基于嵌入式紙幣識別系統的設計與實(shí)現

圖3 碼盤(pán)光耦信號收集電路

以上的硬件電路再加上傳動(dòng)裝置等，就構成了采集系統的硬件基礎設備。

2.2 程序設計

本文設計的采集系統，所采集的數據是紙幣上等距離點(diǎn)上的數據，采集到的數據作為RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )分類(lèi)器的輸入，并用它來(lái)判斷紙幣的真假，從而使紙幣識別系統決定是否接受被檢測的紙幣?？梢?jiàn)，能正確的取得紙幣的數據對這些算法來(lái)說(shuō)是非常重要的。當紙幣的一端進(jìn)入紙幣通道時(shí)，位置傳感器提示系統，紙幣進(jìn)入預定的開(kāi)始進(jìn)入位置，而后通過(guò)馬達和傳動(dòng)裝置，紙幣就被卷入紙幣器中。馬達轉過(guò)相同的角度，紙幣也就移動(dòng)相同的距離，而碼盤(pán)光耦電路每產(chǎn)生一個(gè)反饋信號，馬達轉過(guò)的角度是一個(gè)固定值，紙幣移動(dòng)距離也就是一個(gè)固定值，那么根據這個(gè)反饋信號就能實(shí)現固定等距離點(diǎn)的采集， 所以硬件的設計是能保證，當紙幣上的定點(diǎn)到達紙幣識別系統特殊光發(fā)光部件和接收部件中間時(shí)，通知采集程序此時(shí)數據有效。馬達轉過(guò)多少角度碼盤(pán)光耦產(chǎn)生反饋信號，是由碼盤(pán)光耦的規格決定。

數據采集系統的程序部分要解決的問(wèn)題，就是能夠及時(shí)根據碼盤(pán)光耦電路的反饋信號，實(shí)時(shí)的將特殊光傳感器中的數據讀出，而后保存。由于uClinux操作系統本身的限制，紙幣識別系統中只有一個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)即采集，所以考慮采用中斷的方式解決這個(gè)問(wèn)題 。

在本系統中，根據采樣原理，每6毫秒采集一次數據，選用了適合本采集系統規格的馬達和碼盤(pán)光耦。為了使基于S3C4510B和uClinux的紙幣識別系統充分發(fā)揮同時(shí)采集和處理數據的能力，可以從S3C4510B的內存中開(kāi)辟一個(gè)獨立的區域，該區域是用來(lái)提供給非實(shí)時(shí)程序和采集系統共享的內存，專(zhuān)門(mén)用來(lái)存儲采集數據，這樣非實(shí)時(shí)程序就不需要調用系統調用或者驅動(dòng)程序去訪(fǎng)問(wèn)采集到的數據，從而大大提高了將采集數據送給非實(shí)時(shí)程序的速度，提高了處理速度。

3 紙幣識別

3.1 紙幣識別硬件設計

根據前面討論的要求，采用S3C4510B芯片設計的紙幣識別器硬件結構如圖4所示，它包含的主要功能模塊有:S3C4510B中央處理器、系統時(shí)鐘和復位模塊、外擴存儲單元、板載電源模塊、串口通信模塊、網(wǎng)絡(luò )通信模塊、電機驅動(dòng)模塊、紙幣檢測模塊以及相關(guān)的信號采集模塊。

圖4 紙幣器硬件結構圖

為了支持日常工作和智能升級的需要，外存存儲單元采用兩片FLASH存儲芯片和一片SDRAM, 串口通信模塊的設計時(shí)使用MDB和RS232,采用S3C4510B UART單元提供的兩個(gè)異步串行I/O端口分別給MDB和RS232各一個(gè)。在網(wǎng)絡(luò )接口設計時(shí)，由于S3C4510B內嵌一個(gè)以太網(wǎng)控制器，這里采用一個(gè)PHY芯片RTL8201BL與其搭配實(shí)現一個(gè)10M/100M以太網(wǎng)接口，對外接頭使用RJ45接頭。

3.2 紙幣識別軟件設計

3.2.1 軟件流程

整個(gè)系統的軟件設計采用模塊化結構,其主體框架是通信和識別分時(shí)共享。主程序主要以通信模塊為主,通過(guò)設置各種標志位,然后把相應模塊作為子程序嵌入其中。當紙幣未到時(shí),程序工作在通信模塊中,通過(guò)檢測各個(gè)標志位執行相應操作,保持與上位機的通信。 當上位機允許識別器識別的標志位有效,并且紙幣到的標志位有效時(shí),程序轉入識別模塊,這時(shí)識別器與上位機的通信斷開(kāi),當識別處理完成后,喚醒通信模塊繼續通信。這樣整個(gè)系統分時(shí)共享,程序流程簡(jiǎn)單明了,可讀性和可擴展性好。主程序流程為:

(1) 初始化部分　包括通信的初始化和識別的初始化。