CN113011761A - 一种基于物联网的自由空间分配系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于物联网的自由空间分配系统，至少包括数据存储装置，数据储存装置用于储存自由空间的特征信息。该自由空间分配系统还包括需求获取模块，用于获取并发送第一需求信息，第一需求信息至少包括所需空间规格；需求匹配模块，用于接收第一需求信息并基于第一需求信息在数据库内匹配适宜的自由空间，并输出匹配结果；输出模块，接收匹配结果并基于匹配结果产生动作。本发明能够根据需求按照空间利用率最大的原则向使用者分配使用空间，并且能够对占用空间而不使用空间的使用者进行提示、解绑和处罚等作用，以规范化空间最大化使用管理。

Description

一种基于物联网的自由空间分配系统

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及一种基于物联网的自由空间分配系统。

背景技术

众多高校内现有的空教室借用系统均为学生自主寻找空教室，在教室黑板的角落写上教室需要占用教室的时间，以此表示借用这个教室。而这样的方式常常需要消耗学生大量的精力去寻找空余的教室，并且写在黑板上的占用信息可能被上课的老师或同学意外擦掉，造成同学的精力浪费。此外，这样的方式教室的使用情况不明，在出现一些设备损坏或物品丢失时很难寻找到损坏者，纵然凭借着监控录像找到了损坏者的大致样貌，也仍然需要花费大量的时间查询学生的具体信息，为负责教室管理的老师增加了工作负担，同时这样的方式也不利于对同学良好品质的培养和学校设备的管理。

为了优化学校的教室管理，便于责任归属，一些学校采用了学生借用教室登记信息的方式进行，但这样的方式仍然为学生主动进行教室分配的行为。学生获取的资源有限，对教室的具体使用情况不明了，在借用时需要专门的老师配合寻找合适的空间并进行借用登记，这样的方式占用人力，也基于此这样的方式常常只是针对有活动需要占用教室的情况，而对于需要寻找适宜的自由空间上自习的同学来说，寻找教室还是随机的，自由的，不会录入系统的。因此上述方式虽然对于一些需要用到重要设备的人员有了合理的登记程序，但在教室资源的分配中还是不合理的，容易造成资源不必要的资源消耗。同时上自习的同学不能够及时的接收到关于教室的使用情况，在上自习期间被告知教室被占用时需要停止学习过程重新寻找适宜的学习空间，影响同学的学习效率和教室的使用舒适度。

现有技术中，CN109858645A公开了一种教室借用查询预约系统，该预约系统用于老师在上课前提前预约需要上课的教室。该系统较上述借用方式节省了办理登记信息的人力资源，但该装置仍然不适用于学生自习室的借用。由于教室的容纳量，一个教室能够容纳众多学生自习，而如若一个学生在客户端内借用一个教室，则会导致其他学生不能够借用，而误以为该教室有人使用，会更加造成资源利用不充分的情况。因此，需要一种能够将资源整合后进行合理分配以合理利用资源提高资源利用率。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供一种基于物联网的自由空间分配系统，能够根据需求合理分配现有自由空间资源，以提高自由空间的资源利用率，避免不必要的资源浪费。

一种基于物联网的自由空间分配系统，至少包括数据存储装置，所述数据储存装置用于储存自由空间的特征信息，还包括需求获取模块，用于获取并发送第一需求信息，所述第一需求信息至少包括所需空间规格；需求匹配模块，用于接收所述第一需求信息并基于所述第一需求信息在数据库内匹配适宜的自由空间，并输出匹配结果；输出模块，接收所述匹配结果并基于所述匹配结果产生动作。所述第一需求信息包括需求者身份信息、需求者联系方式及所需空间的基本信息；所述需求匹配模块基于所述第一需求信息筛选所述数据储存装置内的数据信息，并将筛选结果和/或匹配结果反馈给需求获取模块；所述需求获取模块将确认与在筛选结果中自我选定的自由空间和/或由系统匹配的自由空间进行信息绑定的消息发送给需求匹配模块；需求匹配模块基于所述确认消息将需求者信息与在筛选结果中自我选定的自由空间和/或系统匹配的自由空间进行信息绑定以完成自由空间预约和分配。样的设置方式能够通过使用者的需求信息为使用者匹配合适的自由空间，并将自由空间与使用者进行信息绑定，规范化自由空间的使用信息，输出模块能够根据匹配的结果产生声音、文字等动作以帮助清空自由空间。

