智能化建設價值下的檔案庫房的安全管理和運行

歐肇成

關鍵詞：智能監控技術；無人檔案庫房；安全管理

隨著我國檔案信息化的發展，檔案庫房管理越來越復雜，檔案庫房的安全管理愈發重要。對于傳統的檔案查詢與提取，其主要是根據檔案管理人員的記憶與查詢記錄來完成，這種方式不僅對檔案管理人員的業務經驗要求較高，而且不能準確地找出檔案的具體位置。另外，傳統方法無法跟蹤檔案進出庫情況，甚至不能充分掌握檔案庫的布局以及保管情況，從而對檔案庫房的安全管理造成了一定的威脅，因此，檔案庫房的智能化建設具有重要的意義[1]。隨著ZigBee無線傳感器與RFID技術的發展，為檔案信息化建設提供了重要的技術支撐，基于此，本文對智能化建設價值下檔案庫房的安全管理和運行展開分析，以期為我國檔案信息化建設提供參考。

1RFID與ZigBee技術及其融合優勢

1.1RFID技術

射頻識別技術（Radio Frequency I dentification，RFID）屬于一種非接觸的技術，該技術主要通過射頻信號來識別目標對象，以收集相應的數據信息，其實現了識別工作的智能化，可用于各種惡劣環境中。另外，RFID技術可以對高速運動的對象進行識別，并可以從中獲取多個標簽，具有操作簡單等優勢[2]。RFID系統主要由以下3個部分組成。（1）標簽。此種標簽主要是由多個耦合元件以及芯片組成，其中每一個標簽都存在對應的電子編碼，其主要作用在于準確識別目標對象。（2）閱讀器（Reader）。閱讀器主要是讀取標簽信息的一種設備，分為手持式與固定式。（3）天線（Antenna）。天線的主要作用在于進行標簽與讀取器之間的信號傳遞。

RFID技術的基本原理如下。當附著有標簽的物體進入相應的磁場后，接收解讀器會發出相應的射頻信號，通過信號中的感應電流獲取相應能量，并將芯片中所包含的信息發送出來。解讀器將信息進行解碼后，再將其傳輸至中央信息處理系統中，從而實現數據處理。此技術的應用范圍相對較廣，如門禁控制、防盜等。另外，RFID技術還具備讀寫速度快、存儲量大等特點，能夠有效實現檔案庫房的智能化管理。

1.2ZigBee技術

ZigBee技術是無線通信技術中安全性相對較高的一種，其主要是在IEEE802.15.4標準的基礎上建立的一種低功耗局域網協議，此通信技術具有短距離、低功耗等特點，主要鑲嵌于各種設備中，從而實現設備自動控制與遠程控制。ZigBee主要是由若干個無線傳輸模塊組成，并且這些模塊在對應的網絡范圍中能夠實現相互間的通信，并根據網絡中設備的不同，可以將其分為3個節點，即終端節點、路由節點、協調器節點。其中，協調器節點的作用在于組建相應的網絡結構，同時其還具有維護與管理網絡結構的作用；理由器節點的作用在于將節點接入網絡：終端節點的作用在于采集相應數據信息與執行控制命令[3]。另外，ZigBee技術嚴格遵循802.15.4標準，傳感器所需要的能量相對較少，主要是通過接力的方式來完成無線電波的傳輸，因此其具有較高的通信效率。

1.3RFID與ZigBee技術融合在檔案庫房智能化管理上的優勢

通過上述分析發現，RFID與ZigBee技術的通信協議大致相同，ZigBee技術的工作頻率在2.4G頻段，RFID技術的工作頻率是915 MHz頻段．二者互不干擾。

另外，ZigBee技術具有較強的穿透力，其識別范圍相對較廣，將其與RFID技術融合后，在一定程度上延長了RFID的讀寫半徑，相較于傳統的閱讀器網絡，ZigBee技術對RFID閱讀器進行組網的方式具有以下幾點優勢：（1）無線網安裝較為方便，不需要進行布線；（2）相較于有線網絡，其更加靈活，可以根據實際情況對RFID連入網絡進行更改；（3）管理較為便捷，僅需通過相應軟件的設置便能實現管理；（4）網絡重建較快，網絡擴展較簡單，當發現某個節點出現問題時，可以通過傳輸數據追溯到故障位置，并將新的RFID閱讀器加入網絡中，通過形成的多跳網絡，使閱讀器之間均能進行信息交互，在一定程度上拓寬了RFID的讀寫范圍。另外，將RFID與ZigBee技術進行融合后，在一定程度上拓展了RFID閱讀器的功能，再通過自組網的方式將其連接，便可以形成相應的讀寫器網絡，在一定程度上提升了讀取標簽的效率。

