專利名稱：硬幣識(shí)別器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種識(shí)別器，具體地說(shuō)是涉及一種能識(shí)別真、偽硬幣的識(shí)別器。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的進(jìn)步和商業(yè)、服務(wù)業(yè)的迅速發(fā)展，自動(dòng)售貨機(jī)已相當(dāng)普及。在地鐵、公交、輪渡、有線電視等行業(yè)的收費(fèi)也要求自動(dòng)化，這些不僅給人們帶來(lái)了極大的方便，也明顯地提高了工作效率。與此同時(shí)，使用偽幣的現(xiàn)象也日趨嚴(yán)重，這對(duì)硬幣識(shí)別提出了更高的要求。
目前，世界上公知的硬幣識(shí)別器種類比較多，按其主要識(shí)別方法可分為機(jī)械式、壓電式、電容式、電磁式四大類，它們都有各自的特點(diǎn)。
機(jī)械式中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?8220832.2ZLQ-I型硬幣分檢器，根據(jù)幾何尺寸的大小不同來(lái)識(shí)別硬幣的幣值，在擋板和導(dǎo)軌的分導(dǎo)下，流進(jìn)對(duì)應(yīng)的硬幣盛放器中。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?8206682硬幣分選機(jī)，它利用偏心運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)篩選硬幣。這一類型的硬幣識(shí)別器，主要用于銀行等部門來(lái)分選硬幣。它們都有體積大，機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，售價(jià)高的缺點(diǎn)，尤其是不能識(shí)別出與真幣幾何尺寸相同而材質(zhì)不同的偽幣。
壓電式此類硬幣識(shí)別器主要使用壓力敏感器件，通過(guò)測(cè)量硬幣的重量來(lái)分檢硬幣。由于要考慮硬幣下滑的沖力，因而該識(shí)別方法是所有識(shí)別方法中識(shí)別速度最慢的一種方法，加之壓力傳感器性能的差異和電子元件參數(shù)的離散性，此類識(shí)別器在生產(chǎn)，使用中需作微調(diào)。又因真、偽硬幣在大小和重量上極相近和溫度變化對(duì)電路的影響比較大，使得識(shí)別率不高。此類硬幣識(shí)別器在老式自動(dòng)售貨機(jī)上使用比較多，會(huì)造成一些不識(shí)幣，識(shí)錯(cuò)幣、吞幣等問(wèn)題。
電容式此類硬幣識(shí)別器主要使用變?nèi)萜骷?，?dāng)硬幣下滑通過(guò)該器件時(shí)，該器件的電容量就會(huì)發(fā)生變化，從而使得電路的信號(hào)發(fā)生相應(yīng)的變化，以達(dá)到識(shí)別的目的。由于變?nèi)萜骷阅艿碾x散性，加之環(huán)境溫度、濕度等因素對(duì)識(shí)別結(jié)果的影響較大，此種識(shí)別方法目前使用比較少。
電磁式此類硬幣識(shí)別器主要根據(jù)電磁學(xué)原理，在幣道的兩側(cè)分別按放一只線圈，當(dāng)真、偽硬幣通過(guò)時(shí)，線圈的電磁學(xué)參數(shù)就會(huì)發(fā)生變化，從而改變與之相連的LC振蕩電路的信號(hào)，據(jù)此，來(lái)識(shí)別真、偽硬幣和不同的幣值，它是目前國(guó)際上使用較多的一種方法。因?qū)崿F(xiàn)方法的技術(shù)路線不同，使得此類識(shí)別器在識(shí)別中，識(shí)別速度，抗環(huán)境干擾，復(fù)雜性和成本等方面存在較大的差異。
英國(guó)專利GB2B2805A通過(guò)測(cè)量真、偽硬幣切割磁力線時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的變化來(lái)識(shí)別硬幣。它不會(huì)將真幣判為偽幣，但會(huì)將偽幣判為真幣。
