基于物聯(lián)網(wǎng)的印章機器人設(shè)計

陳志彬，朱育林

（漳州理工職業(yè)學(xué)院 福建 漳州 363000）

1 引言

目前，大部分單位用章方式還是以手動蓋章為主，采用人工手動進行蓋章，蓋章作業(yè)繁瑣、效率低，特別是經(jīng)營貨幣和信用的風(fēng)險企業(yè)，其系統(tǒng)龐雜業(yè)務(wù)眾多并伴隨資金往來，印章的使用蘊含著極大的風(fēng)險。并且，傳統(tǒng)的蓋章體系依靠人力進行手動蓋章，經(jīng)常會出現(xiàn)多蓋，錯蓋，違規(guī)用印等風(fēng)險。伴隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的人力蓋章已不能適應(yīng)日益繁多的業(yè)務(wù)需求，極需更加專業(yè)化、自動化、智能化的管理體系提升風(fēng)控水平。如何解決傳統(tǒng)蓋章存在的弊端是規(guī)范印章管理急需解決的問題。

2 系統(tǒng)概要

為解決傳統(tǒng)蓋章存在的問題，本文研究并設(shè)計一款基于物聯(lián)網(wǎng)的智能印章機器人及相應(yīng)的軟件管理系統(tǒng)。系統(tǒng)最大的特色在于能夠?qū)崿F(xiàn)自主蓋章功能，解決了由于工作時間，印章保管人員外出等原因所帶來的文件下達滯后等問題。同時，系統(tǒng)能夠根據(jù)文件內(nèi)容調(diào)整蓋章位置，此功能可保證蓋章文件更加規(guī)范。并且，系統(tǒng)所使用的印章是保存在設(shè)備內(nèi)部，這也大大減少了印章被挪用、盜用等一系列問題。另外，為保證用章記錄可查，系統(tǒng)還添加文件拍照功能，對每份蓋章文件都進行拍照保存處理，這用章變的有據(jù)可循。

3 系統(tǒng)功能設(shè)計

3.1 功能分析

本系統(tǒng)主要分為印章機器人及管理軟件兩大部分。其中，印章機器人以32位單片機[1]為主控，以三軸數(shù)控平臺為運動機構(gòu)，同時搭載舵機、數(shù)字攝像頭、Wifi模塊、LCD顯示屏、按鍵、外部Flsah等硬件，用于實現(xiàn)系統(tǒng)相應(yīng)的功能。具體功能和實現(xiàn)方案如下。

（1）利用設(shè)備上的按鍵觸發(fā)機器人從休眠狀態(tài)喚醒，當(dāng)按鍵被按下時，通過舵機調(diào)整攝像頭的拍照角度，待角度穩(wěn)定后攝像頭拍照獲取用章人員圖像并保存。之后舵機會控制攝像頭調(diào)整角度并對需要蓋章的文件拍照保存。

（2）待拍照完成后，印章機器人會利用Wifi模塊將本次用章過程采集的圖片（包含文件圖片和頭像）打包上傳到后臺管理軟件。

（3）印章保管人員通過查閱蓋章文件和用章人員頭像來判定是否給與蓋章權(quán)限。如果符合要求，則發(fā)送蓋章指令控制機器人自主蓋章，待蓋章完成后再次拍照留檔；如果不符合蓋章要求，發(fā)送停止蓋章指令，印章機器人會發(fā)出相應(yīng)的提示并且再次進入休眠狀態(tài)。具體的硬件框圖見圖1。

圖1 系統(tǒng)框

3.2 硬件設(shè)計

3.2.1 系統(tǒng)主控

由于系統(tǒng)搭載高清攝像頭并且需要做到數(shù)據(jù)的時時傳輸，所以在選擇主控芯片時需要重點考慮芯片的運行速率及內(nèi)存等相關(guān)參數(shù)。STM32F407系列是屬于32位單片機[2]，芯片提供了工作頻率為168 MHz的Cortex?-M4[3]內(nèi)核的性能。同時，該系列芯片還具有豐富的連接功能：具有多個USB接口和專用的音頻接口，提供15個通信接口[4]，并且還具有連接CMOS照相機傳感器的8～14位并行照相機接口。這些參數(shù)性能都極為符合印章機器人系統(tǒng)的開發(fā)。

3.2.2 攝像頭模塊

系統(tǒng)采用OV2640攝像頭模塊進行頭像及文件拍照的拍照功能。OV2640傳感器尺寸小，僅為1/4寸，是使用百萬高清CMOS傳感器制作。模塊具有高靈敏度、高靈活性等特點。同時可支持曝光、白平衡、色度、飽和度、對比度等眾多參數(shù)設(shè)置，支持JPEG/RGB565格式輸出，可以滿足不同場合需求。需要注意的是由于32位單片機內(nèi)部存儲有限，系統(tǒng)專門對圖片做了壓縮處理。

3.2.3 LCD顯示模塊

系統(tǒng)搭載4.3寸RGB電容觸摸液晶屏，當(dāng)攝像頭對用章人員進行頭像拍照時可以時時將圖片顯示在液晶屏上，使用者可以根據(jù)圖片調(diào)整自己的拍照角度，保證排除來的照片能夠適合要求。

3.2.4 Wifi傳輸模塊

系統(tǒng)采用ESP8266[5]模塊實現(xiàn)圖片數(shù)據(jù)及控制指令的傳輸。模塊芯片型號為ESP8266，這是一款串口轉(zhuǎn)無線模芯片，內(nèi)部自帶固件，用戶操作簡單，無需編寫時序信號。芯片使用了3.3V的直流電源，體積小，功耗低，支持透傳，丟包現(xiàn)象不嚴重，價格低。同時，ESP8266還允許用戶自己編寫rom，不僅可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能，還可控制建立Wifi熱點，或者作為Wifi客戶端連接到某指定路由器，同時還可編程控制相應(yīng)的GPIO，使用方便。

3.3 軟件設(shè)計

（1）印章機器人軟件采用[6]語言編程，主要包含各模塊正常工作的驅(qū)動程序及相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。比如：照片拍攝、圖片壓縮及傳輸、LCD顯示等功能。

（2）管理終端軟件主要是實現(xiàn)圖片接收、數(shù)據(jù)流解碼、蓋章區(qū)域坐標發(fā)送以及文件資料的保存功能等；見圖2。

圖2 軟件流程

4 結(jié)語

本文通過研究目前人工蓋章的詳細流程以及基于STM32的遠程控制系統(tǒng)，設(shè)計一款具備自主蓋章功能智能印章機器人。系統(tǒng)利用數(shù)字攝像頭采集用章人員的圖像數(shù)據(jù)和蓋章文件照片，并將采集到的數(shù)據(jù)反饋給處理器。通過Wifi模塊實現(xiàn)圖片數(shù)據(jù)的傳輸，同時，管理軟件能夠通過上傳的文件圖片進行蓋章位置的任意選擇，從而控制印章機器人的移動與蓋章，使得蓋章不需要人為控制，實現(xiàn)自動化。系統(tǒng)使用方便且具有實用性。