專(zhuān)利名稱(chēng)：投幣箱及其紙幣、硬幣識(shí)別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專(zhuān)利提出了一種能夠?qū)Σ煌嬷档挠矌胚M(jìn)行分類(lèi)計(jì)數(shù)和總值累計(jì)的機(jī)械電子裝置，特別是能夠識(shí)別市面上常見(jiàn)的硬幣假幣，將其剔除出來(lái)，并給出語(yǔ)音提示；此外，本裝置還能檢查紙幣是否殘缺。本發(fā)明可用于公交系統(tǒng)的無(wú)人售票裝置，或其他自動(dòng)售賣(mài)裝置。
2、背景技術(shù)無(wú)人售票公交汽車(chē)一般采用僅有一透明觀察窗的投幣箱，乘客投幣時(shí)，司機(jī)通過(guò)觀察窗判斷是否投夠票額，以及是否有假幣、殘幣。當(dāng)乘客較多，或投幣數(shù)量較多時(shí)，司機(jī)較難注意到投幣的每一個(gè)細(xì)節(jié)，無(wú)法避免收到假幣、殘幣。目前，這一問(wèn)題已嚴(yán)重影響了公交公司的經(jīng)濟(jì)效益。
據(jù)已有文獻(xiàn)，現(xiàn)有的硬幣分揀和檢偽技術(shù)，其鑒別裝置主要采用兩種方法一種是用光照射通過(guò)幣道的硬幣表面，通過(guò)接收來(lái)自硬幣表面的反射光并生成硬幣的圖案特征數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)圖像處理進(jìn)行硬幣鑒別；另一種方法是用振蕩線圈在硬幣通過(guò)的幣道上產(chǎn)生電磁場(chǎng)，硬幣通過(guò)時(shí)體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生渦電流，通過(guò)硬幣中產(chǎn)生的渦電流與振蕩線圈互感，引起電路電感量的變化進(jìn)行硬幣鑒別。前一種鑒別方法精度高，但成本高；后一種方法成本低，但誤判率高。
本發(fā)明的目的，就是改進(jìn)已有的鑒別方法，提高性?xún)r(jià)比，并將其應(yīng)用于無(wú)人售票汽車(chē)的投幣箱，或自動(dòng)售賣(mài)機(jī)中，用于硬幣的檢偽和計(jì)數(shù)；同時(shí)，采用雙滾輪的方法將殘缺的紙幣展示出來(lái)，避免少數(shù)乘客的惡意行為。
3、發(fā)明內(nèi)容乘客在乘車(chē)時(shí)，會(huì)使用紙幣或硬幣，紙幣是紙質(zhì)的，面積大，但其能夠折疊，容易掩蓋自身的殘缺；硬幣是金屬的，面積小，而且面值多，短時(shí)間不容易看清楚。本發(fā)明針對(duì)紙幣和硬幣的不同材質(zhì)，將兩者的投幣口分開(kāi)，采用不同的方法來(lái)檢測(cè)。
當(dāng)紙幣投入紙幣入口之后，首先經(jīng)過(guò)一對(duì)滾輪，滾輪的間距可調(diào)節(jié)，適應(yīng)不同的幣種。滾輪在電機(jī)的作用下緩慢旋轉(zhuǎn)，通過(guò)摩擦將對(duì)折疊在一起的紙幣搓開(kāi)，展成一張整錢(qián)，通過(guò)投幣箱上的透明窗口同時(shí)呈現(xiàn)在司機(jī)和乘客面前，防止殘幣和假紙幣的投入。
當(dāng)硬幣投入硬幣入口時(shí)，在硬幣通道上放置有高低兩個(gè)渦流傳感器，用于采集硬幣通過(guò)時(shí)內(nèi)部渦流耦合到線圈里的信號(hào)；利用數(shù)字信號(hào)處理的方法，對(duì)硬幣通過(guò)傳感器的過(guò)程中采集到的信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，確定硬幣通過(guò)時(shí)所產(chǎn)生的頻率變化。由于硬幣的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、直徑和厚度不同，都會(huì)對(duì)高頻信號(hào)的頻率產(chǎn)生獨(dú)特的影響，綜合起來(lái)就可以知道通過(guò)幣道的是哪種幣值的硬幣和是否有假幣。