阅读说明：本技术 一种硬币识别器及硬币识别方法 (Coin recognizer and coin recognition method ) 是由 戴文彬 刘雄 周鹏 张�林 魏青松 李田兵 宋春雷 钱海亮 吴长浩 余炳莹 罗彦 于 2020-04-14 设计创作，主要内容包括：一种硬币识别器及硬币识别方法,硬币识别器包括：壳体以及设置于壳体内的硬币通道,硬币通道上端为投币口,硬币通道末端为落币口,落币口下方设置储币室,硬币通道内设置有滚柱,滚柱表面设置有凸起的螺旋状背脊,硬币投入投币口后置于螺旋状背脊上,滚柱下方连接有步进电机,滚柱水平旋转时,螺旋状背脊上的硬币上下运动；硬币通道内设置有识别感应模块,用于识别硬币的真伪和材质；壳体上还设置有处理器,处理器分别与步进电机、识别感应模块电连接,用于根据识别感应模块的识别信息,控制步进电机正转或反转。(A coin discriminator and a coin discriminating method, the coin discriminator includes: the coin storage device comprises a shell and a coin channel arranged in the shell, wherein a coin slot is formed in the upper end of the coin channel, a coin falling port is formed in the tail end of the coin channel, a coin storage chamber is arranged below the coin falling port, a roller is arranged in the coin channel, a raised spiral ridge is arranged on the surface of the roller, a coin is placed on the spiral ridge after being put into the coin slot, a stepping motor is connected below the roller, and when the roller rotates horizontally, the coin on the spiral ridge moves up and down; an identification induction module is arranged in the coin channel and is used for identifying the authenticity and the material of the coin; the shell is also provided with a processor which is respectively electrically connected with the stepping motor and the identification induction module and used for controlling the stepping motor to rotate forwards or backwards according to the identification information of the identification induction module.)

一种硬币识别器及硬币识别方法

技术领域

本发明涉及自助收银设备技术领域，具体涉及一种硬币识别器及硬币识别方法。

背景技术

随着现在科学技术的不断提高，以及商业自动化的不断发展，自助收银设备越来越多的得到了广泛的应用，并在商业行为中扮演着重要的角色，其中常见的自助收银设备有：公交投币机、自动售货机、地铁及高铁自助售票机、自助充值机、自助缴费机等。自助设备的优点很多，它可以不受时间和地点的限制而进行无间断工作，同时能够降低人力成本，提高工作效率，为消费者和商家都提供了更多的便利。

硬币，作为在支付行为中的重要结算货币，在市场中扮演着举足轻重的角色，但是要想让自助收银设备实现硬币支付功能，就需要一种具备鉴伪、识别能力的硬币识别器。

目前，市场上的硬币识别设备，都或多或少存在着缺陷，比如：币种识别单一、硬币识别及处理速度慢、识别精确度不够、防盗性能差、易堵币等，无法满足自助设备实现硬币支付功能的需求。而且，现有的硬币识别模块体积较大，其中假币退币口的单独设计是导致体积较大的一个重要原因，体积增大，不仅增加了模块的结构复杂度，还增加了线束及模具的费用与成本。另外，现有的硬币识别设备往往仅仅依靠体积、重量、大小等参数作为硬币识别的判断依据，无法做到精确识别，易令假币或游戏币蒙混过关，更无法准确识别硬币面额。对于现有的比较式投币器，需要将接收的样币始终放在投币器的比较仓中作为样本才能够进行使用，能够同时接收的币种较为单一，条件限制很多。在智能化方面，现有的硬币识别器程序升级繁琐，设备需打开外壳后才能进行程序升级，不利于操作；不具备硬币学习功能，用户无法自行操作，对于新发行的硬币币种无法识别，只能将设备退回厂家更新新币种数据后才能识别；也不具备串行通信接口，无法与其他外设进行整合应用。

