一種紙幣厚度檢測(cè)裝置及其校準(zhǔn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動(dòng)取款機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種自動(dòng)取款機(jī)中紙幣厚度檢測(cè)裝置及檢測(cè)閾值確定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]紙幣在人們?nèi)粘；顒?dòng)流通的過(guò)程中，容易受到磨損，人們一般會(huì)將破損的紙幣用膠帶進(jìn)行粘貼后繼續(xù)使用，同時(shí)紙幣在ATM中高速運(yùn)行處理中常有重張發(fā)生，影響紙幣過(guò)鈔時(shí)對(duì)紙幣的計(jì)數(shù)，金融部門(mén)在對(duì)紙幣處理時(shí)都要將帶膠帶的紙幣或重張的紙幣準(zhǔn)確、有效的區(qū)分開(kāi)來(lái)。在對(duì)帶膠帶的紙幣或重張的紙幣進(jìn)行區(qū)分時(shí)，需要在紙幣高速運(yùn)行過(guò)程中在紙幣運(yùn)行的通道中設(shè)置紙幣厚度檢測(cè)裝置，通過(guò)該紙幣厚度檢測(cè)裝置可以對(duì)高速運(yùn)行的紙幣厚度進(jìn)行檢測(cè)，然后通過(guò)檢測(cè)值判斷紙幣是否是帶膠帶的紙幣或重張。目前，ATM機(jī)中的紙幣厚度檢測(cè)裝置一般采用接觸式檢測(cè)裝置，它是在低幣水平運(yùn)動(dòng)時(shí)，在紙幣運(yùn)行通道的上下各利用一個(gè)壓輪相互擠壓，然后對(duì)壓輪之間的距離進(jìn)行測(cè)量，以測(cè)量出經(jīng)過(guò)其中的紙幣的厚度，這種方式的紙幣厚度檢測(cè)裝置能夠檢測(cè)出紙幣的大概厚度，但這樣的裝置具有如下不足:
[0003]1、向相互擠壓的兩個(gè)壓輪施加的壓力對(duì)檢測(cè)紙幣的厚度有影響，在檢測(cè)過(guò)程中不好調(diào)節(jié)。
[0004]2、紙幣經(jīng)過(guò)兩個(gè)壓輪之間時(shí)，運(yùn)行速度受到影響，這樣的檢測(cè)裝置在要求紙幣高速運(yùn)行的裝置中不適用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種檢驗(yàn)紙幣厚度的檢測(cè)機(jī)構(gòu)和對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行校驗(yàn)的方法，判斷檢測(cè)紙幣重張(紙幣膠帶)的傳感器通道的好壞并給通道內(nèi)傳感器調(diào)試提供方便，也為緩解由于人為的移動(dòng)，機(jī)械的震蕩等引起的微小變化導(dǎo)致的通道傳感器變化使厚度檢測(cè)裝置重張、膠帶檢測(cè)的誤判率和漏檢率的提高，同時(shí)也為對(duì)紙幣厚度檢測(cè)裝置初始化，為厚度檢測(cè)提供數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種紙幣厚度檢測(cè)裝置，包括超聲波厚度檢測(cè)模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、可編程門(mén)陣列、主處理模塊；所述的超聲波厚度檢測(cè)模塊包括超聲波發(fā)射管、超聲波接收管、驅(qū)動(dòng)模塊、取樣模塊；所述的超聲波發(fā)射管和超聲波接收管成對(duì)設(shè)置在紙幣運(yùn)行的通道垂直兩側(cè)，所述的超聲波發(fā)射管由多個(gè)超聲波發(fā)射器“一字型”排列而成，向外發(fā)射列狀縱向超聲波；所述的超聲波接收管由多個(gè)超聲波接收器“一字型”排列而成，用于接收超聲波發(fā)射管發(fā)射過(guò)來(lái)的列狀縱向超聲波；超聲波發(fā)射管和超聲波接收管的個(gè)數(shù)以能覆蓋紙幣的整個(gè)長(zhǎng)度為準(zhǔn)；驅(qū)動(dòng)模塊與超聲波發(fā)射管相連，取樣模塊與超聲波接收管的輸出端相連；
