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外行看热闹,内行看门道——工程师应该知道的点钞机的功能和原理

ADI_Amy 員工 在 2015-2-13 建立的討論區
最後回覆由小爬726於2015-2-27提供

最近在我们的微博和BBS上发布了基于ADI DSP BF60x的冠字号识别验钞机解决方案(图文详解——华南理工基于CIS和DSP的点钞清分机解决方案),引来很多关注,同时也发现很多筒子对验钞机相关的硬件和功能基础知识感兴趣,这里版主特地整理分享了这个验钞机的百科基础分享给大家分享。

 

点钞机(Cash registers)是一种自动清点钞票数目的机电一体化装置,一般带有伪钞识别功能,集计数和辨伪钞票的机器。由于现金流通规模庞大,银行出纳柜台现金处理工作繁重,点钞机已成为不可缺少的设备。随着印刷技术、复印技术和电子扫描技术的发展,伪钞制造水平越来越高,必须不断提高点钞机的辨伪性能。

 

1、结构组成

点钞机是由捻钞轮、压钞轮、接钞轮、机架、电机、变压器、电子电路等多部分组成。

捻钞部分

主要由滑钞板、送钞舌、阻力橡皮、落钞板、调节螺丝、捻钞胶圈等组成。将要清点的钞票逐张捻出是保证计数准确的前提。该机采用面出钞连续分级的:捻钞胶圈捻走处于表面的一张钞票,下面的钞票被阻力橡皮粘住,使表面的钞票与下的钞票分开,实现分张。这个过程不断重复进行,直到捻完最后一张钞票。由于更换麻烦,捻钞胶圈和阻力橡皮的磨损一直是困扰人们的两大难题,要解决这个问题,不外是:1、提高使用寿命;2、更换方便。对捻钞胶圈,我们可以采用加大外径,在外圆中间开一圈凹槽,来提高捻钞胶圈的耐磨性,并将胶圈轴向(向)截面改为锯齿形,使胶圈齿面相对钞票的接触面加大,提高胶圈齿面对钞票的附着力。对附图橡皮,比较简单方法是采用阻力橡皮快换结构,用手压下滑钞板的后端,可很容易取出阻力橡皮进行更换。

出钞部分

主要由出钞胶轮、出钞对转轮组成。其作用是出钞胶圈以捻钞胶圈两倍的线速度把连续送过来先到的钞票与后面的钞票有效地分开,送往计数器与检测传感器进行计数和辨伪。钞票离开捻钞胶圈进入出钞胶圈。TD系列点钞机由于捻钞轴与出钞轴之间提距离(60mm)小于被清点钞票的宽度(最大77mm),钞票的剩余宽度会导致捻钞胶圈与钞票间的相对磨擦,降低捻钞胶圈的使用寿命。我所3EC系列点钞机采用加宽出钞与捻钞轴之间距离的方式(出钞轴与捻钞轴之间距离为80mm)来避免这一系磨擦现象的发生。由于捻钞轴与出钞轴之间的距离加宽,为了确保钞票从捻钞轮顺利运动到出钞轮,增加了一对过轮,过轮外缘的线速度等于捻钞胶圈外缘的线速度,出钞胶圈外缘的线速度是捻钞胶圈外缘线速度的两倍。当出钞胶圈外缘捻到钞票后,钞票即以原来速度的两倍运动,这样就将捻钞胶圈的磨损转移到过轮上,而过轮采用耐磨材料,实践证明,捻钞胶圈的使用寿命提高了几倍。虽然增加一对过轮可以提高捻钞胶圈的使用寿命,但随之带来的问题是成本增加,结构复杂,维修不方便。如果在不增加一对过轮的情况下,而采用的捻钞轴上装一个超越离合器(俗称单向轴承),可起到相同的作用,原理如下:单向轴承装在捻钞传动轮内,可以相对于捻钞轴逆时针转动。捻钞时,捻钞传动轮顺时针转动,单向轴承不转动,起传递动力的作用,当钞票去到出钞胶轮时,即以两倍于原来的速度运动,在钞票的拖动下,由于单向轴承的作用,捻钞胶圈外缘以和钞票相同的速度运动,钞票和捻钞胶圈间没有相对滑动,因而可延长捻钞胶圈的使用寿命。

接钞部分

主要由接钞爪轮、托钞板、挡钞板等组成。

点验后的钞票一张张分别卡入接钞爪轮的不同爪,由脱钞板将钞票取下并堆放整齐。飞钞现象在点钞机中比较常见,要解决这个问题,须注意三个方面:一是接钞叶轮中心位置,二是叶爪形状,三是叶轮转速。

