基于RFID 技術(shù)的地質(zhì)資料室智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

蘭莎LAN Sha

（福建省地質(zhì)調(diào)查研究院，福州 350013）

0 引言

地質(zhì)資料是地質(zhì)工作的真實(shí)記錄與成果結(jié)晶，是國(guó)家的寶貴財(cái)富，是開展地質(zhì)工作的工作參考，地質(zhì)資料室承載著大量珍貴的地質(zhì)檔案信息，是地質(zhì)調(diào)查研究和地質(zhì)勘探活動(dòng)中不可或缺的重要組成部分。然而，傳統(tǒng)的地質(zhì)資料室檔案管理方式存在一些問題，如檔案信息難以準(zhǔn)確追蹤、檢索效率低下、數(shù)據(jù)安全性不高等。為了提升地質(zhì)資料室檔案管理的效率和精確度，基于RFID（Radio Frequency Identification）技術(shù)的地質(zhì)資料室檔案管理系統(tǒng)被引入了。RFID 技術(shù)在地質(zhì)資料室檔案管理中具有諸多優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用場(chǎng)景。通過(guò)充分利用RFID 技術(shù)的特點(diǎn)和功能，能夠提高檔案管理的效率和準(zhǔn)確性，為地質(zhì)資料管理與服務(wù)工作帶來(lái)創(chuàng)新和改進(jìn)。

福建省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局資料室?guī)齑姹９苡行轮袊?guó)成立以來(lái)福建省全省基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查、地球物理調(diào)查、地球化學(xué)調(diào)查的原本地質(zhì)檔案、成果地質(zhì)資料及實(shí)物地質(zhì)資料。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，RFID（Radio Frequency Identification）無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)以其非接觸、可重復(fù)使用、快速掃描、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中得到越來(lái)越多應(yīng)用。方便快捷、可操作性強(qiáng)的檔案管理智能化成為現(xiàn)實(shí)。

本文以福建省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局地質(zhì)資料室為例，介紹地質(zhì)資料室檔案智能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念及實(shí)現(xiàn)方法。

1 地質(zhì)資料室檔案智能管理系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)

1.1 項(xiàng)目背景

截至2019 年福建省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局資料室管理成果地質(zhì)資料檔案4900 余檔，原本地質(zhì)檔案900 余檔。傳統(tǒng)檔案實(shí)體管理手段與技術(shù)使我們面臨以下問題：

庫(kù)存地質(zhì)資料形成時(shí)間跨度近百年，資料形成單位多達(dá)近百個(gè)，由單位歷史沿革可知資料的主要來(lái)源是福建省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)、福建省物化探大隊(duì)、福建省地質(zhì)科研所、福建省地質(zhì)調(diào)查研究院、福建省地勘局等幾家單位的資料室。各個(gè)時(shí)期各個(gè)單位的資料形成標(biāo)準(zhǔn)不同，各個(gè)保管單位的地質(zhì)資料檔案管理方法不同，幾經(jīng)搬遷合并，總賬上許多登記的信息已失效，資料管理很大程度上依靠管理員業(yè)務(wù)熟悉程度。

地質(zhì)資料調(diào)閱歸還、移交接收，都是靠人工操作和登記，由于一檔地質(zhì)資料可能需要多達(dá)幾十個(gè)柜子存放，查找其中某一件就需要反復(fù)開柜確認(rèn)存放的位置。取放檔案不易導(dǎo)致提供檔案借閱服務(wù)時(shí)耗時(shí)長(zhǎng)、效率低下。甚至出現(xiàn)某檔某袋地質(zhì)資料錯(cuò)放位置后，無(wú)法獲取，造成“丟失”的假象。

檔案的人工盤點(diǎn)不易，無(wú)法全面細(xì)致盤點(diǎn)。檔案資料數(shù)量眾多，出庫(kù)入庫(kù)頻繁，但盤點(diǎn)只能依靠人工定期核查。人工巡查很難發(fā)現(xiàn)數(shù)千檔數(shù)萬(wàn)資料袋中某袋缺失的情況，但此種情況往往才是實(shí)際中可能發(fā)生的。通常是借閱過(guò)程出現(xiàn)了賬目查詢與庫(kù)存情況不一致的情況，再去查找核查。

