基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的檔案智能化管理系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)

韓卓泉　周璇

摘 要： 研究和設(shè)計(jì)了數(shù)字化智能檔案管理系統(tǒng)，完成了基于物聯(lián)網(wǎng)的這類管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。介紹了物聯(lián)網(wǎng)在系統(tǒng)中的功能，并對(duì)包括電子標(biāo)簽、閱讀器及檔案安全管理在內(nèi)的系統(tǒng)主要模塊進(jìn)行了重點(diǎn)設(shè)計(jì)，結(jié)合運(yùn)用權(quán)限分離、數(shù)據(jù)加密、雙因子認(rèn)證等技術(shù)有效提升了數(shù)字化智能檔案管理系統(tǒng)的安全性，并闡述了檔案管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程。測(cè)試結(jié)果表明本文所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能均得以有效實(shí)現(xiàn)，有效地提高了數(shù)字化檔案管理過程的智能和安全水平，為檔案管理的完善提供參考。

關(guān)鍵詞： 數(shù)字化檔案; 物聯(lián)網(wǎng); 智能管理系統(tǒng); 系統(tǒng)安全

中圖分類號(hào)： TN 929.5文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

Analysis and Design of Archives Intelligent Management System Based on

Architecture of the Internet of Things

HAN Zhuoquan， ZHOU Xuan

（Information Archive Office， Baoji University of Arts and Sciences， Baoji，? Shanxi? 721016， China）

Abstract： This paper mainly studies and designs the digital intelligent file management system， completes the design of the management system based on the Internet of Things， introduces the functions of the Internet of Things in the system， and manages the security of electronic tags， readers and files. The main modules of the system have been designed with emphasis on the use of separation of functions， data encryption， two-factor authentication and other technologies to effectively improve the security of the digital intelligent file management system， and the implementation process of the file management system. The test results show that the functions of the system designed in this paper can be effectively realized， which effectively improves the intelligence and security level of the digital file management process， and provides reference for the improvement of file management.

Key words： digital archives; Internet of Things; intelligent management system; system security

0 引言

快速發(fā)展和完善的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)促使了各行業(yè)的數(shù)字化發(fā)展，檔案館管理涉及到大量的文獻(xiàn)資料及各類型檔案，作為先進(jìn)環(huán)保信息利用方式的一種，數(shù)字化檔案在提高檔案使用效率的同時(shí)使保存及保護(hù)紙質(zhì)檔案文檔的方式得以有效拓展，為滿足管理及儲(chǔ)存需求順應(yīng)檔案館數(shù)字發(fā)展趨勢(shì)，檔案與檔案信息化建設(shè)仍然是領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，通過對(duì)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行合理采用以及對(duì)不同部門的信息資源的有效整合已成為改革傳統(tǒng)檔案與檔案管理系統(tǒng)的有效途徑，檔案館與檔案館的信息化建設(shè)對(duì)檔案與檔案的質(zhì)量及安全要求較高，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)隨著移動(dòng)通信及數(shù)字技術(shù)的普及應(yīng)用而得以在檔案管理領(lǐng)域發(fā)揮出重要作用，智能檔案管理系統(tǒng)是確保檔案數(shù)字化管理順利實(shí)施的前提，由于傳統(tǒng)的檔案管理系統(tǒng)的智能化水平較低且缺少對(duì)重要信息的安全防護(hù)能力，因此本文主要完成了基于物聯(lián)網(wǎng)的智能檔案管理系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)過程。

