TWI853530B - 硬幣防偽辨識系統 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種硬幣防偽辨識系統，透過一幣軌之幣行通道提供一電流脈衝產生單元；透過該微控制器控制該電流脈衝產生單元產生電流脈衝，提供該電磁聲波發射單元發射出電流脈衝。當硬幣在該幣行通道滾動行進而經過該電磁聲波發射單元時，「硬幣側面」即被該電流脈衝所撞擊，因此產生相對感應。而由於該電磁聲波接收單元設於對稱於該電磁聲波發射單元之該外側壁，因此能夠接收該相對感應。並且於該微控制器設一資料庫，該資料庫建立有標準硬幣之標準聲音訊息數據或基於承受脈衝洛倫茲力(Lorentz force)所產生之振盪頻率數據，供與該電磁聲波接收單元所接收之訊號資料比對；並以該比對結果提供驅動該分選單元形成路徑之通或斷(即若符合真幣標準即容許硬幣繼續滾動，若判斷為偽幣則中斷通行)。
Description
本發明係關於一種偵測技術，尤指一種用於硬幣分類的電磁聲換能器系統。
硬幣為紙鈔以外的一種錢幣型態，經常用於小額商品交易，也有將特定歷史人物做為硬幣之肖像印記，做為國家紀念或表彰。而在各種無人販售商品或服務之機台(例如但不限於自動售貨機、售票機、遊戲機和公用電話機)，也往往透過硬幣之投入來做為交易。由於硬幣為一種具有經濟價值之貨幣，因此也有不法者萌生歹意而對於硬幣進行偽製，此種偽製硬幣在有人交易系統中，固然可以透過人為辨識而以防杜。但若在無人交易系統中，則必須藉由各種物理偵測與辨識來進行防偽。
與本案技術關聯相對較遠者，就目前之各種物理偵測與辨識中，有利用掃描電子顯微鏡和能量色散X射線分析儀者，有利用X射線衍射和X射線螢光方法進行多元聚類分析，亦有通過三維(3-D)視頻顯微鏡和環境掃描電子顯微鏡(ESEM)等偵測與鑑別，惟前述以高端技術進行偵測與鑑別，固然準確性較高，但收集和處理數據需要花費大量時間。對於通常屬低額消費之自動售貨機中實現，成本相對不符合經濟效益。此外，亦有以非接觸之數字圖像處理，以待檢測硬幣圖像中的像素被轉換為數據陣列與參考圖像(標準真實硬幣之圖像)進行比較，作為偵測與鑑別。此種固然有其價值，然而圖像處理之光學方法，往往受到硬幣表面腐蝕生鏽和失去光澤引起的干擾而容易失其準確。或有為提高鑑別的準確性，運用各種掃描幾何信息(包括文字的高度和深度以及硬幣上的圖片)以創建3-D圖像，並與每個參考硬幣進行比較以識別假幣。甚至為了提高辨識，也運用
神經網絡和深度學習來對硬幣進行分類。但是諸如此種需要計算密集型系統來自動檢測假幣，因此很難實現高吞吐量。
另，亦有使用渦流感測器通過測量硬幣材料的電導率和導磁率的差異可以快速檢測硬幣的真偽。但渦流感測器可能無法分辦所有類型的假幣，需要使用其他方法來確認硬幣的真偽。此種方法難以避免測量的準確性可能會受到硬幣狀況(例如磨損或腐蝕)以及硬幣所選用之材料類型的影響。
此外，與本案技術關聯相對較深者，有以硬幣滾動過程或終端「以硬幣周緣」撞擊金屬板的聲音辨別，然而，此種方法難以避免硬幣在軌道上滾動和顛簸產生的聲音受到干擾，且硬幣接觸金屬板產生之聲響信號，也可能來自金屬板不同位置，由於衝擊力大小、碰觸方向、位置並不能穩定。因此準確度仍然有待加強。
鑒於先前技術之問題，本發明者認為應有一種能夠降低系統成本的同時滿足快速可靠檢測的要求，因此有必要設計一種穩健的技術來對適用於自動售貨機的假幣進行分類，而無需與硬幣進行物理接觸。為此設計一種硬幣防偽辨識系統，包括：
