CN113141411B - 一种基于物联网的智能无人图书馆管理系统及其运转方法 - Google Patents

一种基于物联网的智能无人图书馆管理系统及其运转方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的智能无人图书馆管理系统及其运转方法，其特征在于：包括物联网主机、自动化书籍流转陈列机构和书籍存储仓，物联网主机包括图书馆app、图书馆数据中心、自助终端，图书馆app用于登录图书馆数据中心后进行书籍预定、借取、查询操作，自助终端用于供用户现场操作，从图书馆数据中心中查询书籍信息、存取书籍操作；本发明的智能无人图书管理系统，基于物联网技术设置自动陈列书籍的搬运设备，针对书籍维护设置简单的书籍维护措施和进一步的专业修复处理平台，对于日常的书籍无人化自动维护保养，使得其在图书馆内的书籍信息实时掌握，对于时间比较紧张的人群而言，app预约取书，网上找书等功能可大大方便了图书馆借书操作。

Description

一种基于物联网的智能无人图书馆管理系统及其运转方法
技术领域
本发明涉及图书馆管理技术领域，涉及到一种基于物联网的智能无人图书馆管理系统，还涉及到一种基于该管理系统的运转方法。
背景技术
对于每一个城市来说，图书馆是城市文化的象征之一，特别是大型图书馆藏书丰富、数量庞大，可以满足不同读者的需求，因此倍受读者的青睐。但是，一个城市的综合力再强，其大型图书馆的数量也是有限的，对于附近区域的人们来说，可能觉得到图书馆借还书很方便；但对于大多数读者来说，却需要特地腾出时间，前往图书馆借书和还书，光是花在路上的时间就不少，既花时间又费力；而且当读者找了图书馆时，还有可能因为自己想借的书已被其他读者借走而白跑一趟；图书馆也有一定的上下班时间，这一点对于读者来说也非常不便。高度紧张、快节奏的现代城市生活，使千千万万的热爱读书的人们，几乎没有时间到图书馆去办理读者证、借阅和还书。
其次，尤其是大型图书馆中书籍的保养和存储非常的重要，实体书籍在存放过程中容易受阳光、湿气等因素氧化等方式损坏，大型图书馆中往往不但存储有前沿性的新书，还有大量的年代较为久远的古籍，随着书籍保存年限的增加，其纸质的韧性变低，容易撕裂，对于具有文物性质的书籍，大都采用浆糊修复，将碎片书页的背部涂上浆糊，再将多块碎片书页拼接成完整的一页，粘固在称纸的顶端，因为浆糊不属于永久性粘合剂，需要定期维护，对古籍的保护也尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于物联网的智能无人图书馆管理系统，其具备远程查询、到馆预约、离馆借书、馆外书籍轮转等便捷功能用户到馆可直接拿走预定的书籍，其次，其还设置有书籍维保机构对书籍的自动化维护，其基于物联网技术使得图书馆的功能更符合现代城市生活。
针对上述，本发明解决其技术问题而采取的技术方案是：一种基于物联网的智能无人图书馆管理系统，其特征在于：包括物联网主机、自动化书籍流转陈列机构和书籍存储仓，
所述物联网主机包括云端的图书馆app、图书馆数据中心、位于图书馆内设置的自助终端，
所述图书馆app通过用户的联网移动终端下载后，通过账户权限登录的方式连接图书馆数据中心，其用于登录图书馆数据中心后进行书籍预定、借取、查询操作，所述自助终端用于供用户现场操作，从图书馆数据中心中查询获取书籍信息、存放位置以及用于用户通过图书馆app进行的存取书籍操作；
所述自动化书籍流转陈列机构包括用于放置书籍的书架，所述书架上设置书籍陈列块，所述书籍陈列块内设置有传感器以及与书籍尺寸对应的卡槽，所述自动化书籍流转陈列机构还包括用于书籍流转的搬运设备，所述搬运设备相对书架活动设置，通过物联网主机无线控制在图书馆内活动搬运书籍；
所述书籍存储仓包括密封存储仓、自动化修复操作间、书籍处理间，所述自动化修复操作间用于对书籍进行保养维护，所述书籍处理间设置有修复操作平台用于供专业人员进行专业书籍修复，所述密封存储仓用于对自动化修复操作间以及书籍处理间修复后的书籍进行密封存储以及用于对图书馆中部分珍贵书籍进行存储。
作为上述方案的进一步设置，所述图书馆app设置账户权限认证模块，所述账户权限认证模块用于用户通过图书馆app登录图书馆数据中心进行书籍信息查阅、向自助终端发送借书请求、预约未来借书信息。
作为上述方案的进一步设置，所述自助终端包括触屏操作界面模块、存取书籍模块，所述存取书籍模块包括带有扫描感应书籍信息的存书口、与带有账户权限验证模块的取书口。
