張云峰

摘 ?要 ?為了對印章進(jìn)行防偽識別，設(shè)計了一套智能印章存儲系統(tǒng)，將印章的使用情況自動記錄下來，為以后對印章的防偽提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。給出系統(tǒng)的具體的硬件設(shè)計，以超低功耗MSP430單片機(jī)為核心處理器，利用電阻應(yīng)變式微壓力傳感器將印章按下的壓力轉(zhuǎn)化為電信號，同時將印章按下時間記錄到FLASH存儲器內(nèi)。

關(guān)鍵詞 ?防偽識別;超低功耗;FLASH存儲器

中圖分類號：TP368 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ?文章編號：1671-7597（2014）21-0023-02

印章在我國的國家機(jī)關(guān)、團(tuán)體、企事業(yè)單位，是具有法律效用的 “公章”，是個人、企業(yè)單位、事業(yè)單位、社會團(tuán)體及政府部門的一種具有法律意義的標(biāo)記和證據(jù)。我國對公章的管理有健全司法管理體系，任何有效公章都需在公安機(jī)關(guān)進(jìn)行登記備案，任何私刻公章的行為都是違法犯罪行為。當(dāng)今利用假造公章進(jìn)行違法犯罪的現(xiàn)象非常普遍，因此印章的防偽技術(shù)成為研究熱點。目前，成熟印章防偽技術(shù)主要分三大類：一是章面防偽;二是印油（印泥）防偽;印章識別防偽。章面防偽技術(shù)是在印章表面的圖案中增加不為常人發(fā)覺的暗記和圖文;印油防偽技術(shù)有印跡發(fā)光、變色、隱藏暗記等技術(shù);印章識別防偽是利用圖像處理技術(shù)對對印章痕跡進(jìn)行識別防偽。目前的仿造術(shù)非常高明，無論是多么嚴(yán)密的防偽措施都存在著被偽造的可能，另一方面這些專業(yè)的防偽技術(shù)，要專業(yè)的人士才能進(jìn)行辨別，這樣大大降低了印章防偽的效率。

1 ?系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)嵌入到印章的內(nèi)部，通過微壓力傳感器將印章按下的壓力轉(zhuǎn)換為電信號輸出，代表著一次印章按下的動作，然后將壓力傳感器輸出的電信號進(jìn)行放大預(yù)處理，輸出到單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號，在單片機(jī)內(nèi)對該數(shù)字信號進(jìn)行判斷，根據(jù)一定的判斷準(zhǔn)則，判斷是否為一次有效的印章按下動作，如果經(jīng)過算法判定，本次壓力為一次有效印章按下動作所產(chǎn)生的，則將當(dāng)前時間和印章按下動作記錄到FLASH芯片內(nèi)部，供事后查看。

FLASH芯片記錄著本印章進(jìn)行蓋章的次數(shù)和精確的時間信息，通過USB接口，在計算機(jī)內(nèi)的上位機(jī)程序可以將FLASH中的內(nèi)容讀到計算機(jī)硬盤中，可以得到印章按下的次數(shù)和每次蓋章的精確時間，這樣就可以通過這些數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和核實，判斷該印章是否在某個時刻進(jìn)行過蓋章動作，這樣就可以判斷文件上的蓋章是否出自本印章，準(zhǔn)確判斷蓋章的真實性。

圖1 ?印章自能存儲系統(tǒng)原理框圖

由于本系統(tǒng)為一個嵌入式系統(tǒng)，沒有外接電源，需要使用鋰電池進(jìn)行供電，這樣就需要選擇功耗低的處理器，同時在電池電量不足時，可以對其進(jìn)行充電。如圖1所示，本系統(tǒng)通過USB接口對系統(tǒng)進(jìn)行充電，保證本系統(tǒng)的長時間穩(wěn)定運行。

2 ?硬件組成

1）微處理器設(shè)計。本智能存儲自動系統(tǒng)是嵌入到印章中使用的，為了使用方便沒有外接電源，采用鋰電池對系統(tǒng)進(jìn)行供電，因此功耗是系統(tǒng)硬件設(shè)計的關(guān)鍵因素。因此本系統(tǒng)采用低功耗MSP430F13X單片機(jī)作為核心處理器，MSP430F13X是TI公司的16位超低功耗系列單片，采用先進(jìn)的低功耗技術(shù)，非常適合于本系統(tǒng)使用。其工作電壓為3V，在正常工作時功耗低于1.020mW，在低功耗工作模式下，功耗低于0.0003mW。由于這種低功耗特性，使其在嵌入式系統(tǒng)中，尤其是電池供電的系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。MSP430F13X單片機(jī)的原理組成如圖2所示。

