ZG 硬幣分揀系統(tǒng)15000

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1、摘要 人類社會(huì)越來越追求便利，普遍使用硬幣循環(huán)自動(dòng)化技術(shù)就是一個(gè)很好的例子，例如典型的自動(dòng)售貨機(jī)，投幣電話，游戲機(jī)和公交車票銷售。然而，如果人們的素養(yǎng)一般沒有得到改善，有時(shí)會(huì)使用虛假貨幣冒充真錢，因此在硬幣循環(huán)機(jī)中安裝硬幣分離裝置已成為必要措施技術(shù)。市場上現(xiàn)有的硬幣識(shí)別設(shè)備的特征通常在于由于硬件結(jié)構(gòu)或軟件算法中的技術(shù)缺陷而導(dǎo)致的高成本和低識(shí)別精度。本文討論了用于識(shí)別低成本和高精度硬幣的設(shè)備的實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)和技術(shù)。該設(shè)備具有學(xué)習(xí)，循環(huán)中所有版本的硬幣單一學(xué)習(xí)的功能，其中來自現(xiàn)實(shí)中的真實(shí)賬戶的材料根據(jù)硬幣辨別真實(shí)性。此外，該系統(tǒng)還具有在線更新功能：一旦新版本的貨幣投放市場，新貨幣的物料功能可以存儲(chǔ)在

2、內(nèi)存中，只需重新啟動(dòng)學(xué)習(xí)功能，從而增加認(rèn)證功能對(duì)于新貨幣。 硬幣鑒別器應(yīng)包含：電磁傳感器，信號(hào)調(diào)理電路，核心控制系統(tǒng)，閥門開關(guān)電路。其中，電磁傳感器產(chǎn)生渦流電流效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)真實(shí)和假幣。鑰匙探測器準(zhǔn)確識(shí)別信號(hào)調(diào)理電路，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字。字信號(hào)，獲得的數(shù)字信號(hào)，在通過核心控制系統(tǒng)和閥門實(shí)時(shí)打開和關(guān)閉。道路通過變送器控制閥門開關(guān)以拾取或丟棄硬幣。本文提高了準(zhǔn)確性采用了軟件和軟件速度加權(quán)算法中的雙頻檢測方法，采取了多種糾正措施，使偽幣識(shí)別的準(zhǔn)確率超過98.3％。 關(guān)鍵詞：硬幣、分揀機(jī)、鑒別 Abstract:Humansocietyisincreasinglyseekingconvenienc

3、e,andthewidespreaduseofcoincycleautomationtechnologyisagoodexample,suchastypicalvendingmachines,coin-operatedphones,gameconsoles,andbusticketsales.However,ifpeoplesliteracygenerallydoesnotimprove,sometimesfakemoneyisusedtoimpersonaterealmoney,soinstallingacoinseparatingdeviceinacoinrecyclingmachineh

4、asbecomeanecessarymeasuretechnology.Existingcoinrecognitiondevicesonthemarketaretypicallycharacterizedbyhighcostandlowrecognitionaccuracyduetotechnicaldeficienciesinhardwarearchitectureorsoftwarealgorithms.Thispaperdiscussesthedesignandtechniquesforimplementinganapparatusforidentifyinglowcostandhigh

5、precisioncoins.Thedevicehastheabilitytolearn,cycleallthecoinsinasinglelearningfunction,wherethematerialfromtherealaccountofrealityisbasedonthecointoidentifyauthenticity.Inaddition,thesystemalsohasanonlineupdatefunction:oncethenewversionofthecurrencyisplacedonthemarket,thematerialfunctionofthenewcurr

6、encycanbestoredinmemory,simplyrestartthelearningfunction,therebyincreasingtheauthenticationfunctionforthenewcurrency. Thecoindiscriminatorshouldinclude:anelectromagneticsensor,asignalconditioningcircuit,acorecontrolsystem,andavalveswitchingcircuit.Amongthem,theelectromagneticsensorgenerateseddycurr

7、enteffects,realizingrealandcounterfeitcurrency.Thekeydetectoraccuratelyidentifiesthesignalconditioningcircuitandconvertstheanalogsignaltoadigital.Thewordsignal,thedigitalsignalobtained,isturnedonandoffinrealtimethroughthecorecontrolsystemandthevalve.Theroadcontrolsthevalveswitchthroughthetransmitter

8、topickupordiscardcoins.Thispaperimprovestheaccuracybyusingthedual-frequencydetectionmethodinsoftwareandsoftwarespeedweightingalgorithm,andadoptsvariouscorrectivemeasurestomaketheaccuracyofcounterfeitcurrencyrecognitionexceed98.3%. Keywords:coins,sorter,identification 第一章 緒論 硬幣，金屬鑄造貨幣。金屬鑄造貨幣已在中國數(shù)千

9、年。最早的金屬幣是商代的寶德銅貝，已有3000多年的歷史。金屬貨幣使用方便，耐磨，循環(huán)壽命長。除了自身的財(cái)務(wù)功能外，它還具有很高的藝術(shù)鑒賞力和收藏能力。根據(jù)發(fā)達(dá)國家的貨幣流通規(guī)則，硬幣的使用率和流通周轉(zhuǎn)率較高，證券化貨幣化有發(fā)展趨勢。第五版的問題促進(jìn)了貨幣的貨幣化，硬幣的數(shù)量也顯著增加。貨幣流通的自動(dòng)化正在迅速增加，并且需要成熟可靠的硬幣識(shí)別裝置。目前，市場上使用的硬幣識(shí)別裝置是大型外國公司的產(chǎn)品，價(jià)格非常昂貴，并且鍛造硬幣識(shí)別裝置的功能相對(duì)較弱。為此本文設(shè)計(jì)了一種基于STC12C4052AD的硬幣鑒別裝置，能夠?qū)τ矌胚M(jìn)行快速準(zhǔn)確的鑒偽，操作簡便，有著廣闊的應(yīng)用前景。 1.1中國硬幣體系及材

