CN108093088A - 一种基于无线传感器网络的档案管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于无线传感器网络的档案管理系统，包括云服务器和与云服务器通讯连接的、处于无线传感器网络中的、实现节点数据交互的数据交换器；该无线传感器网络中的节点包括管理节点、设置在档案柜上的m个采集节点、设置在档案上的n个执行节点、定位节点和门禁节点。该系统在档案上设置一个定位节点，通过无线传感器网络技术，可在该份档案在借出期间，一键查询档案位置，实时追踪到其在无线传感器网络中所处的位置和储存环境信息，在检测到不到其位置信息时便可判断该档案被带离至可允许的范围之外，从而认为档案被带离，有助于管理员及时、快速、有效的做出应对措施，防止档案被带离，提升了档案管理的安全性。

Description

一种基于无线传感器网络的档案管理系统

技术领域

本发明属于档案管理技术领域，具体涉及一种基于无线传感器网络的档案管理系统。

背景技术

档案是人类社会实践的真实记录，存放着大量的珍贵档案，在政治、经济建设、科技文化发展、历史研究等方面具有极为重要的作用。档案作为一种不可再生资源，它具有原始性、唯一性等特征。若有损坏，将造成巨大的经济损失。随着档案馆数量的增加，档案馆的规模也越来越大，因此，档案馆是档案存储与保管的重要基地，需要尽最大努力让档案资料长时间完好保存。

影响档案有效长期保存的重要条件包括档案馆的温度、湿度等环境条件，以及档案资料的安全性等。随着档案数量的不断增加，为了保证档案的长期管理，常对存放档案的档案馆等地方加强管理。

传统档案管理方式为一种单纯使用人力的管理方式。例如，加强人力巡逻等措施。但是，该中管理方式效率极为低下，而且，档案工作中的工作人力、物力资源有限，这将严重影响了档案工作的效率和质量。

随着传感器技术、嵌入式计算技术、通信技术等的飞速发展，具有感知、计算存储和通信能力的微型传感器已开始应用于档案管理领域中。无线传感器网络传感器是一种集传统器执行器、控制器和通信装置于一体的传感器。而且，无线传感器网络具有价格低廉、体积小、自组网、低功耗等特点，将其引入档案管理系统中，充分发挥无限传感器网络的优点，以提高档案管理系统的整体性能。

例如，授权公告号为CN203785708U的中国专利公开了一种档案柜环境监测系统，该系统中包括多个档案柜，每个档案柜即为一个Zigbee节点，每个Zigbee节点设置有传感器以将其采集的该档案柜的信息传递给智能网关，智能网关将这些信息进行处理，进而将处理过的信息存入外部设备，以实现对档案柜环境中各项参数的实时监测，提高档案管理人员的工作效率。但是，由于影响档案柜环境系统的参数有很多，该系统只对烟雾、温度、湿度的信息进行采集，并不能保证档案柜环境系统处于一个适宜的环境下，管理效率低下，可能造成档案的寿命降低；最主要的是，该系统未对档案柜所处环境的安全性进行保障，如若档案有失，或者被损毁，这种损毁将是不可修复的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于无线传感器网络的档案管理系统，用以解决现有技术的档案管理系统的安全性低的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明提供了一种基于无线传感器网络的档案管理系统，包括如下方案：

方案一，包括云服务器和与云服务器通讯连接的、处于无线传感器网络中的、实现节点数据交互的数据交换器；

该无线传感器网络中的节点包括管理节点、n个执行节点、设置在档案存放区的入口处的门禁节点、设置在档案上的定位节点、设置在档案柜上的m个采集节点；m≥1，n≥1；

每个节点均包括一个用以实现无线通讯的微功耗无线收发模块和与对应的微功耗无线收发模块相连的控制模块；

采集节点还包括用于采集档案存放区环境状态信息的采集模块，采集节点的控制模块采样连接所述采集模块；

执行节点还包括用于调节档案存放区环境状态的被控设备，执行节点的控制模块控制连接所述被控设备。

方案二，在方案一的基础上，所述定位节点设于一个防盗扣中，所述防盗扣包括插头部分和卡座部分，所述插头部分包括金属钉，卡座部分具有一个腔体，腔体中设置有弹性件和用于与所述金属钉插接配合的导磁金属定位件；所述金属钉上具有凹槽，所述导磁金属定位件包括一个金属环以及与所述金属钉上的凹槽配合的导磁珠。

