CN105768431A - 一种电子硬币储钱罐 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用光电开关对不同硬币的直径进行检测，从而对投入其中的1元、5角、1角面值的硬币进行识别并能够显示出总金额的电子硬币储钱罐，包括硬币检测模块、电源模块、主控电路模块、显示模块。硬币检测模块包括检测沟道和第一光电开关、第二光电开关、第三光电开关、第四光电开关。电源模块向硬币检测模块、主控电路模块及显示模块供电，硬币检测模块对投入其中的硬币进行检测，并将产生的检测信号输入主控电路模块，主控电路模块对检测信号进行处理并将处理结果信息传输到显示模块。

Description

一种电子硬币储钱罐

技术领域

本发明涉及一种电子硬币储钱罐，是一种利用光电开关对硬币进行识别，并能显示硬币总金额的电子硬币储钱罐。

背景技术

由于我国的硬币体系与其他国家的相比具有材质差异大、币种多、版本多且各版本的同种硬币的铸造参数差异大等特点，对硬币识别造成了不小的困难。目前，我国主要流通的硬币面值为1元，5角，1角等三种面值。

目前国内外采用的硬币面值识别法有图像法，电涡流传感器法等。

图像法是针对不同硬币图像的特点，以硬币图像的不变矩为特征作为输入，应用BP神经网络实现了各种硬币面额的识别。但是，对于能够正常流通的硬币来说，识别效果较好，当币面污损到肉眼难以分辨时，图像法就难以胜任。

电涡流传感器法是电涡流传感器利用电涡流效应进行工作,可以非接触地测量物体表面为金属导体的多种物理量,具有结构简单、频率响应范围宽(从零到几百千赫)、灵敏度高测量线性范围大(300μm一1000μm)、体积较小、不受油污等介质的影响等特点。电涡流传感器法包括频率检测法、幅值检测法、相位检测法。

频率检测法是利用双路电涡流传感器对硬币的材质、厚度等参数进行检测,提高了硬币的识别检测率。同时,为消除投币初始速度不同对频率测量的影响,采用最小二乘拟合算法,取硬币通过币道的平均时间所对应的特征频率为标准值,将硬币通过币道检测区间的时间与平均时间比较,并将测得的特征频率依据最小二乘拟合直线换算成硬币以平均时间通过检测区间的特征频率值,并将该值与特征频率标准值比较,从而判别硬币的真伪。

从对低频透射式电磁传感器原理的介绍中,可以得知,当在两线圈中放入被测金属板时,在金属板中产生了电涡流,由于电涡流相位的落后,最终导致感应线圈的感应电势与激励电压的相位差发生改变,并且对于不同材料的导体,相位的改变有所差别。因此,还可以通过检测感应电压与激励电压的相位差来实现对硬币的鉴别。用这种方法必须采集激励电压与感应电压的相位信息,为了得到利于控制器处理的数字信号,还必须经过模数转换。对数据采样的要求比较高,为了达到较高的精度,对模数转换也有很高的要求。因此,用这种方法实现高准确率的硬币识别装置,所需的成本较大。

发明内容

本发明提供一种识别率高，成本低的电子硬币储钱罐，能够对投入其中的1元、5角、1角面值的硬币进行识别并显示投入硬币的总金额。为解决上述问题，本发明提供了一种利用光电开关对不同硬币的直径进行检测，从而对硬币币值进行识别的电子硬币储钱罐。

本发明提供的电子硬币储钱罐，包括硬币检测模块、电源模块、主控电路模块、显示模块，硬币检测模块包括检测沟道和第一光电开关、第二光电开关、第三光电开关、第四光电开关。电源模块向硬币检测模块、主控电路模块及显示模块供电，硬币检测模块对投入其中的硬币进行检测，并将产生的检测信号输入主控电路模块，主控电路模块对检测信号进行处理并将处理结果信息传输到显示模块。

优选的，检测沟道内宽为5mm。

优选的，第一光电开关、第二光电开关、第三光电开关、第四光电开关为红外对射计数检测传感器。红外对射计数检测传感器长25mm、宽25mm、高16mm、信号输出默认低电平、光束被遮挡时输出高电平，槽宽为15mm，包括LM393芯片、对射式红外头。第一光电开关、第二光电开关、第三光电开关、第四光电开关距离检测沟道沟槽的高度依次为15mm、16mm、18mm、21mm。

