货币识别原理大概.docx

1、货币识别原理大概货 币 识 别器涉 及 机 械 、电 、光 、磁 等 多 个 领 域 的 知 识 , 需 要 各 方 面 互 相 配 合 , 是 自 动 售 货 机 、自 动 售 卡 机 等 各 类 自 助 服 务 设 备 的 关 键 部 件 。 关 键 词 : 硬 币 识 别 纸 币 识 别 AT89C52 1 货币识别器原理 货 币 识 别 器 主 要 包 括 硬 币 识 别 与 纸 币 识 别 两 部 分 。 1.1 硬 币 识 别 原 理 我 国 目 前 发 行 的 1 元 、5 角 和 1 角 硬 币 的 金 属 原 材 料 是 为 造 币 而 专 门 使 用 的 特 殊 合 金 ,

2、 因 此 在 它 通 过 投 币 入 口 进 入 由 电 感 和 电 容 组 成 的 特 定 高 频 振 荡 线 路 所 产 生 的 磁 场 时 , 金 属 材 质 和 体 积 的 差 异 对 电 感 量 的 影 响 大 小 也 出 现 微 弱 差 异 , 电 感 量 的 变 化 引 起 振 荡 频 率 的 变 化 , 再 通 过 检 测 频 率 的 变 化 , 与 设 定 值 进 行 比 较 , 确 定 某 种 硬 币 种 类 后 , 经 窄 带 选 频 电 路 将 频 率 信 号 变 成 电 压 信 号 输 出 , 完 成 对 金 属 硬 币 的 识 别 。 1.2 纸 币 识 别 原 理

3、 纸 币 识 别 器 由 主 控 部 分 、 传 感 器 部 件 、 驱 灯 组 件 、A /D 转 换 器 、外 部 存 储 、电 机 、模 式 选 择 、电 源 板 等 组 成 一 个 单 片 机 控 制 的 系 统 , 通 过 多 个 接 口 把 紫 光 、磁 性 、红 外 穿 透 引 入 主 控 器 。 把 正 常 钞 票 在 各 传 感 器 接 收 到 的 信 号 进 行 统 计 取 样 、识 别 , 并 寄 存 起 来 , 作 为 检 测 的 依 据 。 当 识 别 纸 币 时 , 把 在 各 通 道 接 口 接 收 到 的 信 号 参 数 与 原 寄 存 起 来 的 信 号 参

4、数 进 行 比 较 、判 断 , 若 有 明 显 差 异 时 、 但 立 即 送 出 报 警 信 号 并 截 停 电 机 , 同 时 送 出 对 应 的 信 号 提 示 。 1.2.1 荧 光 检 测 荧 光 检 测 的 工 作 原 理 是 针 对 人 民 币 的 纸 质 进 行 检 测 。人 民 币 采 用 专 用 纸 张 制 造( 含 85 % 以 上 的 优 质 棉 花) , 假 钞 通 常 采 用 经 漂 白 处 理 后 的 普 通 纸 进 行 制 造 , 经 漂 白 处 理 后 的 纸 张 在 紫 外 线( 波 长 为 365n m 的 蓝 光) 的 照 射 下 会 出 现 荧 光

5、反 应( 在 紫 外 线 的 激 发 下 衍 射 出 波 长 为 420- 460n m 的 蓝 光) , 人 民 币 则 没 有 荧 光 反 应 。 所 以 , 用 紫 外 光 源 对 钞 票 进 行 照 射 并 同 时 用 硅 光 电 池 检 测 钞 票 的 荧 光 反 映 , 可 判 别 钞 票 真 假 。为 排 除 环 境 光 对 辨 伪 的 干 扰 , 必 须 在 硅 光 电 池 的 表 面 安 装 一 套 透 过 波 长 与 假 钞 荧 光 反 应 波 长 一 致 的 滤 色 片 。 在 荧 光 检 测 中 , 需 要 注 意 两 个 问 题 : 1. 检 测 空 间 的 遮 光

6、。 外 界 光 线 进 入 检 测 空 间 会 造 成 误 报 ; 2. 紫 外 光 源 和 光 电 池 的 防 尘 。 在 点 钞 过 程 中 有 大 量 粉 尘 , 这 些 粉 尘 粘 附 在 光 源 表 面 会 削 弱 检 测 信 号 , 造 成 漏 报 。 对 第 五 版 人 民 币 , 可 同 时 检 测 荧 光 字( 无 色 荧 光 油 墨 印 刷 , 用 另 一 硅 光 电 池 检 测 , 滤 色 片 的 透 过 波 长 和 真 钞 荧 光 反 应 波 长 一 致) 以 提 高 辨 伪 效 果 。 1.2.2 磁 性 检 测 磁 性 检 测 的 工 作 原 理 是 利 用 大 面

7、 额 真 钞 ( 20 元 、50 元 、100 元) 的 某 些 部 位 是 用 磁 性 油 墨 印 刷 , 通 过 一 组 磁 头 对 钞 票 的 磁 性 进 行 检 测 , 通 过 电 路 对 磁 性 进 行 分 析 , 可 辨 别 钞 票 的 真 假 。 在 磁 性 检 测 中 , 要 求 磁 头 与 钞 票 磨 擦 良 好 。 磁 头 过 高 则 冲 击 信 号 大 , 造 成 误 报 ; 磁 头 过 低 则 信 号 弱 , 造 成 漏 报 。 通 过 控 制 磁 头 的 高 度( 由 加 工 和 装 配 保 证) 和 在 磁 头 上 方 装 压 钞 胶 轮 可 满 足 检 测 需

