CN101968902A - 红外激光验钞系统 - Google Patents

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Abstract

红外激光验钞系统涉及一种验钞系统。包括，识别系统、钱币输送机构、动作控制系统，识别系统包括一荧光区域识别系统，荧光区域识别系统连接动作控制系统。荧光区域识别系统，包括激发光源、识别模块，所述识别模块连接动作控制系统。所述识别系统的荧光区域识别系统采用红外识别系统。所述红外识别系统，包括一激发光源，激发光源为发射980nm光线的红外光源、一接收并识别所述红外荧光区域受激发射的可见光的识别模块，所述识别模块连接所述动作控制系统。本发明具有体积小、成本低、假币识别率高等特点。

Description

红外激光验钞系统 
技术领域
本发明涉及一种验钞系统，尤其涉及一种利用钱币的荧光特性验钞的验钞系统。 
背景技术
现有的验钞机一般依据钱币上的磁特性进行验钞，也有的验钞机依据钱币对紫外线的荧光特性进行验钞。 
现在大部分验钞机都是依据钱币上的磁特性进行验钞。验钞机利用磁特性进行验钞，具有成本低、验钞速度快、假币识别率较高等特点。但是随着不法份子对假币工艺的不断改进，利用磁特性进行验钞的方法的可靠性有所降低。现在银行收到假币、自动取款机取出假币、自动存款机存入假币等现象证明，现在利用磁特性进行验钞的方法已经不再具有较高的可靠性。 
现在需要一种可靠性更高的验钞系统，以应对不断改进的假币工艺。现在钱币上难以仿制的防伪特征包括，对于980nm红外线的荧光特性。钱币上设有一块这样的红外荧光区域，在受到980nm光线照射的情况下，激发出可见光线。虽然众所周知红外荧光区域是非常有效地防伪特征之一，但是到目前为止这种红外荧光区域只能用于人为识别钱币的真伪，现有的验钞机尚无法对红外荧光区域进行有效识别。 
如果能够设计出能够对红外荧光区域进行有效识别的验钞系统，将可以有效提高假币识别率，从而保障人民和国家的利益。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种红外激光验钞系统，具有体积小、成本低、假币识别率高等特点。 
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现： 
红外激光验钞系统包括，一识别钱币的识别系统、输送钱币的钱币输送机构、一依据识别系统产生的信号进行动作控制的动作控制系统，其特征在于， 
所述识别系统包括一用于识别钱币荧光区域的荧光区域识别系统，所述荧光区域识别系统连接所述动作控制系统； 
所述荧光区域识别系统，包括一发射激发荧光区域发光的激发光源、一接收并识别所述荧光区域受激发射的光线的识别模块，所述识别模块连接所述动作控制系统。 
针对钱币种类不同，所述荧光区域的特性不同。人民币上设有受到980nm光线激发产生可见光的红外荧光区域。下面针对人民币进行具体设计，对于不钱币的不同特性的荧光区域进行识别时，可以通过替换相应的激发光源和光敏元件进行识别。 
所述识别系统的荧光区域识别系统采用一用于识别钱币红外荧光区域的红外识别系统，所述红外识别系统连接所述动作控制系统； 
所述红外识别系统，包括一激发光源，激发光源为发射980nm光线的红外光源、一接收并识别所述红外荧光区域受激发射的可见光的识别模块，所述识别模块连接所述动作控制系统。 
所述识别模块包括一屏蔽外界光线的暗室、一对光线波长敏感范围小于980nm的光敏元件、一对所述光敏元件产生的电信号进行识别的信号识别电路；所述光敏元件置于暗室内，所述信号识别电路连接所述动作控制系统。所述红外荧光区域受激发射的光线大部分是可见光，可以采用对光线的敏感范围为可见光范围的视觉光敏元件。 
上述设计中，所述暗室起到屏蔽外界光线的作用，以减弱外界光线对所述光敏元件的干扰。由于暗室屏蔽了外界光线，红外光源发射的是所述光敏元件不敏感的波长为980nm的光线，所以光敏元件产生的电信号非常微弱，产生的电流可以认为接近或者达到暗电流状态。在钱币的红外荧光区经过时，红外荧光区受到980nm光线的激发，产生可见光，在光敏元件的敏感波长范围以内，光敏元件产生的电流增大，即产生了与红外荧光区相关的电信号，电信号输送到信号识别电路进行识别。信号识别电路将识别后得出的信息传 送给所连接的所述动作控制系统，最终实现动作控制，实现利用钱币的红外荧光区域进行验钞。 
