利用单片机技术提高高校图书馆人员空间资源利用率的研究

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　　[摘 要]本论文主要应用单片机智能控制技术，形成以单片机为控制模块，红外线传感器超声波传感器为信息采集模块，Led数码管为信息显示模块的一个智能控制系统，将这套智能化模块应用到图书馆中，在人力资源及空间资源方面提高资源利用率，解决资源浪费的问题。通过单片机控制信息集采模块，收集所需信息。这套系统能自动地记录高校图书馆在一个周期内的人流量，从而合理预判下一个周期内进馆的人数，通过预判结果合理调配每天工作在一线为读者提供服务的工作人员数量，避免阅读高峰服务人员不够用及低谷期人员闲置导致人力资源浪费。同时，利用单片机的智能控制，控制加装在书架与房顶之间的升降书柜，减少馆内空余空间的浪费，提高馆内每寸空间的利用率。最终，通过单片机智能控制模块全面提升工作人员及空间的利用率。
　　[关键词]单片机;提高资源利用率;图书馆
　　[中图分类号]TP368.1-4 [文献标识码]A
　　图书馆贮藏着大量的知识，它作为一个开放性的场所，在运行时间内随时等待读者进馆，因此為了能维护图书馆的正常运行，在馆内需要一定数量的工作人员随时待命，提高读者能获得所需的概率，随时为读者进行信息服务。而评测一个图书馆的信息服务能力，主要是在馆员人数及他们科研能力这样的软实力上的体现。而图书馆内除了工作人员的数量及质量外，还需求大量的存储资源以供读者使用。
　　1 研究背景及意义
　　在图书馆服务中，有时会出现阅读高峰时段，这时读者需要的信息服务就会激增，正当值的人员较少就会出现忙不过来的现象，信息服务的质量得不到保证。而在低谷期，就会出现相反的现象，大量人员闲置在图书馆一线上，浪费了宝贵的科研时间。所以在合理调配有限的人力资源及空间资源提高利用率就很重要。掌握读者来馆学习的时间规律很重要，如果能够提前预判出每天进馆人数，就能合理调配在一线服务人员人数，避免阅读高峰期人手不够，和低谷期人员闲置的资源浪费问题。
　　由于每年高校图书馆都会采购大量的纸质资源，而图书馆的容纳量有限，会出现纸质资源饱和的状况，多数图书馆都会以扩建分馆的方式来应对此问题，这不仅会耗费很多时间和资金，当读者想要阅读的书籍正好分别藏于两个图书馆，也会给读者带来不便，但是实际上在图书馆里书架与屋顶之间很大的空间没有利用上，这就出现了空间浪费的现象，因受限于人们的身高，普通的书架高度也不能无限增长。而如果在这部分空间加装一个智能升降书柜，就能有效提高图书馆的空间利用率，使馆藏容量大幅度提升。
　　2 系统总体介绍
　　对于公共图书馆来说，因为读者大多来自于社会，很大一部分人有自己的工作家庭，因此可以大概地预估出大部分的读者空闲区间段集中于晚上及节假日，但对于高校图书馆来说，读者群体是高校学生，他们的空闲时间主要受他们的课程安排影响，各个学院各个专业的课程安排非常多变和复杂，很难进行有效统计。而高校图书馆的信息服务与公共图书馆还是存在很大差异，这也正是取决于读者自身的研究方向。高校的服务对象绝大部分是学生，学生主要获取的是他们相关专业的知识，与社会读者比较，专业化更强，所需要的服务水平可能更高。因此合理地预测每天人数，调配相对应数量的图书馆员进行信息的服务，并拥有足够的馆藏资源更加重要。清楚记录在一个周期内进馆人数，是进行预判的重要依据。
　　可以利用单片机控制模块与红外线传感器模块组合出来的智能系统模块进行人数统计，将这套设备放在图书馆的入口处，每当有人经过时红外线传感器会采集到信号，信号会在单片机控制的系统中进行分析，显示屏会显示出自开机以来进入馆内的人数，我们可以每半天进行一个数据记录。到晚上将系统关机数据清理。以此类推采集两周的数据，根据采集的数据，以周为单位，进行数据简单分析，总结出在每一周的每半天读者的人数，找出高峰期与低谷期对应的时间段，根据读者人数的多少进行馆员的合理分配，在读书高峰期调派更多馆员服务读者，在低谷期减少在一线工作的馆员，