作为上述方案的进一步设置，所述自动化书籍流转陈列机构连接物联网主机，其上设置的书籍陈列块通过传感器感应当前书籍信息反馈至物联网主机，并通过搬运设备搬运书籍，所述搬运设备用于自动化书籍流转陈列机构上的书籍运送到对应的书籍陈列块上或在收到借书命令后将书籍从自动化书籍流转陈列机构上取下送至自助终端。
作为上述方案的进一步设置，所述自动化修复操作间包括扫描检查模块、翻书组件、捋页组件、烘干组件以及掸灰组件，其用于对用户归还的书籍进行扫描，检查坏损状态记录并进行包括书籍折角恢复、表面湿度烘干的初步修复操作，所述书籍处理间用于接收自动化修复操作间扫描检查完毕后需专业修复的书籍以及针对珍贵或重要书籍的修复，所述密封存储仓包括具有16-22℃恒温、相对湿度45％-55％的智能调控封存箱。
作为上述方案的进一步设置，所述书籍陈列块上的卡槽内设置有弹性书籍卡块，所述传感器包括隐形防伪码扫描组件，所述书籍陈列块上还设置有无线信号发射芯片，所述无线信号发射芯片用于将隐形防伪码扫描组件扫描到的书籍信息以及当前书籍陈列块在书架对应的位置信息发送至物联网主机。
作为上述方案的进一步设置，所述书架上对应书籍陈列块的前方设置有推杆机构，所述搬运设备上设置有与书籍陈列块相匹配的若干放置槽，通过电磁吸附书籍陈列块将其从书架上取下或放入书架对应位置的磁力机械臂。
作为上述方案的进一步设置，所述搬运设备包括用于磁力机械臂活动的支架、与物联网主机连接的控制装置，用于搬运设备活动的驱动单元，所述磁力机械臂包括用于抓取书籍的机械爪，所述机械爪上设置有相对吸合夹紧书籍的电磁铁。
作为上述方案的进一步设置，所述修复操作平台包括操作台、用于操作台的升降平移机构、背光灯、玻璃板、烘干炉、电子扫描拼接台。
作为上述方案的进一步设置，其还包括该图书馆管理系统的运行方法
S1：用户通过图书馆APP向图书馆数据中心查询并发送预约书籍命令；
S101：其预约内容包括少于三本，且拥有库存的书籍馆内借读或借书信息，其中，预约借书信息还包括到馆取书时间信息；
S102：当发出预约命令后且位于到馆取书时间段内，所述图书馆APP提示用户取书，并申请授权开启实时定位，并间隔30s发送定位至图书馆数据中心，其中到馆取书时间可由用户主动取消改为当前时段；
S104：当图书馆数据中心收到对应图书馆APP的定位信息，且靠近图书馆设定的距离后，图书馆数据中心向图书馆APP发送信息推送，提示用户是否准备取书；
S105：当用户确认取书后，图书馆数据中心向搬运设备发送预约书籍准备信号，反之提示用户主动选择延迟取书；
S2：搬运设备根据从图书馆数据中心得到的预约书籍，进行规划线路和时长计算，将用户从图书馆APP上预约所要借的书籍，从书架上搬运到自助终端的临时存放处，并通知图书馆数据中心；
S201：搬运设备接收图书馆数据中心发送的搬运信息信号，搬运信息信号的主体为对应书籍所对应的放置位置书架和具体坐标；
S202：根据搬运信息信号提示的书籍位置，通过驱动单元驱动搬运设备移动至目标书架；
S203：再启动驱动单元驱动磁力机械臂沿着支架活动至对应书籍位置后方，此时其机械爪分别位于书籍的两侧；
S204：启动电磁铁机械爪相互吸合夹紧书籍，驱动单元启动将书籍从书籍陈列块上取下，并放入搬运设备的放置槽内；
S205：通过图书馆数据中心规划的最优线路沿路取书并放入自助终端上设置的临时存放处；
S206：当书籍流转至自助终端后，自助终端核对书籍信息并向图书馆数据中心发送信号；
S3：图书馆数据中心接收到搬运完成信号，开启取书流程步骤；
S301：图书馆数据中心开启对应书籍的取书倒计时，并将倒计时信息发送至书籍对应用户的图书馆APP中提示用户及时取书；
S302：当取书倒计时结束时，图书馆数据中心再次向用户发送确认信号，确认用户是否继续取书；
S303：需要继续取书，则请用户确定延长时间，最多延长时间次数为两次，并记入该用户的取书达成率，该达成率将影响用户的延长次数；
S304：不需要继续取书，视为放弃该书籍的借取，图书馆数据中心发送命令由搬运设备将书从自助终端的转移至对应书架上；
S4：用户借读完书籍，到馆还书流程步骤；
S401：用户在馆内使用完书籍后，可将其放入任意的书籍陈列块内，图书馆数据中心接收书记陈列块内设置的传感器信息，进行对应调整，由搬运设备将其转移至对应的书架位置；
S402：用户在借书离馆后还书，只需要将其放入自助终端的存书口，所述存书口对书籍进行扫描发送信息至图书馆数据中心，再通过搬运设备转移至书籍存储仓内进行维护保养，再放入对应书架；
S403：对于馆内书籍图书馆数据中心根据使用次数、放置时间、书籍新旧程度设定维护保养周期，将其送入书籍存储仓内进行保养；