檔案庫(kù)房未設(shè)立檔案出庫(kù)安全監(jiān)控系統(tǒng)，存在檔案非正常出庫(kù)的可能性。當(dāng)資料查詢?cè)趲?kù)房，未在庫(kù)架查詢到時(shí)，“丟失”情況發(fā)生，無(wú)法排查出該資料是否存在資料室?guī)旆績(jī)?nèi)。

1.2 地質(zhì)資料室檔案智能管理系統(tǒng)

1.2.1 用戶需求與系統(tǒng)功能需求

福建省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局資料室面臨著多樣化的問題和挑戰(zhàn)。首先，地質(zhì)資料檔案的形成時(shí)間跨度近百年，來(lái)源單位眾多，使得資料的標(biāo)準(zhǔn)、組織方式和管理方法各不相同。這種情況導(dǎo)致了檔案信息的異構(gòu)性和混亂性，增加了檔案的整理和定位難度。其次，地質(zhì)資料的存儲(chǔ)規(guī)模龐大，柜子數(shù)量眾多，人工查找和定位耗時(shí)且容易出錯(cuò)，影響了借閱和歸還的效率。同時(shí)，傳統(tǒng)的人工盤點(diǎn)方式無(wú)法全面準(zhǔn)確地核實(shí)檔案的數(shù)量和位置，存在數(shù)據(jù)不一致的情況。此外，缺乏檔案出庫(kù)安全監(jiān)控系統(tǒng)也增加了資料丟失的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致難以追溯檔案的去向和確保檔案的安全性。基于以上問題，可以確定地質(zhì)資料室檔案管理系統(tǒng)的用戶需求和系統(tǒng)功能需求。首先，用戶需要一個(gè)可靠、高效的系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確追蹤并管理地質(zhì)資料檔案的位置和狀態(tài)。系統(tǒng)應(yīng)該提供快速查詢和定位功能，通過(guò)RFID 技術(shù)支持智能的檔案管理，簡(jiǎn)化查詢流程，提高操作效率。其次，系統(tǒng)需要支持檔案調(diào)閱、歸還和移交接收的過(guò)程管理，從而提升借閱服務(wù)的響應(yīng)速度和準(zhǔn)確性。系統(tǒng)還需要具備盤點(diǎn)功能，通過(guò)RFID 標(biāo)簽的識(shí)別，實(shí)現(xiàn)對(duì)檔案資料的全面盤點(diǎn)和核實(shí)。此外，系統(tǒng)還需要具備權(quán)限控制、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)等安全管理功能，保證檔案的安全性和可靠性。

1.2.2 功能設(shè)計(jì)

地質(zhì)資料室檔案智能管理系統(tǒng)，滿足福建省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局全局下屬各地勘單位的檔案借閱需求，通過(guò)系統(tǒng)化、規(guī)范化的流程，實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)功能。其中包括檔案目錄數(shù)據(jù)檢索、庫(kù)存動(dòng)態(tài)查詢、在線申請(qǐng)借閱、自動(dòng)記錄檔案出入庫(kù)信息、自動(dòng)清點(diǎn)、歸庫(kù)檔案柜號(hào)引導(dǎo)、非法調(diào)取檔案實(shí)時(shí)告警等。

1.2.3 系統(tǒng)構(gòu)成

RFID 技術(shù)是一種無(wú)線通信技術(shù)，全稱為射頻識(shí)別技術(shù)（Radio Frequency Identification）。它利用無(wú)線電波進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和識(shí)別，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的識(shí)別和跟蹤。RFID 系統(tǒng)由三部分組成：RFID 標(biāo)簽（Tag）、讀寫器（Reader）和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