10、質(zhì)特性 新中國發(fā)行的硬幣大致分為通用硬幣和收藏用貴金屬紀(jì)念幣。其中，貴金屬紀(jì)念幣，即一般人俗稱金銀幣，價(jià)格昂貴，只有少量流通，并考慮到政治，經(jīng)濟(jì)，貨幣和其他收益，目前正在開發(fā)國際銷售市場。也開始在全國各地普遍銷售。本文所說的硬幣是大家生活中流通的硬幣，到目前為止，一共發(fā)行了4套 第一套硬幣從1955年開始鑄造，于1957年12月1日正式發(fā)行，1955年版鋁鎂合金的流通金屬硬幣，作為人民幣的輔幣。共計(jì)有三種面值，分別為一分、二分、五分。呈圓形，邊有齒，材質(zhì)為鋁鎂合金。 第二套硬幣于1980年4月15日發(fā)行，面值分別為一角、二角、五角和一元四種，呈圓形，邊有齒，材質(zhì)以銅、鎳等有色金屬。 第

11、三套新版硬幣從1991年開始鑄造。于1992年6月1日起在全國發(fā)行91年版新的一角、五角、一元三種流通金屬幣，均呈圓形，材質(zhì)一角為鋁鎂合金，取消了邊緣齒，采用內(nèi)九邊形。五角為黃銅合金，邊形由周邊連續(xù)絲齒改為間斷絲齒。一元為鋼芯鍍鎳，邊形由周邊連續(xù)絲齒改為無絲齒外形。 第四套硬幣從1999年開始鑄造。從99年新版流通硬幣與前三套所發(fā)行鑄造流通硬幣已發(fā)生了重大變化，這個(gè)變化，自2000年10月16日起，新版流通硬幣鑄有“中國人民銀行”行名，正式明確中國人民銀行為流通硬幣的發(fā)行銀行。于2000年10月16日先發(fā)行99年新版一元、一角幣二種，2002年11月18日發(fā)行新版五角幣，全套計(jì)三種。均呈圓形

12、，材質(zhì)一元幣為鋼芯鍍鎳，幣外緣為圓柱面，并印有“RMB”字符標(biāo)記。五角幣為鋼芯鍍銅合金，外緣為間斷絲齒。一角幣為鋁合金，邊無齒，自2005年8月31日起，發(fā)行05版年號(hào)一角幣，材質(zhì)由鋁合金改為不銹鋼。 1.2硬幣鑒別分揀裝置發(fā)展現(xiàn)狀 追求現(xiàn)代社會(huì)的舒適，硬幣流通的自動(dòng)化已成為時(shí)代的潮流。硬幣識(shí)別裝置的出現(xiàn)無疑可以根據(jù)社會(huì)需求為消費(fèi)者帶來極大的舒適感。地鐵站自動(dòng)售票控制的便捷快捷設(shè)備，包括冷熱飲料和食品自動(dòng)售貨機(jī)，自動(dòng)售貨機(jī)，報(bào)紙，即使您在街上，銷售簡單方便的付費(fèi)電話等。你總是可以買硬幣。飲料和食物可以節(jié)省寶貴的時(shí)間而無需進(jìn)入商店，給社會(huì)帶來現(xiàn)代感。目前，在中國的硬幣加工業(yè)中，使用硬幣分離裝

13、置是不夠的。除了缺乏管理外，該技術(shù)的實(shí)施非常困難，基本問題是能否實(shí)時(shí)準(zhǔn)確，準(zhǔn)確地自動(dòng)檢測和識(shí)別真假硬幣。自動(dòng)售貨機(jī)，投幣式電話和無人售票巴士也會(huì)出現(xiàn)此問題。近年來，據(jù)報(bào)道，無人登機(jī)巴士遭受虛假貨幣，并且存在硬幣識(shí)別裝置安裝在其上的情況。 1.3硬幣鑒別分揀裝置應(yīng)用領(lǐng)域 隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，硬幣分揀機(jī)的應(yīng)用在各行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，在不受監(jiān)控投幣式電話不需要特別注意，它可以自動(dòng)補(bǔ)充和使用自動(dòng)硬幣收集，這在提高電信服務(wù)部門的性能和促進(jìn)公眾溝通方面發(fā)揮了積極作用。的公交服務(wù)，銷售系統(tǒng)，售票機(jī)等行業(yè)中安裝有辨別力的硬幣分揀機(jī)。在2002年舉行的亞洲自動(dòng)售貨機(jī)展覽會(huì)上，全球交易支付技術(shù)的先導(dǎo)者美國

14、MEI公司全球市場副總裁魏思特說，上海是中國和亞洲最發(fā)達(dá)的城市之一，可能是自動(dòng)售貨業(yè)的發(fā)展說。自動(dòng)售貨機(jī)對(duì)于生活在北京和上海等大城市的人來說并不陌生。1999年他進(jìn)入中國市場。如今，在機(jī)場，地鐵，購物中心，公園和其他客運(yùn)密度高的地方找到自動(dòng)售貨機(jī)并不困難。您可以輕松購買飲料和牙齦等小物品。作為前衛(wèi)的自動(dòng)售貨機(jī)推銷員，他們在喜歡追逐時(shí)尚的年輕人中很受歡迎。此時(shí)，硬幣鑒別分揀裝置得到很好的應(yīng)用 硬幣操作的電話用硬幣來實(shí)現(xiàn)通話目的，并且電話交換機(jī)識(shí)別系統(tǒng)使用收發(fā)器來識(shí)別硬幣的標(biāo)準(zhǔn)和紋理以控制電話交換機(jī)。硬幣條目符合建議的標(biāo)準(zhǔn)，以便發(fā)出電話號(hào)碼并且不匹配。標(biāo)準(zhǔn)硬幣可以不放在硬幣通道中，也可以放在硬幣