所述识别模块可以通过计时的方式判断真币。 
所述识别模块包括一用于放大所述光敏元件信号的放大模块，还包括一具有计时功能的微型处理器系统，所述光敏元件连接所述放大模块，所述放大模块连接微型处理器系统，在所述光敏元件接收到红外荧光区域发出的可见光时，输出相关的电信号，相关的电信号经过放大模块放大后传送给微型处理器系统，微型处理器系统对相关电信号的保持时间进行计时，保持时间达到所设定的值时，判断为真币。 
上述设计并不是简单的判断所述光敏元件是否输出过高电平，而是判断输出的相关电信号的保持时间。一张钱币通过时，相关电信号往往并不连续，微型处理器系统可以以一张钱币通过时，相关电信号输出的总时间为准。这样可以有效地避免电磁干扰、系统产生的杂乱信号造成的干扰等干扰问题，提高精准度。 
所述识别模块也可以通过计数的方式判断真币。 
所述识别模块包括一用于放大所述光敏元件信号的放大模块，还包括一产生一定频率的脉冲信号的载波发生模块，还包括一对所述脉冲信号进行计数的微型处理器系统；所述载波发生模块与所述微型处理器系统的通信连接受所述放大模块的输出信号控制；在所述光敏元件接收到红外荧光区域发出的可见光时，输出相关的电信号，相关的电信号经过放大模块放大后，改变所述载波发生模块与所述微型处理器系统的通信连接，微型处理器系统进行计数，微型处理器系统计数达到一定数目时，判断为真币。 
上述设计也并不是简单的判断所述光敏元件是否输出过高电平，而是判断输出相关的电信号时，载波发生模块向微型处理器系统输出的脉冲信号数目。可以有效地避免电磁干扰、系统产生的杂乱信号造成的干扰等干扰问题，提高精准度。 
所述钱币输送机构设有一供钱币通过的钱币通道；所述识别模块包括两个所述红外光源和两个所述光敏元件，一个所述红外光源和一个所述光敏元件组成一组主动式光敏传感器，两组主动式光敏传感器分别位于所述钱币通 道的两侧。钱币的红外荧光区域并不跨越钱币横向放置时的中线，也不跨越钱币纵向放置时的中线，所以在只设有一组主动式光敏传感器的情况下，只能对红外荧光区域位于同一侧的钱币进行检测，使用较为不便。采用两组主动式光敏传感器则可以检测红外荧光区域位于不同侧的钱币。 
所述两组主动式光敏传感器之间设有一对两个光敏元件输出的电信号求差的求差模块，两个光敏元件输出的电信号经过求差后传送给所述微型处理器系统，微型处理器系统对相关电信号的保持时间进行计时，保持时间达到所设定的值时，判断为真币。 
也可以，在所述两组主动式光敏传感器之间设一对两个光敏元件输出的电信号求差的求差模块，两个光敏元件输出的电信号经过求差后传送给放大模块放大后，改变载波发生模块与微型处理器系统的通信连接，微型处理器系统进行计数，微型处理器系统计数达到一定数目时，判断为真币。 
通过求差的方式可以允许进一步提高放大模块的放大倍数，提高识别钱币的精准度。并且有利于进一步增强抗干扰能力。两个光敏元件可以直接连接到求差模块，通过求差模块连接到放大模块。两个光敏元件也可以通过放大模块连接到求差模块。求差模块往往具备放大电路，因此也可以以求差模块的放大电路作为放大模块。 
所述红外光源采用发射980nm激光的红外激光器，一组所述主动式光敏传感器的所述红外光源和一个所述光敏元件，位于所述钱币通道的同一侧。这样对原有的验钞机的模具变动较小，并且便于安装。 
所述钱币通道的一侧安装有所述主动式光敏传感器，另一侧安装有对红外激光器发出的光线和所激发的可见光进行反射的反光面。反光面有利于促使透过钱币的红外光线再次对红外荧光区域进行激发，并且有利于促使激发出的可见光尽量多的被所述光敏元件接收，提高灵敏度。 
所述红外激光器在钱币上产生的光斑形状为条状光斑，所述条状光斑的长度方向与钱币的运动方向一致。980nm光线在红外荧光区域上激发出可见光，并且使可见光增强到需要的强度，需要一定时间，采用上述设计可以延长980nm光线在红外荧光区域上的激发时间，以便保证所激发出的可见光强度满足要求。 
所述红外激光器在钱币上产生的光斑的宽度大于0.3mm，所述光斑的宽度方向与钱币的运动方向垂直。这样可以避免光斑太小，又恰好位于红外荧光区域的缝隙时，不能激发出可见光的情况，进而降低误报为假币的概率。 
