基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下高校實(shí)物檔案管理系統(tǒng)的開發(fā)研究

（合肥職業(yè)技術(shù)學(xué)院 安徽 合肥 230000）

0.引言

長(zhǎng)期以來(lái)，高校在實(shí)物檔案管理方面一直沿用著傳統(tǒng)的人工管理模式，這種管理模式不僅需要耗費(fèi)巨大的人力物力來(lái)對(duì)龐大的實(shí)物檔案進(jìn)行管理，而且在管理過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)管理混亂、盤點(diǎn)困難等諸多問(wèn)題，這也使高校實(shí)物檔案管理工作長(zhǎng)期處于較低水平。現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校管理方面的應(yīng)用初見成效，特別是在實(shí)物檔案管理工作的作用愈發(fā)顯現(xiàn)出來(lái)，它通過(guò)構(gòu)建一種實(shí)物檔案管理系統(tǒng)來(lái)對(duì)高校龐大的實(shí)物檔案進(jìn)行管理，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)實(shí)物檔案的自動(dòng)化識(shí)別、查詢、存儲(chǔ)及無(wú)線傳輸，并兼具防盜與門禁等安全功能，這也使其在實(shí)物檔案管理工作中得到了廣泛的應(yīng)用。

1.高校實(shí)物檔案管理現(xiàn)狀

近幾年來(lái)，我國(guó)高校的實(shí)物檔案管理工作越來(lái)越復(fù)雜化、檔案種類及內(nèi)容的日益增多，也給高校的實(shí)物檔案管理工作帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。采用傳統(tǒng)的人工管理模式已經(jīng)越來(lái)越難以適用于現(xiàn)代化的實(shí)物檔案管理工作，這主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，其一，采用人工的方式對(duì)檔案進(jìn)行編目與存放不僅效率較低、時(shí)間耗費(fèi)較長(zhǎng)，而且極易造成檔案存放次序的混亂、錯(cuò)誤。其二，人工對(duì)檔案的查詢耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)，難以滿足管理需求。其三，人工對(duì)檔案的盤點(diǎn)工作存在很大的不合理性，致使檔案盤點(diǎn)不清、效率過(guò)低、較易發(fā)生錯(cuò)誤。其四，人工對(duì)失效檔案的管理存在滯后性，難以對(duì)失效檔案進(jìn)行及時(shí)妥善的管理。這些問(wèn)題的產(chǎn)生使高校的實(shí)物檔案管理工作已經(jīng)難以滿足時(shí)代發(fā)展需求，對(duì)高校的實(shí)物檔案進(jìn)行自動(dòng)化與智能化的管理已經(jīng)達(dá)到了迫在眉睫的程度，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)為高校實(shí)物檔案管理工作提供了全新的發(fā)展契機(jī)。

2.基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下高校實(shí)物檔案管理系統(tǒng)的研發(fā)優(yōu)勢(shì)

在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)出一種實(shí)物檔案管理系統(tǒng)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，它是以RFID技術(shù)與WSN技術(shù)為核心而研發(fā)出的一種智能化實(shí)物檔案管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)在實(shí)物檔案管理方面具有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，其一，基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的高校實(shí)物檔案管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸式的數(shù)據(jù)采集，它能夠利用RFID標(biāo)簽對(duì)實(shí)物檔案進(jìn)行快速掃描，極大提高了數(shù)據(jù)的處理效率。其二，RFID標(biāo)簽的信息容量及安全性非常高，并且使用壽命很長(zhǎng)。其三，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)實(shí)物檔案的無(wú)障礙閱讀。其四，該系統(tǒng)所采用的RFID標(biāo)簽體積很小，形狀也較為多樣，可以進(jìn)行重復(fù)使用。其五，該系統(tǒng)采用的RFID標(biāo)簽自帶EAS防盜功能，極大提高了實(shí)物檔案的安全性。

3.基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下高校實(shí)物檔案管理系統(tǒng)的開發(fā)研究

