一种基于智能巡线小车的图书馆自习室座位监测系统的制作方法

本发明涉及一种监测系统，特别是涉及一种基于智能巡线小车的图书馆自习室座位监测系统，属于智能监控技术领域。

背景技术：

随着科技的不断发展，图书馆自习室也逐渐朝着智能化方向发展，座位的监测系统就是智能化发展的一个方面。但是，目前各大高校图书馆自习室都面临着座位使用状态不够公开透明、造成座位资源浪费的问题。同学们到图书馆自习室需要一层一层寻找座位，既浪费了自己的时间，还干扰了其他同学的学习。近年来，关于图书馆自习室座位监测系统的研究大多数都存在线束复杂、对图书馆自习室改造大、成本较高等缺点，难以普及运用。因此，开发一种既能实时监测图书馆自习室的作为使用状态，又能做到线束少、成本低、对图书馆自习室改造小的监测系统，成为一种图书馆自习室智能化发展趋势。

技术实现要素：

针对以上问题，本发明要解决的技术问题是提供既能监测图书馆自习室的座位使用状态，又能做到线束少、成本低、对图书馆自习室现有配置改造小的监测系统。

为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：

一种基于智能巡线小车的图书馆自习室座位监测系统，包括小车轨道、沿所述小车轨道移动的智能巡线小车系统、座位监测系统、无线上位机系统，所述座位监测系统设置在智能巡线小车系统上，用于将扫描所得的各座位的使用状态发送至无线上位机系统；所述无线上位机系统分别与智能巡线小车系统、座位监测系统信号连接，用于向智能巡线小车系统、座位监测系统发送控制参数、接收和显示各座位的使用状态信息。

进一步地，所述的智能巡线小车系统包括碳纤维底板、车轮、传动机构、转向机构、可充电电源模块、伺服舵机、驱动电机、速度编码器、线性ccd摄像头模块、无线通讯模块和主控电路板，所述的驱动电机通过传动机构驱动后端的车轮转动，所述伺服舵机通过转向机构驱动前端的车轮转向，无线通讯模块固定在碳纤维底板上，用于实现和无线上位机系统的双向信息传输，所述速度编码器用于采集车轮速度，所述主控电路板通过电路连接线性ccd摄像头模块、无线通讯模块、伺服舵机、驱动电机、速度编码器，用于根据所述线性ccd摄像头模块获取的信息控制伺服舵机驱动转向机构的运动，实现小车前轮的转向；同时还用于根据速度编码器采集的小车运动实际速度和无线上位机系统发送的目标速度实现对小车实际速度的控制。

进一步地，所述小车轨道包括两条平行设置的黑线，黑线宽度2-3cm，两条黑线间距为45-50cm。

进一步地，所述座位监测系统包括设置在智能巡线小车系统上的人体红外温度探测器和监测控制电路板，所述监测控制电路板的通过CAN总线与主控电路板连接，用于实现将人体红外温度探测器采集的各座位的使用状态信息无线传递至无线上位机系统。

进一步地，所述的无线上位机系统包括前面板，所述前面板上设置有座位使用状态指示灯、开始扫描按钮、停止扫描按钮，所述用状态指示灯通过不同颜色显示对应座位的使用状态，所述开始扫描按钮、停止扫描按钮分别用于启动和关闭座位监测系统的扫描作业。

