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一、面向智慧档案的物联网感知、通信集成技术概述
智慧档案管理的背景、现状
在信息化、数字化的大潮中,档案管理不仅不能像以前一样采用原始的人工录入、档案纸化保存,而应该越来越趋于智能化、自动化。智慧档案管理就是以现代技术来实时监督档案、智能管理档案以及自动提取。现在基本上大部分档案管理系统都已经成功完成了电子化管理,而在电子化的基础之上存在数据管理、数据存储、检索效率等一系列的档案管理难题。物联网感知与通讯技术的应用也是实现智慧档案技术的关键一步,在应用过程之中对档案实现从形成到使用的全流程、精细化的管控过程。在对智慧档案的应用过程中,依然存在诸多技术难关需要进一步挖掘和解决。
物联网、通信技术在档案管理中的应用前景
智慧档案管理中物联网技术的应用具有巨大的优势,档案管理不仅实现了数据数字化,将档案信息利用物联网技术感知及识别的精确度提升到了实时感知高度,甚至档案的增删改查,自动更新档案中温度及湿度情况。通信技术的应用使得档案存取、更新同步远程化、智能化、简化了档案共享共用。物联网、通信技术的应用让档案“活”起来,不仅能够自动识别存储在数据库中,而且还能与系统主动互动起来,而通信技术、物联网在未来的前景虽然十分光明,但在实际上却受到设备兼容性、数据传输可靠性等各方面因素制约,尚有诸多技术难题需要解决。
二、面向智慧档案的技术应用瓶颈
智慧档案系统中物联网感知技术的技术难题
档案智慧化的核心技术为物联网的感知技术,目前的物联网感知技术还不能很好地实现实时、准确的感知。物联网的传感设备的误差和波动会影响档案工作的准确性,特别是高精度的温湿度的感知设备还不能满足档案保护的要求。物联网感知设备在工作的环境条件下波动较大,保证物联网感知设备在大容量、复杂环境中的稳定性也是问题之一。多个感知设备的交流和沟通在实践中也慢慢凸显出其重要性,感知设备之间应能够协作、交流和共享,发现问题时能进行及时反馈,这些都是智慧档案管理系统无法回避的问题和需要解决的关键点。因此我们还需要不断地提高自己,让更先进的感知技术提供给档案智慧管理。
物联网设备、档案信息系统的兼容性问题
传统的档案信息系统不能与物联网设备兼容是智慧档案系统的通病之一。现有的很多档案管理系统仍然用比较老旧的软硬件为基础,不能与当今的物联网设备很好地对接起来,而传感器、智能化标签之类的物联网设备也时常使用不同的通信协议及数据标准,这样在数据流转的传递过程中很容易产生信息的损失及误读情况。档案管理系统本身需要有一定的开放性,能够与不同厂商所使用的物联网设备相互兼容,有更强的可扩展性。这些问题的解决有赖于系统的研发人员进行技术上的突破及在设计上不断强化标准化、模块化等思想意识,以实现不同的设备和技术兼容的目的。
通信技术集成、数据传输的挑战
集成通信技术,以及数据传输是智慧档案系统要解决的又一大技术问题。目前,众多物联网设备之间实现互联互通,其方式主要是通过无线通信技术来实现传输数据,其中存在的信号互相干扰、带宽有限、传输数据时延大等问题也会造成系统不稳定。在大规模的档案管理系统建设中如何保证传输数据不受到影响、如何保证数据的稳定及安全可靠是目前急需解决的问题。而当5G技术逐渐成熟后,如何应用并结合原有档案管理系统来实现通讯的升级,更好地提高数据传输效率也是当前亟待解决的问题。对于实现真正意义上的智慧档案系统来说,在进行通信技术的集成时,除了要实现硬件层面的兼容外,还需要在网络结构和数据安全、数据传输的稳定性等方面进行综合性的考量。
三、面向智慧档案的物联网感知与通信集成技术研究
物联网感知技术的框架、应用特点
作为智慧档案管理模式的应用之一,物联网感知技术主要是通过逐渐加强对档案物理环境的实时感知和信息的获取,从而能够对档案进行更加有效的管理。建立物联网感知技术时,最为关键的工作就是对感知设备的选择和部署,主要有温湿度传感器、气体传感器、档案位置追踪设备等,他们的主要任务就是实时获取和档案相关的各种数据信息,并且在非人工巡检的状态下不间断地进行传输。通过实时收集所掌握的档案环境信息,从而对所掌握到的信息进行判断。正是这些数据收集系统的关键环节,能够完成对于档案的保护以及档案自身的信息记录。无论是档案库房内部温湿度的调控,还是档案实际位置变动的追踪,都是建立在物联网感知技术基础之上。这些相关档案数据信息的采集是否能够将感知的准确性和灵敏性体现出来,至关重要。档案内部感知技术要能够对每个档案的存取使用记录和位置变动的记录,以及档案的位置变动等信息实现高效的数字化定位。感知设备是技术可靠的基础环节。如果这项感知设备工作存在问题,很容易引发档案损失。从感知层的获取数据的特性来看,就需要借助一些设备对档案室内实际的温湿度状况变化实现实时的监测与数据反馈。从这种感知技术和设备获取的数据信息进行分析来看,通过监测设备数据采集时对异常数据的感知,可以大致辨别当前状况所获取的温湿度状况是否达到恒温恒湿的要求,从另一个角度上来看,这些设备和感知技术中收集的数据的监测结果,可以正确把握获取信息变化的具体原因和解决方案,并将这些恒温设备和设备变动采取调控和协同模式,使得智能信息系统架构下的档案能够获得温湿度调控并迅速落实到现实的档案管理中。在对档案库房实现安全防卫、对历史档案进行长远保护过程中,物联网感知技术能够使档案环境的相关情况实现全方位的监测及重点的介入。
