基于RFID的智慧档案管理系统.docx
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基于RFID的智慧档案管理系统
基于RFID的智慧档案管理系统
建设方案
2019年4月
1、项目背景
1.1档案馆智能化管理建设
档案馆是集中保管档案、的基地，是政府部门各方面利用、保管信息资源中心，档案馆工作是档案管理业务的主体。
确保档案保存的规范、完整和安全，是高校各级领导和全体工作人员的共同任务。
云计算、物联网及相关技术的发展迅速推动着智慧城市、智慧校园的成熟，智慧城市的发展以其独有的魅力为我们展现一个智能化、科技化的校园。
技术的革新催生了智慧的进步，智慧城市将会给当前的档案管理发展带来新的契机和深远影响，转型发展中的档案管理开始走向智慧化管理。
浙江远洋信息科技股份有限公司在这个大背景下，通过大力发展物联网技术，深入应用RFID技术，开发了基于RFID技术的档案智能管理系统。
1.2系统建设意义
RFID智能档案管理系统，通过引入物联网的先进技术与理念，规划与构筑一张低功耗的物联传输的骨干网，规划与建设物联网的大数据、云计算及分析平台，以创新的模式实现物联网时代下的档案安全管控工作。
通过RFID电子标签，实现档案实体的电子化标识。
利用RFID技术的特性，实现档案从形成、归档和利用的全生命周期管理，确保档案安全。
建设基于RFID技术的档案智能管理系统，在实际运行中的意见包括：
1、档案创建时就粘贴一张RFID电子标签，实体的电子化标识；
2、档案归档自动提醒，确保档案在规定期限内移交档案管理机构归档；
3、实现档案出入库的实时监测，避免档案利用时多拿、错拿等问题；
4、实现档案从创建、归档、利用的全流程追溯、可视化管理；
5、借助RFID智能盘点车，实现档案快速盘点、定位与查找。
2.系统概述
2.1系统设计原则
系统研发与建设遵循以下原则：
注重整体规划
RFID智能档案管理系统由三部分组成，第一，RFID智能档案管理系统的核心硬件，包括RFID无源电子标签、档案加工设备、安全门禁、智能盘车等；第二，RFID智能档案管理系统平台，包括档案加工系统、安全监控系统、智能盘点系统、可视化监控平台，以及第三方数据接口服务；第三，硬件中间件，包括路口等RFID数据采集基站、工业级交换机、机柜、PC机、服务器、不间断电源等；
立足自主研发
系统建设的核心技术符合市场通用的ISO18000-6C通讯协议，采用国家规范的超高频频段920MHz~925MHz，运用RFID的自动识别和非接触性的信息采集处理，把先进的信息技术、数据通信技术、电子控制技术及计算机处理技术等进行有效地综合应用，从而建立起一套大范围、全方位，并且实施、准确、高效的档案安全管理系统，实现了需要档案安全状态的实时监控。
着眼未来发展
在系统整体架构、服务设备选型、电子标签功能选型、基础数据采集等方面，均充分考虑后续功能的实现，兼顾设备的兼容性、系统的扩充性、功能的扩展性和应用的多样性；
强化系统规范
系统开发和资源建设符合统一的技术规范和表征体系，注重开发工作的连续性和共享性，注意为后续系统的研发、推广留有规范的数据及控制接口。
统一开
发应用技术、数据存储格式、信号传输制式、互联接口模式等技术指标；发挥建设效益
系统开发与建设要结合现有实际情况，在现有系统基础上进一步加强档案的安全管理工作；按照统筹规划、边建边用、逐步完善的建设思路，充分发挥建设效益；
2.2系统工作原理
图系统工作原理图
RFID智能档案管理系统按生命周期管理分为三部分。
首先是档案创建时，为每一卷档案粘贴一个RFID电子标签，通过RFID档案加工装置，实现电子标签与档案的唯一关联。
