基于物联网架构的档案智能化管理系统的分析和设计

韩卓泉　周璇

摘 要： 研究和设计了数字化智能档案管理系统，完成了基于物联网的这类管理系统的设计。介绍了物联网在系统中的功能，并对包括电子标签、阅读器及档案安全管理在内的系统主要模块进行了重点设计，结合运用权限分离、数据加密、双因子认证等技术有效提升了数字化智能档案管理系统的安全性，并阐述了档案管理系统的实现过程。测试结果表明本文所设计系统的各项功能均得以有效实现，有效地提高了数字化档案管理过程的智能和安全水平，为档案管理的完善提供参考。

关键词： 数字化档案; 物联网; 智能管理系统; 系统安全

中图分类号： TN 929.5文献标志码： 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联网技术促使了各行业的数字化发展，档案馆管理涉及到大量的文献资料及各类型档案，作为先进环保信息利用方式的一种，数字化档案在提高档案使用效率的同时使保存及保护纸质档案文档的方式得以有效拓展，为满足管理及储存需求顺应档案馆数字发展趋势，档案与档案信息化建设仍然是领域的研究热点，通过对相关网络资源进行合理采用以及对不同部门的信息资源的有效整合已成为改革传统档案与档案管理系统的有效途径，档案馆与档案馆的信息化建设对档案与档案的质量及安全要求较高，物联网技术随着移动通信及数字技术的普及应用而得以在档案管理领域发挥出重要作用，智能档案管理系统是确保档案数字化管理顺利实施的前提，由于传统的档案管理系统的智能化水平较低且缺少对重要信息的安全防护能力，因此本文主要完成了基于物联网的智能档案管理系统的分析和设计过程。

1 现状分析

快速发展的计算机网络信息技术使档案电子化成为信息资源的发展趋势，为档案保存、管理及档案交互共享提供了支撑，同时数字化档案又为数字化管理系统提出了更高的要求，实现管理系统的关键技术成为研究重点，随着数字化档案管理系统的研究工作的不断深入，系统设计与实现方面，例如，基于用户自定义结构的设计方法，在分析了系统功能和结构的基础上阐述了系统的实现技术;基于 web 技术的管理系统设计给出了系统设计方案，但随着资源规模的扩大及使用需求的多样性，档案管理系统的智能化水平有待提高。随着数字化档案安全问题的日益突出，例如，对确保当前数字化档案安全需注意的主要问题进行了深入研究为数字化档案安全体系建设的不断完善提供参考;数字化档案安全保护方法的研究提供了一种有效的安全保密措施[1]。但目前的数字化智能档案的安全管理方面已投入实用的方案较少，缺少系统化的研究成果，数字化档案系统普遍存在安全风险，由于数字化档案系统通常以计算机、服务器等作为载体，档案系统普遍采用明文存储，易导致档案受损或丢失等风险，为此本文构建了一种加密数字化智能档案管理系统，通过电子标签、阅读器的设计提高管理过程的智能水平，通过加密技术的使用提高了系统的安全性能。

2 数字化智能档案管理系统

物联网及RFID技术的不断发展完善，RFID标签制定标准的统一程度不断提高同时使用成本不断降低，因此本文在数字化档案管理系统中引入了该项技术，使档案管理的数字化及智能化水平得以显著提高。

2.1 物联网在档案智能化管理中的应用

分为感知层、网络层、应用层三个层次的物联网按功能可划分为数据面（负责数据包的收发）、控制面（负责匹配并发送数据包、确保数据安全可靠）、知识面（负责传送及监督信息的传输过程）、管理面，各部分交互作用以确保物联网实现对数据的自主交互处理过程[1]。物联网在智能档案管理中实现的功能为：（1）包括采集档案信息资料、标识并识别书本档案等在内的智能操作功能由感知层通过使用传感器、短距离无线通信等相关技术完成。数据信息在档案馆内的高效传播和感应过程通过传感网络完成，在传感网络下用户在馆内通过手机、电子标签和阅读器即可获取资料信息;（2）由接入层和核心层构成的网络层主要借助网络完成档案信息的通信过程;（3）档案管理领域通过应用层和信息技术互连以实现包括智能化通信、信息资源共享、环境监控等在内的各管理领域功能，档案馆内外部、用户与档案馆、用户与数字化信息通过应用层实现了统一整体关系的建立。

