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(1.湖北大學(xué) 計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，武漢 430062; 2.烽火通信科技股份有限公司 業(yè)務(wù)與終端產(chǎn)出線(xiàn)，武漢 430073)

0 引言

圖書(shū)館在使用傳統(tǒng)的無(wú)人管理座位模式時(shí)，座位使用情況的相關(guān)參數(shù)難以實(shí)時(shí)采集，因而很難對(duì)圖書(shū)館的座位形成有效的管理。隨著LoRa技術(shù)的普遍應(yīng)用[1]，基于LoRa的智能圖書(shū)館座位管理系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而生[2]。LoRa技術(shù)融合了數(shù)字?jǐn)U頻、數(shù)字信號(hào)處理、超強(qiáng)的鏈路預(yù)算和前向糾錯(cuò)編碼技術(shù)[3]，并且LoRa技術(shù)傳輸距離遠(yuǎn)、功耗低[4]、抗干擾能力強(qiáng)、穿透性好的特點(diǎn)完美契合本系統(tǒng)的需求[5]。

本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一套基于LoRa技術(shù)的智能圖書(shū)館座位管理系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)采集座位狀態(tài)信息，遠(yuǎn)程控制相關(guān)設(shè)備并且與用戶(hù)實(shí)時(shí)對(duì)接。測(cè)試結(jié)果表明，本系統(tǒng)可以顯著提升圖書(shū)館座位有效使用率，縮短人均尋找座位時(shí)間,具有良好的推廣前景。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

圖1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)如圖1所示，基于LoRa的智能圖書(shū)館座位管理系統(tǒng)整體上由四部分組成，即：座位管理節(jié)點(diǎn)、LoRa基站、智能圖書(shū)館云平臺(tái)服務(wù)器以及用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)平臺(tái)。座位管理節(jié)點(diǎn)包括采集模塊以及顯示模塊兩部分，對(duì)采集座位狀態(tài)信息的模塊稱(chēng)為采集模塊，對(duì)顯示座位狀態(tài)信息的模塊稱(chēng)為顯示模塊。LoRa基站保證了智能圖書(shū)館云平臺(tái)服務(wù)器與座位管理節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交互。智能圖書(shū)館云平臺(tái)服務(wù)器對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將其存入數(shù)據(jù)庫(kù)，在需要時(shí)隨時(shí)提取出來(lái)供用戶(hù)使用。用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)平臺(tái)包括Web與手機(jī)APP。另外，一個(gè)LoRa基站覆蓋一整棟圖書(shū)館的所有座位管理節(jié)點(diǎn)，一個(gè)智能圖書(shū)館云平臺(tái)服務(wù)器可連接多個(gè)LoRa基站，實(shí)現(xiàn)多圖書(shū)館統(tǒng)一管理。本系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)支持?jǐn)?shù)據(jù)雙向傳輸。由下至上時(shí)，由采集模塊檢測(cè)座位狀態(tài)信息，通過(guò)LoRa網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)絃oRa基站，再經(jīng)過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)上傳到智能圖書(shū)館云平臺(tái)服務(wù)器，最終用戶(hù)就可以獲取到實(shí)時(shí)座位狀態(tài)信息。由上至下時(shí)，由用戶(hù)通過(guò)Web或移動(dòng)前端發(fā)送指令給智能圖書(shū)館云平臺(tái)服務(wù)器，再經(jīng)過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)將指令發(fā)送給LoRa基站，最后經(jīng)過(guò)LoRa網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給顯示模塊，通過(guò)LED指示燈來(lái)顯示座位狀態(tài)。

2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)

在本系統(tǒng)中，LoRa技術(shù)采用LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)協(xié)議[6]，而LoRaWAN的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)[7]是一個(gè)典型的星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，LoRa基站是傳輸?shù)闹欣^，連接終端設(shè)備和后端中央服務(wù)器。在該智能圖書(shū)館座位管理系統(tǒng)中，終端設(shè)備為座位管理節(jié)點(diǎn)，后端中央服務(wù)器為智能圖書(shū)館云平臺(tái)服務(wù)器。