S5：当书籍进入书籍存储仓后，启动书籍存储仓内设置的扫描设备对书籍进行扫描，通过扫描结果分别送入自动化修复操作间或书籍处理间；
S501：扫描设备包括对书籍的重量、厚度、轮廓、干湿度进行全方位的扫描，且对书籍的进行辨别，针对重点书籍不论扫描结果直接放入书籍处理间，进行专业处理，如珍贵资料、古籍；
S502：书籍进入自动化修复操作间后，通过对其重厚度、轮廓的扫描判断是否有折页问题，通过重量和干湿度的扫面判断其是否夹带杂物或打湿问题，启动对应设备对书籍进行翻页、捋页、烘干、掸灰保养；
S503：书籍进入书籍处理间后，由专业人员对其进行修复保养，书籍处理间内的修复操作平台用于书籍放置，通过升降平移机构调整合适高度，玻璃板和背光灯保证光照，针对碎片化或缺失的损坏问题，还可通过电子扫描拼接台进行拍照、电子拼接，电子扫描拼接台还用于提供书籍原本的扫描图片；
S504：自动化修复操作间的自动化流程工序末端还设置有扫描设备，其用于将自动化修复操作间保养后的书籍进行二次扫描，确保保养到位，如果还有问题则转入书籍处理间；
S505：修复合格完成后重要书籍转入密封存储仓，启动密封存储仓并调整至对应设定，陈列书籍依旧通过搬运设备转移至对应书架进行陈列；
S6：不到馆书籍轮转，基于预约排队借书信息，由图书馆中转进行不到馆的书籍轮转功能；
S601：第一用户取书并使用完毕，取书限时到达后或主动提出还书，当此书籍有第二预约用户时，图书馆APP向第一用户发出轮转申请；
S602：轮转申请，即由第一用户直接将书籍转至第二用户，由第一用户发起通过图书馆数据中心对应书籍的预约先后进行排序列出第二用户，向其发出不到馆轮转申请；
S603：第二用户收到轮转申请后，可选择拒绝第一用户的不到馆轮转请求，接收轮转请求后，第二用户在从第一用户处面对面取书时，针对书籍完整检查后亦可拒绝轮转；
S604：接收请求第二用户与第一用户于图书馆APP上约定取书事宜，当书籍轮转且第二用户确认后，图书馆APP向图书馆数据中心发送确认信号并记录；
S605：此外，当前书籍轮转达到对应书籍设定次数后，必须回馆进行维护保养方可再次出馆借读。
有益效果：
本发明的智能无人图书管理系统，基于物联网技术将自动化机器人引入图书馆内代替人工整理书籍，其次针对书籍维护设置简单的书籍维护措施和进一步的专业修复处理平台，对于日常的书籍无人化自动维护保养，对于需要专业修复的书籍进行收容后提醒技术人员及时进行修复，其基于物联网云端图书馆app的设计，使得其在图书馆内的书籍信息实时掌握，对于时间比较紧张的人群而言，app带来APP网上找书，预约到馆阅读，预约排队借书，约定时间到馆直接取书，用户不到馆书籍轮转等功能大大方便了图书馆借书操作，对于现代城市居民的生活节奏而言具有非常重大的进步。
附图说明
图1为本发明的图书馆管理系统结构框架示意图。
图2为本发明的搬运设备的结构框架示意图。
图3为本发明的书籍存储仓的结构框架示意图。
图4为本方案的图书馆运转方法流程框图。
图5为本方案的图书馆到馆阅读书籍的流程框图。
图6为本方案书籍离馆借书的流程框图。
图7为用户离馆借书使用完毕后用户之前按队列流转流程框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1-3所示的一种基于物联网的智能无人图书馆管理系统，其特征在于：包括物联网主机、自动化书籍流转陈列机构和书籍存储仓，
所述物联网主机包括云端的图书馆app、图书馆数据中心、位于图书馆内设置的自助终端，
所述图书馆app通过用户的联网移动终端下载后，通过账户权限登录的方式连接图书馆数据中心，其用于登录图书馆数据中心后进行书籍预定、借取、查询操作，所述自助终端用于供用户现场操作，从图书馆数据中心中查询获取书籍信息、存放位置以及用于用户通过图书馆app进行的存取书籍操作；
通过上述的方案设置，图书馆app的特点在于结合当下的城市生活节奏，更多的用户选用以电子书籍的方式进行阅读的原因在于，取图书馆、寻找书籍、筛选书籍所花费的时间过久，因此图书馆app的设计可以让用户随时随地通过手机等联网设备登录查询书籍信息，其一可以方便用户寻找符合自己目的的书籍，其二图书馆储存书籍的数量有限通过图书馆app可以了解当下是否有储备，其三可以通过图书馆app进行现存书籍的预约借取、未归还书籍的借取预约，且在他人还书后通过app推送告知确认取书，其四可以提前预约取书，通过图书馆内部设置将书籍预备好用户可到馆取书即可离开；
