涉密载体智能存取一体柜的设计

涉密载体智能存取一体柜的设计

岳绍莉

云南电网有限责任公司楚雄供电局 云南楚雄 675000

摘要：本文提出一种基于STM32的涉密载体智能存取一体柜设计方案，以解决涉密文件传阅、整理和统计过程中存在的耗时耗力、准确率低、阅办确认缺失和多次反复整理等问题。通过引入操作显示屏、红外线识别和双重保险等关键技术，该设计方案实现了一次信息录入即可自助取件阅文，精准显示阅办人等信息，并高效追溯阅件人员范围的目标。

关键词：智能存取柜；涉密载体；STM32

引言

涉密文件的传阅、整理和统计对于保密工作至关重要，然而传统的人工操作往往耗时耗力，准确率低，并且容易出现阅办确认缺失和多次反复整理等问题。为了提高涉密工作的效率和准确性，本文提出一种涉密载体智能存取一体柜的设计方案，通过引入先进的技术手段，实现涉密文件的智能化管理和自助取件阅文。该智能存取一体柜具备操作显示屏、红外线识别和双重保险等关键技术。工作人员可以通过操作显示屏将要存入的文件录入到系统中，并得到对应的柜号和二维码标签。部门人员可以通过操作屏登录账号，查询柜号并进行开门操作。红外线识别设备能够精确识别文件上的二维码标签，实现精准的阅办确认和信息更新。双重保险机制确保了数据的准确性和安全性，同时提供了高效追溯阅件人员范围的能力。该设计方案能够显著提高涉密文件的传阅、整理和统计效率，减少人力和时间成本，并确保数据的准确性和安全性。未来，该设计可以进一步应用于涉密工作的各个领域，推动保密工作的现代化和智能化发展。

1系统组成

该设计包括硬件与软件两个方面，其中硬件方面采用STM32单片机、HMI串口屏、HW05 红外检测模块、电磁锁模块和 LM2596S 电源模块组成，软件方面采用单片机C程序设计实现。本设计采用STM32F103C8T6 作为主控，负责系统所有的数据接收和发送工作，HMI串口屏的数据通过串口1和单片机通信保持数据的传输，单片机使用串口2向 HW05红外检测模块发送数据。系统框图如图1所示。

图1 系统框图

2系统硬件设计

2.1 STM32F103C8T6单片机介绍

STM32F103C8T6采用ARM Cortex-M内核，STM32系列32位微控制器，其功耗较低、稳定性高、价格便宜和速度较快等特点。STM32F103C8T6有两个12位A/D转换器、7通道DMA控制器、多达80路快速I/O端口以及7路定时器和3路UASRT串口，最高主频可达72MHz。其操作简单、功能多变，可以发送和处理接收到的数据，各参数和性能都符合本设计要求，所以我们将该芯片作为本设计的主控芯片。涉密载体智能存取一体柜控系统电路图如图2所示。

图2 涉密载体智能存取一体柜主控系统电路图

2.2 HMI串口屏的设计

HMI串口屏通过串口1与单片机主控进行通信。HMI串口屏功能多、开发简单，具有按扭控件、音频控件、图片控件和定时器控件等多种组态控件。HMI串口屏自带一个编程软件可对其编写程序，几乎不占用单片机的内存，单片机通过串口1发送指令更改控件属性即可更改屏幕显示内容，同时我们利用HMI串口屏制作了四个页面，分别是取文件页面、输入密码页面、存文件页面和管理员修改密码页面。本设计采用的是一款淘晶驰HMI串口屏，显示屏的分辨率达到800×480，显示屏可以显示彩色并且自带CPU处理器、数据存储器和可编程口，提高了整体的易用性。

2.3 电磁锁模块与蓝牙模块

电磁锁采用电生磁原理，当电流通过硅钢片后电磁锁产生强大的磁力将铁板牢牢吸出实现关门功能。很小的电流还能使电磁锁产生巨大磁力，可以有效的控制柜门的关闭和打开，虽然驱动电磁锁的电流很小但是只靠单片机的驱动是完全不够的，因此我们利用继电器模块与单片机相配合，对电磁锁进行控制，当单片机给继电器发送高电平时继电器导通电磁锁吸合达到开门目的，当单片机给继电器发送低电平时继电器断开电磁锁失去磁力达到关门目的，由此来实现柜门打开和关闭。

3软件设计

用户的操作主要分为两类，一类是文件存入操作，另一类是取文件操作，具体实施步骤如下：

（1）文件存入操作：

工作人员对文件进行手工编号，实现每个文件对应一个独有的收文序号，使用操作屏将要存入的文件的收文序号录入到系统中，系统生成对应的二维码标签，工作人员将生成的二维码标签打印出来，并贴在文件上。工作人员将贴有二维码的文件对准其中某一个柜子的红外线扫描口扫描，该柜门打开后存入文件，同时，系统会显示将收文序号存入的柜号，确保柜号和收文序号一一对应。

（2）取出文件操作：

部门人员使用操作屏登录其对应的账号，可以是部门负责人或授权人员。在操作屏上，部门人员可以查询到自己部门文件所在的柜号。可以根据需要进行进一步筛选和搜索。部门人员根据查询结果，找到相应的柜子，并进行开门操作。在柜子内，部门人员可以查阅需要的文件。查阅完毕后，将文件上的二维码标签对准红外扫描器进行扫描。中控系统会接收红外扫描器的信号，自动在操作屏上显示该柜内文件已读的状态，标记为阅办完成。

软件设计是基于主控芯片STM32F103C8T6的C语言程序设计。STM32单片机作为整个系统的核心，它的2个串口分别与 HMI 串口屏、和HW05红外检测模块连接，负责这2个模块的数据收发与执行。该系统的 HMI串口屏需要向单片机发送大量的数据和接收单片机的指令，所以单片机就需要处理这复杂的数据结构，为解决这个问题我们采用非阻塞式、带标志位的结构体和链表等方式进行处理，因此本设计的工作效率高、可靠性强、安全性高等优点。单片机程序流程如图 5 所示。

图5 单片机程序流程图

结束语

本论文以涉密载体智能存取一体柜的设计为研究对象，旨在解决涉密文件传阅、整理和统计中存在的问题，如耗时耗力、准确率低、阅办确认缺失和多次反复整理等。通过引入操作显示屏、红外线识别和双重保险等关键技术，我们成功地设计出一种高效、准确、安全的解决方案。本研究的设计方案通过一次信息录入实现了涉密文件的自助取件阅文，大大提高了工作效率，节约了人力和时间成本。同时，通过精准显示阅办人等关键信息和高效追溯阅件人员范围，我们增强了涉密工作的管理和监督能力。该设计方案不仅解决了传统涉密工作中存在的问题，而且为保密工作的现代化和智能化发展提供了新的思路和方向。

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