基于物联网的智能护照管理系统设计与研究

胡博雅 彭 炫 司盼召 程首林

新疆大学

0 引言

随着中国经济的逐渐发展，国际交流日益频繁，持有和使用护照的人数大幅增多，造成事业单位和政府部门对护照集中管理变得困难。目前，各单位普遍采用的是人工对职工护照进行集中登记管理，职工因出国需要申请和取回护照的过程复杂繁琐。少数地方正开始推行电子护照，但电子护照未在全球范围普及，纸质护照仍是主流。因此，本团队设计一种基于物联网的智能护照管理系统，实现对护照的智能化管理，方便使用者自助存取护照，提高了护照管理效率，简化护照存取流程。在智能护照管理系统中，使用者完成线上审批后，在护照存取终端刷身份证即可识别身份信息，然后将护照插入存取口，终端能智能管理护照，实现护照的自助存取。

1 系统整体结构

智能护照管理系统分为机械存取终端、系统控制电路和护照管理软件3层，系统结构如图1所示。

图1 智能护照管理系统结构框架

（1）机械存取终端，包括护照存放库、护照进出机构、护照存取机构和机械抓升降机构4个部分。该装置能按照存放要求将护照放入至指定的存储仓内。

（2）系统控制电路，包括控制核心、步进电机驱动、身份证识别模块和4G无线模块，主要用于接收护照管理软件指令，并控制底层机构执行相应的操作。

（3）护照管理软件，主要用于人机交互，用户通过手机App提出申请后，操作终端管理软件自助存取护照。

2 机械结构设计

护照管理系统机械结构包括护照存放库和执行机构，其机械结构如图2所示。护照存放库设计为多层回转结构，可以存放500本护照。执行机构包括机械抓上下移动机构、存储仓回转机构和护照夹取机构，由步进电机驱动，能将插入的护照运送至存储仓库指定的位置，或者将指定位置的护照从仓库取出。

图2 智能护照管理终端机械结构

3 系统控制电路设计

智能护照管理系统主控核心采用STM32Rbt6单片机，具有成本低廉、功耗低、处理速度较快等特点。单片机片内具有多组PWM脉冲输出，可同时控制多路步进电机驱动器，使执行机构完成护照存取。单片机包含有3个USART通信接口，可同时与身份证识别模块、终端控制电脑和无线模块通信，读取身份信息传送至服务器，并获取上位机控制指令。该单片机还具有丰富的GPIO接口，可获取限位开关、红外传感器、接近开关等开关量信号。

4 控制软件设计

智能护照管理系统软件使用C#开发设计。该控制软件通过串口与控制电路中的单片机连接，使用Modbus-Rtu协议控制护照管理终端；控制软件作为TCP Client端连接云服务器上传管理数据和获取授权信息。用户在护照管理终端点击屏幕存取护照按钮，在读卡区域刷身份证即可完成护照的自助存取。

5 结束语

本文设计的护照智能管理系统解决了事业单位和政府部门对护照集中管理时流程复杂、操作繁琐、效率低下等问题，降低了管理者的工作强度，节省了使用者的审批流程和存取护照的时间。该护照智能管理系统运行稳定、操作方便、使用简单，具有较高的推广价值。