XG 旋转式硬币分拣系统

1、摘要人类社会越来越追求便利，普遍使用硬币循环自动化技术就是一个很好的例子，例如典型的自动售货机，投币电话，游戏机和公交车票销售。然而，如果人们的素养一般没有得到改善，有时会使用虚假货币冒充真钱，因此在硬币循环机中安装硬币分离装置已成为必要措施技术。市场上现有的硬币识别设备的特征通常在于由于硬件结构或软件算法中的技术缺陷而导致的高成本和低识别精度。本文讨论了用于识别低成本和高精度硬币的设备的实现的设计和技术。该设备具有学习，循环中所有版本的硬币单一学习的功能，其中来自现实中的真实账户的材料根据硬币辨别真实性。此外，该系统还具有在线更新功能：一旦新版本的货币投放市场，新货币的物料功能可以存储在内存

2、中，只需重新启动学习功能，从而增加认证功能对于新货币。硬币鉴别器应包含：电磁传感器，信号调理电路，核心控制系统，阀门开关电路。其中，电磁传感器产生涡流电流效应，实现真实和假币。钥匙探测器准确识别信号调理电路，将模拟信号转换为数字信号，获得的数字信号，在通过核心控制系统和阀门实时打开和关闭。道路通过变送器控制阀门开关以拾取或丢弃硬币。本文提高了准确性采用了软件和软件速度加权算法中的双频检测方法，采取了多种纠正措施，使伪币识别的准确率超过98.3。关键词：硬币、分拣机、鉴别Abstract:Humansocietyisincreasinglyseekingconvenience,andthewid

3、espreaduseofcoincycleautomationtechnologyisagoodexample,suchastypicalvendingmachines,coin-operatedphones,gameconsoles,andbusticketsales.However,ifpeoplesliteracygenerallydoesnotimprove,sometimesfakemoneyisusedtoimpersonaterealmoney,soinstallingacoinseparatingdeviceinacoinrecyclingmachinehasbecomeane

4、cessarymeasuretechnology.Existingcoinrecognitiondevicesonthemarketaretypicallycharacterizedbyhighcostandlowrecognitionaccuracyduetotechnicaldeficienciesinhardwarearchitectureorsoftwarealgorithms.Thispaperdiscussesthedesignandtechniquesforimplementinganapparatusforidentifyinglowcostandhighprecisionco

5、ins.Thedevicehastheabilitytolearn,cycleallthecoinsinasinglelearningfunction,wherethematerialfromtherealaccountofrealityisbasedonthecointoidentifyauthenticity.Inaddition,thesystemalsohasanonlineupdatefunction:oncethenewversionofthecurrencyisplacedonthemarket,thematerialfunctionofthenewcurrencycanbest

6、oredinmemory,simplyrestartthelearningfunction,therebyincreasingtheauthenticationfunctionforthenewcurrency.Thecoindiscriminatorshouldinclude:anelectromagneticsensor,asignalconditioningcircuit,acorecontrolsystem,andavalveswitchingcircuit.Amongthem,theelectromagneticsensorgenerateseddycurrenteffects,re

7、alizingrealandcounterfeitcurrency.Thekeydetectoraccuratelyidentifiesthesignalconditioningcircuitandconvertstheanalogsignaltoadigital.Thewordsignal,thedigitalsignalobtained,isturnedonandoffinrealtimethroughthecorecontrolsystemandthevalve.Theroadcontrolsthevalveswitchthroughthetransmittertopickupordis

8、cardcoins.Thispaperimprovestheaccuracybyusingthedual-frequencydetectionmethodinsoftwareandsoftwarespeedweightingalgorithm,andadoptsvariouscorrectivemeasurestomaketheaccuracyofcounterfeitcurrencyrecognitionexceed98.3%.Keywords:coins,sorter,identification第一章 绪论绪论先介绍硬币分拣机的背景，其次介绍国内外发展状况，最后介绍有哪几种类别的硬币分拣

9、机，我选择旋转式硬币分拣，能实现什么功能。要是怕字数不够可以增加一小节写国内硬币的种类和大小。硬币，金属铸造货币。金属铸造货币已在中国数千年。最早的金属币是商代的宝德铜贝，已有3000多年的历史。金属货币使用方便，耐磨，循环寿命长。除了自身的财务功能外，它还具有很高的艺术鉴赏力和收藏能力。根据发达国家的货币流通规则，硬币的使用率和流通周转率较高，证券化货币化有发展趋势。第五版的问题促进了货币的货币化，硬币的数量也显着增加。货币流通的自动化正在迅速增加，并且需要成熟可靠的硬币识别装置。目前，市场上使用的硬币识别装置是大型外国公司的产品，价格非常昂贵，并且锻造硬币识别装置的功能相对较弱。为此本文设

