машина для счета банковских билетов

Формула изобретения

Машина для счета банковских билетов, содержащее корпус, в котором размещены устройство разделения и транспортирования листов, два усилителя фототока, подключенные к первому и второму выводам устройства разделения и транспортирования листов, аналого-цифровой преобразователь, система управления, шина данных которой соединена с разрядными входами аналого-цифрового преобразователя, и адаптер, входная и выходная шины которого соединены соответственно с шинами вывода и ввода системы управления, первые два входа соединены с третьим и шестым выводами устройства разделения и транспортирования листов, первый и второй выходы - с четвертым и пятым выводами устройства разделения и транспортирования листов, а третий и четвертый входы соединены с выходами усилителей фототока, отличающаяся тем, что в нее введены второй аналого-цифровой преобразователь, два пиковых детектора и дешифратор, причем измерительные входы аналого-цифровых преобразователей и входы пиковых детекторов подключены к выходам усилителей фототока, а выходы пиковых детекторов подключены к опорным входам соответствующих аналого-цифровых преобразователей, разрядные выходы второго аналого-цифрового преобразователя подключены к шине данных системы управления, кодовые входы дешифратора подключены к шине адреса системы управления, ее RD-выход подключен к входу разрешения дешифратора, а входы "Пуск" обоих аналого-цифровых преобразователей подключены к соответствующим выходам дешифратора, при этом оба аналого-цифровых преобразователя выполнены с опорными входами.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для счета и фасовки банковских билетов и может быть использовано в банковских учреждениях и торгующих организациях для счета банкнот, приватизационных чеков и др. документов.

Известно устройство для счета банковских билетов (а.с. СССР N 1144129, кл. G 06 M 7/06, 1984), содержащее блок одноэлектронных датчиков, билетоперемещающий механизм, усилитель, аналоговый компаратор и элемент ИЛИ.

Недостатком данного устройства является недостаточная достоверность распознавания сдвоенных банкнот, обусловленная двумя факторами. Во-первых, известное устройство может одиночные банкноты, имеющие пятна, вызывающие провалы оптического сигнала, интерпретировать как сдвоенные. Во-вторых, ослабление оптического сигнала, вызванное загрязнением или старением оптических элементов, также может интерпретироваться как поступление в билетоперемещающий механизм сдвоенного билета.

Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является аппарат для транспортирования и счета документов (патент США N 4761002, кл. B 65 H 7/12, 1988), т.к. совпадает с ним по наибольшему числу общих признаков. Схема устройства-прототипа показана на фиг.1.

На фиг.1 изображены: 1 - устройство разделения и транспортирования листов; 2 - загрузочный бункер; 3 - приемный бункер; 4 - датчик загрузочного бункера; 5 - датчик приемного бункера; 6, 7, 13 - источники света; 8 - эксцентриковый ролик; 9 - подающие ролики; 10 - механизм укладки листов в стопу; 11 - электродвигатель; 12 - контрольные оптические датчики; 14 - направляющая пластина; 15, 16 - усилители фототока; 17, 18 - усилители тока; 19 - суммирующий усилитель; 20 - интегрирующий усилитель; 21 - аналого-цифровой преобразователь; 22 - система управления; 23 - микропроцессорный контроллер; 24 - дисплей; 25 - порт вывода; 26 - порт ввода; 27 - клавиатура; 28 - адаптер; 29 - 32 - операционные усилители; 33 - бесконтактный коммутатор.