另外,LoRa基站與智能圖書(shū)館云平臺(tái)服務(wù)器通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)建立通信鏈路，在此過(guò)程中采用TCP/IP協(xié)議[8]。

3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

3.1 座位的預(yù)約

1)通過(guò)Web網(wǎng)頁(yè)、手機(jī)APP實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)預(yù)約[9]。

2)座位預(yù)約成功后，LED指示燈為藍(lán)色，讀者會(huì)有30分鐘的時(shí)間到達(dá)座位就坐。若30分鐘后紅外傳感器檢測(cè)到無(wú)人就坐，會(huì)自動(dòng)釋放該座位,并判定為一次違規(guī)；讀者到達(dá)指定座位后，點(diǎn)擊“確認(rèn)到達(dá)”后即可就坐，LED指示燈變?yōu)榫G色，若點(diǎn)擊了確認(rèn)達(dá)到，但30秒后紅外傳感器檢測(cè)到無(wú)人就坐會(huì)自動(dòng)釋放該座位，并判定為一次違規(guī)。

3)若他人強(qiáng)行就坐已經(jīng)被預(yù)約的座位，紅外傳感器檢測(cè)到有人會(huì)直接將其判定為占座，LED指示燈變?yōu)榧t色，并將信號(hào)發(fā)送給值班管理員，管理員查明后，判定為一次違規(guī)。

3.2 座位的使用

1)可通過(guò)Web網(wǎng)頁(yè)或者APP實(shí)現(xiàn)暫離座位、釋放座位以及查看個(gè)人賬號(hào)信息。

2)若要暫時(shí)離開(kāi)座位必須點(diǎn)擊“暫離”，LED指示燈變?yōu)樗{(lán)色，暫離時(shí)間是25分鐘，若超過(guò)規(guī)定時(shí)長(zhǎng)，人體熱釋電紅外傳感器檢測(cè)到還無(wú)人就坐會(huì)自動(dòng)釋放該座位，并判定為一次違規(guī)(12:00-13:00和17:30-18:30兩個(gè)時(shí)段保留60分鐘)。若離開(kāi)時(shí)沒(méi)有點(diǎn)擊“暫離”，則30秒內(nèi)紅外傳感器檢測(cè)到無(wú)人會(huì)自動(dòng)釋放該座位，并判定為一次違規(guī)。

3)若要釋放座位必須點(diǎn)擊“釋放”，LED指示燈熄滅；若沒(méi)有點(diǎn)擊“釋放”便離開(kāi)，則30秒內(nèi)紅外傳感器檢測(cè)到無(wú)人會(huì)自動(dòng)釋放該座位，并判定為一次違規(guī)。若到了圖書(shū)館閉館時(shí)間，可直接離開(kāi)圖書(shū)館，無(wú)需手動(dòng)釋放該座位。

3.3 違規(guī)說(shuō)明

1)讀者預(yù)約座位卻未在規(guī)定時(shí)間內(nèi)到達(dá)或者點(diǎn)擊了“確認(rèn)到達(dá)”，卻無(wú)人就坐。

2)讀者沒(méi)有預(yù)約座位，卻強(qiáng)行就坐已經(jīng)被預(yù)約的座位。

3)讀者離開(kāi)時(shí)沒(méi)有點(diǎn)擊“暫離”或者點(diǎn)擊了“暫離”但未在規(guī)定時(shí)間內(nèi)返回。

4)讀者提前離開(kāi)圖書(shū)館但未釋放座位。

5)若讀者有三次違規(guī)操作，則智能圖書(shū)館云平臺(tái)服務(wù)器系統(tǒng)自動(dòng)將該名讀者列入黑名單，讀者等待三天后會(huì)被移出黑名單。在黑名單期間，讀者不能在線(xiàn)預(yù)約座位。

3.4 注意事項(xiàng)

1)賬號(hào)與借書(shū)卡賬號(hào)綁定。

2)每日可在線(xiàn)預(yù)約座位數(shù)量限額為座位總數(shù)30%。每日只要超出在線(xiàn)預(yù)約限額，便會(huì)關(guān)閉在線(xiàn)預(yù)約座位窗口，此時(shí)讀者只能到圖書(shū)館現(xiàn)場(chǎng)就座。