15、通道中，但是可以退出硬幣支付端口，手機(jī)不會(huì)發(fā)出撥號(hào)信號(hào)。硬幣分揀裝置的另一個(gè)重要應(yīng)用是智能運(yùn)輸系統(tǒng)：如何成為運(yùn)輸系統(tǒng)的智能知識(shí)，是全球運(yùn)輸領(lǐng)域的開拓性研究課題。智能公交運(yùn)輸是智能運(yùn)輸系統(tǒng)的重要方向。用于管理硬幣盒的智能系統(tǒng)是公共交通情報(bào)的重要組成部分。隨著公共交通改革的不斷發(fā)展，城市公交車逐漸使用無人機(jī)票而不是手動(dòng)售票，這不僅降低了勞動(dòng)力成本，還提高了乘客意識(shí)，提高了社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。在中國的一些城市，無人駕駛的公共交通票已經(jīng)推廣，并且在目前的情況下并不令人滿意。除了缺乏管理外，實(shí)施該技術(shù)還存在一些困難，關(guān)鍵環(huán)節(jié)是門票自動(dòng)加載的方式。主要問題可歸因于實(shí)時(shí)自動(dòng)檢測真幣和假幣的準(zhǔn)確和自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。無

16、人駕駛票務(wù)車票的銷售是使用傳統(tǒng)的硬幣分配器進(jìn)行的，缺乏對(duì)工作人員投票，假幣和剩余貨幣的監(jiān)督經(jīng)常導(dǎo)致無人駕駛的公交車司機(jī)抱怨。據(jù)報(bào)道，在過去的兩年里，只有廣州三七收到了各種類型的假幣和剩余硬幣，達(dá)到1,370萬只。這些問題也出現(xiàn)在自動(dòng)售貨機(jī)和投幣電話等應(yīng)用中。 第二章 硬幣真?zhèn)伪鎰e的原理 2.1電磁傳感器工作原理 電磁傳感器是近幾十年來迅速發(fā)展并利用渦流效應(yīng)起作用的一種傳感器。由于其設(shè)計(jì)簡單，靈敏度高，輸送帶范圍廣，缺油等介質(zhì)影響和非接觸式測量，因此具有廣泛的應(yīng)用，因此受到各國的關(guān)注。目前，這種傳感器廣泛用于測量諸如位移，振動(dòng)，厚度，轉(zhuǎn)速，溫度，硬度等之類的參數(shù)，以及無損探傷等其他領(lǐng)域。

17、 電磁傳感器原理圖 電磁傳感器的原理圖如圖所示，當(dāng)金屬導(dǎo)體置于可變磁場中或在固定磁場中移動(dòng)時(shí)，金屬導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流，并且電流路徑在金屬導(dǎo)體中閉合。病毒電流渦流產(chǎn)生可變磁場，難以改變外部磁場。對(duì)于渦電流，渦電流的磁場總是取決于來自中間角度的外部磁場的存在。在能量方面，導(dǎo)向器中的渦流損失和磁效應(yīng)，因此發(fā)生焦耳損耗和磁滯損耗，導(dǎo)致可變磁場能量的損失。 為了便于分析，上圖的電磁傳感器原理圖可以進(jìn)一步簡化為下圖所示的簡化模型。 電磁傳感器簡化模型 圖中 式中ra——短路環(huán)等效外徑；rI——短路環(huán)等效內(nèi)徑；rs——傳感器線圈外徑；h——電渦流貫穿深度，單位為厘米；ρ——導(dǎo)體電阻率，單

18、位為?Ωcm，f——電流頻率，單位為Hz；μx——相對(duì)磁導(dǎo)率 由式(2-1)可以看出渦流在導(dǎo)體上的有效作用范圍的直徑ra大約為線圈外徑rs的1.39倍，由式(2-3)可以看出電渦流貫穿深度h平方的大小跟導(dǎo)體電阻率ρ成正比，跟相對(duì)磁導(dǎo)率μx與電流頻率f成反比 能量的損耗使傳感器的等效阻抗Z、等效電感L和品質(zhì)因數(shù)Q值變化。因而當(dāng)被測體的電導(dǎo)率σ、磁導(dǎo)率μ、線圈的激勵(lì)頻率f以及傳感器與被測體間的距離d變化時(shí)，將引起傳感器的等效阻抗Z、等效電感L和品質(zhì)因數(shù)Q的變化，用數(shù)學(xué)式表為 一般傳感器的激勵(lì)頻率f在一種具體的應(yīng)用情況下為一定值，因此如果將其它三個(gè)參數(shù)中的兩個(gè)保持不變，就可以將另一個(gè)參數(shù)轉(zhuǎn)

19、換成傳感器的等效阻抗Z、等效電感L和Q值 當(dāng)被測材料一定時(shí)，則電導(dǎo)率σ和磁導(dǎo)率μ為常數(shù)，此時(shí)傳感器的輸出值將是傳感器與被測體間的距離d的函數(shù)，即 這些依賴關(guān)系可用于測量與距離d相關(guān)的參數(shù)，例如位移，振動(dòng)，厚度，尺寸等。如果傳感器與被測物體之間的距離d保持不變，則傳感器輸出值將是電導(dǎo)率和 測試材料的滲透性，可用于測量金屬材料的導(dǎo)電性。 磁導(dǎo)率，硬度等參數(shù)，以及裂紋檢測。 當(dāng)刺激源是可變磁場時(shí)，電磁傳感器可以被分類為高頻電磁傳感器和低頻電磁傳感器，這取決于源頻率和渦流進(jìn)入導(dǎo)體的深度。 2.2電磁傳感器在硬幣鑒別分揀裝置中的應(yīng)用 我國目前流通的一元硬幣有菊花跟牡丹兩個(gè)版本，在 1999

