某型號(hào)點(diǎn)鈔機(jī)控制系統(tǒng)及偽幣鑒別方法的設(shè)計(jì)

王 爽 張 升 王立峰

（北方工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院 中國(guó) 北京 100144）

伴隨著我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，各類(lèi)的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)漸漸頻繁起來(lái)，如稅務(wù)、貿(mào)易、工商等部門(mén)以及其他日常活動(dòng)中現(xiàn)金的流通兩越來(lái)越大，由于印刷技術(shù)、復(fù)印技術(shù)和電子掃描技術(shù)的迅速發(fā)展提高，偽鈔的制造水平也越來(lái)越高，因此對(duì)點(diǎn)鈔機(jī)鑒偽識(shí)別能力提出了更高更精準(zhǔn)的要求。

1 系統(tǒng)概述

整個(gè)點(diǎn)鈔機(jī)系統(tǒng)從功能上分三個(gè)子系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及控制子系，電機(jī)驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集熒光、紫外線、紅外穿透、計(jì)數(shù)、磁信號(hào)，這些信號(hào)送給數(shù)據(jù)處理及控制子系統(tǒng)，控制子系統(tǒng)根據(jù)傳感器輸出信號(hào)檢測(cè)是否為真鈔，并送到電機(jī)驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)，若不是真鈔則停止電機(jī)報(bào)警，若為真鈔，則驅(qū)動(dòng)電機(jī)點(diǎn)鈔計(jì)數(shù)。

2 系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)

圖1

點(diǎn)鈔機(jī)系統(tǒng)硬件電路主要包括電源電路、信號(hào)調(diào)理電路、電機(jī)控制電路等。系統(tǒng)框圖如圖1。

3 主要采用的鑒偽方法

3.1 熒光檢測(cè)

熒光檢測(cè)是針對(duì)人民幣的紙質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。人民幣采用專(zhuān)用紙張制造而成，假鈔一般采用經(jīng)過(guò)特殊處理后的紙張進(jìn)行生產(chǎn)制造，這種紙張?jiān)谝欢úㄩL(zhǎng)的紫外線的照射下會(huì)出現(xiàn)光致發(fā)光現(xiàn)象，紙張上的熒光物質(zhì)吸收能量后發(fā)出可見(jiàn)光，真幣沒(méi)有熒光劑而不會(huì)產(chǎn)生熒光反應(yīng)。因而，采用紫外光照射鈔票時(shí)，用光電傳感器接收光信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理電路轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，可以很好的判別鈔票的真假。

3.2 寬度檢測(cè)

點(diǎn)鈔機(jī)上有牽引機(jī)構(gòu)，它將紙幣傳送到接鈔臺(tái)，牽引機(jī)構(gòu)的主動(dòng)軸上裝有一個(gè)碼盤(pán)，碼盤(pán)上面均勻的刻有60個(gè)徑向槽，它的兩側(cè)裝有光電發(fā)送和接收的對(duì)管，當(dāng)碼盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，不斷透光擋光，在接收端的電路中產(chǎn)生一系列脈沖數(shù)N,碼盤(pán)透光縫隙數(shù)M(若M=60)和碾鈔軸的半徑R（若R=17.5mm）固定時(shí),便能測(cè)量出紙幣的寬度 d：d=2πRN/M=1.727mm。

表1 紙幣寬度表 （mm）

每檔差別約為6mm，通過(guò)增加寬度檢測(cè)裝置可以穩(wěn)定可靠地區(qū)別出來(lái)。

3.3 紅外穿透檢測(cè)

紅外穿透檢測(cè)是利用人民幣的紙張比較堅(jiān)固、高密度較高以及用凹印技術(shù)印刷的油墨厚度較大，吸收紅外信號(hào)能力較強(qiáng)來(lái)辨別鈔票的真假。假鈔與人民幣的紙質(zhì)特征存在一定差異，紅外信號(hào)透射光強(qiáng)與很多因素相關(guān)，如票面反射、吸收系數(shù)及厚度等。利用透射率不同原理可以實(shí)現(xiàn)辨別真?zhèn)巍Ｓ捎谟湍呐c票面的顏色紙張厚度等因素同樣會(huì)造成紅外穿透能力的差異，因而需要對(duì)紅外穿透檢測(cè)的信號(hào)進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算和比較分析。

3.4 紫外透射檢測(cè)