4 系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)

4.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

根據(jù)本系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)可知，硬件部分包括座位管理節(jié)點(diǎn)和LoRa基站。

4.1.1 座位管理節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的座位管理節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)包括采集模塊和顯示模塊兩部分。如圖2所示，采集模塊由人體熱釋電紅外傳感器[8]、主控芯片、電源、LoRa無(wú)線(xiàn)通訊模塊四部分組成，其主要任務(wù)是將采集到的座位就坐狀態(tài)信息數(shù)據(jù)上傳給LoRa基站。顯示模塊由LED指示燈、電源、主控芯片、三部分組成，主要任務(wù)是響應(yīng)LoRa基站下發(fā)的控制[9]指令來(lái)控制LED指示燈的狀態(tài)。其中出于低成本，小體積等因素的考慮，采集模塊與顯示模塊共用主控芯片、電源。對(duì)于座位管理節(jié)點(diǎn)，并不需要復(fù)雜的計(jì)算，但考慮其低功耗需求，座位管理節(jié)點(diǎn)選取STC公司生產(chǎn)的STC89C52RC單片機(jī)[10]為主控芯片。STC89C52RC是一款低功耗、高速、超強(qiáng)抗干擾的CMOS 8位微處理器，在傳統(tǒng)的51單片機(jī)上做了許多改進(jìn)，使其為更多嵌入式系統(tǒng)提供有效的解決方案。另外，人體熱釋電紅外傳感器采用HC-SR501型紅外傳感器，其感應(yīng)角度在100°的錐角內(nèi)可調(diào)，感應(yīng)距離在3m內(nèi)可調(diào)，均符合功能需求。 LoRa無(wú)線(xiàn)通訊模塊采用Rejeee公司的M-GW1全雙工LoRa無(wú)線(xiàn)通訊模塊。M-GW1功耗低，是高性能工業(yè)級(jí)芯片，可快速部署LoRa網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離低功耗的控制和數(shù)據(jù)采集的目的。

圖2 座位管理節(jié)點(diǎn)示意圖

4.1.2 LoRa基站硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)LoRa基站設(shè)計(jì)如圖3所示，由網(wǎng)絡(luò)接口模塊、電源模塊、主控芯片、LoRa無(wú)線(xiàn)通訊模塊四部分組成。LoRa基站一方面將座位管理節(jié)點(diǎn)中的采集模塊采集到的座位狀態(tài)信息數(shù)據(jù)發(fā)送給智能圖書(shū)館云平臺(tái)服務(wù)器，另一方面響應(yīng)智能圖書(shū)館云平臺(tái)服務(wù)器下發(fā)的指令，并讓座位管理節(jié)點(diǎn)中的顯示模塊執(zhí)行。對(duì)于LoRa基站，除了低功耗特性外還需要滿(mǎn)足一定復(fù)雜計(jì)算能力，因此LoRa基站選取ST公司的STM32F103[11]為主控芯片。STM32F103是一款A(yù)RM Cortex-M3內(nèi)核的32位微處理器，內(nèi)置高速存儲(chǔ)器，有睡眠、停機(jī)、待機(jī)3種低功耗模式等特點(diǎn)。LoRa無(wú)線(xiàn)通訊模塊采用M-GW1全雙工LoRa無(wú)線(xiàn)通訊模塊，與座位管理節(jié)點(diǎn)相同，在此不再做詳細(xì)說(shuō)明。

圖3 LoRa基站示意圖

4.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

4.2.1 座位管理節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)