Данный аппарат содержит устройство 1 разделения и транспортирования листов, состоящее из загрузочного 2 и приемного 3 бункеров с соответствующими оптическими датчиками 4 и 5 и источниками 6 и 7 света, эксцентриков 8 и пары подающих 9 роликов механизма укладки листов в стопу 10, кинематически связанных с электродвигателем 11, двух контрольных оптических датчиков 12 с источниками 13 света, направляющей пластины 14, причем контрольные оптические датчики 12 подключены к первому и второму выводам устройства 1 разделения и транспортирования листов, датчики 4 и 5 загрузочного и приемного бункеров подключены соответственно к третьему и шестому выводам устройства 1, электродвигатель 11 - к четвертому и пятому выводам устройства 1, а два источника 13 света - к седьмому и восьмому выводам устройства 1; два усилителя 15 и 16 фототока, подключенные к первому и второму выводам устройства 1; два усилителя тока 17 и 18, включенные между выходами усилителей 15 и 16 фототока соответственно и седьмым и восьмым выводами устройства 1; суммирующий усилитель 19, подключенный к выходам усилителей 15 и 16 фототока; каскадно соединенные интегрирующий усилитель 20 и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 21; систему 22 управления с микропроцессорным контроллером 23, дисплеем 24, портами вывода 25 и ввода 26 и клавиатурой 27, причем шина данных системы управления 22 соединена с разрядными выходами АЦП 21, и адаптер 28 с четырьмя операционными усилителями 29-32, включенными между первым-четвертым входами адаптера 28 соответственно и выходной его шиной и бесконтактным коммутатором 33, включенным между шиной и первым и вторым выходами адаптера 28, причем шина ввода системы 22 управления соединена с выходной шиной адаптера 28, а шина вывода - с входной шиной адаптера 28 и входом "Сброс" интегрирующего усилителя 20, первый и второй входы адаптера 28 соединены с третьим и шестым выводами устройства 1, первый и второй выходы адаптеров 28 - с четвертым и пятым выводами устройства 1, третий и четвертый входы адаптера 28 соединены с выходами усилителей 15 и 16 фототока, а выход RD системы 22 управления соединен с входом "Пуск" АЦП 21.

Устройство-прототип функционирует следующим образом. При наличии банкнот в загрузочном бункере 2, о чем систему 22 управления информирует датчик 4, она включает электродвигатель 11 и ожидает появления банкноты в поле зрения одного из одного из контрольных оптических датчиков 12. Прием сигналов датчиков 4 и 12 осуществляется системой управления 22 по шине ввода от адаптера 28. В нем операционные усилители 29-32 преобразуют аналоговые сигналы датчиков 4, 12 и др. в цифровые уровни, пригодные для считывания микропрцессорным контроллером 23 системы 22 управления. Управление электродвигателем 11 осуществляется системой 22 управления путем подачи соответствующих сигналов по шине вывода на адаптер 28. В нем бесконтактный коммутатор 33, управляемый от шины вывода микропроцессорного контроллера 23, подключает выводы электродвигателя 11 к источнику питания.

Электродвигатель 11 приводит во вращение эксцентриковый ролик 8 и ведущие ролики 9, вследствие чего банкнота из загрузочного бункера 2 по направляющей пластине 14 подается в зону контрольных оптических датчиков 12. По появлении банкноты в поле зрения датчиков 12 система 22 управления сигналом "Сброс", выдаваемым по шине вывода, обнуляет интегрирующий усилитель 20, который, в свою очередь, начинает накопление суммы фотосигналов, поступающих на него от датчиков 12, через усилители 15 и 16 фототока и суммирующий усилитель 19. По выходу банкноты из зоны установки датчиков 12 сосчитанная банкнота через механизм укладки листов в стопу 10 попадает в приемный бункер 3. Система управления 22, в свою очередь, считывает данные с АЦП 21. Полученное число пропорционально суммарной освещенности контрольных оптических датчиков 12, проинтегрированной за время прохождения банкноты, и зависит от оптической плотности банкноты, т.е. ее толщины и рисунка, нанесенного на нее.

Считав данные с АЦП 21, система 22 управления, сравнивает полученное число с заданным эталоном и в том случае, когда они различаются на величину, большую, чем заданный допуск, регистрирует сдвоенность банкнот. При этом она через адаптер 28 останавливает электродвигатель 11 и на дисплее 24 индицирует брак.

С помощью клавиатуры 27 системы 22 управления оператор может изменить значения констант сравнения, а также изменить режим счета банкнот.

Данное устройство свободно от недостатка устройства по а. с. СССР N1144129, который проявляется в возможности ложного формирования признака сдвоенности банкнот при наличии на них локальных пятен.

Однако достоверность распознавания данным устройством сдвоенных банкнот по-прежнему недостаточна, а именно признак сдвоенности банкнот может ложно формироваться при падении уровня оптического сигнала вследствие загрязнения и старения оптических элементов.

