CN102509380B - 识别欧元纸币的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种识别欧元纸币的方法及其验钞机，要解决的技术问题是准确识别欧元面值。本发明的方法包括：波形提取，波形前期处理，水印区域定位，波形后期处理，波形重建，编码识别，编码比较。本发明的验钞机，主板部分的微处理器电路和控制电路分别接USB接口，电源电路，电池控制电路和充电电路，上下红外反射电路、反射式进钞电路及过钞红外发射和接收电路，电机驱动电路和消火花电路，编程和调试接口，磁头电路。本发明与现有技术相比，红外发射管发射红外信号，红外接收管接收欧元的水印编码信号，通过将水印编码信号经过模数转换，通过微处理器进行进行识别处理，得出水印编码来识别欧元的面值，解决使用长度识别欧元的错报问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种纸币识别方法及其验钞机，特别是一种识别欧元面值的方法及其验钞机。
背景技术
现有技术的验钞机在判断欧元纸币面值时使用长度来判断，可是，在实际操作中，由于欧元的各种面值的长度比较接近，加上结构误差比较大，造成欧元面值容易报错，导致出错率高。
发明内容
本发明的目的是提供一种识别欧元纸币的方法及其验钞机，要解决的技术问题是准确识别欧元面值。
本发明采用以下技术方案：一种识别欧元纸币的方法，包括以下步骤：一、波形提取，红外发射管发射红外光，红外接收管接收欧元纸币上的水印信号，模拟数字转换后微处理器得到欧元纸币水印的波形数据信号；二、波形前期处理，微处理器采用3点平滑滤波之后采用平均法去掉直流电平，得到有效波形；三、水印区域定位，微处理器根据欧元纸币不同的币值，设置不同的有效波形的取值范围；四、波形后期处理，微处理器在有效波形的取值范围内寻找高顶点和低顶点；五、波形重建，水印处理模块根据高顶点和低顶点，采用2分法对波形进行重建，得到初步的水印编码；六、编码识别，微处理器对2个顶点之间的波形点数，进行编码识别和编码：高顶点左右的波形点数大于1小于5 为0，低顶点左右的波形点数大于1小于5为1，得到2进制编码；七、编码比较，微处理器将编码得到的2进制编码与存储在微处理器内部的欧元纸币币值的2进制编码进行比较，每个编码得到的2进制编码值与存储的编码值顺序位置都一一对应匹配，得出真币匹配的结论。
本发明的每个编码得到的2进制编码值与存储的编码值顺序位置不对应匹配，得出假币的结论。
本发明的设置有效波形的取值范围为欧元5：25～50mm，欧元10：28～55mm，欧元20：28～58mm，欧元50：30～60mm，欧元100：33～63mm，欧元200：35～65mm，欧元500：37～70mm。
本发明的微处理器根据欧元纸币不同的币值，设置有效波形的取值范围前，进行数据倒向。
本发明的顶点的确定为每次波形走势反向后的前1个点为顶点。
本发明的波形提取前，反射式进钞电路检测欧元纸币放入识别欧元纸币的验钞机入钞口，码盘电路和码盘传感器采集钞票的长度，磁头和磁头电路采集和检测钞票的磁性特征。
本发明的欧元纸币经过识别欧元纸币的验钞机的过钞通道，过钞红外发射和接收电路检测欧元纸币通过过钞通道的行程。
本发明的微处理器识别出是真币，显示币值，绿灯亮；或所述微处理器识别出是假币，传递信号显示错误代码并报警，红灯亮。
一种识别欧元纸币的验钞机，设有主板部分，主板部分分别连接电源适配器、电池、显示按键部分、上传感器板部分、直流电机和码盘部分；所述主板部分设有微处理器电路和控制电路，微处理器电路和控制电路分别接USB接口， 电源电路，电池控制电路和充电电路，上下红外反射电路、反射式进钞电路及过钞红外发射和接收电路，电机驱动电路和消火花电路，编程和调试接口，磁头电路。
