一种用于存取款机循环系统的分布式控制系统的制作方法

本实用新型涉及存取款机循环系统控制技术领域，尤其涉及一种用于存取款机循环系统的分布式控制系统。

背景技术：

目前在存取款机中用于控制循环系统的控制系统一般采用一个控制单元负责与PC机通信和执行整个控制程序，实现循环系统的功能，控制单元负责系统中各个传感器的信号采集、状态判断及执行部件的使能控制。整个系统大而全，一个控制单元控制实现整个系统功能，工作量大，对控制单元的要求比较高。一个控制单元控制实现整个系统功能，串行工作，效率低、反应时间慢。在满足高性能指标时，系统的可靠性和稳定性很难得到保证。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有存取款机循环系统由一个控制单元实现整个系统功能的控制，工作效率低，反应时间慢，可靠性和稳定性很难得到保证的技术问题，提供了一种用于存取款机循环系统的分布式控制系统，其采用分布式控制方式，整个系统功能在主控单元的统一调度、管理下，由各个从控制单元分工、协作完成，各个从控制单元并行工作，极大的极高了复杂的循环系统的工作效率、反应时间，保证了系统的可靠性。

为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

本实用新型的一种用于存取款机循环系统的分布式控制系统，所述存取款机循环系统包括验钞模块、钞票传输机构、存取款口闸门、循环钞箱、回收钞箱、钞票暂存模块和存取款口模块，所述分布式控制系统包括主控制单元、钞箱控制单元、暂存控制单元、存取款口控制单元和电源模块，所述电源模块用于给主控制单元、钞箱控制单元、暂存控制单元、存取款口控制单元供电，所述主控制单元通过CAN总线与钞箱控制单元、暂存控制单元和存取款口控制单元连接，所述主控制单元分别与验钞模块、钞票传输机构、存取款口闸门和存取款机的PC机电连接，所述钞箱控制单元分别与循环钞箱和回收钞箱电连接，所述暂存控制单元与钞票暂存模块电连接，所述存取款口控制单元与存取款口模块电连接。

在本技术方案中，钞箱控制单元、暂存控制单元、存取款口控制单元为从控制单元，执行主控制单元的指令。主控制单元直接控制验钞模块、钞票传输机构、存取款口闸门工作，调度钞箱控制单元、暂存控制单元、存取款口控制单元这些从控制单元工作；钞箱控制单元控制循环钞箱和回收钞箱工作；暂存控制单元控制钞票暂存模块工作；存取款口控制单元控制存取款口模块工作。

验钞模块，用于钞票识别检测，提供钞票的各种参数信息。钞票传输机构用于输送钞票。存取款口闸门，用于打开/关闭存取款口。循环钞箱，用于存储合格的钞票。回收钞箱，用于存储不合格的钞票。

钞票暂存模块，用于客户存取款过程红钞票处理流程的中转。存取款口模块，用于为客户存取款提供钞票受理窗口。

CAN应用层协议中设定主控制单元为CAN总线上优先级最高的节点。主控制单元能获取从控制单元的状态，但是从控制单元不能获取主控制单元的状态，而且从控制单元之间也不能获取其他从控制单元的状态。CAN总线抗噪声干扰能力强，可适用于循环系统运转过程中产生的高噪声环境。

由于采用多控制单元的形式，则将循环系统固件程序分解，使得每个控制单元的代码量减少，降低了控制程序复杂性，增强了系统可靠性。上电后几个控制单元同时快速加载，响应及时性高。利用控制单元自身的硬件资源实现传感器的信号采集及执行部件的使能控制，不占用软件资源，提高系统的响应速度。控制程序执行一个循环的时间小于1ms，纸币运行最大速度2m/s，执行一个指令循环周期的时间内，纸币传输距离小于2mm。