方案三，在方案二的基础上，所述插头部分中安装有电池，定位节点的微功耗无线收发模块和控制模块对应的电路板设置在卡座部分中，所述腔体内壁上设置有导电体；所述电路板通过所述金属钉、金属环和导电体导电连接所述电池。

方案四，在方案一的基础上，所述管理节点还包括用于设定档案存放区环境状态参数阈值的用户设定模块，与管理节点的控制模块相连。

方案五，在方案一的基础上，所述被控设备包括空调和恒湿设备，所述采集模块包括温度传感器和湿度传感器。

方案六，在方案一的基础上，所述被控设备包括杀虫设备，所述采集模块包括用于检测虫害啃食档案声音的声音传感器。

方案七，在方案一的基础上，所述被控设备包括通风设备，所述采集模块包括易燃气体检测传感器。

方案八，在方案一的基础上，所述被控设备包括报警装置，所述采集模块包括红外热释电传感器。

方案九，在方案一的基础上，所述被控设备包括空气净化设备，所述采集模块包括PM2.5检测传感器。

方案十，在方案一的基础上，还包括与所述云服务器通讯相连的档案管理终端，所述档案管理终端还与所述无线传感器网络数据交换器无线通讯连接。

本发明的有益效果：

本发明的基于无线传感器网络的档案管理系统，在档案上设置一个定位节点，通过无线传感器网络技术，可在该份档案的借阅期间，实时追踪到其在无线传感器网络中所处的位置，判断档案是否被带离可允许借阅的范围，在检测不到其位置信息时便可判断该档案被带离至可允许的范围之外，从而在档案被带离时，有助于管理员及时、快速、有效的做出应对措施，防止档案被带离，提升了档案管理的安全性。而且，该系统使用无线传感器网络的自动组网技术，所有设备的通讯不依赖于传统通信方式的某一固定中继路由设备，可以自组网动态计算出当前的最优通信路由表，增强系统通讯的鲁棒性。

进一步的，在定位节点内部有温湿度传感模块和报警装置，可以实时监测档案被借阅后所处环境的温湿度，当温湿度值超出所设定阈值时，通过自身报警装置提醒借阅人员及时处理，同时向管理人员发出报警信息，保证了档案在借阅期间的安全性。同时报警装置还可以在借阅、寻找档案时发出报警信息，以便迅速准确找到被借阅档案。

进一步的，在该系统中针对档案所处的特殊环境，设置了采集节点，采集节点包括用于采集档案存放区环境状态信息的采集模块，根据采集模块相应设置了执行节点，执行节点包括对应的用于调节档案存放区环境的被控设备，以对档案所处的环境进行调节。例如，对环境的温度、湿度等环境信息进行了检测；档案中可能会存在啃食档案的蛀虫，故在该系统中设置了用于检测虫害啃食档案声音的声音传感器，在检测到该声音时，控制杀虫设备动作，从而保证档案的完整性、安全性，进一步延长了档案的寿命，保证了档案处于一个适宜的环境下。