发明内容

本申请提供一种硬币识别器及硬币识别方法，实现识别精准、处理快速、可统计金额、可自学习等功能。

根据第一方面，一种实施例中提供一种硬币识别器，包括：壳体以及设置于壳体内的硬币通道，所述硬币通道上端为投币口，所述硬币通道末端为落币口，落币口下方设置储币室；所述投币口下方的硬币通道内设置有滚柱，所述滚柱表面设置有凸起的螺旋状背脊，硬币投入投币口后置于所述螺旋状背脊上，所述滚柱下方连接有步进电机，所述滚柱水平旋转时，置于所述螺旋状背脊上的硬币上下运动；所述硬币通道内设置有识别感应模块，用于识别硬币的真伪和材质；所述壳体上还设置有处理器，所述处理器分别与步进电机、识别感应模块电连接，用于根据识别感应模块的识别信息，控制步进电机正转或反转。

在一些实施例，所述识别感应模块内设置有感应线圈，所述感应线圈及其外围电路以设定的频率振荡，当有硬币通过感应线圈时，引起振荡频率的变化，硬币材质的不同所引起的频率变化幅度和方向不同，即硬币特征频率信息不同，所述处理器通过识别感应模块获取投入的硬币特征频率信息，将其与预设得特征频率数据进行匹配。

在一些实施例，所述外壳上还设置有程序下载接口，所述程序下载接口与处理器通讯连接，用于更新预设的特征频率数据。

在一些实施例，所述外壳上还设置有串行通信接口，所述串行通信接口与处理器通讯连接，用于实现与外部模块的数据通信。

在一些实施例，所述硬币识别器还设置有电机检测单元，所述电机检测单元与处理器电连接，用于检测步进电机转速并将反馈至处理器。

在一些实施例，所述投币口设置有第一感应式开关，所述第一感应式开关与处理器电连接，当有硬币经过投币口时触发相应的信息发送至处理器；或/和

所述落币口还设置有第二感应式开关，所述第二感应式开关与处理器电连接，当有硬币离开落币口时触发相应的信息发送至处理器。

在一些实施例，第一感应式开关和第二感应式开关为接近开关。

根据第二方面，一种实施例中提供一种硬币识别方法，应用于硬币识别器，包括：

当有硬币通过感应线圈时，接收所述感应线圈发送的振荡频率的变化值，

根据振荡频率的变化值匹配预设的特征频率数据；

根据匹配结果，发送电机正转或反转指令。

在一些实施例，当有硬币进入投币口时，接收投币口处的感应式开关发出的触发信号，根据所述触发信号，发出电机正转指令；或/和

当有硬币离开落币口时，接收落币口的感应式开关发出的触发信号，根据硬币类型数据，对硬币面额进行计数。

根据第三方面，一种实施例中提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现如第二方面所述的方法。

依据上述实施例，本申请通过识别感应模块可快速获取硬币特征信息，再与处理器完成样本特征数据匹配，投入硬币快速进行精准的鉴伪和面额识别使投币速度更快；通过步进电机与硬币螺旋滚柱相结合的设计，提高了对硬币在硬币通道内运动的精准控制，实现了硬币识别器退币功能，及硬币的自动排堵功能；正由于硬币螺旋滚柱巧妙的设计，每次只允许单枚硬币投入，硬币在滚柱上，只能在步进电机的驱动下，才能在硬币通道内上下移动，无法进行人为干预，因此有效的抑制了吊币、跟币、吞币等现象的发生，还可防止盗币；而且由于采用了原进原出的设计，将投币口与退币口合二为一，使识别器的结构设计更加简单，体积更加小巧，通道变短，提高了处理速度，还大大降低了线路与模具的成本，更适用于多种环境。