Указанный недостаток обусловлен неэффективностью примененной в нем схемы стабилизации оптического сигнала, которая выполнена в виде цепи обратной связи с выходов усилителей 15 и 16 фототока через усилители 17 и 18 тока на вход источников 13 света, создающих световой поток, проходящий через транспортируемые банкноты и воспринимаемый контрольными оптическими датчиками 12. Ее неэффективность проявляется в том, что она в равной мере ослабляет как вредные вариации оптического сигнала, возникающие вследствие загрязнения и старения оптических элементов, так и полезное изменение оптического сигнала при смене одиночной банкноты на сдвоенную и вследствие этого не обеспечивает достоверности распознавания сдвоенных банкнот при загрязнении и старении оптических элементов.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение достоверности распознавания сдвоенных банкнот путем повышения точности измерения оптической плотности анализируемых банкнот.

Названная задача решается тем, что в машину содержащую корпус, в котором заключены устройство разделения и транспортирования листов, два усилителя фототока, подключенные к первому и второму выводам устройства разделения и транспортирования банкнот, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), система управления, шина данных которой соединена с разрядными выходами АЦП, и адаптер, входная и выходная шины которого соединены соответственно с шинами вывода и ввода системы управления, первые два входа которого соединены с третьим и шестым выводами устройства разделения и транспортирования листов, первый и второй выходы - с четвертым и пятым выводами устройства разделения и транспортирования банкнот, а третий и четвертый входы соединены с выходами усилителей фототока, введены второй аналого-цифровой преобразователь, два пиковых детектора и дешифратор, причем измерительные входы обоих АЦП и входы пиковых детекторов подключены к выходам усилителей фототока, а выходы пиковых детекторов подключены к опорному входу соответствующего АЦП, разрядные выходы второго АЦП подключены к шине данных системы управления, кодовые входы дешифратора подключены к шине адреса системы управления, а ее выход RD подключен к входу разрешения дешифратора, а вход "Пуск" обоих АЦП подключены к соответствующим выходам дешифратора, при этом оба АЦП выполнены с опорными входами установки опорного напряжения, а система управления выполнена с дополнительной шиной адреса.

Существенными и отличительными от прототипа являются перечисленные ниже признаки.

Признак 1: аналого-цифровой преобразователь, выполненный с дополнительным входом установки опорного напряжения, является новым по отношению к прототипу, известен в технике и совместно с остальными заявленными признаками позволяет проявить новое свойство, заключающееся в достижении положительного эффекта, т.е. решает задачу повышения достоверности распознавания сдвоенных банкнот.

Признак 2: система управления, выполненная с дополнительной выходной шиной адреса, является новый по отношению к прототипу, известна в технике и совместно с остальными заявленными признаками позволяет проявить новое свойство, заключающееся в достижении положительного эффекта, т.е. решает задачу повышения достоверности распознавания сдвоенных банкнот.

Признак 3: второй аналого-цифровой преобразователь не нов по отношению к прототипу, известен в технике, однако включенный между выходом второго усилителя фототока и шиной данных системы управления позволяет совокупности заявленных признаков проявить новое свойство, заключающееся в достижении положительного эффекта, т.е. решает задачу повышения достоверности распознавания сдвоенных банкнот.

Признак 4: два пиковых детектора, является новым по отношению к прототипу, известен в технике, но, будучи включенным между выходами усилителей фототока и опорными входами АЦП совместно с остальными заявленными признаками позволяет проявить новое свойство, заключающееся в достижении положительного эффекта, т.е. решает задачу повышения достоверности распознавания сдвоенных банкнот.

Признак 5: дешифратор, является новым по отношению к прототипу, известен в технике, однако подключенный входами к шине адреса системы управления и ее выходу RD, а выходами - к входам "Пуск" каждого из АЦП, необходим для обеспечения работоспособности заявленного устройства.

Признак 6: выход первого усилителя фототока соединен с измерительным входом первого АЦП, является новым по отношению к прототипу, известен в технике, но совместно с остальными заявленными признаками позволяет проявить новое свойство, заключающееся в достижении положительного эффекта, т.е. решает задачу повышения достоверности распознавания сдвоенных банкнот.

Таким образом, все перечисленные выше признаки являются новыми, т.к. из уровня техники не известно их использование с целью повышения достоверности распознавания сдвоенных банкнот, и имеют изобретательский уровень, т.к. для специалиста совокупность признаков явным образом не следует из уровня техники.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства-прототипа, на фиг.2 показана структурная схема предлагаемой машины для счета банковских билетов.