优选的，控电路模块包括STC89C52单片机，还包括74LS04非门芯片，74LS04非门芯片将传感器输入主控模块3的高电平信号转化为低电平。

优选的，显示模块采用1602字符型液晶。

本发明构造简单，且各个功能模块采用的部件均为性能稳定可靠的成熟产品，因此识别率高，成本较低。

附图说明

图1是系统原理框图

图2是硬币检测模块的主视图；

图3是硬币检测模块的俯视图；

图4是红外对射传感器原理图；

图5是系统电路原理图；

图6是主程序显示流程图；

图7是INTO服务程序流程图；

图8是中断流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1所示电源模块2向硬币检测模块1、主控电路模块3及显示模块4供电，硬币检测模块1对投入其中的硬币进行检测，并将产生的检测信号输入主控电路模块3，主控电路模块3对检测信号进行处理并将处理结果信息传输到显示模块4。

如图2所示，第一光电开关11、第二光电开关12、第三光电开关13、第四光电开关14为红外对射计数检测传感器。使用时，为操作方便，硬币检测模块1与水平面成一定角度，硬币按图中所示方向投入。第一光电开关11用来检测硬币的有无，由于要使不同面值的硬币通过检测时，传感器均有高电平输出，而1角、5角、1元硬币的直径分别为19mm、20.5mm、25mm，因而该光电开关距离沟槽的高度必须小于最小硬币的直径（15mm）,第二至第四光电开关用来检测硬币面值的大小，为使1角、5角、1元硬币通过检测时，只是第二至第四光电开关中对应的一个光电开关输出状态改变，第二光电开关12为1角的检测开关；第三光电开关13为5角的检测开关；第四光电开关14为1元的检测开关。所有光电开关均采用红外对射计数检测传感器，该传感器长25mm、宽25mm、高16mm、信号输出默认低电平、光束被遮挡时输出高电平，槽宽为15mm，包括LM393芯片、对射式红外头，原理图如图4所示。

由硬币直径大小可确定相应光电开关距离沟槽的高度依次为16mm、18mm、21mm。考虑到光电开关的检测范围和硬币检测通过沟道时方向的稳定性，检测沟道宽度设计为5mm。

主控电路模块3中采用STC89C52单片机作为主控芯片，显示模块(4)中采用1602字符型液晶，由于红外对射计数检测传感器信号输出默认低电平、光束被遮挡时输出高电平，而STC89C52单片机接口是低电平触发，所以需增加一个非门芯片（74LS04）将红外对射计数检测传感器信号转换为低电平，系统电路原理图如图5所示。

单片机程序主要实现硬币检测时显示存储硬币值及存储数据等功能，其主程序流程：首先单片机系统初始化，然后读取E2PROM中硬币统计的数据并显示，最后是等待中断，流程图如图6所示。

图7为INTO服务程序流程图，INTO序触发作为有硬币通过检测的标志，其服务程序主要完成对第二至第四光电开关输出信号电平的判断出硬币面值、硬币金额统计等。

第一光电开关的输出连接到单片机的外部中断0（INTO）,作为单片机的外部中断信号，每种硬币在经过第一光电开关检测时即产生中断信号，作为有无硬币通过的标志，第二至第四光电开关的输出连接到单片机的三个I/O口。通过查询3个I/O口的状态可确定是何种面值的硬币，流程图如图8所示。

本发明未具体介绍的部分均可采用现有技术中的成熟功能模块。

以上为本发明优选的实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种电子硬币储钱罐，包括硬币检测模块（1）、电源模块（2）、主控电路模块（3）、显示模块（4），其特征在于：所述硬币检测模块包括检测沟道（15）和依次设于检测沟道（15）上方的第一光电开关（11）、第二光电开关（12）、第三光电开关（13）、第四光电开关（14）；所述电源模块分别与硬币检测模块、主控电路模块及显示模块连接，硬币检测模块的信号输出端连接主控电路模块的信号输入端，将产生的检测信号输入主控电路模块，主控电路模块的信号输出端连接显示模块的信号输入端，将综合处理后的检测信息通过显示模块显示出来。

2.依据权利要求1所述电子硬币储钱罐，其特征在于：所述检测沟道（15）内宽为5mm。

3.依据权利要求1所述电子硬币储钱罐，其特征在于：所述第一光电开关（11）、第二光电开关（12）、第三光电开关（13）、第四光电开关（14）均为红外对射计数检测传感器。

4.依据权利要求3所述电子硬币储钱罐，其特征在于：所述第一光电开关（11）、第二光电开关（12）、第三光电开关（13）、第四光电开关（14）距离检测沟道（15）沟槽的高度依次为15mm、16mm、18mm、21mm。

5.依据权利要求1所述电子硬币储钱罐，其特征在于：所述主控电路模块（3）包括STC89C52单片机。

6.依据权利要求1、3、5任一所述电子硬币储钱罐，其特征在于：所述主控电路模块（3）包括74LS04非门芯片；所述74LS04非门芯片将传感器输入主控模块的高电平信号转化为低电平。

7.依据权利要求1所述电子硬币储钱罐，其特征在于：所述显示模块(4)包括1602字符型液晶。