某型号点钞机控制系统及伪币鉴别方法的设计

王 爽 张 升 王立峰

（北方工业大学机电学院 中国 北京 100144）

伴随着我国的国民经济的迅速发展，各类的经济活动渐渐频繁起来，如税务、贸易、工商等部门以及其他日常活动中现金的流通两越来越大，由于印刷技术、复印技术和电子扫描技术的迅速发展提高，伪钞的制造水平也越来越高，因此对点钞机鉴伪识别能力提出了更高更精准的要求。

1 系统概述

整个点钞机系统从功能上分三个子系统，数据采集、数据处理及控制子系，电机驱动子系统。数据采集系统采集荧光、紫外线、红外穿透、计数、磁信号，这些信号送给数据处理及控制子系统，控制子系统根据传感器输出信号检测是否为真钞，并送到电机驱动子系统，若不是真钞则停止电机报警，若为真钞，则驱动电机点钞计数。

2 系统硬件实现

图1

点钞机系统硬件电路主要包括电源电路、信号调理电路、电机控制电路等。系统框图如图1。

3 主要采用的鉴伪方法

3.1 荧光检测

荧光检测是针对人民币的纸质进行检测。人民币采用专用纸张制造而成，假钞一般采用经过特殊处理后的纸张进行生产制造，这种纸张在一定波长的紫外线的照射下会出现光致发光现象，纸张上的荧光物质吸收能量后发出可见光，真币没有荧光剂而不会产生荧光反应。因而，采用紫外光照射钞票时，用光电传感器接收光信号，经过信号处理电路转换成电信号，可以很好的判别钞票的真假。

3.2 宽度检测

点钞机上有牵引机构，它将纸币传送到接钞台，牵引机构的主动轴上装有一个码盘，码盘上面均匀的刻有60个径向槽，它的两侧装有光电发送和接收的对管，当码盘旋转时，不断透光挡光，在接收端的电路中产生一系列脉冲数N,码盘透光缝隙数M(若M=60)和碾钞轴的半径R（若R=17.5mm）固定时,便能测量出纸币的宽度 d：d=2πRN/M=1.727mm。

表1 纸币宽度表 （mm）

每档差别约为6mm，通过增加宽度检测装置可以稳定可靠地区别出来。

3.3 红外穿透检测

红外穿透检测是利用人民币的纸张比较坚固、高密度较高以及用凹印技术印刷的油墨厚度较大，吸收红外信号能力较强来辨别钞票的真假。假钞与人民币的纸质特征存在一定差异，红外信号透射光强与很多因素相关，如票面反射、吸收系数及厚度等。利用透射率不同原理可以实现辨别真伪。由于油墨的与票面的颜色纸张厚度等因素同样会造成红外穿透能力的差异，因而需要对红外穿透检测的信号进行数学运算和比较分析。

3.4 紫外透射检测

当紫外线照射到某些物质表面，这些物质选择性地吸收，辐射出可见的荧光。发射出不同强度的可见荧光和不同光谱的波长。一般而言，真钞在紫外光源的照射下产生和紫外光源的发射光谱相似的光谱以及荧光光谱，它相对弱些。根据真假币纸的纸质、油墨、印刷和厚度的不同，真钞和假钞的透光率不同,光敏三极管的输出电流也有差别,将集光敏三极管输出的数据与预先设定的真币标准数据来判别纸币的真假和票面值。

3.5 磁性检测

经实验分析发现，人民币安全线中磁信号是非常有规律的。磁信号由若千个“单一的信号”构成的一组信号，相同面值人民币磁信号相同，不同版不同面值的人民币磁信号有的也是相同。但是不同面值的人民币长度是不同的，将磁性检测和长度检测结合使用，便可以有效的辨别真伪。当磁阻型传感器的磁头扫过人民币票面时，磁头检测并接收到人民币中安全线的磁信号，改变的磁通量改变了磁敏电阻值，经过电路转换成电压信号后经过放大和整形处理，单片机通过分析磁信号的占空比和间隔，将分组信号并和真币固有的信号进行比对，变可鉴别钞票的真伪。

4 软件设计

软件设计上采用模块化编程的思想，使软件的可读性和可维护性大大提升，整个应用程序分为若干功能相对独立的模块，各模块间通过数据交换进行通信。系统上电后，首先进行单片机和参数的初始化。随后将检验系统各个部件如传感器或机械部件等，若有异常将报警。正常则变为等待进钞状态，进入工作状态后将进行钞票的数据信号采集和处理来实现钞票的计数和辨别真伪。软件结构如图2所示。

点钞机软件设计主要功能模块：

1）初始化模块：完成对系统初始化。

2）调试模块：对系统进行调试和开机自检。

图2

3）主控模块：是系统的主控程序，实现对钞票的点钞和鉴伪。

4）显示模块：程序中要不断地调用显示模块进行显示。内部显示针对操作者，外部显示面相用户。

5）检测模块：包括左右计数管检测、启停检测、防漏检测。

6）数据采集模块：对各个传感器进行信号的采集，如紫外、红外、磁信号、安全线信号等。

5 结束语

该智能点钞机以89S52为CPU，具有硬件电路简单、成本低、鉴伪准确和人民币面值识别正确等特点。随着商业经济的发展及财务自动化的要求，点钞机将具有良好的市场前景。

［1］刘庆东.点钞机的辨伪原理[J].技术前沿，2002（1）：56－57.

［2］周冬跃，黄钊洪，蒋少卿，等.半导体磁头在袖珍验钞器中的应用[J].传感器技术，2002，21(3)：45－50.

［3］闫明.人民币纸币识别系统研究与设计实现[D].天津大学，2009.