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1、1本课题研究的背景、目的及意义硬币作为一种世界范围内常用的流通货币之一,以坚固耐用、不易磨损、制作精美、规格统一、易于识别、方便使用等诸多优点广泛应用在商业、交通、通讯、娱乐以及各种自动售货系统中。我国迄今为止已经发行了套种硬币,并都参与流通。可以说任何国家的金融系统都离不开硬币,据统计,日本人均硬币达枚,美国人均枚,德国人均枚而我国以生产入库量计算,人均仅十几枚。从发展的角度看,硬币取代小面额纸币将成为一种趋势。然而多次有新闻报道显示小硬币产生了大问题。年月日,南方新闻网的一则报道题为“硬币频遭拒收为哪般”川,报导说“硬币,作为国家公开发行的一种法定货币,在流通中起着零星交易和日常找零的重要
2、作用,发展前景一直为金融界人士普遍看好。然而在我市大部分地区尤其是农村,硬币却频频遭遇拒收的尴尬”。其中有一点引起了我的注意“据了解,由于我市许多金融机构没有专门清点、捆扎、包装和搬运硬币的设备,多道工序目前仍停留在手工操作层面上,劳动强度大,工作效率低。而一些金融机构的基层服务网点的业务窗口又少,为照顾其他前来办理业务的人,大额的硬币兑换很容易遭到拒绝”。同日南方日报也有一则类似的报导“市民存元硬币跑了家银行”,一来因为大量硬币清点费时费力,同时目前还没有合适的硬币辨伪设备,这让银行对硬币们望而却步。同样,多家公交公司也面临类似的问题,每年收到的硬币不好清点,而且也面临大量的假硬币问题。都市
3、时报的一则新闻显示昆明公交仅去年一年就收到万元假硬币,给集团带来巨大损失一。因此,多个国家开始研究硬币鉴伪、清点和包装设备。日本公司生产了一型硬币点算包装机,公司生产了一、劳雷尔一等包括硬币分拣和包装的大型一体式处理设备。它们的分拣速度较快,机构复杂,可以处理的硬币数量极多,并都包括了纸卷包装系统。瑞士公司生产了型等小型硬币分拣设备,它们体积小巧,机构较简单,一次处理的硬币数量不多,但应用范围可以更广泛。我国在这方面起步较晚,最初由清华大学和昆明机床有限公司合作对日本的机器进行仿制,却不能完美实现功能而仍处于研究阶段,之后国内多个大学和企业加入了研究行列。到目前为止,南京航空航天大学、合肥工业
4、大学等学校已经研制出了大型硬币处理机的理论模型。河北邯郸商通电子有限公司也己经设计生产出了小型的硬币清分计数机器。对于国外硬币处理机来说,无论是大型还是小型的都有一定的水平,技术较成熟,但是价格昂贵,而且不能适应国内的硬币系统。国内的大型处理机除了进口之外,虽然进行过一些仿制,但由于技术问题未能批量生产,而且大型处理机适应的场合有限,一般银行等小型企业不会购置,无法普及。国内的小型硬币处理机虽然可以实现清分功能,但是缺乏鉴伪环节,因此研究一种小型的桌面硬币清分、鉴伪仪器是有意义的。2本课题主要研究内容和预期目标本课题在现有各种硬币处理机的基础之上研制出一种含有鉴伪功能的桌面型自动硬币分拣机,能
5、实现对硬币的鉴伪、分拣、包装等。具体内容包括1、对分拣机进行新的机械系统和电控系统方案设计。2、从结构上设计出新的结构以适应新的系统。3、利用虚拟设计理论和Solidworks软件对新机构进行3D建模,并运用DFA理论进行尺寸修正和优化。4、结合COSMOS有限元分析软件对关键零件进行有限元分析,验证其可靠性。5、利用Solidworks软件对设计的零件进行工程图的绘制,并加工出样机,进行实验验证。预期实现的目标a.硬币的真伪辨别，b.分类分拣功能的设计。c.不同种类的硬币怎么整理成相同运动方式。3本课题拟采用的研究方法、步骤本论文的研究目标是一张铺有 1 毛、5 毛和 1 元硬币的图片，但这
6、里有一个要求，拍摄的背景选取黑色或深色，在照片的最底部放置一枚 5 毛钱硬币作为参考对象，主要是在特征提取分割的过程中对半径做一个参考，通过 Android 手机拍摄这样一张图片，这张图片先经过图像识别程序进行处理，区分出 1 毛、5 毛和 1 元的硬币，并分别计算三种硬币的个数，从而计算出总金额。但由于拍摄环境以及其他因素的干扰，一些硬币没有被识别或者重复识别的现象不可避免，这时，在 APP 中，设计功能，使得可以手动增加未识别的硬币和手动减少重复识别的硬币，并相应地增减总金额。由于硬币材质的特殊性，约定所有硬币平铺在深色的背景上进行拍摄，硬币可交错堆叠，但不可完全重叠。这样，研究方案主要分