　　虽然，很多图书馆存在书架空间紧张的问题，但会发现书架与房顶之间的空间浪费着实在可惜，可以在书架上方加装升降书架，这个升降书架的工作方式和电梯很类似，由按钮控制其上升和下降动作，不过为了保障书架在下降过程中不会误伤到书柜下方的读者，要在升降书柜下方安装由单片机和超声波传感器组成的距离探测系统，这个系统能探测书柜下方一段距离是否有物体，一旦发现障碍物，系统会立马响起警报，这个系统也为升降书柜的正常使用提供了稳定性，毕竟提高图书馆空间利用率的前提是设计实施的安全性得到保障。书柜通常会叠放在书架上方，单片机会停止工作，当按动下降按钮，书柜错开书架下降，单片机控制传感器时对书柜下方进行扫描，直到书柜到达指定高度。
　　2.1 系统硬件简介
　　本论文所应用到的硬件模块较为简单，主要包括单片机控制器，红外线传感器数据采集模块、超声波测距模块。单片机又称微处理器，它是把一个计算机系统集成到一个芯片上，由它组成的最小系统就相当于一个微型计算机，它的优势在于价格低廉，本身体积小而且质量轻。红外线传感器是利用红外线进行数据处理的一种传感器，它的优势在于灵敏度高，反应快，不需要与物体有接触便可感知信息，减少了与物体直接接触会产生摩擦影响采集结果这样的弊端。超声波传感器是利用超声波的特性研制出的传感器，它具有方向性好的特点，而且对于固体液体粉状物都能检测，其应用广泛实用性强。
　　2.2 系统运行原理
　　本设计主要应用红外线传感器进行采集信息，它就像人类的感觉器官一下，感觉外部的微弱变化，得到有用信息。有温度的物体能够辐射红外线。正是依靠红外线这样的特点，才制造出这么优秀的新机采集模块，才能保证红外线传感器的正常运行。红外线采集数据的硬件分为两部分，即激光发射端和接收端。发射端发出的红外线被接收端接收，然后将其放大整流成低电平信号。当有人经过时，会暂时挡住红外线，而此时接收端收不到红外信号，会输出一个高电平，这个高电平信号会通过单片机进行计数，计数的结果会通过二极管显示出来，工作人员可以根据设计好的时间间隔进行记录。 　　智能书柜的控制系统是更换了采集信息的模块，用超声波传感器替换红外线传感器。将控制模块安防于书柜下端。在模块通电后会在发射点将电能转换成超声波信号，在发射出超声信号同时开始计时，超声波在空气中遇到障碍物会反射回来，接收端收到回波信号计时结束，根据计时时间及超声波的传播速度，通过计算公式可得出与物体的距离，可设定检测距离为40cm，当障碍物与书柜距离小于设定距离进行报警。保障智能书柜的安全性后再提高图书馆空间的利用率才更加现实。
　　3 研究的实际应用
　　工作人员将每天采集的结果汇总，绘制成图标，轻松找到一周内每天的人流量高峰与低谷期，进行人员调度，还可以连续测量一个月的人力使用情况，为本学期其他月份作参考。人员调配不合理是很大的资源浪费，尤其在高校图书馆工作的老师，有些老师除了工作还要完成自己的科研项目，利用本系统预判读者人数，进行合适的供求关系，即有助于提高信息服务质量，又能节约老师的时间精力。但也要考虑到现实问题，要灵活地对人员进行调控，不能仅仅根据统计的人数，而忽略现实情况，比如某假日前，没课的学生会提前回家或为回家做准备无闲来图书馆造成人员突然减少，一些大型考试如考研考教师资格证前后人员数量的变动，期末临近的一段时间，为了应对期末考试，大部分学生又会去图书馆学习，造成人员激增等这些事际问题也是调配人员时着重考虑的。
　　升降书柜的安装位置要根据每个图书馆自身的实际情况进行合理排列，书柜的数量及装载的数目都要有标明，为了保障书柜的安全使用及正常运行，要定期进行设备检测，避免故障的发生。
　　4 结语
　　高校图书馆收录的纸质资源及馆员数量和自身的科研能力是整个學校实力的体现，图书馆可以有效地提高学生知识深度和广度，因此，要重视图书馆资源的利用率，避免资源浪费现象，本文应用单片机系统为学生入馆人数的进行统计，通过汇总发现不同时间段的学生入馆情况，更合理地分配人员服务图书馆;智能书柜的应用是为了缓解图书馆纸质书籍给馆藏空间带来的压力，合理利用空间，贮藏更多丰富资源，为学生的培养提供坚实助力。
　　[参考文献]
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