實(shí)際使用時(shí)，通過(guò)一種稱(chēng)為“學(xué)習(xí)”的過(guò)程，預(yù)先讓信號(hào)處理器記住現(xiàn)有面值硬幣的特征頻譜，將硬幣通過(guò)時(shí)所獲得的頻譜信號(hào)與存儲(chǔ)的特征信號(hào)相比較，確定通過(guò)幣道的硬幣的真?zhèn)巍？紤]到由于表面粗糙度、油污等對(duì)探測(cè)信號(hào)的微小影響，特設(shè)置恰當(dāng)?shù)念l率范圍，在此范圍之內(nèi)均視為真幣；范圍之外的視為假幣。判斷完真假之后，真幣順利通過(guò)檢測(cè)口，并在相應(yīng)的幣值上計(jì)數(shù)，分別將投幣值和所收總票值顯示出來(lái)；當(dāng)發(fā)現(xiàn)假幣后，處理器發(fā)出指令，通過(guò)電磁鐵的動(dòng)作將假幣打下幣道，落入假幣槽中，并通過(guò)聲音提示司機(jī)和乘客，此時(shí)不產(chǎn)生計(jì)數(shù)。
本投幣箱的傳感器為采用高穩(wěn)定度的振蕩器產(chǎn)生單一頻率信號(hào)的高頻線圈，通過(guò)高頻線圈在硬幣中產(chǎn)生渦流，改變周?chē)碾姶艌?chǎng)，進(jìn)而影響線圈中高頻信號(hào)的頻率。數(shù)字信號(hào)處理芯片采用快速傅立葉變換算法對(duì)渦流式電感傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行頻譜分析。采用信號(hào)的頻譜分析，硬幣特征值之間的差別較大，容易區(qū)分，也容易濾除各種干擾噪聲，精度高。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是不同面值、不同材質(zhì)、不同版本、國(guó)內(nèi)外硬幣的典型特征值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器，區(qū)分不同國(guó)家的硬幣時(shí)，只要改變這些參數(shù)即可，無(wú)需對(duì)投幣箱進(jìn)行其他調(diào)整，簡(jiǎn)單方便，適應(yīng)性廣。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。其中1為投幣箱外殼，下接現(xiàn)在無(wú)人售票車(chē)使用的硬幣箱，硬幣經(jīng)過(guò)檢偽計(jì)數(shù)進(jìn)入下部的硬幣箱，2為紙幣投幣口，3為折疊紙幣搓開(kāi)機(jī)構(gòu)，4為可視窗口，5為數(shù)碼顯示窗口，6為硬幣投幣口，7為剔除硬幣中假幣的電磁鐵，8為檢偽計(jì)數(shù)電感線圈固定支架，9為硬幣滾動(dòng)的幣道，10為語(yǔ)音提示小喇叭，11為剔除的假幣存放盒。
圖2是投幣箱的電路原理圖。12為投幣箱電路的電源，13為數(shù)字信號(hào)處理芯片，14為假幣剔除執(zhí)行電路，15為高穩(wěn)定振蕩電路，提供高頻振蕩電磁場(chǎng)，16為電感線圈，提供電磁場(chǎng)，并感應(yīng)硬幣渦流產(chǎn)生的變化，17為待檢測(cè)硬幣(動(dòng)態(tài)檢測(cè))，18為頻率/電壓變換器，19為光電檢測(cè)電路，20為疊幣搓開(kāi)馬達(dá)電路，21為語(yǔ)音提示電路，22為數(shù)碼顯示電路。
具體實(shí)施方式
當(dāng)乘客使用紙幣時(shí)，從紙幣投入口2將紙幣投入，光電檢測(cè)電路19檢測(cè)到有紙幣進(jìn)入，處理芯片13發(fā)出指令，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)20開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)疊幣搓開(kāi)機(jī)構(gòu)3---兩滾輪作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，將折疊在一起的紙幣搓開(kāi)，通過(guò)可視窗口4展現(xiàn)在司機(jī)和乘客眼前。
