纸币清分

纸币清分（共4篇）

纸币清分 篇1

1 引言

随着银行业的发展, 各类银行都为提高服务效率和质量进行竞争。纸币自动清分机是提高服务效率的一种有效工具, 随着ATM机的迅速普及, 银行业对于区分新旧纸币以及伪钞识别的清分机的需求越来越大。清分机的主要功能在于识别纸币的面额、面向、上下、新旧程度和真伪, 并能按照所设置的清分级别对同种面值而不同新旧程度的纸币进行分离。全自动纸币清分机涉及计算机控制、图像识别以及声、光、电、磁等多种检测控制技术。本文对系统设计中的关键技术进行研究和探索。

2 清分机主要功能及工作原理

清分机能够在纸币一次通过机器的情况下, 对钞票的面值、新旧程度、真伪以及粘贴胶带、折角、破洞、缺损等多种状况进行检测, 最终实现对纸币的清点、鉴伪, 并按照人民币的版本、新旧、面额、正反、上下进行自动清分。清分机系统包括钞票传输系统、自动控制系统和检测系统三大部分。传输系统主要是纸币入钞、传送和出钞的机械机构, 为检测和控制纸币在清分机中的输送状态, 在清分机的入钞口, 各个出钞口以及纸币所经过的路径上装设图像传感器、光电传感器、厚度传感器和磁传感器等检测器件, 在纸币传输的过程中进行一系列的检测、识别和判断。图像的采集、处理和识别以及纸币的传输由清分机的控制系统完成。

3 清分机系统设计中的关键技术

清分机工作时要求每分钟至少识别640张纸币, 在纸币高速通过机器时要完成纸币图像的采集和所有的识别过程, 并将识别结果发送到控制端。因此清分机的核心技术是纸币的图像识别及控制系统的设计。

3.1 图像采集、处理及识别技术

清分机对于纸币的面额、正反面、上下方位、破损、在传输过程中的倾斜度以及新旧程度等识别都要依靠图像系统来完成。因为清分机体积小, 结构复杂, 而且工作速度快, 所以图像传感器的选择尤为重要, 图像系统设计采用高速CIS (Conduct Image Sensor) 作为图像采集的传感元件, 其特点是体积小, 集光源与传感器线于一体, 便于安装。系统的识别功能所要完成的任务是对输入的图像信息进行分类, 辨别出当前图像中纸币的面额、正反面向和上下方位等。控制装置可以根据识别结果进行分检和整理。

在纸币高速传输的过程中, 为保证纸币图像识别和处理时间, 传输系统中设有离合器, 以调整进钞速度, 确保前后纸币之间的间距。通过对图像采集、图像识别及纸币传输控制等时序的分析, 对图像识别采用4 8 6以上的工控处理器板。即保证了系统识别要求, 又方便系统开发。

3.2 图像处理软件设计

纸币图像处理软件是清分机对纸币进行处理的核心部分。其基本工作原理是:当纸币在清分机中运行时, 高速扫描装置对纸币进行扫描, 形成数字图像输入到处理器, 清分软件对纸币图像进行处理, 计算出清分结果输送给控制装置, 由清分机控制装置根据清分结果完成人民币清分计数, 控制电机、离合器、电磁铁动作, 将纸币送往相应得出钞口或拒钞口 (残钞或假钞出口) 。从工作原理上看, 清分机软件所要完成的任务是图像处理和识别工作, 其难点是快速性和准确性。清分机是一种高速运转的机器, 每秒钟需要清分1 0张纸币, 考虑到扫描装置和控制装置的时间, 清分程序需要在40毫秒的时间内处理一幅图像, 否则机器将无法工作。考虑到清分机是一种金融机具, 金融行业对于设备运行的可靠性要求很高, 不允许出现任何差错, 这就对清分软件性能提出了很高的要求, 特别是图象识别部分的功能要求更高, 不允许出现币种的差错和面向的差错。由于在清分机中采用的是高速扫描装置, 所采集的图像与正常扫描仪的图像质量有很大的差异, 图像的分辨率较低, 而且存在很多噪声, 这就需要依靠软件进行图像的位置均衡和亮度均衡, 另外, 纸币在清分机中的传输过程非常复杂, 它在运动时常会有较大的倾斜, 造成了扫描图像存在一定程度的变形。所以在图像处理过程中也要对纸币的图像进行几何校正。

