专利名称：钞票接受器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种接受器，特别是一种钞票接受器。
背景技术：
随着社会的发展，人们对自助服务和自动化的交易方式需要正随之增长，一些低水平的重复劳动被取代。
自助售卖机，就是一种无需专人看管，由客户自己使用的机器，可以24小时全天侯工作，随时可提供服务，交易过程快捷便利。在地铁站的售票业务，第天数百万的人流量，如果使用手工方式，将会有损地铁的准时优势。若要配置大量人员，将会加高营运成本。从事大量的机械化的简单工作可以通过自助服务彻底改变。
要使广泛使用自助服务的交易方式成为普及，就需要建立可靠的钞票处理环节，包括面额的辨认和防伪的识别。
世界各国为了保障本国的金融体系，都会作出多种措施做防范，尤其是钞票的安全上，承载着多种方式和类型的技术特征。各国的钞票的技术特征不尽相同，而且各有取向。如在安全线上的技术，英国所用的是开窗式安全线，法国研制的是镀铝技术，中国所用的开窗式磁性安全线及欧盟所用的内嵌式磁性安全线等。可见，同一方式上都存在不同技术特征，不可能完全一致。
对于该特征的检测一般只局限于识别磁场是否存在，或者磁场的强度，对纵向入钞的方式时，即安全线垂直于进入方向，可以检测出的信号，其冗余程度就较小，而且只会出现一次，这样需要紧密和高可靠的检测传感器，必要时需要多重传感器检测才可符合预期的效果。无疑会大大地增加成本。
目前磁传感器的检测方式未有较大的发展，就限制了磁检的作用。而且具有磁性特性的钞票的种类为数不多，它不可被眼睛所观测到，因而没有被广泛深入应用。
因此，彩色印刷在钞票的应用上正处于扩大的趋势，符合实际的方向。如新版的美元，从2003年开始，便由原来的单基色向彩色的版面变化，到现在已发行钞票的面额中，有一半是采用彩色版面设计，而每一面额的色彩基调都各不相同，更多的差异化利于区分眼睛视觉感官对这些色彩所产生的反应。但要以此方式检测，达到人类视觉的精度，存在多种困难。首先色度的辨认能力，最小达到1/216的精度才可近似；再则色度的校正并不容易。
对于彩色的检测，可通过包含有全色谱的白光源作为激励信号，然后在不同响应谱线的检测传感器中，分析一组所响应信号的分量，判定彩色的范围。另一方式是通过具有不同谱线的可见光，激励近似人类视觉响应的传感器，通过切换不同色彩的光源，所构成的一组响应信号，也可判定彩色。两种方式都需要进行算法处理，分析不同谱线作为分量，并与标准的红、绿、蓝数值比较，厘定相似程度。取样的区域面积决定样本的数量，面积较大时样本数比较小，因而机器视觉变得模糊，没有充分和具有代表性的样本无法正确区分。面积较小时，如高密度的CCD/CIS检测技术，分辨率可达200-600dpi，分辨率越高成本和处理的复杂程度就更高。作为彩色的检测可有效的识别，作为彩色输出的设备，如喷墨打印机，彩色复印机已达到1200-2400dpi，输出的效果获得较高相似程度，彩色的检测局限了对钞票面额的辨认，未能满足安全的要求。
当采用较低成本方案，使用单一波长的穿透或反射的检测方式，相对于CCD/CIS，分辨率只有4～8dpi，样本数偏低，但可以判定钞票的面额，在防伪上可以提供保障。对于穿透的检测方式，受钞票的流通程度直接影响，由于光线通过钞票的两面，发生3次主要的衰减正面印刷、中间媒介(一般为钞票纸)和背面印刷，当流通时间较长，表面污染、擦损和破坏的程度相应加深，透过的光线的特征将会偏离正常的钞票，容易引致错误判定。虽然反射的检测方式可减小一面变量，不过检测距离的稳定性就成为另一个附加影响，光源的发射强度与检测传感器的辐照度因钞票的位置而不同。当钞票的特征差异不明显时，所检测的效果下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用两个位于上、下层独立工作的CPU，构成对称检测的共轭系统，并可进行双波长同步检测和四波长同步检测，实现对钞票面额辩认和防伪识别的钞票接受器。