[0007]所述的取樣模塊輸出超聲波接收管的輸出信號(hào)經(jīng)所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊接入到所述的可編程門(mén)陣列；
[0008]所述的主處理模塊與所述的可編程門(mén)陣列相連；
[0009]所述的可編程門(mén)陣列的輸入的是經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊之后輸出的數(shù)據(jù)，輸出的是表示當(dāng)前通道狀態(tài)；
[0010]所述的可編程門(mén)陣列輸出的表示當(dāng)前通道狀態(tài)進(jìn)入到所述的主處理模塊中，所述的主處理模塊進(jìn)行過(guò)鈔流程控制；
[0011]所述的當(dāng)前通道狀態(tài)包括沒(méi)有紙幣、只有一張紙幣和紙幣重張或粘有膠帶；
[0012]檢測(cè)到的結(jié)果包括:校準(zhǔn)中，校準(zhǔn)成功，校準(zhǔn)失敗。
[0013]本發(fā)明，提供一種非接觸式厚度檢測(cè)裝置，增加該裝置以后不會(huì)影響鈔票運(yùn)動(dòng)速度。
[0014]進(jìn)一步的，上述的進(jìn)紙幣厚度檢測(cè)裝置:所述的超聲波厚度檢測(cè)模塊安裝在循環(huán)機(jī)芯驗(yàn)鈔模塊入鈔口處。成對(duì)出現(xiàn)的超聲波發(fā)射管和超聲波接收管之間的中心連線與鈔票運(yùn)行的通道平面的垂直線呈一夾角。夾角為15度或20度。另外，還包括EEPR0M，所述的EEPROM與可編程門(mén)陣列相連。所述的主處理模塊為工控機(jī)。
[0015]本發(fā)明還提供紙幣厚度檢測(cè)裝置的校準(zhǔn)方法，包括以下步驟:
[0016]步驟A、獲取過(guò)鈔時(shí)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊后沒(méi)有紙幣、只有一張紙幣，紙幣重張或粘有膠帶狀態(tài)下，多組厚度檢測(cè)各通道超聲波厚度檢測(cè)模塊的數(shù)據(jù)；
[0017]步驟B、求取每種狀態(tài)下多組厚度檢測(cè)各通道超聲波厚度檢測(cè)模塊的數(shù)據(jù)均值分別為μ。，μ1; μ2，求取只有一張紙幣和紙幣重張或粘有膠帶狀態(tài)下各個(gè)通道的厚度檢測(cè)數(shù)據(jù)最大值，最小值；
[0018]步驟C、計(jì)算膠帶的厚度，將只有一張紙幣狀態(tài)下多組各通道厚度的均值P1減去紙幣重張或粘有膠帶狀態(tài)下多組厚度檢測(cè)的均值μ 2，得到的厚度值為計(jì)算膠帶的厚度；
[0019]步驟D、計(jì)算膠帶的厚度與標(biāo)準(zhǔn)的厚度值進(jìn)行對(duì)比，判斷該通道是否已滿(mǎn)足d-dnornal|<e厚度檢測(cè)要求；式中，d為計(jì)算膠帶的厚度，d—為標(biāo)準(zhǔn)的厚度值(存儲(chǔ)在
EEPROM中)，ε為閾值ε的確定是根據(jù)多次走鈔時(shí)測(cè)量新舊不同紙幣通過(guò)超聲波傳感器通道厚度的最大值和最小值的差值決定的；若滿(mǎn)足，則說(shuō)明該通道滿(mǎn)足要求不再需要校準(zhǔn)，可用于紙幣的厚度檢測(cè)，否則轉(zhuǎn)向步驟E ;
[0020]步驟Ε、將問(wèn)題通道的位置信息，計(jì)算膠帶的厚度，將計(jì)算的膠帶厚度值作為標(biāo)準(zhǔn)的厚度值更新，重復(fù)上述操作，觀測(cè)3-4次步驟D的檢測(cè)要求，如果多次不滿(mǎn)足則說(shuō)明對(duì)應(yīng)通道不穩(wěn)定、不可用，考慮為超聲波厚度檢測(cè)模塊中超聲波發(fā)射管和超聲波接收管的安裝位置，對(duì)應(yīng)通道硬件、機(jī)械、傳感器等物理上原因?qū)е露枳稣{(diào)整。
