一種臥式紙幣清分機

趙 強 趙 丁 向 濤 陳 坤

（西南石油大學(xué)，成都 610500）

一種臥式紙幣清分機

趙 強 趙 丁 向 濤 陳 坤

（西南石油大學(xué)，成都 610500）

現(xiàn)有立式紙幣清分機由于高度和體積受到限制，不能擁有多個出鈔口，極大地影響了紙幣情分的效率。因此，設(shè)計了一種臥式紙幣清分機。這種臥式紙幣清分機機構(gòu)簡單，易于維護，并擁有多個出鈔口，可一次性將混雜在一起的不同面額紙幣挑選出來。

臥式清分機 CIS圖像傳感器 紙幣

引言

紙幣清分機憑借其相比于人力高效率和低成本的優(yōu)勢，已被廣泛應(yīng)用于銀行、公交公司和大型超市等場所。目前，國內(nèi)使用較多的主要是來源于國外的立式清分機。它由于結(jié)構(gòu)緊湊、價格較低，而被普遍使用。但是，在使用時，立式清分機經(jīng)常發(fā)生卡鈔等問題，適應(yīng)性與可靠性較差，且一般只有一個出鈔口，所以每次只能清分出一種面額的紙幣，影響工作效率。本文設(shè)計一種臥式紙幣清分機，具有七個出鈔口，能一次性挑揀出人民幣1～100元間所有面額的紙幣，并同時挑揀出雜幣，包括假幣、殘損紙幣等。

1 整體機構(gòu)設(shè)計

此臥式紙幣清分機整體采用橫向布置，主要包括進鈔部分、識別檢測部分和挑揀出鈔部分，如進鈔口、厚度傳感器、熒光傳感器、磁傳感器、送鈔輪、圖像傳感器、出鈔口、電磁彈簧等，如圖1所示。

1.1 進鈔部分

進鈔部分的主要功能是將一疊紙幣從入鈔口放入后，經(jīng)過這一部分機構(gòu)，紙幣被分成單層，并整齊排列進入識別檢測部分。將重疊紙幣分成單層的原理，是利用橡膠材料的摩擦力。當(dāng)重疊紙幣進入到橡膠滾輪和橡膠板之間的空隙，下層紙幣受到固定橡膠板的摩擦力而停止運動，上層紙幣受到橡膠滾輪給予的牽引力而繼續(xù)向前運動，從而和下層紙幣分開。

1.2 識別檢測部分

識別檢測部分的主要功能是識別區(qū)分不同面額的紙幣和檢測出雜幣，并將檢測結(jié)果轉(zhuǎn)化為電信號輸送給控制器。實現(xiàn)這一功能主要利用CIS（Contact Image Sensor）圖像傳感器、厚度傳感器、磁傳感器和熒光傳感器。CIS圖像傳感器主要用于識別紙幣面額和檢測出有孔洞等殘損紙幣。厚度傳感器主要用于檢測粘結(jié)導(dǎo)致的重張紙幣；磁傳感器和熒光傳感器主要用于檢測紙幣的真?zhèn)巍?/p>

1.3 挑揀出鈔部分

揀出鈔部分的主要功能是使經(jīng)識別檢測的紙幣在所對應(yīng)的出鈔口出鈔。這里，選擇使用電磁彈簧裝置作為挑揀分鈔裝置。它的優(yōu)點是響應(yīng)動作時間快，滿足清分速度的要求。

2 控制系統(tǒng)設(shè)計

此紙幣清分機的電氣硬件部分主要由如圖2所示的各個模塊組成。它共使用五種傳感器，分別實現(xiàn)鑒偽、識別面額和識別雜幣功能。紙幣清分機清分速度較快，所以選用的處理器必須要適應(yīng)高速條件。為此，這里選用AT89C51ED2單片機。

圖2 紙幣清分機的電氣硬件部分

AT89C51ED2是一種兼容8051指令集的單片機，具有訪問和運算速度快、可以保存系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、斷電不丟失數(shù)據(jù)、支持ISP編程、支持UART、SPI接口等特性，完全可以滿足該清分機系統(tǒng)的控制需要。

3 信號處理系統(tǒng)設(shè)計

Blackfin?系列DSP是ADI與Intel聯(lián)合開發(fā)的、體現(xiàn)高性能體系結(jié)構(gòu)的、首款第四代DSP產(chǎn)品，非常適合于圖像、聲音和各種電信互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

針對清分機信號處理的需求，ADSP-BF533具有可實現(xiàn)600MHz的持續(xù)工作，有利于實現(xiàn)紙幣識別算法的實時性、可緩存大量紙幣圖像數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)訪問速度較快等特點。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計

為了滿足在高速條件下高效率完成檢測功能，軟件設(shè)計中，主控程序采用ASM51匯編語言的方式，流程圖如圖3所示。

圖3 流程圖

在算法設(shè)計方面，根據(jù)紙幣可機器識別的特征，通過多次試驗取得標(biāo)準(zhǔn)紙幣在圖像、厚度、磁性、熒光等鑒別點的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)保存于數(shù)據(jù)處理器中。使用時，將各傳感器獲取的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對比，即可得出紙幣的識別鑒定結(jié)果。

[1]鞍山搏縱科技有限公司.臥式二口紙幣清分機：中國，ZL200720010794.5[P].2007-03-09.

[2]宋恩雨.基于CIS傳感器的紙幣鑒偽與清分系統(tǒng)研究[D].青島：山東科技大學(xué)，2007.

[3]陳峰.Blackfin系列DSP原理與系統(tǒng)設(shè)計[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.

[4]羅皓斐，潘雙夏.紙幣清分機系統(tǒng)的方案設(shè)計[J].輕工機械，2005，（4）：131-133.

[5]魏慶濤，徐曌.單片機原理及設(shè)計應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2015.

A Horizontal Paper Money Sorter

ZHAO Qiang, ZHAO Ding, XIANG Tao, CHEN Kun
(Southwest Petroleum University, Chengdu 610500)

Because of the limitation of the height and the volume, the existing vertical bill sorting machine can not have multiple outlets, which greatly affects the efficiency of paper currency exchange. Therefore, a horizontal banknote sorting machine is designed. The horizontal note sorting unit is simple, easy to maintain, and has a number of note-issuing mouth, can be mixed together at the same time a different denomination of banknotes to pick out.

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