附图说明

图1为一种实施例的硬币识别器的结构示意图；

图2为一种实施例的硬币识别器的滚柱结构示意图；

图3为一种实施例的硬币识别器工作过程示意图；

图4为一种实施例的硬币识别方法的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

请参考图1-2，本申请提供一种硬币识别器，为模块体积小巧、安装方便、接收币种多、识别精准、处理快速、可统计金额、可学习、方便程序更新、支持串行通信接口、防盗、防破坏、防钓鱼、可实现自动排堵功能的硬币识别器。该硬币识别器包括：壳体30以及设置于壳体30内的硬币通道5，硬币通道5上端为投币口31，硬币通道5末端为落币口32，落币口32下方设置储币室(未示出)。

硬币通道5内设置有滚柱6，该滚柱6表面设置有凸起的螺旋状背脊11，硬币20投入投币口31后置于该螺旋状背脊11上，该滚柱6下方通过转动轴连接有步进电机3，滚柱6水平旋转时，置于螺旋状背脊11上的硬币20上下运动。硬币螺旋滚柱这种巧妙的设计，每次只允许单枚硬币投入，硬币在滚柱6上，只能在步进电机3的驱动下，才能在硬币通道内上下移动，无法进行人为干预，因此有效的抑制了吊币、跟币、吞币等现象的发生，还可防止盗币。

硬币通道5内设置有识别感应模块7，用于识别硬币的真伪和材质。具体地，该识别感应模块7内设置有感应线圈，感应线圈及其外围电路，以设定的特殊频率振荡，当有硬币以平行于感应线圈的方式通过时，会引起振荡频率的变化，硬币材质的不同所引起的频率变化幅度和方向不同，即硬币特征频率信息不同，处理器1通过识别感应模块7获取投入的硬币特征频率信息，将其与预设得特征频率数据进行匹配，不同的振荡频率变化值(即硬币特征频率信息)对应不同材质的硬币。由于不同材质的硬币具有不同面值，而不同材质的硬币对感应线圈所造成的频率值变化是不一样的，形成频率变化值——材质——面值的对应关系，因此，可以根据预设不同的振荡频率变化值正确识别不同面值的硬币，从而实现对硬币精准、快速的鉴伪和面额识别。

壳体30上还设置有处理器1，该处理器1分别与步进电机3、识别感应模块7电连接，用于根据识别感应模块7的硬币识别信息，控制步进电机3正转或反转。步进电机3正转，螺旋滚柱6正向旋转，使得硬币20在硬币通道5内向下运动；步进电机3反转，螺旋滚柱6反向旋转，使得硬币20在硬币通道5内向上运动，硬币被顶出投币口31(退币口)；采取这样原进原出的设计，将投币口与退币口合二为一，使识别器的结构设计更加简单，体积更加小巧，通道变短，提高了处理速度。

在一些实施例，外壳30上还设置有程序下载接口10，该程序下载接口10与处理器1通讯连接，用于更新预设的特征频率数据和处理器的执行程序。当发行新的硬币币种时，材料或面值有所改变时，不同材质硬币代表的频率变化值可能会改变，需要更新预设的特征频率数据。在有程序版本更新，只需将下载器与硬币识别器的程序下载接口10进行连接，即可轻松下载，方便地实现程序下载。

在一些实施例，本申请的硬币识别器还设置有存储，用于存储处理器1的执行程序并作为预设的特征频率数据的数据库，存储硬币识别样本数据，对于新发行硬币币种，可以随时增加学习，学习一次便可永久使用，无需额外保留样本硬币。

在一些实施例，外壳30上还设置有串行通信接口9，该串行通信接口9与处理器1通讯连接，用于实现与外部模块的数据通信，与其它外部设备进行方便通信，便于与其它需要硬币支付功能的设备进行整合。

在一些实施例，本申请的硬币识别器还设置有电机检测单元，该电机检测单元与处理器1电连接，用于检测步进电机3转速并反馈至处理器1，控制步进电机3匀速转动，使得投入的硬币20匀速经过识别感应模块7，不至因硬币下降的速度不同对感应线圈的频率值变化造成额外影响，从而确保硬币准确识别。具体地，电机检测单元可采用红外测速器或编码器，其中编码器成本较高。