2.2 智能管理系统关键部件设计

（1） 电子标签设计

作为系统的应答器电子射频标签的内部结构如图1所示。

主要由标签天线、线圈、标签芯片构成，RFID电子标签正逐步替代传统条形码，电子标签的使用极大的简化了档案管理工作人员的工作流程，提升了档案资料的智能化管理水平[2]。

（2） 阅读器设计

RFID系统中的射频识别工作频段受到阅读器频率的直接影响，阅读器接收到命令后（通过读头，包括分离式和集成式两种）将其发送至标签。阅读器的工作流程如图2所示。

电子标签在发送射频信号后进入工作状态传输编码及射频信号，再由接收天线通过调制解调器向阅读器传送接收到的信息，由阅读器将信息传输至后台系统完成相应处理[3]。

3 数字化智能档案管理系统的实现

3.1 数字化档案安全管理模块的设计与实现

数字化档案管理模块主要面向敏感及重要的档案，其整体架构及功能模块分别如图 3 、图4所示。

主要负责完成导入数字化文件、档案查询、管理用户等功能，扫描纸质文件完成数字化处理再经元信息提取后实现文件元信息的生成，数字化文件和文件元信息经加密处理后通过数字化档案信息导入系统，在本地文件库及数据库中分别存储，由档案管理子模块负责管理（包括类别目录定义、增加、修改、删除等操作）[4]。档案检索策略包括浏览、高级、一体化及结果再检索，进一步提高了检索效率和准确度。

3.1.1 系统管理

数字化档案安全管理系统的身份认证具备的双因子功能（即基于口令和 USB Key），在身份认证中常用的基于口令的方式的安全性较低，本文在此基础上通过方便、安全、可靠的基于 USB Key（USB 接口可與电脑通用连接）的认证方式的结合使用以确保数字化智能档案系统资源的安全，采用强双因子身份认证模式（一次一密）确保系统安全[5]。该系统在设置用户管理权限（主要面向系统管理员、数据管理员、用户）以便有效区分用户身份时，采用了分立设置权限的方式，普通用户具有查看及检索加密档案的权限，负责管理系统及其他用户的系统管理员的主要操作权限包括授权管理、属性管理、信息管理（包括更新、注销和删除等）、审计用户关键操作信息等，能够查看相关操作日志，系统会根据管理员审计需要自动生成相关审计信息。由数据管理员负责完成数字档案及数据管理操作。

3.1.2 数字化档案信息导入

导入数字文件元信息（单个或批量）并处理重复及冗余数据，在数据库中（客户端本地）保存经过加密的元信息，文件落盘即为密文，数据导入（仅面向数据管理员）流程具体如图5所示。

系统导入文件元信息并对其格式、类型、长度等进行有效控制，提示并处理存在于文件中的冗余信息，满足要求的文件元信息即可成功导入（不满足则发出错误提醒），从而有效确保数字资源的准确完整[5]。接下来导入数字文件并将其同文件元信息建立联系使二者相互对应，档案导入后使用加解密插件（具有可供上层应用调用的开放接口）进行加密处理，并以非明文形式存储于磁盘中。

3.2 档案利用功能的实现

本文系统综合运用物联网、RFID 、RFID标签与读写器、移动运营商平台等，实现了包括查询、数据文件导入及管理、加密处理、档案定位等功能。并详细记录馆藏档案信息、借还档案信息、计费收费等，通过将RFID标签以APP的形式安装到手上实现包括近距离信息通信过程在内的相关功能，为智能档案管理提供支撑[6]。基于物联网的档案管理系统功能实现过程示意图如图6所示。

