硬币特征检测装置的设计与实现

摘要

随着人类社会对快速化、便捷化生活方式的追求，硬币流通自动化技术得到了普遍应用，游戏机、硬纸币兑换机、自动售票机、自动售货机等设备的大面积使用就是很好的例证。然而，使用假币、游戏币等冒充真币的现象时有发生，因此在硬币兑换、流通自动化设备中安装硬币鉴伪装置成为必不可少的技术手段。所以，设计一款可以检测硬币特征的检测装置，实现对硬币的快速、准确识别具有重要的理论意义和应用价值。
　　Altera公司的 FPGA是一种高速、可编程数字硬件处理器，本文尝试将其应用在硬币特征检测装置的数字化编程控制方面，取得了较好的使用效果。
　　在对硬币特征检测理论深入研究的基础上，本文首先阐述了电涡流产生的原理，根据此原理详细分析了“低频穿透式电涡流传感器”和“高频反射式电涡流传感器”的工作方式，并对硬币特征的三种检测方法进行了理论分析，最终确定选用两种检测方法；根据硬币特征检测装置的性能指标，确定了关键元器件参数，设计了硬件原理图；针对控制软件系统，明确了软件架构和功能模块划分，完成了主体流程的详细设计，重点探讨了DDS控制和FFT运用于硬币特征检测的设计原理。
　　电涡流传感器是实现硬币特征参数检测的关键部件，信号调理电路将传感器检测信号放大到合适范围并进行模数转换，转换得到的数字信号送入到核心控制电路计算得到特征参数。按照本文的方案，最终完成了硬币特征检测装置的研发，并进行整机联合调试。对各种真币、游戏币进行了接收率和拒收率测试，实验结果表明本文设计的硬币特征检测装置可以准确实现硬币特征识别，通过对硬币材质、厚度、镀层、花纹特征的综合检测，可以实现各类真币与假币之间有效区分，与其它检测装置对比，在鉴伪能力和检测效率方面均大幅度提升。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 国内外的研究现状

1.3 本文的主要研究内容

第2章 硬币特征检测原理及传感器设计

2.1 电涡流传感器工作原理

2.2 电涡流传感器在硬币特征检测装置中的应用

2.3 本装置中电涡流传感器的设计

2.4 本章小结

第3章 硬币特征检测装置的硬件系统设计

3.1 硬件原理框图

3.2 控制器模块

3.3 电涡流传感器信号激励模块

3.4 电涡流传感器接收信号调理模块

3.5 硬币位置检测模块

3.6 其它辅助模块

3.7 本章小结

第4章 硬币特征检测装置的软件系统设计

4.1 设计语言与环境

4.2 软件架构

4.3 通讯模块

4.4 激励信号发生模块

4.5 ADC采集模块

4.6 特征检测算法模块

4.7 本章小结

第5章 硬币特征检测装置试验分析

5.1 本装置整体构成及工作流程

5.2 本装置硬币特征检测测试

5.3 与其他检测装置对比测试

5.4 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢

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