1 現(xiàn)狀分析

快速發(fā)展的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)使檔案電子化成為信息資源的發(fā)展趨勢(shì)，為檔案保存、管理及檔案交互共享提供了支撐，同時(shí)數(shù)字化檔案又為數(shù)字化管理系統(tǒng)提出了更高的要求，實(shí)現(xiàn)管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)成為研究重點(diǎn)，隨著數(shù)字化檔案管理系統(tǒng)的研究工作的不斷深入，系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方面，例如，基于用戶自定義結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，在分析了系統(tǒng)功能和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上闡述了系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù);基于 web 技術(shù)的管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)給出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，但隨著資源規(guī)模的擴(kuò)大及使用需求的多樣性，檔案管理系統(tǒng)的智能化水平有待提高。隨著數(shù)字化檔案安全問題的日益突出，例如，對(duì)確保當(dāng)前數(shù)字化檔案安全需注意的主要問題進(jìn)行了深入研究為數(shù)字化檔案安全體系建設(shè)的不斷完善提供參考;數(shù)字化檔案安全保護(hù)方法的研究提供了一種有效的安全保密措施[1]。但目前的數(shù)字化智能檔案的安全管理方面已投入實(shí)用的方案較少，缺少系統(tǒng)化的研究成果，數(shù)字化檔案系統(tǒng)普遍存在安全風(fēng)險(xiǎn)，由于數(shù)字化檔案系統(tǒng)通常以計(jì)算機(jī)、服務(wù)器等作為載體，檔案系統(tǒng)普遍采用明文存儲(chǔ)，易導(dǎo)致檔案受損或丟失等風(fēng)險(xiǎn)，為此本文構(gòu)建了一種加密數(shù)字化智能檔案管理系統(tǒng)，通過電子標(biāo)簽、閱讀器的設(shè)計(jì)提高管理過程的智能水平，通過加密技術(shù)的使用提高了系統(tǒng)的安全性能。

2 數(shù)字化智能檔案管理系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)及RFID技術(shù)的不斷發(fā)展完善，RFID標(biāo)簽制定標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一程度不斷提高同時(shí)使用成本不斷降低，因此本文在數(shù)字化檔案管理系統(tǒng)中引入了該項(xiàng)技術(shù)，使檔案管理的數(shù)字化及智能化水平得以顯著提高。

2.1 物聯(lián)網(wǎng)在檔案智能化管理中的應(yīng)用

分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層三個(gè)層次的物聯(lián)網(wǎng)按功能可劃分為數(shù)據(jù)面（負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包的收發(fā)）、控制面（負(fù)責(zé)匹配并發(fā)送數(shù)據(jù)包、確保數(shù)據(jù)安全可靠）、知識(shí)面（負(fù)責(zé)傳送及監(jiān)督信息的傳輸過程）、管理面，各部分交互作用以確保物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的自主交互處理過程[1]。物聯(lián)網(wǎng)在智能檔案管理中實(shí)現(xiàn)的功能為：（1）包括采集檔案信息資料、標(biāo)識(shí)并識(shí)別書本檔案等在內(nèi)的智能操作功能由感知層通過使用傳感器、短距離無線通信等相關(guān)技術(shù)完成。數(shù)據(jù)信息在檔案館內(nèi)的高效傳播和感應(yīng)過程通過傳感網(wǎng)絡(luò)完成，在傳感網(wǎng)絡(luò)下用戶在館內(nèi)通過手機(jī)、電子標(biāo)簽和閱讀器即可獲取資料信息;（2）由接入層和核心層構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)層主要借助網(wǎng)絡(luò)完成檔案信息的通信過程;（3）檔案管理領(lǐng)域通過應(yīng)用層和信息技術(shù)互連以實(shí)現(xiàn)包括智能化通信、信息資源共享、環(huán)境監(jiān)控等在內(nèi)的各管理領(lǐng)域功能，檔案館內(nèi)外部、用戶與檔案館、用戶與數(shù)字化信息通過應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一整體關(guān)系的建立。

2.2 智能管理系統(tǒng)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

（1） 電子標(biāo)簽設(shè)計(jì)

作為系統(tǒng)的應(yīng)答器電子射頻標(biāo)簽的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。

主要由標(biāo)簽天線、線圈、標(biāo)簽芯片構(gòu)成，RFID電子標(biāo)簽正逐步替代傳統(tǒng)條形碼，電子標(biāo)簽的使用極大的簡(jiǎn)化了檔案管理工作人員的工作流程，提升了檔案資料的智能化管理水平[2]。

（2） 閱讀器設(shè)計(jì)

RFID系統(tǒng)中的射頻識(shí)別工作頻段受到閱讀器頻率的直接影響，閱讀器接收到命令后（通過讀頭，包括分離式和集成式兩種）將其發(fā)送至標(biāo)簽。閱讀器的工作流程如圖2所示。

