纸币面额和币种识别装置及点钞机的制作方法

本实用新型涉及验钞及点钞领域，特别涉及一种纸币面额识别装置、币种识别装置，以及采用该面额识别装置和币种识别装置的点钞机。

背景技术：

目前市场上，除具有接触式图像扫描传感器(CIS传感器)的点钞机外，没有可同时兼容多国货币的点钞机产品，而带有CIS传感器的点钞机结构复杂，维护困难，成本高昂，造成可准确识别面额且判断真伪的点钞机难以在民用市场大范围应用，导致诸多不便。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种纸币面额和币种识别装置及点钞机，该点钞机可靠性好，而且比采用CIS传感器的点钞机成本低。

为达上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种纸币面额识别装置，所述纸币面额识别装置包括：

用于采集纸币的颜色数据的第一传感器；

用于采集纸币的尺寸数据的第二传感器；

用于采集纸币的磁性编码数据的第三传感器；以及

数据处理装置，与所述第一至第三传感器连接，用于将采集到的纸币的颜色数据、尺寸数据和磁性编码数据三种数据与相应的对照表比对获取对应的三种面额数据，进而对获取的三种面额数据进行逻辑运算得到纸币面额。

优选地，在上述纸币面额识别装置中，所述第二传感器包括光学传感器阵列，所述光学传感器阵列沿纸币的长度方向排列。

优选地，在上述纸币面额识别装置中，所述第二传感器还包括用于统计纸币经过所述光学传感器阵列的时间的计时装置，以及用于将纸币遮挡光源的时间和纸币传输速度进行运算获取纸币宽度数据的运算装置。

一种纸币币种识别装置，所述纸币币种识别装置包括：

用于采集纸币的颜色数据的第一传感器；

用于采集纸币的尺寸数据的第二传感器；

用于采集纸币的磁性编码数据的第三传感器；以及

数据处理装置，与所述第一至第三传感器连接，用于将采集到的纸币的颜色数据、尺寸数据和磁性编码数据三种数据与相应的对照表比对获取对应的三种币种数据，进而对获取的三种币种数据进行逻辑运算得到纸币币种。

优选地，在上述纸币币种识别装置中，所述第二传感器包括光学传感器阵列，所述光学传感器阵列沿纸币的长度方向排列。

优选地，在上述纸币币种识别装置中，所述第二传感器还包括用于统计纸币经过所述光学传感器阵列的时间的计时装置，以及用于将纸币遮挡光源的时间和纸币传输速度进行运算获取纸币宽度数据的运算装置。

一种点钞机，所述点钞机包括：点钞机本体，设置在点钞机本体的传感器以及数据处理装置，其中，所述传感器包括：用于采集纸币的颜色数据的第一传感器；用于采集纸币的尺寸数据的第二传感器；以及用于采集纸币的磁性编码数据的第三传感器；所述数据处理装置与所述第一至第三传感器连接，用于：将采集到的纸币的颜色数据、尺寸数据和磁性编码数据三种数据与相应的对照表比对获取对应的三种币种数据和三种面额数据，进而对获取的三种币种数据进行逻辑运算得到纸币币种以及对获取的三种面额数据进行逻辑运算得到纸币面额；以及用于根据相应传感器采集的相应数据与相应标准值比较、将比较结果进行逻辑运算获取纸币真伪。

优选地，在上述的点钞机中，所述第二传感器包括光学传感器阵列，所述光学传感器阵列沿纸币的长度方向排列。

优选地，在上述的点钞机中，所述第二传感器还包括用于统计纸币经过所述光学传感器阵列的时间的计时装置，以及用于将纸币遮挡光源的时间和纸币传输速度进行运算获取纸币宽度数据的运算装置。

优选地，在上述的点钞机中，所述点钞机还包括用于采集纸币荧光反应数据的第四传感器，所述数据处理装置还与所述第四传感器连接，用于将采集的纸币的荧光反应数据与相应标准值比较、将比较结果与其它数据比较结果进行逻辑运算获取纸币真伪。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

