图书馆占座智能管理系统.pdf

二、项目论证 1.项目的立项依据 1.1 研究意义 方便学生在图书馆快速找到座位，防止占座现象，使用最少的人力物力资源，管理和控制图 书馆座位，达到座位利用率最大化；提高学生时间的利用率，为学生提供一个方便快捷的自 习读书场所。推进图书馆智能化进程，加快学校的数字化智能化进程，造福于学生和学校。 1.2 国内外研究现状及发展动态分析（需结合科学研究发展趋势来论述科学意义；或结合社 会、经济发展中迫切需要解决的关键科技问题、理论问题来论述其应用前景。 ） 目前，数字化图书馆在国内外快速的发展着，并由理论阶段走向实施阶段，但是目前存在很 多问题。就本课题所研究的图书馆座位管理系统也是属于数字化图书馆的一部分，国内外有 不少大学已经或正在实施，但是由于技术，资金等种种问题发展的不是很好。就座位管理系 统来说，怎样将座位信息快速有效的传递到学生和管理人员的手上成为重要的问题，数据的 传送与接收，数据的及时反馈亦是件亟待解决的问题。数字化，人性化，智能化将会成为以 后图书馆发展的方向。 1.3 主要参考文献 1）曲奎,李春利. 高校图书馆座位资源实施计算机管理初探. 图书馆 论坛,2008 ,28 (1) :68 - 69 ,76 2）范红月. 图书馆自习室自动排座系统. 图书馆杂志,2008 ,27 (9) 3）陈源蒸:数字图书馆非图书馆,大学图书馆学报, 2005 年第 4 期 4）毋伟,张静.高稳定无线发射模块 f05a.现代通信,1999.10 5） c 程序设计 （第四版）清华大学出版社，谭浩强 2.项目研究内容、研究目标，以及拟解决的关键问题或重点难点（此部分为重点阐述内容） 2 1)研究内容：设计图书馆座位智能化管理。 a) 图书馆防占座系统。 - and0 or1 如果同学离开座位，占座时，凳子传感器的输出数据（座位编号）通过无线网络传到 pc 机，将计数器激活，计时器开始计时，在 30min 内未返回，该座位自动显示空座。 b) 图书馆座位信息的收集与传输。 传感器分为发射装置和收集装置 图二发射电路 图三接收电路 该系统采集主要以 atmel 公司的 at89c51 单片机为控制处理核心,由它完成对数 据的采集处理以及控制数据的无线传输。at89c51 单片机是一种低功耗/低电压/高 性能的 8 位单片机,片内带有一个 4kb 的可编程可擦除只读存储器;其输出引脚 和指令系统都与 mcs-51 兼容号条理电路主要是采用仪表放大器 ad623 对传感器采集 到的微弱差分信号进行放大,ad623 是美国 adi 公司的一种低价格,高性能的仪表放 大器。数模转换电路采用 icl7135 将采集到的模拟数据转换为数字数据。它是四位 凳子2500g 传感器 桌子250g 计数器 30min- 管理员 pc 3 半的双积分 a/d 转换器,具有精度高、价格低廉、抗干扰能力强的优点。 无线数据收发系统 收发系统由发射单元(图 2)和接收单元(图 3)两部分组成。工作原理是：单片机将 4 位并行数据输出至编码器 pt2262,pt2262 对 4 位并行数据进行编码,转换成串行信号 送入发射模块 f05c,通过天线发射出去;接收模块则是将收到的信号进行解调,然后送 入解码器 pt2272 解码,解码出 4 位并行数据。 本系统采用了专用发射模块 f05c 和接收模块 j04e,该对模块是专为这种编码电 路无线传输而设计的低速数传模块。该模块采用 smt 树脂封装,体积小巧,工作在 315mhz 频率上,可以长时间连续发送和接收。发射模块 f05c 采用声表谐振器稳频,频 率一致性较好,免调试,特别适合多发一收无线遥控及数据传输系统。它具有较宽的工 作电压范围及低功耗特性,12v 为最佳工作电压,发射电流约 5-8ma。而且 f05c 内含隔 离调制电路消除输入信号对射频电路的影响,信号直接耦合,性能稳定编码信号可以直 接连接到 f05c 的数据输入端。 接收模块 j04e 采用独特的超再生电路结构,内含放大整 形,输出数据信号可以直接至解码器,使用极为方便,是一种性价比较好的超再生模 块。,j04e 具有极低功耗,3v 时只消耗 0.2ma 电流,可长期处于待机状态。 编解码器 pt2262/2272 是一种 cmos 工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路。 发 送端 pt2262 输出 12 位编码,高 8 位为地址,低 4 位为数据。 