На фиг.2 изображены: 1 - устройство разделения и транспортирования листов; 2 - загрузочный бункер; 3 - приемный бункер; 4 - датчик загрузочного бункера; 5 - датчик приемного бункера; 6, 7, 13 - источники света; 8 - эксцентриковый ролик; 9 - подающие ролики; 10 - механизм укладки листов в стопу; 11 - электродвигатель; 12 - контрольные оптические датчики; 14 - направляющая пластина; 15, 16 - усилитель фототока; 17, 18 - АЦП; 19 - система управления; 20 - адаптер; 21, 22 - пиковые детекторы; 23 - дешифратор.

Машина для счета банковских билетов содержит устройство 1 разделения и транспортирования листов, состоящее из загрузочного 2 и приемного 3 бункеров с соответствующими оптическими датчиками 4 и 5 и источниками 6 и 7 света, эксцентрикового 8 и пары подающих 9 роликов, механизма 10 укладки листов в стопу, кинематически связанных с электродвигателем 11, двух контрольных оптических датчиков 12 с источниками света 13, направляющей пластины 14, причем контрольные оптические датчики 12 подключены к первому и второму выводам устройства 1 разделения и транспортирования листов, датчики 4 и 5 загрузочного 2 и приемного 3 бункеров подключены соответственно к третьему и шестому выводам устройства 1, электродвигатель 11 подключен к четвертому и пятому выводам устройства 1, два усилителя 15 и 16 фототока, подключенных к первому и второму выводам устройства 1, два аналого-цифровых преобразователя (АЦП) 17 и 18, два пиковых детектора 21 и 22, включенных соответственно между выходами усилителей 15 и 16 фототока и опорными входами АЦП 17 и 18, система 19 управления, шина данных которой соединена с разрядными выходами АЦП 17 и 18, адаптер 20, входная и выходная шины которого соединены соответственно с шинами вывода и ввода системы 19 управления, первый и второй входы которого соединены с третьим и шестым выводами устройства 1 разделения и транспортирования листов, первый и второй выходы - с четвертым и пятым выводами устройства 1, а третий и четвертый входы соединены с выходами усилителей фототока 15 и 16 и дешифратор 23, кодовые входы которого подключены к шине адреса системы 19 управления, вход разрешения - к выходу RD системы управления 19, выходы - к входам "Пуск" АЦП 17 и 18.

Пиковые детекторы 21 и 22 могут, например, быть выполнены по схеме, приведенной в книге Л. Фолкенберри. "Применение операционных усилителей и линейных ИС". Мир, 1985, с. 234.

АЦП 17 и 18 могут, например, быть выполнены по схеме, приведенной в журнале ПТЭ N4 за 1989 год на с. 225, 227.

Система 19 управления, может, например, быть выполнена по схеме, приведенной в М. Рафикузаман. "Микропроцессоры и машинное проектирование микропроцессорных систем". М.: Мир, 1988, т. 2, приложение C, с. 246-249.

В качестве дешифратора 23 может, например, быть применена микросхема КР1533ИД4.

Заявляемая машина для счета банковских билетов функционирует следующим образом. По включении питания система 19 управления, обнуляет свои индикаторы количества сосчитанных банкнот и переходит к ожиданию загрузки банкнот, подлежащих счету, в загрузочный бункер 2. По загрузке, о чем систему 19 управления информирует датчик 4, она включает электродвигатель 11 и ожидает появления банкноты в поле зрения одного из контрольных оптических датчиков 12. Прием сигналов датчиков 4 и 12, а также и управление электродвигателем 11 осуществляются системой управления 19 через адаптер 20. Электродвигатель 11 приводит во вращение эксцентриковый ролик 8 и ведущие ролики 9, вследствие чего банкнота из загрузочного бункера 2 по направляющей пластине 14 подается в зону установки контрольных оптических датчиков 12. В отсутствие банкнот контрольные оптические датчики 12 принимают световой поток источников 13 света. Усиленный усилителями 15 и 16 фототока фотосигнал запоминается пиковыми детекторами 21 и 22.

