CN108508783B - 图书借还智能管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种图书借还智能管理系统，其中包括控制装置、分书装置、整书装置、红外传感器、升降装置和图书扫码器，本发明还涉及一种实现图书借还智能管理的方法，分为还书模式和借书模式。采用本发明的图书借还智能管理系统及方法，利用升降装置，准确推断图书被取走的位置信息，使控制装置能够正确控制分书装置移动到相应位置，利用图书扫码器查找相应的图书借阅记录，从而在还书时，使图书放置到初始位置，减少图书管理员的后续整理工作量，利用整书装置在适当情况下将图书推拢，去除空隙，防止因图书长时间斜倾导致的变形损坏，使图书排列整齐美观，此外采用机械结构、减少传感器的使用，简化结构，降低成本，具有更广泛的应用范围。

Description

图书借还智能管理系统及方法

技术领域

本发明涉及图书管理领域，尤其涉及图书智能管理领域，具体是指一种图书借还智能管理系统及方法。

背景技术

在我们从书架上拿取图书时，常遇到以下几个问题：把图书从书架上取下时，两侧图书倒下，想要再次将书放回原位需要先将两侧图书扶正却腾不出手；图书放置过紧，放书时图书封面易被折损；图书被借走后留下空位，剩余图书东倒西歪影响美观等等，这些问题不断地发生在图书馆、阅览室、书店等地方，不仅打扰看书心情，还容易造成图书损坏。目前，对以上问题的解决方案仍然是使用书立这样的原始设备，尚不能对书架上的图书进行有效的整理与保护，并且不符合当下智能化的趋势。本发明可用于解决上述问题，使取书放书变得轻松方便，同时可以有效引导读者归还图书，减少图书管理人员的工作量。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种利用图书扫码器检测书架存放图书的借阅状况，利用升降装置感应被取图书位置，再配合分书装置与整书装置进行整理图书实现从而智能整理书架并保持书架整洁美观的图书借还智能管理系统及方法。

为了实现上述目的，本发明的图书借还智能管理系统及方法具有如下构成：

该图书借还智能管理系统，其主要特点是，所述的系统包括控制装置、分书装置、整书装置、红外传感器、升降装置和图书扫码器，其中：

所述的控制装置用以接收并处理来自所述的红外传感器的红外信号、来自所述的升降装置的开闭信号和来自所述的图书扫码器的编码信号，根据处理结果控制所述的分书装置，所述的整书装置和所述的升降装置，以及存储图书对应的借阅信息和位置信息；

所述的分书装置用以插入图书之间，将图书往左右两边推开并在图书之间留下空隙；

所述的整书装置用以在所述的分书装置推开图书时与所述的分书装置联动，以及将有空隙的图书推拢；

所述的红外传感器用以在人员靠近时触发，并将得到的红外信号传输给所述的控制装置；

所述的升降装置用以检测图书相应位置的存放状态，并将得到的开闭信号传输给所述的控制装置，以及根据所述的控制装置的指令升降；

所述的图书扫码器用以采集图书的编码信息，并将相应的编码信号传输给所述的控制装置。

进一步地，所述的分书装置包括分书器驱动电机、分书器移动轮、分书器移动轨道、分书器和分书杆，其中：

所述的分书器驱动电机与所述的控制装置连接，用以驱动所述的分书器移动轮在所述的分书器移动轨道上滚动，使所述的分书器在所述的书架上左右移动；

所述的分书杆设置于所述的分书器上并跟随所述的分数器移动，用以插入图书之间，将图书往左右两边推开并在图书之间留下空隙。

进一步地，所述的整书装置包括整书板驱动电机、整书板移动轮、整书板移动轨道、整书板连接杆和整书板，其中：

所述的整书板驱动电机与所述的控制装置连接，用以驱动所述的整书板移动轮在所述的整书板移动轨道上滚动，使所述的整书板在所述的书架上左右移动；

所述的整书板连接杆用以连接所述的整书板驱动电机、所述的整书板移动轮和所述的整书板；

所述的整书板用以在所述的分书装置推开图书时与所述的分书装置联动，以及将有空隙的图书推拢。

进一步地，所述的升降装置包括升降板组、开关组、弹簧组、铁片组和电磁铁，其中：

所述的电磁铁与所述的控制装置连接，所述的开关组与所述的控制装置连接，所述的升降板组设置于图书放置位置处并与所述的弹簧组连接，所述的升降板组设置有铁片组，所述的升降板组包括数个升降板；

