圖書館座位智能管理系統(tǒng)

1、學校代碼 10126 學號 01012039 分類號 密級 本科畢業(yè)論文（設計） 圖書館座位智能管理系統(tǒng)的設計 學院、系 專業(yè)名稱 年 級 學生姓名 指導教師 年月日圖書館座位智能管理系統(tǒng)的設計摘要：設計了一套功能較為完善的自習座位管理系統(tǒng),以解決高校圖書館學生占座問題。首先對系統(tǒng)的功能模塊進行了分析,然后介紹了系統(tǒng)的流程設計及實現(xiàn)方式。關鍵詞：圖書館，座位，智能化DESION OF THE SEATING MANAGEMENT SYSTEM IN THE UNIVERSITY LIBRARY Author: fan dao er ji Tutor: zhu gai geAbstract: I

2、n this paper , a seating management system has been proposed to solve the problem of occupying seats in the library of the university. Firstly , f unction modules of t he system have been analyzed.Key words: library ,seat, intelligent目錄1 緒論1 1.1 圖書館座位智能管理系統(tǒng)產(chǎn)生背景1 1.2 圖書館座位智能管理系統(tǒng)的研究意義1 1.3 圖書館座位智能管理系統(tǒng)

3、國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)分析1 1.4 圖書館座位智能管理系統(tǒng)的功能22 圖書館座位智能管理系統(tǒng)的方法實現(xiàn)23 圖書館座位智能管理系統(tǒng)的方案設計3 3.1 圖書館座位智能管理系統(tǒng)的模型3 3.2 圖書館座位智能管理系統(tǒng)的硬件設計3 3.3圖書館座位信息采集和發(fā)送裝置、信息接收和信息處理裝置設計方案44 系統(tǒng)軟件設計55 本系統(tǒng)設計的關鍵技術66 本系統(tǒng)設計的特色和創(chuàng)新之處6結論7參考文獻8第 7 頁） 圖書館座位智能管理系統(tǒng)的設計1 緒論1.1 圖書館座位智能管理系統(tǒng)產(chǎn)生背景 內蒙古大學大學（北校區(qū)）圖書館現(xiàn)有總閱覽座位 15000多席，然而閱覽室、自習室等資源豐富、 安靜舒適的地方座位卻仍然

4、不能滿足學生的需求，每逢大小考試，圖書館更是人滿為患、一 座難求。而有些學生卻往往難以做到自覺遵守圖書館規(guī)定，人離開后，仍然利用書本、電腦 等物品占座，損害了其他同學的利益，浪費了圖書館的資源，有時甚至引起同學間的誤會和矛盾。給廣大讀者提供一個文明有序的學習環(huán)境，維護圖書館良好的閱讀秩序，保證閱覽室 座位有效公平地使用，東南大學圖書館一直嚴格執(zhí)行禁止占座的規(guī)定，然而苦于座位太多， 管理員即使想要遏制占座之風，也往往是有心無力、顧此失彼。久而久之，嚴禁占座的規(guī)定 也就成為了一紙空文。日益嚴重的占座現(xiàn)象已經(jīng)造成了惡劣的影響，本項目就是在這種背景下研發(fā)的。1.2 圖書館座位智能管理系統(tǒng)的研究意義本項

5、目設計的圖書館占座管理系統(tǒng)將方便學生在圖書館快速找到座位，防止占座現(xiàn)象，使用最少的人力物力資源，管理和控制圖書館座位，達到座位利用率最大化；提高學生時間的利用率，為學生提供一個方便快捷的自習讀書場所。推進圖書館智能化進程，加快學校的數(shù)字化智能化進程，造福于學生和學校。1.3 圖書館座位智能管理系統(tǒng)國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)分析 1.3.1 目前，目前,圖書館的藏書資源、目錄資源、干部資源和勞動成果資源等都實現(xiàn)了計算機管理,唯獨座位資源還停留在人工管理階段。利用現(xiàn)代化管理手段,實現(xiàn)座位資源計算機網(wǎng)絡化管理,對圖書館的座位進行合理調配,提高座位資源的利用率,這才是解決占座問題的關鍵。1.3.2 數(shù)字

6、化圖書館在國內外快速的發(fā)展著，并由理論階段走向實施階段，但是目前存在很多問題。就本課題所研究的圖書館座位管理系統(tǒng)也是屬于數(shù)字化圖書館的一部分，國內外有不少大學已經(jīng)或正在實施，但是由于技術，資金等種種問題發(fā)展的不是很好。就座位管理系統(tǒng)來說，怎樣將座位信息快速有效的傳遞到學生和管理人員的手上成為重要的問題，數(shù)據(jù)的傳送與接收，數(shù)據(jù)的及時反饋亦是件亟待解決的問題。數(shù)字化，人性化，智能化將會成為以后圖書館發(fā)展的方向。1.4 圖書館座位智能管理系統(tǒng)的功能1.4.1 能準確地感應管理范圍內的桌上是否有課本、筆記本電腦等物品；1.4.2 能準確地感應管理范圍內與桌子對應的座位上是否有人；1.4.2 如果桌子上

7、有物品而座位上沒人，能夠判斷出該占座的人是暫時離開還是違反規(guī) 定的惡意占座；1.4.3 如果是惡意占座，能夠通過恰當?shù)姆绞教嵝褕D書館管理員收書。2 圖書館座位智能管理系統(tǒng)的方法實現(xiàn)2.1 所設計的占座管理系統(tǒng)應該能夠有效地判斷是否有人違規(guī)占座，故需使用重力傳感器來 準確地檢測桌上是否有書和座位上是否有人；2.2系統(tǒng)應使用必要的輸出設備實時提示管理員監(jiān)測區(qū)域內的占座情況，故可使用蜂鳴 器來提示管理員管理區(qū)域內是否有人占座，使用 LED 顯示被占座位號；2.3 系統(tǒng)需用控制器來分析處理傳感器的檢測輸入信息，從而控制輸出設備的輸出信息。故考慮使用單片微型計算機作為控制器；2.4 項目的使用環(huán)境為內蒙