20、 年之前的都是牡丹版本，1999 年之后的都是菊花版本，1999 年的一元硬幣有牡丹跟菊花兩個(gè)版本。經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，每一年之間制造的硬幣電磁特性都有所差異。因此對(duì)一元硬幣的鑒別可以從材質(zhì)和表面紋理方面進(jìn)行，由前面敘述的電磁傳感器的原理可知，利用電磁傳感器對(duì)硬幣進(jìn)行鑒別是一種可行而有效的方法。當(dāng)渦流產(chǎn)生在無缺陷無限大的金屬表面或內(nèi)部時(shí)，其強(qiáng)度按弱－強(qiáng)－弱的規(guī)律分布成環(huán)狀。當(dāng)遇到缺陷時(shí)，渦流會(huì)產(chǎn)生畸變，這是渦流應(yīng)用于無損探傷的基本原理。硬幣是一個(gè)有限平面，其表面有紋理，因此當(dāng)交變磁場作用于其上時(shí)會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則渦流。如果能改變硬幣與磁場的相對(duì)位置，突出其紋理和邊緣特征，將有利于硬幣的識(shí)別 2.2.1

21、幅值檢測法 在幅度檢測方法中，應(yīng)用低頻電磁波傳輸?shù)脑恚⑶耶?dāng)感應(yīng)線圈由可變電壓供電時(shí)，在感應(yīng)線圈周圍產(chǎn)生可變磁場，結(jié)果，感應(yīng)線圈中的電勢E在插入待測金屬之后發(fā)生的變化幅度的電位引起的變化幅度與材料和金屬的厚度有關(guān)。此更改是之前的H-E曲線的結(jié)果。因此，通過測量測量電位的大小，可以知道測量金屬的厚度。使用低頻透射電磁傳感器的方法是在硬幣通道的任一側(cè)上建立電磁傳感器的感應(yīng)和感應(yīng)管，使得硬幣沿著硬幣通道傳遞傳感器。如果施加到喚醒線圈的電壓是U并且在接收線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電位是E，則E變化為硬幣。這種變化受到各種因素的影響，例如線圈的形狀，線圈和硬幣之間的距離，兩個(gè)傳感器之間的相對(duì)位置以及喚醒電壓的

22、頻率。因此，還存在基于實(shí)驗(yàn)的一組實(shí)驗(yàn)參數(shù)，并且當(dāng)不同類型的硬幣通過低頻電流傳感器時(shí)，感應(yīng)電壓的量顯著變化，使得可以識(shí)別硬幣。然而，這并不容易區(qū)分，因?yàn)槟壳颁N售的假貨幣的厚度非常接近實(shí)際貨幣的厚度。 2.2.2 相位檢測法 眾所周知，在引入低頻電磁傳感器發(fā)射器原理之后，將測試金屬板放置在兩個(gè)管中會(huì)在金屬板中產(chǎn)生電流，并且渦流的相位最終將通向感應(yīng)線圈。 由于感應(yīng)電位和感應(yīng)電壓之間的相位差變化并且相變對(duì)于不同材料的導(dǎo)線是不同的，因此還可以通過檢測感應(yīng)電壓和感應(yīng)電壓之間的相位差來識(shí)別硬幣。 因此，驅(qū)動(dòng)器還執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，以便收集感應(yīng)電壓和感應(yīng)電壓的相位信息，并獲得方便駕駛員的數(shù)字信號(hào)。 對(duì)數(shù)據(jù)采

23、樣的要求相對(duì)較高，并且對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換的要求也很高，以獲得更高的精度。 因此，使用這種方法來實(shí)現(xiàn)用于精確硬幣識(shí)別的設(shè)備是昂貴的。 2.2.3頻率檢測法 根據(jù)上述電磁傳感器原理，可以通過高頻電磁反射器的輸出參數(shù)L，Z和Q來測量被測金屬的導(dǎo)電率。 在這種情況下，通過硬幣材料的差異來區(qū)分硬幣，使用高頻電磁傳感器測量硬幣的導(dǎo)電率，以便識(shí)別中國硬幣的導(dǎo)電性。 在特定應(yīng)用中，測量值被轉(zhuǎn)換為L傳感器線圈的電感變化，并且使用合適的測量電路來測量L. 在該實(shí)驗(yàn)中，為了將磁路轉(zhuǎn)換成用于簡單測量的信號(hào)，將傳感器管制成電容器的三點(diǎn)振蕩電路中的感應(yīng)管L，并且示出由電路產(chǎn)生的正弦波的頻率。 當(dāng)硬幣接近線圈時(shí)，該信號(hào)的

24、頻率受到L管的感應(yīng)的影響，并且引起L變化，這也改變了正弦波F的頻率。 硬幣通道安裝在線圈下方，數(shù)萬個(gè)假硬幣和每個(gè)游戲貨幣沿著硬幣通道傳遞傳感器，并且振蕩器電路的頻率由于渦流的影響而改變。 根據(jù)電磁傳感器原理，渦流的影響不僅與材料的直徑和厚度有關(guān)，而且還取決于管的幾何參數(shù)和管與待測金屬之間的距離。 基于大量實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)了一系列具有更好效果的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，以確保不同硬幣頻率之間的區(qū)分效果更加明顯和穩(wěn)定。 使用頻率測量的優(yōu)點(diǎn)是它可以全面反映硬幣的材料，直徑，厚度和紋理特征，電路簡單。 數(shù)據(jù)采集過程不受模數(shù)轉(zhuǎn)換過程的影響，并將正弦振蕩挽救到酸波中。 它可以交付給司機(jī)進(jìn)行正確處理。 由于沒有模數(shù)轉(zhuǎn)換，數(shù)

25、據(jù)采集過程產(chǎn)生的誤差很小，單個(gè)硬幣的檢測結(jié)果具有很高的重復(fù)性。 因此，頻率檢測的使用是更好的硬幣識(shí)別方案。 2.3 本裝置中電磁傳感器的設(shè)計(jì) 由于對(duì)低頻發(fā)射器和高頻反射器的分析，低頻發(fā)射器使用金屬材料，使用低頻刺激獲得高穿透深度，可用于測量厚度。高頻反射電磁傳感器具有淺的渦流穿透深度，適用于檢測硬幣表面上涂層的材料和紋理特征。低頻電磁傳感器的厚度值應(yīng)該是一個(gè)模塊，因?yàn)槭袌錾霞儇泿诺暮穸确浅Ｐ?，如幅度檢測方法的分析所示。由于可以將這種轉(zhuǎn)換次數(shù)發(fā)送到處理控制器，所以模數(shù)轉(zhuǎn)換器的精度變得非常高，客觀上增加了硬幣鑒別裝置的成本，并且硬幣鑒別裝置具有市場競爭力?？梢詼p少。高頻反射式電磁傳感器可以全面