作为优选，所述主控制单元通过USB数据线与存取款机的PC机连接。

作为优选，所述主控制单元通过SPI数据线与验钞模块连接。

作为优选，所述主控制单元包括微处理器、存储模块和若干个步进电机驱动模块，所述微处理器分别与存储模块和步进电机驱动模块电连接，所述微处理器用于与钞箱控制单元、暂存控制单元、存取款口控制单元、PC机、验钞模块通信，所述步进电机驱动模块用于驱动钞票传输机构的步进电机、存取款口闸门的步进电机工作。钞箱控制单元、暂存控制单元、存取款口控制单元的结构相同，都包括单片机、存取模块和若干个步进电机驱动模块。

作为优选，所述步进电机驱动模块包括SLA7073芯片U55、磁珠L41、磁珠L44、磁珠L45、磁珠L47、磁珠L50、电容C295、电容C296、电容C299、电容C301、电容C303、电容C305、电容C307、电容C309、电容C310、电容C313、熔断丝F9、电阻R216、电阻R218、电阻R220、电阻R222、电阻R224、电阻R226、双向稳压二极管D39、双向稳压二极管D41、双向稳压二极管D43、双向稳压二极管D46，SLA7073芯片U55的15脚与电容C301一端、电阻R216一端电连接，电容C301另一端与5V电源、电容C309一端、电容C310一端、电阻R222一端、电阻R220一端、SLA7073芯片U55的14脚电连接，SLA7073芯片U55的8脚与电阻R218一端电连接，电阻R216另一端、电阻R218另一端都接地，电阻R220另一端与SLA7073芯片U55的7脚电连接，电阻R222另一端与电阻R224一端、电容C307一端、SLA7073芯片U55的13脚电连接，电容C309另一端、电容C310另一端、电阻R224另一端、电容C307另一端、SLA7073芯片U55的12脚都接地，SLA7073芯片U55的11脚与电容C295一端、电容C296一端、磁珠L41一端电连接，磁珠L41另一端通过熔断丝F9与24V电源电连接，电容C295另一端、电容C296另一端都接地，SLA7073芯片U55的17脚通过电阻R226接地，磁珠L47一端与SLA7073芯片U55的1脚、2脚电连接，磁珠L47另一端与双向稳压二极管D43一端、电容C305一端、步进电机的第一线圈一端电连接，磁珠L50一端与SLA7073芯片U55的4脚、5脚电连接，磁珠L50另一端与双向稳压二极管D46一端、电容C313一端、步进电机的第一线圈另一端电连接，磁珠L44一端与SLA7073芯片U55的22脚、23脚电连接，磁珠L44另一端与双向稳压二极管D39一端、电容C299一端、步进电机的第二线圈一端电连接，磁珠L45一端与SLA7073芯片U55的20脚、21脚电连接，磁珠L45另一端与双向稳压二极管D41一端、电容C303一端、步进电机的第二线圈另一端电连接，双向稳压二极管D43另一端、电容C305另一端、双向稳压二极管D46另一端、电容C313另一端、双向稳压二极管D39另一端、电容C299另一端、双向稳压二极管D41另一端、电容C303另一端都接地。磁珠用于滤波，消除噪声，双向稳压二极管用于抑制浪涌电压。

作为优选，所述微处理器的通信接口处设有接口保护电路。微处理器通过通信接口连接CAN总线、USB数据线或SPI数据线，提高通信接口的抗干扰能力。

作为优选，所述电源模块包括主电源和备用电源。主电源断电时，备用电源供电，保证存取款机循环系统正常运行。

本实用新型的有益效果是：采用分布式控制方式，整个系统功能在主控单元的统一调度、管理下，由各个从控制单元分工、协作完成，各个从控制单元并行工作，极大的极高了复杂的循环系统的工作效率、反应时间，保证了系统的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图；