由于综合了颜色数据、尺寸数据(包括长度数据和面积数据)和磁性编码数据来计算纸币的面额和真伪，具有较高的可靠性。同时，相对于专业的图像扫描传感器(CIS传感器)，颜色检测传感器、光学传感器阵列和磁性传感器价格便宜，保证了点钞机具有较低的成本，能够适用于民用市场。

附图说明

图1为第一实施例纸币面额识别装置的原理框图；

图2为第二实施例纸币币种识别装置的原理框图；

图3为第三实施例点钞机的原理框图；

图4为点钞机的数据处理装置的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

第一实施例：纸币面额识别装置。

参照图1，本纸币面额识别装置包括：用于采集纸币的颜色数据的第一传感器1；用于采集纸币的尺寸数据的第二传感器2；用于采集纸币的磁性编码数据的第三传感器3；以及数据处理装置5。还包括显示屏6和喇叭7，用于输出相应信息。

数据处理装置5与所述第一至第三传感器连接，用于将采集到的纸币的颜色数据、尺寸数据和磁性编码数据三种数据与相应的对照表比对获取对应的三种面额数据，进而对获取的三种面额数据进行逻辑运算得到纸币面额。

第二传感器2包括光学传感器阵列，所述光学传感器阵列沿纸币的长度方向排列。所述光学传感器阵列包括相对设置的光学发生器(光源)和光学感应器。

在某些更具体实施例中，尺寸数据为长度数据。该长度数据通过光学传感器阵列即可直接获得。其原理是利用纸币从光学传感器阵列的光学发生器和光学感应器之间通过时，会遮挡光源，阻断光线，根据光学传感器阵列被遮挡部分的大小即可获得该纸币的长度数据。

在另一些更具体实施例中，尺寸数据包括长度数据和面积数据。具体采集纸币尺寸数据的方法包括以下步骤：用光学传感器阵列采集纸币的长度数据；统计纸币遮挡光源(可以是上述的光学发生器，也可以是设置在纸币传送通道的其它光源)的时间；用纸币遮挡光源的时间和纸币传输速度计算纸币的宽度数据；进而用所述长度数据和所述宽度数据计算纸币的面积数据。因此，可以在用于采集纸币的尺寸数据的第二传感器2中包括用于统计纸币经过所述光学传感器阵列的时间的计时装置，以及用于将纸币遮挡光源的时间和纸币传输速度进行运算获取纸币宽度数据的运算装置，以此来获得纸币的面积数据。也可以运用独立的计时装置和运算装置来获到纸币的宽度数据、进而结合前述获得的长度数据获取面积数据。

第一传感器1采用颜色检测传感器，根据需要可以用一颗或者多颗颜色检测传感器来采集纸币颜色。第三传感器3采用磁性传感器。

数据处理装置5分别用所述颜色数据、尺寸数据和磁性编码数据从相应的对照表获取面额数据。这里的对照表包括：颜色‐面额对照表，尺寸‐面额对照表，磁性特征‐面额对照表。其中，尺寸‐面额对照表包括长度‐面额对照表和面积‐面额对照表两种中的至少一种。然后对根据颜色数据、尺寸数据和磁性编码数据分别获得的多个面额数据进行逻辑运算，输出所述纸币的面额。在具体的实施过程中，根据可靠性要求，可以设置所述逻辑运算为：三种或四种面额数据中的至少两种面额数据或至少三种面额数据相同时，将该面额数据作为纸币的面额；或者仅全部面额数据相同时，才将该面额数据作为纸币的面额。

上述面额识别装置充分利用了不同面额纸币表面颜色不同，面积不同，长度不同，以及磁性编码特征不同的特点，通过特征采集及运算，自动化地获得纸币的面额，具有识别快速、可靠和成本低的优点。

第二实施例：纸币币种识别装置。

参照图2，本纸币币种识别装置包括：用于采集纸币的颜色数据的第一传感器1；用于采集纸币的尺寸数据的第二传感器2；用于采集纸币的磁性编码数据的第三传感器3；以及数据处理装置5。还包括显示屏6和喇叭7，用于输出相应信息。