26、反映硬幣材料的特性，直徑和紋理，數(shù)據(jù)采集過程不必從屬于模數(shù)轉(zhuǎn)換過程，可以旋轉(zhuǎn)正弦波振蕩波您只需將其轉(zhuǎn)換為方波并控制它。采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)。由于不需要模數(shù)轉(zhuǎn)換，因此數(shù)據(jù)采集過程可以減少錯(cuò)誤并提高精度。因此，這里，頻率檢測方法用作檢測硬幣鑒別器的裝置。此外，為了進(jìn)一步提高精度，為了更好地識(shí)別硬幣的特性，采用雙頻檢測方法，其在檢測過程中產(chǎn)生具有兩個(gè)不同頻率的高頻信號(hào)。 高頻電磁傳感器安裝后與硬幣的相對(duì)位置如圖所示 高頻電磁傳感器與硬幣相對(duì)位置 2.3.1 高頻電磁傳感器的形狀設(shè)計(jì) 電磁傳感器的實(shí)物圖如圖所示。圖示是一對(duì)電磁傳感器的其中一個(gè)。中間安裝了光電發(fā)射管。電渦流傳感線圈纏繞在塑料盒中，

27、可以輕易地安裝在硬幣鑒別裝置上。 電磁傳感器實(shí)物圖 簡化的渦流模型表明，在測試硬幣中形成的短路渦流的外徑與傳感器線圈的外徑密切相關(guān)。渦流密度是半徑的函數(shù)，隨著半徑的增加而增加，直到管的外徑達(dá)到最大值，隨著半徑的不斷增加，電流密度變?yōu)榱恪Ｒ虼?，為了提高傳感器的靈敏度，應(yīng)將最強(qiáng)的渦流密度設(shè)計(jì)為位于待測硬幣上。最小化外部傳感器直徑。同時(shí)，傳感器的外徑不應(yīng)太小，盡可能伸出邊緣特征和硬幣表面圖案。也就是說，由被檢硬幣上的傳感器產(chǎn)生的渦流范圍應(yīng)包括所有被檢硬幣的外徑。 一元硬幣直徑為 25.00mm，所以可令ra =25.00mm，則根據(jù)式（2-1） 考慮到在被測硬幣上形成的最強(qiáng)渦流密度

28、處應(yīng)涵蓋硬幣邊緣，所以取傳感器線圈的外徑為 19.00mm 2.3.2 電磁傳感器的固有頻率選擇 高頻反射器產(chǎn)生的渦流主要用于檢測表面的復(fù)雜涂層特性，并應(yīng)用表面紋理，表面涂層。全面反映情況。 通常，金屬表面上的涂層厚度為5微米或更大，通常為幾十微米。由于硬幣本身的特殊性質(zhì)，涂層通常較厚，以確保加工和精度，以增加耐腐蝕性和生存能力根據(jù)國家鎳電鍍標(biāo)準(zhǔn)對(duì)中華人民共和國進(jìn)行質(zhì)量控制根據(jù)一般訂購的金屬涂層進(jìn)行檢驗(yàn)檢疫，硬幣的使用條件必須為三倍鎳肘應(yīng)小于30微米，在銅幣涂銅銅的情況下最小局部鍍銅厚度應(yīng)為20微米或更小，并且如果滿足工藝和使用條件，應(yīng)保持最小。 因此，硬幣鍍層厚度應(yīng)在 10 到 10

29、0μm 之間。由式(2-3)可知 由于多次刺激頻率實(shí)驗(yàn)，隨著刺激頻率的逐漸增加，不同硬幣類型之間的△f差異也呈現(xiàn)非線性變化。喚醒頻率f處的頻率差的比率反映了不同材料的硬幣的傳感器分辨率。對(duì)不同硬幣的大量實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)喚醒頻率約為350 kHz和800 kHz時(shí)，分辨率很高。從等式（2-3）可以得出結(jié)論，渦流2 H的穿透深度的平方與頻率f成反比。因此，當(dāng)喚醒頻率約為350kHz時(shí)，渦流的穿透深度高，主要反映硬幣的材料和性質(zhì)，約為800kHz，渦流的穿透深度主要是小型表面發(fā)票和硬幣反射特性。在本文中，硬幣由兩個(gè)喚醒頻率350 kHz和800 kHz檢測。它可以很好地反映硬幣材料的特性，紋理和尺

30、寸，提高識(shí)別硬幣差分裝置的準(zhǔn)確速度。 在恒定的激勵(lì)頻率的情況下，當(dāng)硬幣表面上的涂層材料不同時(shí)，渦流穿透的深度不同，并且硬幣中產(chǎn)生的渦流量不同。由于高頻電磁傳感器的這種功能，可以非常好地識(shí)別不同電鍍材料的硬幣。在材料方面：一種原裝是鍍鎳和銅鎳合金，游戲貨幣和假幣通常是普通的鐵芯，它們的區(qū)別很大。因此，為了全面檢測材料，紋理和硬幣大小，兩種不同的高頻感應(yīng)頻率可以準(zhǔn)確地區(qū)分硬幣的可靠性。 而且，為了檢測假硬幣，可以充分利用高頻電磁傳感器的性能特征。從目前的情況來看，偽造的美元硬幣主要模仿第四版的美元硬幣。這種硬幣版本的材料是鍍鎳鋼芯，材料更常見，易于獲得，易于加工且價(jià)格便宜。高頻電磁傳感器可以使

