利用單片機技術提高高校圖書館人員空間資源利用率的研究

李慧強

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

[關鍵詞]單片機;提高資源利用率;圖書館

[中圖分類號]TP368.1-4 [文獻標識碼]A

圖書館貯藏著大量的知識，它作為一個開放性的場所，在運行時間內隨時等待讀者進館，因此為了能維護圖書館的正常運行，在館內需要一定數量的工作人員隨時待命，提高讀者能獲得所需的概率，隨時為讀者進行信息服務。而評測一個圖書館的信息服務能力，主要是在館員人數及他們科研能力這樣的軟實力上的體現。而圖書館內除了工作人員的數量及質量外，還需求大量的存儲資源以供讀者使用。

1 研究背景及意義

在圖書館服務中，有時會出現閱讀高峰時段，這時讀者需要的信息服務就會激增，正當值的人員較少就會出現忙不過來的現象，信息服務的質量得不到保證。而在低谷期，就會出現相反的現象，大量人員閑置在圖書館一線上，浪費了寶貴的科研時間。所以在合理調配有限的人力資源及空間資源提高利用率就很重要。掌握讀者來館學習的時間規律很重要，如果能夠提前預判出每天進館人數，就能合理調配在一線服務人員人數，避免閱讀高峰期人手不夠，和低谷期人員閑置的資源浪費問題。

由于每年高校圖書館都會采購大量的紙質資源，而圖書館的容納量有限，會出現紙質資源飽和的狀況，多數圖書館都會以擴建分館的方式來應對此問題，這不僅會耗費很多時間和資金，當讀者想要閱讀的書籍正好分別藏于兩個圖書館，也會給讀者帶來不便，但是實際上在圖書館里書架與屋頂之間很大的空間沒有利用上，這就出現了空間浪費的現象，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 系統總體介紹

對于公共圖書館來說，因為讀者大多來自于社會，很大一部分人有自己的工作家庭，因此可以大概地預估出大部分的讀者空閑區間段集中于晚上及節假日，但對于高校圖書館來說，讀者群體是高校學生，他們的空閑時間主要受他們的課程安排影響，各個學院各個專業的課程安排非常多變和復雜，很難進行有效統計。而高校圖書館的信息服務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。高校的服務對象絕大部分是學生，學生主要獲取的是他們相關專業的知識，與社會讀者比較，專業化更強，所需要的服務水平可能更高。因此合理地預測每天人數，調配相對應數量的圖書館員進行信息的服務，并擁有足夠的館藏資源更加重要。清楚記錄在一個周期內進館人數，是進行預判的重要依據。

可以利用單片機控制模塊與紅外線傳感器模塊組合出來的智能系統模塊進行人數統計，將這套設備放在圖書館的入口處，每當有人經過時紅外線傳感器會采集到信號，信號會在單片機控制的系統中進行分析，顯示屏會顯示出自開機以來進入館內的人數，我們可以每半天進行一個數據記錄。到晚上將系統關機數據清理。以此類推采集兩周的數據，根據采集的數據，以周為單位，進行數據簡單分析，總結出在每一周的每半天讀者的人數，找出高峰期與低谷期對應的時間段，根據讀者人數的多少進行館員的合理分配，在讀書高峰期調派更多館員服務讀者，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，但會發現書架與房頂之間的空間浪費著實在可惜，可以在書架上方加裝升降書架，這個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作，不過為了保障書架在下降過程中不會誤傷到書柜下方的讀者，要在升降書柜下方安裝由單片機和超聲波傳感器組成的距離探測系統，這個系統能探測書柜下方一段距離是否有物體，一旦發現障礙物，系統會立馬響起警報，這個系統也為升降書柜的正常使用提供了穩定性，畢竟提高圖書館空間利用率的前提是設計實施的安全性得到保障。書柜通常會疊放在書架上方，單片機會停止工作，當按動下降按鈕，書柜錯開書架下降，單片機控制傳感器時對書柜下方進行掃描，直到書柜到達指定高度。

2.1 系統硬件簡介

本論文所應用到的硬件模塊較為簡單，主要包括單片機控制器，紅外線傳感器數據采集模塊、超聲波測距模塊。單片機又稱微處理器，它是把一個計算機系統集成到一個芯片上，由它組成的最小系統就相當于一個微型計算機，它的優勢在于價格低廉，本身體積小而且質量輕。紅外線傳感器是利用紅外線進行數據處理的一種傳感器，它的優勢在于靈敏度高，反應快，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產生摩擦影響采集結果這樣的弊端。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，而且對于固體液體粉狀物都能檢測，其應用廣泛實用性強。

2.2 系統運行原理

本設計主要應用紅外線傳感器進行采集信息，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，才制造出這么優秀的新機采集模塊，才能保證紅外線傳感器的正常運行。紅外線采集數據的硬件分為兩部分，即激光發射端和接收端。發射端發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。當有人經過時，會暫時擋住紅外線，而此時接收端收不到紅外信號，會輸出一個高電平，這個高電平信號會通過單片機進行計數，計數的結果會通過二極管顯示出來，工作人員可以根據設計好的時間間隔進行記錄。

智能書柜的控制系統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。在模塊通電后會在發射點將電能轉換成超聲波信號，在發射出超聲信號同時開始計時，超聲波在空氣中遇到障礙物會反射回來，接收端收到回波信號計時結束，根據計時時間及超聲波的傳播速度，通過計算公式可得出與物體的距離，可設定檢測距離為40cm，當障礙物與書柜距離小于設定距離進行報警。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實。

3 研究的實際應用

工作人員將每天采集的結果匯總，繪制成圖標，輕松找到一周內每天的人流量高峰與低谷期，進行人員調度，還可以連續測量一個月的人力使用情況，為本學期其他月份作參考。人員調配不合理是很大的資源浪費，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目，利用本系統預判讀者人數，進行合適的供求關系，即有助于提高信息服務質量，又能節約老師的時間精力。但也要考慮到現實問題，要靈活地對人員進行調控，不能僅僅根據統計的人數，而忽略現實情況，比如某假日前，沒課的學生會提前回家或為回家做準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量的變動，期末臨近的一段時間，為了應對期末考試，大部分學生又會去圖書館學習，造成人員激增等這些事際問題也是調配人員時著重考慮的。

升降書柜的安裝位置要根據每個圖書館自身的實際情況進行合理排列，書柜的數量及裝載的數目都要有標明，為了保障書柜的安全使用及正常運行，要定期進行設備檢測，避免故障的發生。

4 結語

高校圖書館收錄的紙質資源及館員數量和自身的科研能力是整個學校實力的體現，圖書館可以有效地提高學生知識深度和廣度，因此，要重視圖書館資源的利用率，避免資源浪費現象，本文應用單片機系統為學生入館人數的進行統計，通過匯總發現不同時間段的學生入館情況，更合理地分配人員服務圖書館;智能書柜的應用是為了緩解圖書館紙質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，為學生的培養提供堅實助力。

[參考文獻]

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