摘 要： 根據人民幣無色熒光油墨的防偽特性，分析了真鈔和偽鈔熒光光譜的不同，設計了信號處理電路。將紫外光" title="紫外光">紫外光激發的熒光信號轉換成單片機可識別的數字信號" title="數字信號">數字信號，使用AT89C52單片機將數字信號記錄，并根據數字信號的波形特征，實現鈔票智能鑒偽。
關鍵詞： 熒光 單片機 鑒偽 鈔票識別
現在市場上點鈔機的熒光鑒別方法是紙幣紙質防偽法，用紫外光照射鈔票表面，測量反射熒光光強，在中心波長為460nm的反射熒光光譜中，真鈔熒光光強基本上為0。而偽鈔的熒光光強遠大于真鈔，因此檢測460nm波長熒光，光強強的即是偽鈔。但是隨著偽幣制造水平的不斷提高，在紫外光照射下，在460nm中心波長熒光光譜中，偽鈔和真鈔的熒光光譜比較接近，因此這種方法已經不能很好地區分真鈔和偽鈔。
人民幣熒光防偽特性主要有兩個，除了紙幣紙質防偽之外，還有無色熒光油墨防偽。鈔票印制中加入了無色熒光油墨，日光下無熒光反應，在紫外光照射下，激發出中心波長為550nm的熒光，產生肉眼可見熒光圖案。相對于紙幣紙質防偽，油墨防偽仿制難度高，而且也可以應用于儀器檢測。使用這種鑒別方式，可以提高鑒別準確率。
本文研究基于無色熒光油墨的防偽方法，配合使用AT89C52單片機，可識別出鈔票熒光特性波形圖，以此鑒別鈔票真偽，提高了鑒別偽鈔的能力。
1 第五套人民幣熒光防偽的原理
1.1無色熒光油墨防偽特征
在紫外光照射下，無色熒光油墨的熒光圖案主要有兩種：(1)變色熒光纖維：鈔票紙張中分布有黃色和藍色熒光纖維，在不同位置形成錯落有致的花紋，條紋間不連續。(2)數字熒光圖案：第五套人民幣在正面行名下方膠印底紋處，有一矩形熒光區域，區域中可以看到和鈔票面額相對應的阿拉伯數字，此區域是連續的。
1.2 熒光防偽的實現
變色熒光纖維圖案比較分散，而且形狀不規則，不便于儀器檢測。所以這里使用數字熒光圖案的矩形區域作為檢測的對象。用紫外光照射真鈔和偽鈔的這個區域，得到熒光光譜如圖1(a)所示。
從圖1(a)中可以看到，偽鈔光譜范圍集中在460nm左右，沒有以550nm為中心波的熒光光譜。
因為鈔票通過點鈔機時是運動的，所以用示波器顯示票面運動時真鈔和偽鈔的熒光光電信號特性，如圖1(b)和圖1(c)所示。圖中的縱軸是電壓信號，信號大小和激發出的550nm波長熒光光譜光強成正比。圖1(b)所示是真鈔的熒光信號，波峰部分代表矩形無色熒光油墨區域激發出的550nm熒光，形成高電平" title="高電平">高電平區域，而波谷部分表示鈔票其他部分經過時信號輸出低電壓" title="低電壓">低電壓。可以看出偽鈔經過鑒別系統時，不存在和真鈔類似的波峰部分,整個過程只輸出低電壓信號，其信號大小和真鈔波谷處信號相當。所以本文熒光鑒別實現方法為：鈔票通過時，光電系統將光學信號轉化成可識別的電壓信號，由單片機采樣記錄并識別，出現一定區域的高電壓信號，即為真鈔，如果只檢測到低電壓信號即是偽鈔。
2 熒光鑒偽的光電系統設計
2.1光電信號系統
根據國家標準GB/T18754-2002《凹版印刷紫外激發熒光防偽油墨》，選擇發射中心波長為365nm的紫汞燈為激發光源。為了保證激發光純凈，在光源前加一個紫光濾光片，只允許365nm的紫外光通過。
采用雙極型光電二極管PD150作為光學傳感器。為獲得好的輸出，引入了對數電路，在電流較小的時候，二極管兩端電壓和流過電流近似成對數關系。在光電二極管前放置復合式濾光片，它由圖2中所示濾光片2和3組成。該組合對550nm的光有40%左右的透射率，同時可以有效過濾其他雜光。
2.2 光電信號處理
如圖3、圖4所示，反射光經過濾光片，光電二極管D1、D2將光信號轉換成電信號輸入到對數放大電路，D3、D4為對數二極管；然后兩路信號輸入差動放大器A3，將放大后電壓UO輸入到雙限比較器" title="比較器">比較器LM119中，當UL
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3 鈔票的智能識別
本文采用的單片機是ATMEL公司生產的AT89C52單片機，有32個I/O口線，三個16位定時/計數器，一個6向量兩級中斷，一個全雙工串行通信口。空閑方式可以停止CPU工作，但RAM、定時/計數器、串行通信口及中斷系統可以繼續工作。
3.1輸入單片機信號分析
圖5表示信號經過處理電路，由比較器輸入單片機的波形圖。t1～t4段：鈔票通過點鈔機。t2～t3段：矩形無色熒光油墨區域激發出熒光，經比較器輸出+5V高電平。t1～t2和t3～t4段：鈔票其他部分經過時，經比較器輸出0Ｖ低電平。單片機采集的信號是一系列由0或者1組成的數字序列，通過識別算法，可以還原成圖５所示的波形，通過波形形狀來識別鈔票真偽，這樣就實現了對人民幣的熒光特性更深層次的應用，可以提高鑒偽能力。
3.2 熒光鑒偽系統智能鑒別
在對信號的智能識別中，使用均勻采樣的方法，因此使用采樣點的次數來描述采樣時間。用0和1記錄采樣點的值，分別表示AT89C52的P1.2端口輸入低電平和高電平。其實現過程如下：
(1)采樣開始：當鈔票通過時，兩個光電發射/接收裝置經過或運算，給出鈔票進入系統的低電平信號。
(2)該信號輸入給單片機P3.2管腳，觸發外部中斷INT0。
(3)系統轉入如圖6所示的中斷處理程序。
(4)信號采樣開始，系統查詢三個管腳P1.2、P1.3、P1.4狀態，并將采樣數據記錄。
(5)采樣結束：查詢到兩個光電發射/接收的關閉信號,當前鈔票采樣結束，退出中斷處理程序，管腳狀態復位，進入鑒別程序。
(6)鑒別鈔票真偽：采樣數據需要經過軟件濾波處理，
將其中突變的0或1過濾掉，最終得到的數據可形成圖5所示的波形。可以使用以下三個參數描述波形的形狀：
和t2相對應的count2:第一個“1”點的采樣次數；
和t3相對應的count3:最后一個“1”點的采樣次數；
和t4相對應的count4:總采樣次數。
最終由高電平持續時間百分比函數f(count2,count3,count4)實現鈔票真偽的鑒別。
當0.04
參考文獻
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