李慧強(qiáng)

[摘 要]本論文主要應(yīng)用單片機(jī)智能控制技術(shù)，形成以單片機(jī)為控制模塊，紅外線傳感器超聲波傳感器為信息采集模塊，Led數(shù)碼管為信息顯示模塊的一個(gè)智能控制系統(tǒng)，將這套智能化模塊應(yīng)用到圖書館中，在人力資源及空間資源方面提高資源利用率，解決資源浪費(fèi)的問題。通過單片機(jī)控制信息集采模塊，收集所需信息。這套系統(tǒng)能自動(dòng)地記錄高校圖書館在一個(gè)周期內(nèi)的人流量，從而合理預(yù)判下一個(gè)周期內(nèi)進(jìn)館的人數(shù)，通過預(yù)判結(jié)果合理調(diào)配每天工作在一線為讀者提供服務(wù)的工作人員數(shù)量，避免閱讀高峰服務(wù)人員不夠用及低谷期人員閑置導(dǎo)致人力資源浪費(fèi)。同時(shí)，利用單片機(jī)的智能控制，控制加裝在書架與房頂之間的升降書柜，減少館內(nèi)空余空間的浪費(fèi)，提高館內(nèi)每寸空間的利用率。最終，通過單片機(jī)智能控制模塊全面提升工作人員及空間的利用率。

[關(guān)鍵詞]單片機(jī);提高資源利用率;圖書館

[中圖分類號(hào)]TP368.1-4 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

圖書館貯藏著大量的知識(shí)，它作為一個(gè)開放性的場(chǎng)所，在運(yùn)行時(shí)間內(nèi)隨時(shí)等待讀者進(jìn)館，因此為了能維護(hù)圖書館的正常運(yùn)行，在館內(nèi)需要一定數(shù)量的工作人員隨時(shí)待命，提高讀者能獲得所需的概率，隨時(shí)為讀者進(jìn)行信息服務(wù)。而評(píng)測(cè)一個(gè)圖書館的信息服務(wù)能力，主要是在館員人數(shù)及他們科研能力這樣的軟實(shí)力上的體現(xiàn)。而圖書館內(nèi)除了工作人員的數(shù)量及質(zhì)量外，還需求大量的存儲(chǔ)資源以供讀者使用。

1 研究背景及意義

在圖書館服務(wù)中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)閱讀高峰時(shí)段，這時(shí)讀者需要的信息服務(wù)就會(huì)激增，正當(dāng)值的人員較少就會(huì)出現(xiàn)忙不過來的現(xiàn)象，信息服務(wù)的質(zhì)量得不到保證。而在低谷期，就會(huì)出現(xiàn)相反的現(xiàn)象，大量人員閑置在圖書館一線上，浪費(fèi)了寶貴的科研時(shí)間。所以在合理調(diào)配有限的人力資源及空間資源提高利用率就很重要。掌握讀者來館學(xué)習(xí)的時(shí)間規(guī)律很重要，如果能夠提前預(yù)判出每天進(jìn)館人數(shù)，就能合理調(diào)配在一線服務(wù)人員人數(shù)，避免閱讀高峰期人手不夠，和低谷期人員閑置的資源浪費(fèi)問題。

由于每年高校圖書館都會(huì)采購大量的紙質(zhì)資源，而圖書館的容納量有限，會(huì)出現(xiàn)紙質(zhì)資源飽和的狀況，多數(shù)圖書館都會(huì)以擴(kuò)建分館的方式來應(yīng)對(duì)此問題，這不僅會(huì)耗費(fèi)很多時(shí)間和資金，當(dāng)讀者想要閱讀的書籍正好分別藏于兩個(gè)圖書館，也會(huì)給讀者帶來不便，但是實(shí)際上在圖書館里書架與屋頂之間很大的空間沒有利用上，這就出現(xiàn)了空間浪費(fèi)的現(xiàn)象，因受限于人們的身高，普通的書架高度也不能無限增長。而如果在這部分空間加裝一個(gè)智能升降書柜，就能有效提高圖書館的空間利用率，使館藏容量大幅度提升。

