动単元，用于驱动Hopper设备的电机转动；电流检测单元，用于对Hopper设备的电机电流进行采样；主控单元，用于根据所述电流检测单元的采样数据、Hopper设备的计数传感器输出的计数信息和空检测传感器输出的状态信息所对应的电平信息，控制所述多路驱动单元运行。通过本发明设置多路驱动单元，这样当增加Hopper设备时，不需要对应地增加相同数量的集成电路，而且，不需要采用专用驱动芯片，这样相比传统的驱动方式，降低了结构的复杂度和设备的成本，还占用较少的CPU资源。通过主控単元，根据所述电流检测单元的采样数据、Hopper设备的计数数据和空检测状态所对应的电平信息，控制所述多路驱动单元运行，能够保证Hopper设备处理数据的准确性。另外，Hopper驱动设备的主控单元采用外设资源丰富的低成本STM32芯片的使用，相对采用专用电流采样芯片的传统Hopper驱动器相比，更加能够有效降低Hopper驱动器的复杂度和成本。
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施实例所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图I为本发明一个实施例的原理框图；图2为本发明图I中信号调理原理示意图；上述附图中，I.主控单元；2. H桥驱动单元；3.保护电路；4. Hopper设备；5.信号 调理单元；6.电流检测单元；11.PWM控制器；12.A/D转换器；13.外部中断输入端ロ EXITl ；14.外部中断输入端ロ EXIT2 ；21保险丝；41电机；42计数传感器；43空检测传感器；51缓冲器；52限流电阻；53上拉限流电阻；54滤波电容；55 ニ极管；61运算放大器；62采样电阻；100. Hopper驱动器。
具体实施例方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进ー步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。參见图I。该图给出本发明所提出的一种售票机一个实施例的控制原理框图，该售票机包括Hopper驱动器100和Hopper设备4。该实施例中的Hopper驱动器100是基于STM32芯片设计的，用于驱动Hopper设备4运转，该Hopper驱动器100包括主控单元I、H桥驱动单元2、信号调理单元5、电流检测单元6。该实施例中的Hopper设备包括直流电机41、计数传感器42和空检测传感器43。H桥驱动単元2由专用双路(该实施例中只用到一路)直流电机驱动集成电路组成。其电路的两极分别连接到Hopper设备4中的直流电机41的输入输出端。另外，在H桥驱动单元2的电源输入端设置有保险丝21。Hopper电机41与直流电机驱动集成电路的连接线上设有保护电路3。保险丝21的设置可以防止因电流过大而烧坏驱动集成电路。保护电路3可以有效吸收电机41停转瞬间所产生的反向电动势，同时还具有吸收由人为带动电机41所产生的电动势的功能，并且具有快速停止电机41转动的功能，提高了 Hopper控制的反应速度。电流检测单元6由接在H桥驱动单元负端的采样电阻62和将采样电阻两端的电压进行放大的运算放大器61组成。经运算放大器61处理后的电压信号传输到主控单元I。主控单元I由STM32单片机组成。其内部集成有PWM控制器11、A/D转换器12，以及外部中断输入端ロ EXIT113和EXIT214。PWM控制器11的输出接H桥驱动单元2的使能信号，通过设定PWM的占空比，控制Hopper直流电机的转动速度。H桥驱动単元的方向控制信号连接在STM32的两个普通1/0 (输入/输出)端口上。A/D转换器12连接上述电流检测单元6中的运算放大器61的输出端，将采样到的Hopper设备4的电机41的电流转换为数字信号。外部中断输入端ロ EXIT113，经过信号调理单元5，连接到计数传感器42输出的CNT信号，实现对Hopper设备4输出的票(币)数的统计。