10、计了一种基于STC12C4052AD的硬币鉴别装置，能够对硬币进行快速准确的鉴伪，操作简便，有着广阔的应用前景。1.1 国内外硬币处理机的发展现状在国际舞台上，许多国家已经开发出用于所有硬币分类的包装机，例如，诸如日本制造公司之一的一元计数包装机，日本制造公司之一，月桂树地图等的硬币。 。大尺寸，单件加工和包装设备。其中，该公司还拥有一台独立的包装机，例如一个剑形图，另一个例子是瑞士公司生产的一台小型硬币分拣机。其中，大型设备的分拣速度超过每分钟。小型设备的分拣速度也超过了每分钟。此外，一些外国学校也正在研究区分硬币的新方法。大学科学家建议使用图像传感器的硬币图像来解决硬币半径，并将其与数据库

11、中的原始数据进行比较，以确定要通过的硬币类型。具体流程如图1所示。首先，分析前一个和下一个图像的光束范围，分析细节，将其与S消耗等数据进行比较，搜索它所属的范围，并区分它是哪个硬币。当然，您可以通过区分其大小来获得类似的S.最后检查一下。虽然该项目提出了一种新的硬币识别技术，但它必须应用于仅有理论研究的设备。清华大学开发的全自动包装机主要由机械系统和控制系统两部分组成。机械系统分为主要功能单元，如图1所示。从空间构成的角度来看，自动售货机的机械系统分为三层。顶部是货币兑换系统，通信，对齐，分类和测量硬币的主要功能是硬币系统，主要用于线路硬币。该系统主要完成纸张，撕裂，硬币包装和粘贴等功能。除了

12、图1所示的基本功能单元之外，还提供辅助功能，例如计数器切换功能单元，货币选择功能，纸张引导位置控制功能单元和钩位置控制功能单元。投币器处理国家硬币，分拣计数速度可以达到任何一分钟。包装速度也可以达到任何一分钟。可达每分钟卷每卷枚。它采用单片机控制,其功能结构图如图一所示1.2 硬币分拣机综述1.2.1 硬币分拣机的分类目前各种硬币清分、包装设备的原理都大同小异,基本结构可以分为立式和卧式两类。前者一般是带有包卷系统的大型机器,清分和包卷速度较快,但是价格较昂贵,体积较大,适应大型银行、印钞厂等企业后者一般仅仅可以清分硬币,无包装功能,但是体积小巧,适合接触硬币较多的小型企业。1.2.2 硬币处

13、理机的基本功能单元发展现状目前，不同硬币插入机的基本功能单元分为几个部分，如硬币分离器，硬币处理装置，硬币识别装置，硬币包装装置和计数显示器。目前有两个主要应用程序。一个是旋转屏蔽，类似的形状如图1所示。旋转周围有许多非常浅的凹槽。它们一个接一个地旋转，右边缘在图形上自动移动。转到下一行第二种是带式输送机，具体可以参考图1。也就是说，硬币从包装的顶部移动到带式输送机，然后输送机将硬币移动到下一步骤。其次，在最常见的假钞单元的情况下，使用涡流传感器来检测货币材料并将适当的值与真实货币进行比较以区分假钞。第二种方法是使用假币的重量来区分它与真钱并使用重量传感器。此外，有些人使用图像传感器来分析硬币

14、的图像，以区分原始的伪钞。第三，以分拣机制为例，根据国内外研究，分拣机制主要有两种方式。即，电子方法和机械方法。同时，首先，使用涡流传感器或其他传感器来识别不同的硬币材料，然后控制系统将硬币定向并分类到不同的容器中。同时，图像传感器用于区分硬币图像。后者主要使用不同的硬币直径进行分类，主要有三种结构，一种是盖子，屏蔽有许多圆孔，圆孔的尺寸是最小的泄漏等。可以提供预防第二枚小硬币泄漏到下一个场景的喜剧中。我们以同样的方式进行分类。方式更快，形状或多或少与脊上显示的相同。第二个是子弹型块，也就是说，硬币在重力路径上滑动，在路径上方安装几个不同高度的子弹，最大的硬币被第一个魔杖阻挡，留下一些东西一定