一幣軌，由長邊向之一內側壁與一外側壁以及底壁框圍，且該幣軌二端包括一入幣口與一出幣口形成相通，且由該入幣口至該出幣口之間形成一漸低斜之幣行通道；以利於硬幣在滾動過程形成順暢。
該幣行通道於該內側壁設有一電磁聲波發射單元以及一分選單元；該電磁聲波發射單元與該分選單元與一微控制器形成電性連接；該電磁聲波發射單元與該微控制器間設有一電流脈衝產生單元；透過該微控制器控制該電流脈衝產生單元產生電流脈衝，提供該電磁聲波發射單元發射出電流脈衝。
且該幣行通道於對稱於該電磁聲波發射單元之該外側壁設有一電磁聲波接收單元；當硬幣在該幣行通道滾動行進而經過該電磁聲波發射單元時，「硬幣側面」即被該電流脈衝所撞擊，因此產生相對感應。而由於該電磁聲波接收單元設於對稱於該電磁聲波發射單元之該外側壁，因此能夠接收該相對感應。
再則，透過該電磁聲波接收單元透過一訊號放大與數據擷取器與該微控制器聯繫；且該微控制器連接或內設一資料庫，該資料庫建立有標準硬幣之標準聲音訊息數據或基於承受脈衝洛倫茲力(Lorentz force)所產生之振盪頻率數據，供與該電磁聲波接收單元所接收之訊號資料比對；並以該比對結果提供驅動該分選單元形成路徑之通或斷(即若符合真幣標準即容許硬幣繼續滾動，若判斷為偽幣則中斷通行)。
(1):幣軌
(11):內側壁
(12):外側壁
(13):底壁
(14):入幣口
(15):出幣口
(16):幣行通道
(19):頂壁
(2):電磁聲波發射單元
(21):內磁鐵
(22):激發線圈
(23):外磁圈
(24):伸縮止動單元
(3):分選單元
(3A):伸縮閘
(3B):續行片
(4):微控制器
(41):資料庫
(5):電流脈衝產生單元
(6):電磁聲波接收單元
(6A):麥克風
(6B):感應線圈
(7):訊號放大與數據擷取器
(7A):第一紅外線感測單元
(7B):第二紅外線感測單元
(8):顯示器
(9):硬幣
第一圖係本發明之系統示意圖
第二圖係本發明實施例示意圖
第三圖係本發明另一實施例示意圖
第四圖係本發明又一實施例示意圖
第五圖係本發明電流脈衝產生單元與電磁聲波接收單元對應硬幣示意圖
以下藉由圖式之配合，說明本發明之構造、特點以及實施例，俾使貴審查委員對本發明有更進一步之理解。
請參閱第一圖，配合第五圖所示，本發明係關於一種硬幣防偽辨識系統，參閱第一圖所示，包括：
一幣軌(1)，至少由長邊向之一內側壁(11)與一外側壁(12)以及底壁(13)框圍(較佳亦設有一頂壁(19))，且該幣軌(1)二端包括一入幣口(14)與一出幣口(15)形成相
通，且由該入幣口(14)至該出幣口(15)之間形成一漸低斜之幣行通道(16)；以利於硬幣(9)在滾動過程形成順暢。
本發明該幣行通道(16)於該內側壁(11)設有一電磁聲波發射單元(2)以及一分選單元(3)；該電磁聲波發射單元(2)與該分選單元(3)與一微控制器(4)形成電性連接；該電磁聲波發射單元(2)與該微控制器(4)間設有一電流脈衝產生單元(5)；透過該微控制器(4)控制該電流脈衝產生單元(5)產生電流脈衝，提供該電磁聲波發射單元(2)發射出電流脈衝。
且該幣行通道(16)於對稱於該電磁聲波發射單元(2)之該外側壁(12)設有一電磁聲波接收單元(6)，當硬幣在該幣行通道(16)滾動行進而經過該電磁聲波發射單元(2)時，「硬幣(9)側面」即被該電流脈衝所撞擊而產生聲音訊息或脈衝洛倫茲力(Lorentz force)而產生相對感應。而由於該電磁聲波接收單元(6)設於對稱於該電磁聲波發射單元(2)之該外側壁(12)，因此能夠接收該相對感應。