根据一种优选的实施方式，所述系统按照用途>使用时间>使用人数>距离的原则进行自由空间分配；

所述第一需求信息还包括需求者位置信息，所述需求匹配模块以需求者位置为远点建立三维坐标系，将若干个自由空间的位置对应映射于三维坐标系中，并计算若干自由空间与使用者的距离，在发送筛选结果和/或进行自由空间分配时将距离作为第一要素。

根据一种优选的实施方式，需求获取模块能够获取需求者的室内定位准确信息，并按照能够检测需求者是否位于自由空间内部的方式将所述定位信息发送给物联网系统用于与需求者绑定的自由空间位置信息作比对。从而能够判断使用者在预定时间段内是否处于绑定的自由空间之内，即判断使用者是否在预定时间段内正常使用该自由空间，防止使用者占用自由空间而不使用自由空间的造成自由空间的浪费。

根据一种优选的实施方式，所述需求匹配模块配置为基于深度强化学习/强化学习的算法获取自由空间分配策略，其中，优化目标为：自由空间利用率最高；约束条件为：自由空间的使用效率不下降且需求者的在座时间和离场时间的比例不小于第一阈值；策略变量为：自由空间的空余等待时间；其中，在所述深度强化学习/强化学习的更新函数中，添加以第一定位消息/第二定位消息表征的关于等待时间的损失函数。通过这样的学习方式能够在自由深度学习出合理的解除绑定时间，以将在预约时间段未到达而提前使用完成的自由空间进行充分配，减少自由空间的闲置等待时间，提高自由空间的利用率。

根据一种优选的实施方式，所述分配系统还包括用于检测自由空间内的人员存在情况与人员数量的人员检测装置，所述人员检测装置与所述物联网服务器连接，所述物联网服务器基于绑定信息和人员检测装置的检测信息控制所述输出模块的工作状态，所述输出模块基于所述物联网服务器的控制信号进行预设文字/语音/画面的输出或停止进行预设文字/语音/画面的输出。这样的设置方式能够在自由空间被无预约占用的情况下，提前提示空间内人员离场以保证预约的使用者在预约时间到达时能够完整的使用该自由空间，同时也能够避免人员之间的争议和冲突，帮助逐步规范自由空间的使用。

根据一种优选的实施方式，所述需求匹配模块检测实时时刻，并将每次检测到的数据与预定时刻作对比，在所述需求者与所述自由空间绑定的情况下，在预定时间到达前一定的时间，所述需求匹配模块向所述需求获取模块发送确定绑定信息；并基于所述需求获取模块的反馈信息控制需求者与自由空间的绑定关系。这样的设置方式能够提示预约了自由空间但临时有事无法正常到场使用该自由空间的人员及时取消预约或确认预约时间以免遗忘事项，能够起到及时的提醒作用。

根据一种优选的实施方式，在预定时间到达时，人员检测装置检测需求者是否到达绑定空间；当人员未到达绑定空间时，所述服务器向需求者发送督促信息，并在一定时间间隔后再次检测，当再次未检测到需求者时，再次向需求者发送督促信息，并在一定时间间隔后再次检测，当再次未检测到需求者时，再次向需求者发送督促信息，并在一定时间间隔后再次检测，当再次未检测到需求者时，取消绑定信息，并记录需求者缺勤信息。这样的设置方式能够监督预约了自由空间的人员到场使用该自由空间，一定的缺勤信息的处罚能够起到督促使用者到场的作用，对于拖延症或决心不坚定的使用者能够起到一定的制约和促进作用。

根据一种优选的实施方式，所述分配系统还包括计费模块，计费模块与需求匹配模块数据连接并且在需求匹配模块控制需求者信息与自由空间信息解除绑定前向服务器发送费用结算信息。计费模块能够在非公共自由空间处使用，例如社会性自习室等的借用，能够起到自动扣费的作用，智能化管理，节约人力成本。