LoRa節(jié)點(diǎn)在LoRaWAN協(xié)議里被分為ClassA、Class B和Class C三類(lèi)不同的工作模式。本系統(tǒng)中的座位管理節(jié)點(diǎn)Class B模式是固定周期時(shí)間同步，兼顧實(shí)時(shí)性和低功耗。如圖4所示，啟動(dòng)LoRa無(wú)線(xiàn)通訊模塊后，每當(dāng)結(jié)束字節(jié)完成時(shí)，則進(jìn)行數(shù)據(jù)幀類(lèi)型的判斷。對(duì)來(lái)自采集模塊的數(shù)據(jù)，先封裝成幀，添加幀頭、幀尾，然后通過(guò)LoRa網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至LoRa基站；對(duì)來(lái)自L(fǎng)oRa基站的數(shù)據(jù)，先解幀，拆除幀頭、幀尾、然后把數(shù)據(jù)發(fā)送給顯示模塊，后者接收到數(shù)據(jù)后，調(diào)整LED燈顯示狀態(tài)。至此，便實(shí)現(xiàn)了采集模塊數(shù)據(jù)的上傳與LoRa基站指令的下達(dá)。

圖4 座位管理節(jié)點(diǎn)流程圖

4.2.2 LoRa基站軟件設(shè)計(jì)

如圖5所示，啟動(dòng)LoRa無(wú)線(xiàn)通訊模塊后，每當(dāng)結(jié)束字節(jié)完成時(shí)，則進(jìn)行數(shù)據(jù)幀類(lèi)型的判斷。對(duì)來(lái)自智能圖書(shū)館云平臺(tái)服務(wù)器的數(shù)據(jù)，先封裝成幀，添加幀頭和幀尾，然后通過(guò)LoRa網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至座位管理節(jié)點(diǎn)；對(duì)來(lái)自座位管理節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)幀，先解幀，拆除幀頭、幀尾，然后通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)接口模塊發(fā)送至智能圖書(shū)館云平臺(tái)服務(wù)器，后者接收到數(shù)據(jù)后，實(shí)時(shí)地推送給用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)平臺(tái)。至此，便實(shí)現(xiàn)了LoRa基站數(shù)據(jù)的上傳與智能圖書(shū)館云平臺(tái)服務(wù)器指令的下達(dá)。

圖5 LoRa基站流程圖

4.2.3 通信協(xié)議的設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性與可靠性，根據(jù)系統(tǒng)需求設(shè)計(jì)出4種類(lèi)型的數(shù)據(jù)幀，分別為上行數(shù)據(jù)幀、下行反饋幀、下行指令幀、上行反饋幀。上行數(shù)據(jù)幀表示下層采集模塊將采集到的座位狀態(tài)信息發(fā)送給上層智能圖書(shū)館云平臺(tái)服務(wù)器；下行反饋幀表示下層座位管理節(jié)點(diǎn)在收到該幀后可以得知上層智能云平臺(tái)服務(wù)器是否接收到上行數(shù)據(jù)幀；下行指令幀表示上層智能圖書(shū)館云平臺(tái)服務(wù)器發(fā)送給顯示模塊的指令；上行反饋幀表示上層智能圖書(shū)館云平臺(tái)服務(wù)器收到該幀后可以得知下層座位管理節(jié)點(diǎn)是否接收到了下行指令幀。

另外，根據(jù)本系統(tǒng)的性能以及功能需求，設(shè)計(jì)了一條通用數(shù)據(jù)幀，幀內(nèi)每一個(gè)字段的數(shù)據(jù)以十六進(jìn)制方式存儲(chǔ)。如表1所示，每一幀都包含幀頭、數(shù)據(jù)字段、幀尾3個(gè)部分。其中，幀頭由幀首、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)幀類(lèi)型三部分組成。數(shù)據(jù)字段由座位管理節(jié)點(diǎn)ID、MAC地址、有效數(shù)據(jù)、校驗(yàn)位這4個(gè)部分組成。如表1所示，幀的定界由幀首，幀尾來(lái)完成。幀首表示幀起始的地方，用0x01表示。幀尾表示幀結(jié)束的地方，用0x04表示。數(shù)據(jù)長(zhǎng)度表示數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度。數(shù)據(jù)幀類(lèi)型表示數(shù)據(jù)幀的類(lèi)型。座位管理節(jié)點(diǎn)ID表示一個(gè)座位管理節(jié)點(diǎn)的編號(hào)。MAC地址表示對(duì)應(yīng)座位管理節(jié)點(diǎn)的物理地址。有效數(shù)據(jù)表示真正有用的數(shù)據(jù)，長(zhǎng)度不定。校驗(yàn)位表示從數(shù)據(jù)長(zhǎng)度域開(kāi)始到客戶(hù)數(shù)據(jù)字段結(jié)束。

