一种图书馆座位监控装置及其监控方法与流程

本发明涉及电子设备技术领域，具体地说就是一种图书馆座位监控装置及其监控方法。

背景技术：

目前，我国大部分高校图书馆自习室座位数量和自习学生数不匹配，每逢考试期间，图书馆更是人满为患，远远望去看似坐满人了，而走进才发现又有些座位实际没人坐，如果挨个找寻空闲座，会浪费同学们大量的宝贵学习时间，同时也降低图书馆座位的使用效率，在电影院、车站候车室、大型会议室等公共场所也会出现类似找不到空闲座位的情况。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中的不足，一个目的是提供一种在图书馆外就能看到里面自习室座位的利用情况、不必进入图书馆挨个找寻空闲座的座位监控装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种图书馆座位监控装置，其特征在于：包括触发模块、显示模块和电路模块，触发模块包括电阻应变片R_L、负温度系数热敏电阻R_NTC，显示模块包括发光二极管、显示板，电路模块包括可控电阻R₁、定值电阻R₂、定值电阻R₃，其中，电阻应变片R_L、负温度系数热敏电阻R_NTC设置在每个座位座面的凹槽内，凹槽上面开口处设置垫子，可控电阻R₁、定值电阻R₂、定值电阻R₃设置在墙壁上。

进一步的，由上述的触发模块、显示模块和电路模块组成一电路，该电路连接关系为：

电路中从电源正极分出两个并联的支路，一个支路按顺序依次串联上负温度系数热敏电阻R_NTC、电阻应变片R_L、定值电阻R₂，另一个支路按顺序依次串联上可控电阻R₁、定值电阻R₃，两个支路并联后干路再串联一开关，开关接通电源负极，负温度系数热敏电阻R_NTC、电阻应变片R_L之间的a处电路和可控电阻R₁、定值电阻R₃之间的b处电路连接发光二极管，发光二极管的正向导通方向为a到b，所有座位的电路互相并联，每一个座位对应的发光二极管设置在图书馆门外墙壁显示板上，显示板上每一个发光二极管下面标注上对应座位的位置。

本发明的另一目的是提供一种利用上述图书馆座位监控装置实现的座位监控方法，具体如下：

电阻应变片R_L应变效应关系为

ΔR=RKε

其中，ΔR为电阻丝变化值；

K为应变灵敏系数；

ε为电阻丝长度的相对变化量ΔL/L；

负温度系数热敏电阻R_NTC的温度电阻关系为

R_t=R*EXP(B*(1/T₁-1/T₂))

其中，R_t是热敏电阻在T₁温度下的阻值；

R是热敏电阻在T₂常温下的标称阻值；

B常数是热敏电阻因材料确定的参数；

EXP是e的n次方；

T₁、T₂为开尔文温度；

电源输出电压记为U，当电阻应变片R_L或负温度系数热敏电阻R_NTC的电阻发生变化时，引起a点处电势变化，则

ψ_a=U(R₂+R_L)/(R_NTC+R₂+R_L)

ψ_b=U*R₃/(R₁+R₃)

若ψ_a>ψ_b，则发光二极管发光，若ψ_a<ψ_b，则发光二极管不发光，

（1）当图书馆内有人坐上空闲座时，对该座位上的垫子及电阻应变片R_L产生压力，电阻应变片R_L发生形变引起其阻值增大，同时人体热量通过该座位上的垫子传给负温度系数热敏电阻R_NTC，负温度系数热敏电阻R_NTC的温度逐渐升高，其阻值随温度升高而减小，根据

ψ_a=U(R₂+R_L)/( R_NTC+R₂+R_L)知ψ_a增大，此时ψ_a>ψ_b，对应该座位连接的、设置在图书馆门外墙壁显示板上的发光二极管正向导通，发光二极管发光，表示此座位有人；

（2）当图书馆内有人离开座位时，对该座位上的垫子及电阻应变片R_L产生的压力消失，电阻应变片R_L形变恢复引起其阻值减小，同时，人体通过该座位上的垫子传给负温度系数热敏电阻R_NTC的热量逐渐散失，负温度系数热敏电阻R_NTC的温度逐渐降低，其阻值随温度降低而增大，根据ψ_a=U(R₂+R_L)/( R_NTC+R₂+R_L)知ψ_a减小，当ψ_a<ψ_b时，对应该座位连接的、设置在图书馆门外墙壁显示板上的发光二极管熄灭，表示此座位无人；

（3）而有人暂时离开座位时，由于负温度系数热敏电阻R_NTC的温度的降低是需要一定的时间，只有在温度降低到能使负温度系数热敏电阻R_NTC的阻值增加到极限值时，才会使得

ψ_a<ψ_b，发光二极管才会熄灭，此时间段便是座位保留时间。

本发明具有的有益效果为：

与现有技术相比，本发明的电路由触发模块、显示模块和电路模块组成，当图书馆内有人坐上空闲座时，电阻应变片R_L发生形变引起其阻值增大，负温度系数热敏电阻R_NTC的温度逐渐升高引起其阻值减小，此时ψ_a>ψ_b，对应该座位连接的、设置在图书馆门外墙壁显示板上的发光二极管正向导通，发光二极管发光，表示此座位有人；反之，当图书馆内有人离开座位时，ψ_a<ψ_b，对应该座位连接的、设置在图书馆门外墙壁显示板上的发光二极管熄灭，表示此座位无人；而有人暂时离开座位时，由于负温度系数热敏电阻R_NTC的温度的降低是需要一定的时间，发光二极管不会立即熄灭，会保留一段时间。

