基于GPS定位的圖書館座位管理系統的設計與實現

林妍 毛夢雅 丁鄒倩 劉愛華

摘要：針對圖書館中存在的學生代簽以及離館后久不退座的現象，設計并開發了一款基于GPS定位的圖書館座位管理系統。該系統實現了用戶預約選座、簽到、暫離、退座等功能，引入了上周情況反饋模塊、排行榜模塊，方便學生合理安排預約時間，實現了數據可視化。系統通過獲取用戶的GPS定位信息，結合點和面的拓撲關系算法——射線法，判斷學生是否在圖書館內簽到或者長時間離開圖書館，提高圖書館座位使用率。

關鍵詞：GPS定位;射線法;圖書館;座位管理系統;小程序

中圖分類號：TP315? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）27-0005-03

Abstract： A library seat management system based on GPS positioning is designed and developed， in response to the phenomenon that students allograph or reservation and not returning after leaving the library for a long time. The system has realized the functions of user reservation and seat selection， check-in， temporary departure and seat withdrawal， and introduced the feedback module of last week's situation and the leaderboard module to facilitate students to reasonably arrange the appointment time and realize data visualization. The system obtains the user's GPS location information， and judges whether the students have checked in in the library or left the library for a long time by combining the algorithm of the topological relationship between the point and the surface -- ray casting algorithm， so as to improve the efficiency of the library seat use.

Key words： GPS positioning; ray casting algorithm; library; seat management system; mini programs

1 背景

高校圖書館肩負著存儲人類智慧結晶的責任，更是引領當代青年大學生更好更快學習的場所。每當考試周和考研月來臨，學生對圖書館座位的需求迅速擴大，座位資源愈發緊缺，因此對圖書館座位的進一步有效管理顯得尤為重要。

目前，南京工程學院圖書館座位管理系統主要包括：預約選座、掃碼簽到、使用座位、暫離、取消暫離、退座等功能。該系統采用了掃碼簽到的方式來監督用戶按時到館，但在人流高峰期常常會出現排長隊進行認證的現象，其他時間經常存在學生間代替掃碼、人已離開卻忘記退座造成座位資源浪費的現象。

為了解決上述系統造成的時間和座位資源浪費的問題，本系統引入了GPS定位技術[1]，利用GPS定位獲得用戶的位置信息，用于監督用戶到館簽到、離館退座，從而減少了排隊到館簽到的時間并進一步提高了圖書館座位的使用效率。

2 系統分析和設計

2.1 系統分析

用戶具有登錄、查看個人資料、座位預約、查看座位狀態、自主退座、查看座位使用記錄、查看違規記錄、退出系統等權限。

預約選座模塊：在限定可預約時間（例如6：00～22：00）內，用戶通過微信小程序[2]選定座位。座位選擇有兩種方式：

1）用戶自主選擇，通過實時座位信息圖查看到當前座位使用情況，自行選擇座位并完成預約。

2）系統根據用戶的座位要求進行推薦。系統添加座位推薦功能，用戶可以根據“有插座” “靠近門口”等關鍵詞檢索座位，實現個性化選座。

簽到模塊：圖書館開館時間為8：00～22：00，在此期間用戶均可完成簽到。用戶需在預約的30分鐘內到館簽到，若為6：00～8：00預約座位，需在8：30之前簽到。

暫離模塊：若用戶需短時間離開圖書館可通過暫離功能實現座位保留。用戶暫離后，離開圖書館不被GPS檢測。暫離時間根據用戶的不同需求，兼顧座位資源利用率進行以下限制：

1）暫時離開每次保留座位的時長為30分鐘，可用時間段為8：00～22：00，每天可用4次;

2）午間暫離每次保留座位的時長為90分鐘，可用時間段為11：00～12：30，每天可用1次;

3）晚間暫離每次保留座位的時長為90分鐘，可用時間段為17：00～18：30，每天可用1次。

退座模塊：退座分為主動退座和被動退座。主動退座時，用戶在小程序上自行確認退座并盡快離開該座位。若預約后30分鐘未簽到或座位使用中GPS檢測到用戶不在圖書館內超過30分鐘，則被動退座——自動釋放座位并產生一次違規記錄[3]。

座位推薦模塊：為節省用戶選擇座位時間，本系統能夠根據用戶需求推薦合適的座位，為用戶提供“有插座”“靠近門口”等多個選項，使用變鄰域搜索算法[4-5]進行搜索，為用戶推薦個性化座位。