表1 通用數(shù)據(jù)幀

5 系統(tǒng)測(cè)試與分析

本文從功能測(cè)試與性能測(cè)試兩方面來(lái)驗(yàn)證基于LoRa的智能圖書(shū)館座位管理系統(tǒng)的實(shí)際效果。以湖北大學(xué)圖書(shū)館為例(共十二層樓)，在圖書(shū)館的每一層都劃分出該層座位總數(shù)(每層座位總數(shù)為300個(gè)左右)30%的座位作為智能座位管理區(qū)域。為了更好的驗(yàn)證系統(tǒng)的功能與性能，每一層樓除了將智能座位管理區(qū)域劃分在中心區(qū)域，還特地在最偏遠(yuǎn)的一些角落也按照比例選取了一些座位。剩下的座位總數(shù)為70%的區(qū)域?yàn)閭鹘y(tǒng)的無(wú)人管理座位區(qū)域。具體實(shí)現(xiàn)為：首先在圖書(shū)館樓頂架設(shè)一個(gè)LoRa基站，然后在智能座位管理區(qū)域布置好座位管理節(jié)點(diǎn)，最后搭建一個(gè)圖書(shū)館云平臺(tái)服務(wù)器和用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)平臺(tái)。下面詳細(xì)介紹用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)平臺(tái)(以網(wǎng)頁(yè)界面為例)。

1.4.1 術(shù)前準(zhǔn)備 ①患者及家屬知曉手術(shù)細(xì)況，并自愿簽署手術(shù)知情同意書(shū)；②確?；颊吣c道情況良好，為患者進(jìn)行通便灌腸，并術(shù)前兩天對(duì)患者采取禁食處理；③對(duì)患者進(jìn)行超聲檢查腹部、胸部，對(duì)患者肝臟、肺臟等臟器情況詳細(xì)調(diào)查；④保證患者情緒正常和患者體質(zhì)符合手術(shù)要求。

預(yù)約座位：如圖6所示，進(jìn)入預(yù)約座位界面可以預(yù)約空余的座位。

圖6 預(yù)約座位界面

確認(rèn)到達(dá)：如圖7所示，到達(dá)預(yù)定座位之后，點(diǎn)擊“確認(rèn)到達(dá)”按鈕即可就坐。

圖7 使用座位界面

暫時(shí)離開(kāi)：如圖8所示，要暫時(shí)離開(kāi)的話(huà)，先點(diǎn)擊“暫時(shí)離開(kāi)”按鈕，離開(kāi)之后會(huì)進(jìn)入保留座位25分鐘的倒計(jì)時(shí)。

釋放座位：如圖9所示，離開(kāi)之前先點(diǎn)擊“釋放座位”按鈕，然后離開(kāi)。

圖9 釋放座位界面

5.1 系統(tǒng)功能測(cè)試

功能測(cè)試主要從系統(tǒng)功能的完整性、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、兩種模式下座位的有效使用率以及人均尋找座位時(shí)間，一共4個(gè)方面來(lái)考察。第一組對(duì)比為傳統(tǒng)無(wú)人管理模式區(qū)域與智能座位管理區(qū)域的座位有效使用率對(duì)比(座位有效使用率 = 實(shí)際座位平均使用時(shí)長(zhǎng)/理論最大座位平均使用時(shí)長(zhǎng))，測(cè)試結(jié)果如表2所示。按照各院校中的各年級(jí)的人數(shù)比例，隨機(jī)選取一共200人作為樣本對(duì)象。樣本對(duì)象第一個(gè)星期使用傳統(tǒng)的無(wú)人管理模式，第2個(gè)星期使用智能圖書(shū)館座位管理系統(tǒng)，將人均尋找座位時(shí)間進(jìn)行對(duì)比，這是第二組對(duì)比，測(cè)試結(jié)果如表3所示。