⑴接钞叶轮中心位置的确定:接钞叶轮中心应尽量靠近出钞轴,当钞票离开出钞胶圈时,必须尽量卡入叶爪的深部,这样就能保证钞票不致因为卡入过浅而飞钞。

⑵叶爪的形状:曲线应使钞票插入后有一个弯曲变形,钞票变形越大则越不易脱出。

⑶叶轮转速:叶轮转速越快则越易飞钞,但太慢钞票会撞击叶爪底部。叶轮转速与点钞速度和叶爪数量有关。

传动部分

传动部分可采用单电机或双电机驱动,由电动机通过传动带、传动轮,将动力输送给各传动轴。采用双电机驱动易于实现预置数功能。电机可采用交流或直流电机,由于电机和变压器的重量较大,如采用直流电机配合开关电源,可大大减轻整机重量。

机架组件

实践证明采用冲压力边板效果较好。采用这种设计的好处是机架的左、右边板中相对应精度较高的部份可以采用同一模具一次加工完成,提高了机架的装配精度,降低了成本,也为运动中的钞票得到有效识别提供了所需的定位精度。

电子电路部分

由主控部分、传感器部件、驱灯组件、电源板等组成一个单片机控制的系统,通过多个接口把紫光、磁性、红外穿透、计数信号引入主控器。把正常钞票在正常清点中在各传感器接收到的信号进行统计取样、识别,并寄存起来,作为检测的依据。当清点纸币时,把在各通道接口接收到的信号参数与原寄存起来的信号参数进行比较、判断,若有明显差异时、但立即送出报警信号并截停电机,同时送出对应的信号提示。

 

 

2、功能部分

点钞机的材料环保无毒、不老化、抗摔等特点。点钞机选用优质塑料制成,采用220V标准电压供电,具有语言提式、识别多种货币和多种鉴伪功能组成,适合银行、商场、酒店等场所使用。

根据点钞机的功能可分为全智能型点钞机、半点智能型点钞机和普通型点钞机。

全智能可抓4分之1假钞 半点智能型点钞机和普通型点钞机却不能抓

全智能型点钞机

这种机型功能齐全,适合钱流量大,平均每天可点上十万以上,对第四套人民币要求能区分出来的,全智能点钞机本人又把它分为几类,

全智能A型:即据以上所有功能,特别突出有几点,首先,有(23)金额累加功能。其次有⑷自动面额显示。能区分各种不同面额,同时机器具有提示功能,另外还有冠字号识别功能和联网升级功能。

 

全智能B型:除A型所特有的两项功能。能区分各种不同面额,同时机器具有提示功能。

 

半智能型点钞机

半智能点钞机也分为A,B型。这种机型功能比较齐全,适合钱流量一般,平均每天可点上几万到十万左右,对第四套人民币不要求能区分出来的,其功能如下:

a)半智能A型,半智能A型第一特点为第四套人民币(四个人头)的100元和50元同时过机时不能分辨出来,即第四套100元和50元能混过,不能停机提示,只能识别其真假,其识别真假的能力为全智能点钞机的一半。这一条就可能轻松分辨出你买的点钞机是半智能还是全智能点钞机。第二就是真对第五套人民币(只有毛主席人头)的可显示面额出来,并只能区分第五套人民币的不同面额。

 

b)半智能B型,半智能B型除了不能分辨第四套人民币大小,(只能识别其真假),其二就是不能象A型一样有面额显示。其三只能区分第五套人民币的不同面额。

普通型点钞机

普通型点钞机,就象以前的模拟手机一样,其功能少,质量比半智能和全智能都差。而半智能和全智能点钞的能力就像现下的数字手机一样,功能全,工作稳定。所以普通机的功能少,检测功能也不齐,这样的机器只真对钱流量及少的商品零售店。

 

 

3、辨伪原理

辨伪是通过检测人民币的固有特性来分辨真假。点钞机是机电一体化产品,涉及机械、电、光、磁等多个领域的知识,需要各方面互相配合。

荧光检测

荧光检测的工作原理是针对人民币的纸质进行检测。人民币采用专用纸张制造(含85%以上的优质棉花),假钞通常采用经漂白处理后的普通纸进行制造,经漂白处理后的纸张在紫外线(波长为365nm的蓝光)的照射下会出现荧光反应(在紫外线的激发下衍射出波长为420-460nm的蓝光),人民币则没有荧光反应。所以,用紫外光源对运动钞票进行照射并同时用硅光电池检测钞票的荧光反映,可判别钞票真假。为排除环境光对辨伪的干扰,必须在硅光电池的表面安装一套透过波长与假钞荧光反应波长一致的滤色片。