根据一种优选的实施方式，所述分配系统还包括控制装置，控制装置采用密钥进行解锁，所述物联网服务器在将需求者信息与自由空间信息进行绑定时生成一组随机数字并将该随机数字发送给需求者。这样的设置方式用于对容纳有贵重设备的自由空间进行使用，以保证对每一次贵重设备的使用进行记录，帮助完善责任归属并起到对贵重设备的保护作用。

本发明的有益技术效果：

第一，系统将自由空间的数据进行整合并依据需求者的实际需求将自由空间分配给需求者进行使用，一方面能够利用数据库的优势为需求者匹配最符合需求的自由空间以供其使用，另一方面能够同一管理自由空间的使用情况，帮助记录自由空间的使用信息，有助于责任归属的记录；并且对于现有资源的合理分配能够大幅提高自由空间资源的利用率，减少资源的不必要浪费。

第二，通过准确的室内定位和实时实刻的检测，能够准确检测使用者是否处于自由空间内使用该自由空间，为到时间未到场的使用人员提供及时提醒和督促作用；并且结合深度学习算法，能够优化自由空间基于未预期的情况出现临时空闲等时能够及时与上一位使用者解绑并分配给下一位需求者使用，从而能够更大程度的较少资源浪费，增加自由空间的利用率。

第三，通过输出模块的提前提醒能够帮助需求者提前清理场内人员，保证需求者的预定时间段内能够正常使用该自由空间。

附图说明

图1是本发明的一个优选实施例的模块示意图。

附图标记列表

100：自由空间分配系统 110：需求获取模块 120：需求匹配模块

130：输出模块 140：人员检测装置 150：计费模块

160：控制装置 200：服务器。

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

实施例1

一种基于物联网的自由空间分配系统100，包括数据库。数据库用于储存自由空间的特征信息，例如，空间的尺寸、容纳量、位置信息、配置信息和可用时间等需求者会考虑到的需求因素。还包括需求获取模块110，需求获取模块110用于获取需求者的基本信息和需求者的需求信息。需求信息包括自由空间尺寸、容纳量、位置信息、配置信息和使用时间等。需求获取模块110可以是手机、电脑、平板、自助服务终端等设备。还包括需求匹配模块120，需求匹配模块120包括应用服务器200、数据库和网络服务器200。应用服务器200用于处理请求，进行需求信息和数据库信息的匹配，网络服务器200用于提供后台管理，数据库用于数据储存和更新。数据库和网络服务器200连接进行信息交流，数据库还和应用服务器200连接互相进行信息交流，能够将需求获取模块110获取到的需求信息与数据库中的信息进行比对。需求获取模块110通过网络与需求匹配模块120连接进行数据交换，以便于需求获取模块110将获取到的需求者信息和需求者的需求信息发送给需求匹配模块120，从而需求匹配模块120能够基于该需求信息依赖数据库进行数据匹配，并再次通过网络将匹配结果发送给需求获取模块110。需求匹配模块120为物联网服务器200。需求获取模块110接收该匹配结果并发送确定与该匹配结果进行绑定的确认信息给物联网服务器200，物联网服务器200接收到该确认信息后将需求者信息与该匹配结果进行绑定，并在必要时生成并向需求者发送一组随机生成的密钥，完成一次自由空间分配进程。密钥用于解锁部分自由空间内的控制装置160。这样的设置方式有利于：利用大数据时代的数据库对现有的空间进行合理的分配使用，帮助学生高效快速的借用教室，使得能够在一个统一的环境中进行学习活动，而不会由于线下盲目选用自习室而造成学习中途被打断而被迫换教室占用学习时间，打断学习思路，降低学习热情。并且，从学校端，能够帮助学校进行合理的空间规划，提高设备和空间的使用效率，减少不必要的资源浪费；帮助记录重要设备的使用者，有助于责任归属，减轻了工作人员的工作负担，帮助同学合理利用资源进行学习活动，提高学生对学校的归属感和幸福感。