圖2 ?MSP430F13X單片機(jī)內(nèi)部原理框圖

如圖2所示MSP430F13X單片機(jī)，具有非常高的集成度，片內(nèi)集成了一個多通道12位A/D轉(zhuǎn)換，在本系統(tǒng)中可以直接對壓力傳感器的模擬電信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換;片內(nèi)具有時鐘振蕩和開門狗電路，增加系統(tǒng)的可靠性;并有大量的I/O端口、大容量的片內(nèi)RAM和ROM以及Flash存儲器。

2）微壓力傳感電路設(shè)計。本系統(tǒng)采用電阻應(yīng)變式壓力傳感器，由電阻應(yīng)變片和彈性敏感元件組成，彈性敏感元件在受到壓力會產(chǎn)生形變，粘貼在其表面的電阻應(yīng)變片也相應(yīng)的會產(chǎn)生形變，這樣就會引起電阻應(yīng)變片的電阻值發(fā)生變化。而且這種變化一般為線性變化，通過電源可以將這個阻值的變化轉(zhuǎn)換為電壓值的變化，然后通過電壓變化得到壓力的變化，就可以對壓力進(jìn)行感知。一般壓力直接轉(zhuǎn)化的電壓值比較低，因此需要對進(jìn)行放大處理，本系統(tǒng)采用的放大電路如圖3所示。

如圖3所示，本系統(tǒng)采用INA118芯片對輸入的弱信號進(jìn)行放大，INA118采用了標(biāo)準(zhǔn)的差分式放大結(jié)構(gòu)，采用3個運算放大器進(jìn)行放大，內(nèi)置過壓保護(hù)功能，采用調(diào)解外置電阻的大小，可實現(xiàn)不同的放大增益。

圖3 ?電橋放大電路

3）USB接口電路設(shè)計。通用串行總線USB接口（以下簡稱USB接口）是由Intel等廠商共同制定的通用接口標(biāo)準(zhǔn)，其采用通用的接口通訊模式，用來連接計算機(jī)及具有USB接口的外界設(shè)備。USB接口的驅(qū)動開發(fā)非常復(fù)雜，本系統(tǒng)采用CP2101作為通訊接口芯片，其將UART接口直接轉(zhuǎn)換為USB接口，且無須任何外部元件，減少了大量工作量，使USB 通信接口設(shè)計變得十分容易。

采用CP2101接口芯片的USB電路如圖4所示。

圖4 ?USB接口電路原理圖

3 ?應(yīng)用前景分析

綜上所述，智能印章存儲系統(tǒng)，將印章的使用情況自動記錄下來，為以后對印章的防偽提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，具有廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1]魏小龍.MSP430十六位單片機(jī)接口技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計實例[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002.

[2]沈建華，楊艷琴.M SP430系列單片機(jī)16位超低功耗單片機(jī)原理與實踐[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008：1-100.

[3]劉君華.智能傳感器系統(tǒng)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2004：1-50.endprint

摘 ?要 ?為了對印章進(jìn)行防偽識別，設(shè)計了一套智能印章存儲系統(tǒng)，將印章的使用情況自動記錄下來，為以后對印章的防偽提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。給出系統(tǒng)的具體的硬件設(shè)計，以超低功耗MSP430單片機(jī)為核心處理器，利用電阻應(yīng)變式微壓力傳感器將印章按下的壓力轉(zhuǎn)化為電信號，同時將印章按下時間記錄到FLASH存儲器內(nèi)。

關(guān)鍵詞 ?防偽識別;超低功耗;FLASH存儲器

中圖分類號：TP368 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ?文章編號：1671-7597（2014）21-0023-02

印章在我國的國家機(jī)關(guān)、團(tuán)體、企事業(yè)單位，是具有法律效用的 “公章”，是個人、企業(yè)單位、事業(yè)單位、社會團(tuán)體及政府部門的一種具有法律意義的標(biāo)記和證據(jù)。我國對公章的管理有健全司法管理體系，任何有效公章都需在公安機(jī)關(guān)進(jìn)行登記備案，任何私刻公章的行為都是違法犯罪行為。當(dāng)今利用假造公章進(jìn)行違法犯罪的現(xiàn)象非常普遍，因此印章的防偽技術(shù)成為研究熱點。目前，成熟印章防偽技術(shù)主要分三大類：一是章面防偽;二是印油（印泥）防偽;印章識別防偽。章面防偽技術(shù)是在印章表面的圖案中增加不為常人發(fā)覺的暗記和圖文;印油防偽技術(shù)有印跡發(fā)光、變色、隱藏暗記等技術(shù);印章識別防偽是利用圖像處理技術(shù)對對印章痕跡進(jìn)行識別防偽。目前的仿造術(shù)非常高明，無論是多么嚴(yán)密的防偽措施都存在著被偽造的可能，另一方面這些專業(yè)的防偽技術(shù)，要專業(yè)的人士才能進(jìn)行辨別，這樣大大降低了印章防偽的效率。

