WO2013082979A1 - 纸币类检测装置及检测方法 - Google Patents

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廖俊卿
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Definitions

  • the present invention relates to the field of financial technology, and in particular to a banknote detecting device and a detecting method for an anti-interference detection of a part of a broken banknote or a paper foreign object by an automatic rejecting machine (referred to as ATM).
  • ATM automatic rejecting machine
  • the use of a light sensor to detect the transmission of banknotes in a channel is a commonly used method in ATM.
  • the prior art banknote type detecting device generally includes a light sensor, a control unit and a storage unit. When a group of banknotes sequentially passes through the light sensor, a set of sensor state sequences characterizing the banknote information will be generated under the trigger of a given clock. After binarization processing by the sensor unit, it can be described as the timing shown in Table 1. Logic status:
  • the conversion between the logic states of the banknotes is realized by the control unit, and the method adopted is as shown in FIG. 1, wherein X represents the state value of the output of the sensor unit; the control unit and the storage unit perform different according to the logic state in which the banknotes are located. Operation, finally record the banknote information, usually used as a table
  • the corresponding processing state of the corresponding processing unit of the control unit Adjust the value of the record pointer, pointing
  • the control unit can only generate the state of "banknote arrival” and “banknote leaving” respectively during the entire collection period. Thus, only one unique banknote record information corresponds to the banknote.
  • banknotes have characteristics such as holes and gaps.
  • banknotes are easily damaged during the process of circulation, and the state is gradually deteriorated.
  • a banknote with a bad condition passes through the light sensor (for example, a broken banknote has a gap), it may cause a plurality of "banknote arrival" and "banknote exit” states, resulting in a plurality of record information for one banknote, in which case
  • the state machine design shown in Figure 1 can no longer meet the requirements for banknote detection.
  • the embodiment of the invention provides a banknote detecting device and a detecting method, which effectively eliminate interference caused by banknotes with poor state, and ensures that the information recording order of the banknotes is consistent with the order of transporting the banknotes.
  • the embodiment of the invention provides a banknote detecting device, which comprises:
  • a sensor unit configured to detect a transmission state of the banknote according to a fixed clock cycle, and binarize the detected signal to characterize the presence or absence of the banknote;
  • a storage unit configured to collect signals detected by the sensor unit, and acquire banknote information in the signal for sequential storage
  • the control unit includes a first state counter and a second state counter, when the timing state of the signal detected by the sensor unit indicates that the banknote is from no time to time, and when the count value of the second state counter is 0, or reaches or exceeds
  • the control unit is cleared and the first state counter is started to count according to a fixed clock cycle; when the count value of the first state counter reaches or exceeds a predetermined threshold, the banknotes are recorded in the storage unit.
  • a pointer to the information that points to the next banknote information a storage location; when the timing state of the signal detected by the sensor unit characterizes the banknote from being to no time, and when the count value of the first state counter is 0, or reaches or exceeds a predetermined threshold, the control unit clears Zeroing and starting the second state counter to count according to a fixed clock cycle; when the count value of the second state counter reaches or exceeds a predetermined threshold, controlling the storage unit to store the acquired banknote information to the pointer The storage location pointed to.
  • the embodiment of the present invention further provides a banknote detecting method, including the steps of: Al, detecting, by the sensor unit, the transmission state of the banknote according to a fixed clock cycle, and binarizing the detected signal to characterize the presence or absence of the banknote. ;
  • the control unit clears and starts the first The status counter counts according to a fixed clock cycle
  • the control unit clears and The second state counter is started to count according to a fixed clock cycle
  • control unit controls the storage unit to store the banknote information in the signal detected by the sensor unit to the storage location pointed by the pointer.
  • the banknote detecting device and the detecting method provided by the embodiment of the invention are especially used for the anti-interference detection of a part of the broken banknote or the paper foreign matter by the automatic rejecting machine (referred to as ATM), wherein the banknote detecting device comprises the sensor unit a storage unit and a control unit, and the control unit includes and controls two state counters in combination with the sensor unit for clearing and starting to count, and using a finite state machine (FSM) to cause interference within a predetermined threshold (eg, breakage)
  • FSM finite state machine
  • the holes on the banknotes are excluded, thereby effectively eliminating the interference caused by the banknotes of poor condition, and ensuring that the order of information recording of the banknotes is consistent with the order of transmission of the banknotes.
  • FSM finite state machine
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the logic state of a banknote in the prior art banknote detecting method
  • FIGS. 2a-2b are structural block diagrams of the banknote detecting device provided by the present invention.
  • FIG. 3 is a process flow diagram of a banknote detecting method provided by the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the logical state of the banknotes of the banknote detecting method provided by the present invention
  • FIG. 5 is a flow chart showing the logic state updating of the banknotes of the banknote detecting method shown in FIG. 4;
  • FIG. 7 is a schematic view showing a process of processing a perforated banknote by the banknote detecting method according to an embodiment of the present invention
  • Fig. 8 is a schematic view showing the logical state of the perforated banknotes of the banknote detecting method shown in Fig. 7.
  • the banknote detecting apparatus 1 of the present invention includes a sensor unit 10, a storage unit 20, a control unit 30, and a clock unit 40.
  • the sensor unit 10 is configured to detect the transmission state of the banknote 100 on the transmission channel 2 according to a fixed clock cycle, and binarize the detected signal to characterize the presence or absence of the banknote 100.
  • the storage unit 20 is configured to collect signals detected by the sensor unit 10, and acquire banknote information in the signal for sequential storage.