所述自动化书籍流转陈列机构包括用于放置书籍的书架，所述书架上设置书籍陈列块，所述书籍陈列块内设置有传感器以及与书籍尺寸对应的卡槽，所述自动化书籍流转陈列机构还包括用于书籍流转的搬运设备，所述搬运设备相对书架活动设置，通过物联网主机无线控制在图书馆内活动搬运书籍；
通过上述方案设置，大图书馆的藏书较多，对于前期的摆放、后期用户还书后复位都是一个非常大的工程，而本方案提出的无人化书籍陈列，通过独立的书籍陈列块，对放入卡槽内的书籍进行传感器扫描确认书籍种类，计算出应当存放的位置，通过书籍陈列块将其流转运送的路线，将其自动复位，进一步的哪怕暂时没有复位，只要其放置于书籍陈列块内，亦可从图书馆数据中心得到信息准确找到对应位置；
所述书籍存储仓包括密封存储仓、自动化修复操作间、书籍处理间，所述自动化修复操作间用于对书籍进行保养维护，所述书籍处理间设置有修复操作平台用于供专业人员进行专业书籍修复，所述密封存储仓用于对自动化修复操作间以及书籍处理间修复后的书籍进行密封存储以及用于对图书馆中部分珍贵书籍进行存储。
通过上述技术方案设置，纸质书籍在存放过程中不可避免的问题就是氧化、酸化、风化等各种导致书籍变色、墨迹变淡、损坏的问题，尤其是珍贵的书籍资料、孤本或者古籍，不好好的保护和维护非常容易损坏，本方案提出书籍保护机构方案对书籍进行保护，在用户还书后，自动化修复操作间会对书籍进行第一次的扫描，扫描结果直接影响后期的维护，轻微问题只需要进行简单的修复保养如干燥、捋页等操作，严重问题的书籍如泡水、缺块等严重顺坏的书籍，输送至书籍处理间人工进行修复或更换书籍的操作，当上述维护修复结束后会进行第二次的扫描，通过扫描的书籍根据珍贵程度和必要性，分别送入封存箱或图书馆内的书架上。
作为上述方案的进一步设置，所述图书馆app设置账户权限认证模块，所述账户权限认证模块用于用户通过图书馆app登录图书馆数据中心进行书籍信息查阅、向自助终端发送借书请求、预约未来借书信息。
作为上述方案的进一步设置，所述自助终端包括触屏操作界面模块、存取书籍模块，所述存取书籍模块包括带有扫描感应书籍信息的存书口、与带有账户权限验证模块的取书口。
作为上述方案的进一步设置，所述自动化书籍流转陈列机构连接物联网主机，其上设置的书籍陈列块通过传感器感应当前书籍信息反馈至物联网主机，并通过搬运设备搬运书籍，所述搬运设备用于自动化书籍流转陈列机构上的书籍运送到对应的书籍陈列块上或在收到借书命令后将书籍从自动化书籍流转陈列机构上取下送至自助终端。
作为上述方案的进一步设置，所述自动化修复操作间包括扫描检查模块、翻书组件、捋页组件、烘干组件以及掸灰组件，其用于对用户归还的书籍进行扫描，检查坏损状态记录并进行包括书籍折角恢复、表面湿度烘干的初步修复操作，所述书籍处理间用于接收自动化修复操作间扫描检查完毕后需专业修复的书籍以及针对珍贵或重要书籍的修复，所述密封存储仓包括具有16-22℃恒温、相对湿度45％-55％的智能调控封存箱。
作为上述方案的进一步设置，所述修复操作平台包括操作台、用于操作台的升降平移机构、背光灯、玻璃板、烘干炉、电子扫描拼接台。
通过上述方案设置，当用户看完书籍向图书馆的自助终端还书口投放后，传感器扫描书籍信息进行还书登记，根据扫描得到的书籍信息对书籍的处理进行划分，并召唤搬运设备无需处理的送至书架，需要进一步保养或修复的书籍送入书籍存储仓，书籍在进入书籍存储仓后扫描检查模块对其进行一次全面检查，评估其损坏状态并记录，启动翻书组件进行纸张检验，如发现折角的通过捋页组件进行修复，同时掸灰组件启动对其表面灰尘进行吹走，如湿度过高则启动烘干组件进行烘干，书籍处理间内设置有专业修复的一应道具，比如玻璃操作台，位于玻璃操作台下方的背光灯，位于玻璃操作台上方可以活动的电子扫描拼接台，工作人员可以通过电子扫描拼接台对待修复书籍进行扫描，结合原书籍在图书馆数据中心留下的图像资料进行电子拼接，然后对着拼接好的图像进行实物碎片的凭借修复。
本发明中提到的翻书组件以及捋页组件为带有驱动机构和摩擦垫的旋转杆，旋转杆转动通过摩擦垫和书页接触进行翻页、捋页，所述烘干组件包括烘干机和烘干罩，所述掸灰组件包括吹气头、吸气头以及气泵。
作为上述方案的进一步设置，所述书籍陈列块上的卡槽内设置有弹性书籍卡块，所述传感器包括隐形防伪码扫描组件，所述书籍陈列块上还设置有无线信号发射芯片，所述无线信号发射芯片用于将隐形防伪码扫描组件扫描到的书籍信息以及当前书籍陈列块在书架对应的位置信息发送至物联网主机。
作为上述方案的进一步设置，所述书架上对应书籍陈列块的前方设置有推杆机构，所述搬运设备上设置有与书籍陈列块相匹配的若干放置槽，通过电磁吸附书籍陈列块将其从书架上取下或放入书架对应位置的磁力机械臂。
