1. 点钞机防伪技术概述：红外与紫外防伪原理、点钞机工作流程、信号处理整体架构

大家好，我是老李。做点钞机信号处理这块，算下来也有十多年了。今天咱们开始第一讲，先把底层的技术框架搭起来。你想想看，一台点钞机凭什么能分辨出真钱假钱？说白了，就是靠两双「眼睛」——红外和紫外。这一章，我就带你把这套系统的来龙去脉理清楚。

1.1 红外防伪原理：钞票里的「隐形密码」

红外防伪，其实没那么玄乎。真钞在印刷时用了特殊的红外吸收油墨。这种油墨在红外光下会「隐身」或「显形」。我刚开始接触这个领域时，总觉得红外检测就是照一照，后来才发现门道深着呢。

具体来说，真钞上某些图案（比如人像、面额数字）用的是红外吸收油墨。红外LED一照，这些区域就把光吃掉了，反射回来的信号就弱。假钞呢？要么没这油墨，要么乱印一气，反射信号就完全不一样。

我记得有一次，客户拿了一叠高仿假币过来测试。肉眼完全看不出区别，但红外传感器一过，波形图直接「露馅」——假钞的反射率曲线平得像一条直线，真钞却有明显的吸收谷。嗯，这就是红外防伪的威力。

红外检测的两种模式

• 反射式：LED和传感器在同一侧。适合检测钞票表面的油墨特征。我建议在点钞机中优先用这种，结构简单，调试方便。
• 透射式：LED在钞票下方，传感器在上方。适合检测钞票厚度和内部结构。我曾经在清分机上用过，对检测拼接钞特别有效。

1.2 紫外防伪原理：荧光下的「照妖镜」

紫外防伪，大家应该不陌生。你去银行存钱，柜员拿个小灯一照，钞票上就出现彩色纤维或者荧光数字。这就是紫外荧光效应。

真钞纸张里掺了特殊的荧光纤维，或者在特定位置印了荧光油墨。紫外灯一照，这些物质就发出可见光。假钞呢？要么荧光反应太强（整张纸都亮），要么完全没有反应。

你想想看，假钞贩子最容易在紫外防伪上翻车。为什么？因为荧光纤维的分布密度、颜色、位置，都是国家机密级别的工艺。他们仿得了图案，仿不了纸张结构。

紫外检测的常见特征

1.3 点钞机工作流程：从进钞到出结果

一台点钞机的工作流程，其实就是一个流水线。钞票从进钞轮进去，经过传感器阵列，最后落到接钞台。整个过程也就几百毫秒。我拆过不下50台点钞机，流程大同小异。

1. 进钞阶段：电机带动搓钞轮，把钞票一张张分离。这里最容易出问题——连张、空张、斜张。我建议在进钞口加一个对射传感器，检测是否有钞票通过。
2. 检测阶段：钞票经过红外传感器、紫外传感器、磁性传感器、厚度传感器。这是信号处理的核心区域。每个传感器都在高速采集数据。
3. 处理阶段：MCU或DSP读取传感器数据，运行防伪算法。我习惯用STM32F4系列，主频够用，外设丰富。
4. 分拣阶段：根据算法结果，驱动电磁铁或电机，把可疑钞票分到不同的通道。
5. 计数阶段：更新总张数、面额、异常数量等信息，显示在屏幕上。

1.4 信号处理整体架构：从模拟到数字

好了，前面讲了原理和流程，现在咱们聊聊信号处理架构。说白了，就是把传感器输出的微弱电信号，变成MCU能识别的数字特征。

整体架构分三层：

• 模拟前端：传感器（红外光电管、紫外光电管）输出电流信号 → 跨阻放大器转成电压 → 低通滤波器滤除噪声。我建议用OPA2376这类低噪声运放，信噪比好。
• 模数转换：ADC把模拟电压转成数字值。分辨率至少12位，采样率不低于50kHz。我习惯用MCU内置的ADC，省成本，但要注意参考电压的稳定性。
• 数字处理：MCU运行滤波算法（移动平均、中值滤波）、特征提取（峰值检测、波形匹配）、分类决策（阈值比较、机器学习）。

红外LED → 钞票反射 → 光电二极管 → 跨阻放大器 → 二阶低通滤波器(截止频率1kHz) → 
STM32 ADC(12位, 100kHz) → 移动平均滤波(窗口大小16) → 特征提取 → 真伪判断

你可能会问：为什么要加低通滤波器？因为点钞机电机转动会产生电磁干扰，高频噪声会叠加在信号上。我刚开始做的时候没加滤波器，结果波形毛刺特别多，算法根本没法跑。后来加了个简单的RC低通，世界清净了。

好了，这一章的内容就到这里。红外和紫外防伪的原理、点钞机的工作流程、信号处理的整体架构，这三块是后续所有课程的基础。下一章，咱们会深入红外传感器的选型和驱动电路设计。到时候见。