По появлении банкноты в поле зрения одного из контрольных оптических датчиков 12 фотосигнал, поступающий с выходов соответствующего усилителя 15 или 16 фототока на вход пикового детектора 21 или 22, падает на величину оптической плотности анализируемой банкноты. Последний при этом сохраняет на своем выходе уровень опорного сигнала, соответствующий зафиксированному ранее полному световому потоку. Система 19 управления, в свою очередь, начинает циклически, с постоянным периодом, считывать данные с АЦП 17 или 18, связанного через усилитель 15 или 16 фототока с контрольным оптическим датчиком 12, в поле зрения которого находится банкнота, накапливая результат. Считывание с АЦП 17 или 18 производится системой 19 управления путем выдачи соответствующего адреса и стробирующего сигнала RD на дешифратор 23. Последний формирует сигнал "Пуск", подаваемый на вход соответствующего АЦП, который, в свою очередь, начинает процесс аналого-цифрового преобразования, по завершении которого число, определяемое отношением на измерительном и опорном входах АЦП, выставляется на его разрядных выходах и по шине данных считывается системой 19 управления. По появлении банкноты в поле зрения другого датчика 12 к накоплению данных подключается и другой АЦП 17 или 18, связанный с этим датчиком, а на выходе другого пикового детектора, также связанного с этим датчиком, происходит фиксация уровня опорного сигнала, соответствующего полному световому потоку. Накопление данных, поступающих с каждого из АЦП, производится в течение времени нахождения банкноты в поле зрения соответствующего контрольного оптического датчика 12. По выходу банкноты из поля зрения обоих контрольных оптических датчиков 12 системы 19 управления инкриминирует число сосчитанных банкнот, вводимое на ее индикатор, и вычисляет усредненную оптическую плотность банкноты как сумму накопленных результатов обоих АПЦ 17 и 18, поделенную на суммарное число отсчетов, и сравнивает полученное значение с хранимым в памяти опорным значением, проверяя тем самым данную банкноту на предмет возможной сдвоенности.

Кроме того, по числу оборотов электродвигателя 11, пришедшихся на банкноту, или по времени ее прохождения система 19 управления определяет длину банкноты, которая также сравнивается с хранимой в памяти системы 19 управления константой на предмет выявления неполной площади банкноты или неразделенных банкнот.

При обнаружении сдвоенности система 19 управления выдает через адаптер 20 сигнал на останов электродвигателя 11 и индицирует факт брака. В противном случае транспортировка банкнот продолжается. Банкноты, прошедшие зону установки контрольных оптических датчиков 12, попадают через механизм 10 укладки листов в стопу в приемный бункер машины 3, перекрывая оптический канал датчика 5.

В каждом из промежутков между транспортируемыми банкнотами пиковые двигатели 15 и 16 обновляют значения опорного сигнала, подаваемого на опорные входы АЦП 17 и 18, поддерживая тем самым его соответствие уровню полного светового потока, воспринимаемому датчиками 12 в данный момент.

В случае изменения коэффициента передачи контрольных оптических датчиков 12 вследствие их загрязнения или старения уровень оптического сигнала, снимаемого с контрольных оптических датчиков 12, в равной степени изменится как в моменты поступления на датчики 12 полного светового потока от источника 13 света, что происходит в промежутке между банкнотами, так и при поступлении на них светового потока, ослабленного прохождением через банкноту. Число, считываемое с АЦП 17 или 18, согласно его принципу действия, определяется отношением напряжений, присутствующих на момент преобразования на измерительном и опорном его входах. Таким образом, благодаря тому, что при загрязнении или старении контрольных оптических датчиков напряжения, подаваемые на оба входа АЦП, изменяются одновременно, указанные факторы на точность определения оптической плотности не влияют, чем и обеспечивается высокая достоверность распознавания сдвоенных банкнот.

Транспортировка, счет и дефектация банкнот продолжаются до исчерпания банкнот в загрузочном бункере 2, после чего по сигналу системы управления 19 электродвигатель 11 останавливается. По изъятии сосчитанных банкнот из приемного бункера 3, о чем свидетельствует сигнал датчика 5, на который после этого поступает полный световой поток источника света 7, система 19 управления индицирует нулевое число сосчитанных банкнот и машина для счета банковских билетов приходит в исходное состояние.