钱币分类整理机

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1、钱币分类整理机　　公交车钱币的分类整理还存在很多问题，不能达到人工智能的要求。为减轻公交车投币箱中的钱币的分类与整理的工作量，本文提出了此装置。本机械装置的主要功能是针对公交公司的钱币清点状况，自动化分离纸硬币，随后展开纸币且分类，同时对硬币分类、整理。能够最大限度减少公交公司工作人员清点钱币的工作量，减少公交公司运营成本。　　【关键词】钱币分类识别清点整理模块化设计　　1引言　　随着社会的发展，无人售票的公交车成为了主流，因而各种类型的公交车投币整理计数系统也应运而生。就其现状来说，一般情况下，公交车总站进行纸币和硬币的分离、分类计数、整理等都是采用人工清点的方式，因而工作效

2、率低下且人力成本高。因此，为完成钱币的清点工作，公交公司每年都需要耗费大量的人力、财力，而且效果并不令人满意。如何使公交车投币箱完成分类整理钱币便成了核心问题。现行的无人投币系统存在着难以收集钱币，难以对投入钱币的币值自动进行识别和累计等功能。本文就这些问题设计了自动化分离纸硬币，随后展开纸币且分类，同时对硬币分类、整理的装置。以此能够最大限度减少公交公司工作人员清点钱币的工作量，减少公交公司运营成本。　　2装置设计　　本作品旨在对混合的纸硬币进行清分，核心在于对杂乱无章的纸币进行分类整理。应用于公交公司等钱币多、散、杂的场所，其实现功能主要包括纸硬币分离、硬币分类收集、纸币展

3、开、压平、方向整理、分类收集，为实现以上功能，我们设计了功能模块、动力及传动模块和电路控制模块。纸硬币分离模块利用风机和具有导向作用的箱体对钱币进行初步分离，此时硬币由扫币片进行分类规整，纸币由专门设计的处理模块整理。　　2.1纸币处理模块　　该模块工作步骤为纸币逐张输送、纸币展开、面值识别、压平、方向整理和分类收集，主要包括毛刷、刮板、纸币吸附轮、螺旋搓拈轮、图像识别传感器、软皮辊、按压轮、热板、导向斜板和纸币收集箱等结构。　　（1）纸币逐张输送由纸币吸附轮完成，在毛刷和刮板辅助下完成纸币吸附，空心槽一端与真空泵连接，一端封口，开槽处在空心轮内，空心轮上开有5mm的小孔，开孔

4、处带有负压，5mm的小孔保证吸附轮每次吸起一张纸币；　　（2）纸币展开：由两个螺旋搓拈轮、软皮辊和传动送共同作用完成，螺旋搓拈轮由胶皮在搓拈轴上螺旋缠绕而成，由纸币吸附轮逐张吸附的纸币在传动带带动下向前运动，螺旋搓拈轮对纸币进行搓拈展开，软皮辊具有对展开纸币的按压作用，防止其回复原样。　　（3）压平：该步骤由热板和按压轮完成，热板上安装加热器，经查阅，对纸张压平温度为200℃其加热时间最短，效果好且对纸币没有损伤。　　（4）方向整理、分类收集：公交总站钱币一元占大多数，其余面值均较少，故将纸币分为一元和其他两类，由完成，斜板上一块摆动挡板可旋转，图像识别控制导向斜板旋转，形成不

5、同滑道，纸币靠自身重力最终进入斜板末端的收集盒。　　2.2电路控制模块　　自动控制部分，由555定时器制成的方波发生器完成总对所有步进电机的操控，实现纸硬币分离，硬币分拣和纸币分类的功能。下位机芯片STM32F103主要完成了接受传感器的信号并处理对应中断，接受上位机信号并操控舵机的功能。上位机即PC机主要完成了操控USB摄像头完成图像检测识别纸币面值的功能。上位机和下位机之间采用串口通讯协议完成通讯。　　下面对主要硬件部分做介绍　　2.2.1单片机部分　　单片机采用了ST公司的STM32F103VETx系列芯片作为下位机。　　ARM内核芯片较51单片机有着更高的抗干扰性。　　

6、STM32F103系列内部含有8个定时器，此处使用通用定时器3产生PWM信号，以操控舵机的方向旋转。　　2.2.2?t外接近开关部分　　红外接近开关用于检测是否有纸币通过，如果有纸币通过，则会让单片机通过串口发送数据给上位机。此种型号接近开关可以发送红外光，遇到障碍物后反射，即可知道是否有纸币通过。实际运用中将传送带设计为黑色，最大限度吸收光线，阻止光线反射，当有其他颜色钱币通过时，光线被漫反射，即可确定有纸币通过，向上位机发送信息即可。　　2.2.3上位机部分　　上位机部分同时完成了对下位机的操作和对数字图像处理的功能。每当串口接收到数据，上位机即操作USB摄像头拍摄当前画面

7、，并将拍摄的图片进行RGB格式至HSV格式转化，再分别取得H，S，V通道，并且对H通道单独二值化，将绿色对应范围至转化为黑色，其余颜色为白色，通过计算黑色部分面积即可知道是否为绿色的一元纸币。最后将处理结果通过USB串口反馈给下位机，从而驱使下位机操作舵机完成对应的动作。　　3理论设计计算　　设当纸币以一定的速度撞向限位挡板时候，速度与挡板的夹角为。由于挡板的限位作用，纸币在损失一定能量后，会朝某一方向旋转，而根据斜碰定义式中，分别为二物体质量，分别为x和y方向上的夹角，E为损失动能，e为恢