該電磁聲波接收單元(6)透過一訊號放大與數據擷取器(7)與該微控制器(4)聯繫；且該微控制器(4)連接或內設一資料庫(41)，該資料庫(41)建立有標準硬幣之標準聲音訊息數據或基於承受脈衝洛倫茲力(Lorentz force)所產生之振盪頻率數據，供與該電磁聲波接收單元(6)所接收之訊號資料比對；並以該比對結果提供驅動該分選單元(3)形成路徑之通或斷(即若符合真幣標準即容許硬幣(9)繼續滾動，若判斷為偽幣則中斷通行)。
請參閱第一圖，配合第五圖所示，本發明較佳實施例，其中該電磁聲波接收單元(6)包括一麥克風(6A)，以該麥克風(6A)所接受之聲音訊息作為感應資料，即接收該電磁聲波發射單元(2)對該待測硬幣(9)激發下所產生之聲音訊息為感測資料。請參閱第一圖，配合第五圖所示，本發明另一較佳實施例，其中該電磁聲波接收單元(6)包括一感應線圈(6B)，以該感應線圈(6B)所接受之脈衝洛倫茲力
(Lorentz force)，即聲音訊息所伴隨之渦電流阻抗變化顯示為感應資料。該麥克風(6A)與該感應線圈(6B)可以為同時設置，以雙重檢驗提升準確度。
請參閱第一圖，配合第五圖所示，本發明較佳實施例，其中該電磁聲波發射單元(2)包括同圓心由內而外之一內磁鐵(21)、一激發線圈(22)、一外磁圈(23)。藉該微控制器(4)控制脈衝訊號迴路而令該外磁圈(23)、內磁鐵(21)與該激發線圈(22)之圓周渦流密度和靜磁場之間的相互作用而對該待測硬幣產生一個垂直施加之脈衝洛倫茲力(Lorentz force)。
請參閱第一圖，配合第三圖所示，本發明較佳實施例，其中該幣行通道(16)於該電磁聲波發射單元(2)上游方向(上下游係以硬幣滾動路徑先後之相對位置，此為接近入幣口)設有一第一紅外線感測單元(7A)，該第一紅外線感測單元(7A)與該微控制器(4)形成電性聯繫。以該第一紅外線感測單元(7A)得以感應有硬幣(9)初始進入，可以獲得觸發訊號，預先驅使該微控制器(4)形成準備作動。
請參閱第一圖，配合第二圖所示，本發明較佳實施例，其中該幣行通道(16)於該電磁聲波發射單元(2)更上游方向(即更接近入幣口)設有第二紅外線感測單元(7B)，該第二紅外線感測單元(7B)與該微控制器(4)形成電性聯繫。增加一組以該第二紅外線感測單元(7B)得以感應有硬幣(9)初始進入，可以更為精準感應而獲得觸發訊號，預先驅使該微控制器(4)形成準備作動。
請參閱第一至第三圖所示，本發明較佳實施例，其中該幣行通道(16)於該電磁聲波發射單元(2)下游鄰邊，設有一伸縮止動單元(24)，該伸縮止動單元(24)與該微控制器(4)形成電性聯繫。透過該微控制器(4)驅使該伸縮止動單元(24)，可以於伸出狀態略為遲滯與遏止該硬幣(9)快速滾動通過該電磁聲波發射單元(2)，而賦予該電磁聲波發射單元(2)充分發射聲波之時間，當鑑測完畢即縮回放行，避免毫無阻滯而導致快速通關而感應失真。
如第四圖所示，若該電磁聲波發射單元(2)、該電流脈衝產生單元(5)以及該微控制器(4)反應迅速或該硬幣(9)所通過之該幣行通道(16)路徑亦可提供充分時間足以判別，亦可以不設該伸縮止動單元(24)。
請參閱第一圖，配合第三圖所示，本發明較佳實施例，其中該分選單元(3)具體實施例，可由該入幣口(14)至該出幣口(15)方向依序包括一伸縮閘(3A)與一續行片(3B)，該伸縮閘(3A)與該微控制器(4)形成電性聯繫以決定伸出作為該續行片(3B)之橋接或縮入與該續行片(3B)形成中斷。
請參閱第一圖，配合第三圖所示，本發明較佳實施例，其中該微控制器(4)電性連接一顯示器(8)。可以提供操作時之觀察。
