CN105809810A - 一种硬币检测系统及方法 - Google Patents

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柳长庆
柳永诠
刘云江
陈胜春
贾月辉
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陈新
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Abstract

本发明是一种硬币检测系统和方法。系统包括电涡流传感器控制单元、信号调理单元、采样单元和主控制器。在硬币传送通道上安装电涡流传感器，通过电涡流传感器控制单元控制电涡流传感器工作方式，电涡流传感器输出的信号通过信号调理单元调整到合适的范围，再通过采样单元进行采样，采样的数据传给外部的CPU控制器进行分析，就可以对硬币的材质进行稳定的分析检测。本发明具有通过电涡流传感器控制单元控制电涡流传感器工作在合适的频点上，不需要人为手工操作，给用户带来极大的便利。在主控单元的控制下进行误差补偿，实现了自动校正。

Description

一种硬币检测系统及方法
技术领域
本发明涉及硬币处理设备，用于硬币处理机中，具体地说是一种硬币检测系统及方法。
背景技术
目前我国银行及相关金融机构和公交公司、商场等场合采用的硬币检测设备有硬币兑换机和硬币清分机，这些设备都要求对硬币有鉴别真伪和硬币面值识别的功能。
检测硬币的材质特征是鉴别硬币真伪和面值识别的一种常用手段。检测硬币的材质常采用电涡流原理，这种方法通常要求电涡流传感器工作在一定的频点上，对通过电涡流传感器的硬币采用透射的方式进行材质检测，通过对电涡流传感器输出的高精度检测信号分析来鉴别硬币的真伪和面值。在整个检测装置中，如果机械装配有误差或电子器件有误差，都会导致电涡流传感器输出的检测信号有误差，从而降低硬币的真伪和面值识别率。这要求检测装置中要有误差补偿手段，一般采用在设备中手工校验进行校正，这种校正操作如频繁进行，将给生产者和用户带来很大不便，而且通常是间隔一定的时间校验一次，不能随时进行校正操作。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明的目的在于提供一种对硬币的材质特征进行准确、稳定检测的硬币检测系统及方法。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种硬币检测系统，包括：
电涡流传感器，安装于硬币传输通道上，发射磁力线到经过硬币传输通道的硬币上，透过硬币的磁力产生相应的输出信号；
电涡流传感器控制单元，输出端连接电涡流传感器，输入端连接主控单元，用于在主控单元的控制下控制电涡流传感器的工作频点；
信号调理单元，输入端连接电涡流传感器和主控单元，用于在主控单元的控制下对电涡流传感器的输出信号进行调理；
采样单元，输入端连接信号调理单元和主控单元，用于在主控单元的控制下对信号调理单元输出的信号进行采样和A/D转换，转换后的信号传送至主控单元；
主控单元，用于根据采样单元输出的信号判断硬币的真伪和面值。
所述电涡流传感器包括非金属机架和通过非金属机架固定的磁信号发射部分、磁信号接收部分；磁信号发射部分和磁信号接收部分有间距的相对平行设置，间距用于通过硬币；磁信号发射部分和磁信号接收部分分别包括磁芯和绕制在磁芯上的线圈；所述磁信号发射部分用于产生垂直于所述磁信号接收部分端面的磁力线；所述磁信号接收部分用于接收磁力线或经过硬币透射的磁力线。
所述磁芯均为长环跑道式的铁氧体，且两端开口。
所述电涡流传感器控制单元包括相互连接的接口电路和开关电路，所述接口电路用于连接电涡流传感器，所述开关电路连接主控单元，用于在主控单元的控制下进行导通、关断操作，进而控制电涡流传感器的工作频点。
所述采样单元的采样频率和A/D转换精度由主控单元控制。
所述主控单元采用模式识别方法判断硬币的面值和真伪。
一种硬币检测方法，包括以下步骤：
根据硬币的种类，由电涡流传感器控制单元控制电涡流传感器工作在相应的工作频点上；
由信号调理单元将电涡流传感器的输出信号调理到1.5V-3.5V；
由采样单元按主控单元提供的采样频率对信号调理单元的输出信号进行采样，采样的信号传给主控单元；
主控单元采用模式识别方法判断硬币的面值和真伪。