外部中断输入端ロ EXIT214，经过信号调理单元5，连接到空检测传感器43的EPT信号，实现对Hopper空状态的监控。主控单元I通过向H桥驱动单元2发出控制指令，控制Hopper设备4执行出票(币)动作，同时通过电流检测单元6监控Hopper设备电机41的电流，井根据计数传感器42的CNT信号和空检测传感器43的EPT状态信号，统计Hopper设备4的输出票数和检测Hopper设备的空状态。根据这些信号判断Hopper设备4的执行結果，并作出相应处理，从而实现对Hopper设备4的智能控制。參见图2，该图给出了图I中信号调理单元5的原理示意图。从图2可以看出，每个通道的信号调理单元5包括缓冲器51、限流电阻52、上拉限流电阻53、滤波电容54、ニ极管55。其中限流电阻52和ニ极管55构成保护电路；上拉限流电阻53和滤波电容54组成输入信号的供电电路。Hopper设备4的计数传感器(CNT)42和空检测传感器(EPT)43的供电和输出采 用同一个端ロ，由上拉限流电阻53和滤波电容54组成的供电电路提供电压并限制其电流。限流电阻52和保护ニ极管55构成的保护电路，保证输入缓冲器51的正电压不超过Vz (设定的正压值)，负电压不超过|Vf| (设定的负压值)。缓冲器51则起到电平匹配和电压隔离的作用，可以有效保护主控単元I。本发明提出的ー种Hopper驱动器的一个实施例，其原理框图仍然參见图I和图2，包括的部件以及各个部件之间的连接关系与上述实施例中的相关描述相同，这里不再详细描述。在上述实施例中，由于H桥驱动単元2由双路直流电机驱动集成电路实现，并带有方向控制端口和使能控制端ロ，能够很方便地在主控单元I的控制下驱动Hopper设备4的直流电机41执行各种动作。该H桥驱动単元2还带有保险丝21，可有效避免因意外短路而烧坏集成电路。由于采用双直流电机驱动集成电路，Hopper设备4的数量每增加2个，只需增加ー个集成电路，相比传统的驱动方式，降低了一倍。上述电流检测单元6，通过采样电阻62对Hopper电机的电流进行采样，经运算放大器61放大后，传输给主控单元I中的A/D转换器12，主控单元I根据采样数据判断当前Hopper设备4的运行状态。当电流值超过预设的范围，主控单元I将执行相应的处理，从而保证Hopper设备4的正确执行。上述Hopper设备4的计数传感器42及空检测传感器43，经信号调理单元5，连接主控单元的STM32单片机外部中断输入。因此能够采用中断的方式，对Hopper设备4的出票(币)数进行统计，以及监控Hopper设备4是否为空。由于采用中断的方式，所以可以在保证信号采集及时准确的条件下，还占用少的CPU资源。上述主控单元I采用STM32单片机，监控Hopper设备4的状态、电流，以及根据接收到的指令控制Hopper设备执行相应的处理。由于STM32強大的外设资源，可以省去ADC等价格昂贵的器件，同时由于其先进的构架，可以支持16个外部中断输出，从而在Hopper设备数量增加时有足够的外部中断可用，从而保证多Hopper设备处理时的准确性。由上述方案可以看出，本发明所提出的Hopper驱动器可以对Hopper设备进行全方位的监控和控制。通过对Hopper设备电机电流的监控,可以有效防止烧化Hopper驱动器或者卡币的发生，当电流值超过阈值的时候，主控单元I控制Hopper设备的直流电机执行反转，从而防止卡币，当反转的时候，电流还是超过阈值，则可以判定为卡死，主控单元I关闭驱动器输出，从而防止因堵转电流过大而烧坏Hopper驱动器。通过对计数传感器的检测，能够判断出Hopper设备的出票(币)情况，精确控制出票(币)数量。通过对空检测传感器的检测，能够判断Hopper设备中的票是否为空。结合以上反馈信息，再通过合理的控制算法，从而实现对Hopper设备的全方位监控和控制。同吋，因为采用新型的多路驱动単元，以及外设资源丰富的低成本STM32芯片的使用，不但提高了 Hopper驱动器的性能，而且与采用专用电流采样芯片的传统Hopper驱动器相比，有效降低了 Hopper驱动器的复杂度和成本。以上所述仅为本发明的优选实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何本 领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。
