CN207503254U - 一种智慧校园图书馆系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智慧校园图书馆系统，包括智能定位书架、服务器、环境检测单元、防火系统、书籍数据库、控制器；所述智能定位书架与服务器通讯连接，以便在书籍放回书架时向服务器传输定位信息；所述书籍数据库与服务器连接，以便查询书籍信息；所述控制器分别与防火系统、环境检测单元、服务器电性连接，以便在火灾发生时及时启动灭火设备阻止火势扩张。不仅能够方便管理员查询被乱放位置的书籍，而且能够在图书馆发生火灾时及时采取有效消防措施，避免书籍损毁。

Description

一种智慧校园图书馆系统

技术领域

本实用新型涉及图书馆管理系统领域，具体的说，是一种智慧校园图书馆系统。

背景技术

图书馆在我们的日常生活中起着重要的作用，它是衡量一个城市文化软实力的重要标准，更是我们众多人精神粮食的归宿。传统的图书馆运营方式需要较多的管理人员参与，借书和还书均需要人工扫描二维码，将书本进行分类放置到书架上也需要人工参与才能完成，这种传统的图书馆运营方式不仅造成了人力资源的浪费，而且还使得读者还书借书的效率低下。

最麻烦的是有的阅读者在临时阅读书籍后，不记得原来的位置，导致书籍乱放，这样再次增加管理员的工作量，进而造成图书馆管理效率不高。

因此提供一种智慧校园图书馆系统能够方便管理员查询被乱放位置的书籍，是非常有必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智慧校园图书馆系统，不仅能够方便管理员查询被乱放位置的书籍，而且能够在图书馆发生火灾时及时采取有效消防措施，避免书籍损毁。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种智慧校园图书馆系统，包括智能定位书架、服务器、环境检测单元、防火系统、书籍数据库、控制器；所述智能定位书架与服务器通讯连接，以便在书籍放回书架时向服务器传输定位信息；所述书籍数据库与服务器连接，以便查询书籍信息；所述控制器分别与防火系统、环境检测单元、服务器电性连接，以便在火灾发生时及时启动灭火设备阻止火势扩张。

所述智能定位书架包括书架本体、红外检测模块、RFID射频模块、第一ZigBee模块；所述RFID射频模块包括粘贴在书本上的RFID电子标签和分别设置在书架本体中单元格中的RFID射频读写器，所述RFID射频读写器还与第一ZigBee模块电性连接；所述红外检测模块设置于书架本体中单元格中并且与第一ZigBee模块电性连接。

其工作原理：一方面，智能定位书架在借书者把图书放回到书架上的时候对其书籍信息进行扫描，书籍上粘贴的RFID电子标签，对应着书籍数据库中的书籍编码、书籍名称、书籍分类、出版社、出版时间等等信息。当书籍放回书架时，RFID射频读写器扫描RFID电子标签，随后把书籍信息以及对应的书籍信息和当前所在书架单元格的位置信息匹配后通过第一ZigBee模块无线传输至服务器进行记录，然后结合书籍数据库中的书籍信息，以便图书馆管理员能够快速查询到搜寻书籍的当前位置，即便是借书者没有按书籍原来位置放回。

而且，红外检测模块设置在书架上，对书籍的放回动作进行检测，在检测到有书籍放回后才开启RFID射频读写器工作，避免了RFID射频读写器一直待机等待扫描，从而减小了功耗，避免了资源浪费。

另一方面，环境检测单元时刻采集图书馆内的环境信息，采集的信息传输至控制器，控制器对其接收、识别和处理，其处理后的数据与火警报警预设阈值比对，若是采集信息超过火警报警预设阈值则启动防火系统，启动设置在图书馆中的消防设备，以及时进行灭火防止火势蔓延，同时控制器也会把环境信息传输至服务器进行记录。

