一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的自動售報機

引言

報刊是日常生活中獲取信息和知識的一個重要途徑，隨著網(wǎng)絡和信息技術(shù)快速發(fā)展，報刊等傳統(tǒng)傳媒遇到了前所未有的挑戰(zhàn)，如何在新技術(shù)挑戰(zhàn)面前更好地發(fā)展傳統(tǒng)傳媒是一個非?，F(xiàn)實的課題。目前報刊發(fā)行存在成本高、銷售方式不靈活、廣告宣傳不突出等缺點。本文針對當前報刊發(fā)行存在的缺點，將物聯(lián)網(wǎng)、LCD顯示、多個自動售報模塊組織在一個框架內(nèi)研制成一種自動售報機，可較好地應對現(xiàn)代傳媒挑戰(zhàn)。

自動售報機普及率很低，主要原因除了故障率高、出報不準確、報刊適應性差以外，更重要的原因是信息反饋不及時、公眾關(guān)注度不夠、盈利模式單一，在現(xiàn)代技術(shù)條件下缺乏市場競爭力。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息技術(shù)與自動售報機相結(jié)合，是現(xiàn)代技術(shù)條件下報刊發(fā)行方式的一種嘗試，旨在突破傳統(tǒng)售報機可靠性差、信息反饋不及時、公眾關(guān)注度低和盈利模式單一的缺陷。提高傳統(tǒng)自動售報機的性能還需從其結(jié)構(gòu)上進行技術(shù)提升，根據(jù)有關(guān)文獻，可把自動售報機結(jié)構(gòu)可分為三類。文獻中的售報機機構(gòu)利用控制裝置限制取報數(shù)量，依靠報紙重力下落至出報口；其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，缺點是取報口低、報紙上架麻煩、易卡滯。文獻中的售報機是靠摩擦輪或者推桿把報紙推出去的，克服了報紙上架麻煩的缺點，但存在報紙適應性差的問題，對多頁報紙或較薄的報紙仍存在可靠性差的問題。文獻中的售報機是利用真空吸盤拾取報紙，依靠報紙重力自由落下或沿斜面滑下，依然存在出報口低、易卡滯的問題。

1技術(shù)方案

1.1售報機機構(gòu)改進

為實現(xiàn)售報機報刊上架方便、拾取準確可靠、出報位置合理、易于聯(lián)網(wǎng)、易于模塊化組合的目的，將售報機取報、輸送等機構(gòu)進行改進，使其能夠自儲報盒中一份一份取出報刊，取出的報刊放到輸送機構(gòu)中，由輸送機構(gòu)將報刊輸送到出報盤上，售報機中部的出報盤將報刊送出售報機箱。每個售報模塊由儲報盒、取報機構(gòu)、輸送機構(gòu)組成，多個售報模塊共用一個出報盤，構(gòu)成銷售多種報刊的自動售報機。

售報模塊的輸送裝置由同步帶和輪桿組成，報刊進入輸送裝置后，在同步帶的夾持下，可以可靠地傳送到出報盤上,并且可方便地實現(xiàn)由上向下和由下向上傳輸，便于售報模塊在售報機中自由組合。

售報模塊的關(guān)鍵是實現(xiàn)報刊的可靠拾取，為保證可靠拾取對報刊儲存方式提出一定要求;本自動售報機要求每份報刊（雜志）的脊背（報刊折疊后的折疊縫外側(cè)）與輸送裝置入口相對，多份報刊脊背對齊后放入儲報盒中，儲報盒底板是一個伺服升降平臺，將盒中的報刊舉升到適合夾取的位置，這樣可以方便報刊上架（發(fā)行的報紙脊背基本是對齊的）。

拾取機構(gòu)是售報模塊的關(guān)鍵機構(gòu)，在總結(jié)了多種拾取機構(gòu)優(yōu)缺點基礎上，經(jīng)過多次試驗，確定了一種如圖1所示的真空輔助報刊拾取機構(gòu)。該方案在電子控制系統(tǒng)配合下，通過報刊中部壓緊、真空吸起報刊脊背、取報爪夾緊報刊、釋放真空吸起和報刊壓緊、拖弋報刊至輸送機構(gòu)入口等動作，實現(xiàn)了報刊的可靠拾取。

圖1報刊拾取機構(gòu)

1.2模塊化自動售報機

將儲報盒、拾取機構(gòu)和輸送裝置組合成一個模塊，可以設計出適合不同報刊和雜志尺寸的自動售報模塊，多個自動售報模塊組合共用一個出報盤，裝入機柜即可構(gòu)成自動售報機的機械系統(tǒng)。一個典型的自動售報機的外觀設計如圖2所示。

1.3售報控制系統(tǒng)

售報控制系統(tǒng)由主控板和多個自動售報模塊控制板組成,主板與自動售報模塊控制板之間以總線連接，在主控板控制下完成售報動作；自動售報模塊控制板根據(jù)主板指令，完成報紙抓取、輸送等動作后，以命令完成回復主板。

1.4物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

利用主板上提供的網(wǎng)絡接口，可以根據(jù)售報狀態(tài)，為后臺服務系統(tǒng)提供報刊銷售狀況、售報模塊工作狀態(tài)、廣告播放情況等信息，提高報刊投放效率。自動售報機控制系統(tǒng)總體框圖如圖3所示。