权利要求
1.ー种Hopper驱动器,其特征在于，所述Hopper驱动器包括 多路驱动単元，用于驱动Hopper设备的电机转动； 电流检测单元，用于对Hopper设备的电机电流进行采样； 主控单元，用于根据所述电流检测单元的采样数据、Hopper设备的计数数据和空检测状态所对应的电平信息，控制所述多路驱动单元运行。
2.根据权利要求I所述的Hopper驱动器，其特征在于，所述多路驱动单元包括H桥驱动单元。
3.根据权利要求2所述的Hopper驱动器，其特征在于，所述H桥驱动単元由集成电路电机驱动芯片组成，或者由搭建的H桥驱动电路组成。
4.根据权利要求3所述的Hopper驱动器，其特征在干， 在所述多路驱动单元连接Hopper设备的驱动线上设置有保护ニ极管； 和/或， 在所述多路驱动单元的电源输入口设置有保险丝。
5.根据权利要求I、2、3或4所述的Hopper驱动器，其特征在于，所述Hopper驱动器还包括 信号调理单元，用于对所述Hopper设备根据外部中断输入而输出的计数数据以及空状态信息所对应电平信息进行匹配和隔离处理，并将处理后的信息输给所述主控単元。
6.根据权利要求5所述的Hopper驱动器，其特征在于，所述信号调理单元包括 供电电路，用于给Hopper设备的计数传感器和空检测传感器提供电压并限制其电流； 缓冲器，用于对所述Hopper设备输出的计数数据以及空状态信息所对应电平信息进行匹配和隔离处理。
7.根据权利要求6所述的Hopper驱动器，其特征在于，所述信号调理单元还包括 限流电阻和保护ニ极管组成的保护电路，用于对Hopper设备的计数传感器和空检测传感器输出给所述缓冲器的信号进行限流。
8.根据权利要求5所述的Hopper驱动器，其特征在于，所述主控単元由STM32单片机构成，并设置有控制器、模/数转换器和外部中断输入端ロ。
9.根据权利要求8所述的Hopper驱动器，其特征在于，所述电流检测单元包括 米样电阻； 运算放大器，一端连接在所述采样电阻高电位处，另一端连接所述主控単元的模/数转换器。
10.一种售票机,其特征在于，包括=Hopper设备和Hopper驱动器,所述Hopper设备包括电机、计数传感器和空检测传感器；其特征在干， 所述Hopper驱动器包括 多路驱动単元，用于驱动Hopper设备的电机转动； 电流检测单元，用于对Hopper设备的电机电流进行采样； 主控单元，用于根据所述电流检测单元的采样数据、Hopper设备的计数传感器输出的计数信息和空检测传感器输出的状态信息所对应的电平信息，控制所述多路驱动单元运行。
全文摘要
本发明提供一种Hopper驱动器，其包括多路驱动单元，驱动Hopper设备的电机转动；电流检测单元，对Hopper设备的电机电流进行采样；主控单元，根据所述电流检测单元的采样数据、Hopper设备的计数数据和空检测状态所对应的电平信息，控制所述多路驱动单元运行。本发明还提供一种包含上述Hopper驱动器的售票机。本发明通过设置多路驱动单元，当增加Hopper设备时，不需要对应地增加相同数量的集成电路，而且，不需要采用专用驱动芯片，这样相比传统的驱动方式，降低了结构的复杂度和设备的成本，还占用较少的CPU资源。通过主控单元，能够保证Hopper设备处理数据的准确性。
文档编号G07F17/42GK102779380SQ20121020389
公开日2012年11月14日 申请日期2012年6月20日 优先权日2012年6月20日
发明者刘军, 彭树林, 高立志 申请人:广州新科佳都科技有限公司