1 ?系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)嵌入到印章的內(nèi)部，通過微壓力傳感器將印章按下的壓力轉(zhuǎn)換為電信號輸出，代表著一次印章按下的動作，然后將壓力傳感器輸出的電信號進(jìn)行放大預(yù)處理，輸出到單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號，在單片機(jī)內(nèi)對該數(shù)字信號進(jìn)行判斷，根據(jù)一定的判斷準(zhǔn)則，判斷是否為一次有效的印章按下動作，如果經(jīng)過算法判定，本次壓力為一次有效印章按下動作所產(chǎn)生的，則將當(dāng)前時間和印章按下動作記錄到FLASH芯片內(nèi)部，供事后查看。

FLASH芯片記錄著本印章進(jìn)行蓋章的次數(shù)和精確的時間信息，通過USB接口，在計算機(jī)內(nèi)的上位機(jī)程序可以將FLASH中的內(nèi)容讀到計算機(jī)硬盤中，可以得到印章按下的次數(shù)和每次蓋章的精確時間，這樣就可以通過這些數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和核實，判斷該印章是否在某個時刻進(jìn)行過蓋章動作，這樣就可以判斷文件上的蓋章是否出自本印章，準(zhǔn)確判斷蓋章的真實性。

圖1 ?印章自能存儲系統(tǒng)原理框圖

由于本系統(tǒng)為一個嵌入式系統(tǒng)，沒有外接電源，需要使用鋰電池進(jìn)行供電，這樣就需要選擇功耗低的處理器，同時在電池電量不足時，可以對其進(jìn)行充電。如圖1所示，本系統(tǒng)通過USB接口對系統(tǒng)進(jìn)行充電，保證本系統(tǒng)的長時間穩(wěn)定運行。

2 ?硬件組成

1）微處理器設(shè)計。本智能存儲自動系統(tǒng)是嵌入到印章中使用的，為了使用方便沒有外接電源，采用鋰電池對系統(tǒng)進(jìn)行供電，因此功耗是系統(tǒng)硬件設(shè)計的關(guān)鍵因素。因此本系統(tǒng)采用低功耗MSP430F13X單片機(jī)作為核心處理器，MSP430F13X是TI公司的16位超低功耗系列單片，采用先進(jìn)的低功耗技術(shù)，非常適合于本系統(tǒng)使用。其工作電壓為3V，在正常工作時功耗低于1.020mW，在低功耗工作模式下，功耗低于0.0003mW。由于這種低功耗特性，使其在嵌入式系統(tǒng)中，尤其是電池供電的系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。MSP430F13X單片機(jī)的原理組成如圖2所示。

圖2 ?MSP430F13X單片機(jī)內(nèi)部原理框圖

如圖2所示MSP430F13X單片機(jī)，具有非常高的集成度，片內(nèi)集成了一個多通道12位A/D轉(zhuǎn)換，在本系統(tǒng)中可以直接對壓力傳感器的模擬電信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換;片內(nèi)具有時鐘振蕩和開門狗電路，增加系統(tǒng)的可靠性;并有大量的I/O端口、大容量的片內(nèi)RAM和ROM以及Flash存儲器。

2）微壓力傳感電路設(shè)計。本系統(tǒng)采用電阻應(yīng)變式壓力傳感器，由電阻應(yīng)變片和彈性敏感元件組成，彈性敏感元件在受到壓力會產(chǎn)生形變，粘貼在其表面的電阻應(yīng)變片也相應(yīng)的會產(chǎn)生形變，這樣就會引起電阻應(yīng)變片的電阻值發(fā)生變化。而且這種變化一般為線性變化，通過電源可以將這個阻值的變化轉(zhuǎn)換為電壓值的變化，然后通過電壓變化得到壓力的變化，就可以對壓力進(jìn)行感知。一般壓力直接轉(zhuǎn)化的電壓值比較低，因此需要對進(jìn)行放大處理，本系統(tǒng)采用的放大電路如圖3所示。

