基于闭架书库的自动化图书管理系统的制作方法

专利名称：：基于闭架书库的自动化图书管理系统的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种新型的图书馆系统，它结合原有的图书馆管理系统，实现了图书的自动借还功能，降低了图书馆工作人员的劳动强度,有效地提高了图书馆为读者服务的质量，自动化图书馆系统采用了RFID射频识别技术、机械自动化、网络和计算机技术等，属于图书馆自动化应用领域。
背景技术：
：图书馆是图书、期刊、报纸、光盘等实体资料的收藏中心，对这些资料的收藏、整理、存储和使用长期以来就是图书馆的主要职能，近年来图书馆开架借阅方式已经成为图书馆书库管理的主流，但它也带来图书错架丟失和挤占阅览空间问题，因此国内外很多图书馆开始将大量图书转移到封闭式书库系统通过精密自动化系统来管理。图书馆自动化借还系统是工业生产的自动化物流和仓储技术在图书馆领域的应用体现，已经有15年左右的发展历史，目前在北美、加拿大、日本已经有了很多应用案例，如美国加州州立大学北岭分校、康乃尔大学、路易斯维尔大学、拉斯维加斯内华达大学、加拿大英哥伦比亚大学、日本国际基^l又教大学和日本早稻田大学等。美国的HKSystem公司和日本Nipponfiling公司是图书馆自动化借还系统的生产制造商。在其产品和应用案例中，都是将单册图书打包存储在一个大存储盒中，利用图书条码来进行抓取和识别。这种方式的问题在于需要一本图书就要把整个存储盒取出，依靠人力干预来找到所需图书，从而不能做到无人化操作；由于条码需要对准扫描的特点，对识别精度和准确率有一定影响；依靠有限的机械抓取装置来提取图书，获取时间较长，不适用于图书流通率高的环境中。近年来，在自动化识别和工业控制领域出现了新的^支术和应用。在自动化识别上，无线射频标签(RFID)开始取代条码用于对单个物品的识别和跟踪。由于RFID标签具有防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点，可以实现图书馆管理的真正自动化和智能化。目前，RFID技术已经在美国、欧洲和亚洲有成功的案例。全美已有约2%的图书馆开始使用RFID技术；在全球范围内约有8%的图书馆使用RFID技术。全美已有超过300家大学图书馆装备了RFID系统。意大利、荷兰、法国等欧洲各国都有很多采用RFID的图书馆。在亚洲，新加坡国立图书馆是世界上第一个全面应用RFID系统的智能图书馆。国内深圳等市图书馆也在2006年开始使用RFID技术，国家图书馆新馆也部署了RFID系统。现在，世界大型图书馆应用RFID技术的速度正以每年30%的速率增长。但当前图书馆RFID应用还处于图书馆自动化应用的前端流通借还阶段，具备开架图书流通借还、馆藏盘点、图书防盗等功能，没有达到对单本图书的自动化存取和书库管理。1
发明内容本发明基于闭架书库的自动化图书管理系统的发明目的在于完全达到图书馆的闭架、无人管理，由系统完成图书的自助借还、新书盘点。本发明采用的技术方案为一种基于闭架书库的自动化图书管理系统，包含有书架和图书馆集成管理系统，其特征在于包含有带RFID芯片的图书、自助借还终端机、闭架书库管理系统、自助借书系统、自助还书系统和实现图书自动进出闭架书库的自动化传送系统；自动化传送系统是由自动化装置和自动化控制系统构成，自动化装置包含有智能轨道车和自动化传输装置；自动化控制系统包含智能轨道车控制系统及自动化传输装置控制系统；整个闭架书库由若干列书架组成，每列书架由若干闭架书架布置而成，书架为层插接结构，由若干托板插接而成，每列书架之间形成巷道；出书口处设置有临时放置预约图书的緩存书架，緩存书架同样为层插接结构；带RFID芯片的图书放置于闭架书架上，图书识别信息存储在图书馆集成管理系统的馆藏数据库中；智能轨道车在预先设置于巷道内的轨道上通过驱动装置往复运动，智能轨道车主架体上设置有取还机构，该取还机构通过主架体上设置的提升装置上下运动，取还机构设置有能够伸缩的机械手，智能轨道车通过智能轨道车控制系统控制；自动化传输装置主体为双层结构，上层是被归还图书的入库通道，下层是被借阅图书出库的通道，该自动化传输装置包含巷道车接口、主输送通道、緩存接口、出书接口和还书连接通道；巷道车接口由基础输送机构和皮带输送体组成；主输送通道由传送皮带组和通道顶升机构组成；緩存接口为仅供图书入库的单层结构，由基础输送机构和皮带输送体组成；出书接口包含有基础输送机构和过渡输送线；过渡输送线与自助借还终端机连接；还书连接通道一端与出书窗口的过渡输送线相连接，另一端与上层主输送通道相连接；自助借书系统包含读者身份读取模块、读者借书信息传递模块、借书凭条打印模块，与自助借还终端机处设置的RFID读写装置和图书卡读取装置实现交互；该读者身份读取模块驱动自助借还终端机读取读者信息，读者借书信息传递模块将读者信息和读者所在的自助借还终端机机位号传递至闭架书库管理系统；当图书被运送到自助借还终端机处，借书凭条打印模块驱动RFID读写装置改写图书的信息，并打印凭条；自助还书系统包含读者信息读取模块、图书信息读取模块、读者还书信息传递模块、还书位置设置模块以及还书凭条打印模块，与自助借还终端机处设置的RFID读写装置和图书卡读取装置实现交互；读者信息读取模块驱动自助借还终端机图书卡读取装置读取读者信息，图书信息读取模块读取RFID内的图书识别信息，读者还书信息传递模块将读者信息和图书识别信息传递至闭架书库管理系统，由闭架书库管理系统分配一闭架书库物理位置号，由还书位置设置模块驱动RFID读写装置改写归还图书的信息，完成图书归还动作，最终由还书凭条16打印模块打印还书凭条；图书馆集成管理系统包含有图书预约模块，该图书预约模块根据读者的预约请求，确认读者借阅图书的图书识别信息及读者取书时间，并将图书识别信息、读者信息和读者取书时间传送至闭架书库管理系统；闭架书库管理系统包含有闭架书库系统敎据库，闭架书库系统数据库中图书识别信息与馆藏数据库中的图书识别信息相对应，每本存储在闭架书架内的图书被分配了闭架书架物理位置号，该闭架书架物理位置号存储在闭架书库系统数据库内；闭架书库管理系统包含有图书借阅信息写入模块、緩存书架位置分配模块、取书模块、緩存进书模块、出书模块、闭架书库位置分配模块、还书模块；该图书借阅信息写入模块根据图书预约模块传递来的图书识别信息，将相应的读者信息和读者取书时间传递至闭架书库管理系统的闭架书库系统数据库中；緩存书架位置分配模块根据该图书的识别信息，为被预约的图书分配緩存书架物理位置号；取书模块将被预约图书的闭架书架物理位置号传递至智能轨道车控制系统，由智能轨道车完成自闭架书架上取书任务，并将图书运送至巷道车接口，经由巷道车接口处的基础输送机构和皮带输送体运送至主输送通道，当图书经主输送通道运送至緩存接口时，緩存进书模块将緩存书架物理位置号传递至位于緩存书架巷道内的智能轨道车控制系统，驱动该智能轨道车将图书运至緩存书架与緩存书架物理位置号对应的位置上；出书模块接收来自自助借还终端机的取书指令，出书模块将所取图书的緩存书架物理位置号传递至位于緩存书架和出书接口的智能轨道车控制系统，驱动智能轨道车将图书由緩存书架取书放到出书接口处，并通过出书接口处基础输送机构和过渡输送线将图书运送到自助借还终端机出口；当读者于自助借还终端机处归还图书，闭架书库位置分配模块将会为该归还图书分配闭架书库物理位置号，还书模块将该闭架书库物理位置号传递至自动传输装置控制系统及智能轨道车的控制系统完成图书的归还动作。