基于信息鈕扣的智能公交投幣箱的設(shè)計

初始化：DS1991初始化時序如如圖4所示：

單總線上所有的傳輸操作均從初始化過程開始。初始化過程由單片機發(fā)出的復(fù)位脈沖和單片機收應(yīng)答脈沖組成。若DS1991在I／O線上，則在TPDL時將數(shù)據(jù)線拉低，產(chǎn)生應(yīng)答負(fù)脈沖。

ROM功能命令：如果單片機檢測到應(yīng)答負(fù)脈沖，就可以發(fā)出4條DS1991支持的ROM功能命令。本系統(tǒng)I／O線只有1個信息鈕扣，初始化之后，可跳過64位ROM系列碼的匹配，而直接進行存儲器的讀寫操作。

存儲器的讀寫操作：這里只分析數(shù)據(jù)寫入密鑰子存儲區(qū)的操作。首先單片機發(fā)寫密鑰子存儲區(qū)命令，發(fā)密鑰子存儲區(qū)區(qū)號和數(shù)據(jù)目標(biāo)地址，然后收密鑰子存儲區(qū)識別碼，驗證64位識別碼。若64位的識別碼是非授權(quán)的識別碼，系統(tǒng)存儲該信息鈕扣的識別碼及接入系統(tǒng)的時間，之后單總線器件復(fù)位；若64位識別碼是公交公司合法授權(quán)的識別碼，單片機將E2PROM存儲器的64位密碼發(fā)送給DS1991的密鑰子存儲區(qū)。若單片機發(fā)送的64位密碼和DS1991密鑰子存儲區(qū)的64位密碼不相同，DS1991的密鑰子存儲區(qū)拒絕寫入數(shù)據(jù)，單片機P1.3口拒絕輸出開鎖電壓，從而不能開啟投幣箱的電子密碼鎖；若單片機發(fā)送的64位密碼和DS1991密鑰子存儲區(qū)的64位密碼相同，單片機將存儲器的數(shù)據(jù)和時鐘數(shù)據(jù)寫入DS1991的密鑰子存儲區(qū)，單片機P1.3口輸出開鎖電壓，從而開啟投幣箱的電子密碼鎖。

從分析可知：只有使用有合法授權(quán)的DS1991(DS1991的識別碼合法，DS1991密鑰子存儲區(qū)的64位密碼和投幣箱E2PROM存儲器中的密碼相同)接觸I／O口，才能開啟投幣箱的電子密碼鎖；DS1991不僅具有開啟電子密碼鎖的功能，還具備數(shù)據(jù)采集功能。DS991采集公交車全部數(shù)據(jù)包括投幣箱合法開啟記錄和非法試開記錄。公司后臺管理系統(tǒng)讀取DS1991獲取的數(shù)據(jù)，結(jié)合公交車輛信息對公交車輛投幣箱開啟情況進行統(tǒng)計分析，并可作為公交管理的重要依據(jù)。

信息鈕扣DS1991配發(fā)一般采用多級配發(fā)，各級信息鈕扣DS1991具有不同的開鎖權(quán)限。最高級為總公司級，可以打開公司所有的公交投幣箱門鎖，最高級的DS1991權(quán)限最大，應(yīng)當(dāng)非常安全地保管和使用。第低級為車輛級，只能打開某臺公交投幣箱門鎖。中間級信息鈕扣則根據(jù)總公司的管理模式靈活分配信息鈕扣DS1991的開鎖權(quán)限。

2.2 硬幣處理電路

硬幣處理的結(jié)構(gòu)框圖如圖5所示：

硬幣檢測采用電渦流傳感器獲得檢測信號，工作原理為：當(dāng)給線圈施加高頻正弦信號，將被測硬幣放人磁場中，當(dāng)線圈產(chǎn)生的變化磁場通過硬幣表面時，硬幣的表面上會產(chǎn)生渦流。該渦流會產(chǎn)生反向變化磁場，從而削弱原線圈產(chǎn)生出來的磁場，導(dǎo)致線圈的電感量發(fā)生變化。在本系統(tǒng)中，真、假硬幣分別通過線圈L1時，由于2種硬幣的合金材料不相同，在硬幣表面產(chǎn)生的渦流不相同，從而使得線圈L1的電感量的變化量不相同。將該線圈作為電感接入電容三點式振蕩電路，振蕩電路輸出的正弦信號的頻率不相同，所以只需測量該電容三點式振蕩電路的輸出正弦頻率，就可以精確鑒別硬幣的真假。系統(tǒng)在工作前，需要預(yù)先學(xué)習(xí)：預(yù)先將所有的真硬幣在振蕩電路中的振蕩頻率存入單片機的E2PROM存儲器。在實際的鑒別過程中，由于各種原因引起的誤差，使得單片機計數(shù)的頻率與該種硬幣在存儲器中存儲的頻率有一定的誤差。對此，可以設(shè)定一個允許誤差范圍，使系統(tǒng)能有效地鑒別硬幣的真假。

當(dāng)乘客投入硬幣時，硬幣通過光電耦合器處，硬幣遮擋光束，經(jīng)轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生下降沿，送人單片機AT89S52的P3.2口，INTO產(chǎn)生中斷，系統(tǒng)執(zhí)行硬幣鑒別。電容三點式振蕩電路輸出的正弦信號，通過施密特觸發(fā)電路，轉(zhuǎn)換成方波信號，送入單片機P3.4口內(nèi)的T1計數(shù)器計數(shù)。若計數(shù)器計數(shù)的頻率在存儲器存儲的某個頻率的允許誤差范圍之內(nèi)，就認(rèn)為被檢測硬幣的是真硬幣；若計數(shù)器計數(shù)的頻率不在存儲器存儲的任何一個頻率的允許誤差范圍之內(nèi)，就認(rèn)為被檢測硬幣的是假硬幣。此時單片機啟動假硬幣剔除電路，P1.4口輸出高電位，錢幣切換電磁鐵通電，切換錢幣通道，使假硬幣從假硬幣通道流出投幣箱，同時P1.5口輸出高電位，蜂鳴器發(fā)聲。本系統(tǒng)為防止錢幣阻塞錢幣通道，設(shè)置了打板電路。在錢幣通道阻塞時，司機打開打板開關(guān)，P1.6口輸出高電位，通電的電機對錢幣通道進行打板操作，從而使錢幣通道暢通。