在一些实施例，投币口31处、外壳30内壁设置有第一感应式开关(未示出)，该第一感应式开关与处理器1电连接，当有硬币20经过投币口31时触发相应的信息发送至处理器1，可实现硬币投入的启动检测，和硬币退币检测；

在一些实施例，落币口32处、外壳30内壁还设置有第二感应式开关(未示出)，该第二感应式开关与处理器1电连接，当有硬币20离开落币口32时触发相应的信息发送至处理器1，可实现落币统计，对投入的硬币数量和面额进行计数，还可通过串行通信接口9将统计结果发送至外部设备。

在一具体实施例，第一感应式开关和第二感应式开关为接近开关。

参考图3，为一个具体实施例硬币识别器的工作过程：

(1)设备上电后并自检，进入到等待投币状态；

(2)当硬币20从投币口31投入，硬币20置于螺旋状背脊11上，此时第一感应式开关检测到有硬币投入，将检测信息发送给处理器1，处理器1发出启动指令，驱动步进电机3正转、匀速转动，螺旋滚柱6正向旋转，使得硬币20在硬币通道5内向下运动。同时，电机检测单元将实时检测步进电机3是否为匀速转动，若不是，反馈至处理器1，由处理器1调整步进电机3的转速；

(3)在步进电机3的驱动下，螺旋滚柱6继续正向旋转，使得硬币20在硬币通道5内继续向下运动，当硬币20移动到识别感应模块7位置，对该枚硬币20进行识别，若识别成功(对感应线圈造成的频率变化值是预设的特征频率数据之一)，则处理器1将驱动步进电机3继续正转，使投入的硬币继续下落；

(4)当硬币20经过第二感应式开关，第二感应式开关检测到有硬币经过后，则将信息发送至处理器1，并且处理器1针对识别出的面额进行计数，硬币20落入硬币储藏箱。

(5)若识别成功(对感应线圈造成的频率变化值不是预设的特征频率数据之一)，则处理器1将驱动步进电机3反转，使螺旋滚柱6逆向旋转，将该枚硬币从硬币通道5内顶出到投币口31。同时，第一感应式开关检测到有硬币被退出，则发送检测数据给处理器，处理器发出退币指令，停止步进电机转动。

综上所述，本申请通过识别感应模块可快速获取硬币特征信息，再与处理器完成样本特征数据匹配，投入硬币快速进行精准的鉴伪和面额识别使投币速度更快；通过步进电机与硬币螺旋滚柱相结合的设计，提高了对硬币在硬币通道内运动的精准控制，实现了硬币识别器退币功能，及硬币的自动排堵功能；正由于硬币螺旋滚柱巧妙的设计，每次只允许单枚硬币投入，硬币在滚柱上，只能在步进电机的驱动下，才能在硬币通道内上下移动，无法进行人为干预，因此有效的抑制了吊币、跟币、吞币等现象的发生，还可防止盗币；而且由于采用了原进原出的设计，将投币口与退币口合二为一，使识别器的结构设计更加简单，体积更加小巧，通道变短，提高了处理速度，还大大降低了线路与模具的成本，更适用于多种环境。

相应地，本申请还提供一种硬币识别方法，应用于上述硬币识别器，包括步骤：

S1:当有硬币通过感应线圈时，接收所述感应线圈发送的振荡频率变化值，

S2:根据振荡频率变化值匹配预设的特征频率数据；

S3:根据匹配结果，发送电机正转或反转指令；若匹配成功，则硬币识别成功，电机正转，硬币继续下落，若匹配不成功，则硬币识别不成功，电机反转，硬币被顶出。

在一些实施例，上述硬币识别方法还包括：

在步骤S1之前，当有硬币进入投币口时，接收投币口处的感应式开关发出的触发信号，根据所述触发信号，发出电机正转指令；或/和

在步骤S3之后，当有硬币离开落币口时，接收落币口的感应式开关发出的触发信号，根据硬币类型，对硬币面额进行计数。

相应地，本申请还提供一种计算机可读存储介质，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现如上述的方法。

本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。