由上述技术方案可见，本发明具有具有体积小、成本低、假币识别率高等特点。 
附图说明
图1为本发明的识别模块的部分结构示意图； 
图2为本发明的一种电路结构示意图； 
图3为本发明的另一种电路结构示意图； 
图4为本发明设有求差模块时的一种电路结构示意图； 
图5为本发明设有求差模块时的另一种电路结构示意图； 
图6为本发明设置四组主动式光敏传感器时的部分结构示意图。 
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。 
参照图2或图3，红外激光验钞系统包括，一识别钱币的识别系统、输送钱币的钱币输送机构、一依据识别系统产生的信号进行动作控制的动作控制系统2。现在常用的点钞机一般都具有上述类似功能的结构。 
识别系统包括一用于识别钱币红外荧光区域的红外识别系统1，红外识别系统1连接动作控制系统2。红外识别系统1，包括一发射980nm光线的红外光源11、一接收并识别所述红外荧光区域受激发射的可见光的识别模块12。识别模块12连接动作控制系统2。红外识别系统1可以与其他识别系统一起工作，共同识别钱币，以提高精准度。比如可以和通过钱币的磁特性识别钱币的钱币磁性识别系统一起工作，还可以和通过钱币的金属线特性识别钱币的金属线识别系统一起工作。 
参照图1，识别模块12包括一屏蔽外界光线的暗室121、一对光线波长敏感范围小于980nm的光敏元件122、一对光敏元件122产生的电信号进行识别的信号识别电路。光敏元件122置于暗室121内，信号识别电路连接动作控制系统2。光敏元件122可以采用对光线的敏感范围为可见光范围的视觉光敏元件。 
上述设计中，暗室121起到屏蔽外界光线的作用，以减弱外界光线对光敏元件122的干扰。由于暗室121屏蔽了外界光线，红外光源11发射的是光敏元件122不敏感的波长为980nm的光线。没有钱币经过的情况下，光敏元件122产生的电信号非常微弱，产生的电流可以认为接近或者达到暗电流状态。在钱币的红外荧光区经过时，红外荧光区受到980nm光线的激发，产生可见光，在光敏元件122的敏感波长范围以内，光敏元件122产生的电流增大，即产生了与红外荧光区相关的电信号，电信号输送到信号识别电路进行识别。信号识别电路将识别后得出的信息传送给动作控制系统2，最终实现动作控制，实现利用钱币的红外荧光区域进行验钞。 
具体实施例1： 
识别模块可以通过计时的方式判断真币。参照图2，识别模块包括一用于放大光敏元件122信号的放大模块123，还包括一具有计时功能的微型处理器系统124。光敏元件122连接放大模块123，放大模块123连接微型处理器系统124。在光敏元件122接收到红外荧光区域发出的可见光时，输出相关的电信号，相关的电信号经过放大模块123放大后传送给微型处理器系统124，微型处理器系统124对相关电信号的保持时间进行计时，保持时间达到所设定的值时，判断为真币。 
上述设计并不是简单的判断所述光敏元件122是否输出过高电平，而是判断输出的相关电信号的保持时间。一张钱币通过时，相关电信号往往并不连续，微型处理器系统124可以以一张钱币通过时，相关电信号输出的总时间为准。这样可以有效地避免电磁干扰、系统产生的杂乱信号造成的干扰等干扰问题，提高精准度。 
具体实施例2： 
识别模块也可以通过计数的方式判断真币。参照图3，识别模块包括一用于放大光敏元件122信号的放大模块31，还包括一产生一定频率的脉冲信号的载波发生模块32，还包括一对脉冲信号进行计数的微型处理器系统33。载波发生模块32与微型处理器系统33的通信连接受放大模块31的输出信号控制。在光敏元件122接收到红外荧光区域发出的可见光时，输出相关的电信号，相关的电信号经过放大模块31放大后，改变载波发生模块32与微型处 理器系统33的通信连接，微型处理器系统33进行计数，微型处理器系统33计数达到一定数目时，判断为真币。 
上述设计也并不是简单的判断光敏元件122是否输出过高电平，而是判断输出相关的电信号时，载波发生模块32向微型处理器系统33输出的脉冲信号数目。可以有效地避免电磁干扰、系统产生的杂乱信号造成的干扰等干扰问题，提高精准度。 
以下所述的硬件结构和信号处理方法，同时可以适用于具体实施例1和具体实施例2中所描述的判断真币的方式。 