電子標(biāo)簽在發(fā)送射頻信號(hào)后進(jìn)入工作狀態(tài)傳輸編碼及射頻信號(hào)，再由接收天線通過調(diào)制解調(diào)器向閱讀器傳送接收到的信息，由閱讀器將信息傳輸至后臺(tái)系統(tǒng)完成相應(yīng)處理[3]。

3 數(shù)字化智能檔案管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

3.1 數(shù)字化檔案安全管理模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

數(shù)字化檔案管理模塊主要面向敏感及重要的檔案，其整體架構(gòu)及功能模塊分別如圖 3 、圖4所示。

主要負(fù)責(zé)完成導(dǎo)入數(shù)字化文件、檔案查詢、管理用戶等功能，掃描紙質(zhì)文件完成數(shù)字化處理再經(jīng)元信息提取后實(shí)現(xiàn)文件元信息的生成，數(shù)字化文件和文件元信息經(jīng)加密處理后通過數(shù)字化檔案信息導(dǎo)入系統(tǒng)，在本地文件庫及數(shù)據(jù)庫中分別存儲(chǔ)，由檔案管理子模塊負(fù)責(zé)管理（包括類別目錄定義、增加、修改、刪除等操作）[4]。檔案檢索策略包括瀏覽、高級(jí)、一體化及結(jié)果再檢索，進(jìn)一步提高了檢索效率和準(zhǔn)確度。

3.1.1 系統(tǒng)管理

數(shù)字化檔案安全管理系統(tǒng)的身份認(rèn)證具備的雙因子功能（即基于口令和 USB Key），在身份認(rèn)證中常用的基于口令的方式的安全性較低，本文在此基礎(chǔ)上通過方便、安全、可靠的基于 USB Key（USB 接口可與電腦通用連接）的認(rèn)證方式的結(jié)合使用以確保數(shù)字化智能檔案系統(tǒng)資源的安全，采用強(qiáng)雙因子身份認(rèn)證模式（一次一密）確保系統(tǒng)安全[5]。該系統(tǒng)在設(shè)置用戶管理權(quán)限（主要面向系統(tǒng)管理員、數(shù)據(jù)管理員、用戶）以便有效區(qū)分用戶身份時(shí)，采用了分立設(shè)置權(quán)限的方式，普通用戶具有查看及檢索加密檔案的權(quán)限，負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)及其他用戶的系統(tǒng)管理員的主要操作權(quán)限包括授權(quán)管理、屬性管理、信息管理（包括更新、注銷和刪除等）、審計(jì)用戶關(guān)鍵操作信息等，能夠查看相關(guān)操作日志，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)管理員審計(jì)需要自動(dòng)生成相關(guān)審計(jì)信息。由數(shù)據(jù)管理員負(fù)責(zé)完成數(shù)字檔案及數(shù)據(jù)管理操作。

3.1.2 數(shù)字化檔案信息導(dǎo)入

導(dǎo)入數(shù)字文件元信息（單個(gè)或批量）并處理重復(fù)及冗余數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)庫中（客戶端本地）保存經(jīng)過加密的元信息，文件落盤即為密文，數(shù)據(jù)導(dǎo)入（僅面向數(shù)據(jù)管理員）流程具體如圖5所示。

系統(tǒng)導(dǎo)入文件元信息并對(duì)其格式、類型、長(zhǎng)度等進(jìn)行有效控制，提示并處理存在于文件中的冗余信息，滿足要求的文件元信息即可成功導(dǎo)入（不滿足則發(fā)出錯(cuò)誤提醒），從而有效確保數(shù)字資源的準(zhǔn)確完整[5]。接下來導(dǎo)入數(shù)字文件并將其同文件元信息建立聯(lián)系使二者相互對(duì)應(yīng)，檔案導(dǎo)入后使用加解密插件（具有可供上層應(yīng)用調(diào)用的開放接口）進(jìn)行加密處理，并以非明文形式存儲(chǔ)于磁盤中。

3.2 檔案利用功能的實(shí)現(xiàn)

本文系統(tǒng)綜合運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、RFID 、RFID標(biāo)簽與讀寫器、移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商平臺(tái)等，實(shí)現(xiàn)了包括查詢、數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入及管理、加密處理、檔案定位等功能。并詳細(xì)記錄館藏檔案信息、借還檔案信息、計(jì)費(fèi)收費(fèi)等，通過將RFID標(biāo)簽以APP的形式安裝到手上實(shí)現(xiàn)包括近距離信息通信過程在內(nèi)的相關(guān)功能，為智能檔案管理提供支撐[6]?；谖锫?lián)網(wǎng)的檔案管理系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)過程示意圖如圖6所示。

