簡單STC12C2052的人民幣識別控制系統(tǒng)應(yīng)用

人民幣反假宣傳站的設(shè)計(jì)是為了普及反假幣的知識，通過播放人民幣詳解的視頻，演示人民幣的防偽特征，并通過人民幣識別系統(tǒng)切實(shí)讓人們對假幣的知識有了深刻的認(rèn)識。將反假幣志愿者協(xié)會的工作人員從繁重的重復(fù)性的宣傳紙幣識別的工作中解放出來，提高反假幣宣傳的工作效率。這里開發(fā)研制的紙幣清分機(jī)具備兩種功能：檢偽和播放視頻宣傳片。檢偽通過模擬和數(shù)字電路以及加上一些簡單的控制來實(shí)現(xiàn)，播放視頻宣傳片這項(xiàng)功能包括各種紙幣的面值和紙幣防偽特征的詳解，以達(dá)到推廣人民幣識別的目的。

1 機(jī)器識別的原理
當(dāng)前大量使用的是第5套人民幣，該套人民幣專門針對第4套人民幣防偽弱點(diǎn)，使用了10大防偽的高新技術(shù)，分別為：a．紙張；b．水印；c．對印防偽；d．熒光油墨；e．安全線防偽；f．凹版印刷；g．磁性油墨；h．彩虹印刷；i．隱形數(shù)字及橫豎雙號碼；j．光變油墨面額數(shù)字。
在10大防偽特征中可以用于機(jī)器識別的特征包括：水印的紅外透射率；紙張的熒光效應(yīng)；磁性油墨的磁信號；紙幣的寬度；安全線磁編碼。在這個系統(tǒng)里用到的是水印的紅外透射率和紙張的熒光效應(yīng)。
1．1 水印的紅外透射率識別
一束光強(qiáng)為I0的入射光，透過某介質(zhì)后的光強(qiáng)為I，設(shè)α為介質(zhì)吸收系數(shù)；η為介質(zhì)反射率；d為介質(zhì)厚度。則有：
I=I0(1-η)exp(-ad) (1)
式(1)說明紙幣的透射光強(qiáng)可反映紙幣的紙張、票面顏色及厚度等特性。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)真假紙幣在水印部分的光投射率有明顯不同。
1．2 紙張的熒光效應(yīng)識別
熒光檢測的工作原理是針對人民幣的紙質(zhì)進(jìn)行檢測。人民幣采用專用紙張制造(含85％以上的優(yōu)質(zhì)棉花)，假鈔通常采用經(jīng)漂白處理后的普通紙進(jìn)行制造，經(jīng)漂白處理后的紙張?jiān)谧贤饩€(波長為365 nm的藍(lán)光)的照射下會出現(xiàn)熒光反應(yīng)(在紫外線的激發(fā)下衍射出波長為420～460 nm的藍(lán)光)，人民幣則沒有熒光反應(yīng)。所以，用紫外光源對運(yùn)動鈔票進(jìn)行照射并同時用硅光電池檢測鈔票的熒光反映，可判別鈔票真假。小結(jié)：該系統(tǒng)通過這兩種特點(diǎn)，在輔助光源的作用下通過高清攝像頭自動拾取被測貨幣影像，再通過相應(yīng)的圖像處理獲取防偽特征，通過與數(shù)據(jù)庫中的真版人民幣的特征的比對，達(dá)到識別人民幣的目的。

2 硬件電路設(shè)計(jì)
2．1 基本功能
上位機(jī)通過串口使用MAX232芯片實(shí)現(xiàn)與下位機(jī)的通信，通過一個虛擬串口實(shí)現(xiàn)串轉(zhuǎn)并的16通道的輸出控制，再通過圖像采集模塊進(jìn)行圖像采集，使用圖像采集卡通過USB將采集的圖影信息送到圖像處理單元。
2．2 控制系統(tǒng)框圖
控制系統(tǒng)框圖由控制模塊、圖像采集模塊、RS232串口通信模塊、TP168595模塊、EASYCAP模塊等組成。

2．3 系統(tǒng)控制模塊
控制模塊采用STC12C2052，這款3．5～5 V工作電壓、PDIP-20封裝的小型單片機(jī)功耗低、1個時鐘／機(jī)器周期處理數(shù)據(jù)速度快、穩(wěn)定性強(qiáng)、強(qiáng)抗靜電、強(qiáng)抗干擾、價(jià)格低、自動加密且無法破解、且通過串口即可下載程序、方便升級等優(yōu)點(diǎn)適合用于精準(zhǔn)的控制指令系統(tǒng)。
單片機(jī)通過MAX232芯片與上位機(jī)進(jìn)行通信，采集得到的17路數(shù)據(jù)，進(jìn)行接收、解碼處理，再通過68595的級聯(lián)實(shí)現(xiàn)16路的串轉(zhuǎn)并的輸出控制。
2．4 四路圖像采集的邏輯電路模塊
三路通道通過控制繼電器搭建的邏輯電路實(shí)現(xiàn)對四路圖像切換采集的控制，可以節(jié)約一個端口，備作其它功能的擴(kuò)展。采集器件使用的是MICroview公司的MVC1000M，驅(qū)動是由VC編寫的，每個攝像頭都有一個對應(yīng)的ID號，易于上位機(jī)的程序編寫。EASYCAP是一款帶USB接口的視頻采集卡，將采集到的信息通過USB傳送給圖像處理系統(tǒng)，通過圖像處理達(dá)到識別人民幣的目的。

2．5 TPI68595串轉(zhuǎn)并模塊
TPI68595通過級聯(lián)實(shí)現(xiàn)了16路輸出通道，非常節(jié)約資源，且為OC輸出，每段100mA，輸出速度快，有信號端、移位脈沖端、信號清除端、信號存儲端，適用于精準(zhǔn)的控制系統(tǒng)。