當(dāng)紫外線照射到某些物質(zhì)表面，這些物質(zhì)選擇性地吸收，輻射出可見(jiàn)的熒光。發(fā)射出不同強(qiáng)度的可見(jiàn)熒光和不同光譜的波長(zhǎng)。一般而言，真鈔在紫外光源的照射下產(chǎn)生和紫外光源的發(fā)射光譜相似的光譜以及熒光光譜，它相對(duì)弱些。根據(jù)真假幣紙的紙質(zhì)、油墨、印刷和厚度的不同，真鈔和假鈔的透光率不同,光敏三極管的輸出電流也有差別,將集光敏三極管輸出的數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定的真幣標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)來(lái)判別紙幣的真假和票面值。

3.5 磁性檢測(cè)

經(jīng)實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，人民幣安全線中磁信號(hào)是非常有規(guī)律的。磁信號(hào)由若千個(gè)“單一的信號(hào)”構(gòu)成的一組信號(hào)，相同面值人民幣磁信號(hào)相同，不同版不同面值的人民幣磁信號(hào)有的也是相同。但是不同面值的人民幣長(zhǎng)度是不同的，將磁性檢測(cè)和長(zhǎng)度檢測(cè)結(jié)合使用，便可以有效的辨別真?zhèn)巍．?dāng)磁阻型傳感器的磁頭掃過(guò)人民幣票面時(shí)，磁頭檢測(cè)并接收到人民幣中安全線的磁信號(hào)，改變的磁通量改變了磁敏電阻值，經(jīng)過(guò)電路轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)后經(jīng)過(guò)放大和整形處理，單片機(jī)通過(guò)分析磁信號(hào)的占空比和間隔，將分組信號(hào)并和真幣固有的信號(hào)進(jìn)行比對(duì)，變可鑒別鈔票的真?zhèn)巍?/p>

4 軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)上采用模塊化編程的思想，使軟件的可讀性和可維護(hù)性大大提升，整個(gè)應(yīng)用程序分為若干功能相對(duì)獨(dú)立的模塊，各模塊間通過(guò)數(shù)據(jù)交換進(jìn)行通信。系統(tǒng)上電后，首先進(jìn)行單片機(jī)和參數(shù)的初始化。隨后將檢驗(yàn)系統(tǒng)各個(gè)部件如傳感器或機(jī)械部件等，若有異常將報(bào)警。正常則變?yōu)榈却M(jìn)鈔狀態(tài)，進(jìn)入工作狀態(tài)后將進(jìn)行鈔票的數(shù)據(jù)信號(hào)采集和處理來(lái)實(shí)現(xiàn)鈔票的計(jì)數(shù)和辨別真?zhèn)巍＼浖Y(jié)構(gòu)如圖2所示。

點(diǎn)鈔機(jī)軟件設(shè)計(jì)主要功能模塊：

1）初始化模塊：完成對(duì)系統(tǒng)初始化。

2）調(diào)試模塊：對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和開(kāi)機(jī)自檢。

圖2

3）主控模塊：是系統(tǒng)的主控程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)鈔票的點(diǎn)鈔和鑒偽。

4）顯示模塊：程序中要不斷地調(diào)用顯示模塊進(jìn)行顯示。內(nèi)部顯示針對(duì)操作者，外部顯示面相用戶(hù)。

5）檢測(cè)模塊：包括左右計(jì)數(shù)管檢測(cè)、啟停檢測(cè)、防漏檢測(cè)。

6）數(shù)據(jù)采集模塊：對(duì)各個(gè)傳感器進(jìn)行信號(hào)的采集，如紫外、紅外、磁信號(hào)、安全線信號(hào)等。

5 結(jié)束語(yǔ)

該智能點(diǎn)鈔機(jī)以89S52為CPU，具有硬件電路簡(jiǎn)單、成本低、鑒偽準(zhǔn)確和人民幣面值識(shí)別正確等特點(diǎn)。隨著商業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及財(cái)務(wù)自動(dòng)化的要求，點(diǎn)鈔機(jī)將具有良好的市場(chǎng)前景。

［1］劉慶東.點(diǎn)鈔機(jī)的辨?zhèn)卧韀J].技術(shù)前沿，2002（1）：56－57.

［2］周冬躍，黃釗洪，蔣少卿，等.半導(dǎo)體磁頭在袖珍驗(yàn)鈔器中的應(yīng)用[J].傳感器技術(shù)，2002，21(3)：45－50.

［3］閆明.人民幣紙幣識(shí)別系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[D].天津大學(xué)，2009.