高准确率硬币识别装置的设计与实现

发布时间：2017-03-31 16:10

  本文关键词：高准确率硬币识别装置的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着人类社会的快节奏发展,硬币流通自动化设备能够无人值守、全天侯服务越来越受到消费者的青睐,目前在很多公共场合都得到了广泛使用。硬币流通自动化设备使用过程中使用假币冒充真币的现象屡见不鲜,因此硬币识别检测装置也就应运而生了。当前正在使用的硬币识别检测装置在检测原理、电路设计、软件算法和机械结构等方面存在着技术缺陷、成本高且识别准确率不高的现象。 本文详细阐述了一种准确率高、成本低的硬币识别检测装置的设计及其实现方案。通过分析电涡流传感器的基本原理,提出了利用双路电涡流传感器对硬币的材质、厚度等参数进行检测的思路,硬币识别检测率改善效果明显。同时,为克服投币初始速度不同、硬币在币道内跳动等现象对测量的影响,采用滑动平均滤波算法处理采集到的数据。提高判别硬币真伪的准确性。 硬币识别装置具有学习功能,不但可以对央行发行的硬币进行学习识别还可以对专用硬币或者代用币进行学习识别。该装置把硬币或者代用币的特征参数值保存在EEPROM存储器里,以此作为鉴别硬币真伪的根据。另外该装置还具有在线升级功能,当央行发行新版本硬币或者管理者增加新版本的代用币时,只需再次启动学习功能,就能把新币种的特征的特征参数值存入EEPR0M存储器,从而增加对新币种的识别功能。该装置还具有报警功能,能对假币进行声音报警。 硬币识别装置的核心技术问题在本项目的研究成果中已经成功解决。 本项目研究内容中主要创新点： 1)涡流传感器采用双频工作方式,提高硬币鉴别装置正确辨识率； 2)采用速度加权算法,消除投币速度对平均频率值的影响； 3)可在线系统升级,增加对新币种的鉴别功能； 对硬币识别装置反复测试,证明投币器系统性能良好、稳定可靠,对真币与假币的辨识率分别为98.5%和98%。 通过对硬币识别装置的设计和调试,可以总结出：硬币特征如硬币的材质、图案、质量和精确的外形尺寸等都是可以通过涡流传感器进行提取。对硬币特征进行全面考察,硬币识别准确率就能够大幅提高。
【关键词】：硬币识别 涡流传感器 软件滤波 数据采集 双频检测
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH693.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-15
• 1.1 我国硬币体系及材质特性10-11
• 1.2 本课题的研究背景及意义11-12
• 1.3 课题的主要工作和内容12-13
• 1.4 论文设计思路与安排13-15
• 2 硬币识别装置检测技术确定15-25
• 2.1 电涡流传感器工作原理15-16
• 2.2 电涡流传感器等效电路分析16-18
• 2.2.1 非铁磁性金属目标16-17
• 2.2.2 铁磁性金属目标17-18
• 2.3 电涡流传感器的类型18-21
• 2.3.1 高频反射式传感器原理18-19
• 2.3.2 低频透射式电涡流传感器19-21
• 2.4 电涡流传感器检测方法21
• 2.5 本装置中传感器线圈的设计21-25
• 2.5.1 磁芯21-22
• 2.5.2 线圈外径22
• 2.5.3 线圈激励频率22-23
• 2.5.4 配置方案及安装位置23-25
• 3 硬币识别装置硬件设计25-40
• 3.1 硬币识别装置的功能和性能要求25
• 3.2 MSP430单片机特点25-26
• 3.3 硬件整体设计方案26-27
• 3.4 单片机系统设计27-28
• 3.5 高频调理电路28-31
• 3.5.1 高频振荡电路29-30
• 3.5.2 高频信号变换电路设计30-31
• 3.6 低频通道的调理电路31-36
• 3.6.1 发射线圈调理电路32-34
• 3.6.2 接收线圈调理电路34-36
• 3.7 相位检测调理电路36-37
• 3.8 检测及伪币报警电路37-39
• 3.9 数据存储39-40
• 4 硬币识别装置软件系统40-46
• 4.1 主程序流程图40-41
• 4.2 学习模式程序流程41-42
• 4.3 工作模式程序流程42-43
• 4.4 数据处理算法43-46
• 5 硬币识别器结构设计46-48
• 5.1 币道结构设计46-47
• 5.2 防“钓鱼”设计47-48
• 6 实验数据48-53
• 6.1 硬币特征值的范围分析48
• 6.2 实验统计数据48-52
• 6.2.1 采用单路(低频透射式)电涡流传感器检测结果48-49
• 6.2.2 采用单路(高频反射式)电涡流传感器检测结果49-50
• 6.2.3 使用双路电涡流传感器(低频仅检测幅值)检测结果50
• 6.2.4 同时使用双路电涡流传感器(低检测幅值和相位)检测结果50
• 6.2.5 同时使用双路电涡流传感器及滑动平均滤波法算法检测结果50-51
• 6.2.6 五种检测结果比较51-52
• 6.3 本章小结52-53
• 7 总结与展望53-55
• 攻读学位期间的主要研究成果55-56
• 致谢56-57
• 参考文献57-59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：279816