图书馆座位智能管理系统

学校代码 10126 学号 分类号 密级 本科毕业论文 设计 图书馆座位智能管理系统的设计 学院 系 专业名称 年 级 学生姓名 指导教师 年月日 图书馆座位智能管理系统的设计图书馆座位智能管理系统的设计 摘摘要要 设计了一套功能较为完善的自习座位管理系统 以解决高校图书馆学生占 座问题 首先对系统的功能模块进行了分析 然后介绍了系统的流程设计及实现方 式 关关键键词词 图书馆 座位 智能化 DESION OF THE SEATING MANAGEMENT SYSTEM IN THE UNIVERSITY LIBRARY Author fan dao er ji Tutor zhu gai ge Abstract In 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 目录 1 绪论 1 1 1 图书馆座位智能管理系统产生背景 1 1 2 图书馆座位智能管理系统的研究意义 1 1 3 图书馆座位智能管理系统国内外研究现状及发展动态分析 1 1 4 图书馆座位智能管理系统的功能 2 2 图书馆座位智能管理系统的方法实现 2 3 图书馆座位智能管理系统的方案设计 3 3 1 图书馆座位智能管理系统的模型 3 3 2 图书馆座位智能管理系统的硬件设计 3 3 3 图书馆座位信息采集和发送装置 信息接收和信息处理装置设计方案 4 4 系统软件设计 5 5 本系统设计的关键技术 6 6 本系统设计的特色和创新之处 6 结论 7 参考文献 8 第 0 页 图书馆座位智能管理系统的设计图书馆座位智能管理系统的设计 1 绪论绪论 1 11 1 图书馆座位智能管理系统产生背景图书馆座位智能管理系统产生背景 内蒙古大学大学 北校区 图书馆现有总阅览座位 15000 多席 然而阅览室 自 习室等资源丰富 安静舒适的地方座位却仍然不能满足学生的需求 每逢大小考试 图书馆更是人满为患 一 座难求 而有些学生却往往难以做到自觉遵守图书馆规定 人离开后 仍然利用书本 电脑 等物品占座 损害了其他同学的利益 浪费了图书馆 的资源 有时甚至引起同学间的误会和矛盾 给广大读者提供一个文明有序的学习环境 维护图书馆良好的阅读秩序 保证阅览室 座位有效公平地使用 东南大学图书馆一直严格执行禁止占座的规定 然而苦于座位 太多 管理员即使想要遏制占座之风 也往往是有心无力 顾此失彼 久而久之 严 禁占座的规定 也就成为了一纸空文 日益严重的占座现象已经造成了恶劣的影响 本项目就是在这种背景下研发的 1 21 2 图书馆座位智能管理系统的研究意义图书馆座位智能管理系统的研究意义 本项目设计的图书馆占座管理系统将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 31 3 图书馆座位智能管理系统国内外研究现状及发展动态分析图书馆座位智能管理系统国内外研究现状及发展动态分析 1 3 1 目前 目前 图书馆的藏书资源 目录资源 干部资源和劳动成果资源等都实现 了计算机管理 唯独座位资源还停留在人工管理阶段 利用现代化管理手段 实现座位 资源计算机网络化管理 对图书馆的座位进行合理调配 提高座位资源的利用率 这才是 解决占座问题的关键 1 3 2 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 第 1 页 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 41 4 图书馆座位智能管理系统的功能图书馆座位智能管理系统的功能 1 4 1 能准确地感应管理范围内的桌上是否有课本 笔记本电脑等物品 1 4 2 能准确地感应管理范围内与桌子对应的座位上是否有人 1 4 2 如果桌子上有物品而座位上没人 能够判断出该占座的人是暂时离开还是违反 规 定的恶意占座 1 4 3 如果是恶意占座 能够通过恰当的方式提醒图书馆管理员收书 2 图书馆座位智能管理系统的方法实现图书馆座位智能管理系统的方法实现 2 1 所设计的占座管理系统应该能够有效地判断是否有人违规占座 故需使用重力传 感器来 准确地检测桌上是否有书和座位上是否有人 2 2 系统应使用必要的输出设备实时提示管理员监测区域内的占座情况 故可使用蜂鸣 器来提示管理员管理区域内是否有人占座 使用 LED 显示被占座位号 2 3 系统需用控制器来分析处理传感器的检测输入信息 从而控制输出设备的输出信 息 故考虑使用单片微型计算机作为控制器 2 4 项目的使用环境为内蒙古大学图书馆 