3.3 电气控制系统得设计

纸币清分机的控制系统非常复杂, 包括图像采集控制系统, 机械传动控制系统和显示控制系统, 由单片机完成。为保证纸币图像的准确采集, 使图像信号沿纸币的纵向均匀分布, 在机械传动轴上安装角度编码器, 纸币进入清分机时编码器产生与纸币运动同步的脉冲。该脉冲在图像采集时作为同步信号, 以克服机械运动的不均匀性造成的影响;该脉冲在机械控制系统中作为机械时钟, 即使在系统拖动电机转速发生较大变化时也可以用以判断纸币在清分机中的几何位置。根据图像识别的处理的结果, 完成人民币清分计数, 控制电机、电磁铁动作, 将纸币送到相应得出钞口或拒钞口。显示控制系统控制液晶显示屏显示清分或点钞的结果, 显示系统工作状态。

清分机的图像采集系统有图像传感器和一系列的光电传感器, 判断纸币是否卷角或粘贴胶带依靠厚度传感器, 人民币的真伪识别采用的是磁传感器。在较大的电磁干扰下, 机器会出现瞬间工作不稳定和死机现象, 因此电磁兼容性的设计是控制系统的关键所在。要采取相上接第248页上接第249页

摘要：本文介绍了纸币清分机的主要功能和工作原理, 并对清分机系统设计中的图像检测与识别、控制系统以及软件设计中的关键技术进行了详细的分析和研究。

关键词：清分,图像识别,传感器,检测

参考文献

[1]沙占友.集成传感器应用[M].北京:中国电力出版社.2005.

[2]李群芳.张士军等.单片微型计算机与接口技术[M].北京:电子工业出版社.2005.

[3]沈红卫.基于单片机的智能系统设计与实现[M].北京:电子工业出版社.2005.

纸币清分 篇2

关键词：公交系统,纸币清分,控制系统,PLC编程

0引言

自动控制显示技术是PLC编写技术、测厚技术与计算机技术等多种先进技术的综合应用, 与一般的清分机比较具有智能性、优越性。本文通过红外传感器、尺寸厚度传感器、CIS图像传感器、磁性传感器、紫外传感器等多种传感器的综合使用, 对纸币进行检测、图像采集、数据处理等, 以此实现纸币的厚度检测、电信号的转换以及面值清分。

1控制系统工作原理分析

控制技术是清分机实现清分功能的重要工作部分, 它是一种能够实现支持精确筛选、准确控制、快捷清分的工作过程。自动控制系统的设计部分中, 电机、光敏电阻、单片机、时钟电路等元件是控制系统的重要组成部分, 对于单片机这一控制部件的设计必须能够满足控制系统的实际需要, 单片机是实现复杂控制功能的重要组件。

单片机的主要工作是数据处理, 控制出口。当光敏电阻实现对纸币清分的面值参数进行测量后, 测量值结果就会送入单片机进行处理, 通过检测纸币的电流电压, 由A/D转换器将模拟信号转换成数字信号, 数据处理后, 按照数据格式通过数据总线传送至参数实时显示部件进行显示。并实时控制出口。

2程序编制

2.1 PLC编程控制技术

PLC编程控制技术, 它是一种能够实现支持精确筛选、准确控制、快捷清分的工作方式。其主要由CPU、存储器、电源、I/O接口、通信接口、智能接口等部分组成[3]。PLC编程的控制显示技术为大批量小面值的纸币的纸币清分、新旧判别提供了条件。利用该技术可实现纸币面值的清分和新旧判别等方面的应用。

2.2程序编程

根据PLC所示程序将源【s1】和【s2】的数据进行比较, 结果送到目标【D】中, 程序中M1、M4、M7根据比较, 且所有的数据均作为二进制。K100>C20的当前值时, M1接通, M1=1;K100=C20的当前值时, M4接通, M4=1;K100<C20的当前值时, M7接通, M7=1;当执行条件X0=OFF时, CMP指令不执行, 且状态不变。

比较的结果为M1=1, M4=1, M7=1。并且输出的结果对应Y000, Y001, Y002。Y 000则是出钞口1的输出结果, Y001是出钞口2的输出结果, Y002是出钞口3的输出结果, 以此实现纸币的清分。

部分功能指令:

3清分工作过程的实现

(1) 光敏电阻的输出经过处理后作为单片机的输入, 经过单片的处理后单片机依据对输入信号的处理结果经过延时装置控制钞票进入不同出钞口, 鉴于此, 根据尺寸大小输出的电流、电压值, 经过A/D转换器转换为数字量, 再与参考值进行对比, 从而实现对纸币面值的区分。

(2) 新旧清分工作过程:鉴于大面值纸币新旧清分的原理, 小面值纸币若采用声音识别法和透光法, 不仅效率低, 而且分辨率也较低, 由于纸币的新旧程度主要还是通过图像反映出来, 因此, 针对公交系统大批量小面值新旧清分这个问题, 本文主要采用图像识别方法。在输入图像后, 先对图像进行简单的预处理, 根据图像传感器是别的图像与实际标准图像进行比较, 比较的结果作为纸币新旧分类的结果。

4结束语

本文通过对公交系统纸币清分机自动控制系统的工作原理、硬件及软件设计部分的实现进行了详细的描述, 并利用控制显示技术进行了PLC编程, 并进行数字信号转换, 实现了快速、准确的纸币清分。实验证明, 可以满足公交公司的小面值清分需求, 能够提高纸币的清分速度, 提高了工作效率。

参考文献

[1]李斌.基于单片机的数控直流电流源设计[J].甘肃科技纵横, 2010 (04) .