进一步地，所述的前面板上设置有扫描速度选择按扭，用于控制座位监测系统的扫描作业速度。

进一步地，所述的前面板上设置有扫描时间间隔选择按钮，用于控制座位监测系统的扫描作业的时间间隔。

进一步地，所述的时间间隔包括实时、1分钟、2分钟、3分钟、4分钟、5分钟、10分钟、15分钟、20分钟、30分钟或1小时。

进一步地，所述的前面板上设置有楼层选择按钮，用于使指定楼层的智能巡线小车系统与无线上位机系统建立信号联系。

进一步地，所述的前面板上设置有车速设置按钮，用于设定智能巡线小车系统的目标速度。

相比现有技术，本发明的有益效果是：

1.本发明不需要铺设信号线，不用对图书馆自习室的桌子和座椅等现有配置进行改造，只需铺设智能巡线小车的运动轨道，即可实现座位监测功能，成本低，改造方便。

2.本发明可以通过控制小车运动速度来控制扫描的速度和时间间隔，能够在实时扫描和需要时扫描切换，适合不同时间段的需求，节约电能，绿色环保。

3.本发明系统结构层次清晰，操作简单，维护方便，前景广阔。

附图说明

图1为本发明实施例的平面分布示意图。

图2为本发明实施例各主要部分信息传输示意图。

图3为本发明实施例的智能巡线小车系统和座位监测系统的立体示意图。

图4为本发明实施例的无线上位机系统前面板示意图。

图中所示：1—智能巡线小车系统、2—座位监测系统、3—小车轨道、4—座位、5—无线上位机系统、6—碳纤维底板、7—无线通讯模块、8—传动机构、9—速度编码器、10—驱动电机、11—可充电电源模块、12—人体红外温度探测器、13—监测控制电路板、14—车轮、15—线性ccd摄像头模块、16—伺服舵机、17—转向机构、18—主控电路板、19—前面板、20—楼层选择按钮、21—扫描速度选择按钮、22—停止扫描按钮。23—座位使用状态指示灯、24—开始扫描按钮、25—扫描时间间隔按钮。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明的具体实施作进一步说明。

如附图1和图2所示，一种基于智能巡线小车的图书馆自习室座位监测系统，包括小车轨道3、沿所述小车轨道3移动的智能巡线小车系统1、座位监测系统2、无线上位机系统5，所述座位监测系统2设置在智能巡线小车系统1上，用于将扫描所得的各座位4的使用状态发送至无线上位机系统5；所述无线上位机系统5分别与智能巡线小车系统1、座位监测系统2信号连接，用于向智能巡线小车系统1、座位监测系统2发送控制参数、接收和显示各座位4的使用状态信息。

本实施例的智能巡线小车系统1搭载着座位监测系统2沿着已经铺设好的小车轨道3按照一定的规律运动，座位监测系统2收集每个座位4的使用状态，并将座位状态信息通过智能巡线小车系统传递给无线上位机系统5。无线上位机系统5将座位使用状态信息准确进行显示，无线上位机系统5还可通过无线通讯模块发送指令控制智能巡线小车，智能巡线小车系统1接收到相应的指令做出相应的反应。

具体而言，如图3所示，在本发明的一个可行的实施例中，所述的智能巡线小车系统1包括碳纤维底板6、车轮14、传动机构8、转向机构17、可充电电源模块11、伺服舵机16、驱动电机10，速度编码器9、线性ccd摄像头模块15、无线通讯模块7和主控电路板18，所述的驱动电机10通过传动机构8驱动后端的车轮14转动，所述伺服舵机16通过转向机构17驱动前端的车轮14转向，无线通讯模块7固定在碳纤维底板6上，用于实现和无线上位机系统5的双向信息传输，所述速度编码器9用于采集车轮14速度，所述可充电电源模块11为智能巡线小车系统1各部分提供电能，所述主控电路板18通过电路连接线性ccd摄像头模块15、无线通讯模块7、伺服舵机16、驱动电机10、速度编码器9，主控电路板18通过线性ccd摄像头模块15获取小车轨道3的信息，控制伺服舵机16驱动转向机构17的运动，实现小车前轮的转向，从而实现对智能小车的巡线运动的控制；同时，主控电路板18对速度编码器9采集的小车运动实际速度和无线上位机系统5传输的目标速度进行比较，通过PID算法，实现对小车实际速度的控制。所述PID算法的控制方式成熟简单、精确，本领域技术人员可以根据需要对现有技术进行合理的设置及选择，无需进行程序或软件等改进，在此不再赘述。