  • the control unit 30 includes a first state counter and a second state counter, when the timing state of the signal detected by the sensor unit 10 indicates that the banknote is from no time to time, and when the count value of the second state counter is 0, or reaches or exceeds
  • the control unit 30 suspends the counting of the second state counter, simultaneously clears and starts the first state counter to count according to a fixed clock cycle; when the count value of the first state counter arrives or The control unit is exceeded when a predetermined threshold is exceeded 10 suspending the counting of the first state counter, and adjusting a pointer for recording banknote information in the storage unit to make a storage location pointing to the next banknote information; when the sensor unit 10 detects the timing state of the signal, characterizing the banknote from yes to no And, when the count value of the first state counter is 0, or reaches or exceeds a predetermined threshold, the control unit 30 suspends counting of the first state counter while clearing and starting the second state The counter counts according to a fixed clock cycle; when the count value of the second state counter reaches
  • the clock unit 40 is configured to provide the fixed clock period.
  • the predetermined threshold is set by the following formula:
  • W is the width of the side parallel to the transmission channel when the banknote is being transported (unit is mm); V is the speed of channel transmission (unit is mm/s); T is the clock output by the clock unit Period (in ms); [KW/ (VT) ] means taking an integer for KW/ (VT); K means the threshold factor.
  • the width W is 70 ⁇ 78mm, the channel speed V is 1000 ⁇ 1500mm/s, the clock period T is l ⁇ 2ms, and K is 80 ⁇ 120, so the predetermined threshold P is 4 ⁇ 8.
  • FIG. 3 there is shown a process flow chart of the banknote detecting method provided by the present invention. Specifically, the steps are as follows:
  • the sensor unit detects a transmission state of the banknote according to a fixed clock cycle, and binarizes the detected signal to represent the presence or absence of the banknote;
  • the second state is suspended by the control unit. Counting of the counter, simultaneously clearing and starting the first state counter to count according to a fixed clock cycle;
  • the control unit suspends counting of the first state counter, and adjusts a pointer for recording banknote information in the storage unit, so as to point to the next banknote. Storage location of information; S104.
  • the timing state of the signal detected by the sensor unit indicates that the banknote is from time to time, and when the count value of the first state counter is 0, or reaches or exceeds a predetermined threshold, the control unit pauses Determining the count of the first state counter, simultaneously clearing and starting the second state counter to count according to a fixed clock cycle;
  • the control unit suspends counting of the second state counter, and controls the storage unit to store the acquired banknote information to the The storage location pointed to by the pointer.
  • Banknote temporary (S5) is cleared and the status counter is activated to start sensor status acquisition CNT1, CNT1 heavy port
  • FIG. 5 shows an update operation process of the control unit 30 for the logic state of the banknote, specifically including:
  • Step S10 start;
  • Step S11 reading the state sequence of the current state (Q0) and the state (Q1) of the sensor unit 10, and performing judgment;
  • Step S13 determining whether the value of the second state counter CNT0 is equal to the determination threshold P, if it is to continue to step S14, otherwise to step S15;
  • Step S14 changing the logic state of the banknote to the banknote leaving state (S2), and proceeding to step S17, and at this time, in the collection of the state of the sensor unit 10 by the storage unit 20, the information of the banknote is calculated and stored in the recording pointer. Position, as shown in Figure 6;
  • Step S15 determining whether the value of the second state counter CNT0 is greater than the determination threshold P, if the process continues to step S16, otherwise proceeds to step S17;
  • Step S16 changing the logic state of the banknote to the banknote constant state (S1), and going to step S17;
  • Step S23 determining whether the value of the second state counter CNT0 is greater than the determination threshold P or equal to 0, if it is to continue to step S24, otherwise to step S17;
  • Step S24 changing the logic state of the banknote to the banknote temporary state (S5), and continuing to step S25; and at this time, the storage unit 20 is officially activated to collect the state of the sensor unit 10, as shown in FIG. 6; Step S25: A status counter CNT1 is cleared, and the first status counter CNT1 is restarted for counting;
  • Step S26 Turn off the counting function of the second state counter CNT0, and go to step S17;
  • Step S33 determining whether the value of the first state counter CNT1 is equal to the determination threshold P, if the process continues to step S34, otherwise proceeds to step S35;
  • Step S34 changing the logic state of the banknote to the banknote arrival state (S4), and proceeding to step S17; and at this time, adjusting the collected banknote recording pointer of the state of the sensor unit 10 by the storage unit 20 to point to the next storage location, As shown in Figure 6;
  • Step S35 determining whether the value of the first state counter CNT1 is greater than the determination threshold P, if it is continued to step S36, otherwise proceeds to step S17;
  • Step S36 changing the logic state of the banknote to the banknote existence state (S3), and going to step S17; at this time, the storage unit 20 continues to collect the state sequence of the sensor unit 10.
  • Step S43 determining whether the value of the first state counter CNT1 is greater than the determination threshold P or equal to 0, if it is to continue to step S44, otherwise to step S17;
  • Step S44 changing the logical state of the banknote to the banknote temporary leaving state (S6), and continuing to step S45; and at this time, the storage unit 20 continues to collect the state sequence of the sensor unit 10.
  • Step S45 Clear the second state counter CNT0 to zero, and restart the second state counter CNT0 to count
  • Step S46 Turn off the counting function of the first status counter CNT1, and go to step S17; Step S17: If the second status counter CNT0 has been started, accumulate the value of the second status counter CNT0;
  • Step S18 If the first status counter CNT1 has been started, the value of the second status counter CNT0 is accumulated;
  • the clock unit 40 outputs a clock of a fixed period
  • the sensor unit 10 collects the sensor signal according to the period, and converts it into a binary state
  • the control unit 30 also performs the timing state of the sensor unit 10 according to the clock cycle and The values of the first and second state counters CNT1, CNT0 are judged, and corresponding processing is performed.
