专利名称：多向量分析硬币鉴别模块的制作方法
技术领域：
本发明是一种硬币鉴别设备所使用的配套部件，特别是一种多向量分析硬币鉴别模块。
背景技术：
硬币是一种特殊的货币形式，它的存在更加丰富了人民币的种类。我国发行人民币时，硬币是作为辅币来发行，其占据很大数量，在国际上绝大多数国家也全部或主要使用硬币作为流通辅币。在当前，由于国内对硬币鉴别清分设备的研究和投入出现一个较为真空的区间，导致国内对硬币的鉴别清分装备长期处于一个空白。也因为上述的金融装备技术空白，导致在硬币在流通同时，被不法人员渗入大量的假币扰乱金融秩序。外形仿造得几乎可以以假乱真的假币，令各地金融机构和商业机构头痛不已。多年来也因为这一现状，对相关联的企业造成了巨大的损失。近年来在各大媒体中不断有这类的报道，并且流通市场和各大型媒体不断呼吁希望能有解决这一难题的方案。
发明内容
本发明的目的是为了填补现有技术的空白而发明一种集硬币鉴别、清分、排放、统计于一体的多向量分析硬币鉴别模块。
本发明的目的是按如下的方式来实现的本发明所述的多向量分析硬币鉴别模块，由信号产生电路、信号调理电路、信号测量电路和硬币判别电路四个部分组成；信号产生电路产生正弦波信号，该正弦波信号的振荡频率、振荡幅度和输出阻抗，随所投入的硬币而变化；信号调理电路将信号产生电路输出的正弦波信号整形得到方波门控信号，信号调理电路将方波门控信号传输到信号测量电路；信号测量电路对所输入的方波门控信号进行测量，包括测量信号频率、幅度和门控信号时间，测量得到的数据输入硬币判别电路；硬币判别电路对所输入的数据进行判别后输出硬币的种类和真假。
通过对现在国内广泛流通的硬币作的大量试验发现，对于每一种币值的硬币都有一特征振荡频率范围(fnmin～fnmax)、特征幅度范围(vnmin～vnmax)、通过电感时间(τnmin～τnmax)与之相对应。将这些特征值存入EEPROM中，在鉴别过程中，必然会测到各种硬币包括假币的振荡频率、幅度和通过电感时间，将所测到的特征值与真币的特征值进行比较，如果fnmin≤f≤fnmax、τnmin≤τ≤τnmax、vnmin≤v≤vnmax三式同时成立，则认为被测量的硬币为真币，币值为n；如果不在任何一个范围之中，就认为被测量的是假币。
本发明的积极效果在于其可快速准确地辨别出硬币的真假，为国家和企业挽回经济上的损失
图1是本发明电路方框2是信号产生部分电路3是信号调理部分电路4是信号测量和硬币判别部分电路图具体实施方式
如图1所示，本发明所述的多向量分析硬币鉴别模块，由信号产生电路、信号调理电路、信号测量电路和硬币判别电路四个部分组成；信号产生电路产生正弦波信号，该正弦波信号的振荡频率、振荡幅度和输出阻抗，随所投入的硬币而变化；信号调理电路将信号产生电路输出的正弦波信号整形得到方波门控信号，信号调理电路将方波门控信号传输到信号测量电路；信号测量电路对所输入的方波门控信号进行测量，包括测量信号频率、幅度和门控信号时间，测量得到的数据输入硬币判别电路；硬币判别电路对所输入的数据进行判别后输出硬币的种类和真假。
如图2所示，信号产生电路是整个识别器的核心部分，它是一个电容三点式振荡器。图中的电感L1是一对平行安装的平面电感，两个电感都是8层电路板，大小是28*26mm，当物体经过电感线圈时，振荡频率、振荡幅度和输出阻抗都将发生变化，由于不同面值硬币的大小、材质、厚度、导电率、导磁率的不同，对应的频率、幅度和硬币通过电感的时间也就不同。C01、C02、C03和C04必须选用汤姆逊高精度电容，才能得到频率、幅度稳定的振荡信号，C04容值范围需在990-1010PF之间。
如图3所示，信号调理部分将信号产生部分输出的正弦信号分成两路，一路通过施密特电路CD4069放大100倍整形后得到方波，以便于后续电路测量信号频率；另一路利用运放LM358实现一个比较器，无硬币通过线圈时，信号的幅度在8V以上，比较器输出低电平；当硬币通过线圈时，信号的幅度将降低，比较器输出高电平；硬币离开线圈后，信号的幅度又将恢复到8V以上，比较器又将输出低电平，因此比较器输出的是一个门控信号，门控信号为高电平表示硬币正在通过线圈，后续电路开始测量频率和幅度，同时门控信号的长度也是区分硬币的一个参量。