本发明的过钞红外发射和接收电路设有红外发射管和红外接收管，红外发射管和红外接收管分别设有3对，红外发射管发射的红外线波长为940nM，发射电流2～30mA，电压为1～5V。
本发明与现有技术相比，采用红外发射管发射红外信号，红外接收管接收欧元的水印编码信号，通过将水印编码信号经过模数转换，通过微处理器进行进行识别处理，得出水印编码来识别欧元的面值，解决使用长度识别欧元的错报问题。
附图说明
图1是本发明的识别欧元纸币的验钞机的结构示意图。
图2是本发明的识别欧元纸币的验钞机的电路框图。
图3是5欧元水印区的示意图。
图4是本发明的红外发射、接收管的安装示意图。
图5是本发明的识别欧元纸币流程图。
图6是本发明的MCU工作流程图。
图7是本发明的有效波形图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明实施例的识别欧元纸币的验钞机，外壳内设有传动支架1，传动支架1上设置有水平设置的两根传动轴2，每根传动轴2上套置有三节 橡胶轴套3，其中两端的橡胶轴套3下设置有导向轮4，支架1上部平面、两传动轴2之间的过钞通道，为识别欧元纸币的识别区，识别区上设置有磁头5，磁头5用于采集钞票的磁性特征，两传动轴2中间的橡胶轴套3用于将欧元纸币送进、送出识别区。传动轴2由电机经齿轮组6带动其旋转。
如图2所示，本发明的识别欧元纸币的验钞机，设有主板部分，主板部分分别连接电源适配器、电池、显示按键部分、上传感器板部分、直流电机和码盘部分。
所述主板部分设有微处理器MCU电路和控制电路，MCU电路和控制电路分别接USB接口，电源电路，电池控制电路和充电电路，上下红外反射电路、反射式进钞电路及过钞红外发射和接收电路，电机驱动电路和消火花电路，编程和调试PDI接口，磁头电路。MCU采用美国爱特梅尔ATMEL的ATXMEGA32A4。
所述USB接口接电源适配器。电源适配器输入100-240V、0.5A交流电，输出5V、1A直流电。
所述电源电路与USB接口连接，输出5V和3.5V直流电，为MCU电路和控制电路、下红外反射电路反射式进钞电路过钞红外发射电路、电机驱动电路和消火花电路供电。电源电路可以采用现有技术输出5V和3.5V的直流电源。
所述电池控制电路和充电电路连接电源电路，接受MCU电路和控制电路的指令，为显示按键部分供电。电池控制电路和充电电路采用美国德州仪器TI公司的TL431。
所述上下红外反射电路用来采集钞票红外反射特征，反射式进钞电路用来判断是否有钞票放入入钞口，过钞红外发射和接收电路设有红外发射管和红外 接收管，用来采集钞票的穿透特征，上下红外反射电路、反射式进钞电路与过钞红外发射和接收电路由MCU控制电路控制。上下红外反射电路、反射式进钞电路、过钞红外发射和接收电路采用现有技术。
所述电机驱动电路接受MCU电路和控制电路的指令，驱动直流电机旋转。电机驱动电路根据常州宝马电机戚墅堰有限公司的RF-500TB-23160型，4.5V7500/RPM直流电机的特性采用现有技术的驱动动电路。
所述消火花电路用于消除电机转动时的火花。采用现有技术。
所述PDI调试接口用于编程和调试。
所述磁头电路用于配合磁头5采集钞票磁性特征。磁头电路采用深圳粤宝电子工业总公司的YB-16。
所述显示、按键部分设有两个按键、用于指示真假钞票的双色发光二极管LED灯、用于显示币种和张数的两个3位数码管、用于显示面值的6位数码管。
所述上传感器板部分设有上红外反射传感器和过钞红外接收电路，用于采集钞票的红外特征。上红外反射传感器采用深圳市光杰电子有限公司的SG-2BC，过钞红外接收电路采用台湾亿光电子工业股份有限公司的PT204-6B。
所述码盘部分设有码盘电路和码盘传感器，用于采集钞票的长度特征。码盘电路采用现有技术，码盘传感器采用深圳市光杰电子有限公司的的′FI-233。