其次是档案需要在规定期限内将档案交接给档案管理部门，通过RFID档案交接仪实现档案快速交接，并归档。
最后是档案的上架与管理。
包括使用智能盘点车实现档案的上架、盘点与查
找；使用馆员工作站，实现档案的快速借阅、归还等功能；安全门禁则进行档案的自动出库与入库，实现档案的安全监控；可视化监控平台，则全程监控档案的状态（如外借档案数量与超期提醒，结案待归档档案数据与超期提醒等）、RFID设备运行状态、库房温湿度、实时视频等信息。
2.3系统总体架构
图系统总体架构
RFID智能档案管理系统分为服务器层、中间服务层、设备层。
服务器层一般部署在学校服务器机房，包括数据库服务器与应用发布服务器。
数据库服务器用于存储RFID档案标签数据、档案应用过程数据、定位数据、报警数据等；应用发布服务器用于发布RFID智能档案管理软件系统，用户在客户端直接使用浏览器进行访问，实现档案的三维导航定位、档案信息查询、统计等功能。
中间服务层用于RFID智能档案管理系统与原档案管理系统的无缝对接，实现档案相关信息的自动提取、档案状态的无缝对接；密集架接口服务用于在RFID盘点设备上直接控制或智能控制密集架的开架、闭架、通风等操作；RFID数据
同步服务用于智能盘点车上架、盘点等过程数据的自动上传与下载服务。
设备层为各类RFID终端设备，设备层通过TCP/IP接口接入档案馆内网，与服务器层和中间服务层通讯。
设备层包括：
馆员工作站、智能盘点车、全馆盘点车、安全门禁、可视化监控平台等硬件，通过RFID电子标签对实物档案进行唯一标识，实现档案的快速、批量盘点，精准查询与定位、安全监测等功能，提高档案管理的电子化、智能化水平。
3、系统建设原则
2.4先进性
系统在功能设计上要具有完善性和先进性，该系统投入大，建设周期长，因此在设计时我们将采用先进和主流的技术，保证技术路线的长期稳定性，支撑应用项目的顺利研发。
2.5实用性
系统以满足实际客户需求为目标，保证系统的实用性。
2.6科学性
系统开发的目的之一就是充分挖掘和利用信息资源。
这里有多个层面的相互信息资源共享和利用，包括政府部门、教育机构、社会公众等，因此这在系统设计中，我们将尽可能利用好原有设备、网络、软件和数据等资源，充分考虑保护原有投资，力求成本最小化、效益最大化。
2.7规范性
系统架构设计清晰；代码编写规范，添加必要的注释，良好的注释成了读懂程序的关键点之一；开发设计便于运维方在项目上线后的维护及项目后期改进。
2.8易维护性
为适应用户需要灵活地处理业务流程的更改以及与合作伙伴的交互方式，在系统设计中各部分的关联、集成尽可能少，建立一个松耦合架构，以降低整体复杂性和依赖性；便于项目上线后的维护。
2.9扩展性
系统能够在用户的使用率、用户的数目增加很快的情况下，保持合理的性能。
能适应用户的市场扩展可能性。
在实现大多数企业需求基础上可针对个别用户要求进行拓展，开发定制功能模块；为保证未来可对新技术进行导入，我们保证在个别需求开发工作中的技术及人员投入。
2.10安全性
系统突出数据传输的完整性和保密性，业务处理的可靠性和保密性；充分考虑各项安全措施。
3.系统软件介绍
RFID智能档案管理系统软件平台可分为8个小系统，各子系统通过搭配专业的RFID硬件设备运行。
系统包括：
◆标签转换系统：
实现实物档案与RFID档案标签关联；
◆馆员工作站系统：
实现档案的借阅、归还、查询等功能；
◆视频联动安全监测系统：
实现档案的自动出入库、档案安全监测、视频联动监控等功能；
◆盘点系统：
实现档案的上架、顺架、盘点、查询等功能；
◆全馆盘点车系统：