如图4所示，信号测量部分由可编程CPLD芯片XC95108实现，包括测量信号频率、幅度和门控信号时间，测量得到的数据由单片机AT89C52判别后输出硬币的种类和真假。单片机不断检测门控信号的状态，一旦门控信号为高电平立即通知XC95108开始测量，门控信号为低时停止测量，并从XC95108中读取测量数值。XC95108测量采用等精度测量方法，即根据参考信号和待测信号在相同时间内的计数值的比决定待测信号的参数。AT89C52和XC95108之间采用8位并口通信，AT89C52的P2.0、P2.1和P2.2四个引脚作为地址信号，从而将测量数据分成6次读取。AT89C52的P1.0对应XC95108内部计数器模块的开始/停止信号，P1.1对应XC95108内部计数器模块的清零信号，两个计数器均为22位。
本发明利用改进的电容三点式振荡器产生振荡，当硬币通过电感线圈时，由于涡流的作用，使振荡器振荡频率发生变化，同时，硬币通过电感线圈时会使涡流损耗增加，Q值下降，振荡器的输出阻抗减小，最终导致幅度发生变化，根据频率、幅度的变化来测定硬币通过电感线圈的时间，最后利用AT89C52和XC95108实现对频率、幅度和时间的测量，并同时利用这三个参量区分硬币种类，判断硬币真假。
权利要求
1.一种多向量分析硬币鉴别模块，其特征在于本发明所述的多向量分析硬币鉴别模块，由信号产生电路、信号调理电路、信号测量电路和硬币判别电路四个部分组成；信号产生电路产生正弦波信号，该正弦波信号的振荡频率、振荡幅度和输出阻抗，随所投入的硬币而变化；信号调理电路将信号产生电路输出的正弦波信号整形得到方波门控信号，信号调理电路将方波门控信号传输到信号测量电路；信号测量电路对所输入的方波门控信号进行测量，包括测量信号频率、幅度和门控信号时间，测量得到的数据输入硬币判别电路；硬币判别电路对所输入的数据进行判别后输出硬币的种类和真假。
2.根据权利要求1所述的多向量分析硬币鉴别模块，其特征在于所述信号产生电路是一个电容三点式振荡器，电感L1是一对平行安装的平面电感。
3.根据权利要求2所述的多向量分析硬币鉴别模块，其特征在于C04容值范围需在990-1010PF之间。
4.根据权利要求2所述的多向量分析硬币鉴别模块，其特征在于两个电感都是8层电路板，大小是28*26mm。
5.根据权利要求1所述的多向量分析硬币鉴别模块，其特征在于所述信号调理部分将信号产生部分输出的正弦信号分成两路，一路通过施密特电路CD4069放大100倍整形后得到方波；另一路利用运放LM358实现一个比较器，比较器输出的是一个门控信号。
6.根据权利要求1所述的多向量分析硬币鉴别模块，其特征在于信号测量部分由可编程CPLD芯片XC95108实现，包括测量信号频率、幅度和门控信号时间，测量得到的数据由单片机AT89C52判别后输出硬币的种类和真假。
7.根据权利要求6所述的多向量分析硬币鉴别模块，其特征在于AT89C52和XC95108之间采用8位并口通信，AT89C52的P2.0、P2.1和P2.2四个引脚作为地址信号，从而将测量数据分成6次读取。
8.根据权利要求6所述的多向量分析硬币鉴别模块，其特征在于AT89C52的P1.0对应XC95108内部计数器模块的开始/停止信号，P1.1对应XC95108内部计数器模块的清零信号，两个计数器均为22位。
全文摘要
本发明是一种硬币鉴别设备所使用的配套部件，特别是一种多向量分析硬币鉴别模块，由信号产生电路、信号调理电路、信号测量电路和硬币判别电路四个部分组成；信号产生电路产生正弦波信号，该正弦波信号的振荡频率、振荡幅度和输出阻抗，随所投入的硬币而变化；信号调理电路将信号产生电路输出的正弦波信号整形得到方波门控信号，信号调理电路将方波门控信号传输到信号测量电路；信号测量电路对所输入的方波门控信号进行测量，包括测量信号频率、幅度和门控信号时间，测量得到的数据输入硬币判别电路；硬币判别电路对所输入的数据进行判别后输出硬币的种类和真假。本发明可快速准确地辨别出硬币的真假，为国家和企业挽回经济上的损失。
文档编号G07D7/00GK1979563SQ20051012799
公开日2007年6月13日 申请日期2005年12月9日 优先权日2005年12月9日
发明者蔡宁, 甄文峰 申请人:蔡宁, 甄文峰