31、用電鍍質(zhì)量的差異來識(shí)別假貨幣。 第三章 實(shí)驗(yàn)分析 3.1單種硬幣頻率特性分析 在單一貨幣的情況下，特征值的范圍主要來自三個(gè)方面：一個(gè)用于貨幣，其通過傳感器的單一貨幣獲得的特征值變化通過系統(tǒng)與狀態(tài)相關(guān)的傳感器旋轉(zhuǎn)與硬幣制作誤差有關(guān)，第三是同一版本在通過傳感器的一個(gè)通道中獲得的特征值的波動(dòng)，硬幣制作誤差，消耗率和表面質(zhì)量。債券。為了解決第一方面引起的波動(dòng)，采用速度加權(quán)算法來解決第二方面的波動(dòng)，并根據(jù)該版本采用多學(xué)習(xí)方法。實(shí)驗(yàn)表明，第三方面產(chǎn)生的頻率響應(yīng)非常低并且可以避免。下面示出了分析通過傳感器的單個(gè)硬幣獲得的特征值的變化的實(shí)驗(yàn)。以下兩個(gè)圖表顯示了一枚硬幣通過30個(gè)傳感器時(shí)的值變化，下圖是沒

32、有速度加權(quán)算法測量的頻率特性，下圖是它是使用速度加權(quán)算法測量的頻率特性。從圖中可以看出，在使用加權(quán)算法后，硬幣頻率特征值的波動(dòng)幅度明顯減小，從而具有更好的分組效果。這樣，通過使用速度加權(quán)算法，可以減小誤差容限，并且可以有效地提高硬幣認(rèn)證系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。 未使用速度加權(quán)算法頻率分布 使用加權(quán)算法頻率分布 3.2 實(shí)際檢測結(jié)果 從三次檢測結(jié)果可以看出，廠家原來生產(chǎn)的硬幣鑒別裝置的真幣與假幣正確辨識(shí)率分別為 91.1％和 81.6％；使用雙頻檢測，但未使用速度加權(quán)算法的硬幣鑒別裝置的真幣與假幣正確辨識(shí)率分別為 92.2％和 91.6％；既使用了雙頻檢測又使用了速度加權(quán)算法的硬幣鑒別裝置

33、的真幣與假幣正確辨識(shí)率分別為 98.9％和 98.3％。 檢測結(jié)果表明，經(jīng)過每次學(xué)習(xí)之后，真幣誤判都是集中在固定的某一枚，但是重新投幣后，都能正確辨識(shí)，這說明誤判主要是由投幣狀態(tài)的不穩(wěn)定造成的。假幣的誤判也是集中在固定的某一枚，這是因?yàn)樵摷賻诺奶卣黝l率跟真幣極其接近，在投幣狀態(tài)稍有變化時(shí)，測得的假幣頻率就跟真幣的頻率重合，從而誤判為真幣。 使用雙頻檢測，從而對(duì)硬幣的材質(zhì)，厚度以及紋理進(jìn)行全面檢測，使用速度加權(quán)算法減小了投幣狀態(tài)對(duì)硬幣頻率計(jì)算的影響。檢測結(jié)果證明，這兩種方法對(duì)提高硬幣鑒別系統(tǒng)的正確辨識(shí)率是卓有成效的。 第三章 同軸旋轉(zhuǎn)式硬幣分揀機(jī)原理 隨著移動(dòng)支付方式的日益普及，小額支付方式

34、被迫以電子支付平臺(tái)的形式支付，而公共交通和零售則以硬幣為主導(dǎo)的小貨幣 它被越來越多地使用。 很多貨幣都被計(jì)算在內(nèi)。 目前，該市的公共交通和零售店都有大量的硬幣流通，計(jì)數(shù)硬幣的工作量很大，傳統(tǒng)的分類硬幣的手工效率很低，不能滿足需求。 它不適合在零售商店或公共交通系統(tǒng)中進(jìn)行戶外使用。 針對(duì)這些問題，國內(nèi)外專家在市場上做了大量相關(guān)研究，開發(fā)了相關(guān)產(chǎn)品，但硬幣分揀效率低，應(yīng)急情況高，不像大眾市場應(yīng)用 價(jià)格高昂，仍然存在問題。 4.1工作原理簡介 同軸旋轉(zhuǎn)式硬幣分揀機(jī)從上到下依次為進(jìn)幣漏斗、導(dǎo)幣刷、分隔盤、拾幣盤、分揀盤、盛幣筒、電機(jī)、電池盒，最外層為半圓殼體組成。硬幣由進(jìn)幣漏斗處投入，經(jīng)由進(jìn)幣漏斗

35、，導(dǎo)幣刷，分隔盤，拾幣盤，分揀盤作用，最終不同幣額的硬幣由對(duì)應(yīng)的盛幣桶收集 分揀機(jī)三視圖 電機(jī)三視圖 4.2 同軸旋轉(zhuǎn)式硬幣分揀機(jī)的結(jié)構(gòu) 以下結(jié)合附圖對(duì)同軸旋轉(zhuǎn)式硬幣分揀機(jī)做進(jìn)一步詳細(xì)說明，該硬幣分揀機(jī)通過導(dǎo)幣刷的旋轉(zhuǎn)，撥動(dòng)從進(jìn)幣漏斗中滑落的硬幣，使硬幣通過V形缺口，掉落至拾幣盤的拾幣孔中，硬幣隨著拾幣盤的旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過不同孔徑分揀孔，掉落至盛幣筒中，完成不同大小硬幣的分離。該硬幣分揀機(jī)的導(dǎo)幣刷由6片均布的曲線造型導(dǎo)幣片組成，導(dǎo)幣片的圓弧圓心位于與小圓塊同圓心以106mm為直徑的圓周上，小圓塊中心有一個(gè)直徑3mm的通孔，與3mm的主軸形成過盈配合，導(dǎo)幣刷與分隔盤