实现档案快速的盘点，与档案查找；
◆便携式盘点系统：
实现档案的盘点与查找，也可用于固定资产管理；
◆RFID档案查询系统：
实现档案查询、三维导航定位；
◆可视化平台：
实现档案状态、设备状态的可视化监控以及档案报警信息反馈；
◆移动端应用系统：
可利用手机微信客户端实现对馆内信息的实时监控，在线查看等功能。
3.1标签转换系统
标签转换系统运行在RFID馆员工作站设备上（或称“档案加工设备”），实现档案标签的初始化等工作。
系统包括档案标签与层架标签的注册、更换、注销等功能，同时支持档案的查询统计、导入导出等功能。
详细功能结构如下图所示：
图功能结构图
●档案标签注册
档案创建时，工作人员取一张RFID档案标签，粘贴到档案的左侧，避开装订线的位置。
然后将案卷放到RFID馆员工作站上，输入案卷号并回车。
系统通过原档案管理系统的接口服务，获取档案的详细信息，并自动将案卷号写入RFID档案标签与数据库，实现RFID档案标签与案卷号的唯一关联。
关联成功后，通过RFID设备读取到该档案标签后，系统就可以显示该档案的案卷号、受理人、创建时间等信息。
操作界面如下图所示：
●档案标签更换
图档案标签注册
当档案标签在使用过程中，被破坏或撕损时，可以将原标签撕掉，重新粘贴一张新的RFID档案标签，通过档案标签更换模块，实现重新关联。
3.2馆员工作站系统
馆员工作站系统运行在RFID馆员工作站设备上（或称“档案交接仪”），实现档案的档案的归档（或接收）、调档申请、借阅、归还、续借等，同时也包含对档案读者的管理，以及档案的查询统计、借阅查询与统计等功能。
系统详细功能结构如下图所示：
图功能结构图
●档案归档
案卷在结案后，需要在规定期限内将卷宗移交档案管理部门，由档案管理部门完成档案的装订，形成归档号，完成归档。
档案在交接时，可实现一次多份档案的同时接收。
只需将多份档案放置到
RFID馆员工作站设备上，系统自动读取RFID档案标签，软件上显示出档案的名称、卷宗号、受理日期、结案日期、应归档日期等信息，核对无误后，点击“归档”，系统自动产生归档号，完成归档。
归档时，系统会将归档经办人、归档日期写入RFID档案标签与数据库中。
●读者管理
档案借阅、归还等利用过程中，需要填写使用者信息，即读者信息。
需要在RFID档案管理系统中创建读者，填写读者的姓名、手机号码、身份证号、通讯地址等信息。
可以将身份证作读者借阅证件。
●调档申请
读者需要借阅档案时，在RFID档案管理系统中查询并选择需要借阅的档案，并提交调档申请。
一次调档申请可包含多份档案，档案管理部门也可以设置一次调档的档案最大值。
只有完成调档申请的档案，才能进行借阅。
●借阅
读者提交调档申请后，在档案管理人员电脑中，自动弹出申请调阅的档案信息，并从库房中取出档案。
在档案经过安全门禁时，门禁会核对档案信息，对于拿错或少拿档案时，将告警提醒。
读者来档案管理部门取档案时，出示借阅证（身份证件），完成档案的借阅。
档案借阅界面如下图所示。
●归还
图借阅
档案归还时，只需要将档案放置到RFID馆员工作站设备上，系统显示档案信息，确认后即可完成归还。
RFID智能档案管理系统中，对每个读者设置有“读者积分”，系统根据读者积分的大小，自动匹配借阅期限。
每次借阅并按期归还后，积分将上升。
若出现借阅后，未按期归还，积分将并扣除。
图归还
3.3安全监测系统
安全监测系统配合RFID安全门禁设备使用，软件系统可以运行在RFID安全门禁的外置显示屏上，也可以通过网络连接到一台PC机上运行。
安全监测系统软件档案出入的实时监测、进出人数的统计、库房温湿度的监测，以以告警日志的查询功能。
