歐肇成

關(guān)鍵詞：智能監(jiān)控技術(shù)；無人檔案庫房；安全管理

隨著我國檔案信息化的發(fā)展，檔案庫房管理越來越復(fù)雜，檔案庫房的安全管理愈發(fā)重要。對于傳統(tǒng)的檔案查詢與提取，其主要是根據(jù)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(yè)務(wù)經(jīng)驗要求較高，而且不能準(zhǔn)確地找出檔案的具體位置。另外，傳統(tǒng)方法無法跟蹤檔案進(jìn)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(shè)具有重要的意義[1]。隨著ZigBee無線傳感器與RFID技術(shù)的發(fā)展，為檔案信息化建設(shè)提供了重要的技術(shù)支撐，基于此，本文對智能化建設(shè)價值下檔案庫房的安全管理和運(yùn)行展開分析，以期為我國檔案信息化建設(shè)提供參考。

1RFID與ZigBee技術(shù)及其融合優(yōu)勢

1.1RFID技術(shù)

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

RFID技術(shù)的基本原理如下。當(dāng)附著有標(biāo)簽的物體進(jìn)入相應(yīng)的磁場后，接收解讀器會發(fā)出相應(yīng)的射頻信號，通過信號中的感應(yīng)電流獲取相應(yīng)能量，并將芯片中所包含的信息發(fā)送出來。解讀器將信息進(jìn)行解碼后，再將其傳輸至中央信息處理系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理。此技術(shù)的應(yīng)用范圍相對較廣，如門禁控制、防盜等。另外，RFID技術(shù)還具備讀寫速度快、存儲量大等特點(diǎn)，能夠有效實(shí)現(xiàn)檔案庫房的智能化管理。

1.2ZigBee技術(shù)

ZigBee技術(shù)是無線通信技術(shù)中安全性相對較高的一種，其主要是在IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上建立的一種低功耗局域網(wǎng)協(xié)議，此通信技術(shù)具有短距離、低功耗等特點(diǎn)，主要鑲嵌于各種設(shè)備中，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動控制與遠(yuǎn)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(yīng)的網(wǎng)絡(luò)范圍中能夠?qū)崿F(xiàn)相互間的通信，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的不同，可以將其分為3個節(jié)點(diǎn)，即終端節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)。其中，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的作用在于組建相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，同時其還具有維護(hù)與管理網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的作用；理由器節(jié)點(diǎn)的作用在于將節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)：終端節(jié)點(diǎn)的作用在于采集相應(yīng)數(shù)據(jù)信息與執(zhí)行控制命令[3]。另外，ZigBee技術(shù)嚴(yán)格遵循802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，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(shù)融合在檔案庫房智能化管理上的優(yōu)勢

通過上述分析發(fā)現(xiàn)，RFID與ZigBee技術(shù)的通信協(xié)議大致相同，ZigBee技術(shù)的工作頻率在2.4G頻段，RFID技術(shù)的工作頻率是915 MHz頻段．二者互不干擾。

另外，ZigBee技術(shù)具有較強(qiáng)的穿透力，其識別范圍相對較廣，將其與RFID技術(shù)融合后，在一定程度上延長了RFID的讀寫半徑，相較于傳統(tǒng)的閱讀器網(wǎng)絡(luò)，ZigBee技術(shù)對RFID閱讀器進(jìn)行組網(wǎng)的方式具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：（1）無線網(wǎng)安裝較為方便，不需要進(jìn)行布線；（2）相較于有線網(wǎng)絡(luò)，其更加靈活，可以根據(jù)實(shí)際情況對RFID連入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行更改；（3）管理較為便捷，僅需通過相應(yīng)軟件的設(shè)置便能實(shí)現(xiàn)管理；（4）網(wǎng)絡(luò)重建較快，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展較簡單，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某個節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題時，可以通過傳輸數(shù)據(jù)追溯到故障位置，并將新的RFID閱讀器加入網(wǎng)絡(luò)中，通過形成的多跳網(wǎng)絡(luò)，使閱讀器之間均能進(jìn)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(shù)進(jìn)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(wǎng)的方式將其連接，便可以形成相應(yīng)的讀寫器網(wǎng)絡(luò)，在一定程度上提升了讀取標(biāo)簽的效率。

