国内外自动售货机的研究现状和发展趋势

1、国内外自动售货机的研究现状和发展趋势自动售货机最早出现在20世纪60年代的欧羌，当时在美国的地铁系统 中，人们可以用】美分在自动售货机上买到一块口香糠这便是最早的自 动售货机*作为-种全新的零售方式，20世纪80年代以來，自动售货机在美、日 等发达国家得到了迅速的普及和发展"其产品特点是科技含龍高*集光、机、 电、防伪识别、数字加密、智能软件等技术于一体；24小时服务*售货便 利；无希专人盯守，省人工，省成本；售货范围广，人们通过自动售货机不 仅可以买到食品.香烟、饮料、报纸、票、甚至鲜花和小宠物等物品； 此外它还是一种新颖独辖的广告媒体。目前，自动售货机已经在65个国家 和地区使用

2、口根据美国自动时代统计，日本每23人拥有一台自动售货 机、类国每40人一台、欧洲每创人一台.在邻国日本，全国市场70%的罐 装饮料是通过自动售货机倍出的，每个人 年投入自动售货机用于购物的货 币高达400多美元：根据日本麒麟啤酒公司调査，一台自动偉负机每年可传 出上万磯清凉饮料，比一般不太繁忙的小商店销量还要大；美国可口可乐公 司则拥有分布于世界各地的儿十万台饮料售货机*在西班牙，全国通过自动 侶货机售出的商品销售额占全国零售业的六成以上并以每年10悯的速度递 增。全世界约有M00万合自动您货机处于运营中，包括白动情货机制造与 运营在内的整个行业年销售额超过2500亿美兀，自动售货业已成为零儕

3、业 态增长最抉的行业之一。近几年，自动售货机在我国的大中城市发展势头非常迅猛，车站、码头、 酒店宾馆、大学校园、繁华的街道等地方随处可见自动售货机的身影。据统 计，广弼市区就摆放了各种品牌的自动售货机500台，而这个数量还不足 以满足地铁和公交车站的需要自动售货机不但给人们的生活带来了极大的方便，而且也成为现代化城市的一道亮丽的风景线.随着我国零您业态的 不断发展和2010年上海世博会的临近，我国无店铺销售业态的发展获得了 良好的环境和契机。尤其是跨国企业的加入，会更进一步刺激利带动我国自 动售货机产业的发展。自动售货机在西方发达国家以及日本、韩国等已发展成为一个相对成熟 的零售业，而中国尚处

4、于导入期。我国自1992年从日本、韩国引进自动售 货机并投放市场以来至今已有10余年了，但发展缓慢，到目前为止，仅有 10多家研发、制造和运营企业，而且各企业发展极不平衡，其中天津戈德 集团约占中国自动售负机市场的80%,其它企业处于零敲碎打状态。从技 术含量和性能方面来看，我国也和国外有较大的差距。自从20世纪70年代以来，随着，以消费者为中心,的现代市场营销观念 确立和科学技术进步，自助服务实现了商品需求化、性能多样化的发展。传 统fit自动售货机往往采用单一现金支付方式，随看人们生活水平的不断提 高，生活节奏的加快，支付方式的简单、快捷，多样性，已经成为一种客观 的要求。在现代人生活中，

5、人们往往更愿意携带银行卡和IC卡消费；在大 学校园里，学生更愿意用集就餐、借书、超市消费筹多功能于一体的“一卡 通"消费；在大型公司内部，公司员T更乐意用代表身份的职员卡消费；随 着无线通信技术的发展，尤其是移动业务（如手机业务）的普及，人们也期 待时尚的手机消费。支付方式的单一性和管理方面的严谨性不够，定我国自动售货机产业发 展的一大瓶颈。在日常可见的自动售货机中，往往只有硕纸币支付方式，由 于自动售货机很多放置于户外，容易造成支付系统的人为损坏，加上人为管 理不能实时到位，给顾客和运营商带来损失。据统计，自动侶货机在黄国的 人为损坏率为千分之三，而在我国达到了百分之十，成了自动售

6、货机供应商 极为头痛的问题。从近两届在上海举办的“中国国际自动售货系统及商务自助产品展览 会”来看，国外自动住货机牢牢占据市场的主流。特别的，还从展览会上了 解到，浙江省从事自动售货机生产、研发的企业仅为2家，其中之一便是本 项目的合作方一一华鑫商业售货机有限公司，这与浙江强劲的经济增长趋势 和巨大的市场容纳力是极不相称的。因此，跟踪最先进科技的应用，将最新的嵌入式技术应用于自动售货机 的研制，提升货机的技术含量；在同一台自动售货机上进行多支付方式的研 究，以满足不同场地、不同时间段、不同消费者的需求，对推动浙江省自动 售货机行业的发展和提髙我国的自动售货机整体技术水平有着积极的意义.随着技术

7、的不断发展和进步，自动售货机的科技含量也越来越高。电气方面，控制中心从8位、16位单片机发展到今天的32位ARM微 处理器。文献4中采用ARM720T核的32位微处理器HMS30C7202为主控 芯片，以Linux系统为软件开发平台，完成了基于IC卡支付的货机系统设 计；文献5在FPGA或ASIC等基础上，采用VHDL描述语言实现口动售货 机系统的销售动作。出货方式方面，呈现多样化的趋势。有弹簧推动方式、转盘方式、曲柄 连秆传动方式等.文献6提到用槽轮、推拉杆、推拉销、直线步进电机和前 后两边侧板构成罐体送出机构。待机状态下，槽轮利用阻货面支掠和阻挡罐 体，防止罐体下落；接收到销售信号后，步进