釆用上述技术方案，本发明能够彻底实现了图书馆的无人管理功能，使用RFID技术，增强了图书管理的安全性，更好的发挥图书馆的智能。读者可以全天24小时实现自助借还书，是图书馆历史上的一次历史性的变革。图i为本发明基于闭架书库的自动化图书管理系统的系统组成图2为本发明基于闭架书库的自动化图书管理系统的总体架构图3为本发明中图书馆集成管理系统的模块组成图4为本发明中闭架书库管理系统的模块组成图5为本发明自助借书系统的模块组成图6为本发明自助还书系统的模块组成图7为本发明新书上架系统的模块组成图8为本发明自动化图书管理系统的系统工作流程图9为本发明系统控制借书过程中各个模块之间交互的流程图IO为本发明系统控制还书过程中各个模块之间交互的流程图；图11为本发明基于闭架书库的自动化图书管理系统机械部分总体架构的上层结构示意图，其反映了自动化传送系统的还书结构；图12为本发明基于闭架书库的自动化图书管理系统机械部分总体架构的下层结构示意图，其反映了自动化传送系统的借书结构；图13为本发明机械部分闭架书架的单边书架的结构示意图14为本发明机械部分闭架书架的双边书架的结构示意图15为本发明机械部分緩存书架结构示意图16为本发明机械部分智能轨道车的结构示意图之一；图17为本发明机械部分智能轨道车的结构示意图之二；图18~图20为本发明机械部分闭架书架用取还书机械手的结构示意图21~图23为本发明机械部分緩存书架出书机械手的结构示意图24为本发明机械部分缓存书架进书机械手的结构示意图25为本发明机械部分巷道车接口的结构示意图26为本发明机械部分滚筒输送体的结构示意图27,28为本发明机械部分滚筒单元的结构示意图29为本发明机械部分顶升进出书机构的结构示意图30为本发明机械部分皮带输送体的结构示意图31~图32为本发明机械部分巷道车接口与主输送通道连接部分的结构示意图33为本发明机械部分通道顶升机构的结构示意图；图34为本发明机械部分主输送通道与緩存接口连接部分的结构示意图35~图36为本发明才几械部分主输送通道上整书认边机构和翻书才几构的整体结构示意图37为本发明机械部分整书认边机构上部的结构示意图38为本发明机械部分整书认边机构下部的结构示意图39为本发明机械部分翻书机构上部的结构示意图40为本发明机械部分翻书机构下部的结构示意图41~图42为本发明机械部分出书接口的结构示意图43~图44图为本发明机械部分还书连接通道的结构示意图45为本发明闭架书架用取还书机械手的电气元件布置图46为本发明智能轨道车的电气元件布置图；图47为本发明緩存书架进书机械手的电气元件布置图48为本发明緩存书架出书机械手的电气元件布置图49为本发明巷道车接口下层出书接口与主输送通道连接部分的电气元件布置图50为本发明巷道车接口上层还书接口与主输送通道连接部分的电气元件布置图51为本发明出书接口的电气元件布置图52为本发明緩存接口与主输送通道连接部分的电气元件布置图；图53为本发明整书机构的电气元件布置图。具体实施方式本发明是一种基于闭架书库的自动化图书管理系统，是一种新型的图书管理系统，改变了传统图书馆的存储方式，是基于全封闭书库的基础上，实现无人值守的情况下完成图书借阅、归还、新书上架、自动盘点功能的新型图书管理系统，为了能够清晰的描述本发明的技术方案，现结合附图具体描述如下一、系统构成请参见图l及图2，基于闭架书库的自动化图书管理系统包含有图书馆机械结构、图书馆集成管理系统、闭架书库管理系统、自助借书系统、自助还书系统、新书上架系统以及最终实现图书进出闭架书库的自动化传送系统。下面结合附图对各系统分别详细介绍(一)、图书馆集成管理系统，包含，OPAC目录4全索系统，是基于闭架书库的自动化图书馆系统的用户界面部分，其功能和操作界面与购书网站类似，OPAC目录检索系统是一个具备图书信息查询、浏览、借阅、预订和个人身份认证与信息管理的软件系统是读者与系统交互的窗口，属于现有技术。本发明中的图书馆集成管理系统，重点改进在于图书馆集成管理系统OPAC目录检索系统增加了图书预约模块，该图书预约模块的功能是根据读者的预约请求，确认读者借阅图书的图书识别信息及读者取书时间，将被预约图书的状态标记为预约状态，并将图书识别信息、读者信息和读者取书时间传送至下述闭架书库管理系统。该图书预约模块由各个功能模块组成，其对馆藏数据库进行操作，完成信息的交互功能。馆藏数据库为现有的图书馆数据库系统，本实施例仅针对馆藏数据库中与本发明技术方案相关的存储信息进行介绍，其它常规的馆藏数据库信息，在此不在赘述。需要说明的是，以下描述并非限定本发明的信息组成，该馆藏数据库中包含如下信息字段序号字段名称名称及说明1BookID图书识别信息图书的唯一标识信息2ReaderID读者信息读者的唯一标识信息Time读者取书时间存储读者取书的具体时间4B一Status图书借阅状态R—〉归还状态，L一〉借出状态，B—>预约状态请参见图3，图书预约模块包含读者身份输入模块、读者借书时间输入模块、第一通讯模块及图书状态设定模块。其中，读者身份输入模块接收到读者通过OPAC目录检索系统查询预约图书的图书识别信息后，将读者信息输入馆藏数据库相应的字段内，读者借书时间输入模块将读者递交借书请求的时间或者读者取书的具体时间写入馆藏数据库相应的字段，第一通讯模块将馆藏数据库中的BookID、ReaderID和App—Time(或者T—Time)传送至闭架书库管理系统。图书状态设定模块将图书借阅状态设定为预约状态或者借出状态。此外，图书状态设定模块接收图书归还动作完成的指令后，将图书借阅状态设定为归还状态。(二)、闭架书库管理系统，属于上层服务器系统，是本发明系统的核心，其功能是通过对闭架书库系统数据库的信息进行操作实现与图书馆集成管理系统以及自动化传送系统之间的信息交互，最终实现图书的自动化管理功能。闭架书库系统数据库是记载闭架书库内图书的物理位置信息、被预约的图书放置在緩存书架的物理位置信息、自助借还终端机机位信息和图书途径巷道车接口或緩存接口的物理位置信息，(所述闭架书库、緩存书架、自助借还终端机及巷道车接口等机械内容，请参见下述自动化传送系统的介绍)。闭架书库系统数据库与馆藏数据库记载的图书识别信息存在对应关系的。初始状态时，存储在馆藏数据库中的图书都会相应的分配一个闭架书架物理位置存储在闭架书库系统数据库中。闭架书库系统数据库库表和主要字段如下表名4尔主表序号字段名称名称及说明1BookID图书识别信息图书的唯一标识信息2ReaderID读者信息读者的唯一标识信息App_Time读者申请时间读者递交借书请求的时间4T—Time读者取书时间读者取书的具体时间5Location—No闭架书架物理位置号闭架书库内图书;^文置在闭架书架上的物理位置编号6Temp—Location—No緩存书架物理位置号闭架书库内图书放置在緩存书架上的物理位置编号7ATM—No自助借还终端机4M立号8B_Status图书借阅状态R—〉归还状态，L一〉借出状态，23B—〉预约状态闭架书架物理位置号是图书所在闭架书架所在的巷道的号码、图书所在书架的架位号码、图书所在的层号码和列号码对应的位置编号。而闭架书库内图书放置在緩存书架物理位置号同样与图书所在的緩存书架所在的巷道的号码、图书所在书架的架位号码、图书所在的层号码和列号码相对应。