綜上所述，將RFID技術(shù)和ZigBee技術(shù)融合，不僅能夠充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，還能取長補(bǔ)短。同時，檔案標(biāo)簽可以重復(fù)利用，其防盜防侵的性能相對較高，并且讀寫器與標(biāo)簽之間保持著一定的距離，具有成本低、功耗低等優(yōu)勢，可以有效解決傳統(tǒng)庫房管理中存在的檔案查找時間長、庫藏量統(tǒng)計不準(zhǔn)確等方面的問題，這對于提升消防安全、門禁監(jiān)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(shè)計方案

該平臺實(shí)現(xiàn)的功能主要如下。（1）平臺的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)主要是以ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為主，可以通過ZigBee技術(shù)來構(gòu)成相應(yīng)的組網(wǎng)。（2）可利用傳感器對檔案館中的溫度與參數(shù)進(jìn)行檢測，實(shí)現(xiàn)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(guān)，可以實(shí)現(xiàn)照明、空調(diào)設(shè)備的智能化。（3）在無線傳感器收集到相應(yīng)的環(huán)境參數(shù)后，可以使用計算機(jī)進(jìn)行展示，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)檔案管理人員的遠(yuǎn)程監(jiān)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(jī)、傳感器等。而RFID標(biāo)簽包含檔案的一系列相關(guān)信息，如內(nèi)容、編號、位置等。在有源RFID標(biāo)簽的作用下，可以實(shí)現(xiàn)各種傳感器的集成，從而實(shí)時監(jiān)測環(huán)境參數(shù)，并通過天線將其傳輸至讀寫器中，以便查詢監(jiān)測位置的環(huán)境參數(shù)以及檔案位置[5]。而讀寫器的主要作用是接收計算機(jī)發(fā)送的信號，由于讀寫器處于射頻識別狀態(tài)，在讀寫器接收到相應(yīng)的標(biāo)簽信息后，通過計算機(jī)解密，可以將標(biāo)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(rèn)每一次發(fā)送的信息，在一定程度上提升了數(shù)據(jù)信息的安全性。同日寸，讀寫器中的ZigBee芯片接收到相應(yīng)的信息后，便會自動進(jìn)入睡眠狀態(tài)，從而體現(xiàn)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(xié)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(chǎn)生的壓力，而且可以增大相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)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(shè)計

3.1主模塊的硬件設(shè)計

在檔案庫房智能管理系統(tǒng)中，ZigBee模塊采用805 1微處理器，且隨機(jī)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(qiáng)的外設(shè)支持能力。其中，主控制模塊主要以網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)為主，其主要作用在于為節(jié)點(diǎn)信息交換提供場所，將其連接到PC上位機(jī)中后，可以通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、路由器、終端等設(shè)備中存在的節(jié)點(diǎn)來完成數(shù)據(jù)信息交互。其中，路由器中的節(jié)點(diǎn)主要是用于傳遞、協(xié)調(diào)其與終端之間的數(shù)據(jù)：終端節(jié)點(diǎn)的主要作用在于收集檔案庫庫房中的環(huán)境參數(shù)（如溫濕度、煙霧信號等）[6]。

3.2無線傳感器模塊的硬件設(shè)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(qiáng)等優(yōu)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(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺虼藢⑵鋺?yīng)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(shè)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(yùn)行的過程中，可以根據(jù)信號執(zhí)行相應(yīng)的控制操作。

4檔案庫房智能管理平臺軟件設(shè)計

4.1檔案出入庫子系統(tǒng)