根据一种优选的实施方式，分配系统100还包括输出模块130，输出模块130与自由空间绑定并设置于自由空间内。输出模块130用于基于物联网服务器200的控制信号而开机并输出预定信息，预定信息可以是预定的语音或预定的文字信息。优选地，输出模块130可以被实施为能够发出语音的监控设备、能够放出文字的LED屏幕或能够同时产生声音和放出文字的智能电视等设置于自由空间内能够产生声音提示或文字提示的并且连接了物联网的装置。在具体的实施过程中，例如，当输出模块130为LED屏幕时，物联网服务器200在该自由空间内有人员逗留时向该LED屏幕的控制系发送控制信号，在LED屏幕配置的控制器接收到物联网发送的控制信号时，开启LED屏幕，并播放预先设定好的文字。例如，文字可以是：教室在某时段被占用，请提前离场。而当输出模块130为教室内的监控设备时，物联网服务器200在与该监控设备绑定的自由空间内有人的情况下通过向与该自由空间绑定的监控设备发送控制信号，监控设备基于该控制信号发出语音，提示内容类似上述字符，以保证信息能够传递给在埋头学习而未能注意到字母的人员，提示自由空间内的人员提前离场，给自由空间内的人员提供离场缓冲时间，也保证下一时段内使用的人能够顺利的使用该自由空间。这样的设置方式有利于保证在需求者在预定的时间到达该预定空间时能够使用到该预定空间，并且也给由于未预约就使用该自由空间的人以提示和充分的离场缓冲时间，减少由于空间使用冲突而造成的不必要的纠纷。同时能够督促同学进行规范的预约操作，有序使用公共资源。并且，当该自由空间在上一时间段内有人员使用时，能够通过这样的方式提醒上一时间段的使用者加快进度，避免拖沓，以保证下一个使用者的正常使用。优选地，为减少输出设备的输出内容对上一时间段使用者的影响，在设置自由空间的使用时段时，可以是将上一时间段和下一时间段的间隔设置为大于等于提前预定时间的时间段。优选地，为充分利用自由空间，避免由于预设使用时长较实际使用时长过长或过短，造成剩余时间过长而下一阶段的使用者无法使用而降低空间利用率的情况，将预定时间段设置为可以根据实际需要进行精准选择。

根据一种优选的实施方式，自由空间还包括人员检测装置140，人员检测装置140用于检测自由空间内的人员存在与否和存在于自由空间内的人员数量。人员检测装置140与物联网服务器200连接，能够向物联网服务器200传递自由空间内的人员存在数据。当与既定空间绑定的需求者预定的时间即将到达时，例如可以是距离预定时间还剩半个小时时，物联网服务器200向人员检测装置140发送信号使得其开始进行自由空间内的人员检测，并且人员服务器200在该时间段内持续循环进行人员检测，并持续将检测结果反馈给物联网服务器200，当物联网接收到的反馈信息为无人时，物联网服务器200检查输出模块130的工作状态，当输出模块130为未激活状态时不进行动作，当输出模块130为激活状态时物联网服务器200向输出模块130发送控制信号，使其变为关闭状态；而当物联网接收到的反馈信息为有人时，物联网服务器200向输出模块130发送信号，以激活输出模块130，被激活的输出模块130按照预设程序输出提示信息。通过这样的设置方式，能够精准的检测自由空间内的人员情况，并根据现场情况及时控制输出模块130的开启和关闭，节约电量。当自由空间内有人员存在时，通过输出模块130能够及时提醒人员进行撤离，起到提示作用；而在自由空间内没有人员存在时，不需要起到提示作用，此时倘若通过输出模块130输出信息是没有意义的，因此输出模块130能够在物联网服务器200的控制信号的作用下关闭，从而减少了不必要的耗电，节约资源。

根据一种优选的实施方式，当上一位使用者在使用自由空间的过程中出现不可抗力导致无法及时为下一位使用者腾出空间时，需求者可以通过客户端向物联网服务器200发起特殊预约，特殊预约会被优先处理并安排，并且在新的自由空间匹配成功需要进行绑定时，上一个绑定信息会被特殊解除，并且这样的解除不会计入记录。这样的设置方式有利于保证现有活动的有序开展，避免纠纷与矛盾的产生，保证系统的实用性。