对应的数据库表如下表名称闭架书架位置表(Location表)序号字段名称名称及说明1Location—No闭架书架物理位置号闭架书库内图书放置在闭架书架上的物理位置编号2Lan6way_No巷道号Bookshelf—No架位号4Level—No层号Array—No列号6Status闭架书架位置状态记载位置是否为空表名称緩存书架位置表(Temp—Location表)序号字段名称名称及说明1Temp_Location—No緩存书架物理位置号闭架书库内图书放置在緩存书架上的物理位置编号2T—Laneway_No巷道号3T_Bookshelf—No架位号24<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>请参见图4，闭架书库管理系统包含图书借阅信息写入模块、緩存书架位置分配模块、取书订单生成模块、取书模块、緩存订单生成模块、緩存进书模块、出书订单生成模块、出书模块、闭架书库位置分配模块、还书订单生成模块、还书模块。图书借阅信息写入模块的功能是当读者预约图书后，将图书馆集成管理系统传递来的图书识别信息、读者信息和读者取书时间写入闭架书库系统数据库中。具体实现的操作是当第一通讯^^块将馆藏数振库中的BookID、ReaderID、Time传送至闭架书库管理系统时，图书借阅信息写入模块接收该信息，访问闭架书库系统数据库的主表，查询到具有相同BookID的表行，将ReaderID、Time写入相应的字段内。緩存书架位置分配模块的功能是当读者请求借阅或者请求预约图书后，为该借阅或预约图书在緩存书架上开辟物理位置，即分配一个緩存书架物理位置号。具体实现的操作是当图书借阅信息写入模块完成其操作后，该緩存书架位置分配模块访问Temp—Location表，依次检索表内记录，当检索到緩存书架位置状态为空时，将相应的Temp—Location—No传递至主表，写入相应字段，完成緩存书架的位置分配功能。当然，在图书位置分配过程中可以根据緩存书架实际使用情况，采用一定的分配原则，例如由远及近原则，使先被预约的图书放置在较远的书架单元上。值得注意的是此分配原则，根据实际设计的闭架书库而定，并不局限于此。取书订单生成模块的功能时，根据读者借阅或预约图书的请求，为智能轨道车生成到闭架书架取书的取书订单。取书订单包含图书的闭架书架的物理位置号。具体实现的操作时取书订单是针对每个智能轨道车的，将具有相同巷道号(Laneway—No)的预约图书，按照读者申请时间或者取书时间的先后进行排序，将被借阅图书或被预约图书的闭架书库物理位置号写入订单。当然，在生成订单的过程中也可以考虑路径最优，负荷均分等原则。下表为取书订单的数据库字段表名称取书订单(Order)<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>生成订单是必须注意的几个附加原则:1、要保证Bookshelf—No1>=Bookshelf—No2>=Bookshelf—No3>=Bookshelf—No4>=Bookshelf—No5>=Bookshelf—No6。并且在架号相同时，层数大的在前，即如果Bookshelf—No2=Bookshelf—No3,那么Level—No2>Leyel—No3;如果Bookshelf—No2=Bookshelf—No3=Bookshelf—No4,那么Level—No2>Level—No3〉Level—No4。2、要保证.'在同一个订单中不能有多于三个层数在最高或最低的书籍，即每个小车每次最多可以取三本最高层或最低层的书籍<下表为实际生成的订单示例序号Order_NoLanewayNoBookshelf—NoLevel—NoArray—No1117312116211643411464117611286取书模块的功能是将取书订单生成模块形成的取书订单传递至自动化传送系统中相应的智能轨道车的控制系统完成于闭架书架取书的动作。緩存订单生成模块的功能是根据读者借阅或预约图书的请求，生成针对緩存书架处智能轨道车用的緩存订单。緩存订单的内容包括图书位于緩存接口的位置号及緩存书架物理位置号。具体实现的操作是将具有相同T—Laneway—No的预约图书，按照读者申请时间或者取书时间的先后进行排序，将緩存书架位置分配模块为借阅或预约图书分配的緩存书架物理位置号写入緩存订单。緩存接口位置号为动态传递的信息，当图书经取书模块及自动化传送系统的动作输送至緩存接口处时，自动化传送系统将图书位于緩存接口的位置信息传递至緩存订单生成模块，緩存订单生成模块将图书位于緩存接口的位置号写入緩存订单，智能轨道车取还书机械手根据该缓存接口的位置号识别27图书，进而将图书送入正确的緩存书架位置。緩存接口的位置分配，请参见緩存接口机械部分的描述。下表为数据库中緩存订单的基本字段组成表名称緩存订单(T_Order)<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>緩存进书模块的功能是将緩存订单传递至自动化传送系统位于緩存书架处的智能轨道车的控制系统完成于图书进入緩存书架的动作。出书订单生成模块的功能是根据自助借书系统中的读者借书启动模块传递的读者信息和自助借还终端机机位号，生成针对位于緩存书架与出书接口处的智能轨道车的出书订单。具体实现的操作是根据读者借书启动模块传递的ReaderID检索主表，将主表内具有相同ReaderID的图书Temp—Location—No和读者所在的ATM—No写入出书订单。下表为数据库中出书订单的基本字段组成表名称出书订单(O—Order)<table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>出书模块的功能是将上述出书订单传递至自动化传送系统中的位于出书接口及緩存书架之间的智能轨道车的控制系统最终完成图书的借出功能。闭架书库位置分配模块实现的功能是当自动还书系统返回还书要求后，根据返回的图书识别信息，在闭架书架上开辟存放图书的物理位置，即为返还图书分配闭架书架物理位置号。具体实现的操作是访问Location表，依次检索表内记录，当Status为空时，将该位置所对应的Location—No写入相应的BookID行内，完成闭架书架的位置分配功能。当然，在图书位置分配过程中可以根据闭架书库的实际情况，采用一定的分配原则，例如由远及近原则，使先归还的图书被送还到离自助借还终端机距离较远的闭架书架内。还书订单生成模块，根据读者的还书请求，生成针对每个智能轨道车的还书订单。具体实现的操作是当自助借还终端机接收了多本归还的图书，闭架书库位置分配模块为每本图书分配闭架书架物理位置号后，将具有相同Laneway—No的图书，按照一定的分配规则进行排序。例如，按照架位号由远及进的顺序，将被借阅的图书的物理位置信息写入取书订单，也可以考虑路径最优，负荷均分等原则。同时，还书订单生成模块将自动化传送系统传递回来的图书所在巷道车接口位置号写入还书订单，以使智能轨道车能根据该位置信息识别图书，并将图书正确的运送到闭架书库相应的物理位置处。表名称还书订单(R—Order)<table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table>还书模块的功能是将上述还书订单传递至自动还书系统中位于每个巷道内的智能轨道车的控制系统。智能轨道车在控制系统的控制下实现图书进入闭架书库的操作。图书预约时间判断模块的功能是，判断图书是否在指定的预约时间内被借出，如果过了预约时间，图书的借阅状态仍为预约状态，则将该图书的识别信息、緩存书架的物理位置信息发送自动控制系统，进入还书操作。