基于物联网的印章机器人设计

陈志彬，朱育林

（漳州理工职业学院 福建 漳州 363000）

1 引言

目前，大部分单位用章方式还是以手动盖章为主，采用人工手动进行盖章，盖章作业繁琐、效率低，特别是经营货币和信用的风险企业，其系统庞杂业务众多并伴随资金往来，印章的使用蕴含着极大的风险。并且，传统的盖章体系依靠人力进行手动盖章，经常会出现多盖，错盖，违规用印等风险。伴随着经济的快速发展，传统的人力盖章已不能适应日益繁多的业务需求，极需更加专业化、自动化、智能化的管理体系提升风控水平。如何解决传统盖章存在的弊端是规范印章管理急需解决的问题。

2 系统概要

为解决传统盖章存在的问题，本文研究并设计一款基于物联网的智能印章机器人及相应的软件管理系统。系统最大的特色在于能够实现自主盖章功能，解决了由于工作时间，印章保管人员外出等原因所带来的文件下达滞后等问题。同时，系统能够根据文件内容调整盖章位置，此功能可保证盖章文件更加规范。并且，系统所使用的印章是保存在设备内部，这也大大减少了印章被挪用、盗用等一系列问题。另外，为保证用章记录可查，系统还添加文件拍照功能，对每份盖章文件都进行拍照保存处理，这用章变的有据可循。

3 系统功能设计

3.1 功能分析

本系统主要分为印章机器人及管理软件两大部分。其中，印章机器人以32位单片机[1]为主控，以三轴数控平台为运动机构，同时搭载舵机、数字摄像头、Wifi模块、LCD显示屏、按键、外部Flsah等硬件，用于实现系统相应的功能。具体功能和实现方案如下。

（1）利用设备上的按键触发机器人从休眠状态唤醒，当按键被按下时，通过舵机调整摄像头的拍照角度，待角度稳定后摄像头拍照获取用章人员图像并保存。之后舵机会控制摄像头调整角度并对需要盖章的文件拍照保存。

（2）待拍照完成后，印章机器人会利用Wifi模块将本次用章过程采集的图片（包含文件图片和头像）打包上传到后台管理软件。

（3）印章保管人员通过查阅盖章文件和用章人员头像来判定是否给与盖章权限。如果符合要求，则发送盖章指令控制机器人自主盖章，待盖章完成后再次拍照留档；如果不符合盖章要求，发送停止盖章指令，印章机器人会发出相应的提示并且再次进入休眠状态。具体的硬件框图见图1。

图1 系统框

3.2 硬件设计

3.2.1 系统主控

由于系统搭载高清摄像头并且需要做到数据的时时传输，所以在选择主控芯片时需要重点考虑芯片的运行速率及内存等相关参数。STM32F407系列是属于32位单片机[2]，芯片提供了工作频率为168 MHz的Cortex™-M4[3]内核的性能。同时，该系列芯片还具有丰富的连接功能：具有多个USB接口和专用的音频接口，提供15个通信接口[4]，并且还具有连接CMOS照相机传感器的8～14位并行照相机接口。这些参数性能都极为符合印章机器人系统的开发。

3.2.2 摄像头模块

系统采用OV2640摄像头模块进行头像及文件拍照的拍照功能。OV2640传感器尺寸小，仅为1/4寸，是使用百万高清CMOS传感器制作。模块具有高灵敏度、高灵活性等特点。同时可支持曝光、白平衡、色度、饱和度、对比度等众多参数设置，支持JPEG/RGB565格式输出，可以满足不同场合需求。需要注意的是由于32位单片机内部存储有限，系统专门对图片做了压缩处理。

3.2.3 LCD显示模块

系统搭载4.3寸RGB电容触摸液晶屏，当摄像头对用章人员进行头像拍照时可以时时将图片显示在液晶屏上，使用者可以根据图片调整自己的拍照角度，保证排除来的照片能够适合要求。

3.2.4 Wifi传输模块

系统采用ESP8266[5]模块实现图片数据及控制指令的传输。模块芯片型号为ESP8266，这是一款串口转无线模芯片，内部自带固件，用户操作简单，无需编写时序信号。芯片使用了3.3V的直流电源，体积小，功耗低，支持透传，丢包现象不严重，价格低。同时，ESP8266还允许用户自己编写rom，不仅可以实现数据传输功能，还可控制建立Wifi热点，或者作为Wifi客户端连接到某指定路由器，同时还可编程控制相应的GPIO，使用方便。

3.3 软件设计

（1）印章机器人软件采用[6]语言编程，主要包含各模块正常工作的驱动程序及相应的数据处理。比如：照片拍摄、图片压缩及传输、LCD显示等功能。

（2）管理终端软件主要是实现图片接收、数据流解码、盖章区域坐标发送以及文件资料的保存功能等；见图2。

图2 软件流程

4 结语

本文通过研究目前人工盖章的详细流程以及基于STM32的远程控制系统，设计一款具备自主盖章功能智能印章机器人。系统利用数字摄像头采集用章人员的图像数据和盖章文件照片，并将采集到的数据反馈给处理器。通过Wifi模块实现图片数据的传输，同时，管理软件能够通过上传的文件图片进行盖章位置的任意选择，从而控制印章机器人的移动与盖章，使得盖章不需要人为控制，实现自动化。系统使用方便且具有实用性。