3.1 系統(tǒng)總體開發(fā)方案

基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的高校實(shí)物檔案管理系統(tǒng)主要包括安全門、管理員終端設(shè)備、RFID無(wú)線射頻識(shí)別設(shè)備等設(shè)備組成，在該系統(tǒng)中，RFID無(wú)線射頻識(shí)別設(shè)備包括天線、讀取器及RFID電子標(biāo)簽構(gòu)成，在實(shí)物檔案管理工作中，每個(gè)實(shí)物檔案都有與之對(duì)應(yīng)的RFID電子標(biāo)簽，RFID電子標(biāo)簽的芯片中包含有實(shí)物檔案的來(lái)源、借用信息、內(nèi)容摘要、歸還記錄等相關(guān)信息，通過(guò)讀取器能夠?qū)FID電子標(biāo)簽中的信息進(jìn)行讀取操作，并將讀取到的信息存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，以供管理人員進(jìn)行操作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)物檔案的智能化管理。此外，該系統(tǒng)中的安全門還能夠在實(shí)物檔案出庫(kù)或入庫(kù)時(shí)進(jìn)行確認(rèn)，并且能夠兼具良好的自動(dòng)防盜檢測(cè)功能。

在系統(tǒng)的開發(fā)過(guò)程中，RFID電子標(biāo)簽的選擇極為重要，對(duì)RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行正確選擇的目的是為了避免系統(tǒng)開發(fā)階段涉及到過(guò)多的數(shù)據(jù)驗(yàn)證細(xì)節(jié)，從而確保實(shí)物檔案管理系統(tǒng)能夠利用讀取器對(duì)RFID電子標(biāo)簽中的相關(guān)信息進(jìn)行最簡(jiǎn)單的讀取，這樣做的目的是能夠有效降低實(shí)物檔案的管理成本，提高系統(tǒng)的管理效率。對(duì)RFID電子標(biāo)簽的選擇建議采用由NXP公司生產(chǎn)的ICODE SLI-SY電子標(biāo)簽，這種電子標(biāo)簽的成本較低，并且它的工作頻率不會(huì)受到政府的影響，因此可以將其作為專用的實(shí)物檔案RFID電子標(biāo)簽。對(duì)于管理員終端設(shè)備來(lái)說(shuō)，其主要由兩部分組成，分別是管理員工作站與中距離讀寫器，管理員工作站主要由相應(yīng)的管理軟件和計(jì)算機(jī)構(gòu)成，它能夠通過(guò)管理軟件來(lái)對(duì)實(shí)物檔案的出庫(kù)、進(jìn)庫(kù)等信息進(jìn)行識(shí)別與處理，并且能夠?qū)n案RFID標(biāo)簽的合法性進(jìn)行驗(yàn)證。而中距離讀寫器則能夠?qū)FID電子標(biāo)簽進(jìn)行快速讀寫與防沖突解析，其不需要與RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行接觸讀寫，讀寫距離超過(guò)40公分以上。安全門是以RFID技術(shù)為核心而構(gòu)建的一種智能化門禁系統(tǒng)，該安全門能夠?qū)?shí)物檔案在經(jīng)過(guò)安全門時(shí)對(duì)實(shí)物檔案表面的RFID標(biāo)簽進(jìn)行自動(dòng)化的識(shí)別，當(dāng)發(fā)現(xiàn)實(shí)物檔案信息不正確或出入庫(kù)不合法時(shí)，便會(huì)進(jìn)行聲光報(bào)警，同時(shí)關(guān)閉通道。此外，它還能夠?qū)θ藛T的進(jìn)出次數(shù)進(jìn)行顯示與統(tǒng)計(jì)，管理人員能夠?qū)Π踩T的開啟與關(guān)閉進(jìn)行主動(dòng)監(jiān)控，從而達(dá)到良好的防盜效果與監(jiān)控目的。

