基于应变传感器的硬币识别装置的设计
简易硬币识别器的设计
简易硬币识别器的设计硬币识别器的设计是一项复杂而关键的任务，它的目标是将输入的硬币映射到相应的类别，并提供准确的识别结果。
在设计硬币识别器时，需要考虑硬币的外观特征、图像处理技术和机器学习算法等因素。
下面是一个简易硬币识别器的设计概述，其中包括图像采集、图像预处理、特征提取和分类器训练等步骤。
首先，硬币识别器需要采集硬币的图像。
可以使用数字相机或者智能手机等设备进行硬币的图像采集。
在图像采集时，需要确保硬币摆放在一个清晰的背景下，并采集多张不同角度和光照条件下的硬币图像，以获得更全面的训练数据。
接下来，对采集到的硬币图像进行预处理。
预处理步骤主要包括图像去噪、灰度化和边缘检测等操作。
去噪可以使用滤波算法（如中值滤波或高斯滤波）来消除图像中的噪声，使得后续的处理更加准确。
灰度化是将彩色图像转换成灰度图像，可以使用常见的方法如RGB平均、加权平均和分量法等。
边缘检测可以使用Sobel算子、Canny算子或者拉普拉斯算子等常用边缘检测算法。
在预处理完成后，需要对硬币图像进行特征提取。
特征提取是硬币识别器的关键步骤，它需要从图像中提取出与硬币类别相关的特征。
常见的特征包括尺寸、形状、纹理、颜色等。
可以使用不同的特征提取方法来获取这些特征信息。
例如，可以使用形状描述子（如傅里叶描述子、Zernike描述子）来提取硬币的形状特征；可以使用纹理特征提取算法（如灰度共生矩阵、小波纹理特征）来提取硬币的纹理特征；还可以使用颜色特征提取算法（如颜色矩、颜色直方图）来提取硬币的颜色特征。
最后，使用机器学习算法对提取到的硬币特征进行分类器的训练。
机器学习算法可以根据硬币的特征值将其分类为不同的类别。
常见的机器学习算法包括支持向量机（SVM）、随机森林（Random Forest）、卷积神经网络（Convolutional Neural Network，CNN）等。
在分类器训练时，需要选择合适的特征表示方法和机器学习算法，并使用训练集和测试集来验证分类器的性能。
基于电涡流传感器的硬币币值鉴别系统
《传感器与检测技术》课程项目研讨研究报告学号：姓名：日期：2021年11月17日研究报告基本信息硬币币值辨别系统的电涡流传感器设计1．研究现状综述1.1硬币币值鉴别系统的应用自动售货机、投币电话机、游戏机、公交自动售票等一系列自动服务系统的广泛应用,使得硬币识别系统的研究受到了更多地关注。
硬币辨别有光电管检测法、图像对比法、应变片测重法、激光扫描法和涡流检测法等，而涡流检测法具有结构简单、成本低、非接触实时测量等优点被广泛应用。
1.2电涡流传感器近些年来，国内外正在发展一种建立在电涡流效应原理上的传感器，即电涡流传感器，电涡流传感器大多是根据激励磁场线圈幅值的变化，即可测出不同硬币的幅值大小，而且不同的硬币通过时其改变的幅值是不一样的，从而达到辨别币值的目的。
众所周知，实际应用中电子线路元器件受温漂的影响是比较大的，由于不同币值的硬币相差并不是很大，导致信号差距很小，若温漂影响稍大一点，则很难准确检测，而且传感器出来的信号是非常微弱的，还需要一定的处理电路。
而本文是通过测量输出信号的频率进行硬币币值的鉴别，不需要复杂的处理电路，另外频率受外界干扰小，这样识别率比较高。
1.3国内外硬币清分装置及发展现状硬币清分机发展至今已有近四十年的光景，到如今硬币清分机已经具有可靠的技术支持与生产设备，在保持基本的传动和计数的功能上，其智能化的设计为硬币清分机提供了更多的功能。
国外的硬币清分机发展的比较早，国际上很多银行器具公司做了很多有关硬币清分机的研究，所以技术也比较成熟。
在国内有多家单位均对如何进行正确的硬币识别做过深入研究，例如清华大学、北京科技大学、上海交通大学等，在机理上普遍采用电涡流法。
2．电涡流传感器的测量原理电涡流传感器工作原理图如图1所示，当金属导体被置于振荡器线圈的交变磁场H1中时，在金属导体中感应出电涡流，并产生一个与原磁场方向相反的新磁场H2，两者相互作用，改变了线圈的电感、阻抗及品质因数等参数。