数据处理装置5与所述第一至第三传感器连接，用于将采集到的纸币的颜色数据、尺寸数据和磁性编码数据三种数据与相应的对照表比对获取对应的三种币种数据，进而对获取的三种币种数据进行逻辑运算得到纸币币种。

第二传感器2包括光学传感器阵列，所述光学传感器阵列沿纸币的长度方向排列。所述光学传感器阵列包括相对设置的光学发生器(光源)和光学感应器。

在某些更具体实施例中，尺寸数据为长度数据。该长度数据通过光学传感器阵列即可直接获得。其原理是利用纸币从光学传感器阵列的光学发生器和光学感应器之间通过时，会遮挡光源，阻断光线，根据光学传感器阵列被遮挡部分的大小即可获得该纸币的长度数据。

在另一些更具体实施例中，尺寸数据包括长度数据和面积数据。具体采集纸币尺寸数据的方法包括以下步骤：用光学传感器阵列采集纸币的长度数据；统计纸币遮挡光源(可以是上述的光学发生器，也可以是设置在纸币传送通道的其它光源)的时间；用纸币遮挡光源的时间和纸币传输速度计算纸币的宽度数据；进而用所述长度数据和所述宽度数据计算纸币的面积数据。因此，可以在用于采集纸币的尺寸数据的第二传感器2中包括用于统计纸币经过所述光学传感器阵列的时间的计时装置，以及用于将纸币遮挡光源的时间和纸币传输速度进行运算获取纸币宽度数据的运算装置，以此来获得纸币的面积数据。也可以运用独立的计时装置和运算装置来获到纸币的宽度数据、进而结合前述获得的长度数据获取面积数据。

第一传感器1采用颜色检测传感器，根据需要可以用一颗或者多颗颜色检测传感器来采集纸币颜色。第三传感器3采用磁性传感器。

数据处理装置5分别用所述颜色数据、尺寸数据和磁性编码数据从相应的对照表获取币种数据。这里的对照表包括：颜色‐币种对照表，尺寸‐币种对照表，磁性特征‐币种对照表。其中，尺寸‐币种对照表包括长度‐币种对照表和面积‐币种对照表两种中的至少一种。然后对根据颜色数据、尺寸数据和磁性编码数据分别获得的多个币种数据进行逻辑运算，输出所述纸币的币种。在具体的实施过程中，根据可靠性要求，可以设置所述逻辑运算为：三种或四种币种数据中的至少两种币种数据或至少三种币种数据相同时，将该币种数据作为纸币的币种；或者仅全部币种数据相同时，才将该币种数据作为纸币的币种。

上述币种识别装置充分利用了不同币种纸币表面颜色不同，面积不同，长度不同，以及磁性编码特征不同的特点，通过特征采集及运算，自动化地获得纸币的币种，具有识别快速、可靠和成本低的优点。

第三实施例：点钞机。

参照图3，本点钞机包括：点钞机本体，设置在点钞机本体的传感器以及数据处理装置5，所述传感器包括：用于采集纸币的颜色数据的第一传感器1；用于采集纸币的尺寸数据的第二传感器2；以及用于采集纸币的磁性编码数据的第三传感器3。还包括显示屏6和喇叭7，用于输出相应信息。

由于不同币种的纸币、以及同一币种不同面额的纸币其表面颜色不相同，因此通过颜色传感器(第一传感器1)获取纸币表面颜色可以辨别币种和面额。更具体的实施例中在纸币传送通道设置有一个或多个颜色传感器来获取纸币表面的颜色。

不同币种的纸币、以及同一币种不同面额的纸币其尺寸(长度、宽度中的至少一种)也不相同，因此通过比对纸币尺寸可以辨别币种和面额。通过沿纸币传送通道的宽度方向(也即纸币的长度方向)布置光学传感器阵列，光学传感器阵列包括在通道上下两侧相对地布置的多个光学发生器(光源)和多个光学感应器(光敏元件)，可以获取纸币的长度数据。而利用纸币遮挡光源的时间和纸币传输速度可以计算出纸币的宽度数据，进一步用所述长度数据和所述宽度数据即可计算纸币的面积数据。