作为上述方案的进一步设置，所述搬运设备包括用于磁力机械臂活动的支架、与物联网主机连接的控制装置，用于搬运设备活动的驱动单元，所述磁力机械臂包括用于抓取书籍的机械爪，所述机械爪上设置有相对吸合夹紧书籍的电磁铁。
实施例：一种基于本方案图书馆管理系统的运转方法
S1：用户通过图书馆APP向图书馆数据中心查询并发送预约书籍命令；
S101：其预约内容包括少于三本，且拥有库存的书籍馆内借读或借书信息，其中，预约借书信息还包括到馆取书时间信息；
S102：当发出预约命令后且位于到馆取书时间段内，所述图书馆APP提示用户取书，并申请授权开启实时定位，并间隔30s发送定位至图书馆数据中心，其中到馆取书时间可由用户主动取消改为当前时段；
S104：当图书馆数据中心收到对应图书馆APP的定位信息，且靠近图书馆设定的距离后，图书馆数据中心向图书馆APP发送信息推送，提示用户是否准备取书；
S105：当用户确认取书后，图书馆数据中心向搬运设备发送预约书籍准备信号，反之提示用户主动选择延迟取书；
S2：搬运设备根据从图书馆数据中心得到的预约书籍，进行规划线路和时长计算，将用户从图书馆APP上预约所要借的书籍，从书架上搬运到自助终端的临时存放处，并通知图书馆数据中心；
S201：搬运设备接收图书馆数据中心发送的搬运信息信号，搬运信息信号的主体为对应书籍所对应的放置位置书架和具体坐标；
S202：根据搬运信息信号提示的书籍位置，通过驱动单元驱动搬运设备移动至目标书架；
S203：再启动驱动单元驱动磁力机械臂沿着支架活动至对应书籍位置后方，此时其机械爪分别位于书籍的两侧；
S204：启动电磁铁机械爪相互吸合夹紧书籍，驱动单元启动将书籍从书籍陈列块上取下，并放入搬运设备的放置槽内；
S205：通过图书馆数据中心规划的最优线路沿路取书并放入自助终端上设置的临时存放处；
S206：当书籍流转至自助终端后，自助终端核对书籍信息并向图书馆数据中心发送信号；
S3：图书馆数据中心接收到搬运完成信号，开启取书流程步骤；
S301：图书馆数据中心开启对应书籍的取书倒计时，并将倒计时信息发送至书籍对应用户的图书馆APP中提示用户及时取书；
S302：当取书倒计时结束时，图书馆数据中心再次向用户发送确认信号，确认用户是否继续取书；
S303：需要继续取书，则请用户确定延长时间，最多延长时间次数为两次，并记入该用户的取书达成率，该达成率将影响用户的延长次数；
S304：不需要继续取书，视为放弃该书籍的借取，图书馆数据中心发送命令由搬运设备将书从自助终端的转移至对应书架上；
S4：用户借读完书籍，到馆还书流程步骤；
S401：用户在馆内使用完书籍后，可将其放入任意的书籍陈列块内，图书馆数据中心接收书记陈列块内设置的传感器信息，进行对应调整，由搬运设备将其转移至对应的书架位置；
S402：用户在借书离馆后还书，只需要将其放入自助终端的存书口，所述存书口对书籍进行扫描发送信息至图书馆数据中心，再通过搬运设备转移至书籍存储仓内进行维护保养，再放入对应书架；
S403：对于馆内书籍图书馆数据中心根据使用次数、放置时间、书籍新旧程度设定维护保养周期，将其送入书籍存储仓内进行保养；
S5：当书籍进入书籍存储仓后，启动书籍存储仓内设置的扫描设备对书籍进行扫描，通过扫描结果分别送入自动化修复操作间或书籍处理间；
S501：扫描设备包括对书籍的重量、厚度、轮廓、干湿度进行全方位的扫描，且对书籍的进行辨别，针对重点书籍不论扫描结果直接放入书籍处理间，进行专业处理，如珍贵资料、古籍；
S502：书籍进入自动化修复操作间后，通过对其重厚度、轮廓的扫描判断是否有折页问题，通过重量和干湿度的扫面判断其是否夹带杂物或打湿问题，启动对应设备对书籍进行翻页、捋页、烘干、掸灰保养；
S503：书籍进入书籍处理间后，由专业人员对其进行修复保养，书籍处理间内的修复操作平台用于书籍放置，通过升降平移机构调整合适高度，玻璃板和背光灯保证光照，针对碎片化或缺失的损坏问题，还可通过电子扫描拼接台进行拍照、电子拼接，电子扫描拼接台还用于提供书籍原本的扫描图片；
S504：自动化修复操作间的自动化流程工序末端还设置有扫描设备，其用于将自动化修复操作间保养后的书籍进行二次扫描，确保保养到位，如果还有问题则转入书籍处理间；
S505：修复合格完成后重要书籍转入密封存储仓，启动密封存储仓并调整至对应设定，陈列书籍依旧通过搬运设备转移至对应书架进行陈列；
S6：不到馆书籍轮转，基于预约排队借书信息，由图书馆中转进行不到馆的书籍轮转功能；