  • the hole banknote C05 is transported on the banknote transport path (assuming that the width of the hole H02 is within P clock cycles and greater than 1 clock cycle), and the initial logic state is the banknote constant state (S1), when the banknote reaches the sensor unit 10 ( When the embodiment is the photosensor 10), the control unit 30 determines the following two conditions:
  • control unit 30 When in the banknote temporary state (S5), the control unit 30 clears the first state counter CNT1, and restarts CNT1 to start counting, CNT1 will start to accumulate according to the clock cycle, and the value of the second state counter CNT0 remains unchanged; Unit 20 then begins to acquire a sequence of states of light sensor 10.
  • the banknote logic state is changed to the banknote arrival state (S4) (step 2 of Fig. 7):
  • the banknote arrival state (S4) is maintained for only one clock cycle, and the control unit 30 adjusts the banknote recording pointer of the storage unit 20 to point to the next recording position (step 2 of Fig. 7).
  • the control unit 30 adjusts the banknote recording pointer of the storage unit 20 to point to the next recording position (step 2 of Fig. 7).
  • the banknote existence state (S3) step 3 of Fig. 7).
  • the first state counter CNT1 When the banknote is present (S3), the first state counter CNT1 will continue to accumulate according to the clock cycle, while the value of the second state counter CNT0 remains unchanged; the memory unit continues to acquire the state sequence of the photosensor 10.
  • control unit 30 judges the following two conditions:
  • banknote C05 both of these conditions are satisfied, and the banknote logic state is changed to the banknote temporary state (S6) (step 4 of Fig. 7).
  • control unit 30 When in the banknote temporary release state (S6), the control unit 30 clears the second state counter CNT0, and restarts CNT0 to start counting, CNT0 will start to accumulate according to the clock cycle, and the value of the first state counter CNT1 remains unchanged; 20 continues to acquire a sequence of states of the photosensor 10.
  • the control unit 30 judges the condition (1) and the condition (2), and finds that the condition (2) is not satisfied because the previous state is the banknote temporary leaving state (S6), instead of the banknote constant stateless state. (S1), therefore, even if the hole H02 leaves the photosensor 10, the logical state of the banknote is not changed (step 5 of Fig. 7).
  • the control unit 30 then changes the state to the banknote existence state (S3) (step 6 of Fig. 7).