进一步的，在档案存放区的入口处还设置了门禁节点，对进入档案存放区的人员进行身份识别认证，保证了进入档案存放区人员的合法性，从而提升了档案管理系统的安全性。

本发明中对所有档案的定位是在整个无线传感器网络基础之上，不需要其他额外硬件设备，通过已知位置的节点与定位节点进行RSSI值的计算，从而可计算出档案的位置。

附图说明

图1是本发明的基于无线传感器网络的档案管理系统的结构示意图；

图2是档案馆示意图；

图3是管理节点结构示意图；

图4是采集节点结构示意图；

图5是执行节点结构示意图；

图6是定位节点结构示意图；

图7是门禁节点结构示意图；

图8是采集节点的工作流程示意图；

图9是防盗扣处于锁扣状态示意图；

图10是防盗扣处于解锁状态示意图。

具体实施方式

为了实现对档案馆的统筹管理，本发明提供了一种档案管理系统。为使该系统技术方案、优点更加明确，下面结合附图，对该档案管理系统的最佳实施方式作详细的说明。

该档案系统用于管理的档案馆，包括三个区域，如图2所示，一个为接待室，一个为档案存放区，一个为档案借阅区。档案馆的入口先经过接待室，管理员可通过相应的步行通道进入用于存放各种档案的档案存放区；借阅者通过相应的步行通道进入供借阅者暂时休息来阅读各种档案的档案借阅区。而且，档案存放区和档案借阅区之间设置的有用于将档案从档案存放区传送至档案借阅区的传送通道和步行通道。该传送通道为自动的皮带传送，步行通道为通过管理员将档案传送。其中，在档案存放区放置有各种存放档案的档案柜，每个档案柜上放置多份档案。

该档案馆处于一个大的无线传感器网络中。该无线传感器网络中设置有若干个网络节点，各个节点之间可以自动组网，实现数据在各个节点之间的传递。

如图1所示为该系统的结构示意图。该系统包括云服务器，该云服务器存储有整套系统的运行数据，为远程互联网用户提供交互式的数据访问；同时，能够接收各个网络节点上传的实时数据，并根据存储的处理逻辑对各种数据进行综合分析决策。该云服务器可租用第三方平台的百度云服务器。

云服务器通过Internet/4G网络与数据交换器进行通讯，从而实现与各个节点进行数据交互。

该系统还包括档案管理终端，该终端可以通过移动网络连接云服务器，根据用户权限，供管理员和具有权限的借阅者查看档案管理系统的各种数据，包括在馆状态、当前位置、环境参数；或者进行档案的借阅预约的查询、申请；另外，还可供管理员查看自动盘点信息，以及每个档案的借阅记录、位置、环境记录追踪。该终端可采用PC终端设备，或者手机等移动终端。

在该整个无线网中，包括五大节点，分别为管理节点、采集节点、执行节点、定位节点和门禁节点。

管理节点和门禁节点可采用外部电源供电，以保证整个系统的可靠运行；其余节点为微功耗，采用锂电池供电。当节点电量低于设定电量阈值时，各个节点可以通过数据交换器向档案管理终端推送该信息，方便管理员更换电池。

而且，各个节点均包括微功耗无线收发模块，以实现各个节点之间的自动组网，以及数据传输、交互。

下面对各个节点的功能及构成做具体的说明。

一、管理节点

如图3所示为管理节点的结构示意图。管理节点包括一个控制器，用以协调处理整个无线传感器网络档案管理系统中各个节点、模块之间的通讯，保证整个系统的正常运行。该控制器通过线缆连接微功耗无线收发模块、用户设定模块和存储设备。

存储设备，即为本地数据库，记录和存储在对应采样时间点的环境信息和档案存储、借阅的位置信息；该本地数据库可与云服务器数据进行同步，增加数据的安全性；同时还可以响应档案管理终端设备的数据服务请求，将相应数据通过传输模块返回给档案管理终端；还可生成档案的盘点信息。

用户设定模块为人机交互设备，管理员可在该模块上设定、读取档案储藏环境的设定参数阈值。该设备可采用LCD液晶触摸屏，通过液晶屏显示及触摸屏的输入进行操作，方便各种参数的设定及信息读取。

二、采集节点

采集节点设置多个，可与档案柜的数量相同，相应设置在每个档案柜上，以对每个档案柜所处的环境信息进行采集。如图4所示为采集节点的结构示意图，包括单元控制模块、微功耗无线收发模块和采集模块。采集模块包括多个传感器，用以采集档案所在环境的参数信息。

