基于單片機智能印章機的設計與研制

謝文旭 董浩 安相成

摘要：中國公章作為個人身份和公司身份，自古就成為一個憑證而受到人們普遍的使用。本章作者設計了一個以單片微式電腦為控制核心的智能印章機的設計方案，該智能印章機系統可以做到，在公章的使用前可控制、在使用過程中可控制、使用后可追溯，從而整體有效控制用印的安全。在印章使用的全過程中，實現了環環相扣、實時監測的安全閉環。從而最大限度地避免了各類危險。

關鍵詞：智能印章機;單片機;電路設計

在當今社會中，存在著大量的文件需要蓋章，有的時候印章需要外帶，有的時候分公司異地需要用印等等。本文設計的智能印章機系統通過使用手機APP、物聯網卡以及一些電子器件來控制智能印章的使用，從而掌握每一次印章使用的情況，讓審批人決定，“智能鎖”是否被打開印章的。需要蓋章用印時，用印者需要提交用印申請，經領導審批通過后才可連接使用，從而控制了因用章業務而產生的風險。

一、智能印章系統

本設計的智能印章機集印章的“智能鎖”、GPRS定位等功能于一體，相比于傳統印章，本設計的智能印章機具有管理方便、防偽、有效控制私自使用公章、提高工作效率等顯著優勢。可實現遠程申請、遠程審批、印章全程監控，用印全程記錄、蓋章記錄可溯可查，有效杜絕“濫用”等情況的發生。該設計通過合理的電路結構，使具有選擇性好、靈敏度高及線性好等特點，對于印章不合理的濫用能起到很好的防范作用。

二、基于單片機的智能印章機的設計方案

（一）系統總體設計框圖

智能印章機蓋章的工作原理，是利用放置在主機底座上的光電感應器檢查是否有紙張來啟動單片機對電機的控制系統，并利用一系列的電子傳動結構引導印章運動進行打印動作。打印數量、動作延時等可使用自動控制平臺來加以調整。同時，印章機上所蓋的文檔內容、打印次數等數據也會被數據存儲電路所記錄下來，經過設計的總體系統框圖如圖一所顯示。

（二）穩壓供電電路的設計

控制電路和傳感器電路需要同時供電。穩壓供電電路選用的是LM7805三端集成穩壓器和濾波電容組成的電源電路，為整個控制系統提供穩定的電壓，如圖2所示。

（三）電機驅動電路的設計

電機驅動電路選用的驅動芯片L298N是ST公司生產的一種高電壓大電流電機驅動芯片，電機采用24 V的直流電機，它的主要特點是工作電壓高，輸出電流大，瞬間峰值可達3A。驅動電路采用標準邏輯電平信號來控制，輸入端INPUT一和INPUT2，以及輸出端OUTPUT一和OUTPUT，它們都與電極的可加或減狀態連接。因為所使用的電動機都是線圈型的，所以當從工作狀態突然切換到靜止狀態或者從順時針狀態突然切換到逆時針狀態會產生較大的反向電流，于是在電路中加二極體，當產生反向電流時能加以泄流保護。驅動電路結構如圖三所述。

（四）傳感器開關電路

在印章機系統中，光感應器對運動的控制系統提供著關鍵作用，專門設計的光感應器電路組成如圖四所述，由光敏NPN三極管與單片機P1_11插針所構成，當紙張擋住了發送端光時，接收端的光敏三極管把光信息轉化成電信號傳給單片機P1_11插針，如圖4、圖五所述。

電動機位移的控制系統中使用的是紅外對射槽式限位開關GK102型，在整個系統中有個限位開關，以調節電動機的上極限位移和下極限位移，并保持正常的工作行程。

（五）軟件設計

該系統的程序設計中主要采用C語言編程，設計的主程序流程圖如圖6所述。

在智能印章機開啟后，由單片機讀出在存儲芯片24C08里的由用戶設定的數值，當有紙張插入后，通過光電感應器把接收的信號傳送到單片機上，利用對驅動芯片L二百九十八N的抑制來實現發電機下行蓋章動作，并同步掃描下限位置的光伏信號，在印章達到下限位置時電動機停止運轉，同時根據用戶所設置的延時時間與紙張充分接觸，在進行打印后再回到上限位位置。至此完成了一個蓋章周期。

三、結語

通過物聯網、移動互聯技術給傳統印章加上了“智能鎖”，變成了一枚智能印章。由領導對需蓋章文件審批后，確認是否可以打開智能印章機的“智能鎖”，進行蓋章操作，將用印的安全性牢牢地掌控在負責人手中。在用印的過程中可以實現，使用前可管理、使用中可監測、使用后可追溯，以此協助企業更有效地控制因用印業務而產生的經營風險。公司也可通過智能印章機系統實現集團總部與分公司、地方項目之間的實時聯動，放心地將印章下放到基層單位，極大提高工作效率，降低公司運營成本，規避了印章管理不善帶來的風險。

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作者簡介：謝文旭、董浩、安相成，臨沂大學物理與電子工程學院電子信息工程專業2019級學生。

指導教師簡介：王濤（1966-），男，山東郯城人，副教授，中國圖學學會會員（會員號：E185014639M），教育部高等學校工程圖學課程教學指導分委員會華東地區工作委員會委員。主要從事工程圖學、數字電子技術的教學及研究工作。