S601：第一用户取书并使用完毕，取书限时到达后或主动提出还书，当此书籍有第二预约用户时，图书馆APP向第一用户发出轮转申请；
S602：轮转申请，即由第一用户直接将书籍转至第二用户，由第一用户发起通过图书馆数据中心对应书籍的预约先后进行排序列出第二用户，向其发出不到馆轮转申请；
S603：第二用户收到轮转申请后，可选择拒绝第一用户的不到馆轮转请求，接收轮转请求后，第二用户在从第一用户处面对面取书时，针对书籍完整检查后亦可拒绝轮转；
S604：接收请求第二用户与第一用户于图书馆APP上约定取书事宜，当书籍轮转且第二用户确认后，图书馆APP向图书馆数据中心发送确认信号并记录；
S605：此外，当前书籍轮转达到对应书籍设定次数后，必须回馆进行维护保养方可再次出馆借读。
本发明的智能无人图书馆管理系统，其针对现代人城市生活节奏和旧有传统图书馆所面临的挑战，设置引入当前物联网技术的概念，通过在每一本书籍上设置隐形防伪码、二维码、条码、内置信号芯片等手段将其进行编号区分，通过书籍陈列块的感应对每本书进行追踪，基于数据库的处理使得用户可以快速的在图书馆内定位书籍位置，通过自助终端或app查询书籍的信息，包括库存、借取时间、预计归还时间等，人性化的提供借取服务，图书馆app还可以让用户可以远程发出借书命令，比如在上班或图书馆的路上，一方面进行书籍查询确定目标书籍存在图书馆，其次还可以直接预约借书，避免在路途上正好书被他人借去，白跑一趟，发出借书命令后，图书馆内的物联网主机收到命令控制搬运设备将对应书籍提前运送至取书口，用户到达后可经过图书馆app验证取书。节省了用户取书寻找时间、等待时间，尤其是针对存量较少又被借取频繁的书籍，避免了多次欲借到图书馆寻找后，却发现已被他人借去没有库存的问题。
本发明的智能无人图书馆管理系统，其自动化书籍流转陈列机构配合书籍陈列块的设置，当用户或巡视人员在馆内归还书籍时，可直接将书籍放回随意一个书籍陈列块的卡槽内，书籍陈列块上设置的传感器会自动检查对应书籍的编号和信息，通过信息上传至物联网主机，通过搬运设备自动将其流转至对应的书架或存放处，简化了工作人员的日常管理工作，也确保了不会因人工失误导致书籍存放位置的错误，更避免了当前图书馆偶有出现的因操作问题隐藏、打乱书架上书籍存放位置导致后期读书人员找不到书、工作人员维护不便的问题。
本发明的书籍陈列块上设置的弹性卡书结构可以使其能适用任意尺寸书籍，且在书籍放入后，通过扫描组件对书籍的认证码进行获取，此认证码可以根据实际适用需求采用二维码、条码、隐形码等方式进行，获取的书籍编码和对应书籍陈列块编码进行对应，通过物联网主机的图书馆数据中心进行记录，当书籍和书籍陈列块所处的位置与设定不同时，物联网主机发出信号召唤搬运设备将书籍主动流转至对应位置书架。
本发明的搬运设备主体为带有万向轮和驱动单元的智能机器人，该搬运设备上设置有控制装置，其带有支架通过控制装置控制的伺服电机驱动磁力机械臂沿着支架的横轴架和竖轴架活动，通过磁力机械臂的U型机械爪卡在书籍的一侧，再启动电磁铁使得机械爪相互靠拢抓住书籍，将其与机械爪相对固定，用从书架上取下书籍或将书籍放回书架的书籍陈列块上，搬运设备的主体上设置有放置槽，放置槽内与书籍陈列块内有相同的结构和组件设置，均可对书籍的信息进行读取。
本发明还提出通过图书馆APP作为中转，用户之间进行书籍轮转的功能，其特点在于减少了用户的到馆时间，减少了图书馆内的各方面工作频次，包括搬运设备的工作频次以及图书馆馆内的人流，其轮转请求可由第一用户发出，介于第一用户的还书时间可能不到借书时限、第二用户个人意愿或轮转的便捷问题，因此，第二用户可选择拒绝轮转请求，选择到馆取书，第一用户以及第二用户的轮转沟通通过图书馆APP进行，为避免隐私在最终面对面交书前一切个人信息均保密。
本发明的智能无人图书管理系统，基于物联网技术将自动化机器人引入图书馆内代替人工整理书籍，其次针对书籍维护设置简单的书籍维护措施和进一步的专业修复处理平台，对于日常的书籍无人化自动维护保养，对于需要专业修复的书籍进行收容后提醒技术人员及时进行修复，其基于物联网云端app的设计，使得其在图书馆内的书籍信息实时掌握，对于时间比较紧张的人群而言，app预约取书，网上找书，不到馆轮转取书等功能大大方便了图书馆借书操作。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种基于物联网的智能无人图书馆管理系统，其特征在于：包括物联网主机、自动化书籍流转陈列机构和书籍存储仓，