2 系統(tǒng)總體介紹

對(duì)于公共圖書館來說，因?yàn)樽x者大多來自于社會(huì)，很大一部分人有自己的工作家庭，因此可以大概地預(yù)估出大部分的讀者空閑區(qū)間段集中于晚上及節(jié)假日，但對(duì)于高校圖書館來說，讀者群體是高校學(xué)生，他們的空閑時(shí)間主要受他們的課程安排影響，各個(gè)學(xué)院各個(gè)專業(yè)的課程安排非常多變和復(fù)雜，很難進(jìn)行有效統(tǒng)計(jì)。而高校圖書館的信息服務(wù)與公共圖書館還是存在很大差異，這也正是取決于讀者自身的研究方向。高校的服務(wù)對(duì)象絕大部分是學(xué)生，學(xué)生主要獲取的是他們相關(guān)專業(yè)的知識(shí)，與社會(huì)讀者比較，專業(yè)化更強(qiáng)，所需要的服務(wù)水平可能更高。因此合理地預(yù)測(cè)每天人數(shù)，調(diào)配相對(duì)應(yīng)數(shù)量的圖書館員進(jìn)行信息的服務(wù)，并擁有足夠的館藏資源更加重要。清楚記錄在一個(gè)周期內(nèi)進(jìn)館人數(shù)，是進(jìn)行預(yù)判的重要依據(jù)。

可以利用單片機(jī)控制模塊與紅外線傳感器模塊組合出來的智能系統(tǒng)模塊進(jìn)行人數(shù)統(tǒng)計(jì)，將這套設(shè)備放在圖書館的入口處，每當(dāng)有人經(jīng)過時(shí)紅外線傳感器會(huì)采集到信號(hào)，信號(hào)會(huì)在單片機(jī)控制的系統(tǒng)中進(jìn)行分析，顯示屏?xí)@示出自開機(jī)以來進(jìn)入館內(nèi)的人數(shù)，我們可以每半天進(jìn)行一個(gè)數(shù)據(jù)記錄。到晚上將系統(tǒng)關(guān)機(jī)數(shù)據(jù)清理。以此類推采集兩周的數(shù)據(jù)，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)，以周為單位，進(jìn)行數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單分析，總結(jié)出在每一周的每半天讀者的人數(shù)，找出高峰期與低谷期對(duì)應(yīng)的時(shí)間段，根據(jù)讀者人數(shù)的多少進(jìn)行館員的合理分配，在讀書高峰期調(diào)派更多館員服務(wù)讀者，在低谷期減少在一線工作的館員，

雖然，很多圖書館存在書架空間緊張的問題，但會(huì)發(fā)現(xiàn)書架與房頂之間的空間浪費(fèi)著實(shí)在可惜，可以在書架上方加裝升降書架，這個(gè)升降書架的工作方式和電梯很類似，由按鈕控制其上升和下降動(dòng)作，不過為了保障書架在下降過程中不會(huì)誤傷到書柜下方的讀者，要在升降書柜下方安裝由單片機(jī)和超聲波傳感器組成的距離探測(cè)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)能探測(cè)書柜下方一段距離是否有物體，一旦發(fā)現(xiàn)障礙物，系統(tǒng)會(huì)立馬響起警報(bào)，這個(gè)系統(tǒng)也為升降書柜的正常使用提供了穩(wěn)定性，畢竟提高圖書館空間利用率的前提是設(shè)計(jì)實(shí)施的安全性得到保障。書柜通常會(huì)疊放在書架上方，單片機(jī)會(huì)停止工作，當(dāng)按動(dòng)下降按鈕，書柜錯(cuò)開書架下降，單片機(jī)控制傳感器時(shí)對(duì)書柜下方進(jìn)行掃描，直到書柜到達(dá)指定高度。

2.1 系統(tǒng)硬件簡(jiǎn)介

本論文所應(yīng)用到的硬件模塊較為簡(jiǎn)單，主要包括單片機(jī)控制器，紅外線傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、超聲波測(cè)距模塊。單片機(jī)又稱微處理器，它是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上，由它組成的最小系統(tǒng)就相當(dāng)于一個(gè)微型計(jì)算機(jī)，它的優(yōu)勢(shì)在于價(jià)格低廉，本身體積小而且質(zhì)量輕。紅外線傳感器是利用紅外線進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的一種傳感器，它的優(yōu)勢(shì)在于靈敏度高，反應(yīng)快，不需要與物體有接觸便可感知信息，減少了與物體直接接觸會(huì)產(chǎn)生摩擦影響采集結(jié)果這樣的弊端。超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制出的傳感器，它具有方向性好的特點(diǎn)，而且對(duì)于固體液體粉狀物都能檢測(cè)，其應(yīng)用廣泛實(shí)用性強(qiáng)。