以用户进入档案馆到完成借、还档案为例介绍其功能的实现过程，用户在档案馆入口处将手机（带有RFID标签APP）放置于标签识别器上，识别器自动读取并核对个人信息，符合规定的来访人员才可顺利进入到档案馆，以确保来访人员的合法性。用户进入档案馆后通过档案管理系统发送相关查阅请求，并通过系统返回信息了解查阅档案信息，由系统核查借还档案详细信息及借还人员信息。智能档案系统借还档案流程为：（1）识别身份，经过系统对比数据库用户信息后完成合法用户的识别。（2）档案借阅，系统自动核对用户借阅情况记录，如果该用户存在档案过期未归还或欠款的情况，系统将暂时限制该用户的对应权限操作，直到续费、归还档案采可继续借阅（系统会对过期未归还档案的罚款项目及金额进行详细记录）。系统在用户顺利借到档案后会自动记录并显示借阅信息。（3）档案归还，用户在读写器上扫描归还档案信息，成功扫描后档案及读者借阅信息会在系统中显示，对于逾期归还的档案系统自动统计出罚款金额，并及时更新和汇总全部的罚款金额[7]。（4）档案续借，用户在系统中选择档案续借功能后，系统会自动修改借阅表中的对应信息，显示该档案借阅天数以归还日期。

4 系统测试分析

为检测本文所设计的基于物联网的数字化智能档案管理系统的实用性，对管理系统具体案例的实施情况进行了实验测试，结果表明该系统可高效准确的获取并识别经过感应区的档案资料信息，智能安全门信息识别及判断、自主借/还档案、信息统计等功能均得以有效实现。该系统的不同数据操作处理结果同预期目标一致，验证了该智能档案管理系统的有效性，可使档案馆管理质量和效率得以显著提高，在提高智能管理水平的同时降低了运营成本，具有较高的可行性[8]。

5 总结

快速发展的数字化技术为传统档案管理系统改革的实施提供了技术支撑，为满足档案管理对较高智能化水平的需求，同时有效避免数字化档案管理存在的安全风险，本文主要对数字化智能档案管理系统进行了设计，阐述了基于物联网的档案管理系统的实现路径，使数字化档案的智能管理水平及安全性得以显著提高，具有较高的实际应用价值。

参考文献

[1] 林迎迎.数字化档案管理的应用与发展趋向分析[J].智库时代， 2018（4）：28-29.

[2] 梁静. 基于Web技术的电子档案管理系统开发与设计[J].  电子设计工程， 2017（24）：38-41.

[3] 刘思妤，郭金子，崔海兰.高校档案馆未来服务模式创新探析——基于大数据时代Web 5.0技术的应用研究[J].沈阳师范大学学报（自然科学版），2018（4）：352-357.

[4] 吕娜. 高校档案馆对校内数字化教学资源的整合研究[J]. 产业与科技论坛， 2017（5）：280-281.

[5] 张孟. 计算机数据库的备份与恢复技术研究[J].  通讯世界， 2017（17）：76-77.

[6] 赵旭，辛玉明. 大数据背景下高校档案信息化管理探析[J].  兰台内外， 2017（4）：24-26.

[7] 王斌. 计算机信息技术在现代高校档案档案管理中的应用[J].  电子技术与软件工程， 2018（5）：145-146.

[8] 高寒，喻金科.基于档案管理系统的数据库安全与防范策略研究[J]. 无线互联科技， 2018（1）：28-30.

（收稿日期： 2019.06.30）

基金項目：宝鸡文理学院硕士研究生项目（Zk11188）

作者简介：

韩卓泉（1972-），女，本科，副研究馆员， 研究方向：高校电子档案管理。

周璇（1988-），女，硕士，讲师，研究馆员，研究方向：高等教育教学与档案管理。