其中，环境检测单元中的各种传感器模块中均包含了各自所需的信号放大模块、模数转换模块等，因为现有的传感器产品中，通常已经集成了采集信号的处理模块，故不在此做更多详述。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述红外检测模块包括红外发射模块和红外接收模块；所述红外接收模块主要由电容C3、红外线接收头、运算放大器、稳压器构成，且运算放大器的引脚2通过电阻和稳压器与5V电源连接，运算放大器的引脚3与红外线接收头的引脚3连接，稳压器通过电容C3与红外线接收头引脚1连接，能够稳定接收反射红外线，响应速度较快。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述RFID读写器包括微处理器、分别与微处理器电性连接射频电路、USB接口芯片、SD接口芯片；所述射频电路主要由高频振荡电路和RX3310A芯片连接而成，其中，RX3310A的引脚1与电容耦合，引脚2通过120pF的电容接地。这里采用RX3310A，是因为它在内部集成了高频放大电路(RFAMP)、混频电路(MIXER)、中放电路(IFAMP)、中频滤波器(IFFILTER)、限幅器(LIMITER)以及由比较器构成的(ASK)解调电路等。因其低功耗、高集成度、高灵敏等特点被广泛应用，用在本系统中具有较高的性价比。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述环境检测单元包括温湿度检测模块、烟雾检测模块、有毒气体检测模块、火焰检测器、第二ZigBee模块，所述温湿度检测模块、烟雾检测模块、有毒气体检测模块、火焰检测器分别连接有第二ZigBee模块以实现与控制器的无线通讯。通过设置温湿度检测模块、烟雾检测模块、有毒气体检测模块、火焰检测器全面检测火情，能够精准判断火灾发生，通过ZigBee模块能够在减少系统功耗的情况下准确、迅速地将采集信息无线传输至控制器。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述温湿度检测模块主要由芯片U1组成；所述芯片U1为SHT11且SHT11的SCK引脚接STM32F107的引脚PB10，SHT11的引脚DATA接STM32F107的引脚PB11。这里采用SHT11是因为SHT11采用了特有的工业化CMOS技术，具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。芯片内包括经校准的相对湿度和温度传感器，它们与一个14位的AD转换器相连接，每一个传感器都是在精确的温室中进行校准的，校准系数预先存在OTP内存中，在测量校准的全过程都要用这些系数，二线串行总线接口支持简单、快速的系统集成。而且具有露点计算输出功能；无需外围元件；可自动休眠，用在户外检测环境状况不仅工作稳定而且能够有效降低功耗。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述防火系统包括洒水头和惰性气体喷头，且洒水头和惰性气体喷头与控制器电性连接，由控制器控制启动，在发生火灾时自动灭火。通过设置洒水头和惰性气体喷头并由控制器控制启动，能够自动并及时地对火情进行有效处理。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型通过智能定位书架上设置的RFID读写器自动扫描图书上粘贴的RFID电子标签，从而实现对书本的自动定位，再通过调用定位信息在服务器的显示器上显示，即可找到图书的当前位置，避免了阅读者在放回书籍时没有按原来的位置放置而导致图书馆管理者不知道该书籍的位置。

（2）本实用新型通过红外检测模块在检测到有书籍放入后才启动RFID读写器进行扫描检测，避免了RFID读写器始终保持在工作状态，从而有效减少功耗，达到节能的作用。

（3）本实用新型通过ZigBee模块实现对书籍自动定位信息的无线传输，避免了在图书馆布线的复杂操作，而且工作稳定便于维护，ZigBee模块低功耗短距离的传输特性正好适用于在图书馆区域中，因此也实现了节约成本、降低功耗的作用。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型中红外检查模块电路原理图；

图3为本实用新型中RFID读写器电路原理图；

图4为本实用新型中温湿度检测模块电路原理图。

具体实施方式

实施例1：

本实施例的一种智慧校园图书馆系统，如图1所示：包括智能定位书架、服务器、环境检测单元、防火系统、书籍数据库、控制器；所述智能定位书架与服务器通讯连接，以便在书籍放回书架时向服务器传输定位信息；所述书籍数据库与服务器连接，以便查询书籍信息；所述控制器分别与防火系统、环境检测单元、服务器电性连接，以便在火灾发生时及时启动灭火设备阻止火势扩张。

所述智能定位书架包括书架本体、红外检测模块、RFID射频模块、第一ZigBee模块；所述RFID射频模块包括粘贴在书本上的RFID电子标签和分别设置在书架本体中单元格中的RFID射频读写器，所述RFID射频读写器还与第一ZigBee模块电性连接；所述红外检测模块设置于书架本体中单元格中并且与第一ZigBee模块电性连接。

其工作原理：一方面，智能定位书架在借书者把图书放回到书架上的时候对其书籍信息进行扫描，书籍上粘贴的RFID电子标签，对应着书籍数据库中的书籍编码、书籍名称、书籍分类、出版社、出版时间等等信息。当书籍放回书架时，RFID射频读写器扫描RFID电子标签，随后把书籍信息以及对应的书籍信息和当前所在书架单元格的位置信息匹配后通过第一ZigBee模块无线传输至服务器进行记录，然后结合书籍数据库中的书籍信息，以便图书馆管理员能够快速查询到搜寻书籍的当前位置，即便是借书者没有按书籍原来位置放回。

而且，红外检测模块设置在书架上，对书籍的放回动作进行检测，在检测到有书籍放回后才开启RFID射频读写器工作，避免了RFID射频读写器一直待机等待扫描，从而减小了功耗，避免了资源浪费。

另一方面，环境检测单元时刻采集图书馆内的环境信息，采集的信息传输至控制器，控制器对其接收、识别和处理，其处理后的数据与火警报警预设阈值比对，若是采集信息超过火警报警预设阈值则启动防火系统，启动设置在图书馆中的消防设备，以及时进行灭火防止火势蔓延，同时控制器也会把环境信息传输至服务器进行记录。其中环境检测单元中的各种传感器模块中均包含了各自所需的信号放大模块、模数转换模块等，因为现有的传感器产品中，通常已经集成了采集信号的处理模块，故不在此做更多详述。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上做进一步优化，如图2所示：所述红外检测模块包括红外发射模块和红外接收模块；所述红外接收模块主要由电容C3、红外线接收头、运算放大器、稳压器构成，且运算放大器的引脚2通过电阻和稳压器与5V电源连接，运算放大器的引脚3与红外线接收头的引脚3连接，稳压器通过电容C3与红外线接收头引脚1连接，能够稳定接收反射红外线，响应速度较快。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在实施例2的基础上做进一步优化，如图3所示：所述RFID读写器包括微处理器、分别与微处理器电性连接射频电路、USB接口芯片、SD接口芯片；所述射频电路主要由高频振荡电路和RX3310A芯片连接而成，其中，RX3310A的引脚1与电容耦合，引脚2通过120pF的电容接地。这里采用RX3310A，是因为它在内部集成了高频放大电路(RFAMP)、混频电路(MIXER)、中放电路(IFAMP)、中频滤波器(IFFILTER)、限幅器(LIMITER)以及由比较器构成的(ASK)解调电路等。因其低功耗、高集成度、高灵敏等特点被广泛应用，用在本系统中具有较高的性价比。