图3所示，欧元的水印标记区设置在纸币的正面中间靠左的位置(有四条竖直设置的宽窄不相同的条纹D)。水印标记为竖直条，欧元的全部币值2进制编码信息如下：
1010 1010
如图4所示，在欧元纸币的水印标记区经过所述识别区时，在其正面上方设置有红外发射管A、B、C，欧元纸币的背面下方设置有红外接收管a、b、c，在本实施例中，红外发射管和红外接收管分别设有3对，红外发射管发射的红外线波长为940nM，发射电流2～30mA，电压为1～5V。当欧元经过所述过钞通道时，红外发射管A、B、C连续发射红外光，红外接收管a，b，c采集欧元的水印中的2进制编码信号，将采集到的编码信号经过模数转换送到所述微处理器MCU电路的单片机进行数据处理，该数据处理包括水印定位、波形处理、波形重建、编码识别、编码比较和错误处理，将识别出的欧元水印编码与存储在MCU电路内部的实际的欧元编码对比，判断出欧元的面值。
如图5所示，本发明实施例的识别欧元纸币的方法，包括以下步骤：
一、识别欧元纸币的验钞机、微处理器MCU系统和显示初始化。
二、将欧元纸币放入本发明的识别欧元纸币的验钞机，反射式进钞电路检测欧元纸币放入所述识别欧元纸币的验钞机入钞口，码盘电路和码盘传感器用来采集钞票的长度，磁头和磁头电路采集和检测钞票的磁性特征，操作者可以通过操作按键切换单张计数或累加计数，用两个3位数码管来显示过钞的张数。
三、欧元纸币经过过钞通道，过钞红外发射和接收电路检测欧元纸币通过过钞通道的行程。
四、欧元纸币的水印标记区经过识别区，红外发射管发射红外光，红外接收管接收红外信号，采集欧元纸币的水印标记信号，传递给MCU系统，进行识别处理。
五、MCU系统识别出是真币，传递信号显示出面值，用6位数码管来显示币值，LED绿灯亮，结束识别，返回到上述步骤二；若识别出是假币，传递信号显示错误代码并报警，LED红灯亮，结束识别，返回到上述步骤二。
如图6所示，所述红外发射管发射红外光，红外接收管接收红外信号，采集到的欧元纸币的水印标记信号，传递给MCU系统，进行识别处理，包括以下步骤：
一、波形提取，红外发射管A、B、C一直发射红外光，当欧元纸币挡住红外发射管的时候，红外接收管a、b、c分别接收欧元纸币上的水印信号，然后送到MCU的模拟数字AD转换电路经过AD转换后，得到欧元纸币水印的波形数据信号，其中，波形的X轴代表欧元纸币的长度方向所对应的码盘采集的点数信号，Y轴代表欧元纸币的厚度信息。
二、波形前期处理，由于在流通的过程中市面上的欧元纸币有不同程度的污染，致使AD转换电路产生噪声，造成采集的波形数据信号有杂波，采用3点平滑滤波方法，滤波之后采用平均法去掉直流电平，得到有效波形。
三、水印区域定位，本发明的方法由于可以4面过钞，4面过钞为欧元纸币图案为建筑物的一面向上分别可以以4个方向朝前经过验钞机，即欧元纸币建筑物图案的一面向上，建筑物上部在前，建筑物上部在后，建筑物下部在前，建筑物下部在后。这样，红外接收管得到的厚度信号数据会有2个方向，即欧元纸币方向1：建筑物上部在前和建筑物下部在前，方向2：建筑物上部在后和 建筑物下部在后，MCU系统的波形前期处理模块将这2个方向的波形数据统一到1个方向方向2进行处理，统一的方法是把方向1的数据倒向，例如有6个数据：顺序1和顺序6换位，顺序2和顺序5换位，顺序3和顺序4换位。统一方向后MCU系统的水印波形定位模块根据欧元纸币不同的币值，设置不同的有效波形的取值范围，如图3所示，取值方向从X1到X2，取值范围为：
欧元5：25～50mm，
欧元10：28～55mm，
欧元20：28～58mm，
欧元50：30～60mm，
欧元100：33～63mm，
欧元200：35～65mm，
欧元500：37～70mm。
四、波形后期处理，如图7所示，MCU系统的水印处理模块在有效波形的取值范围内寻找高顶点和低顶点，顶点的确定为每次波形走势反向后的前1个点为顶点。
五、波形重建，水印处理模块根据高顶点和低顶点，采用2分法对波形进行重建，得到初步的水印编码。
