智能保密柜嵌入式控制系統的設計與實現

0 引言
許多關鍵部門的涉密介質都集中鎖在金屬保密柜中，由專人管理，采用密碼方式、感應卡方式或指紋識別方式開鎖，手工登記重要物品的取用和歸還等使用情況。這種管理模式存在人為因素的安全隱患和記錄信息不夠詳細等缺點，若能實現對物品的智能管理，自動記錄物品日志，勢必能提高保密柜管理的質量和效率。
本文基于工業級AT91SAM9260處理器設計了一個智能保密柜嵌入式控制系統。系統采用指紋比對進行物品權限的管理，拍照系統自動記錄物品出入情況，系統具有報警功能。該系統嵌入了高性能、多任務的實時操作系統Linux，該操作系統具備源代碼開放，內核體積小，占用系統資源少等優點，保證了系統的可靠性和實時性。

1 系統硬件設計
1．1 智能保密柜硬件結構
智能保密柜系統由上位PC和下位智能保密柜組成，其硬件結構如圖1所示。

上位PC機可對下位智能保密柜的狀態和物品記錄信息等進行查詢。下位智能保密柜由智能控制計算機、雙屏讀寫器、攝像頭、指紋儀、狀態燈、數字鍵盤、振動傳感器、電控鎖和報警器等部件組成，其功能如下：攝像頭用于對保密柜使用人員進行抓拍操作；刷卡器用于保密柜使用人員可刷卡打開相應權限的柜門；指紋讀頭用于提供更高級別的生物權限管理柜門；數字鍵盤用于當保密柜使用人員擁有多柜門權限時，輸入柜門號；顯示屏用于顯示操作結果；報警器用于當發生非法操作時報警；雙頻讀寫器用于采集涉密載體上雙頻標簽的數據；振動傳感器用于傳感柜體振動信號，防止非法入侵；智能控制計算機用于控制柜內所有設備，保證智能保密柜能夠脫離上位機獨立運行。
物品使用者在借出和歸還物品前，先通過指紋采集器輸入指紋，中央控制系統通過指紋比對和相應授權信息開啟柜門，同時攝像頭對使用者進行拍照。使用者此時可以取出和歸還物品，當關閉柜門后，中央控制系統啟動RFID讀寫器采集柜內物品信息，并與前次信息對比，自動得出使用者該次操作借出和歸還的物品；最后中央控制系統將開門時間、使用者圖像、借出和歸還物品等相關信息記錄到存儲區。管理員可以通過上位PC隨時查詢物品借出和歸還的詳細記錄。該系統還提供非正常情況下的報警功能，以提高安全性。
1．2 硬件電路層
該系統中央控制硬件電路邏輯如圖2所示。