电子硬币识别装置
电子硬币识别装置二零一二年九月七号目录（一）1.竞赛题目 (1)2.摘要 (1)(二)系统方案选择与论证 (1)1、系统基本方案 (1)2、各模块方案选择和论证 (1)2.2.1 电源模块电路设计 (2)2.2.2 显示模块电路设计 (2)2.2.3 应变式传感器模块电路设计 (3)2.2.4 ad转换模块电路设计 (3)（三）总体设计方案 (2)1系统的硬件设计与实现 (3)1.1整体结构 (4)1.2 主要模块的电路设计 (4)1.3 整体电路设计 (6)1.4 软件主体--算法部分说明 (6)（四）测试结果 (6)（五）设计总结 (7)（六）参考文献 (7)（一）题目和摘要1、题目:电子硬币识别装置2、摘要:本设计采用单片机（STC89C51）作为检测和控制的核心，分为5个模块:电源模块﹑AD转换模块、液晶屏显示模块、传感器模块。
系统供电用自己设计的正负稳压电源;用变片式传感器为中心加工制作电子称装置；AD7705芯片用于信号转换，将传感器的模拟信号转化为数字信号；LCD1602液晶显示屏及语音播放模块用于显示和播报硬币的种类，个数及总金额等。
整个系统购成一个硬币识别装置，并通过调节硬件电路与调试软件算法程序来提高装置准确度。
根据测试结果，所涉及的系统精度完全能够满足要求，性能指标能够达成基本功能要求。
关键字：AT89C51 电子称机械结构数模转换（二）.系统方案设计、比较和选择1.系统基本方案:本设计硬件部分分为电源模块﹑显示模块、传感器模块，AD转换模块四部分,以51单片机为整体系统模块主体构成硬件电路，软件部分通过设计算法程序实现硬币识别并通过显示屏和语音模块输出币值、总额等信息。
2.各模块方案选择和论证2.1 电源部分方案方案一：正负直流稳压电源（电压+-5v~~+-12v可调）.电路图见图1.正负可调的直流稳压电源输入电压为220v/50HZ,输出电压为+-5v到+-12v,最大输出电流为0.5mA。
基于STC89C52的硬币自动检测清分系统设计
白城师范学院学报（自然科学）
第 ３２卷 第 ３期
图 ５ 称重检测电路原理图
图 ６ 硬币检测电路
４．１ 心轴弯曲强度校核计算
心轴（只承受弯矩而不承受扭矩的轴）弯曲强度条件校核：由于考虑启动、停止等影响，弯矩在轴截面
上锁引起的应力可视为脉动循环变应力．一般等截面心轴弯曲时，弯矩最大（包括最大正弯矩和最大负弯
１
白城师范学院学报（自然科学）
第 ３２卷 第 ３期
图 １ 系统的结构框图
图 ２ 系统三维立体图 角硬币）；小壹角硬币进入接收区 ４．至此，壹元、大壹角、伍角、小壹角分别位于接收区 １、接收区 ２、接收区 ３、接收区 ４． ２．２ 支架和滑道设计
支架是整个系统的最基本部分，利用角铁焊接而成，如图 ２所示．对于滑道设计，采用铁皮制成锥筒形 状，如图 ４所示．滑道主要作用是硬币分类后落到滑道内使硬币缓冲，降低硬币到达称重传感器的速度，使 应变式称重传感器弹性元件在弹性范围内，发生弹性变形而不会损伤称重传感器．
收稿日期：２０１８－０３－２７ 作者简介：王刚（１９８０—），男，副教授，博士，研究方向：机器人与智能控制；宋英杰（１９９５—），男，２０１４级学生；王馨笛（２０００—），女，２０１６级 学生；覃凤娟（２０００—），女，２０１６级学生． 基金项目：白城市科技发展计划项目（２０１６０２３）；全国大学生创新创业项目（基于 ＡＶＲ的硬币自动检测清分系统设计）．
关键词：硬币；称重传感器；ＳＴＣ８９Ｃ５２；自动检测；真假鉴别 中图分类号：ＴＨ６９３．５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３３１１８（２０１８）０３０００１０８
引言