本发明的目的可以通过以下措施来达到一种钞票接受器，其特征在于包括两个位于上、下层独立工作的上层中央处理控制电路及下层中央处理控制电路，构成对称检测的共轭系统，上层传感器对钞票的双面进行反射、穿透和吸收检测，得出的信号通过上层阻抗匹配电路送到上层中央处理控制电路，上层中央处理控制电路的输出通过上层光功率控制电路送到上层光源，下层传感器对钞票的双面进行反射、穿透和吸收的检测，得出的信号通过下层阻抗匹配电路送到下层中央处理控制电路，下层中央处理控制电路的输出通过下层光功率控制电路送到下层光源，在上层中央处理控制电路及下层中央处理控制电路上还连接有用于产生同步信号的速度检测电路，在上层中央处理控制电路上连接有一个用于存储钞票数据的存储电路。
本发明的目的还可以通过以下措施来达到上层光源包括红外光与可见红光两种不同的谱线，为双波长同步检测，在钞票的两侧设有八个区域，每一区域分为两层，上层位置设有两种光源及一个传感器，位于钞票的一侧，下层位置也设有两种光源及一个传感器，位于钞票的另一侧，光源与传感器隔离，两种光源位于隔离的同一侧。下层光源包括红外光、红光、绿光及蓝光四种不同的谱线，为四波长同步检测，在钞票的每一侧都装有四种光源及一个下层传感器，下层传感器位于钞票同一侧四种光源的中间位置，即下层传感器的两侧分别有两种光源，且这两种光源必须与下层传感器隔离。上层传感器峰值波长为860nm，光谱响应为400～1100nm。下层传感器的光谱响应为300～1050nm。在上层中央处理控制电路上还连接有面板指示电路。上层中央处理控制电路及下层中央处理控制电路内都设有内置温度检测器。
本发明相比现有技术具有如下优点线路合理，安全可靠，采用两个位于上、下层独立工作的CPU，构成对称检测的共轭系统；并利用双波长同步检测和四波长同步检测，根据所采集的信号进行分析处理，实现对钞票面额的辩认和防伪识别。
图1为本发明的原理方框图；图2为上层传感器及上层阻抗匹配电路的电原理图；图3为下层传感器及下层阻抗匹配电路的电原理图；图4为上层中央处理控制电路、上层光功率控制电路及存贮电路的电原理图；图5为下层中央处理控制电路、下层光功率控制电路及速度检测电路的电原理图；图6为面板指示电路的电原理图。
具体实施例方式
本实用新型下面将结合附图(实施例)作进一步详述参照图1，本实用新型包括两个上、下层独立工作的上层中央处理控制电路1(CPU1)及下层中央处理控制电路2(CPU2)以及其内置的温度检测器、上层传感器3、下层传感器7、上层阻抗匹配电路4、下层阻抗匹配电路8、上层光功率控制电路5、下层光功率控制电路9、上层光源6、下层光源10、速度检测电路11、存储电路12、面板指示电路13等。还包括两种不同的检测方式双波长同步检测和四波长同步检测。双波长同步检测可构成八个区域的双波长检测；四波长同步检测可构成两个区域的四波长检测。
双波长同步检测包括两种不同的谱线，红外光与可见红光作为激励的光源，还包括峰值波长为860nm，光谱响应为400～1100nm的传感器对钞票的双面进行反射、穿透和吸收检测。在钞票的两侧设有八个区域，每一区域分为两层。上层位置设有两种光源及一个传感器、位于钞票的一侧；下层位置也设有两种光源及一个传感器，位于钞票的另一侧；而且光源必须与传感器隔离，两种光源必须位于隔离的同一侧，实现检测共同区域的特征，不需要计算重合。
由于光源本身的谱线区隔，传感器本身已能反映检测的特性，而不存在交叠区间，因此可以建立一个二维度的特征空间。根据不同的钞票的面额和发行年份或版本，都具有不同的特征，如一些区域的油墨，在红光激励得到同样的特征，却在红外光有不同的反应。对表现不吸收的红外油墨的分布，反映一层不同于可见光的隐蔽信息。红光验证印刷的可见光特性，红外光可以检测相应的特性，由两者在同一空间构成的有序组合，再与已测定的数据进行比对、分类，可判定钞票的面额，对检测以外的情况进行区分，可确定钞票的安全性。