3.2 基于物聯(lián)網(wǎng)的高校實(shí)物檔案管理系統(tǒng)的工作原理

基于物聯(lián)網(wǎng)的高校實(shí)物檔案管理系統(tǒng)中主要采用了RFID技術(shù)與WSN技術(shù)，RFID技術(shù)是利用無(wú)線射頻識(shí)別的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信功能的，它能夠?qū)?shí)物目標(biāo)進(jìn)行遠(yuǎn)距離的正確識(shí)別與簡(jiǎn)測(cè)。其工作原理是當(dāng)中距離讀寫器與實(shí)物檔案中的RFID電子標(biāo)簽處于一定距離時(shí)，中距離讀寫器便會(huì)對(duì)實(shí)物檔案中的電子標(biāo)簽進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別與讀取，該讀寫器特別適用于對(duì)高速運(yùn)動(dòng)物體的標(biāo)簽識(shí)別，能夠?qū)Ω咚龠\(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的多個(gè)標(biāo)簽進(jìn)行同時(shí)識(shí)別，而且能夠適用于各種惡劣環(huán)境。同時(shí)，在實(shí)物檔案館中還布署了大量的傳感器節(jié)點(diǎn)，這些傳感器節(jié)點(diǎn)能夠進(jìn)行多跳的無(wú)線通信，進(jìn)而形成一個(gè)具備感知功能的WSN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，傳感器節(jié)點(diǎn)能夠?qū)?shí)物檔案的周圍環(huán)境信息，如空氣溫濕度、液體濃度、化學(xué)氣體等進(jìn)行檢測(cè)與采集，并將這些收集到的信息利用無(wú)線通信技術(shù)采用多跳的方式發(fā)送給識(shí)讀器，識(shí)讀器會(huì)對(duì)這些采集到的信息進(jìn)行相應(yīng)的處理，然后發(fā)送給實(shí)物檔案管理中心，實(shí)物檔案管理中心會(huì)將這些收集到的信息存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中。數(shù)據(jù)庫(kù)屬于一種在線數(shù)據(jù)庫(kù)，管理員能夠借助于互聯(lián)網(wǎng)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的查詢與操作。在該系統(tǒng)中，WSN網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)主要包括四個(gè)模塊，即數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊及電源模塊。

3.3 軟件平臺(tái)的開發(fā)

基于物聯(lián)網(wǎng)的高校實(shí)物檔案管理系統(tǒng)的軟件平臺(tái)主要包含以下功能模塊，即檔案盤點(diǎn)模塊、實(shí)體利用模塊、檔案出庫(kù)模塊、檔案修改模塊及檔案入庫(kù)模塊。這些功能模塊除了分工不同之外，在操作對(duì)象與操作人員上也有所不同。檔案入庫(kù)模塊是軟件平臺(tái)開發(fā)中的組成部分，讀卡器在對(duì)RFID電子標(biāo)簽中的卡號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別后，會(huì)與檔案表格內(nèi)的卡號(hào)進(jìn)行自動(dòng)化的對(duì)比，如果發(fā)現(xiàn)檔案表格內(nèi)的卡號(hào)不存在電子標(biāo)簽中的卡號(hào)，系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)至入庫(kù)界面中，由管理員利用鍵盤將卡號(hào)進(jìn)行輸入，并點(diǎn)擊界面中的添加按鈕實(shí)現(xiàn)RFID電子標(biāo)簽中的卡號(hào)數(shù)據(jù)錄入，進(jìn)而完成檔案的入庫(kù)工作。對(duì)于檔案修改模塊的開發(fā)，其與前者有所不同的是，檔案修改模塊中的電子標(biāo)簽卡號(hào)本身就在表格當(dāng)中，當(dāng)識(shí)讀器檢測(cè)到RFID電子標(biāo)簽中的卡號(hào)需要修改時(shí)，會(huì)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到修改界面，由管理員通過(guò)鍵盤對(duì)卡號(hào)進(jìn)行修改，并點(diǎn)擊修改按鈕完成修改工作，這時(shí)界面會(huì)彈出修改成功，并對(duì)原有的輸入框數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)更新。檔案刪除模塊是管理員通過(guò)系統(tǒng)的索引功能找出需要?jiǎng)h除的內(nèi)容，然后進(jìn)行刪除操作，刪除后會(huì)自動(dòng)寫入表格當(dāng)中。

