圖書館智能還書分類系統(tǒng)演示平臺開發(fā)與設(shè)計(jì)

徐豪輝 　楊朝江　王懷宇　陳珂

摘要：由于原來手工管理經(jīng)常出現(xiàn)問題，如效率低、易出錯、手續(xù)繁瑣，還耗費(fèi)大量的人力和物力。為了解決這些問題，該項(xiàng)目基于物聯(lián)網(wǎng)的思想擬開發(fā)一個圖書館智能還書分類系統(tǒng)動態(tài)演示平臺。本設(shè)計(jì)融合了無線通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、電機(jī)控制技術(shù)、GSM-gprs短信模塊及自主開發(fā)的上位機(jī)軟件可了解歸還書籍的相應(yīng)信息。實(shí)踐證明，本系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的自動化管理，解放了勞動力。同時還降低了圖書館用工的成本，有利于資源的有效配置。

Abstract： The original manual management often has problems， such as low efficiency， error prone， cumbersome procedures， and a lot of manpower and material resources. In order to solve these problems， the project develops a dynamic demonstration platform of intelligent library book classification system based on the idea of the Internet of things. The design fuses the wireless communication technology， sensor technology， microcontroller technology， motor control technology， GSM-gprs SMS module and has the independent development of the PC software to understand the corresponding returning information. Practice has proved that this system can realize the automatic management of the modernization， and liberate the labor force. At the same time， it also reduces the cost of the library and it is benefit for the effective allocation of resources.

關(guān)鍵詞：還書分類出錯；高效率；智能系統(tǒng)

Key words： error of the book returning classification；high efficiency；intelligent system

中圖分類號：G252.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）05-0180-02

0 引言

當(dāng)今世界是飛速發(fā)展的信息時代，各行各業(yè)都離不開計(jì)算機(jī)的信息處理，因而產(chǎn)生了許多自動化管理系統(tǒng)。使用自動化管理系統(tǒng)不僅提高了工作效率，而且大大地提高了其準(zhǔn)確性。尤其對于復(fù)雜的信息管理，自動化管理系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮它的優(yōu)越性：快速操作、智能分析、海量存儲和長期保存等等。而現(xiàn)今各大學(xué)的圖書館還書分類還是靠人工管理，不僅效率低、易出錯、手續(xù)繁瑣，還耗費(fèi)大量的人力和物力。所以圖書館還書分類的自動化管理已經(jīng)是時代的需要了。

1 對圖書館自動化管理系統(tǒng)國內(nèi)的研究現(xiàn)狀

我國圖書館自動化系統(tǒng)的研究始于上世紀(jì)年70代中期，但由于缺乏統(tǒng)一的組織與協(xié)調(diào)，其技術(shù)發(fā)展在相當(dāng)長時期內(nèi)，停留在單機(jī)和局域網(wǎng)應(yīng)用階段。直至90年代后期，才慢慢跟上國外圖書館自動化系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展潮流。近十幾年來我國圖書館的館舍建筑、硬件設(shè)施、資源建設(shè)等各個方面的條件都有了很大的變化和發(fā)展。對人員隊(duì)伍建設(shè)日益重視。從總體上看，圖書館管理水平有了較大的提高。

目前我國國內(nèi)大多數(shù)圖書館設(shè)有簡單的庫存圖書查閱系統(tǒng)和圖書出借/返還登記系統(tǒng)，但大多數(shù)圖書出借及圖書返還歸分類的工作還是由圖書館工作人員手動操作完成，這不僅不利于圖書出借與返還效率的提高，浪費(fèi)了讀者和圖書館工作人員雙方寶貴的時間，同時還造成了圖書館用工成本的增加，不利于資源的有效配置。而且圖書分類工作具有較強(qiáng)的業(yè)務(wù)性，其質(zhì)量高低與藏書利用情況及讀者閱讀質(zhì)量密切相關(guān)，尤其是網(wǎng)絡(luò)時代環(huán)境下，如何做好圖書館的圖書歸還后的分類工作，保證分類質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)資源共享成為當(dāng)務(wù)之急。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

將圖書館還書歸類自動化物聯(lián)網(wǎng)化是解決人工還書分類繁瑣、易出錯的一個重要途徑，利用條形碼掃描槍可對歸還的書籍進(jìn)行信息的采集，利用無線傳輸模塊可使檢測端遠(yuǎn)程控制推送端的工作情況，利用光電傳感器可有效檢測書籍位置，并且結(jié)合推送端的步進(jìn)電機(jī)將歸還后的書籍準(zhǔn)確的推入相應(yīng)庫中，利用GSM短信傳輸模塊可使工作人員遠(yuǎn)程了解書庫情況，當(dāng)書庫滿時可以及時提醒工作人員進(jìn)行清理，同時運(yùn)用紫外線燈光對歸還的書籍進(jìn)行殺菌，防止書籍霉變，極大的延長了書籍的壽命而且還保護(hù)了讀者的健康安全。