当档案未办理合法手续时，系统将自动声光报警，并拍照记录报警信息。
系统详细功能结构如下图所示：
图功能结构图
●档案监测
当粘贴的RFID档案标签的档案经过安全门禁时，系统将自动读取RFID档案标签，并根据该档案的调档状态、借阅状态等信息，进行报警提示，并记录经过的时间、报警原因等信息。
报警或提醒情况如下：
1）档案未办理调档申请（拿错），或未办理借阅手续时，系统将声光报警；
2）当馆员未拿全需要调档申请的档案时（少拿），系统将声光提醒。
●人数统计
图PC端显示界面
在安全门禁设备上，嵌入有两对红外传感器，可以自动判断人员进出方向，实现进出库房人数的统计。
●视频监控联动报警
安全门禁系统与视频出入监控系统联动，对非法携带档案文件出入的人员实时抓拍取证，报警信息会及时上传数据库并完成报警，提醒工作人员处理。
3.4智能盘点系统
智能盘点系统运行在RFID智能盘车上，实现档案的顺架、盘点、倒架、查找等工作。
在RFID智能档案管理系统中，档案位置管理的最小单位为密集架的一层（或一格），每一层上粘贴一个RFID层架标签，系统为每一层进行顺序编码，RFID层架标签上打印该编码内容，以方便工作人员查看。
当档案放到密集架的某一层时，需要将RFID档案标签与RFID层架标签的关联。
系统在顺架、盘点、倒架等工作时，需要通过设备自带的RFID手持天线读取RFID层架标签与RFID档案标签，再实现相应的业务处理。
使用RFID手持天线扫描RFID档案标签时，馆员不需要将档案移出或打开，只需要将手持天线靠近档案实物，即可完成标签数据的读取。
一层60份档案的
扫描可以5秒内完成，读取过程快速、准确。
同时，系统要与密集架系统联动，实现密集架的自动打开、关闭、通风等功能，方便馆员工作。
系统一般通过WIFI无线网络直接与RFID数据库服务器通讯。
但当无线网络无法全覆盖时，可使用我司专门开发的“离线工作”模式，即馆员在库房中使用RFID智能盘点车时，不通过网络与RFID数据库服务器通讯，在工作完成后，只需要在设备的TCP/IP接口插入网线，系统自动判断网络状态，并自动上传数据。
同时，当RFID数据库数据有更新（如新加工的档案、档案状态有变更等），也将自动下载新数据。
系统详细功能结构如下图所示：
图功能结构图
●顺架
图主界面
顺架工作的目的，是核对密集架中某一层的档案，是否都正确在架、是否有错架等问题。
通过日常一定频率的顺架工作，确保密集架内档案的整齐与安全。
操作时，通过以下步骤完成：
第一步：
使用RFID手持天线，扫描密集架某层的RFID层架标签。
扫描完成后，系统自动显示该层架编码、应在架的总数量、外借数量、以及详细档案清单。
其中，应在架档案以灰底显示，外借的档案将以黄底显示；
图顺架界面
第二步：
使用RFID手持天线，扫描密集架上的档案。
当系统扫描到一本档案后，做如下判断：
1）若该档案位置正确，则系统从档案清单中移除该记录；
2）若该档案位置放错，则系统将以红色底的形式，将档案显示在列表的最上该，并提供语音提醒。
第三步：
点击“保存”按钮，保存工作记录。
当扫描完成后，若档案都正确在架，该列表将为空；而未在架的档案，或错架档案，将继续留在档案清单中，待工作人员处理。
通过以上三个步骤，即可完成档案的顺架工作。
●盘点
盘点工作的目的，是检测档案库房内档案是否正确在架、是否有档案缺失，同时可自动分析档案分布是否合理，档案架是否有空闲等情况。
档案盘点与顺架工作方法相同。
档案馆整库盘点完成后，系统自动生成图形化报表，供分析使用。
●查找
当需要查找某份档案时，馆员可以先通过关键字，查询出该档案在RFID系统中记录的位置信息。