六、编码识别，水印处理模块对2个顶点之间沿X轴的波形点数，进行编码识别和编码：高顶点左右的波形点数大于1小于5为0，低顶点左右的波形点数大于1小于5为1，得到2进制编码。
七、编码比较，MCU系统的水印识别模块将编码得到的2进制编码与事先存储在MCU内部的欧元纸币币值的2进制编码进行比较，每个编码得到的2进 制编码值与存储的编码值顺序位置都一一对应匹配，得出真币匹配的结论，把识别结果返回给MCU系统的验钞识别模块。
八、错误处理，每个编码得到的2进制编码值与存储的编码值顺序位置不对应匹配，得出假币的结论，把识别结果返回给MCU系统的验钞识别模块，验钞识别模块接收到假币结论后，传递信号给显示部分。
所述MCU系统采用MISRA-C 1998版程序语言实现。
波形前期处理的代码：
采用3点平滑滤波的代码：
数据倒向的代码：
设置不同的有效波形的取值范围的代码：
watermarkBegin＝WatermarkBegin[Denomination]；
watermarkEnd＝WatermarkEnd[Denomination]；
在有效波形的取值范围内寻找高顶点和低顶点的代码：
采用2分法对波形进行重建的代码：
编码识别和编码的代码：
编码进行比较的代码：
Claims (8)
1.一种识别欧元纸币的方法，包括以下步骤：一、波形提取，红外发射管发射红外光，红外接收管接收欧元纸币上的水印信号，模拟数字转换后微处理器得到欧元纸币水印的波形数据信号；二、波形前期处理，微处理器采用3点平滑滤波之后采用平均法去掉直流电平，得到有效波形；三、水印区域定位，微处理器根据欧元纸币不同的币值，设置不同的有效波形的取值范围；四、波形后期处理，微处理器在有效波形的取值范围内寻找高顶点和低顶点；五、波形重建，水印处理模块根据高顶点和低顶点，采用2分法对波形进行重建，得到初步的水印编码；六、编码识别，微处理器对2个顶点之间的波形点数，进行编码识别和编码：高顶点左右的波形点数大于1小于5为0，低顶点左右的波形点数大于1小于5为1，得到2进制编码；七、编码比较，微处理器将编码得到的2进制编码与存储在微处理器内部的欧元纸币币值的2进制编码进行比较，每个编码得到的2进制编码值与存储的编码值顺序位置都一一对应匹配，得出真币匹配的结论。
2.根据权利要求1所述的识别欧元纸币的方法，其特征在于：所述每个编码得到的2进制编码值与存储的编码值顺序位置不对应匹配，得出假币的结论。
3.根据权利要求1所述的识别欧元纸币的方法，其特征在于：所述设置有效波形的取值范围为欧元5：25～50mm，欧元10：28～55mm，欧元20：28～58mm，欧元50：30～60mm，欧元100：33～63mm，欧元200：35～65mm，欧元500：37～70mm。
4.根据权利要求1所述的识别欧元纸币的方法，其特征在于：所述微处理器根据欧元纸币不同的币值，设置有效波形的取值范围前，进行数据倒向。
5.根据权利要求1所述的识别欧元纸币的方法，其特征在于：所述顶点的确定为每次波形走势反向后的前1个点为顶点。
6.根据权利要求1所述的识别欧元纸币的方法，其特征在于：所述波形提取前，反射式进钞电路检测欧元纸币放入识别欧元纸币的验钞机入钞口，码盘电路和码盘传感器采集钞票的长度，磁头和磁头电路采集和检测钞票的磁性特征。
7.根据权利要求1或2所述的识别欧元纸币的方法，其特征在于：所述欧元纸币经过识别欧元纸币的验钞机的过钞通道，过钞红外发射和接收电路检测欧元纸币通过过钞通道的行程。
8.根据权利要求7所述的识别欧元纸币的方法，其特征在于：所述微处理器识别出是真币，显示币值，绿灯亮；或所述微处理器识别出是假币，传递信号显示错误代码并报警，红灯亮。
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