3.4 上位機(jī)與串口通信的開發(fā)

基于物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)物檔案管理系統(tǒng)的上位機(jī)開發(fā)中，主要是利用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行開發(fā)的，計(jì)算機(jī)語(yǔ)言包括很多，如JAVA、Lab VIEW、VB、android等，這些語(yǔ)言各有各的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于上位機(jī)的開發(fā)工作來(lái)說(shuō)，建議采用Lab VIEW語(yǔ)言，這種語(yǔ)言較為簡(jiǎn)單，容易學(xué)習(xí)，并且開發(fā)效率很高。對(duì)于系統(tǒng)的上位機(jī)主界面來(lái)說(shuō)，應(yīng)進(jìn)行圖形用戶界面的設(shè)計(jì)，這樣能夠使系統(tǒng)界面變得更加簡(jiǎn)捷，在主界面中應(yīng)包括兩類對(duì)象，分別是交互式輸出與交互式輸入，在上位機(jī)主界面開發(fā)中，應(yīng)將其劃分成三個(gè)區(qū)域，包括顯示區(qū)域、選項(xiàng)卡區(qū)域及功能按鈕區(qū)域。顯示區(qū)域的開發(fā)屬于主界面的中間部分，該區(qū)域能夠?qū)?shí)物檔案的基礎(chǔ)信息進(jìn)行顯示以供管理者觀看，例如實(shí)物檔案的來(lái)源、項(xiàng)目編號(hào)等信息。功能按鈕區(qū)域則被劃分為主界面的右側(cè)，它能夠幫助管理員對(duì)實(shí)物檔案不同功能的使用。

3.5 數(shù)據(jù)庫(kù)的開發(fā)

數(shù)據(jù)庫(kù)的開發(fā)是基于物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)物檔案管理系統(tǒng)的重要組成部分，實(shí)物檔案管理系統(tǒng)能夠通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)信息進(jìn)行存儲(chǔ)、收集、檢索、加工、整理、發(fā)布、統(tǒng)計(jì)。對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的開發(fā)應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境、管理員對(duì)實(shí)物檔案相關(guān)數(shù)據(jù)的需求及處理功能來(lái)進(jìn)行，應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的類型、數(shù)據(jù)模式、共享機(jī)制及安全保密措施進(jìn)行必要的明確。對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的連接，應(yīng)通過(guò)ODBC將數(shù)據(jù)庫(kù)和LabSQL連接在一起，這樣能夠使管理員通過(guò)第三方軟件LabSQL來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行訪問(wèn)。對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的操作來(lái)說(shuō)，可以利用LabSQL來(lái)實(shí)現(xiàn)，其具體操作流程主要分為五步，分別是連接數(shù)據(jù)庫(kù)、連接記錄集、對(duì)實(shí)物檔案的信息進(jìn)行各種記錄及操作等、斷開記錄集、斷開數(shù)據(jù)庫(kù)。

4.結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)高校實(shí)物檔案管理工作的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，明確了基于物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)物檔案管理系統(tǒng)的作用及優(yōu)勢(shì)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)基于物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)物檔案管理系統(tǒng)的開發(fā)工作進(jìn)行了探討。實(shí)踐證明，基于物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)物檔案管理系統(tǒng)不僅能夠有效解決高校在實(shí)物檔案管理工作中存在的不足，還能極大程度的推動(dòng)高校的信息化建設(shè)進(jìn)程，提高了高校的實(shí)物檔案管理的工作效率與管理水平，實(shí)現(xiàn)了高校對(duì)實(shí)物檔案的自動(dòng)化、現(xiàn)代化、智能化管理。