根据一种优选的实施方式，物联网系统还能够在一定的检测范围内检测需求者的位置信息。物联网设备生成定位信息，并将定位信息发送给物联网服务器200，服务器200将接收到的定位信息和与其绑定的自由空间的位置信息进行比对，判断需求者是否位于到达自由空间内。当需求者位置信息和与其绑定的自由空间的位置信息匹配时，系统判断该需求者正常使用该自由空间。优选地，定位信息为室内定位信息，产生定位信息的物联网那个设备可以是射频通信设备和光通信设备。射频通信设备可以利用Wi-Fi、蓝牙、红外、超声波、超宽带、RFID技术实现定位。优选地，本实施例中射频通信设备可以采用接收信号强度（Received Signal Strength，RSS）来进行定位。优选地，射频通信设备还可以采用位置指纹的方式进行定位。需求者的电子设备与射频通信设备连接。电子设备与射频通信设备连接的包括接收信号强度、信号的多径结构、往返时间和时延等都可以用于对生成需求者的实时定位。优选地，光通信设备也可以基于接收信号强度、信号的多径结构、往返时间和时延等进行室内定位。通常光通信设备可以与电子设备的感光元件构建光通信链路。感光元件可以是电子设备的摄像头和光线传感器。具体而言，光通信设备主动发出光信号，电子设备被动接收光信号。优选地，光通信设备还可以通过图像传感器利用成像法定位。通过这样的设置方式，能够精确掌握需求者的定位信息，知晓在预定的时间段内，需求者是否到达其预定的自由空间内使用该自由空间。能够对未到达该自由空间的需求者采取措施以督促其使用自由空间，还能够对自由空间进行重新分配，以提高资源的利用率，避免无效占用的产生。

根据一种优选的实施方式，该自由空间分配系统100还基于深度强化学习/强化学习的算法进行自由空间分配。强化学习的基本过程是一个马尔科夫决策过程。马尔科夫决策过程可以用状态s、动作a、状态转移概率p、状态转移奖励或回报r构成四元组表示{s，a，p，r}。对于离散时间马尔科夫决策过程，状态和动作的集合称为状态空间S和动作空间A。具体表示为状态

。根据第

步选择的行动，状态根据概率

)从

转移到

。在状态转移的同时，决策主体得到1个即时奖励

)。以上表达式中的

表示为

时刻的状态。

表示为

时刻的动作。以上过程结束时累积的奖励为：

（1）

式（1）中的

为时间

内累积的奖励。

为折扣因子，取值范围在0~1之间。折扣因子用于削减远期决策对应的奖励权重。决策的最终目标是在抵达目标状态的同时实现累积奖励的最大化。

本申请的状态空间是由物联网设备采集的需求者的定位和自由空间的使用情况等构建的。物联网服务器200对自由空间的解除绑定和重新分配绑定是动作空间。本申请的自由空间的分配策略的优化目标是自由空间资源的最大化利用。优选地，可以选择自由空间的空余等待时间最短相关的属性作为状态空间。物联网服务器200控制自由空间与需求者信息绑定和解绑的动作可以作为策略变量。优选地，强化学习的更新策略是以价值函数为基础的。优选地，可以通过约束条件评价价值函数。价值函数的变量为状态空间内的参数

和动作空间内的参数

。优选地，约束条件可以是自由空间的使用效率不减少且需求者的在座时间和离场时间的比例不小于第一阈值。优选地，第一阈值可以根据需求者的年级和年龄等参数设置。例如，对于高中生第一阈值可以是4。优选地，在深度强化学习/强化学习中，更新函数如下：