其中，具体的数据传输、处理方式有两种。

1)采集节点接收采集模块实时采集的各种信息，并将这些采集的信息直接通过微功耗无线收发模块发送给管理节点，管理节点将接收的各种信息与用户设定模块设定的各种设定参数阈值作比较，在管理节点判断实时采集的参数信息在设定参数阈值之外时，说明环境不适宜，可通过档案管理终端向管理员推送消息，方便及时、快速做出相应处理动作。该种数据传输方式，采集节点将大量未处理的数据通过无线传感器网络发送给管理节点进行发送，造成了网络的负担。为了减轻其负担，可采用2)的数据传输、处理方法。

2)管理节点将用户设定模块设定的各种设定参数阈值发送给采集节点，采集节点将接收到的各种设定参数阈值与实时采集的参数信息进行比对。与1)不同的是，是由采集节点来判断实时采集的参数信息是否在设定参数阈值之外，在判断环境不适宜时，可通过单元控制模块控制报警模块动作，进行相应的报警操作，实现对管理员的警示。同时，将该报警信息通过微功耗无线收发模块发送给管理节点，而非像1)一样将采集模块采集的所有信息全部发送给管理节点。管理节点在接收到告警信息后，可通过档案管理终端向管理员推送消息，方便及时、快速做出相应处理动作。该报警可为声报警，也可为光报警，也可为声光报警。

其中，具体的采集模块可包括如下类型的传感器，当然并不局限于以下几种。

1)档案所处环境的温度过高、过低皆可能造成档案存放寿命的减少，故可设置温度传感器，以对档案所处环境的温度进行实时检测。

2)档案所处环境的湿度过高时，可能使档案受潮，进而可能造成印制在档案上的字迹模糊，不利于档案长时间保存，可设置湿度传感器，以对档案所处环境的湿度进行实时监测。

3)在档案存放区域，常有一些虫害出没，这些虫害啃食档案，对存放的档案造成不可弥补的损害。啃食档案的虫害在啃食的过程中不可避免的发出一些摩擦的声音，故可设置用于检测虫害啃食档案声音的声音传感器，以对档案存放区是否有虫害出没进行检测。

4)因管理人员的出入，可能带入一些可燃气体，或者其他原因，使得档案存放区内可能存在一些可燃气体，例如C₄H₄，CO等。可燃气体的存在，对档案是一大威胁，可相应设置C₄H₄传感器、CO传感器，以对可燃气体进行检测。

5)因现如今环境的污染，不可避免的使档案存放区也会有PM2.5的存在，故在档案存放区可设置PM2.5检测传感器。

6)另外，档案存放区的安全性能也是一个极为重要的因素，若有不法分子出没将档案损毁或带离，可能造成严重的损失。当有不法分子在档案存放区出没时，不法分子走过的区域，人体的温度比环境温度高，此时人体会向环境辐射红外线。此时，可设置热释电红外传感器以对其进行检测。

三、执行节点

如图5所示为执行节点的结构示意图，包括单元控制模块、微功耗无线收发模块、输出模块、以及与对应的传感器配合设置的被控设备。执行节点的数量也可根据需求设定。一个执行节点可控制设置在不同区域的相同种类的被控设备，也可控制设置一个区域的不同种类的被控设备。该输出模块可采用固态继电器，根据实际环境参数值和设定参数阈值的差值，采用PID算法驱动设备，保持环境参数的恒定。该节点接收管理节点发送的命令信息，控制相应的被控设备动作，以保证档案存放区处于一个适宜的环境下，保证整个管理系统的正常有序运行。

与上述介绍的各种传感器配合，可设置如下被控设备：

1)与温度传感器对应的被控设备为空调，通过控制空调来调节该档案柜所处环境的温度，使得档案存放区处于一个适宜的温度环境下。

2)与湿度传感器对应的被控设备为恒湿设备，通过控制恒湿设备来调节该档案柜所处环境的湿度，保证档案存放区处于一个干湿得宜的环境下。

3)与声音传感器对应的被控设备为杀虫设备，在检测到档案柜所处环境有虫害时，通过控制杀虫设备动作来消灭虫害。

4)与可燃气体检测传感器对应的被控设备为通风设备，此时可在通风口设置风扇，通过定时设置风扇工作来进行通风工作。

5)与PM2.5检测传感器对应的被控设备为空气净化设备，当检测到PM2.5浓度超过设定浓度阈值时，开启空气净化设备。

6)当检测到有不法分子闯入时，可设置报警设备以对管理员进行提醒与警示。

四、定位节点

如图6所示为定位节点的结构示意图，定位节点包括单元控制模块、微功耗无线收发模块。该节点绑定设置在每份档案上，以实现对处于无线网中的档案的位置进行实时追踪，并将该位置信息通过微功耗无线收发模块传递给管理节点，达到对档案所处位置进行实时监测的目的，以防档案被带离可允许的区域范围之外。