如圖3所示，本系統(tǒng)采用INA118芯片對輸入的弱信號進(jìn)行放大，INA118采用了標(biāo)準(zhǔn)的差分式放大結(jié)構(gòu)，采用3個運算放大器進(jìn)行放大，內(nèi)置過壓保護(hù)功能，采用調(diào)解外置電阻的大小，可實現(xiàn)不同的放大增益。

圖3 ?電橋放大電路

3）USB接口電路設(shè)計。通用串行總線USB接口（以下簡稱USB接口）是由Intel等廠商共同制定的通用接口標(biāo)準(zhǔn)，其采用通用的接口通訊模式，用來連接計算機(jī)及具有USB接口的外界設(shè)備。USB接口的驅(qū)動開發(fā)非常復(fù)雜，本系統(tǒng)采用CP2101作為通訊接口芯片，其將UART接口直接轉(zhuǎn)換為USB接口，且無須任何外部元件，減少了大量工作量，使USB 通信接口設(shè)計變得十分容易。

采用CP2101接口芯片的USB電路如圖4所示。

圖4 ?USB接口電路原理圖

3 ?應(yīng)用前景分析

綜上所述，智能印章存儲系統(tǒng)，將印章的使用情況自動記錄下來，為以后對印章的防偽提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，具有廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1]魏小龍.MSP430十六位單片機(jī)接口技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計實例[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002.

[2]沈建華，楊艷琴.M SP430系列單片機(jī)16位超低功耗單片機(jī)原理與實踐[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008：1-100.

[3]劉君華.智能傳感器系統(tǒng)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2004：1-50.endprint

摘 ?要 ?為了對印章進(jìn)行防偽識別，設(shè)計了一套智能印章存儲系統(tǒng)，將印章的使用情況自動記錄下來，為以后對印章的防偽提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。給出系統(tǒng)的具體的硬件設(shè)計，以超低功耗MSP430單片機(jī)為核心處理器，利用電阻應(yīng)變式微壓力傳感器將印章按下的壓力轉(zhuǎn)化為電信號，同時將印章按下時間記錄到FLASH存儲器內(nèi)。

關(guān)鍵詞 ?防偽識別;超低功耗;FLASH存儲器

中圖分類號：TP368 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ?文章編號：1671-7597（2014）21-0023-02

印章在我國的國家機(jī)關(guān)、團(tuán)體、企事業(yè)單位，是具有法律效用的 “公章”，是個人、企業(yè)單位、事業(yè)單位、社會團(tuán)體及政府部門的一種具有法律意義的標(biāo)記和證據(jù)。我國對公章的管理有健全司法管理體系，任何有效公章都需在公安機(jī)關(guān)進(jìn)行登記備案，任何私刻公章的行為都是違法犯罪行為。當(dāng)今利用假造公章進(jìn)行違法犯罪的現(xiàn)象非常普遍，因此印章的防偽技術(shù)成為研究熱點。目前，成熟印章防偽技術(shù)主要分三大類：一是章面防偽;二是印油（印泥）防偽;印章識別防偽。章面防偽技術(shù)是在印章表面的圖案中增加不為常人發(fā)覺的暗記和圖文;印油防偽技術(shù)有印跡發(fā)光、變色、隱藏暗記等技術(shù);印章識別防偽是利用圖像處理技術(shù)對對印章痕跡進(jìn)行識別防偽。目前的仿造術(shù)非常高明，無論是多么嚴(yán)密的防偽措施都存在著被偽造的可能，另一方面這些專業(yè)的防偽技術(shù)，要專業(yè)的人士才能進(jìn)行辨別，這樣大大降低了印章防偽的效率。

1 ?系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)嵌入到印章的內(nèi)部，通過微壓力傳感器將印章按下的壓力轉(zhuǎn)換為電信號輸出，代表著一次印章按下的動作，然后將壓力傳感器輸出的電信號進(jìn)行放大預(yù)處理，輸出到單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號，在單片機(jī)內(nèi)對該數(shù)字信號進(jìn)行判斷，根據(jù)一定的判斷準(zhǔn)則，判斷是否為一次有效的印章按下動作，如果經(jīng)過算法判定，本次壓力為一次有效印章按下動作所產(chǎn)生的，則將當(dāng)前時間和印章按下動作記錄到FLASH芯片內(nèi)部，供事后查看。

FLASH芯片記錄著本印章進(jìn)行蓋章的次數(shù)和精確的時間信息，通過USB接口，在計算機(jī)內(nèi)的上位機(jī)程序可以將FLASH中的內(nèi)容讀到計算機(jī)硬盤中，可以得到印章按下的次數(shù)和每次蓋章的精確時間，這樣就可以通過這些數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和核實，判斷該印章是否在某個時刻進(jìn)行過蓋章動作，這樣就可以判斷文件上的蓋章是否出自本印章，準(zhǔn)確判斷蓋章的真實性。