8、要 。 1.2.3 红 外 穿 透 检 测 红 外 穿 透 的 工 作 原 理 是 利 用 人 民 币 的 纸 张 比 较 坚 固 、密 度 较 高 以 及 用 凹 印 技 术 印 刷 的 油 墨 厚 度 较 高 , 因 而 对 红 外 信 号 的 吸 收 能 力 较 强 来 辨 别 钞 票 的 真 假 。人 民 币 的 纸 质 特 征 与 假 钞 的 纸 质 特 征 有 一 定 的 差 异 , 用 红 外 信 号 对 钞 票 进 行 穿 透 检 测 时 , 它 们 对 红 82 外 信 号 的 吸 收 能 力 将 会 不 同 , 利 用 这 一 原 理 , 可 以 实 现 辨 伪 。需 要

9、注 意 的 是 , 油 墨 的 颜 色 与 厚 度 同 样 会 造 成 红 外 穿 透 能 力 的 差 异 。 因 此 , 必 须 对 红 外 穿 透 检 测 的 信 号 进 行 数 学 运 算 和 比 较 分 析 。 1.2.4 激 光 检 测 用 一 定 波 长 的 红 外 激 光 照 射 第 五 版 人 民 币 上 的 荧 光 字 , 会 使 荧 光 字 产 生 一 定 波 长 的 激 光 , 通 过 对 此 激 光 的 检 测 可 辨 别 钞 票 的 真 假 。 由 于 仿 制 困 难 , 故 用 于 辨 伪 很 准 确 。 1.2.5 防 夹 心 检 测 所 谓 防 夹 心 检 测

10、就 是 在 一 叠 钞 票 里 剔 出 不 同 面 额 的 钞 票 。根 本 不 同 面 额 的 钞 票 具 有 不 同 的 特 征 , 如 纸 质 、磁 性 、幅 面 大 小 等 , 可 进 行 防 夹 心 检 测 。 目 前 的 点 销 机 只 检 测 钞 票 的 纸 质 、磁 性 的 宽 度 尺 寸 , 因 此 对 于 纸 质 、磁 性 和 宽 度 相 同 或 相 近 的 钞 票 如 第 四 版 1 元 和 2 元 、5 元 和 10 元 , 第 五 版 10 元 和 20 元 很 难 区 分 , 如 果 增 加 一 组 红 外 管 , 同 时 检 测 钞 票 的 长 度 , 这 个 问

11、 题 可 以 得 到 有 效 的 解 决作 为 整 个 货 币 识 别 系 统 的 核 心 部 分 , 纸 币 控 制 器 必 须 由 一 颗 功 能 相 对 较 强 的 嵌 入 式 微 处 理 器 以 及 一 系 列 外 围 器 件 构 成 。 通 过 对 各 种 微 处 理 器 的 研 究 , 考 虑 到 开 发 成 本 , 我 们 最 终 选 用 了 兼 容 标 准 M C S- 51 指 令 系 统 的 A T89C 52 单 片 机 是 一 个 低 电 压 , 高 性 能 C M O S 8 位 单 片 机 , 片 内 含 8k bytes 的 可 反 复 擦 写 的 Flash 只

12、 读 程 序 存 储 器 和 256 bytes 的 随 机 存 取 数 据 存 储 器 ( R A M ) , 器 件 采 用 A TM E L 公 司 的 高 密 度 、非 易 失 性 存 储 技 术 生 产 , 片 内 置 通 用 8 位 中 央 处 理 器 和 Flash 存 储 单 元 , 功 能 强 大 的 A T89C 52 单 片 机 可 为 您 提 供 许 多 高 性 低 比 的 系 统 控 制 应 用 领 域 。 纸 币 器 中 核 心 控 制 器 A T89C 52 要 采 集 大 量 实 时 纸 币 数 据 , 以 用 于 该 纸 币 的 处 理; 同 时 还 要 存

13、储 许 多 参 数 以 用 于 纸 币 的 识 别 , 而 A T89C 52 自 身 资 源 有 限 , 并 不 能 很 好 地 满 足 系 统 要 求 , 明 显 需 要 扩 展 片 外 R A M 和 R O M 。 本 系 统 中 采 用 传 统 的 扩 展 方 式 , 即 通 过 一 片 74H C 373 锁 存 器 外 接 一 片 62256, 而 R O M 的 扩 展 则 采 用 近 年 来 应 用 很 广 泛 的 I2C 总 线 方 式 , 即 直 接 用 两 个 I/0 口 外 接 一 片 串 行 24C 256。 纸 币 器 中 数 据 采 集 装 置 采 用 六 对

14、发 光 二 极 管 及 光 电 三 极 管 , 而 且 还 需 要 有 工 作 模 式 选 择 , 这 样 导 致 I/0 口 不 够 用 。 为 此 还 要 扩 展 输 入 输 出 接 口 , 采 用 常 用 的 8155 芯 片 来 实 现 I/O 扩 展 。 其 主 要 功 能 是 : 单 片 机 A T89C 52 通 过 I/O 接 口 控 制 发 光 二 极 管 发 光 , 当 纸 币 进 入 时 , 入 口 处 发 光 二 极 管 透 射 过 纸 币 的 光 强 变 弱 , 被 相 应 入 口 处 的 光 电 三 极 管 接 受 到 后 转 换 为 电 信 号 , 放 大 后 送 给 A D C 0809, 后 者 再 传 给 A T89C 52。 经 过 判 断 , 处 理 器 直 接 控 制 电 机 驱 动 芯 片 L298 使 双 向 微 型 电 机 正 转 , 电 机 带 动 捻 纸 皮 带 将 纸 币 送 进 纸 币 器 内 。 待 最 后 一 个 光 电 三 极 管 采 集 完 纸 币 数 据 后 , 处 理 器 开 始 进 行 识 别 判 断 过 程 。