所述的弹簧组用以将被取走图书对应的升降板弹起，所述的开关组改变对应的开关状态，并将该开关信号发送给所述的控制装置；

所述的电磁铁用以吸引所述的铁片组将相应的升降板下降。

进一步地，所述的控制装置分为顶部控制装置和底部控制装置，所述的顶部控制装置用以接收并处理来自所述的红外传感器的红外信号，所述的底部控制装置用以接收并处理来自所述的升降装置的开闭信号和来自所述的图书扫码器的编码信号，所述的顶部控制装置和所述的底部控制装置之间相互通信。

更进一步地，所述的系统还包括无线传感模块，所述的顶部控制装置和底部控制装置通过所述的无线传感模块通信。

此外，本发明还提供一种基于图书借还智能管理系统实现图书借还智能管理的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：

(1)所述的控制装置根据接收到的信号判断为还书模式还是借书模式，如果是还书模式，则继续步骤(2)，如果是借书模式，则继续步骤(6)；

(2)所述的控制装置控制所述的分书装置移动到还书的相应位置，所述的分书装置插入图书之间，所述的分书装置将图书往左右两边推开；

(3)若所述的控制装置接受到所述的红外传感器触发的红外信号，则继续步骤(4)，否则继续步骤(5)；

(4)所述的控制装置控制所述的分书装置归位，并且所述的控制装置记录已还书的借阅信息和相关图书的位置信息；

(5)所述的控制装置控制所述的分书装置归位，并控制所述的整书装置将有空隙的图书推拢；

(6)所述的控制装置控制所述的分书装置移动到借书的相应位置，所述的分书装置插入图书之间，所述的控制装置控制所述的整书装置与所述的分书装置联动将图书往左右两边推开；