目前，我國(guó)市場(chǎng)上使用比較多的是比較式硬幣識(shí)別器。根據(jù)電磁學(xué)原理，此類識(shí)別器一般都夾有認(rèn)可的樣幣，每一種樣幣都會(huì)使LC振蕩電路產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的信號(hào)。也有不使用樣幣，而直接用模擬電子電路來(lái)模擬樣幣的特征。當(dāng)真、偽硬幣通過(guò)幣道兩側(cè)的電感時(shí)，與之相連的LC振蕩電路就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)，根據(jù)該信號(hào)與樣幣信號(hào)或樣幣模擬信號(hào)相同與否來(lái)判別其真?zhèn)巍Ｔ摲椒ㄝ^好地解決了溫度變化導(dǎo)致電子電路信號(hào)漂移而帶來(lái)的不利影響。此類識(shí)別器能將與樣幣相同的硬幣判為真幣，但是，由于識(shí)別方法的局限性，也會(huì)因一些偽幣產(chǎn)生與樣幣相同或相近的電磁學(xué)特征，而將偽幣判為真幣。

發(fā)明內(nèi)容
1、發(fā)明目的本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有硬幣識(shí)別器的缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、無(wú)調(diào)試、工作溫度范圍大，識(shí)別率高、識(shí)別速度快、具有防震功能，適用廣的硬幣識(shí)別器。
2、技術(shù)方案本發(fā)明的硬幣識(shí)別器，由信號(hào)采集電路、信號(hào)處理電路和指示電路所組成，其中信號(hào)采集電路包括電磁傳感器、LC振蕩電路；信號(hào)處理電路包括整形電路、整流濾波電路、單片機(jī)；指示電路包括幣值顯示電路、語(yǔ)音提示電路。其中傳感器的信號(hào)輸出端接LC振蕩電路的輸入端，LC振蕩電路的輸出端接整形電路、整流濾波電路，整形電路、整流濾波電路的輸出端接單片機(jī)的輸入端，單片機(jī)的輸出端接幣值顯示電路、語(yǔ)音提示電路的輸入端。
兩傳感器相串聯(lián)，傳感器的另一端接振蕩器中晶體管T1的集電極，傳感器的另一端接電阻R1、R2、電容C1、C2、C3的共同連接點(diǎn)處。
LC振蕩器的輸出端即電阻R4接整形電路即整形集成電路U1的輸入端，同時(shí)LC振蕩器的輸出端還接整流濾波電路的輸入端即晶體管T2的基極。
整形電路的輸出端即整形集成電路U1的輸出端接單片機(jī)的輸入端即單片機(jī)集成電路U3的“11”腳，整流濾波電路的輸出端即晶體管T3的集電極接單片機(jī)集成電路U3的“2”腳。
單片機(jī)的輸出端即單片機(jī)集成電路U3的“17”腳接幣值顯示電路U4的“2”腳；單片機(jī)輸出端即單片機(jī)集成電路U3的“3、4、5、6”腳接語(yǔ)音提示電路的輸入端即集成電路U5的“23、6、7、8”腳。
傳感器為電磁傳感器，由線圈構(gòu)成，該線圈位于硬幣識(shí)別器的幣道兩側(cè)。
本發(fā)明主要是通過(guò)測(cè)量硬幣的直徑和硬幣的電磁學(xué)全部特征來(lái)識(shí)別硬幣。它由投幣口、幣道，紅外同步光束、硬幣直徑測(cè)量光束、線圈、LC振蕩電路、整形電路、整流濾波電路、單片機(jī)，真、偽幣分檢電磁鐵，真幣暫存箱、退幣裝置、幣值顯示電路、語(yǔ)音提示電路等部分組成。
首先，利用該識(shí)別器，在計(jì)算機(jī)的輔助下，執(zhí)行一套數(shù)字信號(hào)處理程序，測(cè)出各認(rèn)可真幣的電磁學(xué)全部特征值。當(dāng)硬幣的前沿遮斷紅外同步光束時(shí)，計(jì)算機(jī)即測(cè)量整形電路輸出的頻率fo和整流濾波電路輸出的電壓Vo，它們反映了硬幣未進(jìn)入電磁場(chǎng)時(shí)，LC振蕩電路的狀況。當(dāng)硬幣后沿離開紅外同步光速時(shí)，此時(shí)，硬幣已完全進(jìn)入電磁場(chǎng)，LC振蕩電路的電感量和品質(zhì)因數(shù)都發(fā)生了變化，計(jì)算機(jī)再次測(cè)量整形電路輸出的頻率f和整流濾波電路輸出的電壓V，它們反映了硬幣進(jìn)入電磁場(chǎng)后，LC振蕩電路的狀況，Δf/fo和ΔV/Vo反映了硬幣的全部電磁學(xué)特征，而與電路元件參數(shù)的離散性和溫度的影響不大。
Δf＝f-foΔV＝V-Vo其次，按真幣的直徑特征分成不同的特征組，計(jì)算出各真幣的電磁學(xué)特征的變化范圍，存入單片機(jī)，作為識(shí)別模式。A=f-fofo×65536-M]]>B=f-fofo×65536+N]]>C=V-VoVo×65536-P]]>D=V-VoVo×65536+Q]]>式中M、N是頻率容差率，P、Q是由壓容差率，A、B為真幣的頻率變化率的下、上限值，C、D為真幣電壓變化率的下、上限值。