  • the control unit 30 judges that the condition (5) and the condition (6) are satisfied, and changes the state to the banknote temporary leaving state (S6) again (step 7 of Fig. 7).
  • the banknote logic state is changed to the banknote leaving state (S2) (step 8 of Fig. 7):
  • the banknote leaving state (S2) is also maintained for only one clock cycle, and the storage unit 20 calculates the banknote information and stores it at the position pointed by the recording pointer. At this point, the process of detecting and recording a banknote is completed. As shown in Fig. 8, it is a schematic diagram of the logical state of the perforated banknote C05.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented in various modifications.
  • the case described in the present invention is a banknote detection applied to a photosensor.
  • other types of sensors such as a thickness detecting sensor and an image detecting sensor
  • the case of the present invention mainly describes how to eliminate interference caused by a banknote of a poor state, and similarly, interference caused by the sensor signal itself or interference caused by paper foreign matter (such as paper dust, debris, etc.) Apply to this method to eliminate interference.

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Abstract

一种纸币类检测装置（1），该装置包括传感器单元（10）、存储单元（20）和控制单元（30），所述传感器单元（10）用于根据固定时钟周期检测纸币（100）的传输状态，并将检测到的信号二值化以表征纸币（100）的有无状态；所述存储单元（20）用于采集所述传感器单元（10）检测到的信号，并获取所述信号中的纸币（100）信息进行顺序存储；所述控制单元（30）包括第一状态计数器和第二状态计数器，所述控制单元（30）控制两个状态计数器并结合传感器单元（10）进行清零和启动以计数，将预定阀值之内的干扰排除，从而有效排除状态不佳的纸币（100）带来的干扰，确保纸币（100）的信息记录顺序与纸币的传输顺序一致。还披露了一种纸币类检测方法。

Description

纸币类检测装置及检测方法
本申请要求于 2011 年 12 月 8 日提交中国专利局、 申请号为 201110406846.1、 发明名称为 "纸币类检测装置及检测方法"的中国专利申请 的优先权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及金融技术领域， 尤其涉及一种用于自动拒员机（称之为 ATM ) 对一部分残破纸币或纸质异物的抗干扰检测的纸币类检测装置及检测方法。
背景技术
使用光传感器来检测纸币在通道中的传输情况， 是 ATM中普遍采用的方 式， 现有技术中的纸币类检测装置一般包括光传感器、 控制单元和存储单元。 当一组纸币顺序通过光传感器时，在给定时钟的触发下，将产生一组表征纸币 信息的传感器状态序列， 经过传感器单元的二值化处理后， 可以描述成如表 1 所示的时序逻辑状态：
表 1
Figure imgf000003_0001
纸币的逻辑状态之间的转换由控制单元来实现， 采用的方法如图 1所示， 其中， X表示传感器单元输出的状态值； 控制单元和存储单元依据纸币所处的 逻辑状态， 执行不同的操作， 最终将纸币信息记录下来， 通常采用的方法如表
2所示：
表 2
纸币的逻辑状
控制单元相应的处理 存储单元相应的处理 态 Z 调整记录指针的值， 指向
纸币到达 (S4) 启动传感器状态采集
下一个存储位置
纸币存在 (S3) 采集传感器状态
计算出纸币的信息， 并存储 纸币离开（S2)
到记录指针指向的位置 纸币恒无（S1)
根据表 2的 ,录方法，在正常的情况下， ^一张完整的纸币通过光传感器 时， 控制单元在整个采集周期内， 只能分别产生一次 "纸币到达" 和 "纸币离 开" 的状态， 于是， 只有唯一的一条纸币记录信息与该张纸币对应。
但是， 世界各国的纸币在设计上存在差异， 某些国家的纸币本身就有孔、 缝隙等特征； 此外， 纸币在流通的过程中容易破损， 状态逐渐恶化。 状态不佳 的纸币通过光传感器时（例如破损的纸币有缝隙）， 可能产生多次 "纸币到达" 和 "纸币离开" 的状态， 导致一张纸币将产生多条记录信息， 在这种情况下， 图 1所示的状态机设计， 已经不能满足纸币检测的要求。
发明内容
本发明实施例提出一种纸币类检测装置及检测方法，有效排除状态不佳的 纸币带来的干扰， 确保纸币的信息记录顺序与纸币的传输顺序一致。
本发明实施例提供一种纸币类检测装置， 该装置包括：
传感器单元， 用于根据固定时钟周期检测纸币的传输状态， 并将检测到的 信号二值化以表征纸币的有无状态；