2.2 系統(tǒng)運(yùn)行原理

本設(shè)計(jì)主要應(yīng)用紅外線傳感器進(jìn)行采集信息，它就像人類的感覺器官一下，感覺外部的微弱變化，得到有用信息。有溫度的物體能夠輻射紅外線。正是依靠紅外線這樣的特點(diǎn)，才制造出這么優(yōu)秀的新機(jī)采集模塊，才能保證紅外線傳感器的正常運(yùn)行。紅外線采集數(shù)據(jù)的硬件分為兩部分，即激光發(fā)射端和接收端。發(fā)射端發(fā)出的紅外線被接收端接收，然后將其放大整流成低電平信號(hào)。當(dāng)有人經(jīng)過時(shí)，會(huì)暫時(shí)擋住紅外線，而此時(shí)接收端收不到紅外信號(hào)，會(huì)輸出一個(gè)高電平，這個(gè)高電平信號(hào)會(huì)通過單片機(jī)進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)的結(jié)果會(huì)通過二極管顯示出來，工作人員可以根據(jù)設(shè)計(jì)好的時(shí)間間隔進(jìn)行記錄。

智能書柜的控制系統(tǒng)是更換了采集信息的模塊，用超聲波傳感器替換紅外線傳感器。將控制模塊安防于書柜下端。在模塊通電后會(huì)在發(fā)射點(diǎn)將電能轉(zhuǎn)換成超聲波信號(hào)，在發(fā)射出超聲信號(hào)同時(shí)開始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中遇到障礙物會(huì)反射回來，接收端收到回波信號(hào)計(jì)時(shí)結(jié)束，根據(jù)計(jì)時(shí)時(shí)間及超聲波的傳播速度，通過計(jì)算公式可得出與物體的距離，可設(shè)定檢測(cè)距離為40cm，當(dāng)障礙物與書柜距離小于設(shè)定距離進(jìn)行報(bào)警。保障智能書柜的安全性后再提高圖書館空間的利用率才更加現(xiàn)實(shí)。

3 研究的實(shí)際應(yīng)用

工作人員將每天采集的結(jié)果匯總，繪制成圖標(biāo)，輕松找到一周內(nèi)每天的人流量高峰與低谷期，進(jìn)行人員調(diào)度，還可以連續(xù)測(cè)量一個(gè)月的人力使用情況，為本學(xué)期其他月份作參考。人員調(diào)配不合理是很大的資源浪費(fèi)，尤其在高校圖書館工作的老師，有些老師除了工作還要完成自己的科研項(xiàng)目，利用本系統(tǒng)預(yù)判讀者人數(shù)，進(jìn)行合適的供求關(guān)系，即有助于提高信息服務(wù)質(zhì)量，又能節(jié)約老師的時(shí)間精力。但也要考慮到現(xiàn)實(shí)問題，要靈活地對(duì)人員進(jìn)行調(diào)控，不能僅僅根據(jù)統(tǒng)計(jì)的人數(shù)，而忽略現(xiàn)實(shí)情況，比如某假日前，沒課的學(xué)生會(huì)提前回家或?yàn)榛丶易鰷?zhǔn)備無閑來圖書館造成人員突然減少，一些大型考試如考研考教師資格證前后人員數(shù)量的變動(dòng)，期末臨近的一段時(shí)間，為了應(yīng)對(duì)期末考試，大部分學(xué)生又會(huì)去圖書館學(xué)習(xí)，造成人員激增等這些事際問題也是調(diào)配人員時(shí)著重考慮的。

升降書柜的安裝位置要根據(jù)每個(gè)圖書館自身的實(shí)際情況進(jìn)行合理排列，書柜的數(shù)量及裝載的數(shù)目都要有標(biāo)明，為了保障書柜的安全使用及正常運(yùn)行，要定期進(jìn)行設(shè)備檢測(cè)，避免故障的發(fā)生。

4 結(jié)語

高校圖書館收錄的紙質(zhì)資源及館員數(shù)量和自身的科研能力是整個(gè)學(xué)校實(shí)力的體現(xiàn)，圖書館可以有效地提高學(xué)生知識(shí)深度和廣度，因此，要重視圖書館資源的利用率，避免資源浪費(fèi)現(xiàn)象，本文應(yīng)用單片機(jī)系統(tǒng)為學(xué)生入館人數(shù)的進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，通過匯總發(fā)現(xiàn)不同時(shí)間段的學(xué)生入館情況，更合理地分配人員服務(wù)圖書館;智能書柜的應(yīng)用是為了緩解圖書館紙質(zhì)書籍給館藏空間帶來的壓力，合理利用空間，貯藏更多豐富資源，為學(xué)生的培養(yǎng)提供堅(jiān)實(shí)助力。

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