所述模式识别方法通过建立真币特征库，将待检测硬币的特征与真币特征库中的特征进行比对，进而判断待检测硬币的面值和真伪。
本发明具有以下优点及有益效果：
1.具有通过电涡流传感器控制单元控制电涡流传感器工作在合适的频点上，不需要人为手工操作，给用户带来极大的便利。
2.通过信号调理单元调节电涡流传感器输出的信号到合适的范围，使检测结果更加准确。
3.和外部的CPU控制系统接口简单，易于控制和实现。
附图说明
图1为本发明系统的整体结构图；
图2为本发明中电涡流传感器的安装位置示意图；
图3为电涡流传感器控制单元的原理图；
图4为信号调理单元的原理图；
图5为电涡流传感器的整体结构图；
图6为电涡流传感器的磁芯结构图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
图1为本发明的一种实施例示意图。包括：电涡流传感器、信号调理单元、采样单元、电涡流传感器控制单元和主控单元。电涡流传感器安装于硬币传输通道上，发射磁力线到经过硬币传输通道的硬币上，透过硬币的磁力产生相应的输出信号；电涡流传感器控制单元的输出端连接电涡流传感器，输入端连接主控单元，用于在主控单元的控制下控制电涡流传感器的工作频点；信号调理单元的输入端连接电涡流传感器和主控单元，用于在主控单元的控制下对电涡流传感器的输出信号进行调理；采样单元的输入端连接信号调理单元和主控单元，用于在主控单元的控制下对信号调理单元输出的信号进行采样和A/D转换，转换后的信号传送至主控单元；主控单元用于根据采样单元输出的信号判断硬币的真伪和面值。
如图2所示，电涡流传感器1装在硬币滑动通道2的两侧，硬币3在硬币滑动通道2上通过电涡流传感器1的磁信号发射部分和磁信号接收部分之间。
如图3所示，电涡流传感器控制单元包括相互连接的接口电路和开关电路，所述接口电路用于连接电涡流传感器，所述开关电路连接主控单元，用于在主控单元的控制下进行导通、关断操作，进而控制电涡流传感器的工作频点。电涡流传感器控制单元的工作原理为：主控单元通过接口电路SENSOR-g1、SENSOR-g2控制MOS晶体管T1、T2的导通、关断，使电涡流传感器工作在合适的频点上，对通过的硬币(如图2所示)进行采样；
如图4所示，信号调理单元的工作原理为：外部CPU通过接口电路控制参数调整电路，使信号放大电路工作在合适的放大倍数上，即使电涡流传感器的输出信号通过信号放大电路进行放大整形，使放大整形后的输出信号范围在1.5V--3.5V之间，使电涡流传感器的信号获得误差补偿，调节电涡流传感器输出的信号到合适的范围，使检测结果更加准确。
如图5、6所示，电涡流传感器包括非金属机架1和通过非金属机架固定的磁信号发射部分2、磁信号接收部分3；磁信号发射部分2和磁信号接收部分3有间距的相对平行设置，间距用于通过硬币；磁信号发射部分2和磁信号接收部分3分别包括磁芯和绕制在磁芯上的线圈；所述磁信号发射部分2用于产生垂直于所述磁信号接收部分端面的磁力线；所述磁信号接收部分3用于接收磁力线或经过硬币透射的磁力线。所述磁芯均为长环跑道式的铁氧体，两端开口。
其中磁芯为长环跑道式的铁氧体，在磁信号发射部分2的环形中间为电涡旋装置磁力线5的发出；在磁信号接收部分3的磁芯中间是磁力线接收，磁芯的外圈是磁力线的反回路线；环形外围的磁芯在二端设有开口6，减少磁芯本身产生的涡流。两个磁芯与相应的线圈相对放置在非金属的机架1上(如图5所示)，组成磁信号发射部分2与磁信号接收部分3。当硬币在二磁芯之间的空间通过时，向磁信号发射部分2的线圈施加一定的脉冲电流，磁信号接收部分3的线圈会接收到一定的脉冲信号。通过电路对信号进行接收放大、整形后，再通过主控单元就可以确定硬币的数量、面值、材料(真伪)。
进行硬币的面值检测时，主控单元控制电涡流传感器控制单元使电涡流传感器工作在合适的频点上，对通过的硬币进行采样，主控单元控制信号调理单元使电涡流传感器的输出信号调理到合适的范围，主控单元控制采样单元对信号调理单元输出的信号进行采样和模数转换，转换后的数据送至主控单元进行分析运算来识别硬币的真伪和面值。
进行硬币的材质特性检测时，主控单元通过控制电涡流传感器控制单元、信号调理单元和电涡流传感器控制单元使由于机械和电器等原因造成有误差的信号获得误差补偿，进而得到没有误差标准的信号。通过对标准的信号进行采样分析，CPU再根据波形的特性进行量化分析，得到准确的硬币材质特性检测分析结果，使得检测结果更加准确可靠，增强硬币的鉴伪、面值识别等的准确度。