（2）

式（2）中的

为更新后的价值函数的价值。

先前状态下的先前价值。先前价值为存储在价值表中的价值。

为损失函数。

（3）

式（3）中

为现实价值。

为学习速率。

取值在0~1之间。

决定了价值表更新的速率。

优选地，现实价值包括第一约束条件下的第一现实价值第一约束条件为自由空间的使用效率不下降且需求者的在座时间和离场时间的比例不小于第一阈值。

根据一种优选的实施方式，该自由空间分配系统100按照：用途>使用时间>使用人数>距离的原则进行自由空间分配。客户端将需求者的位置信息发送给物联网服务器200，物联网服务器200在根据需求者的需求信息进行自由空间的筛选后，以接收到的需求者的位置为原点建立三维坐标系，将若干个自由空间的位置对应映射于三维坐标系中，并计算若干自由空间与使用者的距离，优先选定最小的距离的自由空间发送给需求者。并且，坐标系的原点还可以根据需要进行改变，例如可以是食堂或图书馆等。通过这样的设置方式，使得使用者可以根据实际需要优先选择距离较近的自由空间进行使用，能够减少到达自由空间所需要的时间，或是去食堂吃饭来回的时间，方便需求者使用，能够帮助需求者减少不必要的时间浪费，提高时间利用率。

根据一种优选的实施方式，服务器200检测实时时刻，每次检测得到的数据与预定时刻作对比，实时时刻未达到预定时刻时，则该检测步骤继续循环运行。当自由空间的与需求者绑定具体使用时间，并且实时时刻达到该预定时刻前一定的时间后，服务器200向需求者发送确定绑定信息；在需求者确定绑定信息后，在预定时间到达时，服务器200检测人员是否到达；在需求者不确定绑定信息时，服务器200立即取消绑定。例如，预定时间前一定时间可以是三十分钟，服务器200基于自由空间的预约时间和与自由空间绑定的需求者的信息，向需求者发送确认需要使用自由空间的信息，能够提示需求者进行解绑。在需求者确认使用时，在预定的时间到达后，服务器200能够通过检测人员的定位并与绑定的自由空间的位置相匹配，确认人员是否已到达绑定的自由空间并使用该自由空间。当匹配到人员未到达自由空间时，服务器200再次基于绑定自由空间的需求者的信息向需求者发送提示信息，以提示需求者尽快到达绑定的自由空间处使用该自由空间，否则自由空间将被取消预约。当需求者是需要自习的学生时，这样的提示信息能够对学生起到督促的作用，在想要放弃或懈怠时及时地得到规劝，起到鼓励奋斗的作用。优选地，提示信息可以是一些名言警句。通过以上设置方式，不仅能够避免需求者预约后出现特殊情况不能够使用该绑定的自由空间但忘记取消预约导致自由空间不合理占用的情况，同时也给确认需要使用空间的人起到及时的提示行程的作用，避免忘记时间耽误事件进行。同时兼备了预约和提示功能。而用户需要取消预约的可以通过否认该确认信息而与自由空间自动解绑，方便快捷，还能够及时的取消预约将自由空间让给需要的人。

根据一种优选的实施方式，在预定的自由空间的使用时间到达时，需求者客户端向服务器200发送需求者定位信息，服务器200通过接收到的定位信息与绑定的自由空间的位置进行对比，判断需求者是否到达绑定空间，以确定绑定空间是否在被使用。当判断人员未到达绑定空间时，服务器200向需求者发送督促信息，提示需求者快速到达绑定的自由空间进行使用；并在一定时间间隔后再次检测，当再次未检测到需求者时，再次向需求者发送督促信息，并提示系统将在下一次检测未到时取消预约以放出自由空间供需要的人员使用。并在一定时间间隔后再次检测，当再次未检测到需求者时，取消绑定信息，并记录需求者缺勤信息。缺勤信息将被保存。而当服务器200通过比对需求者的定位与自由空间的定位匹配时，系统通过人员检测系统判断绑定的自由空间内是否有人员的存在，当检测到人员时系统判断需求者正常到位使用该自由空间进行学习。准时到达的信息也将被记录。而当未检测到人员时，系统判断需求者未正常到位使用该自由空间，在一定时间后再次检测定位信息匹配与人员检测系统检测，再次未检测到人员时，向人员发送记录缺勤信息，并在一定时间段未收到现场确认信息的情况下，记录为缺勤。为避免定位信息不准确的情况，人员在收到确认信息后可以通过自由空间内的多媒体设备中输入信息进行现场签到，以记录信息。优选地，准时到达的信息和缺勤信息可以在需要时被导出，作为成绩评分的一定依据。