綜上所述，將RFID技術和ZigBee技術融合，不僅能夠充分發揮各自的優點，還能取長補短。同時，檔案標簽可以重復利用，其防盜防侵的性能相對較高，并且讀寫器與標簽之間保持著一定的距離，具有成本低、功耗低等優勢，可以有效解決傳統庫房管理中存在的檔案查找時間長、庫藏量統計不準確等方面的問題，這對于提升消防安全、門禁監測效率等有著十分重要的作用。

2檔案庫房智能管理平臺的設計方案

該平臺實現的功能主要如下。（1）平臺的網絡基礎主要是以ZigBee無線傳感器網絡為主，可以通過ZigBee技術來構成相應的組網。（2）可利用傳感器對檔案館中的溫度與參數進行檢測，實現自動防蟲消毒，定時自動噴灑藥水。另外，使用繼電器模塊來控制工作電路的開關，可以實現照明、空調設備的智能化。（3）在無線傳感器收集到相應的環境參數后，可以使用計算機進行展示，從而進一步實現檔案管理人員的遠程監控[4]。檔案庫房智能管理平臺的模型如圖1所示。

從圖1可以看出，平臺的組成部分主要包括讀寫器、計算機、傳感器等。而RFID標簽包含檔案的一系列相關信息，如內容、編號、位置等。在有源RFID標簽的作用下，可以實現各種傳感器的集成，從而實時監測環境參數，并通過天線將其傳輸至讀寫器中，以便查詢監測位置的環境參數以及檔案位置[5]。而讀寫器的主要作用是接收計算機發送的信號，由于讀寫器處于射頻識別狀態，在讀寫器接收到相應的標簽信息后，通過計算機解密，可以將標簽信息顯示出來。在讀寫器中嵌入ZigBee芯片后，接收方需要確認每一次發送的信息，在一定程度上提升了數據信息的安全性。同日寸，讀寫器中的ZigBee芯片接收到相應的信息后，便會自動進入睡眠狀態，從而體現出ZigBee芯片的低功耗。就讀寫器的連接方式而言，其主要是通過ZigBee協議來完成，這種連接方式不僅能夠有效降低讀寫器在工作過程中產生的壓力，而且可以增大相應的網絡覆蓋面積，從而有效提升讀寫器的工作效率。

3檔案庫房智能管理平臺的硬件設計

3.1主模塊的硬件設計

在檔案庫房智能管理系統中，ZigBee模塊采用805 1微處理器，且隨機存儲器為8k的芯片，型號為CC2530，此種芯片不僅具有較高的性能，而且具有較強的外設支持能力。其中，主控制模塊主要以網絡協調為主，其主要作用在于為節點信息交換提供場所，將其連接到PC上位機中后，可以通過網絡協調器、路由器、終端等設備中存在的節點來完成數據信息交互。其中，路由器中的節點主要是用于傳遞、協調其與終端之間的數據：終端節點的主要作用在于收集檔案庫庫房中的環境參數（如溫濕度、煙霧信號等）[6]。

3.2無線傳感器模塊的硬件設計

傳感器采用DHTlI溫濕度傳感器，該傳感器具有性價比高、抗干擾能力強等優勢，其與CC2530芯片的接口如圖2所示。

紅外線傳感器選用信號為HC-SR501的熱釋電紅外傳感器，由于該傳感器可以將紅外線信號轉變為電信號，因此將其應用于電路報警中。煙霧傳感器主要選用型號為MQ-2的傳感器，其設計原理如圖3所示。