工作中，單片機(jī)執(zhí)行同樣的數(shù)字信號(hào)處理程序。當(dāng)某一直徑的硬幣同時(shí)滿足下式A<f-fofo×65536<B]]>C<V-VoVo×65536<D]]>該硬幣為真幣，單片機(jī)打開對(duì)應(yīng)該真幣的電磁鐵，真幣進(jìn)入儲(chǔ)幣箱。同時(shí)，單片機(jī)通過(guò)RS232串行口將幣值傳送給幣值顯示電路進(jìn)行顯示，通過(guò)并行口將幣值傳給語(yǔ)音提示電路(9)進(jìn)行語(yǔ)音提示。如不能全部滿足公式，則該幣為偽幣，單片機(jī)關(guān)閉所有電磁鐵，剔除該幣。同時(shí)，單片機(jī)通過(guò)并行口將偽幣信息傳給語(yǔ)音提示電路進(jìn)行語(yǔ)音提示。
3、有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下的有益效果①本發(fā)明根據(jù)硬幣的直徑和其電磁學(xué)全部特征進(jìn)行識(shí)別，因此，識(shí)別率極高。它不但能將不同直徑、厚度、重量、材質(zhì)的硬幣區(qū)分開，而且能將直徑、厚度、重量、材質(zhì)相同，但制造工藝不同的硬幣區(qū)分開。
②本發(fā)明以單片機(jī)為核心，采用了多項(xiàng)先進(jìn)的模擬電子技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，不但能識(shí)別出真，偽硬幣，剔除偽幣，而且能識(shí)別出現(xiàn)有人民幣硬幣的所有幣值，并為將來(lái)發(fā)行更大幣值硬幣的識(shí)別準(zhǔn)備了充分的余地，更換單片機(jī)中的真幣特征模式，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)港幣、歐元、美元等硬幣的識(shí)別。
③本發(fā)明中的軟件能自動(dòng)跟蹤電路元件參數(shù)的離散性和溫度在-40℃~60℃范圍內(nèi)變化造成電路信號(hào)漂移，因此，在生產(chǎn)，使用中無(wú)須作微調(diào)。
④本發(fā)明可以單獨(dú)工作，亦可通過(guò)RS232串行口與紙幣識(shí)別系統(tǒng)、IC卡識(shí)別系統(tǒng)集成工作。
⑤本發(fā)明只有三塊塑料件，一塊電路板，因此，成本低，生產(chǎn)、按裝方便。
⑥本發(fā)明識(shí)別速度高。通常每分鐘識(shí)別900枚硬幣，溫度變化不大的環(huán)境中，每分鐘能識(shí)別3000枚。
⑦本發(fā)明具有廣泛的適用性，可在所有需要硬幣識(shí)別的場(chǎng)所使用。
⑧本發(fā)明具有語(yǔ)音提示功能。
四

圖1是本發(fā)明的硬幣識(shí)別器原理圖。其中有幣道1、硬幣2、LC振蕩電路4、整形電路5、整流濾波電路6、單片機(jī)7、幣值顯示電路8、語(yǔ)音提示電路9。
圖2是本發(fā)明的電原理圖。
圖3是本發(fā)明電磁傳感器L1、L2安裝在投幣口的幣道中的示意圖。其中有投幣口10、幣道13，紅外同步光束14、硬幣直徑測(cè)量光束15、16、17、18、電磁傳感器線圈19、真、偽幣分檢電磁鐵20。
五、具體實(shí)施方案本發(fā)明的硬幣識(shí)別器，由信號(hào)采集電路、信號(hào)處理電路和指示電路所組成，信號(hào)采集電路包括電磁傳感器L1、L2、LC振蕩電路4，信號(hào)處理電路包括整形電路5、整流濾波電路6、單片機(jī)7，指示電路包括幣值顯示電路8、語(yǔ)音提示電路9；其中傳感器L1、L2的信號(hào)輸出端接LC振蕩電路4的輸入端，LC振蕩電路4的輸出端接整形電路5、整流濾波電路6，整形電路5、整流濾波電路6的輸出端接單片機(jī)7的輸入端，單片機(jī)7的輸出端接幣值顯示電路8、語(yǔ)音提示電路9的輸入端。傳感器L1與傳感器L2相串聯(lián)，傳感器L2的另一端接振蕩器4中晶體管T1的集電極，傳感器L1的另一端接電阻R1、R2、電容C1、C2、C3的共同連接點(diǎn)處。LC振蕩器4的輸出端即電阻R4接整形電路5即整形集成電路U1的輸入端，同時(shí)LC振蕩器4的輸出端還接整流濾波電路6的輸入端即晶體管T2的基極。整形電路5的輸出端即整形集成電路U1的輸出端接單片機(jī)7的輸入端即單片機(jī)集成電路U3的“11”腳，整流濾波電路6的輸出端即晶體管T3的集電極接單片機(jī)集成電路U3的“2”腳。單片機(jī)7的輸出端即單片機(jī)集成電路U3的“17”腳接幣值顯示電路的U4“2”腳；單片機(jī)7輸出端即單片機(jī)集成電路U3的“3、4、5、6”腳接語(yǔ)音提示電路9的輸入端即集成電路U5的“23、6、7、8”腳。傳感器L1、L2為電磁傳感器，由線圈19構(gòu)成，該線圈19位于硬幣識(shí)別器幣道兩側(cè)。