存储单元， 用于采集所述传感器单元检测到的信号， 并获取所述信号中的 纸币信息进行顺序存储；
控制单元， 包括第一状态计数器和第二状态计数器， 当所述传感器单元检 测到信号的时序状态表征纸币从无到有时，且当所述第二状态计数器的计数值 为 0, 或者达到或超过预定阀值时， 所述控制单元清零并启动所述第一状态计 数器依据固定时钟周期进行计数；当所述第一状态计数器的计数值到达或超过 预定阀值时，调整存储单元中记录纸币信息的指针，使指向下一个纸币信息的 存储位置； 当所述传感器单元检测到信号的时序状态表征纸币从有到无时， 且 当所述第一状态计数器的计数值为 0, 或者达到或超过预定阀值时， 所述控制 单元清零并启动所述第二状态计数器依据固定时钟周期进行计数；当所述第二 状态计数器的计数值到达或超过预定阀值时，控制所述存储单元将获取到的纸 币信息存储到所述指针指向的存储位置。
另外， 本发明实施例还对应提供一种纸币类检测方法， 包括步骤： Al、 由传感器单元根据固定时钟周期检测纸币的传输状态， 并将检测到 的信号二值化以表征纸币的有无状态；
A2、 当所述传感器单元检测到信号的时序状态表征纸币从无到有时， 且 当第二状态计数器的计数值为 0, 或者达到或超过预定阀值时， 由控制单元清 零并启动第一状态计数器依据固定时钟周期进行计数；
A3、 当所述第一状态计数器的计数值到达或超过预定阀值时， 调整存储 单元中记录纸币信息的指针， 使指向下一个纸币信息的存储位置；
A4、 当所述传感器单元检测到信号的时序状态表征纸币从有到无时， 且 当所述第一状态计数器的计数值为 0, 或者达到或超过预定阀值时， 由控制单 元清零并启动第二状态计数器依据固定时钟周期进行计数；
A5、 当所述第二状态计数器的计数值到达或超过预定阀值时， 由控制单 元控制存储单元将采集所述传感器单元检测到的信号中的纸币信息存储到所 述指针指向的存储位置。
实施本发明实施例， 具有如下有益效果：
本发明实施例提供的纸币类检测装置及检测方法， 尤其用于自动拒员机 (称之为 ATM )对一部分残破纸币或纸质异物的抗干扰检测， 其中， 该纸币 类检测装置包括传感器单元、存储单元和控制单元， 而控制单元包括并控制两 个状态计数器结合传感器单元进行清零和启动以计数， 并采用有限状态机 ( FSM )的方式， 将预定阀值之内的干扰（如破损的纸币上的孔）排除， 从而 有效排除状态不佳的纸币带来的干扰，确保纸币的信息记录顺序与纸币的传输 顺序一致。 附图说明
图 1是现有技术中的纸币类检测方法的纸币逻辑状态示意图；
图 2a~2b是本发明所提供的纸币类检测装置的结构框图；
图 3是本发明所提供的纸币类检测方法的处理流程图；
图 4是本发明所提供的纸币类检测方法的纸币逻辑状态示意图； 图 5是图 4所示纸币类检测方法的纸币逻辑状态更新流程图； 流程图；
图 7 是本发明一个实施例所提供的纸币类检测方法的带孔纸币的处理过 程示意图；
图 8是图 7所示纸币类检测方法的带孔纸币历经的逻辑状态示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。
请参照图 2a~2b, 本发明的纸币类检测装置 1包括传感器单元 10、存储单 元 20、 控制单元 30和时钟单元 40 。
其中， 所述传感器单元 10, 用于根据固定时钟周期检测传输通道 2上的 纸币 100的传输状态， 并将检测到的信号二值化以表征纸币 100的有无状态。
存储单元 20, 用于采集所述传感器单元 10检测到的信号， 并获取所述信 号中的纸币信息进行顺序存储。
控制单元 30, 包括第一状态计数器和第二状态计数器， 当所述传感器单 元 10检测到信号的时序状态表征纸币从无到有时， 且当第二状态计数器的计 数值为 0, 或者达到或超过预定阀值时， 所述控制单元 30暂停所述第二状态 计数器的计数，同时清零并启动所述第一状态计数器依据固定时钟周期进行计 数； 当所述第一状态计数器的计数值到达或超过预定阀值时， 所述控制单元 10暂停所述第一状态计数器的计数， 并调整存储单元中记录纸币信息的指针， 使指向下一个纸币信息的存储位置； 当所述传感器单元 10检测到信号的时序 状态表征纸币从有到无时， 且当所述第一状态计数器的计数值为 0, 或者达到 或超过预定阀值时， 所述控制单元 30暂停所述第一状态计数器的计数， 同时 清零并启动所述第二状态计数器依据固定时钟周期进行计数；当所述第二状态 计数器的计数值到达或超过预定阀值时， 所述控制单元 30暂停所述第二状态 计数器的计数， 并控制所述存储单元 20将获取到的纸币信息存储到所述指针 指向的存储位置。
时钟单元 40, 用于提供所述固定时钟周期。
其中， 所述预定阀值由下列公式设定：
P= [K.W/ (V.T) ];
其中， P为预定阀值， W表示纸币在传送时， 与传输通道平行的边的宽度 (单位为 mm ); V表示通道传输的速度（单位为 mm/s ); T表示时钟单元输 出的时钟周期 （单位为 ms); [K.W/ (V.T) ]表示对 K.W/ (V.T)取整 数； K表示阀值系数。宽度 W为 70~78mm,通道速度 V为 1000 ~ 1500 mm/s, 时钟周期 T为 l~2ms, K为 80 ~ 120, 从而所述预定阀值 P为 4~8。
参考图 3, 是本发明所提供的纸币类检测方法的处理流程图。 具体包括步 骤如下：
5101、 由传感器单元根据固定时钟周期检测纸币的传输状态，并将检测到 的信号二值化以表征纸币的有无状态；
5102、 当所述传感器单元检测到信号的时序状态表征纸币从无到有时，且 当第二状态计数器的计数值为 0, 或者达到或超过预定阀值时， 由控制单元暂 停所述第二状态计数器的计数，同时清零并启动第一状态计数器依据固定时钟 周期进行计数；
S103、 当所述第一状态计数器的计数值到达或超过预定阀值时，所述控制 单元暂停所述第一状态计数器的计数， 并调整存储单元中记录纸币信息的指 针， 使指向下一个纸币信息的存储位置； S104、 当所述传感器单元检测到信号的时序状态表征纸币从有到无时，且 当所述第一状态计数器的计数值为 0, 或者达到或超过预定阀值时， 所述控制 单元暂停所述第一状态计数器的计数，同时清零并启动所述第二状态计数器依 据固定时钟周期进行计数；