在当今社会，大面值货币电子化、小面值货币硬币化是世界各国货币发行的趋势．［１－５］然而，由于硬币 清分技术的不完善，导致有大量硬币来往的行业（银行、超市、公交公司以及大型商品零售企业等），至今 还以效率低、误差率高的手工方式来清分计算硬币，有关“有人想把硬币换整钱，银行以数钱费时为由拒 绝”的报道也屡见不鲜．［６－８］因此迫切需要一种能够方便识别假硬币并且能对硬币进行分类、计数和包装 的装置．为了高效、准确地实现各类硬币的清点、分类、鉴伪、包装等工作，设计基于机电一体化技术的自动 检测清分硬币系统．
“流水辨银”硬币检测装置设计
采用 0.96OLED 显示屏显示各种信息，包括四种硬币的 数量、总投入金额等，利用单片机的内部 EEPOM 去存储这 些信息，保证断电后存储信息的正确性。利用按键可以对其 进行相应的设置，其中加入电子密码锁的设置，保证了信息 18 | 电子制作 2019 年 11 月
图 2 光电传感器电路图 图 2 中所示 D1 代表红外线发光二极管，D2 代表光敏
人机交互显示模块
硬
币
检
测
STC12C5A60S2
传单片机模块感 Nhomakorabea器 按键模块
图 1 系统总体设计框图
语 音 模 扬声器 块
真假鉴别，但其系统复杂，成本高。其中图像法还对硬币表
模块总体实用效果是使用者可以将四种中国现流通的
面的洁净度要求较高。
壹圆、伍角、大壹角、小壹角硬币在投币轨道口逐个投入，
从以上方法可以看出，对硬币的辨别的装置均是从硬币 当硬币通过流动轨道后，模块会检测出投入硬币的面额，显
电子电路设计与方案
接收管。利用了运算放大器所成的比较器电路，输出其开关 信号。当两管对射放置，即构成对射式光电开关。当被检测 物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时，光电开关就产 生了开关信号。通过 LED 发光二极管的亮灭显示有无检测 物体通过。当检测物体是不透明时，对射式光电开关是最可 靠的检测模式。
的影响下，硬币的使用频率有一定幅度的下降，其主要流通 范围转向了公交车、地铁投币付费和私家纪念收藏以及欠发 达地区的交易流通中 [1]。在这种形势下，对于硬币面值识别 及硬币真假的鉴别技术 [2] 的应用上应该转向实用化、小型化、 生活化、平民化。
简易电子硬币识别装置
简易电子硬币识别装置————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：简易电子硬币识别装置摘要：本设计为简易电子硬币设别装置，采用不同种类的硬币重量不同进行识别。
采用电阻应变式传感器进行硬币的测量，并用HX711高精度放大器兼A/D功能的称重专用集成芯片读取传感器测量值送至具备64KROM的STC12A60S12的单片机，利用查表法寻找最接近的重量来识别硬币的数量和金额。
关键词：称重 A/D转换器单片机一、系统方案1.1 总体方案由于各种硬币的重量不同，因此，本系统采用称重的方法进行硬币识别，由此可知称重系统以及A/D转换器是本次课题的主要核心，只有达到足够准确的精度才能正确实现人民币硬币识别和计算功能。
本系统主要由电源供电部分、电阻应变式传感器组成的称重部分、进行数据采集的A/D转换部分、外部按键控制部分、单片机以及LCD液晶显示部分组成。
用A/D转换器读取由电阻应变式传感器传出的模拟量，再由单片机读取经过A/D转换后的数字量，CPU进行运算和处理就可达到要求。
总体结构框图如下图1-1所示。
5V电源供电电路传感器检测电路信号处理放大电路A/D转换电路单片机控制电路LCD液晶显示电路图 1- 1系统总体结构框图1.2 重量检测方案选择与论证方案一：压电效应的重力传感器基于压电效应的传感器的敏感元件由压电材料制成。
压电材料受力后表面产生电荷。
此电荷经电荷放大器和测量电路的放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。
它的优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、等。