表2 座位有效使用率統(tǒng)計(jì)

表3 人均尋找座位時(shí)間統(tǒng)計(jì)

經(jīng)過(guò)兩個(gè)星期的功能測(cè)試，結(jié)果表明 基于LoRa的智能圖書(shū)館座位管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了所有的設(shè)計(jì)功能且運(yùn)行穩(wěn)定。相比傳統(tǒng)的無(wú)人管理座位模式,座位有效使用率有了顯著提升，人均尋找座位時(shí)間有了明顯縮短。

5.2 系統(tǒng)性能測(cè)試

主要從該系統(tǒng)的覆蓋率以及對(duì)座位管理節(jié)點(diǎn)的最大負(fù)載兩方面來(lái)考察。在圖書(shū)館內(nèi)測(cè)試距離以樓層序號(hào)為單位，考慮到對(duì)整棟圖書(shū)館的覆蓋，選取12樓、8樓、4樓、1樓為測(cè)試樣本，測(cè)試樓層選取一個(gè)星期7天，每天在8:00-12:00、14:00-17:30、18:30-21:303個(gè)時(shí)段連續(xù)收發(fā)10000個(gè)數(shù)據(jù)包，分別統(tǒng) 計(jì)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的丟包率與誤碼率，測(cè)試結(jié)果如表4所示(考慮到每天測(cè)試結(jié)果大體相同，該表只給出了星期二的測(cè)試結(jié)果)。另外，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行拓展覆蓋率測(cè)試，在圖書(shū)館外選取200 m、400 m、700 m、1 000 m為樣本測(cè)試距離。如表4所示，即使是在晚自習(xí)18:30-21:30最高峰的時(shí)段，最偏遠(yuǎn)的角落里，該系統(tǒng)對(duì)圖書(shū)館內(nèi)的覆蓋率為100%，數(shù)據(jù)的丟包率和誤碼率均為零。如表5所示，在圖書(shū)館外，隨著LoRa網(wǎng)絡(luò)通信傳輸距離的增加，數(shù)據(jù)的丟包率和誤碼率逐漸增加，值得注意的是，距離為1 000 m時(shí)的丟包率僅為1.0%，誤碼率僅為1.15%。

表4 圖書(shū)館內(nèi)丟包率與誤碼率統(tǒng)計(jì)

經(jīng)過(guò)性能測(cè)試，上述結(jié)果表明LoRa網(wǎng)絡(luò)傳輸距離遠(yuǎn)，且有較好的穿透性，完全能夠100%無(wú)死角覆蓋整棟圖書(shū)館。另外，該系統(tǒng)在最高峰時(shí)段，依然能夠滿(mǎn)足1 000個(gè)左右的座位管理節(jié)點(diǎn)的正常通信。由此可見(jiàn)，基于LoRa無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)的智能圖書(shū)館系統(tǒng)具有很好的性能。

表5 圖書(shū)館外丟包率與誤碼率統(tǒng)計(jì)

6 結(jié)束語(yǔ)

本文旨在將LoRa技術(shù)應(yīng)用在智能圖書(shū)館座位管理系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)底層座位管理節(jié)點(diǎn)，中繼LoRa基站，上層智能圖書(shū)館云平臺(tái)服務(wù)器三者之間的實(shí)時(shí)通信，滿(mǎn)足智能圖書(shū)館座位管理系統(tǒng)的功能與性能需求。文中對(duì)系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)、軟硬件設(shè)計(jì)以及通信協(xié)議設(shè)計(jì)做出了詳細(xì)的研究。該系統(tǒng)便于組網(wǎng)，成本與功耗也很低，而功能與性能測(cè)試的結(jié)果也表明該系統(tǒng)不僅顯著提升座位有效使用率，縮短人均尋找座位時(shí)間，還具備抗干擾能力強(qiáng)，穿透性強(qiáng)，傳輸距離遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn)，這使得該系統(tǒng)具有良好的前景與市場(chǎng)。