发送时以高位在前,低位在 后的顺序逐次发送这 12 位码,其中地址码的逻辑状态为“0”,“1”,“悬空”,数据码 的逻辑状态为“0”,“1”。接收端 pt2272 接收到的地址与自身设置的地址相同时, 才将接收到的数据进行解码,并输出。 pt2262 编码器的 a0a7 引脚为地址引脚,每一位有三种逻辑状态： “1”,“0”,“悬空” ,任意组合可提供 6561 个地址码; d0d3 引脚为数据引脚,每一 位有“0”,“1”两种状态; osc1,osc2 为震荡器引脚,外接振荡电阻就可以产生振 荡;te 引脚为发送使能端,给它一个低电平,就可以触发振荡器产生振荡,地址和输入 的数据一起被编码,经 dout 引脚输出经调制的串行数字信号,8 位地址码和 4 位数据码 组成一个码字,a0 为首位。pt2272 是与 pt2262 配对的解码器,其中地址码 a0a7 的设 置必须与 pt2262 相同才能将接收到的数据锁存并输出;din为数据输入引脚,vt为有效 输出解码有效确认输出端(常低),解码有效变成高电平。 pt2262 每次发射时至少发射 4 组字码,解码芯片 pt2272 接收到信号后,其地址码经过两次比较核对后,vt 引脚才输出 高电平,与此同时接收到的数据 d0d3 锁存并输出。 c） 、图书馆座位信息的反馈与显示 平常 机 显示屏 压 力 传 感器 4 当同学坐在凳子上时，压力传感器将数据传到机上，通过机，显示屏上在 相应的教室区域有座数；离开后，同理，屏在相应的区域无座数 。 2)研拟解决的关键问题及重点难点： 关键问题及解决：压力传感器与机之间的数据传递通过无线局域网，应用单片机 技术，采用无线压力传感器. 机与显示屏之间数据的传递应用电路仿真软件和语言开 发工具编程软件系统 3.拟采取的研究方案及可行性分析（包括有关方法、思路或技术路线，实验或调查手段、 关 键技术等说明） 1)调查手段： （1）通过对图书馆工作人员以及学生做问卷调查的方式了解他们对目前图 书馆的管理运作以及座位，占座的看法，态度以及建议。 （2）通过调查图书馆的运作情况以及座位，占座方面的情况，写出图书馆在座位管理 方面存在的问题。 2）设计思路：通过建立一个和座位连接的传感器来及时反馈座位信息，并通过无线传 输的方式将此信息传输到图书馆大屏幕，为学生提供座位信息，同时信息及时传输反馈到管 理员 pc 方便管理员管理图书馆，提高管理员工作效率。 3)关键技术： （1）压力传感器。 （2）无线 采用无线发射接收模块,结合单片机控制,设计一种压力传感器的无线数据传输系统 4.本项目的特色（主要观点）和创新之处 i.打破了传统的图书馆管理制度，建立完整的系统来管理和约束学生占座这个问题。 ii. 将数字化和智能化的理念运用到座位管理系统中。 iii.提高图书馆的工作效率，合理利用和分配学校的资源。 iv. 应用无线方式传播和接收座位信息，速度快，准确性高，并且符合数字化校园的宗旨。 5.年度研究计划与预期研究成果 第一阶段调研与数据采集（附表见最后）分析数据，根据国内外的研究确定研究方 向。 第二阶段完成电路的构建，模拟，仿真，找出电路的问题并对此进行讨论研究 5 第三阶段制作模型，进行实际操作，进行调试与实践，并对所出现的问题进行最后 的调整和改进。 6.前期工作条件积累 6.1 工作条件 学院先进的计算机机房设备为本课题提供良好的网络环境，同时学校丰富的数据库资料来 源为本课题研究院得顺利完成提供了基础。 学院有一批进行多年研究并具有丰富经验的老师为我们指导，并提出宝贵的建议。 我们的扎实的专业知识也为本课题提供了基础。语言，信号与系统，高频电路等 6.2 项目前期工作积累 本团队学过数理统计，具备了对数据的处理分析能力； 学过课程及电路仿真软件，可以进行仿真电路的设计； 已经学习过语言编程，具备了一定的编程能力； 学习了高频电子线路、模拟电路。 、数字电路，懂得无线电数据的发射，接收和/、 /转换 三、申请资助金额和经费预算 项目经费资金总额（单位：元） ： 预算支出科目 支 出 金 额 （元） 预算根据及理由 图书资料、复印、打印费 购买和借阅相关数据材料， 资料及工作文档的复印、 打印 实验器件费用单片机、无线传感器、相应的芯片、电池、导线 测试费用对项目实验测试分析、优化 经费合计： 6 四、指导教师简况及工作 姓名性别民族党派年龄 最终学历学位职称职务 所在院系研究方向 通讯地址联系电话 指导教师近五年科研项目 序号项目名称项目来源总经费批准时间完成情况 指导教师近五年的研究成果（包括获奖、