2設計實現(xiàn)

2.1主控板

自動售報機主控板采用NXP公司生產(chǎn)的LPC2388作為MCU來控制各模塊協(xié)同工作。LPC2388采用ARMTDMI-S內(nèi)核，支持72MHz的時鐘頻率；擁有512KB片上FLASH、64KB的SRAM；并集成有4個UART、1個USB2.0Host/OTG、1個10/100EthernetMAC模塊，這些資源可以很好地支持自動售報機的軟硬件設計。

利用LPC2388的P0.2(TXD0)、P0.3(RXD0)、P0.4和P0.5引腳，與驅(qū)動芯片MAX3430構(gòu)成RS485總線，用于控制自動售報機各模塊工作。

利用LPC2388的P0.0(TXD3)和P0.1(RXD3)引腳，與投幣找零模塊連接，利用P3.0~P3.7選擇的報紙種類，可識

別輸入貨幣值、計算應找貨幣值，控制投幣找零模塊完成貨幣交易，并啟動選中的自動售報模塊輸出購買的報刊。

利用LPC2388的10/100EthernetMAC接口，擴展DP83848網(wǎng)絡收發(fā)器，即可構(gòu)成網(wǎng)絡接口，通過設置MAC和IP地址，可將其與互聯(lián)網(wǎng)連接，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)功能。

利用LPC2388的P2.0(TXD1)、P2.1(RXD1)、P2.2(CTS1)、P2.4(DSR1)、P2.5(DTR1)和P2.7(RTS1)引腳，與GSM無線通訊模塊相連，可以實現(xiàn)無線網(wǎng)絡功能，在不方便布置網(wǎng)線的地方，可以使用這種方法實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)功能。

利用LPC2388的P0.29(D+)、P0.30(D-)、P1.18(UP_LED)、P1.19(PPWR)、P1.22(PWRD)和P1.27(OVRCR)引腳擴展LM3526L電源管理模塊，可構(gòu)成USB2.0接口，實現(xiàn)與多媒體屏的連接。

利用LPC2388提供的JTAG調(diào)試接口，可以實現(xiàn)控制主板的開發(fā)和測試維護。主板電路原理示意圖如圖4所示。

2.2 控制總線

利用驅(qū)動芯片MAX3430可以構(gòu)成1主多從的RS485分布式控制系統(tǒng)，MAX3430最多可以實現(xiàn)128個收發(fā)器互聯(lián),本應用中最多有10個售報模塊和1個出報盤，因此，完全滿足系統(tǒng)需要。主控板與售報模塊之間的連接如圖5所示。

2.3售報模塊控制板

售報模塊以ATMEL公司的MEGA8為MCU，利用芯片提供的UART接口和2個IO引腳，擴展MAX3430實現(xiàn)RS485接口，通過控制總線接收主控板的控制命令，并返回售報模塊的運行狀態(tài)。抓取電機、輸送帶電機和紙盒電機由BTS7960芯片搭成的全H橋控制，微動開關(guān)、光電開關(guān)等作為位置傳感器獲取執(zhí)行機構(gòu)的位置信息，繼電器用于控制真空電磁閥通斷，其電路原理示意圖如圖6所示。

2.4軟件開發(fā)

主控板軟件開發(fā)使用MDK4.2集成開發(fā)環(huán)境，利用其提供的C/C++開發(fā)環(huán)境和RTL庫函數(shù)，可以方便地實現(xiàn)TCP/IP、PPP和USB等通訊協(xié)議的開發(fā)，大大提高軟件開發(fā)效率?？刂瓶偩€采用半雙工工作模式，待命狀態(tài)下處于輸入狀態(tài)，放開對總線的控制。通訊協(xié)議如下：

（1）報文采用固定的起始字符和結(jié)束字符；

（2）所有接聽狀態(tài)的設備在收到起始字符但沒收到結(jié)束字符時，禁止發(fā)送報文；

（3）接聽狀態(tài)的設備在接收到結(jié)束字符后分別等待不同時長（最小時長差大于單字符在總線上的傳遞時間），如果期間沒收到新報文，就可以發(fā)送報文；

（4）報文起始字符之后依次是目標設備ID、自己的ID、控制指令或狀態(tài)信息；

（5）每個從設備在接到主控板發(fā)來的指令后，先校驗目標設備是否自己，之后執(zhí)行相關(guān)指令并返回自己運行狀態(tài)；

（6）當某個從設備動作執(zhí)行完畢或者發(fā)現(xiàn)異常時，等待總線空閑上報自己狀態(tài)。

售報模塊采用CodeVisionAVR開發(fā)環(huán)境，利用其工程向?qū)?，可以極為方便地完成I?？诤蚒ART的初始化和編程工作。

3結(jié)語

采用改進報刊拾取機構(gòu)和售報機模塊化設計后，經(jīng)實際使用證明自動售報可靠性顯著提高，功能明顯得到加強。其物聯(lián)網(wǎng)功能方便了多個售報設備管理，大大提高了報刊投放效率，媒體播放功能拓展了報刊發(fā)售功能，為新媒體技術(shù)條件下報刊發(fā)行工作做出了有意義的嘗試。

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