公交系統(tǒng)紙幣清分機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)

茍春艷　萬曉靜　周飛　周忠祥　葉自立

摘 要：自動控制顯示系統(tǒng)是紙幣清分系統(tǒng)的核心工作部分。本文針對公交系統(tǒng)中大批量小面值紙幣清分難等問題，采用厚度測量技術(shù)和PLC編程，對紙幣的厚度進(jìn)行檢測、圖像處理、信息采集等工作，并通過單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換功能，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號通過數(shù)據(jù)總線發(fā)送至實時顯示部件，在與對應(yīng)的PLC程序進(jìn)行實時交互操作，以此實現(xiàn)紙幣的清分，從而保證系統(tǒng)的實時性。

關(guān)鍵詞：公交系統(tǒng)；紙幣清分；控制系統(tǒng)；PLC編程

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.208

0 引言

自動控制顯示技術(shù)是PLC編寫技術(shù)、測厚技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)的綜合應(yīng)用，與一般的清分機(jī)比較具有智能性、優(yōu)越性。本文通過紅外傳感器、尺寸厚度傳感器、CIS圖像傳感器、磁性傳感器、紫外傳感器等多種傳感器的綜合使用，對紙幣進(jìn)行檢測、圖像采集、數(shù)據(jù)處理等，以此實現(xiàn)紙幣的厚度檢測、電信號的轉(zhuǎn)換以及面值清分。

1 控制系統(tǒng)工作原理分析

控制技術(shù)是清分機(jī)實現(xiàn)清分功能的重要工作部分，它是一種能夠?qū)崿F(xiàn)支持精確篩選、準(zhǔn)確控制、快捷清分的工作過程。自動控制系統(tǒng)的設(shè)計部分中，電機(jī)、光敏電阻、單片機(jī)、時鐘電路等元件是控制系統(tǒng)的重要組成部分，對于單片機(jī)這一控制部件的設(shè)計必須能夠滿足控制系統(tǒng)的實際需要，單片機(jī)是實現(xiàn)復(fù)雜控制功能的重要組件。

單片機(jī)的主要工作是數(shù)據(jù)處理，控制出口。當(dāng)光敏電阻實現(xiàn)對紙幣清分的面值參數(shù)進(jìn)行測量后，測量值結(jié)果就會送入單片機(jī)進(jìn)行處理，通過檢測紙幣的電流電壓，由A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，數(shù)據(jù)處理后，按照數(shù)據(jù)格式通過數(shù)據(jù)總線傳送至參數(shù)實時顯示部件進(jìn)行顯示。并實時控制出口。

2 程序編制

2.1 PLC編程控制技術(shù)

PLC編程控制技術(shù)，它是一種能夠?qū)崿F(xiàn)支持精確篩選、準(zhǔn)確控制、快捷清分的工作方式。其主要由CPU、存儲器、電源、I/O接口、通信接口、智能接口等部分組成[3]。PLC編程的控制顯示技術(shù)為大批量小面值的紙幣的紙幣清分、新舊判別提供了條件。利用該技術(shù)可實現(xiàn)紙幣面值的清分和新舊判別等方面的應(yīng)用。

2.2 程序編程

根據(jù)PLC所示程序?qū)⒃础緎1】和【s2】的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，結(jié)果送到目標(biāo)【D】中，程序中M1、M4、M7根據(jù)比較，且所有的數(shù)據(jù)均作為二進(jìn)制。K100>C20 的當(dāng)前值時，M1接通，M1=1；K100=C20 的當(dāng)前值時，M4接通，M4=1；K100

比較的結(jié)果為M1=1，M4=1，M7=1。并且輸出的結(jié)果對應(yīng)Y000，Y001，Y002。Y 000則是出鈔口1的輸出結(jié)果，Y001是出鈔口2的輸出結(jié)果，Y002是出鈔口3的輸出結(jié)果，以此實現(xiàn)紙幣的清分。

部分功能指令：

3 清分工作過程的實現(xiàn)

（1）光敏電阻的輸出經(jīng)過處理后作為單片機(jī)的輸入，經(jīng)過單片的處理后單片機(jī)依據(jù)對輸入信號的處理結(jié)果經(jīng)過延時裝置控制鈔票進(jìn)入不同出鈔口，鑒于此，根據(jù)尺寸大小輸出的電流、電壓值，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，再與參考值進(jìn)行對比，從而實現(xiàn)對紙幣面值的區(qū)分。

（2）新舊清分工作過程：鑒于大面值紙幣新舊清分的原理，小面值紙幣若采用聲音識別法和透光法，不僅效率低，而且分辨率也較低，由于紙幣的新舊程度主要還是通過圖像反映出來，因此，針對公交系統(tǒng)大批量小面值新舊清分這個問題，本文主要采用圖像識別方法。在輸入圖像后，先對圖像進(jìn)行簡單的預(yù)處理，根據(jù)圖像傳感器是別的圖像與實際標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較，比較的結(jié)果作為紙幣新舊分類的結(jié)果。

4 結(jié)束語

本文通過對公交系統(tǒng)紙幣清分機(jī)自動控制系統(tǒng)的工作原理、硬件及軟件設(shè)計部分的實現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的描述，并利用控制顯示技術(shù)進(jìn)行了PLC編程，并進(jìn)行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)了快速、準(zhǔn)確的紙幣清分。實驗證明，可以滿足公交公司的小面值清分需求，能夠提高紙幣的清分速度，提高了工作效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]李斌.基于單片機(jī)的數(shù)控直流電流源設(shè)計[J].甘肅科技縱橫，2010（04）.

[2]何佳兵，李習(xí)倫，劉松波，王?？?紙幣清分機(jī)系統(tǒng)的研究與開發(fā)[J].機(jī)電工程技術(shù)，2007：08.

項目來源：新疆維吾爾自治區(qū)新疆大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目。