3 系統(tǒng)工作原理

硬件部分：本系統(tǒng)的控制核心采用單片機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及智能控制，整個演示平臺主要由檢測端與推送端組成。檢測端包括掃描槍掃描部分、12864液晶顯示部分、nRF24L01無線通信部分。推送端包括步進(jìn)電機(jī)推送部分、上位機(jī)顯示部分和光電傳感器部分。條形碼掃描槍采集數(shù)據(jù)后將信息傳送給檢測端進(jìn)行分析、判斷并將書籍信息顯示在LCD顯示屏上同時利用nRF24L01無線通信模塊對推送端發(fā)出相應(yīng)指令，推送端接收到指令后結(jié)合光電傳感器的信號控制步進(jìn)電機(jī)對書籍進(jìn)行推送入庫。

軟件部分：系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括顯示端上位機(jī)軟件與檢測、推送等的下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)。主控端需要通過nRF24L01對檢測點(diǎn)進(jìn)行控制，包括啟動檢測節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸，在收到數(shù)據(jù)后主控端還要將數(shù)據(jù)顯示出來，一旦檢測到書籍條形碼信息，將啟動整個系統(tǒng)。整個過程流暢、迅速，不浪費(fèi)每一分鐘大大節(jié)省了讀者與圖書館工作人員雙方寶貴的時間。

系統(tǒng)檢測端的工作原理及流程如圖1所示。

系統(tǒng)推送端的工作原理及流程如圖2所示。

4 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

為檢驗(yàn)系統(tǒng)工作是否穩(wěn)定、可行，本小組對演示平臺做了六次實(shí)驗(yàn)。每次實(shí)驗(yàn)都對四個書庫的書籍分別進(jìn)行歸還4次，以達(dá)到演示程序設(shè)定的“書庫存滿”時的工作情況（GSM模塊給工作人員發(fā)送短信，提醒其及時清空書庫），同時達(dá)到對各個推送點(diǎn)進(jìn)行推送測試。測試時，每次分別間斷性的掃描同一書庫書4次進(jìn)行還書操作，以保證每次還書都能準(zhǔn)確有序。在實(shí)驗(yàn)中，各個功能模塊均正常工作，且各個書庫的書也均能基本正常入庫。系統(tǒng)整體性能測試如表1所示。

通過本次測驗(yàn)，說明本系統(tǒng)能對各個書籍信息進(jìn)行準(zhǔn)確收集，無線通信模塊能夠準(zhǔn)確的傳輸數(shù)據(jù)信息，出錯率較低。各個步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)基本正?？煽浚€(wěn)定性較好，并且各部件工作正常，能夠完成預(yù)計(jì)的推書入庫，說明本設(shè)計(jì)是穩(wěn)定、可行的。

5 系統(tǒng)應(yīng)用價值

圖書館蘊(yùn)藏著大量的歷史與文化，是重要的文化資源，大學(xué)圖書館作為大學(xué)生學(xué)習(xí)與尋求知識的重要場所，只有大學(xué)圖書館在得到有效分類管理下，才能確保大學(xué)生在閱讀，尋找資料過程中更便捷、準(zhǔn)確。而且隨著我國科技、文化和教育事業(yè)的快速發(fā)展，未來我國圖書館數(shù)量的增長將呈明顯上升的趨勢。目前我國國內(nèi)大多數(shù)圖書館僅設(shè)有簡單的庫存圖書查閱系統(tǒng)和圖書出借/返還登記系統(tǒng)，但大多數(shù)圖書出借及圖書返還后歸位的工作還是由圖書館工作人員手動操作完成，這不僅不利于圖書出借與返還效率的提高，浪費(fèi)了讀者和圖書館工作人員雙方寶貴的時間，同時還造成了圖書館用工成本的增加，不利于資源的有效配置。

本系統(tǒng)是一個針對學(xué)校圖書館的圖書分類管理的系統(tǒng)集圖書的歸還與分類于一身，著力于解決原來手工分類管理出現(xiàn)的問題，如效率低、易出錯、繁瑣，還耗費(fèi)大量的人力和物力，旨在實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的自動化管理，解放勞動力。同時還降低了圖書館用工的成本，有利于資源的有效配置。本系統(tǒng)還具有還書分類功能強(qiáng)大、適用范圍廣、自動化程度高、生產(chǎn)成本低，較目前市面上其他還書系統(tǒng)還書速度快；購置安裝成本低，性價比高；安裝、操作簡易快捷等優(yōu)點(diǎn)?？梢姳緢D書館智能還書分類系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計(jì)有著很好的應(yīng)用前景。

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