7、为三大块。研究步骤：1、介绍了 Android 操作系统和硬币自动清算的背景、意义，以及研究方案及技术路线。2、硬币自动清算系统设计。主要对硬币图像识别的构思和算法进行简单的分析。3、硬币图像预处理。介绍了对拍摄的硬币照片的预处理，主要介绍彩色直方图均衡化、形态学运算和滤波去噪这三个预处理方法。4、硬币图像特征参数提取。主要介绍了本论文的研究中所用到的颜色特征提取和大小特征提取，颜色特征提取是在 HSV 颜色空间完成的，大小特征提取采用的是随机画圆的方法，与常用的霍夫圆变换检测圆的方法相比较有哪些优势。5、面向 Android 手持终端设备的硬币识别系统的实现。对 Android 做简单的介绍
8、，同时介绍了本文所研究的手持终端设备的界面以及该系统的设计中有关相机和数据库的研究。6、 Android NDK 的原生开发与 JNI 协议。介绍 NDK 产生的背景和简单介绍 NDK，以及在本文的研究中如何调节 JNI 接口。7、归纳和展望，归纳整篇文章，本文的研究主要做了哪些工作，还有一些设计还需要继续完善，并对以后发展状况进行展望。4本课题主要参考文献1吴时欣.国外的硬币机具J.金融时报.2000年11月21日第6版2 Sidney M. Davey, Ferndale, Robert J, Ebbert, et alCoin wrapping machineP.United State
9、s:3382647, May 14,1968.3 John K. McCollough, Spartanburg, S.C. Coin wrapping machineP.United States:3583126, June. 8,1971.4 Yoshihiro Hatanaka. Paper supplying device in coin-wrapping machineP. United States:3821917, July. 2,1974.5 Yoshihiro Hatanaka, kazuto Asami, Shiro Nakai. Rotary disk speed con
10、trol in automaticcoin processing apparatusP.United States:3861408, Jan. 21,1975.6 Victor G.Ristvedt.Wrapped coin roll and method of forming same P. UnitedStates:4765464, Aug. 23,1988.7 Gary P.Watts, Richard A.Mazur, John F,et al. Software loading system for a coinwrapperP.United States:5940623, Aug.
11、 17,1999.8苗晓明,翟江兰.基于虚拟装配的硬币自动包装机设计方法J.包装工程, 2006,27(l):92-94.9 张丽娟基于DSP的高速硬币清分系统D南京：南京航空航天大学，200510 潘春岭基于PC总线的高速硬币清分机研制D南京：南京航空航天大学，200511 郎家峰硬币检测清分系统研究D南京：南京航空航天大学，200512 杨林 冯冠平，智能化自动售货机钱币识别与分类系统的研究J，仪表技术与传感器.1994 年第 3 期：33-3413 薛昭武等，PIC16C71 单片机在投币电话中的应用J，电子技术.1996第9期：13-1514 肖丽英，YB50 全自动硬币计数、包卷机的
12、研制J，包装工程.2003年第3 期：28-2915 张东霞等，YB-50型硬币包卷机的单片机控制系统J，微型机与应用. 2003.6 P28-2916 刘洋，杨浩，单片机在硬币辨识及智能投币箱系统中的应用J，交通与计算机.2003 年第1期：52-5417 肖圣兵，电涡流传感器在人民币硬币识别系统中的应用J，苏州大学学报（自然科学版）.1996 年第 1 期：60-6318 胡朝晖，张秀彬，秦证.基于二级互补算法的硬币鉴别系统J，微型机与应用.2002 年第11期：38-4019 颜华敏等，基于 PC104 总线的硬币清分机研制J，微型电脑应用.2004 年第 3 期：16-1720 白建华 徐志江，一种实用的微机硬币鉴别装置J，电子技术.1997 年第 8 期：348-35021 朱军，王海东，自动售货机中的纸钞及硬币识别原理J，传感器世界.1996年第2期37-3922王春芳,林金表等.基于AT89C51单片机的硬币高速检伪机J.机电工程技术,2006,35(4). 5本课题的具体进度安排（包括序号、起迄日期、工作内容）1-3周 调研、收集资料完成开题报告4-6周 外文翻译、设计计算 7-8周 结构设计9周 中期检查10-11周 绘制总装图和零件图12-14周 撰写设计说明书、整理设计资料、准备答辩15周 答辩 指导教师意见： 指导教师： 年 月 日