(三)、自助借书系统，其功能是在读者借书或者在预约图书后的预约时间段内启动取书动作。请参见图5，其包含有读者身份读取模块、读者借书信息传递模块、借书凭条打印模块。读者身份读取模块的功能是，要求读者输入读者信息，本发明实施例中可以通过识别图书卡的方式读取读者的信息。读者借书启动模块的功能是，接收读者在自助借还终端机输入的读者信息，并将读者信息、读者所在的自助借还终端机机位号传递至闭架书库管理系统，由闭架书库管理系统启动借书动作。借书凭条打印模块的功能是，图书到达自助借还终端机，通过RFID读写装置写入借阅图书信息，修改图书RFID标签内容，打印借阅凭据，完成图书借阅动作，并将借阅完成信息传递至图书馆集成管理系统，修改借阅图书的读者信息，并由图书状态设定模块修改图书的借阅状态。(四)、自助还书系统，其功能接收自助还书终端读入的读者信息和图书识别信息，将读者信息和归还图书识别信息传送给图书馆集成管理系统和闭架书库管理系统；图书馆集成管理系统修改图书的借阅状态和读者信息；闭架书库管理系统为归还的图书分配闭架书库物理位置号，将该信息传送到自助还书系统和自动化传送系统；还书位置设置模块控制自助还书终端的RFID读写装置将分配给归还图书的闭架书库物理位置号写入图书的RFID标签；最后，自动还书终端打印还书凭条，完成自助还书操作。请参见图6，自助还书系统包含有读者信息读取模块、图书信息读取模块、读者还书信息传递模块、还书位置设置模块以及还书凭条打印模块。读者信息读取模块，要求读者输入读者信息，本发明实施例中可以通过识别图书卡的方式读取ReadID。图书信息读取模块，本发明实施例中通过自助借还终端机的RFID读写装置读取图书的BookID。读者还书信息传递模块，其实现的操作是将BookID传递至闭架书库管理系统的闭架书库位置分配模块，将ReaderID、BookID传递至图书馆集成管理系统，改写馆藏数据库中相应的BookID的借阅状态，并将ReaderID字賴:设置为空。还书位置设置模块，其实现的操作是当图书至闭架书架启动模块将主表内的BookID、Location—No传递至自动还书系统的还书位置设置模块后，还书位置设置模块通知RFID读写装置，改写RFID内图书的闭架书架物理位置号，并将完成信号返回闭架书库管理系统。还书凭条打印模块，其实现的操作是当还书位置设置模块完成其操作后，打印还书凭条，完成还书动作。(四)、新书上架系统，其功能是实现新书的入库。请参见图7,其包含新书信息读取模块、新书位置设置模块、新书入库启动模块。新书信息读取模块，其实现的操作是当图书管理员将新书放到上书终端(自助借还终端机)，新书信息读取模块通知上书终端的RFID读写装置读取图书的RFID标签信息，获取图书信息，并将图书信息发送到图书馆集成管理系统和闭架书库管理系统，图书馆集成管理系统修改该图书的在馆信息；闭架书库管理系统的闭架书库位置分配模块为进馆图书分配相应的闭架书库物理位置号，将该信息发送给新书位32置设置模块，新书位置设置模块通知RFID读写装置将闭架书架物理位置号写入RFID标签。随后新书入库启动模块启动还书订单生成模块及还书模块，完成图书入库的功能。图书入库后，智能轨道车将完成信号返还给图书馆集成管理系统修改图书的在馆状态。请参见图8，其表示了闭架书库管理系统与图书馆集成管理系统之间的工作流程，两个系统通过SIP2协议进行无障碍的交互。请同时参见图9、图10，其分别表示了本发明基于闭架书库的自动化图书管理系统在借阅、归还图书过程中系统各个功能模块之间的交互关系及作用方式。下面将重点介绍本发明的另一重要部分基于闭架书库的自动化图书管理系统的机械组成及自动化传送系统。二、图书馆机械结构及自动化传送系统(一)、图书馆机械结构及自动化传送系统的机械组成请参见图11、图12所示，图书馆机械结构包含有闭架书架1、緩存书架4及自助借还终端机5，自动化传送系统包含有自动化装置及自动化控制系统，其中自动化装置包含有智能轨道车2和自动化传输装置3，自动化控制系统包含有智能轨道车控制系统及自动化传输装置控制系统。整个书库工作过程中为封闭状态，书库留有检修人工回收口，通过自助借还终端机实现图书的借还、新书的上架及盘点功能。书库内布置数列书架，每列书架之间形成具有特定距离的巷道。每列书架由若干闭架书架构成。请参照图13-15,按照书架的不同用途，在本发明实施例中，闭架书架可以设计为两大形式闭架书架和緩存书架，而闭架书架按其功能不同包含了两种形式，图13显示了闭架书架的第一种形式单边书架，使用于最外侧两列书架，书架为层插接结构，每层的高度预先设定，书架之间通过连接板相互连接，形成整列书架。图14显示了闭架书架的第二种形式双边书架，由单边书架背靠背连接形成，适用于书库中间位置的摆放，相邻两巷道内的智能轨道车分别/人双边书架的两边取书。本发明中的单边书架和双边书架通过多个托板11插接在书架外框架上形成层结构，并通过上、下端连接板12相互连接，每列书架、书架各层安装有信号装置供智能轨道车的取还机构识别。每架书架的高度、每层之间的高度和每层的长度需要预先进行设计并与数据库中存取的数值相匹配。每本放置在闭架书架上的图书具有唯一的标识位置的闭架书架物理位置号，存储在闭架书架位置表(Location表)内。图15显示了緩存书架的结构，每层托板11A中间设置一组凹槽lll，层的长度则仅供一本书放置。緩存书架放置在闭架书库的出口，与自助借还终端机相对，放置预约状态的图书。同样，每本放置在緩存书架的图书具有唯一的緩存书架物理位置号，存储在緩存书架位置表(Temp一Location表)内，需要注意的是，由于本实施例中緩存书架为单列设置，故緩存书架位置表内的列号可以设置为空，当然，緩存书架也可以设置为多列，本实施例不在列举。请参见图16、图17,其为本发明智能轨道车的结构示意图。智能轨道车(也称巷道车)2是实现图书自动借还的重要机械设备，是本发明的核心装置，在预先装设在巷道内的轨道上运行。本发明轨道呈上、下两层设置，通过导轨安装支架21安装于闭架书库内，智能轨道车通34过行走导向装置22与上、下层轨道连接，依靠驱动装置23驱动，本实施例中驱动装置由驱动^i且231和驱动电4几232组成。智能4九道车的主架体24是连接于行走导向装置22之间的框架结构，主架体24内部设置六个取还才几构25，六个取还才几构25分为两层，可一次完成六本图书的取还。取还机构25通过设置于主架体24两侧的直线导轨241和提升机构242完成上下运动。本发明中的提升机构242包括提升电机2421、提升驱动链轮组件2422、提升链轮组件2423以及配重装置2424。提升电机2421驱动提升驱动链轮组件2422，提升驱动链4仑组件2422协动提升链轮组件2423,配重装置2424向取还机构施以助力完成取还才几构的上下运动。根据闭架书架和緩存书架结构的不同以及取还书要求的不同，取还机构的具体结构也不同，本发明中取还机构大致分为三种形式，第一种是与闭架书架配合使用的闭架书库用取还书机械手25a，第二种是应用在緩存书架进书处的緩存书架出书机械手26,第三种是应用在緩存书架出书处的緩存书架进书机械手27。下面结合附图重点介绍智能轨道车取还机构的三种具体结构。请参见图18~图20，其为本发明机械部分闭架书库用取还书机械手的结构示意图，由于每个巷道两侧设置有单边书架或双边书架，闭架书库用取还书机械手25可以双向运动，分别取、还两侧书架上的图书。闭架书库用取还书机械手25包含输送载体251、输送载体固定板252及驱动输送载体动作的驱动装置253。