缺点是某些压电材料需要防潮措施，而且输出的直流响应差。
方案二：电阻应变式传感器电阻应变式传感器是将电阻应变片粘贴在弹性体上，当弹性体受外力（拉力或压力）作用产生形变时，传感器将该形变转化成电量输出，通过相应的测量仪表检测出这个与外加重量成一定比例关系的电量，从而测出质量。
硬币盲盒检测装置设计与制作
硬币盲盒检测装置设计与制作硬币盲盒是一种近年来流行的盲盒玩具，其中包含了各种不同的硬币，每个盲盒的内容都是随机的，购买者无法提前知道自己会得到哪种硬币。
然而，由于市场上存在一些不法商家会对盲盒进行作假，将一些低价值的硬币冒充高价值的稀有硬币，给购买者带来财产损失。
为了解决这个问题，我们可以设计并制作一种硬币盲盒检测装置。
硬币盲盒检测装置的设计目标是能够快速准确地检测硬币的真伪和价值。
首先，我们需要一个硬币盲盒检测装置的外壳，可以选择使用金属或塑料材质，并在外壳上设计一个硬币放置槽。
接下来，我们需要加入一套检测硬币的传感器和电路系统，以实现自动检测功能。
在硬币放置槽的下方，我们可以安装一个光电传感器。
当硬币放置在槽中时，光线会被硬币遮挡，传感器会检测到光线的变化，并将信号传输到电路系统中。
电路系统会根据传感器的信号判断是否有硬币放置在槽中，如果没有则会发出提示。
接下来，我们需要一套图像识别系统来检测硬币的真伪和价值。
当硬币放置在槽中后，我们可以通过一个摄像头拍摄硬币的图像，并将图像传输到图像处理系统中。
图像处理系统会对硬币的图像进行分析和比对，以判断硬币的真伪和价值。
在图像处理系统中，我们可以使用一些图像处理算法来识别硬币的特征。
例如，我们可以使用边缘检测算法来提取硬币的轮廓，然后根据硬币的轮廓来判断硬币的形状和大小。
同时，我们还可以通过颜色分析算法来判断硬币的材质和表面特征。
通过这些算法的综合分析，我们可以准确地判断硬币的真伪和价值，并将结果显示在装置的显示屏上。
除了硬币的真伪和价值检测功能，硬币盲盒检测装置还可以具备一些其他的功能。
例如，我们可以添加一个自动售币功能，当检测到硬币是真币时，装置可以自动将硬币售出，并将对应的价值加入购买者的账户中。
同时，我们还可以添加一个数据统计功能，可以记录每个购买者购买的盲盒数量和得到的硬币价值，用于后续的分析和展示。
总结起来，硬币盲盒检测装置是一种能够快速准确检测硬币真伪和价值的装置。
基于光电开关的硬币面值识别系统设计分析
基于光电开关的硬币面值识别系统设计分析【摘要】传统的硬币识别系统具有复杂的结构，而且需要投入较多的资金，本文结合我国硬币币种的差异性，结合光电开关的特征设计硬币面值识别系统，通过光电开关输出电平状态，因此完成硬币识别工作。
通过检验可以发现基于光电开关的硬币面值识别系统可以对各种硬币信息进行识别，同时可以统计硬币的面值，还可以利用语音报出真实的数据，因此在今后工作中可以加大推广力度。
关键词：光电开关；硬币面值；识别系统；设计工作由于钱币在社会上的使用十分普遍，所以钱币的鉴别工作显得尤为重要。
钱币的鉴定工作，主要是对钱币的面额进行鉴定，对钱币的真实性进行鉴定。
硬币面值识别技术是硬币清分机、自动贩卖机等设备的主要功能。
当前常用的硬币面值识别法包括图像发和电涡流传感器法，可以保障硬币的识别率，而且有效鉴别硬币真假，但是推广利用这一系统需要投入较多的资金，而且系统操作过程非常复杂，同时提出一些特殊要求，降低了系统的实用性。
因此需要基于光电开关设计硬币面值识别系统，弥补传统系统使用的不足。
一、硬币识别装置现状当今社会，为了方便起见，钱币的流转实现了自动化。
钱币自动识别设备的出现，无疑满足了人们对它的需求，为人们提供了很大的便利。
比如方便的自动售票系统，有冷热饮品的自助售票机，有方便的自助售票机，有方便的自助售票机，不用进店就能直接买到自己想要的饮品和食物，这不仅为人们们节省了大量的时间，还让人们感受到了一种现代的气息。
当前，我国在投币业中，钱币辨识系统的使用情况不尽如人意。