进入图书馆的人可提前依据门外墙壁显示板上各个发光二极管的发光情况，提前得知空闲座的具体位置，方便快捷，不用挨个找寻空闲座，节约同学们大量的宝贵学习时间，同时也提高图书馆座位的使用效率。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明作示意性的说明和解释，并不限于本发明的范围。其中，

图1为本发明的电路结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的、效果以及实施例有更加清楚的理解，现结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图1所示的该监控装置的电路结构示意图，该监控装置包括触发模块、显示模块和电路模块，触发模块包括电阻应变片R_L、负温度系数热敏电阻R_NTC，显示模块包括发光二极管、显示板，电路模块包括可控电阻R₁、定值电阻R₂、定值电阻R₃，其中，电阻应变片R_L、负温度系数热敏电阻R_NTC设置在每个座位座面的凹槽内，凹槽上面开口处设置垫子，可控电阻R₁、定值电阻R₂、定值电阻R₃设置在墙壁上，本发明的电路由所述的触发模块、显示模块和电路模块组成，该电路连接关系为：

电路中从电源正极分出两个并联的支路，一个支路按顺序依次串联上负温度系数热敏电阻R_NTC、电阻应变片R_L、定值电阻R₂，另一个支路按顺序依次串联上可控电阻R₁、定值电阻R₃，两个支路并联后干路再串联一开关，开关接通电源负极，另外，负温度系数热敏电阻R_NTC、电阻应变片R_L之间的a处电路和可控电阻R₁、定值电阻R₃之间的b处电路连接发光二极管，发光二极管的正向导通方向为a到b，所有座位的电路互相并联，每一个座位对应的发光二极管设置在图书馆门外墙壁显示板上，显示板上每一个发光二极管下面标注上对应座位的位置。

本发明具体按照如下进行操作，

电阻应变片R_L应变效应关系为

ΔR=RKε

其中，ΔR为电阻丝变化值；

K为应变灵敏系数；

ε为电阻丝长度的相对变化量ΔL/L。

负温度系数热敏电阻R_NTC的温度电阻关系为

R_t=R*EXP(B*(1/T₁-1/T₂))

其中，R_t是热敏电阻在T₁温度下的阻值；

R是热敏电阻在T₂常温下的标称阻值；

B常数是热敏电阻因材料确定的参数；

EXP是e的n次方；

T₁、T₂为开尔文温度。

电源输出电压记为U，当电阻应变片R_L或负温度系数热敏电阻R_NTC的电阻发生变化时，引起a点处电势变化，则

ψ_a=U(R₂+R_L)/(R_NTC+R₂+R_L)

ψ_b=U*R₃/(R₁+R₃)

若ψ_a>ψ_b，则发光二极管发光，若ψ_a<ψ_b或ψ_a=ψ_b，则发光二极管不发光。

（1）当图书馆内有人坐上空闲座时，对该座位上的垫子及电阻应变片R_L产生压力，电阻应变片R_L发生形变引起其阻值增大，同时人体热量通过该座位上的垫子传给负温度系数热敏电阻R_NTC，负温度系数热敏电阻R_NTC的温度逐渐升高，其阻值随温度升高而减小，根据ψ_a=U(R₂+R_L)/( R_NTC+R₂+R_L)知ψ_a增大，此时ψ_a>ψ_b，对应该座位连接的、设置在图书馆门外墙壁显示板上的发光二极管正向导通，发光二极管发光，表示此座位有人；

（2）当图书馆内有人离开座位时，对该座位上的垫子及电阻应变片R_L产生的压力消失，电阻应变片R_L形变恢复引起其阻值减小，同时，人体通过该座位上的垫子传给负温度系数热敏电阻R_NTC的热量逐渐散失，负温度系数热敏电阻R_NTC的温度逐渐降低，其阻值随温度降低而增大，根据ψ_a=U(R₂+R_L)/( R_NTC+R₂+R_L)知ψ_a减小，当ψa=ψ_b或ψa<ψ_b时，对应该座位连接的、设置在图书馆门外墙壁显示板上的发光二极管熄灭，表示此座位无人；

（3）而有人暂时离开座位时，由于负温度系数热敏电阻R_NTC的温度的降低是需要一定的时间，只有在温度降低到能使负温度系数热敏电阻R_NTC的阻值增加到极限值时,才会使得ψa=ψ_b甚至ψa<ψ_b，发光二极管才会熄灭，此时间段便是座位保留时间。

由于季节不同，图书馆室温环境也不同，可控电阻R₁的电阻值随着不同室温环境下而调节。

进入图书馆的人可提前依据门外墙壁显示板上各个发光二极管的发光情况，提前得知空闲座的具体位置，方便快捷，不用挨个找寻空闲座，节约同学们大量的宝贵学习时间，同时也提高图书馆座位的使用效率。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，并不脱离本发明的精神，均应属于本发明保护的范围。