其中输送载体251包括夹爪2511、夹爪拖动体2512、输送带载体2513、输送传送带2514、输送载35体本体2515、设置于输送载体本体上供夹爪运行的直线导轨2516及输送载体主体2517。其中，输送载体本体2515通过载体驱动电机2531驱动齿条、齿4仑2532、2533实现前后的移动。夹爪拖动体2512由驱动电机(可参见图46)驱动，夹爪2511由设置于输送载体主体上的夹紧电机2534驱动圆形齿条2535实现夹爪的夹紧动作。载体驱动电机2531通过轴承装置驱动滚筒装置2536实现输送传送带2514滚动。输送载体中设置有输送载体移动同步带2518，实现各个结构的同步移动。请参见图21~图23，其为本发明机械部分緩存书架出书机械手的结构示意图，实现由緩存书架向出书接口的双向送书任务。緩存书架出书机械手26包含输送载体261，输送载体261上设置有一对伸出手指262，主体两侧设置有输送带263，横跨输送载体上端设置有压书板264。伸出手指262与緩存书架的凹槽结构相匹配，通过设置于输送载体下端的手指驱动电机265驱动皮带轮組件266实现手指的伸缩，输送带263通过电滚筒267实现滚动，升降电机268驱动齿轮、齿条结构269实现伸出手指上下的升降，压书板264连接有升降汽缸260。请参见图24，其为緩存书架进书处的緩存书架进书机械手的结构示意图；緩存书架进书机械手为单向伸缩结构，緩存书架进书机械手27包含输送载体271、进书手指272及压书板273，进书手指272具有与緩存书架凹槽结构相匹配的手指结构，通过伸缩汽缸274控制取书手指的伸缩，压书汽缸275控制压书板273的升降。上述三种智能轨道车的机械手上可以设置有RFID读写装置，以区分位于巷道车接口或者緩存接口的图书，也可以在巷道车接口或者緩存接口处预先设置RFID读写装置预先识别图书，并通过系统记录图书的位置信息达到识别的目的，后者请参见后续描述。自动化传输装置3本发明的中央运输系统，能够同时完成借出图书的运输以及被归还图书的运输。本发明自动化传输装置3主体是双层结构，下层是被借阅图书出库的通道，上层是被归还图书的入库通道。该自动化传输装置3按照功能划分，主要包含巷道车接口31,主输送通道32,緩存接口33，出书接口34及还书连接通道35等五大部分。自动化传输装置3的主架体为铝合金型材支撑架，上述五部分结构均设置于主主架体之上，下面——介绍具体的每个部分的结构组成。请参见图25,其为本发明巷道车接口的结构示意图，巷道车接口31为上下层架构，上层是被归还图书的入库接口，下层是被借阅图书出库接口，上下层结构基本相同。具体来讲，被借阅图书出库接口和被归还图书的入库接口均由基础输送机构30以及皮带输送体40组成。其中，该基础输送机构30包含上层接收输送体301和下层接收输送体302，该上、下层接收输送体结构相同，通过上下层升降汽缸303驱动整体上下滑动，分别与皮带输送体40对接完成图书的传输作用。其中，上层、下层接收输送体是由滚筒输送体50以及顶升进出书机构60组成。此外，每个巷道车接口被定义了9个位置，其中下层接收输送体下层从右到左为l、2、3,上层接收输送体从右到左为4、5、6,皮带输送体从右到左为7、8、9，皮带输送体40靠近主输送通道端设置RFID识别装置，图书被输送到巷道车接口的各个位置时，会将图书所处的巷道车接口位置号信息反馈给闭架书库管理系统。37请参见图26，其为本发明中滚筒输送体50的结构示意图，滚筒输送体50是由若干滚筒单元组成的作业线，每个滚筒单元由电机驱动。请参见图27,28,其为滚筒单元的结构示意图，滚筒单元是由固定于滚筒侧板502之间若干滚筒501组成，滚筒单元的长度根据实际需要而定，可以为一本书的长度。滚筒侧板502其中一侧安装有纵向的动力侧板503，动力侧板503上安装有驱动轮504、随动4仑505，通过传动皮带506联动主动轮和随动轮，并通过张紧调节块507调节传动皮带506的松紧程度。滚筒驱动电机508为驱动轮504提供驱动力，进而带动各随动轮505运转实现滚筒的转动。请参见图29,其为本发明机械部分顶升进出书机构60的结构示意图，顶升进出书机构60穿插安装于滚筒输送体50之间，上层、下层接收输送体上设置有六组顶升进出书机构60对应智能轨道车的六组取还机构。顶升进出书机构60包含一组固定于连接^反上的顶升皮带侧板602,各顶升皮带侧板602上设置有顶升皮带装置601,顶升皮带装置601由顶升皮带6011和皮带随动轮6012及皮带驱动4仑6013组成，该组顶升皮带装置601的皮带驱动轮6013通过连接轴联动。顶升进出书机构60通过顶升皮带电机603带动皮带驱动轮6013实现顶升皮带的转动。顶升汽缸604通过驱动顶升皮带侧板602中间^i殳置的汽缸顶升板605实现顶升进出书机构的升降。请参见图30,其为本发明皮带输送体40的结构示意图，皮带输送体40包含传送皮带401及提供转动动力的动力滚筒组402，传送皮带401通过张紧调节块403调节松紧度。皮带输送体40按照功能不同分38为进书过渡皮带输送体41以及出书过渡皮带输送体42。请参见图31、图32，其为巷道车接口与主输送通道连接部分的结构示意图，所有被借阅的图书均要由巷道车接口汇集到主输送通道32上，由主输送通道32进行进一步的传输。同样，所有归还的图书均要通过主输送通道32运载到各巷道车接口。主输送通道32由若干段传送皮带组70构成，传送皮带组70是由动力滚筒组驱动的若干皮带的组合。传送皮带组70与巷道车接口相对应处设置有通道顶升机构80,请参见图33所示，通道顶升机构80包含设置于侧板之间的若干滚筒801、驱动滚筒电机802、主动轮803、传送带804、随动4仑805及滚筒升降汽缸806,驱动滚筒电机802驱动主动轮，主动轮通过传送带驱动随动轮完成滚筒的转动。滚筒升降汽缸806驱动滚筒向上运动。通道顶升机构80的各滚筒依次插设于传送皮带组70各个皮带之间，当有图书要进入相应的巷道车接口，该通道顶升机构80升起，滚筒801滚动将图书送入巷道车的进书过渡皮带输送体41。请参见图34，其为本发明机械部分主输送通道与緩存接口连接部分的结构示意图，緩存接口33为单层结构，仅将图书导入緩存书架，緩存书架的图书不从緩存接口导出。緩存接口33由基础输送机构30及进书过渡皮带输送体41组成。请参见图35和图36,其为主输送通道上整书机构90和翻书机构95的整体结构示意图，整书机构90进一步包括走正机构91、居中机构92、认边机构93和校正机构94。认边机构卯和翻书才几构95设置于上层主输送通道，其功能是对归还的图书进行摆正、居中、认边、旋转和翻转，使其能够与闭架书库存储的规则相匹配。下面具体介绍请各个机构的结构组成及工作的过程。请参见图37、图38,其显示了整书机构的具体结构。箭头方向表示图书的行走方向，其中，走正机构91前端由滚筒单元组成，滚筒单元的末端设置有阻挡板911，阻挡板911通过阻挡板升降汽缸912的驱动伸出主输送通道之上，阻挡板升降汽缸912设置于与主架体连接的汽缸固定板913上。居中机构92安装于主输送通道上方的支架上，包含有两对夹爪板，一对宽边夹爪板921和一对窄边夹爪板922，每对夹爪板通过导柱组件923连接，每对夹爪板之间设置有圆齿条924和齿轮(图中未标示)，其中一个宽边夹爪板由第一驱动气缸925驱动张开或收回，其中一个窄边夹爪板由第二驱动气缸926驱动张开或收回。所述的第一驱动气缸、第二驱动气缸、导柱组件安装于安装底板927上，居中机构通过居中机构升降气缸928升降。