根据一种优选的实施方式，该自由空间分配系统100还可以用于学生上课考勤使用，老师在上课前将某一时间段内上课的学生与该时间段内用于进行教学活动的空间进行绑定。在预定时间到达时，老师可以通过查看物联网系统中的学生的定位和绑定的空间的匹配信息判断缺勤和到场学生情况，并且可以根据人员检测装置140检测到的人员具体数量进行出勤情况复核，以简化点名程序。通过这样的方式可以节约点名时间，并且系统自动统计出勤结果，不需要老师再挨个点名，节约课堂时间，同时加强了出勤管制，每一节课都能够统计，打消了同学因为侥幸心理而不到场听课的念头，促进学生学习。同时系统的自动统计结果能够在需要时将出勤情况随时导出，能够避免老师记录出错和老师的记录丢失的情况，辅助老师进行教学管理工作，并且还能够规避个别老师因为私怨故意给学生记缺勤的问题，使得教学过程更加的规范。

根据一种优选的实施方式，自由空间还设置有控制装置160，控制装置160与物联网系统连接以进行数据传输。控制装置160使用密钥进行解锁。用于解锁的密钥在需求者确认与该时间段的自由空间进行绑定后发送给需求者。发送的方式可以是通过客户端接收或通过需求者绑定的相关联系方式，例如：手机短信、邮件等。服务器200识别输入的密钥并在密钥匹配成功后向控制装置160发送开启信号，控制装置160基于开启信号开启自由空间的供电装置或锁定解锁装置，以将一些重要的设备开放给需求者使用。开启信号还包括需求者的身份信息，控制装置160在接收到开启信号后还将需求者的身份信息录入到后台系统，作为重要设备或重要房间的使用记录，以便在重要设备或房间遭受到人为损坏时进行责任归属，同时也能够监督使用者爱护公共资源。控制装置160例如可以是多媒体电脑或门锁。当控制装置160是多媒体电脑时，使用者可以通过在教室内的多媒体电脑上输入密钥以解锁使用该多媒体电脑。而当控制装置160与门锁联接时，使用者可以通过输入密钥同时打开门锁和自由空间内的设备。

根据一种优选的实施方式，该自由空间分配系统100还包括计费模块150，计费模块150用于在自由空间使用结束时，向物联网服务器200发送费用结算请求，并由物联网服务器200向该自由空间在该时段绑定的需求者发送费用信息。优选地，费用信息可以是通过即时通讯消息的方式发送，也可以是通过短信的方式发送。此外，需要说明的是，该费用信息还可以包括支付链接，当用户接收到该费用信息后，点击相应链接，完成支付。由需求者支付费用信息后计费模块150向服务器200发送完成支付信息，服务器200基于该完成支付信息和人员检测系统的结果控制锁定解锁模块再次锁定并将该自由空间与需求者解绑，完成一次借还流程。这样的设置方式适用于对特殊的付费自由空间的使用和维护，例如可以是自助电影放映室之类的空间和自助自习室等自助空间的分配使用，能够减少人工登记和维护成本，减少人工造成的记录失误，保证自由空间的公平分配和多角度适配，为需求者规划出最符合需求的自由空间，也为维护者减轻工作负担，规范自由空间管理。提高了社会资源的利用率。

根据一种优选的实施方式，在物联网服务器200接收到使用者的需求信息时，向需求者反馈符合需求的自由空间信息，需求者按照需要自行选择需要绑定的自由空间信息，并将选择的结果反馈给物联网系统，物联网系统将选择的自由空间的某时段使用信息与需求者的信息进行绑定，实现空间自主预约。这样的设置方式能够帮助需求者在绑定自由空间时具有自主的选择权，能够满足需求者的特殊要求。特殊要求如座位需要在某一特定区域，需要同时和同学和朋友分配在相近或同一空间中等要求。便于同学自主选择使用。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于物联网的自由空间分配系统（100），至少包括数据存储装置，所述数据储存装置用于储存自由空间的特征信息，其特征在于，还包括