参照图1，钱币输送机构设有一供钱币通过的钱币通道4。识别模块包括两个红外光源11和两个光敏元件122，一个红外光源11和一个光敏元件122组成一组主动式光敏传感器5。主动式光敏传感器5的红外光源11和光敏元件122设置在暗室121内。暗室121的下方设置有透光板51。透光板51可以防止灰尘、油污等对红外光源11和光敏元件122的影响。暗室121内涂有反光层，以增强光敏元件122接收到的光线强度。 
两组主动式光敏传感器5分别位于钱币通道4的两侧。钱币的红外荧光区域并不跨越钱币横向放置时的中线，也不跨越钱币纵向放置时的中线，所以在只设有一组主动式光敏传感器5的情况下，只能对红外荧光区域位于同一侧的钱币进行检测，使用较为不便。采用两组主动式光敏传感器5则可以检测红外荧光区域位于不同侧的钱币。 
红外光源11采用发射980nm激光的红外激光器，一组主动式光敏传感器5的红外光源11和一个光敏元件122，位于钱币通道4的同一侧。这样对原有的验钞机的模具变动较小，并且便于安装。红外光源11和一个光敏元件122，也可以分别位于钱币通道4的两侧，形成对射结构。 
钱币通道4的上方一侧安装有主动式光敏传感器5，另一侧设有反光面6。反光面6有利于促使透过钱币的红外光线再次对红外荧光区域进行激发，并且有利于促使激发出的可见光尽量多的被光敏元件122接收，提高系统灵敏度。 
红外激光器(红外光源11)在钱币上产生的光斑形状为条状光斑，条状光斑的长度方向与钱币的运动方向一致。980nm光线在红外荧光区域上激发 出可见光，并且使可见光增强到需要的强度，需要一定时间，采用上述设计可以延长980nm光线在红外荧光区域上的激发时间，以便保证所激发出的可见光强度满足要求。 
红外激光器(红外光源11)在钱币上产生的光斑的宽度大于0.3mm，光斑的宽度方向与钱币的运动方向垂直。这样可以避免因为光斑太小，又恰好位于红外荧光区域的缝隙时，不能激发出可见光的情况，进而降低误报为假币的概率。 
参照图4，对于具体实施例1中描述的判断真币的方式，可以基于图1所示的机构，进一步改进。两组主动式光敏传感器5之间设有一对两个光敏元件122输出的电信号求差的求差模块125，两个光敏元件122输出的电信号经过求差后传送给微型处理器系统124，微型处理器系统124对相关电信号的保持时间进行计时，保持时间达到所设定的值时，判断为真币。 
参照图5，对于具体实施例2中描述的判断真币的方式，可以基于图1所示的机构，进一步改进。两组主动式光敏传感器5之间设有一对两个光敏元件122输出的电信号求差的求差模块125，两个光敏元件122输出的电信号经过求差后传送给放大模块31放大后，改变载波发生模块32与微型处理器系统33的通信连接，微型处理器系统33进行计数，微型处理器系统33计数达到一定数目时，判断为真币。 
通过求差的方式可以允许进一步提高放大模块123的放大倍数，提高识别钱币的精准度。并且有利于进一步增强抗干扰能力。两个光敏元件122可以直接连接到求差模块125，通过求差模块125连接到放大模块123。两个光敏元件122也可以分别通过放大模块123连接到求差模块125。求差模块125往往自身具备放大电路，因此也可以以求差模块125的放大电路作为放大模块123。 
参照图6，为了应付拼币本发明可以设置四组主动式光敏传感器5，两组主动式光敏传感器5位于钱币通道4左侧，两个红外光源11在钱币上形成的光斑的距离大于所述红外荧光区域宽度的二分之一，两个光敏元件122连接一信号选择输出模块，在两个光敏元件122同时输出相关电信号时，信号选择输出模块才允许两个光敏元件122输出的电信号或经过处理后的电信号进 入信号识别电路。比如允许两个光敏元件122输出的电信号或经过处理后的电信号，传送到微型处理器系统124或微型处理器系统33。 
另外两组主动式光敏传感器5位于钱币通道4右侧，两个红外光源11在钱币上形成的光斑的距离大于所述红外荧光区域宽度的二分之一。本发明通过计数或者计时的方式，对所述红外荧光区域的长度进行检测，通过设置在一侧的两组主动式光敏传感器5对所述红外荧光区域的宽度进行检测，可以有效检测出拼币。 
可见本发明具有体积小、成本低、假币识别率高等特点。 
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。 