RFID智能盘点车自动判断当前车辆的位置，指导馆员推着RFID智能盘点车前进。
当到达该架位附近时，系统自动提醒馆员，并打开密集架（电动密集架）。
然后再到该密集架前，通过RFID手持天线进行扫描。
当系统查看该档案时，将以声光提醒馆员。
此时，馆员只需要在左右5公分范围内，即可找到该档案实体。
查找过程快速，使用方便。
●核销档案
根据不同的档案类别或密级要求，系统可对档案设置一定的生命周期。
当超过档案存放期限后，系统自动提醒需要核销的档案。
馆员通过RFID智能盘点车的提醒，找到该档案实体，完成档案核销。
●归架指导
RFID智能盘点车可配置“定位到盒”的智能书兜，当档案放入书兜时，系统自动读取RFID档案标签，并显示该档案的案卷号、位置等信息。
书兜一次可放入20份案卷（数量可调），系统根据放入的档案位置信息，以及RFID智能盘点车的位置，自动规划最优的行走路线，馆员只需要按照系统的指引，推着RFID智能盘点车行走。
当智能盘点车到达某一待上架的密集架附近时，系统语音形式提醒馆员待上架的档案数量，并自动打开密集架（电动密集架）。
而在智能书兜上，会以灯光闪烁的形式，指示需要上架的档案。
馆员根据灯光提醒，取出档案，系统即可自动完成档案归架操作。
整个档案归架过程，全部由RFID智能盘点车准确提醒、科学指导，减轻了
上架的工作强度，轻松、方便。
3.5全馆盘点车系统
全馆盘点车系统运行在RFID全馆盘点车上，实现档案的盘点、查找工作。
与RFID智能盘点车不同，全馆盘点车是通过四路自动升降的大功率天线，快速、远距离读取RFID档案标签，以识别在架的档案信息，但不判断档案是否错架等信息，即只判断档案是否在库。
系统也支持“离线工作”模式，操作方便。
系统详细功能结构如下图所示：
●盘点
图功能结构图
盘点工作的目的，是检测档案库房内档案是否正确在架、是否有档案缺失，同时可自动分析档案分布是否合理，档案架是否有空闲等情况。
使用全馆盘点车盘点时，馆员只需要推着车辆，在各密集架中间来回走一遍即可完成盘点。
即车辆推入密集架时，将天线升至高位（或低位）；车辆推出密集架时，将天线升回低位（或高位）。
四路大功率天线即可完成通道两侧、高低
6层密集架所有档案的读取。
图主界面
3.6便携式盘点系统
便携式盘点系统运行在RFID手持式盘点机上，实现档案的盘点、查找工作。
各项功能与操作方式，与RFID智能盘点车基本相同。
系统详细功能结构如下图所示：
图功能结构图
RFID手持式盘机点采用WinCE平台，通过WIFI无线网络与RFID数据库通讯，也可以在“设置”模块中，将档案数据与层架数据下载到本机，进行离线式的顺架、盘点等操作。
图主界面
档案盘点界面如下图所示，在界面中不显示档案详细清单，通过点击数量字，系统显示具体的档案清单。
在盘点过程中，系统显示当前读取的档案信息。
图盘点界面
3.7RFID档案查询系统
RFID智能档案管理系统提供通过web浏览器进行档案的查询。
检索关键字
包括案卷号、归档号、题名等信息。
根据查询结果可以查看档案位置，选择查看定位一栏，可以查看详细的档案定位信息，系统弹出档案馆的三维导航图。
该档案馆三维导航图是根据档案馆的实际布局定制，如下图所示。
在三维导航图中，系统给出从馆员检索位置（可以是固定的检索机、PC机或
RFID智能盘点车等），到档案存放位置的最优行走路线。
三维导航图还支持地图的放大、缩少、平移、打印等操作。
图三维导航界面
RFID档案查询系统可以与档案馆现有的档案管理系统无缝对接。
3.8可视化监控平台
可视化监控平台安装在档案馆的监控室内，在LED大屏上实时展示，以方便馆员实时了解档案状态、库房状态，以及设备运行状态。
