一種智能存取圖書架的設(shè)計(jì)

趙昆鵬 唐一兵 肖 娜

（黃河科技學(xué)院工學(xué)部 河南鄭州 450000）

圖書館作為高校信息化和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)化的重要基地，作為高校文獻(xiàn)信息管理中心，從某種角度來說，它的水平體現(xiàn)了學(xué)校的整體水平[1]。而書架是圖書館的重要組成部分，對書架的有效管理則是圖書館服務(wù)的重要組成部分。隨著信息化技術(shù)在圖書館推廣應(yīng)用，圖書館的服務(wù)手段和服務(wù)水平也得到不斷地提升，傳統(tǒng)書架單一的承載功能已經(jīng)不能滿足圖書館書架信息化管理的需求[2]。因此急需一種特制圖書架解決以上日益突出的問題。

一、智能書架現(xiàn)狀

現(xiàn)階段主要有兩種智能書架系統(tǒng)：一種是基于RFID技術(shù)的智能書架系統(tǒng)，即在傳統(tǒng)書架上加裝RFID硬件設(shè)備，通過讀取圖書RFID標(biāo)簽的信息實(shí)現(xiàn)書架智能化管理，但由于建設(shè)成本過高，僅適用于已經(jīng)應(yīng)用RFID標(biāo)簽或經(jīng)費(fèi)充足且準(zhǔn)備應(yīng)用 RFID技術(shù)的圖書館[3]。另一種是基于應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)的智能書架系統(tǒng)，主要用于實(shí)現(xiàn)圖書定位功能和虛擬書架功能，相對于RFID昂貴的成本，軟件管理是一種更加可行的方案，多應(yīng)用于非RFID型高校圖書館，如南京師范大學(xué)圖書館、云南大學(xué)圖書館[4]。

二、設(shè)計(jì)思路和方案

（一）設(shè)計(jì)思路

書架的基本功能就是使尋找圖書更加方便。但書架上擺放的圖書越來越多時(shí)，借閱或查找圖書的時(shí)間就會(huì)增加，從而降低借閱效率，對管理員和借閱人造成極大的不便。那么如何減少查找圖書的時(shí)間就成為了設(shè)計(jì)該書架的基本目標(biāo)。書架使用過程中，取書和存書占用了大部分過程，減少存取書籍過程的時(shí)間，就能極大地提高工作效率。

（二）設(shè)計(jì)方案

綜合考慮，本設(shè)計(jì)決定采用單片機(jī)為中央控制器，液晶觸摸屏為顯示界面，以RGB燈和電磁鐵為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通過液晶顯示屏的界面，能夠?qū)D書的位置坐標(biāo)、在架情況、內(nèi)容顯示出來，并且能夠利用執(zhí)行機(jī)構(gòu)，將圖書的位置在圖書架上直接示意出來。從而達(dá)到減少取書、存書的時(shí)間，提高存取書籍效率的目的。原理設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 原理圖

三、功能描述

（一）存書功能

存書的過程中，管理人員找到相應(yīng)書架，在觸摸屏界面選擇還書模式，在二維碼掃描處直接掃描二維碼，書籍的位置信息就會(huì)顯示在觸摸屏界面上面，管理人員只需要前去該書籍的位置，存放圖書即可。

（二）取書功能

取書的過程中，需要在書架上的觸摸屏界面，查找、檢索該書架上是否存在自己所需要的書籍，假設(shè)在該書架上，存在所需要的某類書籍，可根據(jù)檢索結(jié)果，依次進(jìn)行預(yù)覽，直到找到符合的書籍為止。找到所需要的書籍后，在屏幕界面查看書籍是否在書架上面，若書籍仍然存在于書架，可以在觸摸屏的界面上面選擇取書的模式，選擇指示燈示意書架的位置。假設(shè)不在該書架上，那么當(dāng)前書架的觸摸屏界面就沒有書籍信息，則就需要去相應(yīng)書架尋找所需書籍。

（三）書籍管理系統(tǒng)

管理系統(tǒng)是用來檢測書架的書在架情況，每一種圖書有多少本圖書在架。傳感器選擇壓力傳感器，由于每本書的質(zhì)量是一定的，那么每次增加或者減少一本圖書，壓力傳感器就會(huì)感知重量的變化，并且反饋到控制器，控制器進(jìn)行處理信號，并發(fā)出信號到屏幕，就能直接顯示書籍的數(shù)量。

（四）指示系統(tǒng)

在書架上安裝RGB燈珠，推拉式電磁鐵，示意所存取書籍的位置。

四、使用說明

首先在存有大量的圖書的書架上加入觸摸屏，指示系統(tǒng)和彈射系統(tǒng)。在借閱或查找圖書時(shí)只需要在屏幕上查找到所需的圖書，也可以在屏幕上預(yù)覽該書籍的信息，判斷是否是自己所需的書籍。如果是所需書籍，就直接取出即可。在取書的過程中，加入指示燈模式、彈射模式和位置坐標(biāo)，防止由于過多的人取書，造成局面混亂的現(xiàn)象。其次，為了存放方便，加入了單獨(dú)的二維碼掃描系統(tǒng)。每次存放圖書時(shí)，要經(jīng)過二維碼掃描系統(tǒng)，這樣能夠顯示出需要存放書籍的位置，也可以像取書的模式一樣，選擇指示燈或是彈射系統(tǒng)指示書籍的所在位置。這樣即可減少存放書籍的時(shí)間，又可以防止由于一個(gè)系統(tǒng)的損壞，導(dǎo)致無法示意的情況發(fā)生。接著為了實(shí)時(shí)監(jiān)控書架存放書籍的狀態(tài)，加入書籍在架檢測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)的檢測書籍的在架情況，圖書是否在架，圖書在書架上存放的還有幾本，何時(shí)取出，何時(shí)放入，都能顯示出來。最后在書架上加入亂架檢測系統(tǒng)，一鍵檢測書籍的放置情況，如果有書籍錯(cuò)放，能夠檢測出書籍所錯(cuò)放的位置，那么只需要前往錯(cuò)放的位置，重新調(diào)整書籍的位置即可。該智能書架取書、還書、書籍管理等功能是有觸控屏為交互平臺(tái)進(jìn)行邏輯控制的。

五、結(jié)束語

智能書架，實(shí)現(xiàn)了對現(xiàn)有圖書館書架部分的升級改造，原有的服務(wù)器端的管理和檢索系統(tǒng)仍可以使用。自動(dòng)化的存取同時(shí)，不會(huì)改變原有的借書體驗(yàn)。增加了圖書存取借閱的便利性。可以得到當(dāng)前書架上各類圖書的狀態(tài)，快速查找到目標(biāo)圖書。由管理規(guī)則保證正確的借還，提供了一種輔助管理手段。通過特別設(shè)計(jì)的檢索和管理邏輯，能夠保證書架不會(huì)凌亂和錯(cuò)誤存放。減少管理工作量。