[0021]進(jìn)一步的，上述的校準(zhǔn)方法中:所述的步驟A中具有以下要求:
[0022]每次過(guò)鈔，提取紙幣上各個(gè)傳感器通道的數(shù)據(jù)，能夠提取各個(gè)通道厚度數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)M確定方法如下:
[0023]待測(cè)試紙幣的最大高度值H，紙幣傳送速率V，紙幣信號(hào)檢測(cè)接收單元完成一次掃描的時(shí)間t，一次過(guò)鈔能夠提取各個(gè)通道厚度數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)M ;
[0024]M = H/Vt ；
[0025]獲取的沒(méi)有紙幣(X。)狀態(tài)下，各通道傳感器數(shù)據(jù)的均值作為當(dāng)前通道傳感器提取只有一張紙幣(X1)和紙幣重張或粘有膠帶(X2)狀態(tài)下開(kāi)始檢測(cè)到紙幣至離開(kāi)傳感器時(shí)獲取厚度檢測(cè)數(shù)據(jù)值的依據(jù)；
[0026]需提取只有一張紙幣(X1)和紙幣重張或粘有膠帶(X2)狀態(tài)下新舊不同的被測(cè)紙幣樣本過(guò)鈔時(shí)傳感器通道的數(shù)據(jù)。
[0027]—張紙幣狀態(tài)下各通道厚度的均值μ 紙幣重張或粘有膠帶(X2)各通道厚度的均值 μ 2 得到膠帶的厚度 d= μ「μ 2= { μ η, μ 12，μ 13...μ 1Ν μ1Ν}-{μ21, μ 22, μ 23 …μ 2Ν i，μ 2Ν}，其中N為超聲波發(fā)射管和超聲波接收管對(duì)的個(gè)數(shù)。
[0028]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作較為詳細(xì)的描述。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是本發(fā)明的紙幣厚度檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)圖。
[0030]圖2本發(fā)明紙幣厚度檢測(cè)裝置中傳感器安裝圖。
[0031]圖3是本發(fā)明中的超聲波發(fā)射管和超聲波接收管對(duì)示意圖。
[0032]圖4是本發(fā)明實(shí)施紙幣厚度檢測(cè)校準(zhǔn)及計(jì)算的原理圖。
[0033]圖5是本發(fā)明中控制流程圖。
[0034]圖中，X。為沒(méi)有紙幣時(shí)傳感器通道區(qū)域數(shù)據(jù)，X i為一張紙幣狀態(tài)下傳感器通道數(shù)據(jù)，X2為紙幣重張或粘有膠帶狀態(tài)下傳感器通道數(shù)據(jù)；d為膠帶的厚度。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步具體的說(shuō)明。
[0036]本實(shí)施例中的超聲波厚度檢測(cè)裝置安裝在ATM機(jī)的循環(huán)機(jī)芯驗(yàn)鈔模塊的入鈔口處，如圖1所示，超聲波厚度檢測(cè)裝置包括超聲波厚度檢測(cè)模塊1、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2、EEPROM模塊3、可編程門(mén)陣列4、主處理模塊5 ;超聲波厚度檢測(cè)模塊I如圖2、圖3所示包括超聲波發(fā)射管11、超聲波接收管12、驅(qū)動(dòng)模塊、取樣模塊；超聲波發(fā)射管11和超聲波接收管12成對(duì)設(shè)置在紙幣運(yùn)行的通道6垂直兩側(cè)，超聲波發(fā)射管11由多個(gè)超聲波發(fā)射器“一字型”排列而成，安裝在一塊PCB板13上，向外發(fā)射列狀縱向超聲波；同樣超聲波接收管12由多個(gè)超聲波接收器“一字型”排列而成，也安裝在另一塊PVB板13上，在安裝超聲波發(fā)射管11的PCB板13上還可以設(shè)置驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)模塊在可編程門(mén)陣列4控制下對(duì)超聲波發(fā)射管11進(jìn)行控制，主要控制有:什么時(shí)候發(fā)射、發(fā)射的能量是多少等。