15、要对硬币进行排序。该表如图1所示。第三种方法是根据宽度的差异插入和分类硬币。第二章 硬币分拣机的总体方案设计2.1 硬币分拣机的设计要求和性能指标设计出的机器应该是一台桌面式的小型机器机器应该能够对大堆混杂的硬币进行处理机器应该能对国内目前主要流通的四种大小、三种面值的硬币进行分拣机器应该对假币和游戏币等伪币进行分辨并从真币中剔除出来机器必须有一定的分拣效率和寿命机器还应实现硬币的包装成卷并从机器中送出。2.2 总体方案设计2.2.1 机械系统方案设计根据设计要求,画出如图一所示的功能结构图。由图中可以看出主要的功能单元包括如下几个硬币的分离、硬币的分拣、硬币的输送、伪币的鉴别、硬币的包装和显

16、示装置。通过分析目前的各种功能单元以及创新的理念列出如表一所示的形态学矩阵图。首先对分离硬币,传送带式结构复杂占用空间较大,而倾斜转盘式安装复杂,因此选择水平方向上的离心式。其次对分拣硬币,由于倾斜挡片式依靠的自身重力来使硬币运动,不仅效率难以保证而且会影响鉴伪单元的安置,而弹片转盘式由于是利用弹性来控制硬币轨道,不仅寿命相对较少而且与硬币分离机构的配合困难,因此通过创新设计,选用倾角转盘式分拣机构。第三对输送硬币,由于传送带式结构复杂,体积较大不适合小型机器的要求,因此选用倾斜轨道式机构来充分利用硬币自身的重力。第四对鉴别伪币,由于称重传感器精度一般且需时较长,而图像传感器对目前外形制作很相

17、似的假币效果较差,因此选用电涡流传感器通过分辨材料的不同来鉴伪。第五对包装硬币,包卷辊式结构复杂不适合小型机,布袋式过于简单,因此通过利用标准化的硬币容器来实现对硬币的包装。最后对于显示,由于显示的内容较少而放弃而使用容易处理的。2.2.2 电控系统方案设计电控部分使用单片机进行整体控制,读取输入的信号值进行分析,之后再发出控制信号给输出。利用电涡流传感器对硬币发出感应,并将传回的反馈信号送入单片机,由单片机根据预设的数据进行真伪判断。在伪币出现时,给电磁铁一个控制信号,让其吸合,从而打开伪币分离机构。利用光电开关的反馈信号一记录通过的各类硬币的数量,并通过单片机处理后在上显示出来。利用步进电

18、机的旋转对机构输出动力,并利用步进电机的位置控制来转出收币筒。控制系统框图如图一所示。首先用开关来控制机器的开启,此时控制核心和光电开关工作,然后由单片机给出信号控制步进电机运转,对进币机构产生驱动力,硬币堆倒入开始进行硬币分离过程。接着控制步进电机运转,对分拣机构产生驱动力,分拣盘转动开始对硬币筒中的硬币进行分拣,与此同时,单片机按照一定频率给予电涡流传感器提供电流,同时接受电涡流传感器工作后产生的反馈电压值。经过真伪分析,单片机给出放行或者拦截信号,确定电磁铁是否要打开伪币分离机构。在光电开关反馈出信号时,由单片机进行一记录并分析,控制步进电机一是否转动包装出币机构,并同时将分析结果通过接

19、口显示在显示屏上。第三章 实验分析像这种带实验的千万不要出现在论文里。3.1单种硬币频率特性分析在单一货币的情况下，特征值的范围主要来自三个方面：一个用于货币，其通过传感器的单一货币获得的特征值变化通过系统与状态相关的传感器旋转与硬币制作误差有关，第三是同一版本在通过传感器的一个通道中获得的特征值的波动，硬币制作误差，消耗率和表面质量。债券。为了解决第一方面引起的波动，采用速度加权算法来解决第二方面的波动，并根据该版本采用多学习方法。实验表明，第三方面产生的频率响应非常低并且可以避免。下面示出了分析通过传感器的单个硬币获得的特征值的变化的实验。以下两个图表显示了一枚硬币通过30个传感器时的值变

20、化，下图是没有速度加权算法测量的频率特性，下图是它是使用速度加权算法测量的频率特性。从图中可以看出，在使用加权算法后，硬币频率特征值的波动幅度明显减小，从而具有更好的分组效果。这样，通过使用速度加权算法，可以减小误差容限，并且可以有效地提高硬币认证系统的准确性。这种图也不能出现。 3.2 实际检测结果从三次检测结果可以看出，厂家原来生产的硬币鉴别装置的真币与假币正确辨识率分别为 91.1和 81.6；使用双频检测，但未使用速度加权算法的硬币鉴别装置的真币与假币正确辨识率分别为 92.2和 91.6；既使用了双频检测又使用了速度加权算法的硬币鉴别装置的真币与假币正确辨识率分别为 98.9和 98