图2是步进电机驱动模块的一种电路原理图；

图3是接口保护电路的电路原理图。

图中：1、验钞模块，2、钞票传输机构，3、存取款口闸门，4、循环钞箱，5、回收钞箱，6、钞票暂存模块，7、存取款口模块，8、主控制单元，9、钞箱控制单元，10、暂存控制单元，11、存取款口控制单元，12、电源模块，13、PC机，14、微处理器。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种用于存取款机循环系统的分布式控制系统，如图1所示，存取款机循环系统包括验钞模块1、钞票传输机构2、存取款口闸门3、循环钞箱4、回收钞箱5、钞票暂存模块6和存取款口模块7，分布式控制系统包括主控制单元8、钞箱控制单元9、暂存控制单元10、存取款口控制单元11和电源模块12，电源模块12用于给主控制单元8、钞箱控制单元9、暂存控制单元10、存取款口控制单元11供电，主控制单元8通过CAN总线与钞箱控制单元9、暂存控制单元10和存取款口控制单元11连接，主控制单元8分别与钞票传输机构2和存取款口闸门3电连接，钞箱控制单元9分别与循环钞箱4和回收钞箱5电连接，暂存控制单元10与钞票暂存模块6电连接，存取款口控制单元11与存取款口模块7电连接，主控制单元8通过USB数据线与存取款机的PC机13连接，主控制单元8通过SPI数据线与验钞模块1连接

钞箱控制单元、暂存控制单元、存取款口控制单元为从控制单元，执行主控制单元的指令。主控制单元直接控制验钞模块、钞票传输机构、存取款口闸门工作，调度钞箱控制单元、暂存控制单元、存取款口控制单元这些从控制单元工作；钞箱控制单元控制循环钞箱和回收钞箱工作；暂存控制单元控制钞票暂存模块工作；存取款口控制单元控制存取款口模块工作。

验钞模块，用于钞票识别检测，提供钞票的各种参数信息。钞票传输机构用于输送钞票。存取款口闸门，用于打开/关闭存取款口。循环钞箱，用于存储合格的钞票。回收钞箱，用于存储不合格的钞票。

钞票暂存模块，用于客户存取款过程红钞票处理流程的中转。存取款口模块，用于为客户存取款提供钞票受理窗口。

取款时，主控制单元接收到PC机发出的取款命令，通过CAN总线发布取款广播命令，钞箱控制单元、暂存控制单元、存取款口控制单元接收到取款广播命令后做好取款准备，并向主控制单元上报取款准备完成信息，主控制单元接收到钞箱控制单元、暂存控制单元、存取款口控制单元上报的取款准备完成信息后，协调指挥调度钞箱控制单元、暂存控制单元、存取款口控制单元工作，控制存取款机循环系统完成取款工作。

存款时，主控制单元接收到PC机发出的存款命令，通过CAN总线发布存款广播命令，钞箱控制单元、暂存控制单元、存取款口控制单元接收到存款广播命令后做好存款准备，并向主控制单元上报存款准备完成信息，主控制单元接收到钞箱控制单元、暂存控制单元、存取款口控制单元上报的存款准备完成信息后，协调指挥调度钞箱控制单元、暂存控制单元、存取款口控制单元工作，控制存取款机循环系统完成存款工作。

CAN应用层协议中设定主控制单元为CAN总线上优先级最高的节点。主控制单元能获取从控制单元的状态，但是从控制单元不能获取主控制单元的状态，而且从控制单元之间也不能获取其他从控制单元的状态。CAN总线抗噪声干扰能力强，可适用于循环系统运转过程中产生的高噪声环境。

由于采用多控制单元的形式，则将循环系统固件程序分解，使得每个控制单元的代码量减少，降低了控制程序复杂性，增强了系统可靠性。上电后几个控制单元同时快速加载，响应及时性高。利用控制单元自身的硬件资源实现传感器的信号采集及执行部件的使能控制，不占用软件资源，提高系统的响应速度。控制程序执行一个循环的时间小于1ms，纸币运行最大速度2m/s，执行一个指令循环周期的时间内，纸币传输距离小于2mm。