8、电机运动并作用于推拉杆，推 拉杆推动槽轮上下摆动一次，完成出货。文献7在传统的曲柄连杆传动方式 上，进行了改良，具有构造简单、造价低、工作可靠和安装简单的特点。系统管理方面，充分利用了 INTERNET、GSM和GPRS等高科技技术， 实现了货机运行状况的实时监控和节省了人力资源成本。文献8中提出，在 自动售货机系统中采用一种网络接口芯片PS2000,完成MCU和该芯片的硬 件连接和软件通信，并实现网络通信的软件部分自动售货机通过PC机上 的网管软件即可进入INTERNET,通过网页可对自动侶货机完成远程工作状 态监测，远程控制启停，远程库存査询等。文献9中，以GPRS和INTERNET 网络

9、为支撑，应用GPRS网络提供的点到点业务和点到多点业务实现货机终 端和中心服务器、中心服务器和服务提供商之间的通信，进而完成系统的远 程管理。节能方面，全球能源的紧张，对自动售货机的研究也开始注意节能问题。 据统计，日本自动售货机消耗的总电力是两个核反应堆总能量之和，Sakai 等针对这一问题，研究了基于模糊逻辑的自动售负机预测系统，仅仅冷却一 天销售所需的罐装饮料，作者利用这种方法做了模拟仿真，可使能耗减少 1/10左右。文献11中提到了两种节能方式，一种是在自动售货机前安装 一种感应装置，只有当销售动作发生时，货机才启动，否则处于“休眠”状 态；另一种方式是釆用一种能够节省能量的场致发光面

10、板，安装在传统的荧 光屏处，仅这部分功能，就比传统口动售货机节约了将近一半的能量。随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快，人们对支付方式的简便、 快捷和时尚性也提出了要求。在加拿大，自动售货机有相当一部分已摒弃投币的方式，而是应用一种 具有先进信息功能的纽扣式触摸技术，只要将戴在手上的形似戒指或串在钥 匙圈上的信息纽扣与售货机接触一下，交易信息就会准确无误的记录下來并 及时发送到信息管理中心进行处理：在英国，国内的银行和信用机构还专门推出了一种自动售货机卡。人们 站在自动售货机前，只要把卡轻轻拉一下，省去了投币的麻烦，十分方便。 到2002年，英国持有这种卡的人占全国人口的20%以上，由此可见

11、英国自 动售货机的普及性和受人们欢迎的程度：在韩国，国内首屈一指的积分系统忠诚度计划，正悄悄地与自动售货机 产业挂钩，通过手机或专用卡支付，实现扣款、余额和打折优惠等内容的短 消息即时传递，既方便又时尚。如今，随着自动書负机在社会的普及，也逐渐被应用于其他的领域。自 助服务的内容不再是销您商品，服务的对象也不再局限于购买东西的顾客. 文献11中还提到，自动售货机被用于柏林公共交通运输售票系统中；在文 献12中提到一种移动电子钱包，核心部件是一个称为FeliCa的芯片，有这 种芯片的手机如果注册了电子钱包服务，就可以直接往手机中的该芯片充 值，这种消费用于火车站的書粟系统。综上所述，未来的自动售

12、货机必然朝着监控管理智能化、功耗节能化和 性能多样化的方向发展。本课题主要包含两大部分：（一）以罐装饮料自动售货机为对象的自动售 货机控制系统研究；（二）自动售货机多支付方式研究。前一部分为浙江省重 大科技攻关项目“嵌入式系统和CAN总线在自动售货机研究开发中的应用 及示范”课题的部分内容，已成功实现并应用于所开发的实际产品中：后一 部分为该课题的拓展和延伸，因时间和条件所限，目前仅进行了探索性的研 究和部分实验研究，更深入的研究有待后续完成。在充分分析自动售货机的 工作原理、相关技术和岀货方式的基础上，采用Philips公司生产的32位 ARM微控制器作为中央处理器，丰富的外设功能保证复杂的

13、电路设计要求； CAN总线作为节点通信载体，保证通信的可靠性和实时性；独特的出货方 式，实现了货机出售多类型商品的需求：射频卡技术和短消息业务的引入， 扩展了货机的支付方式。本课题研究的自动售货机由合作企业实现产业化， 而不是一般试验性的或探索性的实验研究，因此，要求对控制对彖和控制目 标必须要有全面而透彻的研究分析，对相关的协议要正确理解，控制系统软 硬件要满足可靠性、稳定性和实时性耍求。本文结构安推如下：1. 介绍了自动售货机目前的行业状况，分析了国内外自动售货机的研究概况，指出了本课題的研究目的和意义;2. 研究了 MDB总线通信规则、射频卡的工作原理与特点、SMS技术 原理和CAN总线技术的特点，奠定了全文的理论基础；3. 货机控制系统的设计与实现，介绍了主处理器的选择，主板驱动板 形式的硬件电路结构，以状态流程图形式实现的系统软件设计，重 点介绍了至关重要的出货模块和CAN通信模块的软硬件设计；4. 多支付方式的研究，构建了基于GPRS无线网络的自动售货机支付 系统，详细描述了现金支付方式实现过程，以及射频卡、短倍支付 涉及的慕本通信的实现：5. 系统测试与分析，对货机出货、CAN通信和支付模块进行了测试与 分析，并详细讨论了在开发、测试过程中遇到的一些问题；6. 总结与展望。1.4.2主要特色和创新点本文是在全面总结作者近两年售负机研发工作的基础上完成的，主要