(7)若所述的控制装置接受到所述的红外传感器触发的红外信号，则所述的控制装置控制升起的升降装置下降，并控制所述的分书装置归位，否则继续步骤(8)；

(8)所述的控制装置所述的控制装置控制升起的升降装置下降，控制所述的分书装置归位，以及控制所述的整书装置将有空隙的图书推拢；

(9)所述的控制装置记录已借书的借阅信息和相关图书的位置信息。

进一步地，所述的控制装置根据接收到的信号判断为还书模式还是借书模式，包括以下步骤：

(1.1)所述的控制装置判断接收到的信号是否为所述的图书扫码器发送的编码信号，如果是，则判断为还书模式，如果不是，则继续步骤(1.2)；

(1.2)所述的控制装置判断接收到的信号是否为所述的升降装置发送的开闭信号，如果是，则判断为借书模式，如果不是，则继续等待。

进一步地，所述的控制装置控制所述的分书装置移动到还书的相应位置，具体为：

所述的控制装置根据接收到的编码信号查找相应的借阅信息，并控制所述的分书装置移动到还书的相应位置。

进一步地，所述的控制装置控制所述的分书装置移动到借书的相应位置，具体为：

所述的控制装置根据接收到的开闭信号查找相应的借阅信息，并控制所述的分书装置移动到借书的相应位置。

更进一步地，所述的升降装置包括与图书放置位置对应的数个升降板，所述的控制装置根据接收到的开闭信号查找相应的借阅信息，具体为：

所述的控制装置根据接收到的开闭信号查找相应的升降板的位置，由此得到该升降板对应图书的借阅信息和位置信息。

采用了该发明的图书借还智能管理系统及方法，具有以下特点和创新点：

(一)利用升降装置，准确推断图书被取走的位置信息，使控制装置能够正确控制分书装置移动到相应位置；

(二)采用机械结构、减少传感器的使用，简化结构，降低成本，具有更广泛的应用范围；

(三)利用图书扫码器查找相应的图书借阅记录，从而在还书时，使图书放置到初始位置，减少图书管理员的后续整理工作量；

(四)利用整书装置在适当情况下将图书推拢，去除空隙，防止因图书长时间斜倾导致的变形损坏，使图书排列整齐美观。

附图说明

图1为本发明的图书借还智能管理系统的右视图。

图2为本发明的图书借还智能管理系统的具体实施例的结构图。

图3为本发明的图书借还智能管理方法的流程图。

图4为本发明的图书借还智能管理系统处于原始状态的示意图。

图5为本发明的图书借还智能管理方法的第一、二实施例的示意图。

图6为本发明的图书借还智能管理方法的第一、二实施例的示意图。

图7为本发明的图书借还智能管理方法的第一实施例的示意图。

图8为本发明的图书借还智能管理方法的第二、三实施例的示意图。

图9为本发明的图书借还智能管理方法的第三实施例的示意图。

图10为本发明的图书借还智能管理方法的第三实施例的示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

如图1所示，为本发明的图书借还智能管理系统的右视图，该系统主要包括：无线传感模块1，单片机2，蓄电池3，顶部外壳4，分书器驱动电机5和6，分书器移动轮7和8，分书器移动轨道9，整书板驱动电机10，整书板移动轮11，整书板移动轨道12，红外探头13和14，分书杆15和16，分书杆驱动电机17和18，整书板连接杆19，整书板20，升降板组21，整书板移动轮22，整书板移动轨道23，开关组24和25，铁片组26，图书扫码器27，底部外壳28，单片机29，无线传感模块30，弹簧组31，电磁铁32，蓄电池33，若干控制线34和若干电源线35。

其中，单片机2用于接收来自无线传感模块1的信号与来自红外探头13和14的信号，经过分析处理，控制分书器驱动电机5、6和分书杆驱动电机17、18以及整书板驱动电机10启动或停止；单片机29用于接收来自开关组24、25的开闭信号和来自图书扫码器27的编码信号，经过分析处理，控制无线传感模块31发送信号，控制电磁铁32通、断电；无线传感模块1用于接收来自无线传感模块30的信号；无线传感模块30用于向无线传感模块1发送信号，两者联合用于沟通顶部控制组和底部控制组，使两者联合工作；蓄电池3用于给无线传感模块1、单片机2、红外探头13和14、分书器驱动电机5和6、整书板驱动电机11供电；分书器驱动电机5和6用于驱动分书器移动轮7和8在轨道9上滚动，从而使分书器左右移动；分书杆驱动电机17和18用于驱动分书杆15和16转动；分书杆15和16用于插入图书之间，推开图书，留下空隙；红外探头13和14用于检测还书动作，并向单片机2发送信号；整书板驱动电机10用于驱动整书板20移动轮11在轨道12上滚动，从而使整书板20左右移动；整书板连接杆19用于连接整书板20、驱动电机10和移动轮22；整书板20用于将图书推拢，除去取走图书留下的空位；升降板组21在图书被拿走时升起，使开关组24和25对应位置闭合；图书扫码器27用于扫描图书上的条形码，从而使单片机29记录图书借阅与归还情况；弹簧组31用于在图书被拿走后将对应位置的升降板弹起；电磁铁32用于吸引铁片组26，从而使升降板组21下降；蓄电池33用于给图书扫码器27、单片机29、无线传感模块30供电；控制线34用于传输控制信号；电源线35用于传输电能。