认边机构93同样通过支架安装于主输送通道上方，认边机构93通过秤量图书四角的重量来判断图书的方向，认边机构93由四组呈十字布置的吸盘931组成，吸盘931通过吸盘安装套932与轻重传感器933连接，整个认边机构通过认边机构升降气缸934升降。校正机构94包含有嵌入主输送通道旋转支架941和位于主输送通道下端的旋转支架顶升气缸942,另外设有旋转编码器943及为旋转编码器提供电力的电机944,当图书需要旋转时由旋转支架驱动电机945驱动旋转，另外，该设备中还设置有加强轴套946。整书机构的流程是当书本由箭头方向进入时，阻挡板911伸起，书本在滚筒501驱动与阻挡板911的阻挡下，书本会走正，滚筒停止运40行，阻档板降下，滚筒运行，将书本输送到居中机构下方，居中机构升降气缸928下降，第一气缸925缩回，驱动夹爪^1在导柱组件923、圆齿条924和齿轮的连动下，两片夹爪片来回夹放，拍击书本，将书本一个方向居中，然后第二气缸926同理完成另一个方向的居中，居中机构复位，居中机构升降气缸928上伸。书本完成居中后，输送到认边机构93下方，〖人边^L构升降气缸934下降，四个十字形分布的吸盘931在直空发生器产生的负压下将书本的首页吸住，认边机构升降气缸934上升，跟四个吸盘分别连接的四个轻重传感器933会测量出四点的重量，系统就会识别出书把的位置，吸盘放开书本首页，旋转支架顶升气缸942伸起，旋转支架驱动电机945在系统的控制下驱动旋转支架941转动，将书本的书把调至正确的位置，旋转支架顶升气缸942下降，完成整书认边校正工序。请参见图39、图40,其为本发明翻书机构的结构示意图，翻书机构95包含有顶升爪板951、顶升爪板驱动气缸952,上、下层夹紧爪片953、954和爪片夹紧气缸955，顶升爪板951的板片与夹紧爪片953的爪片相互错开，可以互相嵌入对方爪缝，每个爪片与每个板片交错如图所示，正常情况下顶升爪板951位于主输送通道32下端，需要时由顶升爪板驱动气缸952驱动而伸出主输送通道上端；上夹紧爪片953和下夹紧爪片954通过爪片夹紧气缸955可以实现夹紧，通过旋转气缸956实现整体的夹紧爪片的旋转，伸缩气缸957设置于主输送通道上方支架的气缸固定板950上端，通过伸缩气缸957的伸缩实现夹紧爪片沿主输送通道方向伸缩并与顶升爪^1相4^触。翻书机构的流程是书本由箭头方向进入，通过光电开关，判断书本巻曲程度是否过大，超过限定数值时，书本输送到顶升爪板951上部，顶升爪板驱动气缸952伸起，通过顶升爪板951将书本顶起，伸缩气缸957伸出，使上、下夹紧爪片953、954位于书本正反面各一个，顶升爪板驱动气缸952缩回，书本会落在下上、下夹紧爪片953、954之间，爪片夹紧气缸955住复将书本夹紧、松开、将书本压一下，使巻曲程度少一点，爪片夹紧气缸955将书本夹紧，旋转气缸956旋转，将书本翻转180度，顶升爪板驱动气缸952伸起，爪片夹紧气缸955将书本;^开，书本会落在顶升爪板951上，伸缩气缸956缩回，顶升爪板驱动气缸952下降，将整理翻转的书本放回到主输送线体上，完成翻书流程。请参见图41和图42、其为出书接口34的结构示意图，出书接口34是图书出緩存书架至自助借还终端机的连接机构，包含第一窗口过渡输送线341、第二窗口过渡输送线342和第三窗口过渡输送线343。其中，第一窗口过渡输送线341和第二窗口过渡输送线342之间设置有基础输送机构30，第二窗口过渡输送线342和第三窗口过渡输送线343之间设置皮带输送体40，接收窗口与基础输送^U构或皮带输送体连接处装设有通道顶升机构80,该基础输送机构30与设置于緩存书架与出书接口之间的智能轨道车对接，完成接收被借阅图书的职能。然后再将图书输传输至相应的出书窗口。请参见图43、图44,其为还书连接通道35的结构示意图，还书连接通道35—端与窗口过渡输送线相连接，另一端与上层主输送通道相连接，归还的图书经过自助借还终端机5的第一窗口51、第二窗口4252、第三窗口53进入第一、第二、第三窗口过渡输送线，并经窗口过渡输送线导入还书连接通道35。自助借还终端机5的窗口处设置有RFID读写装置和图书卡读取装置，根据自助借还终端机职能的不同，增加专门的输入新书的输送窗口。本发明的自助借还终端机在现有技术的基础上增加了RFID读写装置(图书未表示)。(二)、基于闭架书库的图书管理系统的机械装置的控制系统介绍请参见图45，其为智能轨道车的电气元件布置图，下表为各电器开关的说明。<table>tableseeoriginaldocumentpage43</column></row><table>请参见图46，其为闭架书架用取还书机械手的电气元件布置图，同时结合下表说明，详细列明了取还书机械手的控制装置。<table>tableseeoriginaldocumentpage43</column></row><table>◎IMQMA-01-2-P-l-UI1~I伺服电机夹爪动力请参见图47,其为緩存书架进书机械手的电气元件布置图，同时结合下表说明，详细列明了緩存书架进书机械手的控制装置。编号型号数备注说明①E3T-SI212限定反射型光电传感器手指限位(复位清零)②EE-SX8711凹槽型光电传感器手指定位码盘③E2E-X4MD12接近开关输送载体顶升限位④E3T-FD114扩散反射型光电传感器进出书定位书本压书定位⑤D-Z734磁性开关压书气缸松下M61X6G4GGA2电机手指动力，载体顶升动力□协和2电动滚筒输送载体动力两位五通双电控1电磁阀压书气缸控制请参见图48，其为緩存书架出书机械手的电气元件布置图，同时结合下表说明，详细列明了緩存书架进书机械手的控制装置。编型号数备注说明号量①D-Z736磁性开关接书手指气缸压书气缸②E3T-FD111扩散反射型光电传感器有无书检测两位五通双电控2电磁阀接书手指气缸控制压书气缸控制请参见图49及下表说明，其为巷道车接口的下层出书接口与主输送通道连接部分的电气元件布置图，需要说明的是图中所示电气开关除主输送通道的动力外均为2组设置。编号型号数备注说明①E3Z-D629扩散反射型光电传感书本到位检测(6只)器书本到顶升接口前到处检测书本到达接口上检测(书本脱离顶升接口检测)接口升起时输送线体运行检测②D-Z7318磁性开关巷道车接口顶升输送体气缸检测巷道车接口上下层顶升气缸检测44<table>tableseeoriginaldocumentpage45</column></row><table>输送线体接口顶升气缸(两只气缸一只控制)请参见图50及下表说明，其为巷道车接口的上层还书接口与主输送通道连接部分的电气元件布置图，需要说明的是图中所示电气开关除主输送通道的动力外均为2组设置。<table>tableseeoriginaldocumentpage45</column></row><table>请参见图51及下表说明，其为緩存接口与主输送通道连接部分的电气元件布置图。<table>tableseeoriginaldocumentpage45</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage46</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage47</column></row><table>请参见图54及下表说明，其为自助借还终端机与还书连接通道的电气元件布置图。