21、.3。 检测结果表明，经过每次学习之后，真币误判都是集中在固定的某一枚，但是重新投币后，都能正确辨识，这说明误判主要是由投币状态的不稳定造成的。假币的误判也是集中在固定的某一枚，这是因为该假币的特征频率跟真币极其接近，在投币状态稍有变化时，测得的假币频率就跟真币的频率重合，从而误判为真币。 使用双频检测，从而对硬币的材质，厚度以及纹理进行全面检测，使用速度加权算法减小了投币状态对硬币频率计算的影响。检测结果证明，这两种方法对提高硬币鉴别系统的正确辨识率是卓有成效的。第三章 旋转式硬币分拣机原理分拣机三视图电机三视图4.1 旋转式硬币分拣机的结构以下结合附图对旋转式硬币分拣机做进一步详细说明，该

22、硬币分拣机通过导币刷的旋转，拨动从进币漏斗中滑落的硬币，使硬币通过V形缺口，掉落至拾币盘的拾币孔中，硬币随着拾币盘的旋转，经过不同孔径分拣孔，掉落至盛币筒中，完成不同大小硬币的分离。该硬币分拣机的导币刷由6片均布的曲线造型导币片组成，导币片的圆弧圆心位于与小圆块同圆心以106mm为直径的圆周上，小圆块中心有一个直径3mm的通孔，与3mm的主轴形成过盈配合，导币刷与分隔盘的间距为0.5mm。该硬币分拣机的分隔盘直径为144mm，厚度为2mm，V形开口对应圆周角为46，靠近分隔盘圆心的边到分隔盘圆心的距离为26.5mm，径向两条边上有距离为2mm，30的倒角，圆心处有5mm的通孔，分隔盘与拾币盘的

23、间距为0.5mm。该硬币分拣机的拾币盘直径为140mm，中心有3mm的通孔，与3mm的主轴形成过盈配合，6个直径为28mm的通孔圆心均布在和拾币盘同圆心，以106mm为直径的圆周上，靠近分拣盘的一面6个孔的棱边均有倒角，倒角的尺寸为1mm，角度为70。拾币盘的厚度为2mm，拾币盘与分拣盘的间距为0.5mm。该硬币分拣机的分拣盘直径为146mm，圆心处有直径为5mm的通孔，由小到大依次排列的四个通孔直径分别为20mm、22mm、24mm、28mm，四个通孔的圆心均分布和分拣盘同圆心，以106mm为直径的圆周上，直径为20mm通孔圆心与分拣盘圆心连线与直径为22mm通孔圆心与分拣盘圆心连线所成夹角

24、为60，直径为22mm通孔圆心与分拣盘圆心连线与直径为24mm通孔圆心与分拣盘圆心连线所成夹角为60，直径为24mm通孔圆心与分拣盘圆心连线与直径为28mm通孔圆心与分拣盘圆心连线所成夹角为60，直径为20mm通孔圆心与分拣盘圆心连线与直径为28mm通孔圆心与分拣盘圆心连线所成夹角为180，分拣盘的厚度为2mm。分拣盘底面与盛币桶上端面相接触。该硬币分拣机的主轴的直径为3mm。分拣机的盛币桶尺寸相同，内径为27mm，壁厚为2mm，长120mm，一台该分拣机共有4个盛币桶。该硬币分拣机的电机为工作电压3V的直流小电机。该硬币分拣机的电池盒为两节5号电池电池盒，采用电池为该分拣机供电。机架三视图图

25、纸4.2 旋转式硬币分拣机的实际操作过程将电池盒装入电池，打开开关，给直流小电机供电，受电机驱动旋转的主轴穿设在导币刷、分隔盘、拾币盘及分拣盘的轴心位置，电机上的主动轮驱动从动轮，固定有从动轮的主轴带动导币刷及拾币盘一起同步旋转，主轴的转速为2530r/min，分隔盘和分拣盘胶粘固定于半圆壳体上，不随主轴转动。从进币漏斗上方投入硬币，沿进币漏斗斜面，在重力作用下滑落至分隔盘上，导币刷随主轴旋转，导币片拨动分隔盘上的硬币做圆周运动，硬币在离心力和导币片的作用力下，与导币片的凹侧圆弧相切，硬币圆心大致落在以主轴为圆心，以106mm为直径的圆周上，如图2所示导币片拨动硬币通过分隔盘的V形缺口，由于硬