故应测试各个传感器和芯片在该环境下的 工作 情况 确定使系统稳定准确工作的各项参数 综上 图书馆占座现象管理器的一种可实现方法为 以图书馆桌子为基台通过 重力电阻感知凳子上的物品 通过重力传感器感知座位上是否有人的信息给单片机 单片机通过查询传感器的状态来判断管理区域内是否有座位上有书没人 若是 则单片机开始计时 如果一段时间内该座位一直无人 则单片机通过蜂鸣器提醒图 书管理员有座位被违规占用 同时通过 LED 显示器指示座位号 如果规定时间内 第 2 页 有人回来 则单片机清该位置状态标志位 重新查询 3 图书馆座位智能管理系统的方案设计图书馆座位智能管理系统的方案设计 通过对占座管理系统进行功能分析 分模块设计出基本电路后 我们使用 Proteus 软件进行仿真 在仿真基本通过后 我们选购了项目所需的各种元器件和传感器 在 面包板上进行 搭接实验 实物搭接验证成功后 我们使用 Altium Designer 软件绘制 硬件电路原理图 并 生成 PCB印制电路板图 送交厂家加工 最后我们在加工出来 的电路板上焊接元器件 验证电路 加工包装 3 13 1 图书馆座位智能管理系统的模型图书馆座位智能管理系统的模型 图书馆座位智能管理系统的设计总体包括三部分 无线传感器数据的收发 PC 机 数据的处理 LCD 上数据的显示 模型如下 图1 图书馆座位智能管理系统模型 简述说明 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 机上将计数器激活 LED 显示屏上在相应的教室区域有座数 计时器开始计时 在 30min 内未返回 该座位自动显示空座 LED 屏在相应的区 域无座数 3 23 2 图书馆座位智能管理系统的硬件设计图书馆座位智能管理系统的硬件设计 硬件设计采用单片机最小系统 控制功能模块和显示功能模块焊在系统电路板上 第 3 页 传感器模块独立在系统电路板外 用信号线与系统电路板上的单片机相连 硬件电路 结构图如图2所示 图2 硬件结构框架图 3 33 3 图书馆座位信息采集和发送装置 信息接收和信息处理装置设计方案图书馆座位信息采集和发送装置 信息接收和信息处理装置设计方案 图3 信息采集和发送装置 图 4 信息接收和信息处理装置 信息采集和发送装置 信息接收和信息处理装置设计方案 第 4 页 信息采集和发送装置部分包括传感器 信号预处理电路 数模转换及数据发送 模块 该系统采集主要以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 信息接收和信息处理装置是将收到的信号进行解调 然后送入解码器解码 解码出 数据并送给 PC 机 4 系统软件设计系统软件设计 在分析占座管理器所要实现的功能后 我们绘制出程序流程图 并结合硬件电路 使用 Keil 软件编写单片机程序 程序流程图如图6所示 图 5 程序框图 第 5 页 5 本系统设计的关键技术本系统设计的关键技术 5 15 1 压力传感器与 PC 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 5 25 2 PC 机与 LCD 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 6 本系统设计的特色和创新之处本系统设计的特色和创新之处 6 16 1 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 6 26 2 将数字化和智能化的理念运用到座位管理系统中 6 36 3 提高图书馆的工作效率 合理利用和分配学校的资源 6 46 4 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 第 6 页 结论结论 占座现象是当前高校图书馆实际存在的问题 虽然本系统的功能设计力求完善 但 也难免会出现顾此失彼的缺陷 主要有以下几点 1 数据传输问题 由于每个学校图书馆大小不同 对于无线接收设置提出了考 验 2 资源利用问题 由于这个设备从凳子与桌子是否有一定重量的物体来判断是 否有人 需要更多的传感器与电源 3 存在一定的判断误差 由于规定时间与规定重量的设置 如果人离开 30min 后 学生刚好回来存在冲突 还有如果在学习期间有的同学突然有事 离座的时间超 过 30min 不能为其保留座位 总之 现代技术是为人服务的 但服务效果的好坏还受到其他一些因素的影响 比 如人自身的主观因素 客观环境因素等等 因此 学校还须坚持抓好学生的道