<table>tableseeoriginaldocumentpage47</column></row><table>扩散反射型光电传感主通道运行控制检测器还书窗口走定长线体检测②RFID探头3书本扫描识别8主通道动力(包括转弯，需要单独控制)3还书通道动力2还书窗口走定长动力(普通动力)(三)、下面详细介绍整个借书、还书过程中各个机械设备的连接关系1、取书流禾呈智能轨道车采用PLC作为控制器，本发明实际采用三菱的QPLC伺服电机和感应电机作为机械的驱动装置，完成取还机构的各种动作。PLC的主要组成部分是电源模块、CPU、底板、输入模块、输出模块、定位控制模块、通讯模块。伺服电机由两部分组成即伺服控制器和伺服电机，它主要用于高速/高精度/高响应的场合。PLC通过定位模块连接伺服控制器，控制电机完成各种高精度的位置、速度、转矩控制。另外PLC通过输出模块控制中间继电器，由不同的继电器的吸合控制感应电机的正反转。PLC通过以太网模块接入无线以太网，接收闭架书库管理系统根据读者的借书请求而生成的取书订单，取书订单主要包含书籍所在的架号、列号、层号，智能轨道车(下文简称为小车)在控制行走伺服电机(伺服)的驱动下向书籍所在位置方向运动(此时伺服处于速度模式)，PLC接收智能轨道车的接近开关的信号，完成对小车走过的架数计算(增减计数)，到达书籍所在的前一个书架，行走伺服切换为位置控制模式，并以此点为基准根据书籍的列数走定长。然后，智能轨道车水平到位信号，然后根据书籍所在的层数，PLC控制升降伺服上升或下降，当伺服走定长完成以后输出机械手到位信号。闭架书库用取书机械手到位后，PLC指定的输出闭合，使相应输送载体感应电机的控制继电器动作，完成输送载体的前伸。输送载体前伸到位，即相应位置的接近开关输出信号，PLC断开指定的输出，输送载体驱动电机停止，然后PLC控制夹爪拖动载体伺服走定长将夹爪送入书架，到位后夹爪伺服动作，将书本夹紧。PLC接收夹爪伺服的力矩反馈输出，控制夹爪拖动载体伺服反转带动书籍回到设定的原点位置，夹爪伺服松开书籍，然后输送传送带工作，将书籍带到输送载体的适当位置。(位置控制根据进书口检测光电开关的信号，控制输送皮带的工作时间)。输送载体电机反转，到达相应的接近开关后停止(载体中间位置)，完成取书流程。(二)、巷道车接口到主输送通道流程取书完成后智能轨道车向主输送通道运动，此时行走伺服采用速度控制，带动小车向主输送通道高速运行，同时PLC继续对小车走过的架数进行计数，当达到最后一个书架时，行走伺服切换到到位置控制模式完成指定长度的运行，完成小车的水平运动。小车停止后，输送载体驱动电机动作，当指定位置接近开关动作到位后输送载体驱动电机停止，如果小车到位对射光电开关接收到信号，表示巷道车接口的出书口无书，输送传送带动作将书本送到巷道车接口顶升进出书机构，出书口光电检测到书籍通过后停止，同时输送载体驱动电机反转，将输送载体退回小车的中间位置，完成小车的取书过程，同时小车PLC将取书行程完成标志位置ON,等待闭架书库管理系统的还书订单或取书订单。相应的，巷道车接口出书口没有书籍，PLC控制到位对射光电开关的投光器输出(PLC指定的输出闭合，给投光器供入24伏直流电源)。顶升气缸升起顶升进出书机构，顶升皮带与小车输送载体对接，顶升皮带电机动作，与小车输送传送带一起将书籍送入顶升进出书机构，当PLC检测到书籍到位信号后，顶升气缸动作将顶升进出书机构放下，顶升电机停止，完成从小车的取书过程。巷道车接口控制器检测到书籍到位信号，滚筒输送体和皮带输送体电机启动，将书籍送到皮带输送体上，检测到书籍完全离开出书口后，皮带输送体电机经适当的延时停止，调整书的位置，滚筒输送体立即停止，上、下层升降汽缸升起，将基础输送单元顶起，完成下层接收输送体出书动作，然后接口控制器检测主输送线上的书籍情况，有书通过信号，皮带输送体电机不动作，将书籍暂时存储，无书籍通过信号，通道顶升机构的滚筒升降汽缸动作，升起接口，完成与皮带输送体的对接，当图书到位后，滚筒升降汽缸下降，将书籍输送到主输送通道上。(三)、书本进緩存接口流程緩存接口处安装有RFID识别装置，它直接与闭架书库管理系统连接，当书籍通过该位置时，上位系统根据书籍的信息，生成与读者对应的緩存库位置，由于每个读者最多能够借阅6本书籍，因此每人占用3x2的緩存库位置。从RFID处开始，在緩存接口处定义9个位置，其中巷道车接口下层接收输送体从右到左为1、2、3,上层接收输送体从右到左为4、5、6，皮从右到左带输送体上7、8、9当上下层接收输送体空闲时，上下层升降汽缸保证接收输送体的下层与皮带输送体对接，如果7、8、9位置有书籍，皮带输送体电机、上下层接收疏通体滚筒电机动作，将对应的书籍放入1、2、3位置，根据每个位置的光电开关检测到书籍到位后，上下层升降气缸动作，降下接收输送体，让其上层与皮带输送体对接，同时将后续进入7、8、9位置的书籍如上送入4、5、6位置，然后发出接收输送体位置已满信—，皮带输送体上的书籍送出一本后，9号位立即处于空闲状态，接口PLC检测顶升接口书籍到位光电开关的状态，如果有信号，通道顶升机构动作，将书籍送入9号位置，由RFID检测书籍信息，做如前的处理。(四)、书本进緩存书库流程智能轨道车完成书籍在緩存库中的放置，如前面智能小车的定位控制一样，保证小车到达緩存接口的定位，小车每次完成书籍的存放后，将小车空闲信息为置ON。上层服务器根据小车的空闲状态，在小车空闲时将服务器生成的緩存订单发送到小车，如果小车完成书籍的存放后，服务器没有订单，小车自动运行到緩存接口处，等待订茅的生成，此时到位对射光电开关的投光器输出(PLC指定的输出闭合，给投光器供入24伏直流电源)。緩存订单将按照前面缓存接口中的定义生成，即按照l、2、3、4、5、6的书籍顺序生成，其具体信息即緩存库的库号(緩存书架物理位置号)、位置号(緩存接口书籍位置号)。闭架书库管理系统准备好緩存订单(还书订单)，服务器将订单发送给小车，控制器PLC检测小车到位情况，即到位对射光电开关的接收器有信号输入时，顶升进出书机构气缸动作，将书本顶起，同时PLC将气缸到位对射光电开关的投光器输出(PLC指定的输出闭合,给投光器供入24伏直流电源)，小车接收到气缸到位信号(即位对射光电开关的接收器有信号输入)，伸出手指电机动作，将手指伸出，到位后，手指顶升电机驱动手指升起一定距离，将书籍放置于手指上，接书手指气缸动作，手指缩回，小车PLC检测各手指的有无书籍信息，有书，压书条气缸动作，将书籍压紧。小车PLC将取书数量与订单书籍数量比较，如果相等，取书完成；如果上下层接收输送体给出空闲信号，而且小车书籍少于订单数量，则为掉书情况，给出报警信息；如果小车书籍少于订单数量，但上下层接收输送体未给出空闲信号，即漏取书，小车根据各手指的书籍检测情况，将漏书手指单独动作，完成取书动作。小车运送暂存书籍到緩存书架的运动控制如前面取书一致，均采用笛卡尔坐标系，X轴定义为小车的水平运动，Y轴定义为小车手指的升降运动，Z轴定义为手指的伸缩运动，其X轴和Y轴均釆用工业伺服控制，其具体的控制策略在前面已经有描述，此处就不再详述。小车到位后，压书条气缸动作，将书籍松开，接书手指气缸动作，52将书籍送入緩存库的指定位置的托架中，Y轴伺服电机下行一定距离，将书籍放置在暂存库书本托板上，然后PLC控制手指气缸的回程阀，将手指缩回。完成书籍的緩存存放，同时小车将空闲信号位置ON。(五)、书本出暂存库流程在此处小车的机械控制与緩存库小车相似，就不再详述。