一种卧式纸币清分机

赵 强 赵 丁 向 涛 陈 坤

（西南石油大学，成都 610500）

一种卧式纸币清分机

赵 强 赵 丁 向 涛 陈 坤

（西南石油大学，成都 610500）

现有立式纸币清分机由于高度和体积受到限制，不能拥有多个出钞口，极大地影响了纸币情分的效率。因此，设计了一种卧式纸币清分机。这种卧式纸币清分机机构简单，易于维护，并拥有多个出钞口，可一次性将混杂在一起的不同面额纸币挑选出来。

卧式清分机 CIS图像传感器 纸币

引言

纸币清分机凭借其相比于人力高效率和低成本的优势，已被广泛应用于银行、公交公司和大型超市等场所。目前，国内使用较多的主要是来源于国外的立式清分机。它由于结构紧凑、价格较低，而被普遍使用。但是，在使用时，立式清分机经常发生卡钞等问题，适应性与可靠性较差，且一般只有一个出钞口，所以每次只能清分出一种面额的纸币，影响工作效率。本文设计一种卧式纸币清分机，具有七个出钞口，能一次性挑拣出人民币1～100元间所有面额的纸币，并同时挑拣出杂币，包括假币、残损纸币等。

1 整体机构设计

此卧式纸币清分机整体采用横向布置，主要包括进钞部分、识别检测部分和挑拣出钞部分，如进钞口、厚度传感器、荧光传感器、磁传感器、送钞轮、图像传感器、出钞口、电磁弹簧等，如图1所示。

1.1 进钞部分

进钞部分的主要功能是将一叠纸币从入钞口放入后，经过这一部分机构，纸币被分成单层，并整齐排列进入识别检测部分。将重叠纸币分成单层的原理，是利用橡胶材料的摩擦力。当重叠纸币进入到橡胶滚轮和橡胶板之间的空隙，下层纸币受到固定橡胶板的摩擦力而停止运动，上层纸币受到橡胶滚轮给予的牵引力而继续向前运动，从而和下层纸币分开。

1.2 识别检测部分

识别检测部分的主要功能是识别区分不同面额的纸币和检测出杂币，并将检测结果转化为电信号输送给控制器。实现这一功能主要利用CIS（Contact Image Sensor）图像传感器、厚度传感器、磁传感器和荧光传感器。CIS图像传感器主要用于识别纸币面额和检测出有孔洞等残损纸币。厚度传感器主要用于检测粘结导致的重张纸币；磁传感器和荧光传感器主要用于检测纸币的真伪。

1.3 挑拣出钞部分

拣出钞部分的主要功能是使经识别检测的纸币在所对应的出钞口出钞。这里，选择使用电磁弹簧装置作为挑拣分钞装置。它的优点是响应动作时间快，满足清分速度的要求。

2 控制系统设计

此纸币清分机的电气硬件部分主要由如图2所示的各个模块组成。它共使用五种传感器，分别实现鉴伪、识别面额和识别杂币功能。纸币清分机清分速度较快，所以选用的处理器必须要适应高速条件。为此，这里选用AT89C51ED2单片机。

图2 纸币清分机的电气硬件部分

AT89C51ED2是一种兼容8051指令集的单片机，具有访问和运算速度快、可以保存系统参数设置、断电不丢失数据、支持ISP编程、支持UART、SPI接口等特性，完全可以满足该清分机系统的控制需要。

3 信号处理系统设计

Blackfin®系列DSP是ADI与Intel联合开发的、体现高性能体系结构的、首款第四代DSP产品，非常适合于图像、声音和各种电信互联网应用。

针对清分机信号处理的需求，ADSP-BF533具有可实现600MHz的持续工作，有利于实现纸币识别算法的实时性、可缓存大量纸币图像数据、数据访问速度较快等特点。

4 系统软件设计

为了满足在高速条件下高效率完成检测功能，软件设计中，主控程序采用ASM51汇编语言的方式，流程图如图3所示。

图3 流程图

在算法设计方面，根据纸币可机器识别的特征，通过多次试验取得标准纸币在图像、厚度、磁性、荧光等鉴别点的数据，并将这些数据保存于数据处理器中。使用时，将各传感器获取的数据与标准数据对比，即可得出纸币的识别鉴定结果。

[1]鞍山搏纵科技有限公司.卧式二口纸币清分机：中国，ZL200720010794.5[P].2007-03-09.

[2]宋恩雨.基于CIS传感器的纸币鉴伪与清分系统研究[D].青岛：山东科技大学，2007.

[3]陈峰.Blackfin系列DSP原理与系统设计[M].北京：电子工业出版社，2004.

[4]罗皓斐，潘双夏.纸币清分机系统的方案设计[J].轻工机械，2005，（4）：131-133.

[5]魏庆涛，徐曌.单片机原理及设计应用[M].北京：机械工业出版社，2015.

A Horizontal Paper Money Sorter

ZHAO Qiang, ZHAO Ding, XIANG Tao, CHEN Kun
(Southwest Petroleum University, Chengdu 610500)

Because of the limitation of the height and the volume, the existing vertical bill sorting machine can not have multiple outlets, which greatly affects the efficiency of paper currency exchange. Therefore, a horizontal banknote sorting machine is designed. The horizontal note sorting unit is simple, easy to maintain, and has a number of note-issuing mouth, can be mixed together at the same time a different denomination of banknotes to pick out.

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