笔者在调研M2M的关键技术RFID和WSN技术的基础上,提出它们的融合技术WSID的体系架构,并由此提出实物档案智能管理系统的设计需求。
M2M(Machine to Machine),简单而言就是机器与机器之间的通信,它表达的是多种不同类型的通信技术有机地结合在一起,实现机器之间通信、机器控制通信、人机交互通信、移动互联通信。基于M2M的实物档案智能管理系统的设计旨在建立一个“机对机”的通信平台,实现档案与管理终端之间的通信,减少人工介入,完成实物档案的智能化管理。
笔者认为,将M2M通信方式引入实物档案管理,构建基于M2M的实物档案智能管理系统,有助于弥补现有实物档案管理方式的不足,一方面可以更好地保管实物档案,例如,及时、科学归档,实时监控保管环境,跟踪管理借阅档案等;另一方面还可以更便捷高效地利用档案,例如,远程利用档案、自动借阅与归还等,从而提高管理效率,节约管理成本,提升利用服务水平,最终实现一个智能化、简约化、便捷化和人性化的实物档案管理环境。
一、M2M中的主要技术及体系架构
1.主要技术。在M2M中,主要运用的技术是RFID(射频识别)技术和WSN(无线传感器网络)技术。
(1)RFID(Radio Frequency Identification)是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。RFID是一种简单的无线系统,最简单的系统由一个阅读器和若干标签组成,标签进入磁场后,接收阅读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息,或者主动发送某一频率的信号;阅读器读取信息并解码后,送至中央处理系统进行有关数据处理。在有些RFID系统中,通信是双向的,阅读器既可以读取标签信息,还可以写入标签信息,这为以后的RFID与WSN技术的融合提供了基础。
(2)WSN(wireless sensor network),它是由部署在监测区域内的微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳的网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息,并发送给观察者。无线传感器网络由两项要素组成:无线传感器与基站。无线传感器可用来探测电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等属性。还可以相互间传递信息,最终将信息传至基站从而与Internet相联,使用者可以通过Internet来获取所需要的无线传感器信息。
2.RFID与WSN技术融合成WSID的过程。如前所述,RFID可以通过读取嵌入对象的RFID标签来取得相关信息,WSN可以感知环境等因素。独立使用这两种技术,其使用范围宽广,效果也不错,但是还是无法完全满足一些综合性、复杂性的需求,例如:在运用WSN对库房的环境监测中,库房中档案的进出也同时需要监督,这时不妨引入RFID技术使安全监控自动运行,实现库房的综合智能管理。只有RFID和WSN技术的融合才能满足日益复杂的需求,充分自动化、智能化,实现真正意义上的M2M(机对机)。
RFID技术和WSN技术融合(WSID)分三种架构:传统的复杂网络架构、智能节点网络架构与分布式的智能节点网络架构。前两种架构由于存在一定的缺陷,不宜在实物档案智能管理系统中部署,因此笔者不再展开论述。在分布式的智能节点网络架构中,首先需将RFID标签与无线传感器节点结合成—个智能传感器标签节点(智能节点),智能节点间利用传感器可以互相通信,由此各节点之间可以传递相互的RFID标签信息。然后,将—个功能简化阅读器融入智能节点。
二、基于M2M的实物档案智能管理系统需求
应用RFID、WSN等M2M关键技术,建立实物档案、电子档案以及RFID标签之间的关联,架构分布式的智能节点网络WSID.并运用现有的数据库技术,可构建完整的实物档案智能管理系统。
1.该系统的功能。
(1)实物档案收集。实物档案不是孤立存在的,它必然有相对应的事件与相关的文件,因此,在系统中需考虑到电子文件的自动归档,包括OA系统文件自动归档、人工扫描或录入归档等,并建立起实物档案与该电子文件间的联系。对于捐赠或寄存到档案馆的实物档案,可以在系统中设置专门的捐赠寄存管理模块辅助管理。特别要求:一是能在系统中查看附件信息;二是嵌入播放器能查看音、视频文件。