RFID 技術(shù)在物品追蹤、倉(cāng)儲(chǔ)管理、物流領(lǐng)域等有著廣泛的應(yīng)用。由于其無(wú)線傳輸、非接觸式識(shí)別等特點(diǎn)，RFID技術(shù)可以大大提高物品識(shí)別和追蹤的效率，為企業(yè)提供精細(xì)化的管理手段，同時(shí)也在智能交通、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)原理，基于RFID 技術(shù)，地質(zhì)資料室檔案智能管理系統(tǒng)由硬件設(shè)備及軟件功能模塊兩方面組成。硬件設(shè)備主要有RFID 電子標(biāo)簽，架位標(biāo)簽，手持式RFID 掃描器，RFID 移動(dòng)工作站，安全門，應(yīng)用服務(wù)器，平臺(tái)終端，RFID 桌面讀寫設(shè)備。系統(tǒng)軟件以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為紐帶，以RFID 設(shè)備為支撐，網(wǎng)絡(luò)及硬件布設(shè)覆蓋地質(zhì)資料室檔案庫(kù)房，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)資料室檔案實(shí)體智能化管理，包含7 個(gè)子系統(tǒng)：檔案出入庫(kù)登記子系統(tǒng)、出入庫(kù)授權(quán)子系統(tǒng)、防盜報(bào)警子系統(tǒng)、檔案查詢定位子系統(tǒng)、智能高速盤點(diǎn)及錯(cuò)架糾正子系統(tǒng)、檔案利用統(tǒng)計(jì)子系統(tǒng)、檔案上架引導(dǎo)子系統(tǒng)和系統(tǒng)管理子系統(tǒng)。（圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖）

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

1.2.4 工作流程設(shè)計(jì)

根據(jù)紙質(zhì)檔案的情況設(shè)計(jì)系統(tǒng)工作流程如下：

檔案交接（檔案登記、申請(qǐng)交接、檔案簽收、取消登記、退檔案登記）；

檔案入庫(kù)（檔案入庫(kù)、歷史檔案入庫(kù)、歸還登記、檔案上架）；

檔案出庫(kù)（提檔登記、檔案出庫(kù)、注銷登記、借閱申請(qǐng)、借閱處理）。

以檔案借閱為例，首先查詢相關(guān)檔案信息，確認(rèn)需要借閱的檔案，生成借閱申請(qǐng)單，并完成相關(guān)內(nèi)容填寫登記，審批通過(guò)后，交由庫(kù)房處理，工作人員根據(jù)顯示的待出庫(kù)檔案列表及檔案對(duì)應(yīng)的存放架號(hào)提取檔案，并在RFID 讀寫設(shè)備進(jìn)行識(shí)別，進(jìn)行出庫(kù)操作。檔案可在借閱室查閱，也可借出檔案室使用，歸還入庫(kù)時(shí)，經(jīng)RFID 讀寫設(shè)備識(shí)別，入庫(kù)上架。（圖2 借閱流程圖）

圖2 借閱流程圖

2 系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介

本系統(tǒng)基于eclipse 平臺(tái)，采用C/S 模式開發(fā)，所有功能模塊與數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián)，系統(tǒng)主界面采用JAVA 語(yǔ)言編程，數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQLServer2000。完整的借閱流程需要實(shí)現(xiàn)檔案出入庫(kù)登記及授權(quán)、檔案查詢定位、檔案上架引導(dǎo)、智能高速盤點(diǎn)及錯(cuò)架糾正、檔案利用統(tǒng)計(jì)等功能。（圖3 地質(zhì)資料室檔案智能管理系統(tǒng)拓?fù)涫疽鈭D）

圖3 地質(zhì)資料室檔案智能管理系統(tǒng)拓?fù)涫疽鈭D

檔案出庫(kù)：系統(tǒng)接收到查閱申請(qǐng)時(shí)，首先查詢相關(guān)檔案信息，確認(rèn)無(wú)誤，發(fā)起“查閱申請(qǐng)”命令，系統(tǒng)生成申請(qǐng)單，并完成相關(guān)內(nèi)容填寫登記，遞交相關(guān)審批人審批，審批通過(guò)后，交由庫(kù)房接收申請(qǐng)。檔案庫(kù)房接收到申請(qǐng)命令后，顯示待出庫(kù)檔案列表、相應(yīng)檔案架號(hào)，在設(shè)備引導(dǎo)下取得所有借閱檔案，在RFID 讀寫設(shè)備進(jìn)行識(shí)別，系統(tǒng)核對(duì)無(wú)誤后，授權(quán)檔案出庫(kù)，檔案狀態(tài)標(biāo)記為“出庫(kù)”，出庫(kù)操作完畢。

檔案入庫(kù)：檔案要入庫(kù)時(shí)，經(jīng)RFID 讀寫設(shè)備識(shí)別，與系統(tǒng)記錄的需入庫(kù)檔案信息核對(duì)，無(wú)誤后，檔案入庫(kù)上架，系統(tǒng)將該檔案的狀態(tài)標(biāo)記為“在庫(kù)”，在檔案上架功能引導(dǎo)下歸位相應(yīng)資料柜的正確存放位置，入庫(kù)操作完畢。