A、在荧光检测中,需要注意两个问题:1.检测空间的遮光。外界光线进入检测空间会造成误报;2.紫外光源和光电池的防尘。在点钞过程中有大量粉尘,这些粉尘粘附在光源表面会削弱检测信号,造成漏报。

B、对第五版人民币,可同时检测荧光字(无色荧光油墨印刷,用另一硅光电池检测,滤色片的透过波长和真钞荧光反应波长一致)以提高辨伪效果。

磁性检测

磁性检测的工作原理是利用大面额真钞(20、50、100元)的某些部位是用磁性油墨印刷,通过一组磁头对运动钞票的磁性进行检测,通过电路对磁性进行分析,可辨别钞票的真假。

在磁性检测中,要求磁头与钞票摩擦良好。磁头过高则冲击信号大,造成误报;磁头过低则信号弱,造成漏报。通过控制磁头的高度(由加工和装配保证)和在磁头上方装压钞胶轮可满足检测需要。

人民币的磁性检测方法可分为四种:

⑴检测有无磁性。市场上的点钞机多采用此种方法,由于制造容易,故此种方法伪钞辨出率低。

⑵按磁性分布干什么检测磁性。采用两组或三组磁头分路检测磁性,辨伪水平可提高一个档次,市场上部分点钞机采用此种方法。

⑶检测第五版人民币金属丝磁性。当前水平停留在检测有无磁性。根据我们在示波器的观测,金属丝的磁性是很有规律的矩形波,且量值也很准确,由于很难仿制,在磁性检测中如能利用这个特性,将大大提高辨伪水平。

⑷检测第五版人民币横号码磁性。当前水平停留在检测有无磁性。由于横号码是一组带有一定磁性的数字,如对横号码的磁性数量和大小进行检测,辨伪水平可大大提高。

红外穿透检测

红外穿透的工作原理是利用人民币的纸张比较坚固、密度较高以及用凹印技术印刷的油墨厚度较高,因而对红外信号的吸收能力较强来辨别钞票的真假。人民币的纸质特征与假钞的纸质特征有一定的差异,用红外信号对钞票进行穿透检测时,它们对红外信号的吸收能力将会不同,利用这一原理,可以实现辨伪。需要注意的是,油墨的颜色与厚度同样会造成红外穿透能力的差异。因此,必须对红外穿透检测的信号进行数学运算和比较分析。

 

 

激光检测

用一定波长的红外激光照射第五版人民币上的荧光字,会使荧光字产生一定波长的激光,通过对此激光的检测可辨别钞票的真假。由于仿制困难,故用于辨伪很准确。

光谱图像检测

点验钞时,对纸币进行一个波段或两个(含)以上波段独自全幅成像、采集、分析、记录而实现纸币的真伪鉴别,横、纵向分辨率均在25dpi(含)以上,包含紫外图像分析鉴别技术、白光图像分析鉴别技术、红外图像分析鉴别技术、多光谱图像分析鉴别技术等。

 

 

多光谱检测

以不同波长的LED颗粒排列成矩阵(数学术语)_百度百科而成的多光谱光源、透镜阵列、图像传感器单元阵列、控制和信号放大电路以及输入输出接口;多光谱光源和透镜阵列形成光路系统,用于发射光线并将人民币上的反射光聚焦到图像传感器单元阵列上,运用多光谱图像传感器图像分析功能,对钞票进行真伪鉴别。

数字量化检测

使用高速并行AD转换电路,高保真采集信号,对紫外光量化分析,可检测有微弱荧光反应的伪钞;对人民币的磁性油墨进行定量分析;对红外油墨进行定点分析;运用模糊数学理论,将一些边界不清、不容易定量的因素定量化,并建立了安全性能评估的多级评估模型,对钞票进行真伪鉴别。

 

本文摘自http://baike.baidu.com/link?url=Z0ER49PJCkxnLXZIIDnGS92dsOty3TkpFbd8l9W46Msr2t-YWoNRj4WoG_mSNrdDXI27o2ZP9Ee_Y6JQMccjLK&qq-pf-to=pcqq.group

 

消息编辑者为:Forum ADI

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