圖1 ?印章自能存儲系統(tǒng)原理框圖

由于本系統(tǒng)為一個嵌入式系統(tǒng)，沒有外接電源，需要使用鋰電池進(jìn)行供電，這樣就需要選擇功耗低的處理器，同時在電池電量不足時，可以對其進(jìn)行充電。如圖1所示，本系統(tǒng)通過USB接口對系統(tǒng)進(jìn)行充電，保證本系統(tǒng)的長時間穩(wěn)定運行。

2 ?硬件組成

1）微處理器設(shè)計。本智能存儲自動系統(tǒng)是嵌入到印章中使用的，為了使用方便沒有外接電源，采用鋰電池對系統(tǒng)進(jìn)行供電，因此功耗是系統(tǒng)硬件設(shè)計的關(guān)鍵因素。因此本系統(tǒng)采用低功耗MSP430F13X單片機(jī)作為核心處理器，MSP430F13X是TI公司的16位超低功耗系列單片，采用先進(jìn)的低功耗技術(shù)，非常適合于本系統(tǒng)使用。其工作電壓為3V，在正常工作時功耗低于1.020mW，在低功耗工作模式下，功耗低于0.0003mW。由于這種低功耗特性，使其在嵌入式系統(tǒng)中，尤其是電池供電的系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。MSP430F13X單片機(jī)的原理組成如圖2所示。

圖2 ?MSP430F13X單片機(jī)內(nèi)部原理框圖

如圖2所示MSP430F13X單片機(jī)，具有非常高的集成度，片內(nèi)集成了一個多通道12位A/D轉(zhuǎn)換，在本系統(tǒng)中可以直接對壓力傳感器的模擬電信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換;片內(nèi)具有時鐘振蕩和開門狗電路，增加系統(tǒng)的可靠性;并有大量的I/O端口、大容量的片內(nèi)RAM和ROM以及Flash存儲器。

2）微壓力傳感電路設(shè)計。本系統(tǒng)采用電阻應(yīng)變式壓力傳感器，由電阻應(yīng)變片和彈性敏感元件組成，彈性敏感元件在受到壓力會產(chǎn)生形變，粘貼在其表面的電阻應(yīng)變片也相應(yīng)的會產(chǎn)生形變，這樣就會引起電阻應(yīng)變片的電阻值發(fā)生變化。而且這種變化一般為線性變化，通過電源可以將這個阻值的變化轉(zhuǎn)換為電壓值的變化，然后通過電壓變化得到壓力的變化，就可以對壓力進(jìn)行感知。一般壓力直接轉(zhuǎn)化的電壓值比較低，因此需要對進(jìn)行放大處理，本系統(tǒng)采用的放大電路如圖3所示。

如圖3所示，本系統(tǒng)采用INA118芯片對輸入的弱信號進(jìn)行放大，INA118采用了標(biāo)準(zhǔn)的差分式放大結(jié)構(gòu)，采用3個運算放大器進(jìn)行放大，內(nèi)置過壓保護(hù)功能，采用調(diào)解外置電阻的大小，可實現(xiàn)不同的放大增益。

圖3 ?電橋放大電路

3）USB接口電路設(shè)計。通用串行總線USB接口（以下簡稱USB接口）是由Intel等廠商共同制定的通用接口標(biāo)準(zhǔn)，其采用通用的接口通訊模式，用來連接計算機(jī)及具有USB接口的外界設(shè)備。USB接口的驅(qū)動開發(fā)非常復(fù)雜，本系統(tǒng)采用CP2101作為通訊接口芯片，其將UART接口直接轉(zhuǎn)換為USB接口，且無須任何外部元件，減少了大量工作量，使USB 通信接口設(shè)計變得十分容易。

采用CP2101接口芯片的USB電路如圖4所示。

圖4 ?USB接口電路原理圖

3 ?應(yīng)用前景分析

綜上所述，智能印章存儲系統(tǒng)，將印章的使用情況自動記錄下來，為以后對印章的防偽提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，具有廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1]魏小龍.MSP430十六位單片機(jī)接口技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計實例[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002.

[2]沈建華，楊艷琴.M SP430系列單片機(jī)16位超低功耗單片機(jī)原理與實踐[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008：1-100.

[3]劉君華.智能傳感器系統(tǒng)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2004：1-50.endprint