基于物聯網架構的檔案智能化管理系統的分析和設計

韓卓泉　周璇

摘 要： 研究和設計了數字化智能檔案管理系統，完成了基于物聯網的這類管理系統的設計。介紹了物聯網在系統中的功能，并對包括電子標簽、閱讀器及檔案安全管理在內的系統主要模塊進行了重點設計，結合運用權限分離、數據加密、雙因子認證等技術有效提升了數字化智能檔案管理系統的安全性，并闡述了檔案管理系統的實現過程。測試結果表明本文所設計系統的各項功能均得以有效實現，有效地提高了數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。

關鍵詞： 數字化檔案; 物聯網; 智能管理系統; 系統安全

中圖分類號： TN 929.5文獻標志碼： 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

快速發展和完善的互聯網技術促使了各行業的數字化發展，檔案館管理涉及到大量的文獻資料及各類型檔案，作為先進環保信息利用方式的一種，數字化檔案在提高檔案使用效率的同時使保存及保護紙質檔案文檔的方式得以有效拓展，為滿足管理及儲存需求順應檔案館數字發展趨勢，檔案與檔案信息化建設仍然是領域的研究熱點，通過對相關網絡資源進行合理采用以及對不同部門的信息資源的有效整合已成為改革傳統檔案與檔案管理系統的有效途徑，檔案館與檔案館的信息化建設對檔案與檔案的質量及安全要求較高，物聯網技術隨著移動通信及數字技術的普及應用而得以在檔案管理領域發揮出重要作用，智能檔案管理系統是確保檔案數字化管理順利實施的前提，由于傳統的檔案管理系統的智能化水平較低且缺少對重要信息的安全防護能力，因此本文主要完成了基于物聯網的智能檔案管理系統的分析和設計過程。

1 現狀分析

快速發展的計算機網絡信息技術使檔案電子化成為信息資源的發展趨勢，為檔案保存、管理及檔案交互共享提供了支撐，同時數字化檔案又為數字化管理系統提出了更高的要求，實現管理系統的關鍵技術成為研究重點，隨著數字化檔案管理系統的研究工作的不斷深入，系統設計與實現方面，例如，基于用戶自定義結構的設計方法，在分析了系統功能和結構的基礎上闡述了系統的實現技術;基于 web 技術的管理系統設計給出了系統設計方案，但隨著資源規模的擴大及使用需求的多樣性，檔案管理系統的智能化水平有待提高。隨著數字化檔案安全問題的日益突出，例如，對確保當前數字化檔案安全需注意的主要問題進行了深入研究為數字化檔案安全體系建設的不斷完善提供參考;數字化檔案安全保護方法的研究提供了一種有效的安全保密措施[1]。但目前的數字化智能檔案的安全管理方面已投入實用的方案較少，缺少系統化的研究成果，數字化檔案系統普遍存在安全風險，由于數字化檔案系統通常以計算機、服務器等作為載體，檔案系統普遍采用明文存儲，易導致檔案受損或丟失等風險，為此本文構建了一種加密數字化智能檔案管理系統，通過電子標簽、閱讀器的設計提高管理過程的智能水平，通過加密技術的使用提高了系統的安全性能。

2 數字化智能檔案管理系統

物聯網及RFID技術的不斷發展完善，RFID標簽制定標準的統一程度不斷提高同時使用成本不斷降低，因此本文在數字化檔案管理系統中引入了該項技術，使檔案管理的數字化及智能化水平得以顯著提高。

2.1 物聯網在檔案智能化管理中的應用

分為感知層、網絡層、應用層三個層次的物聯網按功能可劃分為數據面（負責數據包的收發）、控制面（負責匹配并發送數據包、確保數據安全可靠）、知識面（負責傳送及監督信息的傳輸過程）、管理面，各部分交互作用以確保物聯網實現對數據的自主交互處理過程[1]。物聯網在智能檔案管理中實現的功能為：（1）包括采集檔案信息資料、標識并識別書本檔案等在內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技術完成。數據信息在檔案館內的高效傳播和感應過程通過傳感網絡完成，在傳感網絡下用戶在館內通過手機、電子標簽和閱讀器即可獲取資料信息;（2）由接入層和核心層構成的網絡層主要借助網絡完成檔案信息的通信過程;（3）檔案管理領域通過應用層和信息技術互連以實現包括智能化通信、信息資源共享、環境監控等在內的各管理領域功能，檔案館內外部、用戶與檔案館、用戶與數字化信息通過應用層實現了統一整體關系的建立。

2.2 智能管理系統關鍵部件設計

（1） 電子標簽設計

作為系統的應答器電子射頻標簽的內部結構如圖1所示。

主要由標簽天線、線圈、標簽芯片構成，RFID電子標簽正逐步替代傳統條形碼，電子標簽的使用極大的簡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） 閱讀器設計

RFID系統中的射頻識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）將其發送至標簽。閱讀器的工作流程如圖2所示。

電子標簽在發送射頻信號后進入工作狀態傳輸編碼及射頻信號，再由接收天線通過調制解調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系統完成相應處理[3]。

