智能保密柜嵌入式控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

0 引言
許多關(guān)鍵部門的涉密介質(zhì)都集中鎖在金屬保密柜中，由專人管理，采用密碼方式、感應(yīng)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(xì)等缺點，若能實現(xiàn)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(zhì)量和效率。
本文基于工業(yè)級AT91SAM9260處理器設(shè)計了一個智能保密柜嵌入式控制系統(tǒng)。系統(tǒng)采用指紋比對進(jìn)行物品權(quán)限的管理，拍照系統(tǒng)自動記錄物品出入情況，系統(tǒng)具有報警功能。該系統(tǒng)嵌入了高性能、多任務(wù)的實時操作系統(tǒng)Linux，該操作系統(tǒng)具備源代碼開放，內(nèi)核體積小，占用系統(tǒng)資源少等優(yōu)點，保證了系統(tǒng)的可靠性和實時性。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計
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)可對下位智能保密柜的狀態(tài)和物品記錄信息等進(jìn)行查詢。下位智能保密柜由智能控制計算機(jī)、雙屏讀寫器、攝像頭、指紋儀、狀態(tài)燈、數(shù)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(jìn)行抓拍操作；刷卡器用于保密柜使用人員可刷卡打開相應(yīng)權(quán)限的柜門；指紋讀頭用于提供更高級別的生物權(quán)限管理柜門；數(shù)字鍵盤用于當(dāng)保密柜使用人員擁有多柜門權(quán)限時，輸入柜門號；顯示屏用于顯示操作結(jié)果；報警器用于當(dāng)發(fā)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(biāo)簽的數(shù)據(jù)；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(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，先通過指紋采集器輸入指紋，中央控制系統(tǒng)通過指紋比對和相應(yīng)授權(quán)信息開啟柜門，同時攝像頭對使用者進(jìn)行拍照。使用者此時可以取出和歸還物品，當(dāng)關(guān)閉柜門后，中央控制系統(tǒng)啟動RFID讀寫器采集柜內(nèi)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(tǒng)將開門時間、使用者圖像、借出和歸還物品等相關(guān)信息記錄到存儲區(qū)。管理員可以通過上位PC隨時查詢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。