36、的間距為0.5mm。該硬幣分揀機(jī)的分隔盤直徑為144mm，厚度為2mm，V形開口對(duì)應(yīng)圓周角為46，靠近分隔盤圓心的邊到分隔盤圓心的距離為26.5mm，徑向兩條邊上有距離為2mm，30的倒角，圓心處有5mm的通孔，分隔盤與拾幣盤的間距為0.5mm。 該硬幣分揀機(jī)的拾幣盤直徑為140mm，中心有3mm的通孔，與3mm的主軸形成過盈配合，6個(gè)直徑為28mm的通孔圓心均布在和拾幣盤同圓心，以106mm為直徑的圓周上，靠近分揀盤的一面6個(gè)孔的棱邊均有倒角，倒角的尺寸為1mm，角度為70。拾幣盤的厚度為2mm，拾幣盤與分揀盤的間距為0.5mm。該硬幣分揀機(jī)的分揀盤直徑為146mm，圓心處有直徑為5mm的

37、通孔，由小到大依次排列的四個(gè)通孔直徑分別為20mm、22mm、24mm、28mm，四個(gè)通孔的圓心均分布和分揀盤同圓心，以106mm為直徑的圓周上，直徑為20mm通孔圓心與分揀盤圓心連線與直徑為22mm通孔圓心與分揀盤圓心連線所成夾角為60，直徑為22mm通孔圓心與分揀盤圓心連線與直徑為24mm通孔圓心與分揀盤圓心連線所成夾角為60，直徑為24mm通孔圓心與分揀盤圓心連線與直徑為28mm通孔圓心與分揀盤圓心連線所成夾角為60，直徑為20mm通孔圓心與分揀盤圓心連線與直徑為28mm通孔圓心與分揀盤圓心連線所成夾角為180，分揀盤的厚度為2mm。分揀盤底面與盛幣桶上端面相接觸。該硬幣分揀機(jī)的主軸的直

38、徑為3mm。分揀機(jī)的盛幣桶尺寸相同，內(nèi)徑為27mm，壁厚為2mm，長120mm，一臺(tái)該分揀機(jī)共有4個(gè)盛幣桶。該硬幣分揀機(jī)的電機(jī)為工作電壓3V的直流小電機(jī)。該硬幣分揀機(jī)的電池盒為兩節(jié)5號(hào)電池電池盒，采用電池為該分揀機(jī)供電。 機(jī)架三視圖圖紙 4.3 同軸旋轉(zhuǎn)式硬幣分揀機(jī)的實(shí)際操作過程 將電池盒裝入電池，打開開關(guān)，給直流小電機(jī)供電，受電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的主軸穿設(shè)在導(dǎo)幣刷、分隔盤、拾幣盤及分揀盤的軸心位置，電機(jī)上的主動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)從動(dòng)輪，固定有從動(dòng)輪的主軸帶動(dòng)導(dǎo)幣刷及拾幣盤一起同步旋轉(zhuǎn)，主軸的轉(zhuǎn)速為25～30r/min，分隔盤和分揀盤膠粘固定于半圓殼體上，不隨主軸轉(zhuǎn)動(dòng)。從進(jìn)幣漏斗上方投入硬幣，沿進(jìn)幣

39、漏斗斜面，在重力作用下滑落至分隔盤上，導(dǎo)幣刷隨主軸旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)幣片撥動(dòng)分隔盤上的硬幣做圓周運(yùn)動(dòng)，硬幣在離心力和導(dǎo)幣片的作用力下，與導(dǎo)幣片的凹側(cè)圓弧相切，硬幣圓心大致落在以主軸為圓心，以106mm為直徑的圓周上，如圖2所示導(dǎo)幣片撥動(dòng)硬幣通過分隔盤的V形缺口，由于硬幣在導(dǎo)幣片的作用下大致分布在以主軸為圓心，以106mm為直徑的圓周上，與拾幣盤的6個(gè)拾幣孔圓心的分布圓周重合，拾幣孔孔徑28mm，1角硬幣，5角硬幣，1元硬幣直徑均小于拾幣孔孔徑，硬幣從V形缺口，在重力作用下落入旋轉(zhuǎn)的拾幣盤的拾幣孔中，被拾幣盤拾幣孔拾取的硬幣隨著拾幣盤的旋轉(zhuǎn)而運(yùn)動(dòng)，拾幣孔的結(jié)構(gòu)如圖4所示，分為內(nèi)圓柱面及倒角形成的斜面，一角

40、的硬幣直 徑為19mm和22.5mm，厚度為1.65mm和1.85mm，5角的硬幣直徑為20.5mm，厚度1.67mm，一元硬幣直徑為25mm，厚度1.85mm，如圖3所示，19mm直徑的一角硬幣與圓柱面重合深度為0.15mm，22.5mm一角硬幣與圓柱面重合距離為0.35mm，5角硬幣與圓柱面重合距離為0.17mm，1元硬幣與圓柱面重合距離為0.35mm，拾幣孔中的硬幣依次經(jīng)過下方分揀盤由小到大的分揀孔，如圖3所示，當(dāng)硬幣直徑小于分揀孔孔徑時(shí)，硬幣在重力作用下下落，拾幣盤旋轉(zhuǎn)過程中，拾幣孔與分揀孔所形成通孔尺寸變小，硬幣在重力作用下下落與拾幣孔圓柱面分離，與拾幣孔倒角的斜面接觸，隨著拾幣盤

41、的轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)拾幣孔與分揀孔所形成通孔尺寸小于等于硬幣尺寸時(shí)，拾幣孔倒角斜面對(duì)硬幣產(chǎn)生垂直斜面的作用力，在該力的作用下，硬幣加速下落，直至與拾幣盤完全脫離接觸，通過分揀孔落入盛幣桶中，完成分揀，當(dāng)硬幣尺寸大于分揀孔孔徑時(shí)，硬幣無法下落，直至隨拾幣盤旋轉(zhuǎn)至硬幣尺寸小于分揀孔的孔徑時(shí)，重復(fù)上述硬幣直徑小于分揀孔孔徑時(shí)的分揀過程。該分揀過程，拾幣盤拾取硬幣后，依次通過由小到大直徑為20mm、22mm、24mm、28mm的4個(gè)分揀孔，對(duì)應(yīng)分揀孔下面的盛幣桶所收集的硬幣分別為19mm一角硬幣，20.5mm五角硬幣，22.5mm一角硬幣，25mm一元硬幣。拾幣盤有6個(gè)拾幣孔，故旋轉(zhuǎn)一周可拾取6枚硬幣，完成6枚