如图2所示，为本发明的图书借还智能管理系统的一个具体实施例的结构图，其中：

1和15是无线传感模块，使用AS10-M4463D-SMA无线模块；2和16是单片机，使用F10单片机；3和17是电源，要求能够给电机与控制系统供电；4、5、6、7、10均为电机驱动器与电机，可以使用步进电机驱动器2M542或42BYG行星金阿苏步进电机；8和9为分书杆，要求质地较硬，且表面光滑；11为整书板连接杆，12为整书板，要求质地较硬；13为条形电磁铁，其磁力为50N；14为图书扫码器，使用ZEBEX Z-5190免持式条码扫描器，18为图书；19为书架外壳，20为控制线，21为电源线。

如图3所示，为本发明的图书借还智能管理方法的流程图，包括以下步骤：

1.电源开启，系统参数初始化；

2.单片机是否收到图书扫码器检测到的编码信号，若是，则认为有人需要还书，进入还书模式，继续执行子流程(一)；若否，则由单片机检测是否进入借书模式，若是，则继续执行流程(二)，否则等待接收下次信号；

子流程(一)：

(1)分书器移动到该图书所对应位置，分书杆下压插入两书中间；

(2)分书器左侧部带动左侧分书杆向左移，分书器右侧部带动右侧分书杆向右移，同时整书板也向右移动，三者同时工作完成分书工作；

(3)单片机检测分书时间是否超过10s，若超过10s，则分书器左侧部带动左侧分书杆右移、分书器右侧部带动右侧分书杆左移，左右分书杆收缩，分书器回到最左端，分书装置归位，同时整书板向左移将有空隙的图书推拢；若未超过10s，则单片机检测红外探头是否在2cm内被触发，若触发，则分书器带动分书杆收缩，分书装置归位，继续步骤(4)，若未触发，则继续检测分书时间；

(4)单片机记录已还书的借阅信息和位置信息、被移动图书的位置信息。

子流程(二)：

(1)单片机通过检测各升降板对应的开关两端电阻是否为0，若该开关为0，则进入借书模式，分书器移动到相应升降板所在位置，分书杆下压插入两书之间，分书器左侧部带动左侧分书杆左移，分书器右侧部带动右侧分书杆右移，完成分书工作，并继续步骤(2)；若所有开关都不为0，则从头开始继续检测；

(2)单片机是否收到图书扫码器检测到的编码信号，若是，则分书器左侧部带动左侧分书杆右移，分书器右侧部带动右侧分书杆左移，分书杆收缩，分书器回到最左端，分书装置归位，同时整书板左移将有空隙的图书推拢，单片机记录该升降板对应图书的借阅信息和位置信息、被移动图书的位置信息；若否，则检测分书时间是否超过30s，若超过30s，则分书装置回归，同时整书板左移将有空隙的图书推拢，；若未超过30s，则单片机检测红外探头是否在2cm内被触发，若触发，则分书杆收缩，分书器回到最左端；若未触发，则单片机继续判断是否收到图书扫码器检测到的编码信号。

如图4所示，为本发明的图书借还智能管理系统处于原始状态的示意图，图书排列整齐。

如图5～7所示，为本发明的图书借还智能管理方法的第一实施例的示意图，由此表述取书浏览并在短时间内放回的情况。如图5所示，某处书架上的一本图书被取走，对应位置升降板弹起，升降板对应位置开关闭合，单片机控制分书装置移向此位置。如图6所述，分数装置的分书杆下压，插入图书中，分书器左侧部带动左侧分书杆左移，分书器右侧部带动右侧分书杆右移，推开两侧倾倒的图书，留下空位，整书板可同时向右移动。如图7所示，图书被放回原位，红外探头被近距离触发，分书杆回位，电磁铁吸引升降板下降，分书器装置向左移，回归原位。