需求获取模块（110），用于获取并发送第一需求信息，所述第一需求信息至少包括所需空间规格；

需求匹配模块（120），用于接收所述第一需求信息并基于所述第一需求信息在数据库内匹配适宜的自由空间，并输出匹配结果；

输出模块（130），接收所述匹配结果并基于所述匹配结果产生动作。

2.如权利要求1所述的分配系统（100），其特征在于，所述第一需求信息包括需求者身份信息、需求者联系方式及所需空间的基本信息；

所述需求匹配模块（120）基于所述第一需求信息筛选所述数据储存装置内的数据信息，并将筛选结果和/或匹配结果反馈给需求获取模块（110）；

所述需求获取模块（110）将确认与在筛选结果中自我选定的自由空间和/或由系统匹配的自由空间进行信息绑定的消息发送给需求匹配模块（120）；

需求匹配模块（120）基于所述确认消息将需求者信息与在筛选结果中自我选定的自由空间和/或系统匹配的自由空间进行信息绑定以完成自由空间预约和分配。

3.如权利要求1所述的分配系统（100），其特征在于，所述需求匹配模块（120）按照用途>使用时间>使用人数>距离的原则进行自由空间分配；

所述第一需求信息还包括需求者位置信息，所述需求匹配模块（120）以需求者位置为原点建立三维坐标系，将若干个自由空间的位置对应映射于三维坐标系中，并计算若干自由空间与使用者的距离，在发送筛选结果和/或进行自由空间分配时将距离作为第一要素。

4.如权利要求3所述的分配系统（100），其特征在于，需求获取模块（110）能够获取需求者的室内定位准确信息，并按照能够检测需求者是否位于自由空间内部的方式将所述定位信息发送给物联网系统用于与需求者绑定的自由空间位置信息作比对。

5.如权利要求3所述的分配系统（100），其特征在于，所述需求匹配模块（120）配置为基于深度强化学习/强化学习的算法获取自由空间分配策略，其中，

优化目标为：自由空间利用率最高；

约束条件为：自由空间的使用效率不下降且需求者的在座时间和离场时间的比例不小于第一阈值；

策略变量为：自由空间的空余等待时间；

其中，在所述深度强化学习/强化学习的更新函数中，添加以第一定位消息/第二定位消息表征的关于等待时间的损失函数。

6.如权利要求1所述的分配系统（100），其特征在于，所述分配系统（100）还包括用于检测自由空间内的人员存在情况与人员数量的人员检测装置（140），

所述人员检测装置（140）与所述物联网服务器连接，所述物联网服务器基于绑定信息和人员检测装置（140）的检测信息控制所述输出模块（130）的工作状态，

所述输出模块（130）基于所述物联网服务器的控制信号进行预设文字/语音/画面的输出或停止进行预设文字/语音/画面的输出。

7.如权利要求5所述的分配系统（100），其特征在于，所述需求匹配模块（120）检测实时时刻，并将每次检测到的数据与预定时刻作对比，

在所述需求者与所述自由空间绑定的情况下，在预定时间到达前一定的时间，所述需求匹配模块（120）向所述需求获取模块（110）发送确定绑定信息；

并基于所述需求获取模块（110）的反馈信息控制需求者与自由空间的绑定关系。

8.如权利要求1所述的分配系统（100），其特征在于，在预定时间到达时，人员检测装置（140）检测需求者是否到达绑定空间；

当人员未到达绑定空间时，所述服务器向需求者发送督促信息，并在一定时间间隔后再次检测，当再次未检测到需求者时，再次向需求者发送督促信息，并在一定时间间隔后再次检测，当再次未检测到需求者时，再次向需求者发送督促信息，并在一定时间间隔后再次检测，当再次未检测到需求者时，取消绑定信息，并记录需求者缺勤信息。

9.如权利要求1所述的分配系统（100），其特征在于，所述分配系统（100）还包括计费模块（150），计费模块（150）与需求匹配模块（120）数据连接并且在需求匹配模块（120）控制需求者信息与自由空间信息解除绑定前向服务器发送费用结算信息。

10.如权利要求1所述的分配系统（100），其特征在于，所述分配系统（100）还包括控制装置（160），控制装置（160）采用密钥进行解锁，

所述物联网服务器在将需求者信息与自由空间信息进行绑定时生成一组随机数字并将该随机数字发送给需求者。

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