8、古大學圖書館，故應測試各個傳感器和芯片在該環(huán)境下的工作 情況，確定使系統(tǒng)穩(wěn)定準確工作的各項參數(shù)。 綜上，圖書館占座現(xiàn)象管理器的一種可實現(xiàn)方法為：以圖書館桌子為基臺通過重力電阻感知凳子上的物品；通過重力傳感器感知座位上是否有人的信息給單片機。單片機通過查詢傳感器的狀態(tài)來判斷管理區(qū)域內是否有座位上有書沒人，若是，則單片機開始計時，如果一段時間內該座位一直無人，則單片機通過蜂鳴器提醒圖書管理員有座位被違規(guī)占用，同時通過 LED 顯示器指示座位號；如果規(guī)定時間內有人回來，則單片機清該位置狀態(tài)標志位，重新查詢。3 圖書館座位智能管理系統(tǒng)的方案設計通過對占座管理系統(tǒng)進行功能分析、分模塊設計出基本電路后，我

9、們使用 Proteus 軟件進行仿真，在仿真基本通過后，我們選購了項目所需的各種元器件和傳感器，在面包板上進行 搭接實驗，實物搭接驗證成功后，我們使用 Altium Designer 軟件繪制硬件電路原理圖，并 生成 PCB印制電路板圖，送交廠家加工，最后我們在加工出來的電路板上焊接元器件，驗證電路，加工包裝。3.1 圖書館座位智能管理系統(tǒng)的模型 圖書館座位智能管理系統(tǒng)的設計總體包括三部分：無線傳感器數(shù)據(jù)的收發(fā)、PC機數(shù)據(jù)的處理、LCD上數(shù)據(jù)的顯示，模型如下： 圖1 圖書館座位智能管理系統(tǒng)模型簡述說明：如果同學離開座位，占座時，凳子傳感器的輸出數(shù)據(jù)（座位編號）通過無線網(wǎng)絡傳到pc機上將計數(shù)器激

10、活，LED顯示屏上在相應的教室區(qū)域有座數(shù)，計時器開始計時，在30min內未返回，該座位自動顯示空座LED屏在相應的區(qū)域無座數(shù)。3.2 圖書館座位智能管理系統(tǒng)的硬件設計硬件設計采用單片機最小系統(tǒng)，控制功能模塊和顯示功能模塊焊在系統(tǒng)電路板上，傳感器模塊獨立在系統(tǒng)電路板外，用信號線與系統(tǒng)電路板上的單片機相連。硬件電路結構圖如圖2所示：圖2 硬件結構框架圖3.3圖書館座位信息采集和發(fā)送裝置、信息接收和信息處理裝置設計方案 圖3 信息采集和發(fā)送裝置 圖4信息接收和信息處理裝置信息采集和發(fā)送裝置、信息接收和信息處理裝置設計方案。信息采集和發(fā)送裝置部分包括傳感器、信號預處理電路、數(shù)模轉換及數(shù)據(jù)發(fā)送模塊。該系

11、統(tǒng)采集主要以單片機為控制處理核心,由它完成對數(shù)據(jù)的采集處理以及控制數(shù)據(jù)的無線傳輸。信息接收和信息處理裝置是將收到的信號進行解調,然后送入解碼器解碼,解碼出數(shù)據(jù)并送給PC機。4 系統(tǒng)軟件設計在分析占座管理器所要實現(xiàn)的功能后，我們繪制出程序流程圖，并結合硬件電路，使用 Keil 軟件編寫單片機程序，程序流程圖如圖6所示。圖5程序框圖5 本系統(tǒng)設計的關鍵技術5.1 壓力傳感器與PC機之間的數(shù)據(jù)傳遞通過無線局域網(wǎng)，應用單片機技術，采用無線壓力傳感器。5.2 PC機與LCD顯示屏之間數(shù)據(jù)的傳遞應用電路仿真軟件和語言開發(fā)工具編程軟件系統(tǒng)。6 本系統(tǒng)設計的特色和創(chuàng)新之處6.1 打破了傳統(tǒng)的圖書館管理制度，建

12、立完整的系統(tǒng)來管理和約束學生占座這個問題。6.2 將數(shù)字化和智能化的理念運用到座位管理系統(tǒng)中。6.3 提高圖書館的工作效率，合理利用和分配學校的資源。6.4應用無線方式傳播和接收座位信息，速度快，準確性高，并且符合數(shù)字化校園的宗旨。結論占座現(xiàn)象是當前高校圖書館實際存在的問題,雖然本系統(tǒng)的功能設計力求完善,但也難免會出現(xiàn)顧此失彼的缺陷,主要有以下幾點:(1) 數(shù)據(jù)傳輸問題，由于每個學校圖書館大小不同，對于無線接收設置提出了考驗；(2) 資源利用問題，由于這個設備從凳子與桌子是否有一定重量的物體來判斷是否有人，需要更多的傳感器與電源；(3) 存在一定的判斷誤差，由于規(guī)定時間與規(guī)定重量的設置，如果人離開30min后，學生剛好回來存在沖突，還有如果在學習期間有的同學突然有事，離座的時間超過30min，不能為其保留座位。 總之，現(xiàn)代技術是為人服務的,但服務效果的好壞還受到其他一些因素的影響,比如人自身的主觀因素、客觀環(huán)境因素等等。因此,學校還須堅持抓好學生的道德素質教育,加大對圖書館基礎設施的投