在安裝超聲波接收管12的PCB板13上也可以設(shè)置取樣模塊，取樣模塊對(duì)超聲波接收管12輸出進(jìn)行取樣后經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸入到可編程門(mén)陣列4。用于接收超聲波發(fā)射管發(fā)射過(guò)來(lái)的列狀縱向超聲波；超聲波發(fā)射管11和超聲波接收管12的個(gè)數(shù)以能覆蓋紙幣的整個(gè)長(zhǎng)度為準(zhǔn)；驅(qū)動(dòng)模塊與超聲波發(fā)射管11相連，取樣模塊與超聲波接收管12的輸出端相連；成對(duì)出現(xiàn)的超聲波發(fā)射管11和超聲波接收管12之間的中心連線與鈔票運(yùn)行的通道平面的垂直線呈一夾角。夾角大小為15度左右。有時(shí)可達(dá)20度。這樣，可以避免超聲波多重反射。
[0037]取樣模塊輸出超聲波接收管12的輸出信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2接入到可編程門(mén)陣列4 ；
[0038]主處理模塊5與可編程門(mén)陣列4相連。
[0039]本實(shí)施例中，可編程門(mén)陣列4是厚度檢測(cè)裝置及其校準(zhǔn)的核心模塊，主要對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理輸出判斷校準(zhǔn)狀態(tài)，可編程門(mén)陣列輸入的是經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊之后輸出的數(shù)據(jù)，輸出的是表示當(dāng)前通道狀態(tài)的指令和檢測(cè)到的厚度值和結(jié)果，這些當(dāng)前通道狀態(tài)包括沒(méi)有紙幣Xe、只有一張紙幣XjP紙幣重張或粘有膠帶X2，檢測(cè)到的厚度值和結(jié)果包括校準(zhǔn)中，校準(zhǔn)成功，校準(zhǔn)失敗等，這些數(shù)據(jù)將一起反饋給作為主處理模塊的ATM機(jī)的工控主機(jī)，便于工控主機(jī)進(jìn)行之后過(guò)鈔流程控制。如確定有紙幣重張或粘有膠帶現(xiàn)象&現(xiàn)象時(shí)，控制鈔流使紙幣重張或粘有膠帶現(xiàn)象&現(xiàn)象的鈔票進(jìn)入到一個(gè)特定的鈔箱中，并在ATM機(jī)上顯示。
[0040]本實(shí)施例中超聲波傳感器放置在循環(huán)機(jī)芯驗(yàn)鈔模塊入鈔口預(yù)留的銅槽中，并且超聲波傳感器排管的發(fā)射端與接收端要正對(duì)安裝，具體的安裝側(cè)面示意圖如圖2所示。
[0041]當(dāng)前通道傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)會(huì)有3種狀態(tài)，分別為沒(méi)有紙幣，有一張紙幣，重張紙幣或有膠帶粘連的紙幣。每種狀態(tài)下紙幣的對(duì)應(yīng)通道的傳感器數(shù)據(jù)都會(huì)有不同。根據(jù)這些通道數(shù)據(jù)我們可以判斷紙幣進(jìn)入通道的狀態(tài)，從而提取數(shù)據(jù)確定紙幣是否存在的重張區(qū)域或疑似膠帶區(qū)域，為厚度檢測(cè)校準(zhǔn)提供依據(jù)和方便。
[0042]上述能對(duì)紙幣厚度檢測(cè)裝置校準(zhǔn)的方法，包括以下步驟:如圖5所示。
[0043]由控制主機(jī)5控制過(guò)鈔，可編程門(mén)陣列4逐一提取過(guò)鈔時(shí)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2后沒(méi)有紙幣Xe、只有一張紙幣X1，紙幣重張或粘有膠帶X2狀態(tài)下，多組厚度檢測(cè)各通道傳