所述物联网主机包括云端的图书馆app、图书馆数据中心、位于图书馆内设置的自助终端，
所述图书馆app通过用户的联网移动终端下载后，通过账户权限登录的方式连接图书馆数据中心，其用于登录图书馆数据中心后进行书籍预定、借取、查询操作、不到馆书籍轮转，所述自助终端用于供用户现场操作，从图书馆数据中心中查询获取书籍信息、存放位置以及用于用户通过图书馆app进行的存取书籍操作；
所述自动化书籍流转陈列机构包括用于放置书籍的书架，所述书架上设置书籍陈列块，所述书籍陈列块内设置有传感器以及与书籍尺寸对应的卡槽，所述自动化书籍流转陈列机构还包括用于书籍流转的搬运设备，所述搬运设备相对书架活动设置，通过物联网主机无线控制在图书馆内活动搬运书籍；
所述书籍存储仓包括密封存储仓、自动化修复操作间、书籍处理间，所述自动化修复操作间用于对书籍进行保养维护，所述书籍处理间设置有修复操作平台用于供专业人员进行专业书籍修复，所述密封存储仓用于对自动化修复操作间以及书籍处理间修复后的书籍进行密封存储以及用于对图书馆中部分珍贵书籍进行存储。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能无人图书馆管理系统，其特征在于：所述图书馆app设置账户权限认证模块，所述账户权限认证模块用于用户通过图书馆app登录图书馆数据中心进行书籍信息查阅、向自助终端发送借书请求、预约未来借书信息。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的智能无人图书馆管理系统，其特征在于：所述自助终端包括触屏操作界面模块、存取书籍模块，所述存取书籍模块包括带有扫描感应书籍信息的存书口、与带有账户权限验证模块的取书口，所述修复操作平台包括操作台、用于操作台的升降平移机构、背光灯、玻璃板、烘干炉、电子扫描拼接台。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能无人图书馆管理系统，其特征在于：所述自动化书籍流转陈列机构连接物联网主机，其上设置的书籍陈列块通过传感器感应当前书籍信息反馈至物联网主机，并通过搬运设备搬运书籍，所述搬运设备用于自动化书籍流转陈列机构上的书籍运送到对应的书籍陈列块上或在收到借书命令后将书籍从自动化书籍流转陈列机构上取下送至自助终端。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能无人图书馆管理系统，其特征在于：所述自动化修复操作间包括扫描检查模块、翻书组件、捋页组件、烘干组件以及掸灰组件，其用于对用户归还的书籍进行扫描，检查坏损状态记录并进行包括书籍折角恢复、表面湿度烘干的初步修复操作，所述书籍处理间用于接收自动化修复操作间扫描检查完毕后需专业修复的书籍以及针对珍贵或重要书籍的修复，所述密封存储仓包括具有16-22℃恒温、相对湿度45%-55%的智能调控封存箱。
6.根据权利要求4所述的一种基于物联网的智能无人图书馆管理系统，其特征在于：所述书籍陈列块上的卡槽内设置有弹性书籍卡块，所述传感器包括隐形防伪码扫描组件，所述书籍陈列块上还设置有无线信号发射芯片，所述无线信号发射芯片用于将隐形防伪码扫描组件扫描到的书籍信息以及当前书籍陈列块在书架对应的位置信息发送至物联网主机。
7.根据权利要求6所述的一种基于物联网的智能无人图书馆管理系统，其特征在于：所述书架上对应书籍陈列块的前方设置有推杆机构，所述搬运设备上设置有与书籍陈列块相匹配的若干放置槽，通过电磁吸附书籍陈列块将其从书架上取下或放入书架对应位置的磁力机械臂。
8.根据权利要求7所述的一种基于物联网的智能无人图书馆管理系统，其特征在于：所述搬运设备包括用于磁力机械臂活动的支架、与物联网主机连接的控制装置，用于搬运设备活动的驱动单元，所述磁力机械臂包括用于抓取书籍的机械爪，所述机械爪上设置有相对吸合夹紧书籍的电磁铁。
9.根据权利要求1至8任一权利要求所述的一种基于物联网的智能无人图书馆管理系统的运转方法，其特征在于：包括：
S1：用户通过图书馆APP向图书馆数据中心查询并发送预约书籍命令;
S101：其预约内容包括少于三本，且拥有库存的书籍馆内借读或借书信息，其中，预约借书信息还包括到馆取书时间信息；
S102：当发出预约命令后且位于到馆取书时间段内，所述图书馆APP提示用户取书，并申请授权开启实时定位，并间隔30s发送定位至图书馆数据中心，其中到馆取书时间可由用户主动取消改为当前时段；
S104：当图书馆数据中心收到对应图书馆APP的定位信息，且靠近图书馆设定的距离后，图书馆数据中心向图书馆APP发送信息推送，提示用户是否准备取书；