纸币清分机测厚技术的设计与研究 篇3

检测钞票时, 利用测厚辊沿滑道上下移动, 通过两个测厚辊轴间隙的变化, 带动支架组成上轴上下移动, 促使轴上的磁钢的上磁场变动, 从而使传感器产生相应变化的电信号, 然后通过厚度电路传送到主板的微处理器上, 最后经过程序判定, 这样就能判别钞票是否粘贴。

2 纸币清分机钞票测厚的设计原理

2.1 机械结构的设计原理

检测厚度装置基本原理:通过两个测厚辊轴间隙的变化, 带动轴的上下移动, 促使轴上磁钢的磁场产生变动, 通过传感器产生相应变化的电信号, 从而判别钞票是否粘贴胶带、折角与连张。

机械结构由两个测厚辊轴, 2个支架组成 (左右各一个) 和传感器所组成。上测厚辊可以沿滑道上下运动, 从而改变两个测厚辊轴间隙。机械结构如图1所示:钞票经过测厚辊时, 在正常情况下, 支架上的轴压在上测厚辊轴上的轴承上, 两测厚辊轴间隙允许通过一张正常钞票。当正常钞票通过两测厚辊轴时, 两辊轴之间间隙变化很小;当不正常钞票通过时, 两测厚辊轴间隙变化较大, 上测厚辊轴沿滑道向上移动, 并且通过辊轴上的轴承带动支架组成 (图2) 上的轴向上移动, 这样安装在轴上的磁钢也随之向上移动改变了磁钢与传感器之间的距离, 改变了磁场强度, 然后通过传感器将磁信号转变成电信号, 通过分析电信号就可以检测出纸币是否厚度正常。

2.2 传感器与厚度电路的原理

传感器采用的是线性霍尔器件ES49E, 由于施加在器件敏感面的磁场强度其输出信号的电平发生变化, 而且是成比例地变化。当ES49E处于零磁场条件时, 其输出电压是电源电压的一半。S磁极出现在ES49E标记面时, 输出电压将随磁场强度减弱而线性降低;相反, N磁极将使输出电压随磁场强度减弱而线性升高。同时ES49E具有低噪声输出的特点, 不再需要采用外部滤波。它还包括薄膜式电阻, 能提高温度的稳定性和准确性。

厚度电路主要是由AD623AN组成的差动放大电路及LM393组成的比较器共同组成的。选用差动放大电路的原因是将两个输入直流信号进行相减, 得到差值后对差值进行放大, 当存在干扰信号的时候, 会对输入信号产生影响, 但反映到差值上则为0, 这就达到抑制干扰的作用, 提高电路的稳定性。

具体的电路图见图3所示。下面以左路厚度电路进行分析, 集成电路U15 (AD623AN) 的3脚接收到左路传感器变化电信号 (TSL) , 正常的钞票3脚的电压变化较小, 与2脚电压比较后基本维持在80m V左右, 然后在经过放大后集成电路U15的6脚输出电压保持在1.6V左右, 同时比较器LM393的5脚电压调整到0.8V左右, 所以无厚度的钞票的7脚输出电压 (TAL) 为低电平, 接近0V。当有粘接的钞票经过时, 3脚的电压会降低0.5V左右, 再与2脚电压比较后基本在30m V左右, 经过放大后集成电路U15的6脚的输出电压保持在0.6V左右, 比较器LM393的5脚电位调整到0.8V左右, 有厚度的钞票的7脚输出电位 (TAL) 为高电平, 接近电源电压。

比较器的输出信号直接送给主板, 主板上的单片机采集到信号后, 根据信号的差异可以分辨出钞票是否有粘接, 这样就实现了厚度的检测。同时由于钞票的票面不同, 各种钞票的金属线的位置、版本的不同等原因, 钞票的厚度也不同。为了更好地处理每种钞票, 在程序中对每一种的钞票单独进行初始化的设置, 通过这种处理方式就可以达到满意的效果。

3 结论

实践证明, 我们所采用的这项技术是比较先进的, 在检测钞票粘贴方面基本上没出现漏挑的问题, 受到了客户的广泛称赞。

参考文献

纸币清分 篇4

纸币清分机的零部件主要分为机加件、钣金件、橡胶件3大类。首先通过基本特征绘制各个零件;零件设计完成后, 由相应的零件组合生成装配体, 经检验分析无误后转化为工程图用于生产。

