CN205050320U - 一种图书馆座位无线监测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种图书馆座位无线监测器，图书馆座位无线监测器与图书馆管理系统相连接，图书馆管理系统包括数据服务器、交换机、进馆读卡器和出馆读卡器，其特征在于，图书馆座位无线监测器包括：多个无线座位监测器和多个无线数据采集器，每个无线座位监测器对应设置在一个阅读桌上，对应阅读桌的号码作为设置在其上的无线座位监测器的唯一编号，每个无线数据采集器通过交换机与数据服务器相连接，每个无线数据采集器与其辐射区域内的数个无线座位监测器无线连接。本实用新型可以更准确地监测座位的状态优化提升了图书馆管理；准确的座位数据库大大提升了座位资源的最优化配置，有效解决代刷卡、代占座问题，且系统成本低廉，易实施。

Description

一种图书馆座位无线监测器

技术领域

本实用新型涉及智能图书馆领域，具体而言，涉及一种图书馆座位无线监测器。

背景技术

高校图书馆在高校中作为自习室的一个补充，是在校师生理想的读书自习场所，因图书馆座位保有数量与需求量之间的矛盾应运而生了“图书馆座位管理系统”，已有的系统都以管理软件形式为核心，辅之读卡器、辊闸通道机、服务器、触摸屏等外围设备，实现预约与派位，但对于座位的状态监测缺失造成了系统不完善等诸多问题，例如需要很多图书馆管理人员寻找属性不明(弃用还是暂时离开)的空位和解决因座纠纷而做的裁判、纾解工作，打乱了正常工作秩序，浪费了大量人力物力，造成管理效率下降。如若布线加装对座位的监控设施，因图书馆馆建结构和座位排列方式各异，应用环境制约了该布线方案实施的可行性。

多年来各种研究者对图书馆座位管理系统进行了长时间的深入研究，总结出一些系统难于解决或者无法解决的问题，在此简单引用并进行梳理：

(1)投资成本与维护成本之间的博弈。为了使多位读者同时换座、临时离开、离开等操作，减少读者滞留在选座系统触摸屏前，图书馆的入口处放置触摸屏数量与投资规模的矛盾。如果放置的设备不多，高峰时段依然会出现排队现象，不能起到预想的效果；如果放置设备过多，不在考试期间和高峰时段，又造成了设备闲置资源浪费的现象，同时还增加了机器的维护成本。

(2)特殊时段仍存在排队问题。在考试高峰期间，虽然座位管理系统的随机排位措施解决了占座问题，但开馆后瞬间涌入的大量读者会在刷卡机前刷卡拿号，管理系统只是将以往在阅览室门口的排队现象改变到了刷卡机或触摸屏前。

(3)馆员工作量增加。由于某些原因，读者离馆时未刷卡的情况下，致使已占座位不能被其他读者使用，此种情况需要工作人员时刻巡视，查出读者离馆未刷卡所占的座位，人为地对这些读者采取“黑名单”的处理方式，同时释放已占座位供其他读者使用，工作人员并没有因为应用了该系统而减轻工作量，反而使工作量有所增加，甚至有可能造成目前图书馆的人力资源不够用的现象。

(4)缺乏“以人为本”的管理理念，增加馆员与读者之间的矛盾。馆员具有随时或定时巡视的任务，查巡是否有离馆但未刷卡的读者，并根据规定对该读者进行相应的处罚，同时释放该读者所占的座位。但对于暂时离开座位又不离馆(去厕所、或借还书处)的读者，巡视馆员无法辨别，一旦产生错误辨别将可能造成读者对馆员的不理解，势必增加馆读之间的矛盾。从另一个角度上讲也限制了读者的自由，使本该宽松的学习环境变得异常紧张。这种有“依据”的方式对读者而言管的更“严格”了，没有体现“以人为本”的管理理念。