除了在管理方面的缺陷之外，在技术的实施上也有一定的困难，它的关键问题在于是否能够实时、精确地实现对真伪的自动识别。
这种问题也同时出现在了自动售货机、投币式电话、无人售票的公交车上，近年来，经常有无人售票的公交车遭遇到了假币的困扰，所以，在公交车上安装货币识别检测设备，已成为了一种趋势。
二、概述基于光电开关的硬币面值识别系统设计硬币面值识别系统可以自动化识别硬币的面值，并且可以将总金额进行显示和统计。
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基于应变传感器的硬币识别装置的设计摘要：为了减轻人工硬币分检的劳动强度，提高工作效率，利用金属箔式应变传感器为检测元件，构成直流全桥测量电路，光电传感器为计数元件，128×64液晶显示屏为显示器件，经过差动放大器放大信号，高精度a/d转换电路进行模数转换，将信号送至
at89c51进行处理，利用软件和通过显示屏显示被检测的硬币的种类、数量和总额。
关键词：传感器效率硬币
中图分类号：tp212 文献标识码：a 文章编号：1007-9416（2013）01-0124-01
我国现流通的货币分为纸币和硬币两种类型，每种硬币的重量不同。
在银行、超市和商场每天都有大量的硬币在使用，需要人工进行分检和统计，对于这样的简单重复性的工作需要智能化的电子设备代替，提高工作效率。
随着传感技术和计算机技术的发展，利用传感器对硬币进行称重检测进行个数的统计，利用单片机进行数据处理，通过显示器显示硬币的种类、数量和总计金额成为现实[1]。
本文基于电子秤的原理设计了硬币识别装置，装置的核心部件是应变传感器，选择电路结构简单使用方便的应变式电阻传感器构成直流全桥电路，直流供电主要考虑电路简单且使用方便的特点，文中将介绍装置的硬件电路设计和软件设计方法，说明装置的使用和功能。
1 装置的硬件构成
装置硬件部分由电源电路、测量电桥、放大滤波电路、a/d转换电路、键盘、单片机、显示电路构成。
其中测量电桥电路由4片350ω金属应变传感器组成直流全桥，以便提高测量的灵敏度；放大滤波电路作用是对电桥输出的微弱电压信号进行放大，滤波器主要对放大信号进行滤波，提高转换精度；键盘、单片机、显示电路构成数据的处理和信息显示。
装置的框图如图1所示。
1.1 放大电路
由于硬币重量较轻，引起的横梁型变量较小，应变片的阻值变化量也较小，测量电桥输出电压小，需要放大处理，采用差动放大电路和比例放大的两级放大方式，期中差动放大器的放大倍数（增益）可调，且具有调零旋钮进行调零。
具体电路如图2所示。
1.2 显示电路
通过单片机（at89c51）的软件控制可以实现如下信息的显示：硬币重量、数量和总额、总额超出设定值时报警、显示超出金额数目，并显示应退还币值的种类和数量。
显示屏采用lcd 128×64 进行显示。
2 装置工作原理
检测部分采用电阻应变片组成的直流全桥作为测量电路，将硬币重量非电信号转换为电压信号，供放大和处理[2-3]。
信号处理部分主要有放大和转换部分组成，放大器采取差动放大形式，转换器采取a/d转换，把检测的模拟量转换成数字量。
控制部分和报警显示部分主要有单片机处理器和lcd液晶显示屏组成，通过单片机
的用户程序实现设计要求的功能，显示器主要显示相关的存储信息，报警电路主要随意设定币值总额，当逐个放入硬币币值到达所设的币值时，装置发出提示信号。
3 结语
本文利用传感技术和计算机技术设计了实用性强的硬币检测装置，通过电路的设计实现了硬币的种类、数量和金额的判断、存储和显示功能，专职具有结构简单，操作方便，价格便宜等特点。
参考文献
[1]李超，钟艳，刘好杰.基于单片机系统的电子秤设计[j].科学发展，2012年3期.83.
[2]陈诗茂，万泽君，陆鹏.数字电子秤设计[j].数字技术与应用，2012年4期.
[3]刘艺柱，郭素娜.基于电涡流传感器的硬币识别系统的设计[j].数字技术与应用，2010年2期.229-232.。