四波长同步检测，采用四种不同的谱线，红外光与可见红光、绿光、蓝光作为激励的光源，包括光谱响应为在320-1050nm的传感器，对钞票双面进行反射、穿透和吸收检测。四波长同步检测可构成两个区域的四波长检测，其中一个区域中，四种不同的谱线分别位于钞票的两面，每面各两种，使用投影相同的位置，构成共同区域的特征检测。在钞票同一面的两种光源必须与传感器隔离，位于隔离的同一侧。另外在传感器的另一侧，对称地安置不同的两种光源，构成另一个区域。这样钞票的每一面都具备四种不同光源，而且可同时检测两个区域的特征。由于两个区域的空间位置不同，需要计算重合，构成两组关于四波长的双面检测数据。
由于增加另外的两基色，所测的分量构成彩色的特性，结合红外的分量，对于钞票在印刷、油墨、纸质、水印等多方面作出检测。不仅反映了油墨的光谱反射特性，而且是两面同时的检测，对于高质量的复制也可适合，更主要的是实现了吸收特性的检测。
A＝(S1-F1-R1)+(S2-F2-R2)式中 A 总吸收量S1，S2 激励的光源强度F1，F2 透射量R1，R2 反射量两种检测方式，一方面，消除了因为钞票偏离检测的位置而带来的误差影响，通过两面的单独检测，运用两侧穿透所获得的两组数据，根据数据的特性关系，可确定钞票偏离检测面的程度，从而达到消除其影响的目的。另一方面，由于同一区域的光源，消除分立检测的物理偏差，更准确的反映所在检测区域的特征。
参照图2、图3，由上层的TP1、TP2、TP3、TP4、TP6、TP7、TP8、TP9区域与下层的BP1、BP2、BP3、BP4、BP6、BP7、BP8、BP9区域一一对应，构成八个区域的双波长检测。全部采取对称分布，对于钞票的四个进入方向，均能进行检测。不同特征分布的钞票，只要存在于检测区域，就不存在弃检的区域，八个区域检测已覆盖钞票的85％或以上的面积，具有足够的代表性。
由上层的TP5区域与下层的BP5区域对应，构成两区域的四波长检测。安设于中央位置，同样适合四个进入方向。
一个客观的事实是任何材料都对红外光有选择吸收的特征，即使是单一红外波长辐射下，其吸收的能力都有差异。因此所增加可变驱动电流就能根据钞票的实际需要，调节合适的输出光功率。
参照图4、图5，系统的U1、U2、U3、U4实现对LED光源恒定电流输出和输出电流增益调节。LED正向压降随温度的升高而下降，运用恒定电流输出方法，不受作为负载光源的正向电压变化影响，并且能确保在-40℃～+85℃的环境温度中工作，通道间电流输出的最大差异值精确到＜±3％，因此消除了因温度的变化而改变输出电流的问题。LED光源强度随温度的升高而下降，即使稳定的电流，对于环境的差异，如同在北京合适的LED光源强度到了广州就变弱了，运用电流增益调节方法，控制电流输出达到128级阶梯，对应增益的范围为0.5～1.984，在不同的温度环境，作出适当的电流调节，最终实现对LED光源强度的稳定控制。
图2～图6中，L23、L5为双波长光源，T1为接收传感器组成，位于上层位置；BP1由L32、L14为双波长光源，T12为接收传感器组成，位于下层位置。两组空间对应于钞票的两面，实现一个区域的双波长同步检测。其余七个区域的构成同理。U5B为上层接收传感器T1进行的阻抗匹配，使信号高精度地传送到上层CPUU9处理。U7D为下层的接收传感器T12进行的阻抗匹配，信号传送到下层CPUU10处理。TP5由L56、L27、L57、L9为四波长光源，S3为接收传感器组成，位于上层中央位置。BP5由L58、L36、L59、L18为四波长光源，S4接收传感器组成，位于下层中央位置。两组空间对应于钞票的两面实现四波长同步检测。S3信号传送到上层CPU，S4信号传送到下层CPU。