实用新型内容

本实用新型提供一种图书馆座位无线监测器，用以解决现有技术中存在的至少一个问题。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种图书馆座位无线监测器，所述图书馆座位无线监测器与图书馆管理系统相连接，图书馆管理系统包括数据服务器、交换机、进馆读卡器和出馆读卡器，所述图书馆座位无线监测器包括：多个无线座位监测器和多个无线数据采集器，每个所述无线座位监测器对应设置在一个阅读桌上，对应阅读桌的号码作为设置在其上的无线座位监测器的唯一编号，每个所述无线数据采集器通过交换机与数据服务器相连接，每个所述无线数据采集器与其辐射区域内的数个所述无线座位监测器无线连接，其中：

每个所述无线座位监测器包括第一控制电路、供电电路、电压检测电路、第一时钟电路、人体红外感应元件、状态指示LED发光管和无线发射电路，所述供电电路、所述第一时钟电路、所述人体红外感应元件、所述状态指示LED发光管和所述无线发射电路分别与所述第一控制电路电连接，所述电压检测电路连接在所述供电电路与所述第一控制电路之间，所述人体红外感应元件和所述状态指示LED发光管分别设置在阅读桌的厚度面；

所述无线数据采集器包括第二控制电路、无线接收电路、外部看门狗电路、外部串行固态存储器、第二时钟电路、蜂鸣器、触发距离调节旋钮、工作状态指示LED、数据接口和稳压供电电路，所述无线接收电路、所述外部看门狗电路、所述外部串行固态存储器、所述第二时钟电路、所述蜂鸣器、所述触发距离调节旋钮、所述工作状态指示LED、所述数据接口和所述稳压供电电路分别与所述第二控制电路电连接，所述无线接收电路和所述无线发射电路无线连接。

进一步地，所述第一控制电路和所述无线发射电路集成为第一主控芯片，所述第二控制电路和所述无线接收电路集成为第二主控芯片。

进一步地，所述无线发射电路采用2.4GHz射频电路，所述2.4GHz射频电路包括信号处理电路以及与所述信号处理电路相连接的可拆卸外置全向天线。

进一步地，所述无线接收电路采用2.4GHz射频接收电路，所述2.4GHz射频接收电路包括信号处理电路以及与所述信号处理电路相连接的可拆卸外置全向天线，所述信号处理电路包括相连接的衰减器和收发芯片。

进一步地，所述无线座位监测器还包括第一印刷电路板，所述第一控制电路、所述第一时钟电路、所述人体红外感应元件、所述状态指示LED发光管和所述无线发射电路分别设置在所述第一印刷电路板上。

进一步地，所述无线数据采集器还包括外部封装保护壳及设置在所述外部封装保护壳内的第二印刷电路板，所述第二控制电路、所述无线接收电路、所述外部看门狗电路、所述外部串行固态存储器、所述第二时钟电路、所述蜂鸣器、所述触发距离调节旋钮、所述工作状态指示LED、所述数据接口和所述稳压供电电路分别设置在所述第二印刷电路板上。

进一步地，所述触发距离调节旋钮为一精确可调电位器。

进一步地，所述工作状态指示LED包括3个LED指示灯，分别为电源指示灯、读卡指示灯、数据传输指示灯。

进一步地，所述第一时钟电路和所述第二时钟电路分别包括时钟芯片及为该时钟芯片提供电力的板载纽扣式电池。

本实用新型完美解决了座位资源的系统优化配置，更准确地监测座位的状态并给予智能的反馈，节约了大量的人力物力从事该工作，优化提升了图书馆管理；准确的座位数据库大大提升了座位资源的最优化配置，有效解决代刷卡、代占座问题，且系统成本低廉，易实施。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一个实施例的图书馆座位无线监测器的原理框图；

图2示出了本实用新型一个实施例的人体红外感应器件及指示灯界面的示意图；

图3为本实用新型一个实施例的无线座位监测器结构示意图；

图4示出了本实用新型一个实施例的无线数据采集器结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型一个实施例的图书馆座位无线监测器的原理框图；如图所示，图书馆座位无线监测器与图书馆管理系统相连接，图书馆管理系统包括数据服务器、交换机、进馆读卡器和出馆读卡器，图书馆座位无线监测器包括：多个无线座位监测器和多个无线数据采集器，每个无线座位监测器对应设置在一个阅读桌上，对应阅读桌的号码作为设置在其上的无线座位监测器的唯一编号，每个无线数据采集器通过交换机与数据服务器相连接，每个无线数据采集器与其辐射区域内的数个无线座位监测器无线连接。