Claims (8)

1.一种硬币检测系统，其特征在于，包括：
电涡流传感器，安装于硬币传输通道上，发射磁力线到经过硬币传输通道的硬币上，透过硬币的磁力产生相应的输出信号；
电涡流传感器控制单元，输出端连接电涡流传感器，输入端连接主控单元，用于在主控单元的控制下控制电涡流传感器的工作频点；
信号调理单元，输入端连接电涡流传感器和主控单元，用于在主控单元的控制下对电涡流传感器的输出信号进行调理；
采样单元，输入端连接信号调理单元和主控单元，用于在主控单元的控制下对信号调理单元输出的信号进行采样和A/D转换，转换后的信号传送至主控单元；
主控单元，用于根据采样单元输出的信号判断硬币的真伪和面值。
2.根据权利要求1所述的一种硬币检测系统，其特征在于，所述电涡流传感器包括非金属机架和通过非金属机架固定的磁信号发射部分、磁信号接收部分；磁信号发射部分和磁信号接收部分有间距的相对平行设置，间距用于通过硬币；磁信号发射部分和磁信号接收部分分别包括磁芯和绕制在磁芯上的线圈；所述磁信号发射部分用于产生垂直于所述磁信号接收部分端面的磁力线；所述磁信号接收部分用于接收磁力线或经过硬币透射的磁力线。
3.根据权利要求2所述的一种硬币检测系统，其特征在于，所述磁芯均为长环跑道式的铁氧体，且两端开口。
4.根据权利要求1所述的一种硬币检测系统，其特征在于，所述电涡流传感器控制单元包括相互连接的接口电路和开关电路，所述接口电路用于连接电涡流传感器，所述开关电路连接主控单元，用于在主控单元的控制下进行导通、关断操作，进而控制电涡流传感器的工作频点。
5.根据权利要求1所述的一种硬币检测系统，其特征在于，所述采样单元的采样频率和A/D转换精度由主控单元控制。
6.根据权利要求1所述的一种硬币检测系统，其特征在于，所述主控单元采用模式识别方法判断硬币的面值和真伪。
7.一种硬币检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据硬币的种类，由电涡流传感器控制单元控制电涡流传感器工作在相应的工作频点上；
由信号调理单元将电涡流传感器的输出信号调理到1.5V-3.5V；
由采样单元按主控单元提供的采样频率对信号调理单元的输出信号进行采样，采样的信号传给主控单元；
主控单元采用模式识别方法判断硬币的面值和真伪。
8.根据权利要求7所述的一种硬币检测系统，其特征在于，所述模式识别方法通过建立真币特征库，将待检测硬币的特征与真币特征库中的特征进行比对，进而判断待检测硬币的面值和真伪。
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