通信技术的整合、数据传输方案
在智慧档案管理中,需要结合通信技术,做好通信传输方案设计工作。物联网设备产生数据信息较多,具有实时性,这使得对产生的数据信息如何在不同设备之间,不同平台进行有效传输成为系统构建时值得着重解决的核心技术难题之一。目前,常见的物联网设备通过无线通信协议Wi-Fi、蓝牙、Zig Bee、Lo Ra等实现通信,无线通信技术及协议都已经十分成熟、得到广泛而成熟的应用。不同设备之间、不同通信技术之间如何实现有效的兼容和整合应用,依然是不可回避、待解决的技术难题。理想的通信技术方案应具备高效、稳定和安全这三个特性。其中,通信的高效性是保障档案管理系统对各类数据信息实现有效获取的前提条件之一,具有较强的时效性要求的档案监控,通信延时是系统应用中必须关注的重要因素。档案系统对于温湿度有严格的实时监控要求,当温湿度过高或过低时需要及时进行环境调节,防止造成档案的损毁,需要选择合适的低延时通信技术,例如5G、LPWAN(低功耗广域网)等通信技术可以实现这种延时。同时确保数据传输的稳定性,对不同形态的信息数据种类进行甄别和判定,并对其信息进行分类,结合传输过程中的运行状况,保证数据信息在传输过程中的稳定性,避免在复杂环境下或者一些外在情况造成数据信息丢失。因此,通信集成不仅仅是提供硬件的选择,还取决于集成设计。选择基于云平台进行集中的管理,还是分布式架构的数据流动,都应该在数据传输过程中保证其数据传输的高效性、可靠性、安全性,这是未来智慧档案系统需要突破和创新的重点。
智慧档案管理的需求分析、技术对接
智慧档案管理系统的需求分析和技术对接,是保证各项技术能够在实际需求中有效应用的前提条件。随着档案管理模式的不断智能化,档案管理部门的管理需求不仅仅是对档案的存取,而是对档案全生命周期的动态管理。具体分为对档案环境监控的需求、档案数据高速传输与存储的需求以及档案系统的智慧决策的需求。对档案环境监控的需求需要智能档案管理系统能够实时监控和调节档案库房中的各种环境因素。
光、温湿度、空气质量等各种因素都会对档案库房中档案的保存情况产生一定的影响,各种实时数据的采集监控也是监控的一个必备条件,这就对物联网感知设备的精准度和可靠性提出了较高要求,同时要求将实时数据采集下来反馈至管理系统,实现数据的有效控制。对数据传输与存储的需求,不仅要能够支持档案大数据量的实时数据传输,同时也要具有数据传输和存储准确性和安全的要求。可以依托云存储技术为数据存储提供便利条件,然而对如何保障数据的实时性以及如何优化数据传输过程中存在的延迟都是实现系统数据存储的难点。对智慧决策的需求,应当能够依托大量的实时数据信息做出决策的支持。
技术架构的设计、实施路径
智慧档案系统的技术架构既是技术问题,也是其生命力及可持续性问题。其核心要义在于各种技术处于相对稳定的环境中工作,而不是简单的组合,每一种技术不应为了凑够数量而刻意地融合。理想的架构应该是灵活的、扩展性强的,具有高集成度的,以应对档案管理中未来可能会出现的一些需求和相关的技术升级。从架构的层次而言,智慧档案系统的技术架构可以分为4个层次,分别是感知层、传输层、数据处理层和应用层。感知层的主要功能是数据的采集,借助各种物联网设备(例如传感器、RFID智能标签等)来完成档案存档环境的动态监测;传输层的任务是确保数据上传到处理层的过程快速、稳定、不间断;数据处理层则是整个系统的指挥中枢,在完成数据的实时分析存储外,也能依照预设算法,开展智能决策、异常预警等工作;应用层,即系统功能层,在感知层和传输层上传或传输的数据进行展示、检索、分析和辅助决策。在具体操作上,架构设计应注意系统架构与现有系统的整合,以及未来的可扩展性。为了避免技术孤岛的产生,应采取开放的方式进行架构设计,具备与企业级平台的兼容能力,或兼容各个领域的行业标准,同时也需要考虑到随着物联网设备及技术进步的相应升级,架构应具备较宽的兼容性,能够兼容不同厂商及协议的技术接入,避免技术落后或者无法应对未来发展的风险。
关键技术问题的解决策略
智慧档案管理系统的技术瓶颈数量较多,主要问题表现为设备兼容性问题、数据传输滞后问题以及数据安全问题,如何有效解决问题,促使智慧档案管理技术发展成为当前的重点需要攻破的技术难题。针对设备兼容性问题,在开发智慧档案管理系统的过程中,现有的物联网设备种类多样化、标准不统一的情况比较普遍,这对智慧档案管理系统整合互联造成了阻碍。针对此问题,尽可能采取开放标准、模块化技术设计档案管理系统,通过制定统一的数据接口协议和通信标准,让不同厂商生产的设备能够相互兼容。可以在不同协议的设备上使用中间件技术建立一个数据流动通道,促使不同设备能够兼容。针对数据传输滞后问题,近年来物联网应用的规模扩大,带来了数据传输量的增长,给系统响应速度和数据的传输造成影响。针对此问题,可以通过调整数据通信协议,提升传输的效率,选择延迟小、带宽高的网络通信技术(5G、LPWAN等)作为通信工具,还可结合边缘计算将数据在产生源头进行筛选,进一步减少冗余数据的传输,提高系统压力。
文源:中国宽带 2025 (11)
单位:辽宁葫芦岛市绥中县就业和社会保障服务中心
作者:王剑月