具体而言，在本发明的一个可行的实施例中，所述小车轨道3包括两条平行设置的黑线，黑线宽度2-3cm，两条黑线间距为45-50cm。

具体而言，在本发明的一个可行的实施例中，所述座位监测系统2包括设置在智能巡线小车系统1上的人体红外温度探测器12和监测控制电路板13，所述监测控制电路板13的通过CAN总线与主控电路板18连接，用于实现将人体红外温度探测器12采集的各座位4的使用状态信息无线传递至无线上位机系统5。具体为：座位监测系统2通过人体红外温度探测器12扫描小车运动路径上每个座位的使用状态，并将座位状态信息传递给主控电路板18，经过主控电路板18的处理后，又通过无线通讯模块7发给无线上位机系统5，无线上位机系统5经过对无线模块信号的处理，将智能巡线小车系统1所在楼层的座位使用状态信息准确的显示在前面板19上。以上处理过程，只是对现有软件和协议的应用，不涉及对软件和协议的改进。

具体而言，如图4所示，在本发明的另一可行的实施例中，所述的无线上位机系统5包括前面板19，所述前面板19上设置有座位使用状态指示灯23、开始扫描按钮24、停止扫描按钮22，无线上位机系统5通过无线通讯模块7发送指令控制智能巡线小车系统1，主控电路板18接收到相应的指令做出相应的反应。所述座位使用状态指示灯23通过不同颜色显示对应座位4的使用状态，所述开始扫描按钮24、停止扫描按钮22分别用于启动和关闭座位监测系统2的扫描作业，座位监测系统停止扫描后，智能巡线小车系统1回到起始位置。本实施例中，座位使用状态指示灯23为绿色时，表示座位4无人使用，座位使用状态指示灯23为红色时，表示座位4已被使用，从而将信息准确、及时的呈现给有需要的学生，实现图书馆座位的监测功能。实际应用中，无线上位机系统5可采用基于labview软件编写的一种虚拟仪器上位机。

具体而言，在本发明的另一可行的实施例中，所述的前面板19上设置有扫描速度选择按扭21，用于控制座位监测系统2的扫描作业速度，点击扫描速度选择按钮21，可以选择低速、中速或高速，设定人体红外温度探测器12的扫描速度。

具体而言，在本发明的另一可行的实施例中，所述的前面板19上设置有扫描时间间隔选择按钮25，用于控制座位监测系统2的扫描作业的时间间隔。点击扫描时间间隔选择按钮25，可以选择实时、1分钟、2分钟、3分钟、4分钟、5分钟、10分钟、15分钟、20分钟、30分钟、1小时等扫描时间间隔；本实施例设定的扫描时间间隔为5分钟，既能及时发现空闲座位，同时避免频繁扫描带来的能耗浪费及设备的损耗，实际的时间间隔可以根据图书馆自习室的使用情况、使用时间段等实际情况进行相应的调整，保证人体红外温度探测器12按照合理的扫描时间间隔进行扫描。

具体而言，在本发明的另一可行的实施例中，所述的前面板19上设置有楼层选择按钮20，用于使指定楼层的智能巡线小车系统1与无线上位机系统5建立信号联系。可以在各个楼层布置一台智能巡线小车系统1，各智能巡线小车系统1共享一台无线上位机系统5，所述无线上位机系统5放置在自习者最先到达的图书馆自习室入口处，如一楼自习室，自习者到达一楼的无线上位机系统5前时，通过楼层选择按钮20可以选择要观看的楼层，无线上位机系统5将不同楼层的座位使用状态信息准确、及时的显示在前面板19的上，避免了需要逐层跑去查看座位使用状态信息的麻烦。

具体而言，在本发明的另一可行的实施例中，所述的前面板19上设置有车速设置按钮，用于设定智能巡线小车系统1的目标速度，主控电路板18对速度编码器9采集的小车运动实际速度和无线上位机系统5设定并传输的目标速度进行比较，通过PID算法，实现对小车实际速度的控制，这种控制方式成熟简单、精确，本领域技术人员可以根据需要进行合理的设置及选择，在此不再赘述。

本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。