當(dāng)乘客使用硬幣時(shí)，將硬幣17從硬幣投幣口5投入，在自身重力的作用下延傾斜的幣道9向下滾。固定支架8上固定有電感線圈16，其自身為高穩(wěn)定振蕩電路15的一部分；硬幣通過(guò)時(shí)引起得振蕩頻率的變化被電壓/頻率變換器18轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，送入數(shù)字信號(hào)處理芯片13中進(jìn)行采樣處理，采用快速傅立葉變換算法確定硬幣17通過(guò)時(shí)引起的頻率變化。在正式使用之前，選用標(biāo)準(zhǔn)的一元、五角和一角的硬幣，通過(guò)上訴方法確定各自特征的頻率變化，并存儲(chǔ)在信號(hào)處理芯片中。在使用的過(guò)程中，信號(hào)處理芯片13將實(shí)際檢測(cè)到的頻率變化和三類(lèi)特征頻譜相比較如果符合特征頻率范圍，則信號(hào)處理芯片13將相應(yīng)的幣值相加，并通過(guò)數(shù)碼顯示窗口5顯示出來(lái)---可分每個(gè)人的投幣數(shù)和已收票款總數(shù)一并顯示，與此同時(shí)，硬幣通過(guò)幣道進(jìn)入硬幣箱；如果不符合所有的特征頻率，則信號(hào)處理芯片13判斷為假幣，發(fā)出指令給假幣剔除執(zhí)行電路14，該電路驅(qū)動(dòng)電磁鐵7動(dòng)作，將假幣從幣道上打下來(lái)，落入假幣盒11中，與此同時(shí)，語(yǔ)音提示電路21發(fā)出聲音，提示乘客請(qǐng)重投。
權(quán)利要求
1.一種可用于無(wú)人售票車(chē)上的投幣箱，由硬幣、紙幣兩套檢測(cè)機(jī)構(gòu)和數(shù)字信號(hào)處理器構(gòu)成。其特征是針對(duì)硬幣和紙幣的不同情況，分別采用兩套獨(dú)立的檢測(cè)機(jī)構(gòu)剔除假幣和殘幣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投幣箱，其特征是采用兩個(gè)由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的滾輪，將折疊的紙幣展開(kāi)，以利于司機(jī)確認(rèn)是否是殘幣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投幣箱，其特征是采用數(shù)字信號(hào)處理芯片，以及快速傅立葉變換的方法對(duì)渦流式電感傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行頻譜分析的方法，根據(jù)不同硬幣的頻譜特征進(jìn)行硬幣的檢偽和計(jì)數(shù)。
全文摘要
一種可用于無(wú)人售票車(chē)上的投幣箱，由硬幣、紙幣兩套檢測(cè)機(jī)構(gòu)和數(shù)字信號(hào)處理器構(gòu)成。當(dāng)紙幣從紙幣投入口投入時(shí)，兩滾輪作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，將折疊在一起的紙幣搓開(kāi)，通過(guò)可視窗口展現(xiàn)在司機(jī)和乘客眼前，避免殘幣被投入。而當(dāng)硬幣從硬幣口投入時(shí)，通過(guò)渦流傳感器采集硬幣通過(guò)時(shí)高頻線圈的頻率變化，采用快速傅立葉變換算法確定此頻率變化；然后通過(guò)與真幣的特征頻率相比較，確定通過(guò)的硬幣是否是真幣，以及真幣的幣值；真幣計(jì)入所收票額總數(shù)，假幣則被剔除。
文檔編號(hào)G07D13/00GK1855153SQ20051002520
公開(kāi)日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2005年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月19日
發(fā)明者李紅信, 易中, 馬斌 申請(qǐng)人:上海施格機(jī)電科技有限公司