主控制单元8包括微处理器、存储模块和若干个步进电机驱动模块，微处理器分别与存储模块和步进电机驱动模块电连接，微处理器用于与钞箱控制单元、暂存控制单元、存取款口控制单元、PC机、验钞模块通信，步进电机驱动模块用于驱动钞票传输机构的步进电机、存取款口闸门的步进电机工作。钞箱控制单元、暂存控制单元、存取款口控制单元的结构相同，都包括单片机、存取模块和若干个步进电机驱动模块。

如图2所示，步进电机驱动模块包括SLA7073芯片U55、磁珠L41、磁珠L44、磁珠L45、磁珠L47、磁珠L50、电容C295、电容C296、电容C299、电容C301、电容C303、电容C305、电容C307、电容C309、电容C310、电容C313、熔断丝F9、电阻R216、电阻R218、电阻R220、电阻R222、电阻R224、电阻R226、双向稳压二极管D39、双向稳压二极管D41、双向稳压二极管D43、双向稳压二极管D46，SLA7073芯片U55的15脚与电容C301一端、电阻R216一端电连接，电容C301另一端与5V电源、电容C309一端、电容C310一端、电阻R222一端、电阻R220一端、SLA7073芯片U55的14脚电连接，SLA7073芯片U55的8脚与电阻R218一端电连接，电阻R216另一端、电阻R218另一端都接地，电阻R220另一端与SLA7073芯片U55的7脚电连接，电阻R222另一端与电阻R224一端、电容C307一端、SLA7073芯片U55的13脚电连接，电容C309另一端、电容C310另一端、电阻R224另一端、电容C307另一端、SLA7073芯片U55的12脚都接地，SLA7073芯片U55的11脚与电容C295一端、电容C296一端、磁珠L41一端电连接，磁珠L41另一端通过熔断丝F9与24V电源电连接，电容C295另一端、电容C296另一端都接地，SLA7073芯片U55的17脚通过电阻R226接地，磁珠L47一端与SLA7073芯片U55的1脚、2脚电连接，磁珠L47另一端与双向稳压二极管D43一端、电容C305一端、步进电机的第一线圈一端电连接，磁珠L50一端与SLA7073芯片U55的4脚、5脚电连接，磁珠L50另一端与双向稳压二极管D46一端、电容C313一端、步进电机的第一线圈另一端电连接，磁珠L44一端与SLA7073芯片U55的22脚、23脚电连接，磁珠L44另一端与双向稳压二极管D39一端、电容C299一端、步进电机的第二线圈一端电连接，磁珠L45一端与SLA7073芯片U55的20脚、21脚电连接，磁珠L45另一端与双向稳压二极管D41一端、电容C303一端、步进电机的第二线圈另一端电连接，双向稳压二极管D43另一端、电容C305另一端、双向稳压二极管D46另一端、电容C313另一端、双向稳压二极管D39另一端、电容C299另一端、双向稳压二极管D41另一端、电容C303另一端都接地。磁珠用于滤波，消除噪声，双向稳压二极管用于抑制浪涌电压。

电源模块包括主电源和备用电源。主电源断电时，备用电源供电，保证存取款机循环系统正常运行。

如图3所示，微处理器14的通信接口处设有接口保护电路，接口保护电路包括二极管D1、电阻R1和电容C1，微处理器14的通信接口与电阻R1一端电连接，电阻R1另一端与电容C1一端和二极管D1的阴极电连接，电容C1另一端和二极管D1的阳极都接地。二极管D1具有较高的反向击穿电压，对于通信接口引入的强干扰有一定的钳位作用，抑制外部引入的强电压干扰，一部分干扰通过电容导入大地，进一步减小进入到通信接口的强干扰。微处理器通过通信接口连接CAN总线、USB数据线或SPI数据线，提高通信接口的抗干扰能力。钞箱控制单元、暂存控制单元、存取款口控制单元的单片机的通信接口处也设有接口保护电路。