在檔案管理人員進(jìn)行檔案歸檔的過程中，可以通過RFID標(biāo)簽來簡化歸檔流程，使檔案管理人員能夠便捷地進(jìn)行密集架的寫入，并在標(biāo)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(yīng)的檔案盒。在完成上述操作后，便可以從標(biāo)簽中掃描出相關(guān)檔案的文件名、內(nèi)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(tǒng)的方式便能生成與相關(guān)檔案信息對應(yīng)的標(biāo)簽，當(dāng)檔案管理人員在檔案上張貼標(biāo)簽后，將標(biāo)簽中的信息內(nèi)容上傳至數(shù)據(jù)庫，再將其放置在指定的位置上。當(dāng)相關(guān)人員查找檔案時，可以通過系統(tǒng)中錄入的檔案信息進(jìn)行查找，在讀寫器接收到相應(yīng)的信號后，便會發(fā)出相應(yīng)頻率的射頻信號，并通過反向發(fā)送的方式將檔案相關(guān)信息進(jìn)行解碼，并將其傳輸至計算機(jī)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(tǒng)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(dāng)一些檔案在出庫過程中未經(jīng)過相應(yīng)的掃描時，監(jiān)控設(shè)備將會自動進(jìn)行報警，并記錄檔案出庫記錄，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了檔案信息的安全管理[7]。

4.2網(wǎng)關(guān)管理子系統(tǒng)

網(wǎng)關(guān)管理子系統(tǒng)主要是在Linux的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計，在ARM硬件平臺中運(yùn)行，也能在PC平臺中運(yùn)行。該系統(tǒng)可以利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的Sink節(jié)點(diǎn)來收集相應(yīng)的信息，使其在網(wǎng)關(guān)中進(jìn)行傳輸。另外，網(wǎng)關(guān)還可以在無線傳感器中發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)流處理過程如圖4所示。

4.3檔案庫房安全監(jiān)控智能子系統(tǒng)

檔案庫房安全監(jiān)控智能子系統(tǒng)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(huán)境參數(shù)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(yīng)的數(shù)據(jù)信息后，將其寫入RFID標(biāo)簽中，然后利用ZigBee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，使其進(jìn)入監(jiān)控終端，此系統(tǒng)不僅能夠?qū)旆康陌踩M(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，而且在一定程度上提升了檔案庫房環(huán)境的安全管理水平。

4.4檔案庫房門禁智能子系統(tǒng)

該系統(tǒng)的主要作用在于提升檔案信息的安全性，當(dāng)工作人員進(jìn)入檔案庫房時，需要提供相應(yīng)的RFID工作證，此時系統(tǒng)就能準(zhǔn)確識別出進(jìn)入庫房的人員信息以及崗位級別，并且可以根據(jù)崗位的不同設(shè)置不同的權(quán)限，若識別過程中發(fā)現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫中的標(biāo)簽內(nèi)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(xiàn)。

4.5故障管理子系統(tǒng)

就故障管理子系統(tǒng)而言，其主要作用在于監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中產(chǎn)生的故障信息，并做好相應(yīng)的記錄與存儲。通過記錄故障節(jié)點(diǎn)與信息，可以通過系統(tǒng)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(jié)點(diǎn)中的數(shù)據(jù)。除此之外，傳感器的節(jié)點(diǎn)可以對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時更新，并且在更新時會再次寫入相應(yīng)的時間戳，以便準(zhǔn)確查找階段故障位置，進(jìn)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(shí)驗驗證

本次實(shí)驗主要是通過4個ZigBee模塊來創(chuàng)建相應(yīng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，其中1個模塊為協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)，其余3個模塊為終端節(jié)點(diǎn)，在ARM開發(fā)板中設(shè)置SNMP代理與串口守候進(jìn)程后，再將開發(fā)板與協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)連接起來，此連接方式主要采用串口連接，以形成相應(yīng)的代理（詳見表1）[8]。在創(chuàng)建相應(yīng)的代理后，將其添加至網(wǎng)絡(luò)管理中，此時創(chuàng)建的代理IP地址為192.168.101.23。最后，在網(wǎng)絡(luò)管理中添加相應(yīng)的代理終端節(jié)點(diǎn)，并通過MIB將其拓展為對應(yīng)節(jié)點(diǎn)的OID（詳見表2）。

經(jīng)過一系列的實(shí)驗驗證發(fā)現(xiàn)，上述設(shè)計方案可以對無線網(wǎng)絡(luò)終端數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，從而進(jìn)一步提升了無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)管理水平。

6結(jié)束語

針對傳統(tǒng)檔案庫中存在的工作煩瑣低效、技術(shù)手段落后等問題，本文對檔案庫房智能化安全管理進(jìn)行分析，并設(shè)計了相應(yīng)的智能管理模型，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，此管理模型能夠?qū)崿F(xiàn)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。