该单元控制模块为可实现RSSI定位的单元控制模块，处于无线网中时，可根据网络信号的强度计算出该档案所处的位置信息，从而对档案进行定位跟踪，也可使用现有技术中其他无线定位技术来实现对档案的定位。

为了将该定位节点能够固定在档案上，可将每份档案使用防盗扣进行固定，从而将定位节点设置在防盗扣上，实现对该档案位置信息的采集，判断档案是否被带离可允许的范围之外。

防盗扣的结构，可参考服装店中衣服上防盗扣的设计，如图9、10所示为一种结构的防盗扣，该防盗扣包括插头部分和卡座4，插头部分包括金属钉5，卡座部分具有一个腔体，在卡座4的腔体中设置有弹簧1和与金属钉插接配合的导磁金属定位件，定位件包括铁环2和铁珠3。金属钉5上有两对凹槽，当把金属钉从防盗扣底部(图中所示的上、下方向)插入卡座4的腔体后，防盗扣中的铁珠3会顺势滑到金属钉5的凹槽的位置，并且铁珠3上面的铁环2在顶部弹簧1的压力下，牢牢将金属钉5卡在凹槽中。如图10，当在防盗扣顶部通过磁铁8施以强磁时，铁环2和铁珠3受到强磁吸引而压缩弹簧上移，从而金属钉5就可以从防盗扣内取出。也就是说，将插头部分先插入档案，再插入卡座的腔体中，从而将档案进行固定。

由于档案存放区中的档案甚多，若所有的定位节点皆处于工作状态，每个节点都需要一个网络地址。为了减轻负担，也可将该节点的电池6设置在插头部分中，将该节点的其余电路部分的电路板7(包括单元控制模块和微功耗无线收发模块)设置在卡座部分上。腔体内壁上设有导电体9，从而可以实现在金属钉5插入腔体中时，电池6可通过金属钉5、铁环2与电路板7导电连接，实现电池6为电路板7供电。这样一来，在档案放在档案存放区时，档案不使用防盗扣，减少了无线网中节点数量；在档案被借阅时，由管理员使用防盗扣固定设置档案，定位节点可被供电工作，定位节点可在该无线网中自动组网，实现对档案的定位跟踪。

同时，该定位节点中的单元控制模块还可连接温度传感器、湿度传感器、以及报警装置。该种结构可在档案被借阅后，对借阅区所处的环境进行实时监测。当温湿度值超出所设定阈值时，通过自身报警装置提醒借阅人员及时处理，同时向管理人员发出报警信息，保证了档案在借阅期间的安全性。同时报警装置还可以在借阅、寻找档案时发出报警信息，以便迅速准确找到被借阅档案。

五、门禁节点

该系统中还设置有门禁节点。该节点包括单元控制模块、微功耗无线收发模块和门禁模块。该节点设置在档案存放区的门口，对来到档案存放区的管理员的身份进行识别。该门禁模块包括虹膜识别模块、人脸识别模块和指纹识别模块。

该节点可实现两种功能的安全保护。一是对进入档案存放区的人员的身份进行识别，只有合法人员才能通过该门禁模块并进入到档案存放区。二是与采集节点中的热释电红外传感器配合，以对档案存放区中是否有非法人员闯入进行判断。具体的工作过程与原理在后续中介绍。

下面对该系统的工作原理做进一步的详细说明。

系统上电后，系统中的各个节点接通电源后进行初始化。因系统中的各个节点都携带有微功耗无线收发模块，节点之间可以自动进行组网，节点间通讯时根据网络状况，自动计算出最有路径，增加系统通讯的可靠性。