由于上下两层检测区域的工作方式一致，高度对称使两个CPU可以进行并行实时处理。省却了上下层模似信号和驱动信号的传送，简化连接，提高了整机的抗扰度。S2为速度检测传感器，为U9、U10提供速度的同步信号源，不会受以软件通讯方式的延时影响，实现可靠的同步检测。
CPU之间采用串行异步双工通讯，实现点对点的实时传送。U23为存储器，提供钞票数据、功能代码及状态等信息的存储空间，可以通过CPU间的串行通讯实现资源共享。U11为面板的信息指示提供控制。
权利要求
1.一种钞票接受器，其特征在于包括两个位于上、下层独立工作的上层中央处理控制电路(1)及下层中央处理控制电路(2)，构成对称检测的共轭系统，上层传感器(3)对钞票的双面进行反射、穿透和吸收检测，得出的信号通过上层阻抗匹配电路(4)送到上层中央处理控制电路(1)，上层中央处理控制电路(1)的输出通过上层光功率控制电路(5)送到上层光源(6)，下层传感器(7)对钞票的双面进行反射、穿透和吸收的检测，得出的信号通过下层阻抗匹配电路(8)送到下层中央处理控制电路(2)，下层中央处理控制电路(2)的输出通过下层光功率控制电路(9)送到下层光源(10)，在上层中央处理控制电路(1)及下层中央处理控制电路(2)上还连接有用于产生同步信号的速度检测电路(11)，在上层中央处理控制电路(1)上连接有一个用于存储钞票数据的存储电路(12)。
2.根据权利要求1所述的钞票接受器，其特征在于上层光源(6)包括红外光与可见红光两种不同的谱线，为双波长同步检测，在钞票的两侧设有八个区域，每一区域分为两层，上层位置设有两种光源及一个传感器，位于钞票的一侧，下层位置也设有两种光源及一个传感器，位于钞票的另一侧，光源与传感器隔离，两种光源位于隔离的同一侧。
3.根据权利要求1所述的钞票接受器，其特征在于下层光源(10)包括红外光、红光、绿光及蓝光四种不同的谱线，为四波长同步检测，在钞票的每一侧都装有四种光源及一个下层传感器(7)，下层传感器(7)位于钞票同一侧四种光源的中间位置，即下层传感器(7)的两侧分别有两种光源，且这两种光源必须与下层传感器(7)隔离。
4.根据权利要求1所述的钞票接受器，其特征在于上层传感器(3)峰值波长为860nm，光谱响应为400～1100nm。
5.根据权利要求1所述的钞票接受器，其特征在于下层传感器(7)的光谱响应为300～1050nm。
6.根据权利要求1所述的钞票接受器，其特征在于在上层中央处理控制电路(1)上还连接有面板指示电路(13)。
7.根据权利要求1所述的钞票接受器，其特征在于上层中央处理控制电路(1)及下层中央处理控制电路(2)内都设有内置温度检测器。
全文摘要
一种钞票接受器，其特征在于包括两个位于上、下层独立工作的上层中央处理控制电路及下层中央处理控制电路，构成对称检测的共轭系统，上层传感器对钞票的双面进行反射、穿透和吸收检测，得出的信号通过上层阻抗匹配电路送到上层中央处理控制电路，上层中央处理控制电路的输出通过上层光功率控制电路送到上层光源，下层传感器对钞票的双面进行反射、穿透和吸收的检测，得出的信号通过下层阻抗匹配电路送到下层中央处理控制电路，下层中央处理控制电路的输出通过下层光功率控制电路送到下层光源，在上层中央处理控制电路及下层中央处理控制电路上还连接有用于产生同步信号的速度检测电路，在上层中央处理控制电路上连接有一个用于存储钞票数据的存储电路。本发明采用两个位于上、下层独立工作的CPU，构成对称检测的共轭系统，并可进行双波长同步检测和四波长同步检测，实现对钞票面额辨认和防伪识别。
文档编号G07D11/00GK1851758SQ20061003559
公开日2006年10月25日 申请日期2006年5月25日 优先权日2006年5月25日
发明者何宇斌 申请人:何宇斌