在局域网环境下，校园卡读卡器入馆和校园卡读卡器退馆两个设备与网络交换机相连；数据服务器与网络交换机相连，数据服务器内装数据库和图书馆座位管理程序；无线数据采集器-1到无线数据采集器-N(N为自然数)都与网络交换机相连；座位监测器1-M(M为自然数)无线连接相应区域里的无线数据采集器。

图书馆管理系统运作原理即通过入退馆读卡器获得用户身份信息利用系统管理程序所对应的座位监测器状态进行匹配运算，得到座位智能运行的7种状态，见表1。

表1：

图3为本实用新型一个实施例的无线座位监测器结构示意图；如图所示，无线座位监测器包括第一控制电路、供电电路、电压检测电路、第一时钟电路、人体红外感应元件、状态指示LED发光管和无线发射电路，供电电路、第一时钟电路、人体红外感应元件、状态指示LED发光管和无线发射电路分别与第一控制电路电连接，电压检测电路连接在供电电路与第一控制电路之间。

人体红外感测器件通过红外传感器检测电路实现，对人体进行识别与检测，当人员落座时座位监测器的红外传感器检测到人体的靠近，将检测到的信号传送到第一控制电路进行处理，并将人员落座信息发送至数据服务器；当人员离开座位时红外传感器检测不到人体，产生离座信号传送到第一控制电路进行处理，并将人员离座信息发送至数据服务器。从而实现人员落座和离座的检测。

所述的电压检测电路，能够实时监测电源供电电压，并将检测到的电压值传给第一控制电路，通过处理判断，将处理结果传给无线发射电路，通过无线发射电路发送给数据服务器，再经过数据服务器解析处理，然后通过数据接口传到监视器，从而使座位监测器的电量能够被实时监测，一旦发现电池电量低于预设值，及时更换电池，以保证座位监测器各项功能的正常使用。

所述的状态指示LED，能够根据座位监测器所处的不同状态，做出具有不同特征的显示。

工作过程描述：当无线座位监测器的红外传感器检测到有人员落座和离座时，红外传感器将检测到的信息传送给第一控制电路，第一控制电路接收到信息后通过无线的方式发送给无线数据采集器。此外，无线数据采集器正确接收此信息后，还可以给无线座位监测器一个正确接收的确认信息。

图书馆阅读桌的基本共性特征为大幅面的桌面加落地脚，本专利结构设计中更多关注了与环境的匹配度，将人体红外感应器件及显示座位号和功能指示灯界面设计在桌子的厚度面，即不占用桌面有效面积，又易于读者观察座位号码、提示，还使人体红外感应器件能准确获得座位的实时使用状态，如图2示出了本实用新型一个实施例的人体红外感应器件及指示灯界面的示意图。监测器的其他部件与上述界面相连固定于桌面底部。人体红外感应元件和状态指示LED发光管分别设置在阅读桌的厚度面。

无线发射电路可以采用2.4GHz射频电路(或者其他如ZIGBEE(基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，又称紫蜂协议)、WIFI(无线相容性认证协议)、RF(射频)433等技术也可)，2.4GHz射频电路包括信号处理电路以及与信号处理电路相连接的可拆卸外置全向天线，信号处理电路，能够实现基带信号处理、数字/模拟信号转换、信号放大，板载天线为全向2.4G收发天线，能够将信号处理电路处理过的信号进行可靠的发射。。

在具体实施时，第一控制电路和无线发射电路可以集成为第一主控芯片，例如第一主控芯片采用现有的nRF51822单片机，其包含了MCU电路部分和2.4GHz射频收发部分，通过将控制电路和射频电路集成为一个芯片，简化了电路设计和布局。

此外，在具体实施时，还可以将无线座位监测器的第一控制电路、第一时钟电路、人体红外感应元件、状态指示LED发光管和无线发射电路分别设置在一印刷电路板(PCB)上，将无线座位监测器设计为卡片式结构，方便设置在阅读桌上，减少所占用的空间。