如图5、6、8所示，为本发明的图书借还智能管理方法的第二实施例的示意图，由此表述取书并借书时的情况。如图5所示，某处书架上的一本图书被取走，对应位置升降板弹起，升降板对应位置开关闭合，单片机控制分书装置移向此位置。如图6所示，分书杆下压，插入图书中，分书器左侧部带动左侧分书杆左移，分书器右侧部带动右侧分书杆右移，推开两侧倾倒的图书，留下空位。如图8所示，图书扫码器感应到编码信号，电磁铁吸引升降板下降，分书杆回位，两分书器均向左移，回归原位，整书板左移，使图书再次排列整齐。

如图8～10所示，为本发明的图书借还智能管理方法的第三实施例的示意图，由此表述还书时的情况。如图8所示，单片机收到图书扫码器检测到的编码信号，单片机控制分书器移动到该图书原始位置。如图9所示，分书杆下压，插入图书之间，整书板右移，分书器左侧部带动左侧分书杆左移，分书器右侧部带动右侧分书杆右移，推开两侧图书，留下空位。如图10所示，图书被放回，红外探头被近距离触发，分书杆回位，分书装置向左移动，回归原位。

上述实施例均将整书板设置在书架右侧，在实际中整书板可以根据具体情况放置在书架任意位置，如左侧，左右两侧等。

采用了该发明的图书借还智能管理系统及方法，具有以下特点和创新点：

(一)利用升降装置，准确推断图书被取走的位置信息，使控制装置能够正确控制分书装置移动到相应位置；

(二)采用机械结构、减少传感器的使用，简化结构，降低成本，具有更广泛的应用范围；

(三)利用图书扫码器查找相应的图书借阅记录，从而在还书时，使图书放置到初始位置，减少图书管理员的后续整理工作量；

(四)利用整书装置在适当情况下将图书推拢，去除空隙，防止因图书长时间斜倾导致的变形损坏，使图书排列整齐美观。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (8)

1.一种图书借还智能管理系统，所述的系统设置于书架上，其特征在于，所述的系统包括控制装置、分书装置、整书装置、红外传感器、升降装置和图书扫码器，其中：

所述的控制装置用以接收并处理来自所述的红外传感器的红外信号、来自所述的升降装置的开闭信号和来自所述的图书扫码器的编码信号，根据处理结果控制所述的分书装置，所述的整书装置和所述的升降装置，以及存储图书对应的借阅信息和位置信息；

所述的分书装置用以插入图书之间，将图书往左右两边推开并在图书之间留下空隙；

所述的整书装置用以在所述的分书装置推开图书时与所述的分书装置联动，以及将有空隙的图书推拢；

所述的红外传感器用以在人员靠近时触发，并将得到的红外信号传输给所述的控制装置；

所述的升降装置用以检测图书相应位置的存放状态，并将得到的开闭信号传输给所述的控制装置，以及根据所述的控制装置的指令升降；

所述的图书扫码器用以采集图书的编码信息，并将相应的编码信号传输给所述的控制装置；

所述的分书装置包括分 书器驱动电机、分书器移动轮、分书器移动轨道、分书器和分书杆，其中：

所述的分书器驱动电机与所述的控制装置连接，用以驱动所述的分书器移动轮在所述的分书器移动轨道上滚动，使所述的分书器在所述的书架上左右移动；

所述的分书杆设置于所述的分书器上并跟随所述的分书器移动，用以插入图书之间，将图书往左右两边推开并在图书之间留下空隙；

所述的整书装置包括整 书板驱动电机、整书板移动轮、整书板移动轨道、整书板连接杆和整书板，其中：

所述的整书板驱动电机与所述的控制装置连接，用以驱动所述的整书板移动轮在所述的整书板移动轨道上滚动，使所述的整书板在所述的书架上左右移动；

所述的整书板连接杆用以连接所述的整书板驱动电机、所述的整书板移动轮和所述的整书板；

所述的整书板用以在所述的分书装置推开图书时与所述的分书装置联动，以及将有空隙的图书推拢；

所述的升降装置包括升 降板组、开关组、弹簧组、铁片组和电磁铁，其中：

所述的电磁铁与所述的控制装置连接，所述的开关组与所述的控制装置连接，所述的升降板组设置于图书放置位置处并与所述的弹簧组连接，所述的升降板组设置有铁片组，所述的升降板组包括数个升降板；