26、币在导币片的作用下大致分布在以主轴为圆心，以106mm为直径的圆周上，与拾币盘的6个拾币孔圆心的分布圆周重合，拾币孔孔径28mm，1角硬币，5角硬币，1元硬币直径均小于拾币孔孔径，硬币从V形缺口，在重力作用下落入旋转的拾币盘的拾币孔中，被拾币盘拾币孔拾取的硬币随着拾币盘的旋转而运动，拾币孔的结构如图4所示，分为内圆柱面及倒角形成的斜面，一角的硬币直径为19mm和22.5mm，厚度为1.65mm和1.85mm，5角的硬币直径为20.5mm，厚度1.67mm，一元硬币直径为25mm，厚度1.85mm，如图3所示，19mm直径的一角硬币与圆柱面重合深度为0.15mm，22.5mm一角硬币与圆柱面重合

27、距离为0.35mm，5角硬币与圆柱面重合距离为0.17mm，1元硬币与圆柱面重合距离为0.35mm，拾币孔中的硬币依次经过下方分拣盘由小到大的分拣孔，如图3所示，当硬币直径小于分拣孔孔径时，硬币在重力作用下下落，拾币盘旋转过程中，拾币孔与分拣孔所形成通孔尺寸变小，硬币在重力作用下下落与拾币孔圆柱面分离，与拾币孔倒角的斜面接触，随着拾币盘的转动，当拾币孔与分拣孔所形成通孔尺寸小于等于硬币尺寸时，拾币孔倒角斜面对硬币产生垂直斜面的作用力，在该力的作用下，硬币加速下落，直至与拾币盘完全脱离接触，通过分拣孔落入盛币桶中，完成分拣，当硬币尺寸大于分拣孔孔径时，硬币无法下落，直至随拾币盘旋转至硬币尺寸小于

28、分拣孔的孔径时，重复上述硬币直径小于分拣孔孔径时的分拣过程。该分拣过程，拾币盘拾取硬币后，依次通过由小到大直径为20mm、22mm、24mm、28mm的4个分拣孔，对应分拣孔下面的盛币桶所收集的硬币分别为19mm一角硬币，20.5mm五角硬币，22.5mm一角硬币，25mm一元硬币。拾币盘有6个拾币孔，故旋转一周可拾取6枚硬币，完成6枚硬币的分拣，而主轴的转速为每分钟25到30转，故一分钟可以分拣150枚到180枚硬币，具有较高的分拣效率。4.3 同轴旋转式硬币分拣机的优点结构简单，核心工作部件为导币刷，分隔盘，拾币盘，分拣盘组成，部件较少，降低了故障率；利用拾币盘下端面的斜面及拾币盘与分拣盘

29、间的间距，实现了硬币连续有效的分拣；采用多层结构的设计，从进币漏斗顶端投入不等面额硬币后，全程可自动完成分拣收集，无需人工干预；如上所述同轴旋转式硬币分拣机尺寸较小，便于携带，方便应用于移动平台及小尺寸空间；采用电池供电，不受外部供电条件的影响，可在无外部电源的情况下工作。4.4 结论本文旨在提出一种同轴分拣机，以实现高分选效率和简化设计。 硬币分拣机是高效的，可以成为日常生活中的实用工具，可以有效地解决在公共交通和零售系统中分类硬币的巨大工作。 基于此分析，硬币分拣机有效地解决了市场上硬币分拣设备价格昂贵，紧迫性高，不便携的问题，具有广阔的市场前景致谢时光荏苒，岁月如梭，我马上就毕业了，就要

30、离开我亲爱的学校以及我敬爱的老师们和情爱的同学们。当我停止这篇论文的时候，我知道我的校园生活在此刻就要画上句号，这是我不得不承认的。回顾这三年的时间，我认识了很多人，也得到了很多人的关心与帮助。首先诚挚的感谢我的论文指导老师。感谢老师在忙碌的教学工作中挤出时间来审查、修改我的论文。还有教过我的所有老师们，你们严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。在我的学习中，导师一直是严格的要求，所以我才能在学术上进步。从日常学习到论文写作，我在老师的身上看到了渊博的知识以及他无私奉献的精神。在论文写作的每一环节，导师都严格控制并且付出了很多的精力和时间。多亏了老师的指导，才让我能够完成这一论文。在本次论文设计过程中，我的指导老师对该论文从选题，构思到最后定稿的各个环节给予细心指引与教导,使我得以最终完成毕业论文设计。在学习中,老师严