图4示出了本实用新型一个实施例的无线数据采集器结构示意图。如图所示，无线数据采集器包括第二控制电路、无线接收电路、外部看门狗电路、外部串行固态存储器、第二时钟电路、蜂鸣器、触发距离调节旋钮、工作状态指示LED、数据接口和稳压供电电路，无线接收电路、外部看门狗电路、外部串行固态存储器、第二时钟电路、蜂鸣器、触发距离调节旋钮、工作状态指示LED、数据接口和稳压供电电路分别与第二控制电路电连接，无线接收电路和无线发射电路无线连接。

其中，时钟电路包括时钟芯片以及与其连接的供电电路，该供电电路以板载纽扣式电池为电源，为时钟电路提供不间断的电力供应。

其中，触发距离调节旋钮可以为一精确可调电位器。

其中，工作状态指示LED包括3个LED指示灯，分别为：电源指示灯(例如可以为红色)、读卡指示灯(例如可以为蓝色)、数据传输指示灯(例如可以为绿色)。

其中，无线接收电路可以采用2.4GHz射频接收电路(或者其他如ZIGBEE、wifi、RF433等技术也可)，2.4GHz射频接收电路包括信号处理电路以及与信号处理电路相连接的可拆卸外置全向天线，信号处理电路包括相连接的衰减器和收发芯片。衰减器能够对所接收到的2.4GHz信号进行适当的衰减避免信号功率过高而损坏设备。外置全向天线为2.4GHz收发天线，该全向天线能够保证设备以任何状态布设都能可靠的接收卡片发来的2.4GHz射频信号。

在具体实施时，第二控制电路和无线接收电路可以集成为第二主控芯片。例如第二主控芯片可以采用现有的nRF51822单片机，其包含了MCU电路部分和2.4GHz射频收发部分，通过将控制电路和射频电路集成为一个芯片，简化了电路设计和布局。2.4GHz射频收发部分的收发芯片集成在nRF51822内部，支持250kbps、1Mbps和2Mbps的空速设定，。输出功率范围可设定为4dBm-20dBm之间，步幅为4dBm。并且具有很高的接收灵敏度，可实现远距离读卡。

外部看门狗(WatchDog)能够检测MCU电路的运行情况，当有异常情况时，WatchDog会自动复位MCU电路，使之重新正常运行。

与MCU连接的时钟电路，包括时钟芯片以及与其连接的供电电路。时钟电路能够产生年、月、日、时、分、秒为单位的时间量，在有电源供应的情况下可以精准的保持时间同步，为MCU提供可靠的时钟信号。时钟供电以板载纽扣式电池为电源，为时钟电路提供了不间断的电力供应，保证设备不接外部电源时的时钟运行。

与MCU连接的触发距离调节旋钮，触发距离调节旋钮为一精确可调电位器，可以通过调整电位器的分压来改变MCU的采样电压，从而实现手动调整读卡器的收发距离。触发距离调节旋钮可以设置其是否生效。设置为生效时，可以手动调节触发距离；设置为无效时，调节旋钮处于失效状态。

与MCU相连接的数据接口可以是TCP/IP、RS485、RS232等接口。

所述的稳压供电电路，由电源适配器从220VAC电源转化为12VDC供给设备内部，再由设备内部稳压供电电路转换出10VDC、5VDC和3.3VDC三种电压分别供给不同的电路和芯片。

无线数据采集器的工作过程为：当无线数据采集器接收到无线座位监测器发送过来的信息时，无线采集器将接收到的信息通过数据接口发送到服务器，服务器对接收到的信息进行统计分析，给出座位实时状态。此外，当无线采集器还可以在接收到服务器发送过来的座位预约信息时，无线采集器将信息通过无线方式发送给无线座位监测器，无线座位监测器正确接收信息后给无线采集器返回一个正确接受的确认信息。

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型着力解决座位的实时使用状态和智能反馈机制，图书馆座位管理系统是由管理系统软件加实时座位监测系统硬件(无线座位监测器和无线数据采集器)为核心组成，辅之原系统的其他既有设备构成的智能化的解决方案，可以实现无线、大半径(100米内)、大容量(单天线200位、可无限级联、无限扩容)、智能感知、防碰撞、徽功耗、双向传输等功能和目的。配合时钟模块，完成座位管理的需要。