首先，检测各个节点的各个模块工作是否正常，若工作异常，则进行报警工作，提醒工作人员及时处理；若工作正常，则可进行组网工作。

然后，如图8所示，以采集节点为例来说明各个节点的工作原理与流程。初始化正常后，通过微功耗无线收发模块向网络循环发送一帧请求组网命令，服务器通过自组网算法将其分配给某一个簇，收到簇首节点发送的回应数据帧后，根据数据链路的传输，计算出到无线传感器网络数据交换器的路由表，并进行保存。判断采集节点接收到管理节点发送的设定参数阈值后，采集节点即可进行采集工作。接收簇首节点发送的时间同步命令，根据同步时间调整唤醒定时器，保证整个网络的同步唤醒，采集节点进入低功耗休眠状态，直到唤醒定时器溢出或者收到唤醒数据包；定时唤醒时会循环检测环境参数，进入休眠；如果采集节点收到数据唤醒命令后，将对接收数据进行解析，判断是否需要转发数据，并对其进行响应。

下面具体针对每个节点，包括采集节点中的各个采集模块、执行节点、门禁节点、定位节点做详细的说明。

温度传感器实时采集该档案柜所处环境的温度信息，并将采集的温度信息通过该档案柜上的采集节点的微功耗无线收发模块、以及管理节点的微功耗无线收发模块进行无线传感器网络通信，将温度信息、以及采集节点的地址信息发送给管理节点。管理节点将该实时采集的温度信息与设定温度阈值作比较，判断实时采集的温度信息是否在设定温度阈值范围内：若在范围内，则说明该档案柜处于一个适宜的温度环境下，系统继续正常工作；若在范围外，则说明该档案柜处于一个非适宜的温度环境下，管理节点中的控制器对该温度信息进行逻辑分析处理，并通过微功耗无线收发模块与执行节点进行通信。在判断实际温度过高时，可与执行节点通信，执行节点控制空调进行制冷操作；判断实际温度过低时，可与执行节点通信，执行节点控制空调进行制热操作。

湿度传感器实时采集该档案柜所处环境的温度信息，并将采集的湿度信息通过该档案柜上的采集节点的微功耗无线收发模块、以及管理节点的微功耗无线收发模块进行无线传感器网络通信，将湿度信息、以及采集节点的地址信息发送给管理节点。管理节点将该实时采集的湿度信息与设定湿度阈值作比较，判断实时采集的湿度信息是否在设定湿度阈值范围内：若在范围内，则说明该档案柜处于一个适宜的湿度环境下，系统继续正常工作；若在范围外，则说明该档案柜处于一个非适宜的湿度环境下，管理节点中的控制器对该温度信息进行逻辑分析处理，并通过微功耗无线收发模块与执行节点进行通信，执行节点控制恒湿设备工作，以使档案存放区处于一个适宜的湿度环境下。

根据虫害的生活习性，虫害常在无管理员出入的时间段出没，故通过额外设置时钟芯片或者采集节点从网络获取时钟信息，在判断管理员处于下班工作时间时，启动声音传感器对夜间在档案存放区出没的虫害进行检测。声音传感器将采集的信息、以及该声音传感器所在采集节点的地址通过微功耗无线收发模块发送给管理节点，管理节点对该声音信息进行判断，判断是否有虫害出没，在判断有虫害出没在啃食档案时，管理节点将需处理的信息发送给执行节点，执行节点控制对应区域的杀虫设备工作。

可燃气体检测传感器实时采集该档案柜所处环境的可燃气体浓度信息，并将采集的可燃气体浓度信息通过该档案柜上的采集节点的微功耗无线收发模块、以及管理节点的微功耗无线收发模块进行无线通信，将浓度信息、以及采集节点的地址信息发送给管理节点。管理节点将该实时采集的浓度信息与设定浓度阈值作比较，判断实时采集的浓度信息是否在设定浓度阈值范围内：若在范围内，则说明该档案柜处于一个适宜的环境下，系统继续正常工作；若在范围外，则说明该档案柜中可燃气体浓度超标，管理节点通过微功耗无线收发模块与执行节点进行通信，执行节点控制通风设备工作，将可燃气体排出档案存放区，以保证档案存放区的安全性。