以用戶進(jìn)入檔案館到完成借、還檔案為例介紹其功能的實(shí)現(xiàn)過程，用戶在檔案館入口處將手機(jī)（帶有RFID標(biāo)簽APP）放置于標(biāo)簽識(shí)別器上，識(shí)別器自動(dòng)讀取并核對(duì)個(gè)人信息，符合規(guī)定的來訪人員才可順利進(jìn)入到檔案館，以確保來訪人員的合法性。用戶進(jìn)入檔案館后通過檔案管理系統(tǒng)發(fā)送相關(guān)查閱請(qǐng)求，并通過系統(tǒng)返回信息了解查閱檔案信息，由系統(tǒng)核查借還檔案詳細(xì)信息及借還人員信息。智能檔案系統(tǒng)借還檔案流程為：（1）識(shí)別身份，經(jīng)過系統(tǒng)對(duì)比數(shù)據(jù)庫用戶信息后完成合法用戶的識(shí)別。（2）檔案借閱，系統(tǒng)自動(dòng)核對(duì)用戶借閱情況記錄，如果該用戶存在檔案過期未歸還或欠款的情況，系統(tǒng)將暫時(shí)限制該用戶的對(duì)應(yīng)權(quán)限操作，直到續(xù)費(fèi)、歸還檔案采可繼續(xù)借閱（系統(tǒng)會(huì)對(duì)過期未歸還檔案的罰款項(xiàng)目及金額進(jìn)行詳細(xì)記錄）。系統(tǒng)在用戶順利借到檔案后會(huì)自動(dòng)記錄并顯示借閱信息。（3）檔案歸還，用戶在讀寫器上掃描歸還檔案信息，成功掃描后檔案及讀者借閱信息會(huì)在系統(tǒng)中顯示，對(duì)于逾期歸還的檔案系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出罰款金額，并及時(shí)更新和匯總?cè)康牧P款金額[7]。（4）檔案續(xù)借，用戶在系統(tǒng)中選擇檔案續(xù)借功能后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)修改借閱表中的對(duì)應(yīng)信息，顯示該檔案借閱天數(shù)以歸還日期。

4 系統(tǒng)測(cè)試分析

為檢測(cè)本文所設(shè)計(jì)的基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化智能檔案管理系統(tǒng)的實(shí)用性，對(duì)管理系統(tǒng)具體案例的實(shí)施情況進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試，結(jié)果表明該系統(tǒng)可高效準(zhǔn)確的獲取并識(shí)別經(jīng)過感應(yīng)區(qū)的檔案資料信息，智能安全門信息識(shí)別及判斷、自主借/還檔案、信息統(tǒng)計(jì)等功能均得以有效實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)的不同數(shù)據(jù)操作處理結(jié)果同預(yù)期目標(biāo)一致，驗(yàn)證了該智能檔案管理系統(tǒng)的有效性，可使檔案館管理質(zhì)量和效率得以顯著提高，在提高智能管理水平的同時(shí)降低了運(yùn)營(yíng)成本，具有較高的可行性[8]。

5 總結(jié)

快速發(fā)展的數(shù)字化技術(shù)為傳統(tǒng)檔案管理系統(tǒng)改革的實(shí)施提供了技術(shù)支撐，為滿足檔案管理對(duì)較高智能化水平的需求，同時(shí)有效避免數(shù)字化檔案管理存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，本文主要對(duì)數(shù)字化智能檔案管理系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，闡述了基于物聯(lián)網(wǎng)的檔案管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)路徑，使數(shù)字化檔案的智能管理水平及安全性得以顯著提高，具有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

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（收稿日期： 2019.06.30）

基金項(xiàng)目：寶雞文理學(xué)院碩士研究生項(xiàng)目（Zk11188）

作者簡(jiǎn)介：

韓卓泉（1972-），女，本科，副研究館員， 研究方向：高校電子檔案管理。

周璇（1988-），女，碩士，講師，研究館員，研究方向：高等教育教學(xué)與檔案管理。