Claims (10)

1.红外激光验钞系统包括，一识别钱币的识别系统、输送钱币的钱币输送机构、一依据识别系统产生的信号进行动作控制的动作控制系统，其特征在于，所述识别系统包括一用于识别钱币荧光区域的荧光区域识别系统，所述荧光区域识别系统连接所述动作控制系统；所述荧光区域识别系统，包括一发射激发荧光区域发光的激发光源、一接收并识别所述荧光区域受激发射的光线的识别模块，所述识别模块连接所述动作控制系统。
2.根据权利要求1所述的红外激光验钞系统，其特征在于，所述识别系统的荧光区域识别系统采用一用于识别钱币红外荧光区域的红外识别系统，所述红外识别系统连接所述动作控制系统；
所述红外识别系统，包括一激发光源，激发光源为发射980nm光线的红外光源、一接收并识别所述红外荧光区域受激发射的可见光的识别模块，所述识别模块连接所述动作控制系统。
3.根据权利要求2所述的红外激光验钞系统，其特征在于，
所述识别模块包括一对光线波长敏感范围小于980nm的光敏元件、一对所述光敏元件产生的电信号进行识别的信号识别电路，所述信号识别电路连接所述动作控制系统；
所述识别模块包括一用于放大所述光敏元件信号的放大模块，还包括一具有计时功能的微型处理器系统，所述光敏元件连接所述放大模块，所述放大模块连接微型处理器系统，在所述光敏元件接收到红外荧光区域发出的可见光时，输出相关的电信号，相关的电信号经过放大模块放大后传送给微型处理器系统，微型处理器系统对相关电信号的保持时间进行计时，保持时间达到所设定的值时，判断为真币。
4.根据权利要求2所述的红外激光验钞系统，其特征在于，所述识别模块包括一对光线波长敏感范围小于980nm的光敏元件、一对所述光敏元件产生的电信号进行识别的信号识别电路，所述信号识别电路连接所述动作控制系统；
所述识别模块包括一用于放大所述光敏元件信号的放大模块，还包括一产生一定频率的脉冲信号的载波发生模块，还包括一对所述脉冲信号进行计数的微型处理器系统；所述载波发生模块与所述微型处理器系统的通信连接受所述放大模块的输出信号控制；在所述光敏元件接收到红外荧光区域发出的可见光时，输出相关的电信号，相关的电信号经过放大模块放大后，改变所述载波发生模块与所述微型处理器系统的通信连接，微型处理器系统进行计数，微型处理器系统计数达到一定数目时，判断为真币。
5.根据权利要求3或4所述的红外激光验钞系统，其特征在于，所述红外光源采用发射980nm激光的红外激光器，所述光敏元件采用对光线的敏感范围为可见光范围的视觉光敏元件。
6.根据权利要求5所述的红外激光验钞系统，其特征在于，所述钱币输送机构设有一供钱币通过的钱币通道；所述识别模块包括两个所述红外光源和两个所述光敏元件，一个所述红外光源和一个所述光敏元件组成一组主动式光敏传感器，两组主动式光敏传感器分别位于所述钱币通道的两侧，所述红外激光器在钱币上产生的光斑的宽度大于0.3mm，所述光斑的宽度方向与钱币的运动方向垂直。
7.根据权利要求6所述的红外激光验钞系统，其特征在于，一组所述主动式光敏传感器的所述红外光源和一个所述光敏元件，位于所述钱币通道的同一侧；
所述钱币通道的一侧安装有所述主动式光敏传感器，另一侧安装有对红外激光器发出的光线和所激发的可见光进行反射的反光面。
8.根据权利要求7所述的红外激光验钞系统，其特征在于，所述红外激光器在钱币上产生的光斑形状为条状光斑，所述条状光斑的长度方向与钱币的运动方向一致。
9.根据权利要求6所述的红外激光验钞系统，其特征在于，所述两组主动式光敏传感器之间设有一对两个光敏元件输出的电信号求差的求差模块，两个光敏元件输出的电信号经过求差后传送给所述微型处理器系统，微型处理器系统对相关电信号的保持时间进行计时，保持时间达到所设定的值时，判断为真币。
10.根据权利要求6所述的红外激光验钞系统，其特征在于，所述两组主动式光敏传感器之间设一对两个光敏元件输出的电信号求差的求差模块，两个光敏元件输出的电信号经过求差后传送给放大模块放大后，改变载波发生模块与微型处理器系统的通信连接，微型处理器系统进行计数，微型处理器系统计数达到一定数目时，判断为真币。
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