繼電模塊中選用的硬件型號為SRD-05VDC，在此控制模塊運行的過程中，可以根據信號執行相應的控制操作。

4檔案庫房智能管理平臺軟件設計

4.1檔案出入庫子系統

在檔案管理人員進行檔案歸檔的過程中，可以通過RFID標簽來簡化歸檔流程，使檔案管理人員能夠便捷地進行密集架的寫入，并在標簽中寫入密集架存放的檔案卷號，在完成該步驟后，再寫入相應的檔案盒。在完成上述操作后，便可以從標簽中掃描出相關檔案的文件名、內容等。在檔案管理人員將檔案入庫時，通過將檔案信息錄入系統的方式便能生成與相關檔案信息對應的標簽，當檔案管理人員在檔案上張貼標簽后，將標簽中的信息內容上傳至數據庫，再將其放置在指定的位置上。當相關人員查找檔案時，可以通過系統中錄入的檔案信息進行查找，在讀寫器接收到相應的信號后，便會發出相應頻率的射頻信號，并通過反向發送的方式將檔案相關信息進行解碼，并將其傳輸至計算機中，此時便能夠自動定位出檔案的存放位置。在使用檔案時，在系統檢索的作用下可將密集架信息打開，從而完成檔案出入庫掃描。當一些檔案在出庫過程中未經過相應的掃描時，監控設備將會自動進行報警，并記錄檔案出庫記錄，在一定程度上實現了檔案信息的安全管理[7]。

4.2網關管理子系統

網關管理子系統主要是在Linux的基礎上進行設計，在ARM硬件平臺中運行，也能在PC平臺中運行。該系統可以利用無線傳感器網絡中的Sink節點來收集相應的信息，使其在網關中進行傳輸。另外，網關還可以在無線傳感器中發送相應的數據信息，以實現數據信息的轉換，數據流處理過程如圖4所示。

4.3檔案庫房安全監控智能子系統

檔案庫房安全監控智能子系統的組成部分相對較多，主要有攝像頭、傳感器等。攝像頭與傳感器的原理大致相同，均需要采集環境參數信息，其中傳感器采集的信息主要有煙霧、溫濕度等。在攝像頭與傳感器采集到相應的數據信息后，將其寫入RFID標簽中，然后利用ZigBee網絡進行傳輸，使其進入監控終端，此系統不僅能夠對庫房的安全進行實時監控，而且在一定程度上提升了檔案庫房環境的安全管理水平。

4.4檔案庫房門禁智能子系統

該系統的主要作用在于提升檔案信息的安全性，當工作人員進入檔案庫房時，需要提供相應的RFID工作證，此時系統就能準確識別出進入庫房的人員信息以及崗位級別，并且可以根據崗位的不同設置不同的權限，若識別過程中發現與數據庫中的標簽內容具有差異，則無法打開密集架，以避免檔案失泄密情況的出現。

4.5故障管理子系統

就故障管理子系統而言，其主要作用在于監測網絡節點中產生的故障信息，并做好相應的記錄與存儲。通過記錄故障節點與信息，可以通過系統將故障的位置查找出來，并顯示在頁面上，以便管理人員及時查看傳感器節點中的數據。除此之外，傳感器的節點可以對數據信息進行實時更新，并且在更新時會再次寫入相應的時間戳，以便準確查找階段故障位置，進而使用戶能夠及時管理故障，其故障管理流程如圖5所示。

5實驗驗證

本次實驗主要是通過4個ZigBee模塊來創建相應的無線傳感器網絡，其中1個模塊為協調節點，其余3個模塊為終端節點，在ARM開發板中設置SNMP代理與串口守候進程后，再將開發板與協調節點連接起來，此連接方式主要采用串口連接，以形成相應的代理（詳見表1）[8]。在創建相應的代理后，將其添加至網絡管理中，此時創建的代理IP地址為192.168.101.23。最后，在網絡管理中添加相應的代理終端節點，并通過MIB將其拓展為對應節點的OID（詳見表2）。

經過一系列的實驗驗證發現，上述設計方案可以對無線網絡終端數據進行實時監測，從而進一步提升了無線傳感器的網絡管理水平。

6結束語

針對傳統檔案庫中存在的工作煩瑣低效、技術手段落后等問題，本文對檔案庫房智能化安全管理進行分析，并設計了相應的智能管理模型，經分析發現，此管理模型能夠實現檔案庫房的智能化管理，并且在一定程度上提升了檔案庫房的安全管理水平。