对一种基于颜色识别纸币清分机的研究

吕建起，王志坤，侯晓峰，刘巍巍，皇松

（德州学院机电工程学院，山东德州253023）

对一种基于颜色识别纸币清分机的研究

吕建起，王志坤，侯晓峰，刘巍巍，皇松

（德州学院机电工程学院，山东德州253023）

日常生活中，纸币清分机的作用是将不同面值的人民币进行清理分类，并在清分中实现点钞、计数、识别真假等。但是，目前我国各商业银行采用的都是大型或者中型的纸币清分机。一般纸币清分机的价格都在1万元以上，由于价格问题，能够普及市场的纸币清分机少之又少。基于此，提出一种基于颜色识别的纸币清分机，用于清分纸币，并加入红外激光检测和紫光检测传感器用于鉴别真伪。该机体积小，能够清分一部分纸币，造价低，有利于市场推广。

纸币清分；颜色；识别

日常生活中，纸币清分机的作用是将不同面值的人民币进行清理分类，并在清分中实现点钞、计数、识别真假等。但是，目前我国各商业银行采用的都是大型或者中型的纸币清分机。一般纸币清分机的价格都在1万元以上，由于价格原因，能够普及市场的纸币清分机少之又少[1]。为此，提出一种基于颜色识别的纸币清分机，用于清分纸币，并加入红外激光检测和紫光检测传感器用于鉴别真伪。基于颜色传感器用于识别纸币，成本较低，性价比高，省去了高昂的图像传感器或者摄像头传感器。用户只需要将需要清分的纸币放入进钞口，纸币清分机的齿轮就会带动纸币一张一张地进入机器，并在识别之后，操控舵机的运动，从而在出钞时改变出钞的高度。

1 结构设计

通过颜色传感器采集信息，可识别蓝色、绿色、红色的强度值，再利用单片机控制舵机精确识别纸币面值，顺利出钞，完成清分任务。与此同时，红外激光和紫光灯辅助检测纸币真伪。

1.1 电路控制

该纸币清分机通过颜色传感器传输信号，再通过单片机控制电机和舵机转动、激光紫光的开关。

1.2 颜色传感器部分

颜色传感器有3个颜色通道，分别为蓝色、绿色、红色。通过由LED灯反光过去采集3个通道不同值，取值范围为0～255。通过识别不同纸币的颜色反光参数来识别纸币面值，比如100元主要为红色，所以其红色通道的值明显高于其他通道的值。

1.3 齿轮传动部分

利用三维软件的设计，整体结构采用3D打印机辅助打印，经过1个多月的打印时间，将齿轮设计出并打印出来。以2个电机为主动轮，在左边为1个主动轮带动2个从动轮；右边为出钞轮，1个主动轮带动1个从动轮。齿轮的设计便于将电机的动力直接传递给从动轮，比起普通的皮带传递能力，减少了摩擦力等不利因素。

1.4 橡胶轮传递纸币部分

橡胶齿轮摩擦力大，在纸币进入时，可以轻松地让纸币运动起来。在多个橡胶轮的带动下，从而完成进钞、传钞、出钞的过程。由于设有多个并排的橡胶轮，可以保证纸币的传动过程，避免了无法带动纸币的情况[2]。

1.5 舵机部分

利用单片机控制舵机转动，能够更加准确地调整扬声角度，便于改变出钞方向，从而将不同面值的纸币分离出来。

1.6 红外激光和紫光灯鉴伪部分

在平台底部安装太阳能电池传感器，用于进行荧光检测和红外穿透检测，一般假币都不会有荧光反应和红外激光穿透能力，利用这一点就可以进行真假币的检测。

2 应用前景及推广价值

该纸币清分机结构简单实用，利用颜色、橡胶收获方式，对红枣造成的损伤小。②采用双气流分离装置，分离效果好，收获的红枣含杂率低。③风机前采用大面积平板隔离过滤网，保证风机运行安全。④簸箕型捡拾吸头设计，提高捡拾效率。

不足和改进设想：①设备的操作性能需改进。目前该设备需要2人操作，一人推动设备前进，另一人手持捡拾头进行捡拾作业，人工的劳动强度较大，可增加设备的自走功能。②生产率有待进一步提高。该机的生产率与地面红枣分布密度和人工操作熟练程度密切相关，如在地面红枣分布比较离散，且人工操作又不熟练的情况下，生产率就会跟不上。改进设想，增加捡拾吸头，或在捡拾吸头前端增加红枣收集装置，将地面离散的红枣预先集中，然后再输送到捡拾口。

[1]张鹏霞，党凯锋，张毅，等.红枣去核设备的研制[J].包装与食品机械，2012，30（4）：33-37.

[2]党凯锋，张鹏霞，张毅，等.大枣切片设备的研制[J].包装与食品机械，2012，30（5）：23-24.

[3]陕西省农业机械研究所.一种红枣清选捡拾机：中国，201420269629.1[P].2014-10-01.

[4]刘四麟.粮食工程设计手册[M].郑州：郑州大学出版社，2002：75-80.

[5]续魁昌.风机手册[M].北京：机械工业出版社，1999：5.◇轮、激光、紫光、电机、舵机等硬件设备实现清分纸币的功能，独特的传送带设计，便于纸币的传递。纸币清分机采用颜色识别纸币，大大降低了传感器的成本，从而降低了整个纸币清分机的成本，有利于市场推广普及。

3 结论

提出如何解决分离纸币的主要问题，对每个主要构成进行介绍，采用颜色识别纸币，具有红外激光和紫光灯双重鉴伪机制，有效识别假币，清分纸币效果好；有舵机控制，精度高；独特的三联动橡胶齿轮设计，便于传递纸币；独特的传动齿轮设计，便于带动转动轴转动。此设计适用于中小型超市对于纸币的清点工作。

参考文献：

[1]肖大海.基于CAN总线的纸币清分机控制系统设计[J].电脑学习，2008（4）：12.

[2]刘家锋，刘松波，唐降龙.一种实时纸币识别方法的研究[J].计算机研究与发展，2003，40（7）：1 057-1 061.◇

Study of the Sorting of Paper Money by Color

LV Jianqi，WANG Zhikun，HOU Xiaofeng，LIU Weiwei，HUANG Song
（School of Mechanical and Electromic Engineering，Dezhou University，Dezhou，Shandong253023，China）

In daily life，the role of paper currency sorting clean up different value of the yuan are classified，and the distribution of an counting，counting，identify true and false，and other functions.However，all commercial banks in our country currently use large or medium-sized paper money machines.The average paper money is priced at tens of thousands of yuan，and there are few of them because of price problems.Based on this，this paper puts forward a kind of based on color recognition and paper currency sorting，notes，which used to clarify and add infrared laser detection and violet light sensor is used to identify true bogus.The volume is small and can be divided into paper money，which is low cost and is beneficial to market promotion.

resolution of paper money；color；recognition

TH693.5

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.08.040

1671-9646（2017）08b-0030-01

2017-05-22

吕建起（1997—），男，在读本科，研究方向为机械设计制造及其自动化。

文章编号：1671-9646（2017）08b-0031-04