42、硬幣的分揀，而主軸的轉(zhuǎn)速為每分鐘25到30轉(zhuǎn)，故一分鐘可以分揀150枚到180枚硬幣，具有較高的分揀效率。 4.4 同軸旋轉(zhuǎn)式硬幣分揀機(jī)的優(yōu)點(diǎn) ①結(jié)構(gòu)簡單，核心工作部件為導(dǎo)幣刷，分隔盤，拾幣盤，分揀盤組成，部件較少，降低了故障率；②利用拾幣盤下端面的斜面及拾幣盤與分揀盤間的間距，實(shí)現(xiàn)了硬幣連續(xù)有效的分揀；③采用多層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，從進(jìn)幣漏斗頂端投入不等面額硬幣后，全程可自動(dòng)完成分揀收集，無需人工干預(yù)；④如上所述同軸旋轉(zhuǎn)式硬幣分揀機(jī)尺寸較小，便于攜帶，方便應(yīng)用于移動(dòng)平臺(tái)及小尺寸空間；⑤采用電池供電，不受外部供電條件的影響，可在無外部電源的情況下工作。 4.5 結(jié)論 本文旨在提出一種同軸分揀機(jī)

43、，以實(shí)現(xiàn)高分選效率和簡化設(shè)計(jì)。 硬幣分揀機(jī)是高效的，可以成為日常生活中的實(shí)用工具，可以有效地解決在公共交通和零售系統(tǒng)中分類硬幣的巨大工作。 基于此分析，硬幣分揀機(jī)有效地解決了市場上硬幣分揀設(shè)備價(jià)格昂貴，緊迫性高，不便攜的問題，具有廣闊的市場前景 致謝 時(shí)光荏苒，歲月如梭，我馬上就畢業(yè)了，就要離開我親愛的學(xué)校以及我敬愛的老師們和情愛的同學(xué)們。當(dāng)我停止這篇論文的時(shí)候，我知道我的校園生活在此刻就要畫上句號(hào)，這是我不得不承認(rèn)的?；仡欉@三年的時(shí)間，我認(rèn)識(shí)了很多人，也得到了很多人的關(guān)心與幫助。首先誠摯的感謝我的論文指導(dǎo)老師。感謝老師在忙碌的教學(xué)工作中擠出時(shí)間來審查、修改我的論文。還有教過我的所

44、有老師們，你們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。在我的學(xué)習(xí)中，導(dǎo)師一直是嚴(yán)格的要求，所以我才能在學(xué)術(shù)上進(jìn)步。從日常學(xué)習(xí)到論文寫作，我在老師的身上看到了淵博的知識(shí)以及他無私奉獻(xiàn)的精神。在論文寫作的每一環(huán)節(jié)，導(dǎo)師都嚴(yán)格控制并且付出了很多的精力和時(shí)間。多虧了老師的指導(dǎo)，才讓我能夠完成這一論文。 在本次論文設(shè)計(jì)過程中，我的指導(dǎo)老師對(duì)該論文從選題，構(gòu)思到最后定稿的各個(gè)環(huán)節(jié)給予細(xì)心指引與教導(dǎo),使我得以最終完成畢業(yè)論文設(shè)計(jì)。在學(xué)習(xí)中,老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富淵博的知識(shí)、敏銳的學(xué)術(shù)思維、精益求精的工作態(tài)度以及侮人不倦的師者風(fēng)范是我終生學(xué)習(xí)

45、的楷模，導(dǎo)師們的高深精湛的造詣與嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)精神，將永遠(yuǎn)激勵(lì)著我。這三年中還得到眾多老師的關(guān)心支持和幫助。在此，謹(jǐn)向老師們致以衷心的感謝和崇高的敬意！最后，感謝所有的老師給予我的幫助和關(guān)心，我相信在未來的日子里我一定更加勤奮，做一個(gè)對(duì)社會(huì)有貢獻(xiàn)的人。再一次感謝我的導(dǎo)師，感謝您的無私奉獻(xiàn)，讓我可以在學(xué)業(yè)上取得這么大的進(jìn)步。大學(xué)生活一晃而過，回首走過的歲月，心中倍感充實(shí)，當(dāng)我寫完這篇畢業(yè)論文的時(shí)候，有一種如釋重負(fù)的感覺，感慨良多。 我要向百忙之中抽時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行審閱，評(píng)議和參與本人論文答辯的各位老師表示感謝。感謝三年中陪伴在我身邊的同學(xué)、朋友，感謝他們?yōu)槲姨岢龅挠幸娴慕ㄗh和意見，有了他們的支持

46、、鼓勵(lì)和幫助，我才能充實(shí)的度過了三年的學(xué)習(xí)生活。 參考文獻(xiàn) [1]公交車錢幣分離器[J]. 林毅聰,林志凱,蘭夢月. 南方農(nóng)機(jī). 2016(07) [2]簡單硬幣分離裝置的設(shè)計(jì)[J]. 宋艷麗. 現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備. 2016(07) [3]硬幣分離兌換設(shè)計(jì)[J]. 劉倩倩,趙一鳴,申展瑜,李敏. 電子世界. 2016(13) [4]新型硬幣分揀包裝機(jī)的設(shè)計(jì)[J]. 郝志偉,劉思聰,程亞亞,田時(shí)勇,尚豪華,馬志浩. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2016(22) [5]一種階梯式軌道硬幣清分機(jī)[J]. 陳光,張益民,蘭文強(qiáng),楊琪偉. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2016(29)

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