對一種基于顏色識別紙幣清分機的研究

呂建起，王志坤，侯曉峰，劉巍巍，皇松

（德州學院機電工程學院，山東德州253023）

對一種基于顏色識別紙幣清分機的研究

呂建起，王志坤，侯曉峰，劉巍巍，皇松

（德州學院機電工程學院，山東德州253023）

日常生活中，紙幣清分機的作用是將不同面值的人民幣進行清理分類，并在清分中實現點鈔、計數、識別真假等。但是，目前我國各商業銀行采用的都是大型或者中型的紙幣清分機。一般紙幣清分機的價格都在1萬元以上，由于價格問題，能夠普及市場的紙幣清分機少之又少。基于此，提出一種基于顏色識別的紙幣清分機，用于清分紙幣，并加入紅外激光檢測和紫光檢測傳感器用于鑒別真偽。該機體積小，能夠清分一部分紙幣，造價低，有利于市場推廣。

紙幣清分；顏色；識別

日常生活中，紙幣清分機的作用是將不同面值的人民幣進行清理分類，并在清分中實現點鈔、計數、識別真假等。但是，目前我國各商業銀行采用的都是大型或者中型的紙幣清分機。一般紙幣清分機的價格都在1萬元以上，由于價格原因，能夠普及市場的紙幣清分機少之又少[1]。為此，提出一種基于顏色識別的紙幣清分機，用于清分紙幣，并加入紅外激光檢測和紫光檢測傳感器用于鑒別真偽。基于顏色傳感器用于識別紙幣，成本較低，性價比高，省去了高昂的圖像傳感器或者攝像頭傳感器。用戶只需要將需要清分的紙幣放入進鈔口，紙幣清分機的齒輪就會帶動紙幣一張一張地進入機器，并在識別之后，操控舵機的運動，從而在出鈔時改變出鈔的高度。

1 結構設計

通過顏色傳感器采集信息，可識別藍色、綠色、紅色的強度值，再利用單片機控制舵機精確識別紙幣面值，順利出鈔，完成清分任務。與此同時，紅外激光和紫光燈輔助檢測紙幣真偽。

1.1 電路控制

該紙幣清分機通過顏色傳感器傳輸信號，再通過單片機控制電機和舵機轉動、激光紫光的開關。

1.2 顏色傳感器部分

顏色傳感器有3個顏色通道，分別為藍色、綠色、紅色。通過由LED燈反光過去采集3個通道不同值，取值范圍為0～255。通過識別不同紙幣的顏色反光參數來識別紙幣面值，比如100元主要為紅色，所以其紅色通道的值明顯高于其他通道的值。

1.3 齒輪傳動部分

利用三維軟件的設計，整體結構采用3D打印機輔助打印，經過1個多月的打印時間，將齒輪設計出并打印出來。以2個電機為主動輪，在左邊為1個主動輪帶動2個從動輪；右邊為出鈔輪，1個主動輪帶動1個從動輪。齒輪的設計便于將電機的動力直接傳遞給從動輪，比起普通的皮帶傳遞能力，減少了摩擦力等不利因素。

1.4 橡膠輪傳遞紙幣部分

橡膠齒輪摩擦力大，在紙幣進入時，可以輕松地讓紙幣運動起來。在多個橡膠輪的帶動下，從而完成進鈔、傳鈔、出鈔的過程。由于設有多個并排的橡膠輪，可以保證紙幣的傳動過程，避免了無法帶動紙幣的情況[2]。

1.5 舵機部分

利用單片機控制舵機轉動，能夠更加準確地調整揚聲角度，便于改變出鈔方向，從而將不同面值的紙幣分離出來。

1.6 紅外激光和紫光燈鑒偽部分

在平臺底部安裝太陽能電池傳感器，用于進行熒光檢測和紅外穿透檢測，一般假幣都不會有熒光反應和紅外激光穿透能力，利用這一點就可以進行真假幣的檢測。

2 應用前景及推廣價值

該紙幣清分機結構簡單實用，利用顏色、橡膠收獲方式，對紅棗造成的損傷小。②采用雙氣流分離裝置，分離效果好，收獲的紅棗含雜率低。③風機前采用大面積平板隔離過濾網，保證風機運行安全。④簸箕型撿拾吸頭設計，提高撿拾效率。

不足和改進設想：①設備的操作性能需改進。目前該設備需要2人操作，一人推動設備前進，另一人手持撿拾頭進行撿拾作業，人工的勞動強度較大，可增加設備的自走功能。②生產率有待進一步提高。該機的生產率與地面紅棗分布密度和人工操作熟練程度密切相關，如在地面紅棗分布比較離散，且人工操作又不熟練的情況下，生產率就會跟不上。改進設想，增加撿拾吸頭，或在撿拾吸頭前端增加紅棗收集裝置，將地面離散的紅棗預先集中，然后再輸送到撿拾口。

[1]張鵬霞，黨凱鋒，張毅，等.紅棗去核設備的研制[J].包裝與食品機械，2012，30（4）：33-37.

[2]黨凱鋒，張鵬霞，張毅，等.大棗切片設備的研制[J].包裝與食品機械，2012，30（5）：23-24.

[3]陜西省農業機械研究所.一種紅棗清選撿拾機：中國，201420269629.1[P].2014-10-01.

[4]劉四麟.糧食工程設計手冊[M].鄭州：鄭州大學出版社，2002：75-80.

[5]續魁昌.風機手冊[M].北京：機械工業出版社，1999：5.◇輪、激光、紫光、電機、舵機等硬件設備實現清分紙幣的功能，獨特的傳送帶設計，便于紙幣的傳遞。紙幣清分機采用顏色識別紙幣，大大降低了傳感器的成本，從而降低了整個紙幣清分機的成本，有利于市場推廣普及。

3 結論

提出如何解決分離紙幣的主要問題，對每個主要構成進行介紹，采用顏色識別紙幣，具有紅外激光和紫光燈雙重鑒偽機制，有效識別假幣，清分紙幣效果好；有舵機控制，精度高；獨特的三聯動橡膠齒輪設計，便于傳遞紙幣；獨特的傳動齒輪設計，便于帶動轉動軸轉動。此設計適用于中小型超市對于紙幣的清點工作。

參考文獻：

[1]肖大海.基于CAN總線的紙幣清分機控制系統設計[J].電腦學習，2008（4）：12.

[2]劉家鋒，劉松波，唐降龍.一種實時紙幣識別方法的研究[J].計算機研究與發展，2003，40（7）：1 057-1 061.◇

Study of the Sorting of Paper Money by Color

LV Jianqi，WANG Zhikun，HOU Xiaofeng，LIU Weiwei，HUANG Song
（School of Mechanical and Electromic Engineering，Dezhou University，Dezhou，Shandong253023，China）

In daily life，the role of paper currency sorting clean up different value of the yuan are classified，and the distribution of an counting，counting，identify true and false，and other functions.However，all commercial banks in our country currently use large or medium-sized paper money machines.The average paper money is priced at tens of thousands of yuan，and there are few of them because of price problems.Based on this，this paper puts forward a kind of based on color recognition and paper currency sorting，notes，which used to clarify and add infrared laser detection and violet light sensor is used to identify true bogus.The volume is small and can be divided into paper money，which is low cost and is beneficial to market promotion.

resolution of paper money；color；recognition

TH693.5

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.08.040

1671-9646（2017）08b-0030-01

2017-05-22

呂建起（1997—），男，在讀本科，研究方向為機械設計制造及其自動化。

文章編號：1671-9646（2017）08b-0031-04