基于物聯網的智能護照管理系統(tǒng)設計與研究

胡博雅 彭 炫 司盼召 程首林

新疆大學

0 引言

隨著中國經濟的逐漸發(fā)展，國際交流日益頻繁，持有和使用護照的人數大幅增多，造成事業(yè)單位和政府部門對護照集中管理變得困難。目前，各單位普遍采用的是人工對職工護照進行集中登記管理，職工因出國需要申請和取回護照的過程復雜繁瑣。少數地方正開始推行電子護照，但電子護照未在全球范圍普及，紙質護照仍是主流。因此，本團隊設計一種基于物聯網的智能護照管理系統(tǒng)，實現對護照的智能化管理，方便使用者自助存取護照，提高了護照管理效率，簡化護照存取流程。在智能護照管理系統(tǒng)中，使用者完成線上審批后，在護照存取終端刷身份證即可識別身份信息，然后將護照插入存取口，終端能智能管理護照，實現護照的自助存取。

1 系統(tǒng)整體結構

智能護照管理系統(tǒng)分為機械存取終端、系統(tǒng)控制電路和護照管理軟件3層，系統(tǒng)結構如圖1所示。

圖1 智能護照管理系統(tǒng)結構框架

（1）機械存取終端，包括護照存放庫、護照進出機構、護照存取機構和機械抓升降機構4個部分。該裝置能按照存放要求將護照放入至指定的存儲倉內。

（2）系統(tǒng)控制電路，包括控制核心、步進電機驅動、身份證識別模塊和4G無線模塊，主要用于接收護照管理軟件指令，并控制底層機構執(zhí)行相應的操作。

（3）護照管理軟件，主要用于人機交互，用戶通過手機App提出申請后，操作終端管理軟件自助存取護照。

2 機械結構設計

護照管理系統(tǒng)機械結構包括護照存放庫和執(zhí)行機構，其機械結構如圖2所示。護照存放庫設計為多層回轉結構，可以存放500本護照。執(zhí)行機構包括機械抓上下移動機構、存儲倉回轉機構和護照夾取機構，由步進電機驅動，能將插入的護照運送至存儲倉庫指定的位置，或者將指定位置的護照從倉庫取出。

圖2 智能護照管理終端機械結構

3 系統(tǒng)控制電路設計

智能護照管理系統(tǒng)主控核心采用STM32Rbt6單片機，具有成本低廉、功耗低、處理速度較快等特點。單片機片內具有多組PWM脈沖輸出，可同時控制多路步進電機驅動器，使執(zhí)行機構完成護照存取。單片機包含有3個USART通信接口，可同時與身份證識別模塊、終端控制電腦和無線模塊通信，讀取身份信息傳送至服務器，并獲取上位機控制指令。該單片機還具有豐富的GPIO接口，可獲取限位開關、紅外傳感器、接近開關等開關量信號。

4 控制軟件設計

智能護照管理系統(tǒng)軟件使用C#開發(fā)設計。該控制軟件通過串口與控制電路中的單片機連接，使用Modbus-Rtu協(xié)議控制護照管理終端；控制軟件作為TCP Client端連接云服務器上傳管理數據和獲取授權信息。用戶在護照管理終端點擊屏幕存取護照按鈕，在讀卡區(qū)域刷身份證即可完成護照的自助存取。

5 結束語

本文設計的護照智能管理系統(tǒng)解決了事業(yè)單位和政府部門對護照集中管理時流程復雜、操作繁瑣、效率低下等問題，降低了管理者的工作強度，節(jié)省了使用者的審批流程和存取護照的時間。該護照智能管理系統(tǒng)運行穩(wěn)定、操作方便、使用簡單，具有較高的推廣價值。