对PM2.5的检测与控制的工作原理同上，不再赘述。当判断PM2.5浓度超标时，执行节点控制空气净化设备工作。

在红外热释电传感器处于工作的状态下，多个红外热释电传感器配合工作，根据连续设置的几个红外热释电传感器的变化，来判断是非法人员在档案存放区移动轨迹。例如，选定连续的三个档案柜，在设定时间内，三个档案柜上对应设置的采集节点的红外热释电传感器所采集的信息变化分别为：有无无、无有无、无无有，那么说明有人员在档案存放区出现并从一走向三。在判断有人员在档案存放区时，可通过如下两种工作方式来判断该人员是否是合法人员。

第一种工作方式，若判断有人时，红外热释电传感器所在的采集节点向门禁节点发送请求命令，门禁节点判断在之前的十分钟(设定的时间，可变化)内是否有人通过设置在档案存放区门口的门禁系统：若有人通过，则说明档案存放区的人员为管理员，系统正常工作；若没有人通过，则说明有非法人员通过非法路径进入到档案存放区，此时可通过门禁节点或者采集节点通过微功耗无线收发模块向管理节点发送有非法人员闯入档案存放区的信息，管理节点可进行相应的报警工作，同时可通过档案管理终端向管理员推送相关消息。

第二种工作方式，可设置如下逻辑，在有管理员通过门禁模块进入档案存放区后，可停止红外热释电传感器工作；在未有合法人员通过门禁模块进入档案存放区时，可启动红外热释电传感器工作，此时，只要红外热释电传感器检测到有人活动信号，便说明有非法人员通过非法路径进入到档案存放区，此时可通过门禁节点或者采集节点通过微功耗无线收发模块向管理节点发送有非法人员闯入档案存放区的信息，管理节点可进行相应的报警工作，同时可通过档案管理终端向管理员推送相关消息。

上述介绍的几种工作方式，皆是采集节点将采集模块(包括温度传感器、湿度传感器、声音传感器、可燃气体检测传感器和PM2.5检测传感器)采集的全部信息直接发送给管理节点，使管理节点来处理这些采集的数据。根据上述的数据传输、处理方式的介绍中，还可先由采集节点将数据进行判断处理，将判断处理过的数据再发送给管理节点。该种数据传输、处理方式不再赘述。

在某份档案被借出时，管理员进入到档案存放区，对需要被借出的档案固定设置防盗扣。当防盗扣上的金属钉插入卡座的腔体中时，设置在金属钉中的电池可对该定位节点供电，定位节点可在该无线网中自动组网，定位节点通过RSSI定位技术对该档案所处的位置开始进行跟踪。该份档案可通过档案存放区与档案借阅区之间设置的皮带将档案传送至档案借阅区，也可由管理员通过档案存放区与档案借阅区之间设置的步行通道将档案递送给借阅者。在档案被借阅后，若管理节点在设定时间内一直无法接收到该定位节点发送的位置信息，则说明档案被带离出该无线传感器网络之外，即被带离授权区域之外，此时，管理节点可进行相应的报警工作，同时可通过档案管理终端向管理员推送相关消息。若在防盗扣上的金属钉插入卡座时便发现管理节点无法接收到该定位节点发送的位置信息，则说明该定位节点出现故障，此时，管理节点可进行相应的报警工作，同时可通过档案管理终端向管理员推送相关消息，以对该定位节点进行维修工作。

门禁节点设置在档案存放区入口处。每个进入档案存放区的人员皆要经过该节点包括的门禁模块，进行身份认证，判断进入者身份。不仅要采集进入者的虹膜信息，还要采集进入者的人脸信息。门禁节点将采集的信息通过微功耗无线收发模块发送给管理节点，管理节点根据采集的信息进行身份验证，只有两个皆通过验证时，才说明该进入者为合法用户，允许进入档案存放区；只要其中一个未通过认证，则会被认为是非法用户，系统不会响应其请求，同时通过无线传感器网络向档案管理终端中的管理员推送报警信息；亦或者，只要指纹识别通过，便认为是合法用户。