同样，不同币种的纸币、以及同一币种不同面额的磁性编码数据也不同，因此通过磁性传感器(第三传感器3)获取纸币的磁性编码数据可以辨别币种和面额。

参照图4，本点钞机的所述数据处理装置5包括:用采集到的颜色数据从颜色‐面额对照表获取第一面额数据的第一面额数据获取模块501；用采集到的尺寸数据从尺寸‐面额对照表获取第二面额数据的第二面额数据获取模块502；用采集到的磁性编码数据从磁性特征‐面额对照表获取第三面额数据的第三面额数据获取模块503；用所述第一面额数据、第二面额数据和第三面额数据进行逻辑运算获取所述纸币的面额的第一逻辑运算模块504；用计数传感器输出的数据与第一逻辑运算模块输出的面额计算总金额的第二运算模块505；用采集到的颜色数据从颜色‐币种对照表获取第一币种数据的第一币种数据获取模块506；用采集到的尺寸数据从尺寸‐币种对照表获取第二币种数据的第二币种数据获取模块507；用采集到的磁性编码数据从磁性特征‐币种对照表获取第三币种数据的第三币种数据获取模块508；用所述第一币种数据、第二币种数据和第三币种数据进行逻辑运算获取所述纸币的币种的第三逻辑运算模块509；以及用于根据相应传感器采集的相应数据与相应标准值比较、将比较结果进行逻辑运算获取纸币真伪的第四运算模块510。

当所述尺寸数据包括长度数据和面积数据时；所述数据处理装置5进一步还包括：统计光源被纸币连续遮挡时间的计时模块；用计时模块的输出值与纸币传输速度计算纸币宽度数据的第五运算模块511；以及用所述长度数据和所述宽度数据计算纸币面积数据的第六运算模块512。

在一些较佳的实施例中，利用尺寸数据、水印数据、光学穿透特征数据和磁性编码数据综合判断纸币的真伪，即第四运算模块510中所述的相应数据包括尺寸数据、水印数据、光学穿透特征数据和磁性编码数据。其中尺寸数据、水印数据、光学穿透特征数据可以通过上述光学传感器阵列(第二传感器2)获得，磁性编码数据通过上述第三传感器3(磁性传感器)获得。所述光学穿透特征数据是纸币经过光学传感器阵列的过程中光学传感器阵列的输出电压的波动数据，其检测原理是：当光线穿透纸币时因油墨材质不同，穿透后光线强弱不同，导致光学传感器输出的电压不同。

在一些更佳的实施例中，第四运算模块510中所述的相应数据进一步还包括荧光反应数据，第四运算模块中所述的相应传感器还包括用于采集纸币荧光反应数据的第四传感器4。纸币经过第四传感器(紫外传感器)4可获得对应荧光反应电压数据。

根据对可靠性要求，第四运算模块510中的逻辑运算可以设定为尺寸数据、水印数据、光学穿透特征数据、磁性编码数据和荧光反应数据五种数据比对中，三种或三种以上数据相吻合判定为真币。要求可靠性更高的，逻辑运算规则设计为五种数据比对中四种吻合、甚至全部吻合才判定为真币。

本实用新型中所述光学发生器可以是白光、红外光、紫外光或其它的光学发生器，光学感应器是与光学发生器相对应的白光、红外光、紫外光或其它的光学感应器。各传感器在纸币传送通道的位置可以根据点钞机所适应币种的各检测特征的分布情况来设计。

上述通过具体实施例对本实用新型进行了详细的说明，这些详细的说明仅仅限于帮助本领域技术人员理解本实用新型的内容，并不能理解为对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员在本实用新型构思下对上述方案进行的各种润饰、等效变换等均应包含在本实用新型的保护范围内。