非法調(diào)取檔案實(shí)時(shí)告警：安全門是檔案庫(kù)房與外界的唯一通道，通過(guò)該門進(jìn)出的檔案都要經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的安全程序?qū)彶椤．?dāng)檔案文件通過(guò)安全門時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)獲取文件的識(shí)別號(hào)，并通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)信息匹配來(lái)確認(rèn)是否經(jīng)過(guò)授權(quán)和按照正常手續(xù)做出庫(kù)登記。如果條件不滿足，系統(tǒng)將立即發(fā)出聲光報(bào)警，有效地確保了地質(zhì)資料檔案文件的安全。

檔案查詢定位：用戶可在系統(tǒng)中輸入要查詢的檔案信息，包括檔號(hào)、題名、形成單位、編著者和形成時(shí)間等字段。系統(tǒng)將通過(guò)檢索功能顯示符合條件的檔案列表，并提供其庫(kù)房存儲(chǔ)位置的詳細(xì)信息，包括檔案架序號(hào)、列號(hào)、行號(hào)、架位號(hào)等，并在庫(kù)房的二維圖形上展示其位置，以便工作人員快速找到目標(biāo)檔案。這一功能顯著提高了資料室管理員取放地質(zhì)資料檔案的效率。

智能高速盤點(diǎn)及錯(cuò)架糾正：智能高速盤點(diǎn)是通過(guò)RFID 移動(dòng)工作站實(shí)現(xiàn)的。它可以讀取架位標(biāo)簽和電子標(biāo)簽內(nèi)的信息，與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)核對(duì)，屏幕顯示當(dāng)前架位對(duì)應(yīng)的檔案列表，并自動(dòng)進(jìn)行各項(xiàng)信息的匹配。例如，系統(tǒng)會(huì)提示工作人員未登記入庫(kù)的檔案，以便及時(shí)補(bǔ)充登記；另外，如果在1 號(hào)檔案架檢測(cè)到本應(yīng)放置于2 號(hào)檔案架的文件，系統(tǒng)也會(huì)提示工作人員將文件歸位。這一系統(tǒng)不僅可以快速盤點(diǎn)檔案，同時(shí)還能整理錯(cuò)架檔案，使得盤點(diǎn)和錯(cuò)架檔案整理工作高效完成。

檔案利用統(tǒng)計(jì)子系統(tǒng)：該功能可以自動(dòng)統(tǒng)計(jì)檔案的借閱情況，包括數(shù)量、類別、檔號(hào)、題名和形成單位等信息。工作人員可以選擇統(tǒng)計(jì)的時(shí)間段，并生成報(bào)表進(jìn)行打印。這樣可以方便地進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和匯報(bào)工作。

檔案上架引導(dǎo)子系統(tǒng)：新增入庫(kù)的檔案要上架時(shí)，利用盤點(diǎn)推車將檔案推到檔案柜前，用RFID 設(shè)備讀取架位標(biāo)簽，然后讀取需要上架的檔案，系統(tǒng)便將位置及每本的檔案做好記錄，接下來(lái)只要將檔案上架即可。

歸還的文件要上架時(shí)，需要找到其本來(lái)所存放的位置。系統(tǒng)提供兩種引導(dǎo)模式：第一種是輸入檔案的檔號(hào)，系統(tǒng)顯示其存儲(chǔ)位置；第二種是通過(guò)RFID 桌面讀寫設(shè)備識(shí)別文件，系統(tǒng)自動(dòng)顯示其存儲(chǔ)位置。存儲(chǔ)位置的顯示形式包括文字和二維圖形，與查詢定位系統(tǒng)中的顯示模式相同。

該系統(tǒng)可以幫助管理員將歸還的檔案快速準(zhǔn)確上架，提高勞動(dòng)效率。

3 結(jié)語(yǔ)

基于RFID 的地質(zhì)資料室檔案智能管理系統(tǒng)在檔案管理工作中可取得較好效果，提高勞動(dòng)效率，減少出錯(cuò)，降低人工勞動(dòng)量，提高出入庫(kù)地質(zhì)資料信息的準(zhǔn)確性，在地質(zhì)檔案管理工作中發(fā)揮出重要作用。