(2)实物档案的整理。兼职档案员或档案馆工作人员按要求分类整理实物档案及其配套文件,经由档案馆审核通过,系统将自动编号(编号有规则,人工可修改,该号码可作为主键)。归档时,档案馆工作人员将号码及实物档案的相关信息录入RFID标签,逐一贴至实物档案及档案卷盒表面,同时,系统自动生成归档目录并打印,库房中布置的WSID网络将自动记录入库过程。
(3)实物档案的保管。①保管环境自动感知、智能调节功能。通过库房中大量的无线传感器,该系统中随时可以查看库房温度、湿度、火警、有害气体等状况。档案管理员可以实时查看相关信息,可以在系统软件中设定数据与温湿度控制设备相连,以实现在线管理。如果出现异常,采用手机短信报警机制及时通知管理员。②出入库管理功能。在库房中架构WSID网络,实物档案或档案卷盒上粘贴RFID标签,库房出入口布置阅读器,一旦档案进出,阅读器就可以读取RFID标签信息,并将其送至处理器处理,这样,档案管理人员就能随时掌握档案的进出情况,及时判定是否异常。
(4)实物档案的统计。该系统将实现强大的统计功能。档案馆工作人员可以自主选择统计字段,自动形成统计报表并打印。
(5)实物档案的利用。①自动借阅、自动归还。利用者查询档案并确认,经档案馆工作人员审核通过后,系统软件将自动告知该档案存放位置及相关情况,并将信息发往手持阅读器及库房电子消息屏,通过手持阅读器与所需查找的实物档案上RFID标签之间的通信,工作人员就能快速查找到所需档案。归还档案时,通过扫描实物档案上的RFID标签,系统软件也将显示其存放地点,同样,根据手持阅读器及库房电子消息屏的提示,工作人员也能快速将其复归原位。无论借阅、归还,系统都将自动记录整个过程。②联想功能。在WSID网络架构中,各智能节点间可以记录、传递信息,这就为实物档案间的通信提供了可能。利用者在查询某—个实物档案时,该实物档案可以与同类或者相似实物档案“对话”,向利用者提供足够的关联信息以供甄别、选择,且这种拓展并不局限于同一库房,可以是同一单位相邻的库房,当然也可以是跨机构、跨单位的库房,只要是在权限许可范围之内,这种“档案域”的利用方式是极有可能的。③远程利用功能。基于互联网的普及,远程利用已非难题,然而如何有效快捷地远程利用实物档案却并非易事。本文的管理系统将采取以下措施:其一,以多种手段对实物档案进行电子复制,包括音频、视频、照片等;其二,实现便捷有效的查询。设置首字母识别、关键字联想与错误识别,系统将自动保存经常查询的关键字,这样即使输入错误也能够联想出正确的关键字备选;其三,对于部分开放档案允许在线打印,系统中将其设置为pdf格式,打印时在页眉、页脚或背景处自动打印出档案馆授权印记;其四,设置翻译功能模块,实现在线自动翻译。④定位与跟踪功能。由于实物档案归档时便贴上了RFID标签,标签中存储有该实物档案的存放地点、理化性状、来源、内容等重要信息,因此,只要该实物档案所处环境中设有阅读器,档案馆工作人员便可通过系统软件与阅读器之间通信,获知该实物档案目前的位置,确认实物的移动和保存状况,甚至还可以获知该实物档案理化性状、记录利用者使用相关情况,进而提示档案馆(室)工作人员及时干预或催还。定位与跟踪系统不仅是实物档案实体保护的基础,更是实物档案实体秩序维护的保障。
(6)其他可扩展的功能。基于可持续发展的考虑,预留系统模块,以实现其他所需功能,例如嵌入档案馆办公系统,包括展馆的日常管理、档案馆办公管理等。
此外,由于档案的特殊性,无论何种,该系统中所有的操作都必须要有相应日志记录备查。
2.设计原则。一是简单方便化原则。操作要求简单方便、一目了然,使用户可以很快熟悉系统的基本功能,不需特别培训便能对系统进行操作;有组卷、合卷和预立卷三种立卷方式,操作灵活方便;案卷调整、回收站等功能,用户即使在发生误操作后也能很容易恢复。二是规范化原则。开发过程控制、开发技术、系统编码、文档应规范化,并遵循相应的国内、外标准。遵循国家档案分类原则,按各类档案的特点建立文书档案、科研档案、产品档案、设备仪器、基建档案、会计档案、声像档案等十几类档案库,同时为用户建立了分类表,用户可用分类表所提供的增加同级类目、增加下级类目、编辑当前级类目及删除当前级类目等功能;维护档案分类表。三是安全可靠性原则。采用良好的安全机制;在数据传输中,选用当前成熟的数据加密技术确保数据安全;在网络上,选用多层结构技术。同时,利用大型数据库的安全性能确保存储数据的安全,保证系统的可靠运行和在升级过程中的方便快捷。四是扩展性原则。系统将满足随着业务的不断发展而随时增加用户及软硬件产品的需求。允许使用者根据自身的需要对数据库的名称、数据库的结构.据库的分类、数据库的列表、记录显示格式等方面进行个性化设计,而不需要通过软件开发人员对系统进行修改。