綜上所述，本發明確實符合產業利用性，且未於申請前見於刊物或公開使用，亦未為公眾所知悉，且具有非顯而易知性，符合可專利之要件，爰依法提出專利申請。惟上述所陳，為本發明產業上一較佳實施例，舉凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化，皆屬本案訴求標的之範疇。
(1):幣軌
(11):內側壁
(12):外側壁
(13):底壁
(14):入幣口
(15):出幣口
(16):幣行通道
(19):頂壁
(2):電磁聲波發射單元
(21):內磁鐵
(22):激發線圈
(23):外磁圈
(24):伸縮止動單元
(3):分選單元
(3A):伸縮閘
(3B):續行片
(4):微控制器
(41):資料庫
(5):電流脈衝產生單元
(6):電磁聲波接收單元
(6A):麥克風
(6B):感應線圈
(7):訊號放大與數據擷取器
(8):顯示器
(9):硬幣
Claims (8)
- 一種硬幣防偽辨識系統，包括：一幣軌，由長邊向之一內側壁與一外側壁以及底壁框圍，且該幣軌二端包括一入幣口與一出幣口形成相通，且由該入幣口至該出幣口之間形成一漸低斜之幣行通道；該幣行通道於該內側壁設有一電磁聲波發射單元以及一分選單元；該電磁聲波發射單元與該分選單元與一微控制器形成電性連接；該電磁聲波發射單元與該微控制器間設有一電流脈衝產生單元；且該幣行通道於對稱於該電磁聲波發射單元之該外側壁設有一電磁聲波接收單元，該電磁聲波接收單元透過一訊號放大與數據擷取器與該微控制器聯繫；且該微控制器連接或內設一資料庫，該資料庫建立有標準硬幣之標準聲音訊息數據或基於承受脈衝洛倫茲力(Lorentz force)所產生之振盪頻率數據，供與該電磁聲波接收單元所接收之訊號資料比對；並以該比對結果提供驅動該分選單元形成路徑之通或斷；其中該幣行通道於該電磁聲波發射單元下游鄰邊，設有一伸縮止動單元，該伸縮止動單元與該微控制器形成電性聯繫，透過該微控制器驅使該伸縮止動單元，可以於伸出狀態略為遲滯與遏止該硬幣快速滾動通過該電磁聲波發射單元，而賦予該電磁聲波發射單元充分發射聲波之時間，當鑑測完畢即縮回放行，避免毫無阻滯而導致快速通關而感應失真。
- 如申請專利範圍第1項所述之硬幣防偽辨識系統，其中該電磁聲波接收單元包括一麥克風。
- 如申請專利範圍第1項所述之硬幣防偽辨識系統，其中該電磁聲波接收單元包括一感應線圈。
- 如申請專利範圍第1項所述之硬幣防偽辨識系統，其中該電磁聲波發射單元包括同圓心由內而外之一內磁鐵、一激發線圈、一外磁圈。
- 如申請專利範圍第1項所述之硬幣防偽辨識系統，其中該幣行通道於該電磁聲波發射單元上游方向設有一第一紅外線感測單元，該第一紅外線感測單元與該微控制器形成電性聯繫，以該第一紅外線感測單元得以感應有硬幣初始進入，可以獲得觸發訊號，預先驅使該微控制器形成準備作動。
- 如申請專利範圍第5項所述之硬幣防偽辨識系統，其中該幣行通道於該電磁聲波發射單元上游方向設有第二紅外線感測單元，該第二紅外線感測單元與該微控制器形成電性聯繫，得以感應有硬幣初始進入，可以更為精準感應而獲得觸發訊號，預先驅使該微控制器形成準備作動。
- 如申請專利範圍第1項所述之硬幣防偽辨識系統，其中該分選單元由該入幣口至該出幣口方向依序包括一伸縮閘與一續行片，該伸縮閘與該微控制器形成電性聯繫以決定伸出作為該續行片之橋接或縮入與該續行片形成中斷。
- 如申請專利範圍第1項所述之硬幣防偽辨識系統，其中該微控制器電性連接一顯示器。
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