基于ＣＡＮ總線的紙幣清分機控制系統設計

摘要：提出了一種基于CAN總線的分布式控制結構及其狀態控制方法實現清分機的控制。

關鍵詞：清分機 CAN總線 狀態控制

中國分類號：TP273⁺.5 文獻標識碼：B 文章編號：1002－2422(2008)04－0012－02

紙幣清分的主要任務在于識別紙幣的面額、面向、新舊程度，并按一定的清分級別對同種面值具有不同清分度的紙幣進行分離，以解決減少破損紙幣流通及挑選適合ATM機紙幣兩方面的需要。

紙幣清分機涉及計算機控制、圖像識別以及聲、光、電、磁等多種檢測控制技術。主要由圖像采集處理子系統和控制子系統兩部分組成。其中控制子系統是清分機工作的核心。

1 系統硬件結構

紙幣清分機是一種完成高速紙幣處理任務的金融機具。主要由圖像采集處理子系統、主控模塊、人機交互模塊、鈔口維護模塊、傳感器等部分組成，如圖1所示。其中紙幣圖像采集和處理電路是完成紙幣圖像采集和處理的硬件平臺，完成紙幣圖像的高速采集。其采集得到的圖像供紙幣清分軟件使用，實現紙幣面額、朝向、新舊、破損和號碼識別等功能?？刂谱酉到y是清分機工作的核心，負責收集各傳感器信號及圖像識別的結果，并相應作出決策，控制入鈔、走鈔、分鈔的運行，同時顯示結果。在控制子系統中，MCU用來執行程序控制整個硬件系統的行為；EEPROM保存工作模式、各個面額的磁等級、紫外等級、紅外等級等一些設置；CPLD用來擴展端口，如磁信號、紫外信號、位置傳感器狀態的獲得以及電機、道岔控制信號的輸出等?？刂谱酉到y涉及的關鍵技術包括基于CAN總線的分布式控制系統和清分機狀態控制算法。

2 基于CAN總線的分布式控制結構

控制子系統是清分機工作的核心，負責收集各傳感器信號及圖像識別的結果，并相應作出決策，控制入鈔、走鈔、分鈔的運行，同時顯示結果。控制子系統采用基于CAN總線的分布式處理結構，其功能框圖如圖2所示。

其中主控模塊、圖像識別模塊、鈔口維護模塊及LCD顯示模塊等均有各自的MCU，彼此獨立工作。顯示模塊負責接受用戶的鍵盤操作及顯示；鈔口模塊負責實時監測鈔口狀態，控制出鈔口電機轉動，并在鈔票到達每個鈔口控制道岔的搬起；圖像識別模塊負責紙幣圖像的采集、處理、識別；主控模塊負責入鈔電機、主電機的工作，控制鈔票的運行，接收識別結果及識偽結果，并與事先設置好的鈔口參數比對，給出每一張鈔票的分鈔結果。各模塊之間均以CAN總線方式連接，系統開放，速度快。傳輸速率可達1M bps，理論上節點個數不受限制，可隨意擴充，各節點之間可自由通信，任意節點可在任意時刻主動地向其他節點發送信息，還可使不同的節點同時接收到相同的數據，為系統的進一步開發創造條件。

3 控制子系統狀態控制方法

控制程序根據紙幣清分機所處的狀態可分為開機初始化、機器自檢、待機鍵盤處理、走鈔運行、故障停機和正常停機等幾個狀態，各狀態及狀態之間的相互關系如圖3所示。

紙幣清分機通電后，首先進入開機初始化狀態，然后進入機器自檢狀態，自檢通過則進入待機鍵盤處理狀態；不通過則進入故障停機狀態。在待機狀態下，如果入鈔口有鈔，并且沒有發生故障，則會進入走鈔運行狀態；如發生故障則進入故障停機狀態。從走鈔運行狀態進入正常停機狀態，需要滿足以下幾個條件之一：入鈔口無鈔；計數到達批量值；到達接鈔口最大載鈔值。如果在走鈔運行狀態中檢測到故障發生，則要進入故障停機狀態。

4 結束語

采用狀態控制方法實現各傳感器信號及圖像識別結果的收集，并根據作出的決策實現入鈔、走鈔、分鈔的運行控制以及結果顯示等功能。