所述的弹簧组用以将被取走图书对应的升降板弹起，所述的开关组改变对应的开关状态，并将该开关信号发送给所述的控制装置；

所述的电磁铁用以吸引所述的铁片组将相应的升降板下降。

2.根据权利要求1所述的图书借还智能管理系统，其特征在于，所述的控制装置分为顶部控制装置和底部控制装置，所述的顶部控制装置用以接收并处理来自所述的红外传感器的红外信号，所述的底部控制装置用以接收并处理来自所述的升降装置的开闭信号和来自所述的图书扫码器的编码信号，所述的顶部控制装置和所述的底部控制装置之间相互通信。

3.根据权利要求2所述的图书借还智能管理系统，其特征在于，所述的系统还包括无线传感模块，所述的顶部控制装置和底部控制装置通过所述的无线传感模块通信。

4.基于权利要求1至3中任一项所述的图书借还智能管理系统实现图书借还智能管理的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

(1)所述的控制装置根据接收到的信号判断为还书模式还是借书模式，如果是还书模式，则继续步骤(2)，如果是借书模式，则继续步骤(6)；

(2)所述的控制装置控制所述的分书装置移动到还书的相应位置，所述的分书装置插入图书之间，所述的分书装置将图书往左右两边推开；

(3)若所述的控制装置接受到所述的红外传感器触发的红外信号，则继续步骤(4)，否则继续步骤(5)；

(4)所述的控制装置控制所述的分书装置归位，并且所述的控制装置记录已还书的借阅信息和相关图书的位置信息；

(5)所述的控制装置控制所述的分书装置归位，并控制所述的整书装置将有空隙的图书推拢；

(6)所述的控制装置控制所述的分书装置移动到借书的相应位置，所述的分书装置插入图书之间，所述的控制装置控制所述的整书装置与所述的分书装置联动将图书往左右两边推开；

(7)若所述的控制装置接受到所述的红外传感器触发的红外信号，则所述的控制装置控制升起的升降装置下降，并控制所述的分书装置归位，否则继续步骤(8)；

(8)所述的控制装置所述的控制装置控制升起的升降装置下降，控制所述的分书装置归位，以及控制所述的整书装置将有空隙的图书推拢；

(9)所述的控制装置记录已借书的借阅信息和相关图书的位置信息。

5.根据权利要求4所述的实现图书借还智能管理的方法，其特征在于，所述的控制装置根据接收到的信号判断为还书模式还是借书模式，包括以下步骤：

(1.1)所述的控制装置判断接收到的信号是否为所述的图书扫码器发送的编码信号，如果是，则判断为还书模式，如果不是，则继续步骤(1.2)；

(1.2)所述的控制装置判断接收到的信号是否为所述的升降装置发送的开闭信号，如果是，则判断为借书模式，如果不是，则继续等待。

6.根据权利要求5所述的实现图书借还智能管理的方法，其特征在于，所述的控制装置控制所述的分书装置移动到还书的相应位置，具体为：

所述的控制装置根据接收到的编码信号查找相应的借阅信息，并控制所述的分书装置移动到还书的相应位置。

7.根据权利要求5所述的实现图书借还智能管理的方法，其特征在于，所述的控制装置控制所述的分书装置移动到借书的相应位置，具体为：

所述的控制装置根据接收到的开闭信号查找相应的借阅信息，并控制所述的分书装置移动到借书的相应位置。

8.根据权利要求7所述的实现图书借还智能管理的方法，其特征在于，所述的升降装置包括与图书放置位置对应的数个升降板，所述的控制装置根据接收到的开闭信号查找相应的借阅信息，具体为：

所述的控制装置根据接收到的开闭信号查找相应的升降板的位置，由此得到该升降板对应图书的借阅信息和位置信息。