本發(fā)明LC振蕩電路4中晶體管T1為NPN晶體管，整形電路5中集成電路U1的型號(hào)為4584，整流濾波電路6中晶體管T2、T3均為NPN晶體管，單片機(jī)7的型號(hào)為PIC16C73，幣值顯示電路8中集成電路U4的型號(hào)為2051，語(yǔ)音提示電路9中集成電路U5的型號(hào)為ISD2560，U6的型號(hào)為L(zhǎng)M386。
權(quán)利要求
1.一種硬幣識(shí)別器，由信號(hào)采集電路、信號(hào)處理電路和指示電路所組成，其特征在于信號(hào)采集電路包括電磁傳感器(L1、L2)、LC振蕩電路(4)，信號(hào)處理電路包括整形電路(5)、整流濾波電路(6)、單片機(jī)(7)，指示電路包括幣值顯示電路(8)、語(yǔ)音提示電路(9)；其中傳感器(L1、L2)的信號(hào)輸出端接LC振蕩電路(4)的輸入端，LC振蕩電路(4)的輸出端接整形電路(5)、整流濾波電路(6)，整形電路(5)、整流濾波電路(6)的輸出端接單片機(jī)(7)的輸入端，單片機(jī)(7)的輸出端接幣值顯示電路(8)、語(yǔ)音提示電路(9)的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬幣識(shí)別器，其特征在于傳感器(L1)與傳感器(L2)相串聯(lián)，傳感器(L2)的另一端接振蕩器(4)中晶體管T1的集電極，傳感器(L1)的另一端接電阻R1、R2、電容C1、C2、C3的共同連接點(diǎn)處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬幣識(shí)別器，其特征在于LC振蕩器(4)的輸出端即電阻R4接整形電路(5)即整形集成電路U1的輸入端，同時(shí)LC振蕩器(4)的輸出端還接整流濾波電路(6)的輸入端即晶體管T2的基極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬幣識(shí)別器，其特征在于整形電路(5)的輸出端即整形集成電路U1的輸出端接單片機(jī)(7)的輸入端即單機(jī)集成電路U3的“11”腳，整流濾波電路(6)的輸出端即晶體管T3的集電極接單片機(jī)集成電路U3的“2”腳。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬幣識(shí)別器，其特征在于單片機(jī)(7)的輸出端即單片機(jī)集成電路U3的“17”腳接幣值顯示電路(8)U4的“2”腳；單片機(jī)(7)輸出端即單片機(jī)集成電路U3的“3、4、5、6”腳接語(yǔ)音提示電路(9)的輸入端即集成電路U5的“23、6、7、8”腳。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬幣識(shí)別器，其特征在于傳感器(L1、L2)為電磁傳感器，由線圈(19)構(gòu)成，該線圈(19)位于硬幣識(shí)別器幣道(13)的兩側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能識(shí)別真、偽硬幣的硬幣識(shí)別器，該識(shí)別器，由信號(hào)采集電路、信號(hào)處理電路和指示電路所組成，信號(hào)采集電路包括電磁傳感器L1、L2、LC振蕩電路4，信號(hào)處理電路包括整形電路5、整流濾波電路6、單片機(jī)7，指示電路包括幣值顯示電路8、語(yǔ)音提示電路9；其中傳感器L1、L2的信號(hào)輸出端接LC振蕩電路4的輸入端，LC振蕩電路4的輸出端接整形電路5、整流濾波電路6，整形電路5、整流濾波電路6的輸出端接單片機(jī)7的輸入端，單片機(jī)7的輸出端接幣值顯示電路8、語(yǔ)音提示電路9的輸入端。本發(fā)明克服現(xiàn)有硬幣識(shí)別器的缺點(diǎn)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、無(wú)調(diào)試、工作溫度范圍大，識(shí)別率高、識(shí)別速度快、防震且適用廣泛的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06F19/00GK1445726SQ0311339
公開日2003年10月1日 申請(qǐng)日期2003年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月8日
發(fā)明者黃來(lái)友 申請(qǐng)人:南京大學(xué)