本实施例的其他部分与实施例2相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在实施例3的基础上做进一步优化，所述环境检测单元包括温湿度检测模块、烟雾检测模块、有毒气体检测模块、火焰检测器、第二ZigBee模块，所述温湿度检测模块、烟雾检测模块、有毒气体检测模块、火焰检测器分别连接有第二ZigBee模块以实现与控制器的无线通讯。通过设置温湿度检测模块、烟雾检测模块、有毒气体检测模块、火焰检测器全面检测火情，能够精准判断火灾发生，通过ZigBee模块能够在减少系统功耗的情况下准确、迅速地将采集信息无线传输至控制器。

如图4所示：所述温湿度检测模块主要由芯片U1组成；所述芯片U1为SHT11且SHT11的SCK引脚接STM32F107的引脚PB10，SHT11的引脚DATA接STM32F107的引脚PB11。这里采用SHT11是因为SHT11采用了特有的工业化CMOS技术，具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。芯片内包括经校准的相对湿度和温度传感器，它们与一个14位的AD转换器相连接，每一个传感器都是在精确的温室中进行校准的，校准系数预先存在OTP内存中，在测量校准的全过程都要用这些系数，二线串行总线接口支持简单、快速的系统集成。而且具有露点计算输出功能；无需外围元件；可自动休眠，用在户外检测环境状况不仅工作稳定而且能够有效降低功耗。

本实施例的其他部分与实施例3相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在实施例4的基础上做进一步优化，所述防火系统包括洒水头和惰性气体喷头，且洒水头和惰性气体喷头与控制器电性连接，由控制器控制启动，在发生火灾时自动灭火。通过设置洒水头和惰性气体喷头并由控制器控制启动，能够自动并及时地对火情进行有效处理。

本实施例的其他部分与实施例4相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智慧校园图书馆系统，其特征在于：包括智能定位书架、服务器、环境检测单元、防火系统、书籍数据库、控制器；所述智能定位书架与服务器通讯连接，以便在书籍放回书架时向服务器传输定位信息；所述书籍数据库与服务器连接，以便查询书籍信息；所述控制器分别与防火系统、环境检测单元、服务器电性连接，以便在火灾发生时及时启动灭火设备阻止火势扩张；

所述智能定位书架包括书架本体、红外检测模块、RFID射频模块、第一ZigBee模块；所述RFID射频模块包括粘贴在书本上的RFID电子标签和分别设置在书架本体中单元格中的RFID射频读写器，所述RFID射频读写器还与第一ZigBee模块电性连接；所述红外检测模块设置于书架本体中单元格中并且与第一ZigBee模块电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种智慧校园图书馆系统，其特征在于：所述红外检测模块包括红外发射模块和红外接收模块；所述红外接收模块主要由电容C3、红外线接收头、运算放大器、稳压器构成，且运算放大器的引脚2通过电阻和稳压器与5V电源连接，运算放大器的引脚3与红外线接收头的引脚3连接，稳压器通过电容C3与红外线接收头引脚1连接。

3.根据权利要求1所述的一种智慧校园图书馆系统，其特征在于：所述RFID读写器包括微处理器、分别与微处理器电性连接射频电路、USB接口芯片、SD接口芯片；所述射频电路主要由高频振荡电路和RX3310A芯片连接而成，其中，RX3310A的引脚1与电容耦合，引脚2通过120pF的电容接地。

4.根据权利要求1所述的一种智慧校园图书馆系统，其特征在于：所述环境检测单元包括温湿度检测模块、烟雾检测模块、有毒气体检测模块、火焰检测器、第二ZigBee模块，所述温湿度检测模块、烟雾检测模块、有毒气体检测模块、火焰检测器分别连接有第二ZigBee模块以实现与控制器的无线通讯。

5.根据权利要求4所述的一种智慧校园图书馆系统，其特征在于：所述温湿度检测模块主要由芯片U1组成；所述芯片U1为SHT11且SHT11的SCK引脚接STM32F107的引脚PB10，SHT11的引脚DATA接STM32F107的引脚PB11。

6.根据权利要求1所述的一种智慧校园图书馆系统，其特征在于：所述防火系统包括洒水头和惰性气体喷头，且洒水头和惰性气体喷头与控制器电性连接，由控制器控制启动，在发生火灾时自动灭火。