智能保密柜嵌入式控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

0 引言
許多關(guān)鍵部門(mén)的涉密介質(zhì)都集中鎖在金屬保密柜中，由專(zhuān)人管理，采用密碼方式、感應(yīng)卡方式或指紋識(shí)別方式開(kāi)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(xì)等缺點(diǎn)，若能實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的智能管理，自動(dòng)記錄物品日志，勢(shì)必能提高保密柜管理的質(zhì)量和效率。
本文基于工業(yè)級(jí)AT91SAM9260處理器設(shè)計(jì)了一個(gè)智能保密柜嵌入式控制系統(tǒng)。系統(tǒng)采用指紋比對(duì)進(jìn)行物品權(quán)限的管理，拍照系統(tǒng)自動(dòng)記錄物品出入情況，系統(tǒng)具有報(bào)警功能。該系統(tǒng)嵌入了高性能、多任務(wù)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)Linux，該操作系統(tǒng)具備源代碼開(kāi)放，內(nèi)核體積小，占用系統(tǒng)資源少等優(yōu)點(diǎn)，保證了系統(tǒng)的可靠性和實(shí)時(shí)性。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
1．1 智能保密柜硬件結(jié)構(gòu)
智能保密柜系統(tǒng)由上位PC和下位智能保密柜組成，其硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

上位PC機(jī)可對(duì)下位智能保密柜的狀態(tài)和物品記錄信息等進(jìn)行查詢(xún)。下位智能保密柜由智能控制計(jì)算機(jī)、雙屏讀寫(xiě)器、攝像頭、指紋儀、狀態(tài)燈、數(shù)字鍵盤(pán)、振動(dòng)傳感器、電控鎖和報(bào)警器等部件組成，其功能如下：攝像頭用于對(duì)保密柜使用人員進(jìn)行抓拍操作；刷卡器用于保密柜使用人員可刷卡打開(kāi)相應(yīng)權(quán)限的柜門(mén)；指紋讀頭用于提供更高級(jí)別的生物權(quán)限管理柜門(mén)；數(shù)字鍵盤(pán)用于當(dāng)保密柜使用人員擁有多柜門(mén)權(quán)限時(shí)，輸入柜門(mén)號(hào)；顯示屏用于顯示操作結(jié)果；報(bào)警器用于當(dāng)發(fā)生非法操作時(shí)報(bào)警；雙頻讀寫(xiě)器用于采集涉密載體上雙頻標(biāo)簽的數(shù)據(jù)；振動(dòng)傳感器用于傳感柜體振動(dòng)信號(hào)，防止非法入侵；智能控制計(jì)算機(jī)用于控制柜內(nèi)所有設(shè)備，保證智能保密柜能夠脫離上位機(jī)獨(dú)立運(yùn)行。
物品使用者在借出和歸還物品前，先通過(guò)指紋采集器輸入指紋，中央控制系統(tǒng)通過(guò)指紋比對(duì)和相應(yīng)授權(quán)信息開(kāi)啟柜門(mén)，同時(shí)攝像頭對(duì)使用者進(jìn)行拍照。使用者此時(shí)可以取出和歸還物品，當(dāng)關(guān)閉柜門(mén)后，中央控制系統(tǒng)啟動(dòng)RFID讀寫(xiě)器采集柜內(nèi)物品信息，并與前次信息對(duì)比，自動(dòng)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(tǒng)將開(kāi)門(mén)時(shí)間、使用者圖像、借出和歸還物品等相關(guān)信息記錄到存儲(chǔ)區(qū)。管理員可以通過(guò)上位PC隨時(shí)查詢(xún)物品借出和歸還的詳細(xì)記錄。該系統(tǒng)還提供非正常情況下的報(bào)警功能，以提高安全性。
1．2 硬件電路層
該系統(tǒng)中央控制硬件電路邏輯如圖2所示。