1.1 机械加工件的设计

纸币清分机机加件的设计主要包括各种轴类零件设计、轮套设计、轴套类零件设计等。该类零件的绘制步骤如下:①选择草图平面, 利用旋转凸台命令创建第一个凸台特征;②利用拉伸切除或孔放置命令创建键槽、孔等其他结构特征;③利用倒角、圆角创建轴套类零件过渡结构, 最终完成零件的三维模型。

零件模型的建立应注意以下几点:①轴套类零件多为回转体, 最佳外形轮廓一般为通过轴中心线的横截面, 选择通过轴中心线的横截面轮廓为第一特征草图, 如图1所示;②零件的第一幅草图应该和原点定位, 以确定特征在空间的位置, 如图2所示。

1.2 钣金件的设计

纸币清分机钣金件绘制主要使用钣金特定的特征直接生成钣金零件, 包括基体法兰、边线法兰、斜接法兰、褶边、转折、闭合角、断裂边角、折弯、切口等。目前钣金件下料尺寸主要使用手工方法进行计算, 但对于形状复杂且翼缘上有孔的钣金件来说, 其展开尺寸和孔位尺寸通过手工计算既困难又不准确。利用SolidWorks钣金功能中的展开命令, 使这一工作变得非常简单, 只需在完成钣金零件三维建模之后, 点击平板型式特征即可得到该钣金件的三维展开图;当需要展开和折叠一个或多个折弯时, 也可使用展开和折叠工具。需要注意的是:平板型式应是钣金件的最后一个特征, 在Feature Manager设计树中, 平板型式之前的所有特征在折叠或展开的钣金零件中都出现, 而平板型式之后的所有特征则只在展开的钣金零件中出现。图3为钣金件展开前效果图, 图4为钣金件展开后效果图。

1.3 橡胶件的绘制

纸币清分机橡胶件主要包括各种橡胶轮, 橡胶轮在纸币清分机中起传递人民币的作用, 橡胶轮要求有良好的弹性、耐磨性、绝缘性和耐化学腐蚀性。橡胶轮可通过拉伸及外观标注绘制, 如图5所示。

2纸币清分机装配体建模

2.1 整机装配

基于SolidWorks软件将三维零件模型调入到装配环境中, 定义零部件的配合关系进而对纸币清分机进行模拟装配。模拟装配的过程中应分清层次和装配顺序:零件、构件装配、机构装配及总装配。

纸币清分机的构件是由一个或几个零件的刚性组合, 机构装配配合状态是“完全定义”, 所以各零件之间必须完全约束。机构装配体需要符合以下原则:①加入的第一个零件应该是不可移动的零件, 如机架和机座等;②第一个零件固定后其他零件与之进行配合, 这样就可保证装配体不能整体移动;③向装配体添加零部件的顺序最好按照实际装配过程进行, 在由零部件装配生成装配体时零部件间不能存在“过定义”、“欠定义”等问题;④同时应建立并且利用标准件库、通用件库、外协件库及外购件库等, 这样设计者可以迅速方便地使用已有的三维模型。完成了机构装配之后就可以进行纸币清分机总装配体的生成, 生成的总装配体清楚地表达了各零部件的位置。

2.2 装配后的干涉检查

应通过工具栏中的“干涉检查”进行装配体的干涉检查, 以便确定装配体中各零件间是否有实体边界冲突 (干涉) , 进而为解决干涉提供参考。

2.3 纸币清分机整机装配后的动态仿真

基于SolidWorks动态仿真技术可以很好地展现纸币清分机的运行状况。因为在模拟装配过程中对各个零件间添加了约束关系, 从而当对某一个零件添加动力后, 它就会在零件间的约束下传递力或扭矩最终实现机器的动态仿真。本文中对纸币清分机的主动轮通过“模拟工具”中的“旋转马达”并设定相应的参数, 由主动轮通过齿轮与皮带的啮合关系将扭矩传递给从动轮, 使各个从动轮跟随主动轮转动, 这样就可以清晰地看到零部件在实际过程中的运行情况。

3三维图与工程图转换

在实际生产中, 三维零件图和装配图并不是用来指导生产的技术文件, 而是具有规定格式的零件或装配体的二维平面投影图, 图上有尺寸、粗糙度、公差等技术要求。利用SolidWorks软件的“工程图转换”功能, 可以将纸币清分机的三维零件图和装配图直接转化为工程图, 并且可以在生成的工程图中修改、添加、删除一些技术数据, 大大节省了设计者的绘图时间。

4结论