本实用新型完美解决了座位资源的系统优化配置，更准确地监测座位的状态并给予智能的反馈，节约了大量的人力物力从事该工作，优化提升了图书馆管理；准确的座位数据库大大提升了座位资源的最优化配置，有效解决代刷卡、代占座问题，且系统成本低廉，易实施。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种图书馆座位无线监测器，所述图书馆座位无线监测器与图书馆管理系统相连接，图书馆管理系统包括数据服务器、交换机、进馆读卡器和出馆读卡器，其特征在于，所述图书馆座位无线监测器包括：多个无线座位监测器和多个无线数据采集器，每个所述无线座位监测器对应设置在一个阅读桌上，对应阅读桌的号码作为设置在其上的无线座位监测器的唯一编号，每个所述无线数据采集器通过交换机与数据服务器相连接，每个所述无线数据采集器与其辐射区域内的数个所述无线座位监测器无线连接，其中：

每个所述无线座位监测器包括第一控制电路、供电电路、电压检测电路、第一时钟电路、人体红外感应元件、状态指示LED发光管和无线发射电路，所述供电电路、所述第一时钟电路、所述人体红外感应元件、所述状态指示LED发光管和所述无线发射电路分别与所述第一控制电路电连接，所述电压检测电路连接在所述供电电路与所述第一控制电路之间，所述人体红外感应元件和所述状态指示LED发光管分别设置在阅读桌的厚度面；

所述无线数据采集器包括第二控制电路、无线接收电路、外部看门狗电路、外部串行固态存储器、第二时钟电路、蜂鸣器、触发距离调节旋钮、工作状态指示LED、数据接口和稳压供电电路，所述无线接收电路、所述外部看门狗电路、所述外部串行固态存储器、所述第二时钟电路、所述蜂鸣器、所述触发距离调节旋钮、所述工作状态指示LED、所述数据接口和所述稳压供电电路分别与所述第二控制电路电连接，所述无线接收电路和所述无线发射电路无线连接。

2.根据权利要求1所述的图书馆座位无线监测器，其特征在于，所述第一控制电路和所述无线发射电路集成为第一主控芯片，所述第二控制电路和所述无线接收电路集成为第二主控芯片。

3.根据权利要求1所述的图书馆座位无线监测器，其特征在于，所述无线发射电路采用2.4GHz射频电路，所述2.4GHz射频电路包括信号处理电路以及与所述信号处理电路相连接的可拆卸外置全向天线。

4.根据权利要求1所述的图书馆座位无线监测器，其特征在于，所述无线接收电路采用2.4GHz射频接收电路，所述2.4GHz射频接收电路包括信号处理电路以及与所述信号处理电路相连接的可拆卸外置全向天线，所述信号处理电路包括相连接的衰减器和收发芯片。

5.根据权利要求1所述的图书馆座位无线监测器，其特征在于，所述无线座位监测器还包括第一印刷电路板，所述第一控制电路、所述第一时钟电路、所述人体红外感应元件、所述状态指示LED发光管和所述无线发射电路分别设置在所述第一印刷电路板上。

6.根据权利要求1所述的图书馆座位无线监测器，其特征在于，所述无线数据采集器还包括外部封装保护壳及设置在所述外部封装保护壳内的第二印刷电路板，所述第二控制电路、所述无线接收电路、所述外部看门狗电路、所述外部串行固态存储器、所述第二时钟电路、所述蜂鸣器、所述触发距离调节旋钮、所述工作状态指示LED、所述数据接口和所述稳压供电电路分别设置在所述第二印刷电路板上。

7.根据权利要求1所述的图书馆座位无线监测器，其特征在于，所述触发距离调节旋钮为一精确可调电位器。

8.根据权利要求1所述的图书馆座位无线监测器，其特征在于，所述工作状态指示LED包括3个LED指示灯，分别为电源指示灯、读卡指示灯、数据传输指示灯。

9.根据权利要求1所述的图书馆座位无线监测器，其特征在于，所述第一时钟电路和所述第二时钟电路分别包括时钟芯片及为该时钟芯片提供电力的板载纽扣式电池。