●档案状态监控
档案状态监控以图形化形式显示，可显示内容包括：
1）外借档案统计图
2）库房档案分布图
3）案卷受理统计图
4）待归档档案的监控、提醒
●设备状态监控
图档案状态监控
设备状态监控用于监控各RFID设备的运行状态，也可以加入库房温湿度、密集架运行状态等内容。
图设备状态监控
●安全状态监控
设备可以与门禁系统联动，实时显示各出入口人员出入情况，并对非法进出的信息及时报警显示，提醒工作人员及时处理。
3.9微信移动端应用系统
远洋RFID智能图书管理系统的移动端应用包括微信与APP两种模式，其中微信可以与学校目前使用的微信平台兼容；APP应用支持安卓与IOS两种平台。
移动端应用系统的功能如下图所示。
通过微信办理借书证，微信钱包可支付押金，扫描图书条码号，实现图书借阅，实现借阅记录的查询、快到期提醒，提供图书检索，并实现定位，提供微信图书荐购服务，通过“转借二维码”，扫码实现图书转借，管理人员可控制RFID设备，直观了解RFID设备运行状态，可接收门禁报警提醒。
4.系统安全保障体系
4.1网络层的安全性
在网络安全防护方面应采取最高的防护标准：
软硬件并举，精心选择防火墙、入侵检测、网络监控等网络安全产品，构建强大的网络防护体系，保障网络安全。
在核心交换机上，根据业务应用的不同功能划分VLAN，将不同应用的服务器规划到不同的VLAN中，各个VLAN对应逻辑IP接口作为该VLAN的网关，将VLAN终结。
默认情况下，VLAN与VLAN之间就可以通过三层设备上的网关实现互通。
4.2操作系统的安全性
在操作系统安全性问题中，主要考虑的问题有两个：
一是病毒对于操作系统的威胁；二是黑客对于操作系统的破坏和侵入。
4.3用户的安全性
对于用户的安全性问题，所要考虑的问题是：
必须确保只有那些真正被授权的用户才能够使用系统中的资源和数据。
首先要做的是应该对用户进行分组管理，并且这种分组管理应该是针对安全性问题而考虑的分组。
也就是说，应该根据不同的安全性级别将用户分为若干等级，每一等级的用户只能访问与其等级相对应的系统资源和数据。
其次应该考虑的是确保用户的密码不会被他人所猜测到。
这可以通过加强用户密码的设置深度来实现。
4.4应用程序的安全性
在这一层中需要解决的问题是：
确保只有特定的应用程序（或功能模块）才能对特定的数据进行合法的操作，同时特定的应用程序（或功能模块）只有合法的用户才能使用。
用户涉及多个相关实体，各实体实现的功能不同，使用的应用程序不同，通过应用程序操作的数据也不同，这可以通过在应用程序中限制资源的使用对象和对每一角色做出权限限制来实现。
4.5数据的安全性
在数据库系统的设计、实现、使用和管理等各个阶段均要遵循严格、完整的系统安全策略来保证数据库的安全。
另外，所采用的数据库系统，本身提供了很多安全模块与安全机制，可以增强数据库系统的安全性。
4.6身份认证与数字签名
在开放的网络环境下，保证数据在传输过程中的安全是至关重要的。
要保证数据在网络传输过程中的安全，最重要的技术是信息加密技术和基于加密技术的身份认证技术。
信息平台将通过使用数据加/解密技术、数字签名、CA认证与SSL协议等技术来构造身份认证与数字签名系统。
4.7防病毒体系设计
目前绝大多数病毒传播的途径是网络。
对于一个网络系统而言，针对病毒的入侵渠道和病毒的集散地进行防护是最有效的防治策略。
对于每一个病毒可能的入口，部署相应的防病毒软件，实时检测其中是否有病毒，是构建一个完整有效的防病毒体系的关键。
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