在借阅者进入档案借阅区进行时，借阅者在档案管理终端(PC终端设备)上搜索档案关键字、档案建档时间、档案编号等信息对档案进行搜索，云服务器对档案数据进行筛选，将符合条件的档案显示在PC终端设备上，用户可进一步进行条件筛选，直到找到用户想要借阅的档案，根据用户的权限可以在终端上查看档案的在馆信息，以及档案的位置信息、档案的借阅记录、档案的存储环境曲线记录等。

如果档案在馆则可以直接提交档案借阅申请，管理员找到该档案后，管理员将防盗扣固定在档案上后，可以将该档案通过传送通道传送至档案阅览区提供给该用户借阅。在借阅的过程中，系统会全程记录声音图像等信息，同时检测档案位置是否超出授权借阅区域。如果用户需要借阅的档案已经被其他用户借走，用户可以在PC终端设备上查看上该借阅用户需要归还档案的时间，以及借阅人员信息，也可以进行预约借阅。当档案归还后，可以通过邮件等方式提醒该用户，同时为该预约用户保留一定时间的档案借阅时间，防止档案再次被借走。系统通过分析大量用户的借阅记录后，会自动归纳某一借阅用户的借阅规律，会将某一用户在某一时间段频繁借阅的档案进行提前预约，可以根据用户在档案的搜索时，自动向其推荐与其相关的档案，便于用户的档案查找。

Claims (10)

1.一种基于无线传感器网络的档案管理系统，其特征在于，包括云服务器和与云服务器通讯连接的、处于无线传感器网络中的、实现节点数据交互的数据交换器；

该无线传感器网络中的节点包括管理节点、n个执行节点、设置在档案存放区的入口处的门禁节点、设置在档案上的定位节点、设置在档案柜上的m个采集节点；m≥1，n≥1；

每个节点均包括一个用以实现无线通讯的微功耗无线收发模块和与对应的微功耗无线收发模块相连的控制模块；

采集节点还包括用于采集档案存放区环境状态信息的采集模块，采集节点的控制模块采样连接所述采集模块；

执行节点还包括用于调节档案存放区环境状态的被控设备，执行节点的控制模块控制连接所述被控设备。

2.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的档案管理系统，其特征在于，所述定位节点设于一个防盗扣中，所述防盗扣包括插头部分和卡座部分，所述插头部分包括金属钉，卡座部分具有一个腔体，腔体中设置有弹性件和用于与所述金属钉插接配合的导磁金属定位件；所述金属钉上具有凹槽，所述导磁金属定位件包括一个金属环以及与所述金属钉上的凹槽配合的导磁珠。

3.根据权利要求2所述的基于无线传感器网络的档案管理系统，其特征在于，所述插头部分中安装有电池，定位节点的微功耗无线收发模块和控制模块对应的电路板设置在卡座部分中，所述腔体内壁上设置有导电体；所述电路板通过所述金属钉、金属环和导电体导电连接所述电池。

4.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的档案管理系统，其特征在于，所述管理节点还包括用于设定档案存放区环境状态参数阈值的用户设定模块，与管理节点的控制模块相连。

5.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的档案管理系统，其特征在于，所述被控设备包括空调和恒湿设备，所述采集模块包括温度传感器和湿度传感器。

6.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的档案管理系统，其特征在于，所述被控设备包括杀虫设备，所述采集模块包括用于检测虫害啃食档案声音的声音传感器。

7.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的档案管理系统，其特征在于，所述被控设备包括通风设备，所述采集模块包括易燃气体检测传感器。

8.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的档案管理系统，其特征在于，所述被控设备包括报警装置，所述采集模块包括红外热释电传感器。

9.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的档案管理系统，其特征在于，所述被控设备包括空气净化设备，所述采集模块包括PM2.5检测传感器。

10.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的档案管理系统，其特征在于，还包括与所述云服务器通讯相连的档案管理终端，所述档案管理终端还与所述无线传感器网络数据交换器无线通讯连接。