S105、 当所述第二状态计数器的计数值到达或超过预定阀值时，所述控制 单元暂停所述第二状态计数器的计数，并控制所述存储单元将获取到的纸币信 息存储到所述指针指向的存储位置。
下面， 结合图 4~图 6,进一步描述本发明的纸币类检测方法的具体处理流 程。
通过分析可知，现有技术的纸币类检测方法中，状态不佳的纸币通过光传 感器时， 将影响纸币逻辑状态的变更， 这种干扰的本质是： 出现了多个 "遮挡
( D ) 一>照射（ L )" 以及" 照射（ L ) 一>遮挡 ( D )" 的时序（即 Q0 Ql == LD 或者 Q0 Q1 == DL ), 为了排除这种时序上的干扰， 本发明的控制单元 30对于 图 1所示现有技术的状态机设计作了如下改进：
( 1 ) 引入了两个新的纸币逻辑状态 "纸币暂入状态 (S5)" 和 "纸币暂离 状态 (S6)" , 其对应的传感器状态时序分别是 LD、 DD和 DL、 LL。
( 2 )原来的两个纸币逻辑状态 "纸币到达状态 (S4)" 和 "纸币离开状态 (S2)" , 其对应的传感器状态时序分别更改为 DD和 LL。
( 3 ) 由于更改后， 各个逻辑状态对应的传感器状态时序有重叠， 所以增 加了两个状态计数器（第二状态计数器 CNT0和第一状态计数器 CNT1 ) 以及 与计数器相关的干扰判定阀值（P ), 用于区分这几种逻辑状态。
经过改进之后， 本发明的新的纸币逻辑状态如表 3所示:
表 3
传感器单元的输出状态
纸币的逻辑状 状态计数器
时序
态 Z
现态 (Q0) 次态 (Q1) CNT1 CNT0 照射 ( L ) 遮挡 ( D ) CNT1 == 0
CNT1 < P
纸币暂入 (S5)
遮挡 ( D ) 遮挡 ( D ) 且 CNT1 >
0
纸币到达 (S4) 遮挡 ( D ) 遮挡 ( D ) CNT1 == P
CNT1 > P
纸币存在 (S3) 遮挡 ( D ) 遮挡 ( D ) 或 CNT1 ==
0
遮挡 ( D ) 照射（L ) CNT0 == 0
CNT0 < P 纸币暂离（S6)
照射 ( L ) 照射（L ) 且 CNT0 >
0 纸币离开 (S2) 照射 ( L ) 照射（L ) CNT0 == P
CNT0 > P 纸币恒无 (S1) 照射 ( L ) 照射（L ) 或 CNT0 ==
0 根据表 3所示的纸币逻辑状态，可得出纸币逻辑状态的转换，如图 4所示。 从图 4可以看出， 由于增加了 "纸币暂入 (S5)" 和 "纸币暂离（S6)" 这两个逻 辑状态， 即使有状态不佳的纸币， 所产生的干扰也只是增加 "纸币暂入 (S5)" 和 "纸币暂离 (S6)" 状态的发生次数， 只要预设的判定阀值 P的设定合理， 就 不会产生多余的 "纸币到达 (S4)" 和 "纸币离开 (S2)" 状态（如图 4中 Ll、 L2 所示）。控制单元 30和存储单元 20实现纸币信息记录的方法也相应做了调整， 如表 4所示：
表 4
纸币的逻辑状
控制单元相应的处理 存储单元相应的处理 态 Z
纸币暂入 (S5) 清零并启动状态计数器 启动传感器状态采集 CNT1 , CNT1累力口
调整记录指针的值， 指向
下一个存储位置；
纸币到达 (S4) 如果状态计数器 CNT1已 采集传感器状态
启动， 则执行 CNT1累加
的操作
如果状态计数器 CNT1已
纸币存在 (S3) 启动， 则执行 CNT1累加 采集传感器状态
的操作
清零并启动状态计时器 采集传感器状态
纸币暂离（S6)
CNTO, CNT0累加
如果状态计数器 CNT0已
计算出纸币的信息， 并存储到 纸币离开 (S2) 启动， 则执行 CNT0累加
记录指针指向的位置 的操作
如果状态计数器 CNT0已
纸币恒无 (S1) 启动， 则执行 CNT0累加
的操作
参考图 5和图 6, 进一步结合表 4和图 4对本发明的纸币类检测方法中的 对控制单元 30和存储单元 20的操作进行详细描述。其中， 图 5显示了控制单 元 30对于纸币逻辑状态的更新操作过程， 具体包括：
步骤 S10: 开始；
步骤 S11: 读取传感器单元 10的现态 (Q0)和次态 (Q1)的状态时序， 并进行 判断；
步骤 S12: 当判断现态 (Q0)和次态 (Q1)的状态时序为照射（ L )一>照射（ L ) 时， 即 Q0 Q1 == LL时， 继续步骤 S13, 否则转为步骤 S22;
步骤 S13: 判断第二状态计数器 CNT0的值是否等于判定阀值 P, 若是继 续步骤 S14, 否则转为步骤 S15; 步骤 S14: 将纸币逻辑状态变更为纸币离开状态 （S2 )，并转入步骤 S17, 而此时， 存储单元 20对传感器单元 10状态的采集中， 计算出纸币的信息， 并 存储到记录指针指向的位置， 如图 6所示；
步骤 S15: 判断第二状态计数器 CNT0的值是否大于判定阀值 P, 若是继 续步骤 S16, 否则转为步骤 S17;
步骤 S16: 将纸币逻辑状态变更为纸币恒无状态 （S1 )，并转到步骤 S17; 步骤 S22: 当判断现态 (Q0)和次态 (Q1)的状态时序为照射（ L )一>遮挡（ D ) 时， 即 Q0 Q1 == LD时， 继续步骤 S23 , 否则转为步骤 S32;
步骤 S23: 判断第二状态计数器 CNT0的值是否大于判定阀值 P或者等于 0, 若是继续步骤 S24, 否则转为步骤 S17;
步骤 S24: 将纸币逻辑状态变更为纸币暂入状态 （S5 )，并继续步骤 S25; 而此时， 正式启动存储单元 20对传感器单元 10状态的采集， 如图 6所示； 步骤 S25: 将第一状态计数器 CNT1 清零， 并重新启动第一状态计数器 CNT1进行计数；
步骤 S26: 关闭第二状态计数器 CNT0的计数功能， 并转到步骤 S17; 步骤 S32: 当判断现态 (Q0)和次态 (Q1)的状态时序为遮挡（ D )—>遮挡（ D ) 时， 即 Q0 Q1 == DD时， 继续步骤 S33 , 否则转为步骤 S42;
步骤 S33: 判断第一状态计数器 CNT1的值是否等于判定阀值 P, 若是继 续步骤 S34, 否则转为步骤 S35;