3 數字化智能檔案管理系統的實現

3.1 數字化檔案安全管理模塊的設計與實現

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

主要負責完成導入數字化文件、檔案查詢、管理用戶等功能，掃描紙質文件完成數字化處理再經元信息提取后實現文件元信息的生成，數字化文件和文件元信息經加密處理后通過數字化檔案信息導入系統，在本地文件庫及數據庫中分別存儲，由檔案管理子模塊負責管理（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、一體化及結果再檢索，進一步提高了檢索效率和準確度。

3.1.1 系統管理

數字化檔案安全管理系統的身份認證具備的雙因子功能（即基于口令和 USB Key），在身份認證中常用的基于口令的方式的安全性較低，本文在此基礎上通過方便、安全、可靠的基于 USB Key（USB 接口可與電腦通用連接）的認證方式的結合使用以確保數字化智能檔案系統資源的安全，采用強雙因子身份認證模式（一次一密）確保系統安全[5]。該系統在設置用戶管理權限（主要面向系統管理員、數據管理員、用戶）以便有效區分用戶身份時，采用了分立設置權限的方式，普通用戶具有查看及檢索加密檔案的權限，負責管理系統及其他用戶的系統管理員的主要操作權限包括授權管理、屬性管理、信息管理（包括更新、注銷和刪除等）、審計用戶關鍵操作信息等，能夠查看相關操作日志，系統會根據管理員審計需要自動生成相關審計信息。由數據管理員負責完成數字檔案及數據管理操作。

3.1.2 數字化檔案信息導入

導入數字文件元信息（單個或批量）并處理重復及冗余數據，在數據庫中（客戶端本地）保存經過加密的元信息，文件落盤即為密文，數據導入（僅面向數據管理員）流程具體如圖5所示。

系統導入文件元信息并對其格式、類型、長度等進行有效控制，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入（不滿足則發出錯誤提醒），從而有效確保數字資源的準確完整[5]。接下來導入數字文件并將其同文件元信息建立聯系使二者相互對應，檔案導入后使用加解密插件（具有可供上層應用調用的開放接口）進行加密處理，并以非明文形式存儲于磁盤中。

3.2 檔案利用功能的實現

本文系統綜合運用物聯網、RFID 、RFID標簽與讀寫器、移動運營商平臺等，實現了包括查詢、數據文件導入及管理、加密處理、檔案定位等功能。并詳細記錄館藏檔案信息、借還檔案信息、計費收費等，通過將RFID標簽以APP的形式安裝到手上實現包括近距離信息通信過程在內的相關功能，為智能檔案管理提供支撐[6]。基于物聯網的檔案管理系統功能實現過程示意圖如圖6所示。

以用戶進入檔案館到完成借、還檔案為例介紹其功能的實現過程，用戶在檔案館入口處將手機（帶有RFID標簽APP）放置于標簽識別器上，識別器自動讀取并核對個人信息，符合規定的來訪人員才可順利進入到檔案館，以確保來訪人員的合法性。用戶進入檔案館后通過檔案管理系統發送相關查閱請求，并通過系統返回信息了解查閱檔案信息，由系統核查借還檔案詳細信息及借還人員信息。智能檔案系統借還檔案流程為：（1）識別身份，經過系統對比數據庫用戶信息后完成合法用戶的識別。（2）檔案借閱，系統自動核對用戶借閱情況記錄，如果該用戶存在檔案過期未歸還或欠款的情況，系統將暫時限制該用戶的對應權限操作，直到續費、歸還檔案采可繼續借閱（系統會對過期未歸還檔案的罰款項目及金額進行詳細記錄）。系統在用戶順利借到檔案后會自動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在系統中顯示，對于逾期歸還的檔案系統自動統計出罰款金額，并及時更新和匯總全部的罰款金額[7]。（4）檔案續借，用戶在系統中選擇檔案續借功能后，系統會自動修改借閱表中的對應信息，顯示該檔案借閱天數以歸還日期。

4 系統測試分析

為檢測本文所設計的基于物聯網的數字化智能檔案管理系統的實用性，對管理系統具體案例的實施情況進行了實驗測試，結果表明該系統可高效準確的獲取并識別經過感應區的檔案資料信息，智能安全門信息識別及判斷、自主借/還檔案、信息統計等功能均得以有效實現。該系統的不同數據操作處理結果同預期目標一致，驗證了該智能檔案管理系統的有效性，可使檔案館管理質量和效率得以顯著提高，在提高智能管理水平的同時降低了運營成本，具有較高的可行性[8]。

5 總結

快速發展的數字化技術為傳統檔案管理系統改革的實施提供了技術支撐，為滿足檔案管理對較高智能化水平的需求，同時有效避免數字化檔案管理存在的安全風險，本文主要對數字化智能檔案管理系統進行了設計，闡述了基于物聯網的檔案管理系統的實現路徑，使數字化檔案的智能管理水平及安全性得以顯著提高，具有較高的實際應用價值。

參考文獻

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（收稿日期： 2019.06.30）

基金項目：寶雞文理學院碩士研究生項目（Zk11188）

作者簡介：

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：高等教育教學與檔案管理。