S105：当用户确认取书后，图书馆数据中心向搬运设备发送预约书籍准备信号，反之提示用户主动选择延迟取书；
S2：搬运设备根据从图书馆数据中心得到的预约书籍，进行规划线路和时长计算，将用户从图书馆APP上预约所要借的书籍，从书架上搬运到自助终端的临时存放处，并通知图书馆数据中心；
S201：搬运设备接收图书馆数据中心发送的搬运信息信号，搬运信息信号的主体为对应书籍所对应的放置位置书架和具体坐标；
S202：根据搬运信息信号提示的书籍位置，通过驱动单元驱动搬运设备移动至目标书架；
S203：再启动驱动单元驱动磁力机械臂沿着支架活动至对应书籍位置后方，此时其机械爪分别位于书籍的两侧；
S204：启动电磁铁机械爪相互吸合夹紧书籍，驱动单元启动将书籍从书籍陈列块上取下，并放入搬运设备的放置槽内；
S205：通过图书馆数据中心规划的最优线路沿路取书并放入自助终端上设置的临时存放处；
S206：当书籍流转至自助终端后，自助终端核对书籍信息并向图书馆数据中心发送信号；
S3：图书馆数据中心接收到搬运完成信号，开启取书流程步骤；
S301：图书馆数据中心开启对应书籍的取书倒计时，并将倒计时信息发送至书籍对应用户的图书馆APP中提示用户及时取书；
S302：当取书倒计时结束时，图书馆数据中心再次向用户发送确认信号，确认用户是否继续取书；
S303：需要继续取书，则请用户确定延长时间，最多延长时间次数为两次，并记入该用户的取书达成率，该达成率将影响用户的延长次数；
S304：不需要继续取书，视为放弃该书籍的借取，图书馆数据中心发送命令由搬运设备将书从自助终端的转移至对应书架上；
S4：用户借读完书籍，到馆还书流程步骤；
S401：用户在馆内使用完书籍后，可将其放入任意的书籍陈列块内，图书馆数据中心接收书籍 陈列块内设置的传感器信息，进行对应调整，由搬运设备将其转移至对应的书架位置；
S402：用户在借书离馆后还书，只需要将其放入自助终端的存书口，所述存书口对书籍进行扫描发送信息至图书馆数据中心，再通过搬运设备转移至书籍存储仓内进行维护保养，再放入对应书架；
S403：对于馆内书籍图书馆数据中心根据使用次数、放置时间、书籍新旧程度设定维护保养周期，将其送入书籍存储仓内进行保养；
S5：当书籍进入书籍存储仓后，启动书籍存储仓内设置的扫描设备对书籍进行扫描，通过扫描结果分别送入自动化修复操作间或书籍处理间；
S501：扫描设备包括对书籍的重量、厚度、轮廓、干湿度进行全方位的扫描，且对书籍的进行辨别，针对重点书籍不论扫描结果直接放入书籍处理间，进行专业处理，如珍贵资料、古籍；
S502：书籍进入自动化修复操作间后，通过对其重厚度、轮廓的扫描判断是否有折页问题，通过重量和干湿度的扫面判断其是否夹带杂物或打湿问题，启动对应设备对书籍进行翻页、捋页、烘干、掸灰保养；
S503：书籍进入书籍处理间后，由专业人员对其进行修复保养，书籍处理间内的修复操作平台用于书籍放置，通过升降平移机构调整合适高度，玻璃板和背光灯保证光照，针对碎片化或缺失的损坏问题，还可通过电子扫描拼接台进行拍照、电子拼接，电子扫描拼接台还用于提供书籍原本的扫描图片；
S504：自动化修复操作间的自动化流程工序末端还设置有扫描设备，其用于将自动化修复操作间保养后的书籍进行二次扫描，确保保养到位，如果还有问题则转入书籍处理间；
S505：修复合格完成后重要书籍转入密封存储仓，启动密封存储仓并调整至对应设定，陈列书籍依旧通过搬运设备转移至对应书架进行陈列；
S6：不到馆书籍轮转，基于预约排队借书信息，由图书馆中转进行不到馆的书籍轮转功能；
S601：第一用户取书并使用完毕，取书限时到达后或主动提出还书，当此书籍有第二预约用户时，图书馆APP向第一用户发出轮转申请；
S602：轮转申请，即由第一用户直接将书籍转至第二用户，由第一用户发起通过图书馆数据中心对应书籍的预约先后进行排序列出第二用户，向其发出不到馆轮转申请；
S603：第二用户收到轮转申请后，可选择拒绝第一用户的不到馆轮转请求，接收轮转请求后，第二用户在从第一用户处面对面取书时，针对书籍完整检查后亦可拒绝轮转；
S604：接收请求第二用户与第一用户于图书馆APP上约定取书事宜，当书籍轮转且第二用户确认后，图书馆APP向图书馆数据中心发送确认信号并记录；
S605：此外，当前书籍轮转达到对应书籍设定次数后，必须回馆进行维护保养。
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