步骤 S34: 将纸币逻辑状态变更为纸币到达状态 （S4 )，并转入步骤 S17; 而此时，调整存储单元 20对传感器单元 10状态的采集的纸币记录指针，使其 指向下一个存储位置， 如图 6所示；
步骤 S35: 判断第一状态计数器 CNT1的值是否大于判定阀值 P, 若是继 续步骤 S36, 否则转为步骤 S17;
步骤 S36: 将纸币逻辑状态变更为纸币存在状态 （S3 ) ,并转到步骤 S17; 而此时， 存储单元 20则继续采集传感器单元 10的状态序列
步骤 S42: 当判断现态 (Q0)和次态 (Q1)的状态时序为遮挡 ( D )一>照射（ L ) 时， 即 Q0 Q1 == DL时， 继续步骤 S43, 否则转为步骤 S19;
步骤 S43: 判断第一状态计数器 CNT1的值是否大于判定阀值 P或者等于 0, 若是继续步骤 S44, 否则转为步骤 S17;
步骤 S44: 将纸币逻辑状态变更为纸币暂离状态 （S6 )，并继续步骤 S45; 而此时， 存储单元 20则继续采集传感器单元 10的状态序列
步骤 S45: 将第二状态计数器 CNT0 清零， 并重新启动第二状态计数器 CNT0进行计数；
步骤 S46: 关闭第一状态计数器 CNT1的计数功能， 并转到步骤 S17; 步骤 S17: 如果第二状态计数器 CNT0 已经启动， 则将第二状态计数器 CNT0的值累加；
步骤 S18: 如果第一状态计数器 CNT1 已经启动， 则将第二状态计数器 CNT0的值累加；
步骤 S19: 结束。
下面， 结合图 7和图 8, 通过一个具体的实施方案对本发明的纸币类检测 装置及检测方法进行描述。
其中， 在本实施例中， 时钟单元 40输出固定周期的时钟， 传感器单元 10 按照这个周期对传感器信号采集， 并转化为二值状态， 控制单元 30同样按照 时钟周期对传感器单元 10的时序状态以及第一、第二状态计数器 CNT1、CNT0 的值进行判断， 并做出相应的处理。
纸币传输通道上传输有孔纸币 C05 (假设孔 H02的宽度在 P个时钟周期 以内， 且大于 1个时钟周期）， 初始的逻辑状态是纸币恒无状态（S1 ), 当纸币 到达传感器单元 10 (本实施例为光传感器 10 )时， 控制单元 30判断下列两个 条件：
( 1 ) 光传感器 10的时序状态 Q0,Q1 == LD;
( 2 )第二状态计数器 CNT0 > P或 CNT0 == 0, 即纸币的上一个逻辑状态 必须是纸币恒无状态 （Sl )。
对于纸币 C05 来说， 这两个条件都满足， 于是将纸币逻辑状态变更为纸 币暂入状态 （ S5 ) (图 7的 stepl )。
处于纸币暂入状态 （S5) 时， 控制单元 30清零第一状态计数器 CNT1, 并重新启动 CNT1开始计数， CNT1将按照时钟周期开始累加， 而第二状态计 数器 CNT0的值维持不变；而存储单元 20则开始采集光传感器 10的状态序列。
当控制单元 30检测到满足下列两个条件时， 将纸币逻辑状态变更为纸币 到达状态 （S4) (图 7的 step2):
(3)光传感器的时序状态 Q0,Q1 ==DD;
(4)第一状态计数器 CNTl ==P 。
纸币到达状态（S4)只维持一个时钟周期， 控制单元 30调整存储单元 20 的纸币记录指针，使其指向下一个记录位置（图 7的 step2)。 当第一状态计数 器 CNT1 >P 时， 将变更为纸币存在状态 （S3) (图 7的 step3)。
处于纸币存在状态（S3)时， 第一状态计数器 CNT1将按照时钟周期继续 累加， 而第二状态计数器 CNT0的值维持不变； 存储单元则继续采集光传感器 10的状态序列。
当孔 H02到达光传感器 10时， 同样的， 控制单元 30判断下列两个条件：
(5)传感器的时序状态 Q0,Q1 ==DL;
(6) 计数器 CNTl > 或 CNTl ==0, 即纸币的上一个逻辑状态必须是 纸币存在状态 （S3)。
对于纸币 C05 来说， 这两个条件都满足， 于是纸币逻辑状态变更为纸币 暂离状态 （ S6 ) (图 7的 step4 )。
处于纸币暂离状态 （S6) 时， 控制单元 30清零第二状态计数器 CNT0, 并重新启动 CNT0开始计数， CNT0将按照时钟周期开始累加， 而第一状态计 数器 CNT1的值维持不变； 存储单元 20则继续采集光传感器 10的状态序列。
当孔 H02离开光传感器 10时， 控制单元 30判断条件（ 1 )和条件（ 2 ), 发现条件（2)不满足， 因为前一个状态是纸币暂离状态（S6), 而不是纸币恒 无状态（S1), 所以， 即使孔 H02离开了光传感器 10, 纸币的逻辑状态不发生 变更（图 7的 step5 )。 随后控制单元 30将状态变更为 纸币存在状态 （ S3 ) (图 7的 step6 )。 当纸币真正离开光传感器 10时， 控制单元 30判断满足条件（5 )和条件 ( 6 ), 再次将状态变更为纸币暂离状态 （S6 ) (图 7的 step7 )。
当控制单元 30检测到满足下列两个条件时， 纸币逻辑状态变更为纸币离 开状态 （S2 ) (图 7的 step8 ):
( 7 )传感器的时序状态 Q0,Q1 == LL;
( 8 )第二状态计数器 CNT0 == P 。
纸币离开状态 （S2 ) 同样只维持一个时钟周期， 存储单元 20计算出纸币 的信息， 并存储到记录指针指向的位置。 至此， 完成了一张纸币的检测和记录 过程。 如图 8所示， 是有孔纸币 C05历经的逻辑状态示意图。
本发明不限于上述实施案例， 能够进行各种变形来实施。 例如， 本发明所 述的案例是应用于光传感器的纸币检测， 同样的， 其他类型的传感器（如厚度 检测传感器、 图像检测传感器）， 只要传感器信号可以二值化， 并表示成纸币 有无的两种状态， 都适用于该方法。
此外，本发明所述案例主要描述了状态不佳的纸币带来的干扰如何排除的 方法， 同样的， 传感器信号本身受到的干扰或者纸质异物 （例如 纸屑、 碎片 等）造成的干扰， 也适用于本方法来排除干扰。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技 术人员来说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以做出若干改进和润饰， 这 些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims

权 利 要 求
1、 一种纸币类检测装置， 其特征在于， 该装置包括：
传感器单元， 用于根据固定时钟周期检测纸币的传输状态， 并将检测到的 信号二值化以表征纸币的有无状态；
存储单元， 用于采集所述传感器单元检测到的信号， 并获取所述信号中的 纸币信息进行顺序存储；
控制单元， 包括第一状态计数器和第二状态计数器， 当所述传感器单元检 测到信号的时序状态表征纸币从无到有时，且当所述第二状态计数器的计数值 为 0, 或者达到或超过预定阀值时， 所述控制单元清零并启动所述第一状态计 数器依据固定时钟周期进行计数；当所述第一状态计数器的计数值到达或超过 预定阀值时，调整存储单元中记录纸币信息的指针，使指向下一个纸币信息的 存储位置； 当所述传感器单元检测到信号的时序状态表征纸币从有到无时， 且 当所述第一状态计数器的计数值为 0, 或者达到或超过预定阀值时， 所述控制 单元清零并启动所述第二状态计数器依据固定时钟周期进行计数；当所述第二 状态计数器的计数值到达或超过预定阀值时，控制所述存储单元将获取到的纸 币信息存储到所述指针指向的存储位置。
2、 如权利要求 1所述的纸币类检测装置， 其特征在于， 还包括时钟单元， 用于提供所述固定时钟周期。
3、 如权利要求 1所述的纸币类检测装置， 其特征在于， 当所述传感器单 元检测到信号的时序状态表征纸币从无到有时，且当所述第二状态计数器的计 数值为 0, 或者达到或超过预定阀值时， 所述控制单元暂停所述第二状态计数 器的计数， 同时清零并启动所述第一状态计数器依据固定时钟周期进行计数； 当所述第一状态计数器的计数值到达或超过预定阀值时，所述控制单元暂停所 述第一状态计数器的计数， 并调整存储单元中记录纸币信息的指针，使指向下 一个纸币信息的存储位置；当所述传感器单元检测到信号的时序状态表征纸币 从有到无时， 且当所述第一状态计数器的计数值为 0, 或者达到或超过预定阀 值时， 所述控制单元暂停所述第一状态计数器的计数， 同时清零并启动所述第 二状态计数器依据固定时钟周期进行计数；当所述第二状态计数器的计数值到 达或超过预定阀值时， 所述控制单元暂停所述第二状态计数器的计数， 并控制 所述存储单元将获取到的纸币信息存储到所述指针指向的存储位置。
4、 如权利要求 1所述的纸币类检测装置， 其特征在于， 所述预定阀值由 下列公式设定：
P= [K.W/ ( V.T) ];
其中， P为预定阀值， W表示纸币在传送时， 与传输通道平行的边的宽度 (单位为 mm ); V表示通道传输的速度（单位为 mm/s ); T表示时钟单元输 出的时钟周期 （单位为 ms); [K.W/ (V.T) ]表示对 K.W/ (V.T)取整 数； K表示阀值系数。
5、 如权利要求 4 所述的纸币类检测装置， 其特征在于， 宽度 W 为
70~78mm, 通道速度 V为 1000 ~ 1500 mm/s, 时钟周期 T为 l~2ms, K为 80 ~ 120, 从而所述预定阀值 P为 4~8。
6、 一种纸币类检测方法， 其特征在于， 包括步骤：
Al、 由传感器单元根据固定时钟周期检测纸币的传输状态， 并将检测到 的信号二值化以表征纸币的有无状态；
A2、 当所述传感器单元检测到信号的时序状态表征纸币从无到有时， 且 当第二状态计数器的计数值为 0、 或者达到或超过预定阀值时， 由控制单元清 零并启动第一状态计数器依据固定时钟周期进行计数；
A3、 当所述第一状态计数器的计数值到达或超过预定阀值时， 调整存储 单元中记录纸币信息的指针， 使指向下一个纸币信息的存储位置；
A4、 当所述传感器单元检测到信号的时序状态表征纸币从有到无时， 且 当所述第一状态计数器的计数值为 0、 或者达到或超过预定阀值时， 由控制单 元清零并启动第二状态计数器依据固定时钟周期进行计数；
A5、 当所述第二状态计数器的计数值到达或超过预定阀值时， 由控制单 元控制存储单元将采集所述传感器单元检测到的信号中的纸币信息存储到所 述指针指向的存储位置。
7、 如权利要求 6所述的纸币类检测方法， 其特征在于， 由时钟单元提供 所述固定时钟周期。
8、 如权利要求 6所述的纸币类检测方法， 其特征在于， 所述 A2步骤具 体为：
当所述传感器单元检测到信号的时序状态表征纸币从无到有时，且当所述 第二状态计数器的计数值为 0、 或者达到或超过预定阀值时， 所述控制单元暂 停所述第二状态计数器的计数，同时清零并启动所述第一状态计数器依据固定 时钟周期进行计数；
所述 A3步骤具体为： 当所述第一状态计数器的计数值到达或超过预定阀 值时， 所述控制单元暂停所述第一状态计数器的计数， 并调整存储单元中记录 纸币信息的指针， 使指向下一个纸币信息的存储位置。
9、 如权利要求 6所述的纸币类检测方法， 其特征在于， 所述 A4步骤具 体为：
当所述传感器单元检测到信号的时序状态表征纸币从有到无时，且当所述 第一状态计数器的计数值为 0、 或者达到或超过预定阀值时， 所述控制单元暂 停所述第一状态计数器的计数，同时清零并启动所述第二状态计数器依据固定 时钟周期进行计数；
所述 A5步骤具体为： 当所述第二状态计数器的计数值到达或超过预定阀 值时， 所述控制单元暂停所述第二状态计数器的计数， 并控制所述存储单元将 获取到的纸币信息存储到所述指针指向的存储位置。
10、 如权利要求 6所述的纸币类检测方法， 其特征在于， 所述预定阀值由 下列公式设定：
P= [K.W/ (V.T) ];
其中， P为预定阀值， W表示纸币在传送时， 与传输通道平行的边的宽度 (单位为 mm ); V表示通道传输的速度（单位为 mm/s ); T表示时钟单元输 出的时钟周期 （单位为 ms); [K.W/ (V.T) ]表示对 K.W/ (V.T)取整 数； K表示阀值系数。
PCT/CN2012/083604 2011-12-08 2012-10-26 纸币类检测装置及检测方法 WO2013082979A1 (zh)

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