資源描述：
《基于顏色傳感器的紙幣面值識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、基于顏色傳感器的紙幣面值識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要本文主要介紹利用顏色傳感器TCS230與單片機(jī)AT89C51構(gòu)成紙幣面值顏色識(shí)別系統(tǒng).系統(tǒng)利用顏色傳感器的對(duì)不同面值紙幣的顏色進(jìn)行檢測(cè)，將檢測(cè)的R、G、B值送入單片機(jī)中，單片機(jī)通過(guò)程序處理將R、G、B值轉(zhuǎn)化為HSL顏色空間數(shù)據(jù)，從而判斷紙幣的顏色，最終確定紙幣的面值?！ 娟P(guān)鍵詞】紙幣面值識(shí)別顏色傳感器單片機(jī) 1引言 本系統(tǒng)通過(guò)顏色傳感器與單片機(jī)的組合來(lái)判別紙幣面值。系統(tǒng)中采用TAOS推出的彩色光到頻率轉(zhuǎn)換的顏色傳感器TCS230，將光電二極管與電流頻率
2、轉(zhuǎn)換器集成在一個(gè)單一的CMOS電路上，同時(shí)在單一的芯片上集成紅、綠、藍(lán)三種濾光器，將顏色傳感器直接與單片機(jī)進(jìn)行連接，將傳感器輸出信號(hào)通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，將處理結(jié)果與實(shí)際紙幣的顏色進(jìn)行比對(duì)從而來(lái)判斷紙幣面值?！ ?紙幣面值識(shí)別系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 2.1方案總體設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)以單片機(jī)AT89C51為控制核心，外部電路包括寬度檢測(cè)電路、顏色傳感器信號(hào)采集電路、液晶顯示電路，報(bào)警電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等。當(dāng)紙幣到達(dá)顏色傳感器的檢測(cè)范圍時(shí)，顏色傳感器對(duì)所投入的紙幣進(jìn)行面值識(shí)別，記錄紙幣的面值顏色所對(duì)應(yīng)的R、G、B值，最
3、終將各種傳感器的信號(hào)傳入單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)程序處理判斷紙幣面值大小?！ ?.2紙幣顏色識(shí)別系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 2.2.1顏色傳感器識(shí)別原理 由三原色感應(yīng)原理可知，如果知道構(gòu)成各種顏色的三原色的值，就能夠知道所測(cè)試物體的顏色。對(duì)于TCS230來(lái)說(shuō)，當(dāng)選定一個(gè)顏色濾波器時(shí)，它只允許某種特定的原色通過(guò)，阻止其他原色的通過(guò)。當(dāng)選擇紅色濾波器時(shí)，入射光中只有紅色可以通過(guò)，藍(lán)色和綠色都被阻止，這樣就可以得到紅色光的光強(qiáng)；同時(shí)，選擇其他的濾波器，就可以得到藍(lán)色光和綠色光的光強(qiáng)。通過(guò)這三個(gè)值，就可以分析投射到TCS23
4、0傳感器上的光的顏色?！ ?.2.2顏色識(shí)別系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 主電路設(shè)計(jì)中將顏色傳感器TCS230與單片機(jī)AT89C51進(jìn)行連接，顏色傳感器的管腳S0、S1、S2、S3分別與單片機(jī)的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3管腳連接，顏色傳感器的輸出端把脈沖信號(hào)輸出到單片機(jī)的P1.5管腳，給顏色傳感器VCC端口接入5V電源，同時(shí)GND端口接地。 單片機(jī)通過(guò)管腳P1.0、P1.1、P1.2、P1.3的高、低電平的輸出從而控制顏色傳感器的工作狀態(tài)。顏色識(shí)別時(shí)，單片機(jī)依次選擇顏色傳感器的紅色濾波器（S2=L、S
5、3=L）、藍(lán)色濾波器（S2=L、S3=H）、?G色濾波器（S2=H、S3=H），并且通過(guò)計(jì)數(shù)器記錄下各種濾波器狀態(tài)下的脈沖個(gè)數(shù)，在通過(guò)白平衡時(shí)計(jì)算出的比例因子進(jìn)行換算，換算后的結(jié)果即為此面值紙幣所對(duì)應(yīng)的的R、G、B值?！ ?.3紙幣顏色識(shí)別系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體框圖2所示，系統(tǒng)總體包括兩大部分內(nèi)容，一是通過(guò)顏色傳感器進(jìn)行顏色識(shí)別，顏色識(shí)別前對(duì)顏色傳感器進(jìn)行白平衡調(diào)整，通過(guò)顏色傳感器檢測(cè)出紙幣的R、G、B值；另一部分是數(shù)據(jù)處理，通過(guò)顏色傳感器傳來(lái)的R、G、B值在單片機(jī)內(nèi)部進(jìn)行程序處理，將R、G、B值轉(zhuǎn)
6、換成我們眼睛比較直觀的HSL數(shù)據(jù)，將HSL數(shù)據(jù)進(jìn)行顏色比對(duì)從容判斷出紙幣的面值?！ ?.3.1顏色檢測(cè) 首先對(duì)顏色傳感器白平衡調(diào)整，在傳感器上方10mm左右正對(duì)放置白色物體，我們?cè)O(shè)置一個(gè)固定時(shí)間10ms。然后我們通過(guò)依次選通傳感器的檢測(cè)基色（每個(gè)通道都是10ms），分別得到三個(gè)脈沖個(gè)數(shù)的值，紅色為X個(gè)脈沖，綠色為Y個(gè)脈沖，藍(lán)色為Z個(gè)脈沖。然后A為紅色比例因子，B為綠色比例因子，C為藍(lán)色比例因子，那么A=255/X，B=255/Y，C=Z/255。這樣我們就完成了比例因子的計(jì)算。當(dāng)檢測(cè)紙幣顏色的時(shí)候，
7、（程序中的檢測(cè)時(shí)間也需要設(shè)置為10ms）。選擇不同的濾光鏡分別得到R、G、B后，再分別乘以上面計(jì)算的比例因子A、B、C就可以得到紙幣顏色所對(duì)應(yīng)的R、G、B值。 2.3.2數(shù)據(jù)處理 單片機(jī)將得到的R、G、B值裝換到顏色識(shí)別領(lǐng)域的HSL空間，其中H表示色相，S表示飽和度、L表示亮度，HSL空間可用模型表示。色相H的變化范圍對(duì)應(yīng)0度到360度，S可用直徑表示，L可用高度表示?！ ∥矬w顏色的差異主要取決于H值得大小。本系統(tǒng)中R、G、B值到HSL空間轉(zhuǎn)化算法如下：設(shè)max為R、G、B中的最大者，min為三個(gè)
8、中的最小值，H的取值在之間，S和L的取值在0～1之間?！ 「鶕?jù)大量10元紙幣、5元紙幣、1元紙幣投入實(shí)驗(yàn)得到相應(yīng)的R、G、B值，再將R、G、B轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的HSL空間數(shù)據(jù)，在這里主要考H值得大小，數(shù)據(jù)顯示各面值的紙幣對(duì)應(yīng)色相值H的范圍，參照表1?！ ?結(jié)論 本系統(tǒng)在實(shí)際的測(cè)試過(guò)程中基本可以滿(mǎn)足紙幣通過(guò)顏色來(lái)對(duì)面值的識(shí)別，對(duì)紙幣顏色相近的情況增加了紙幣寬度的識(shí)別，從而保證面值識(shí)別的準(zhǔn)確定，基本可以滿(mǎn)足大多數(shù)場(chǎng)合的應(yīng)用，同時(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，具有一定的