当有读者到取书口取书时，服务器将该读者所在的自助借还终端机的机位号发送到接书口控制PLC,将该读者书籍所在的緩存书架物理位置号发送给取书小车，小车取书后向出书接口运行，到位后给出到位出书信号，出书完成后给出小车空闲信号，等待下一个取书信息。(六)、书本到出书窗口流程小车到达出书接口位置后，小车给出到位信号，小车的手指气缸动作，将书籍送出，窗口控制PLC检测到书籍进入信息，出书接口的基础输送机构完成接书的动作，此处的顶升气缸驱动顶升进出书机构动作，顶升皮带电机工作，将书籍带到顶升进出书机构的适当位置停止，同时小车接书手指气缸动作，将手指缩回小车，完成小车上层书籍的出书过程。然后小车的升降伺服动作，将下层书籍升起，重复前面的动作，直到书籍全部送出。窗口控制PLC接收到小车到位后，通过检测书籍的放置情况，有序地根据服务器的发送的窗口信息，将书籍送到指定的窗口。緩存库小车、窗口输送控制器与读者所在窗口的信息是一个一对一的对应关系。(七)、图书到巷道车还书接口流程书籍进入还书通道后，要将书籍进行整理，主要考虑了书籍的在带上的位置、巻曲，和方向调整。在系统中整书机构和出书口、还书口、緩存接口的控制均采用一个PLC统一控制。具体实现的流程在上述整书机构的结构组成及工作流程处已经详细描述，在此不在描述。(八)、还书口流程读者在还书口还书后，书籍经过RFID识别装置(直接接入服务器)的识别，确认书籍的信息准确后，服务器发送正确信号给窗口控制PLC，输送带动作经书籍送入还书通道。如果书籍有误或读者同时放入多本书籍，PLC接收不到书籍正确信息，输送带不动作，并且服务器在还书终端上显示，书籍不正确或者是提示将书籍一本一本放入。5权利要求1、一种基于闭架书库的自动化图书管理系统，包含有书架和图书馆集成管理系统，其特征在于包含有带RFID芯片的图书、自助借还终端机、闭架书库管理系统、自助借书系统、自助还书系统和实现图书自动进出闭架书库的自动化传送系统；自动化传送系统是由自动化装置和自动化控制系统构成，自动化装置包含有智能轨道车和自动化传输装置；自动化控制系统包含智能轨道车控制系统及自动化传输装置控制系统；整个闭架书库由若干列书架组成，每列书架由若干闭架书架布置而成，书架为层插接结构，由若干托板插接而成，每列书架之间形成巷道；出书口处设置有临时放置预约图书的缓存书架，缓存书架同样为层插接结构；带RFID芯片的图书放置于闭架书架上，图书识别信息存储在图书馆集成管理系统的馆藏数据库中；智能轨道车在预先设置于巷道内的轨道上通过驱动装置往复运动，智能轨道车主架体上设置有取还机构，该取还机构通过主架体上设置的提升装置上下运动，取还机构设置有能够伸缩的机械手，智能轨道车通过智能轨道车控制系统控制；自动化传输装置主体为双层结构，上层是被归还图书的入库通道，下层是被借阅图书出库的通道，该自动化传输装置包含巷道车接口、主输送通道、缓存接口、出书接口和还书连接通道；巷道车接口由基础输送机构和皮带输送体组成；主输送通道由传送皮带组和通道顶升机构组成；缓存接口为仅供图书入库的单层结构，由基础输送机构和皮带输送体组成；出书接口包含有基础输送机构和过渡输送线；过渡输送线与自助借还终端机连接；还书连接通道一端与出书窗口的过渡输送线相连接，另一端与上层主输送通道相连接；自助借书系统包含读者身份读取模块、读者借书信息传递模块、借书凭条打印模块，与自助借还终端机处设置的RFID读写装置和图书卡读取装置实现交互；该读者身份读取模块驱动自助借还终端机读取读者信息，读者借书信息传递模块将读者信息和读者所在的自助借还终端机机位号传递至闭架书库管理系统；当图书被运送到自助借还终端机处，借书凭条打印模块驱动RFID读写装置改写图书的信息，并打印凭条；自助还书系统包含读者信息读取模块、图书信息读取模块、读者还书信息传递模块、还书位置设置模块以及还书凭条打印模块，与自助借还终端机处设置的RFID读写装置和图书卡读取装置实现交互；读者信息读取模块驱动自助借还终端机图书卡读取装置读取读者信息，图书信息读取模块读取RFID内的图书识别信息，读者还书信息传递模块将读者信息和图书识别信息传递至闭架书库管理系统，由闭架书库管理系统分配一闭架书库物理位置号，由还书位置设置模块驱动RFID读写装置改写归还图书的信息，完成图书归还动作，最终由还书凭条打印模块打印还书凭条；图书馆集成管理系统包含有图书预约模块，该图书预约模块根据读者的预约请求，确认读者借阅图书的图书识别信息及读者取书时间，并将图书识别信息、读者信息和读者取书时间传送至闭架书库管理系统；闭架书库管理系统包含有闭架书库系统数据库，闭架书库系统数据库中图书识别信息与馆藏数据库中的图书识别信息相对应，每本存储在闭架书架内的图书被分配了闭架书架物理位置号，该闭架书架物理位置号存储在闭架书库系统数据库内；闭架书库管理系统包含有图书借阅信息写入模块、缓存书架位置分配模块、取书模块、缓存进书模块、出书模块、闭架书库位置分配模块、还书模块；该图书借阅信息写入模块根据图书预约模块传递来的图书识别信息，将相应的读者信息和读者取书时间传递至闭架书库管理系统的闭架书库系统数据库中；缓存书架位置分配模块根据该图书的识别信息，为被预约的图书分配缓存书架物理位置号；取书模块将被预约图书的闭架书架物理位置号传递至智能轨道车控制系统，由智能轨道车完成自闭架书架上取书任务，并将图书运送至巷道车接口，经由巷道车接口处的基础输送机构和皮带输送体运送至主输送通道，当图书经主输送通道运送至缓存接口时，缓存进书模块将缓存书架物理位置号传递至位于缓存书架巷道内的智能轨道车控制系统，驱动该智能轨道车将图书运至缓存书架与缓存书架物理位置号对应的位置上；出书模块接收来自自助借还终端机的取书指令，出书模块将所取图书的缓存书架物理位置号传递至位于缓存书架和出书接口的智能轨道车控制系统，驱动智能轨道车将图书由缓存书架取书放到出书接口处，并通过出书接口处基础输送机构和过渡输送线将图书运送到自助借还终端机出口；当读者于自助借还终端机处归还图书，闭架书库位置分配模块将会为该归还图书分配闭架书库物理位置号，还书模块将该闭架书库物理位置号传递至自动传输装置控制系统及智能轨道车的控制系统完成图书的归还动作。2、如权利要求1所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于智能轨道车的机械手为闭架书库用取还书机械手，闭架书库用取还书机械手包含输送载体、输送载体固定板及驱动输送载体动作的驱动装置，输送载体包括夹爪、夹爪拖动体、输送带载体、输送传送带、输送载体本体、设置于输送载体本体上供夹爪运行的直线导轨及输送载体主体；输送载体本体通过载体驱动电机驱动齿条、齿轮实现前后的移动；夹爪拖动体由驱动电机驱动，夹爪由设置于输送载体主体上的夹紧电机驱动圓形齿条实现夹爪的夹紧动作；载体驱动电机通过轴承装置驱动滚筒装置实现输送传送带滚动；输送载体中设置有输送载体移动同步带。3、如权利要求2所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于緩存书架为单列结构，每层托板设置由凹槽。4、如权利要求3所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于智能轨道车的机械手还包含由緩存书架出书机械手和緩存书架进书机械手；緩存书架出书机械手包含输送载体，输送载体上设置有一对伸出手指，主体两侧设置有输送带，横跨输送载体上端设置有压书板；伸出手指与缓存书架的凹槽结构相匹配，通过设置于输送载体下端的手指驱动电机驱动皮带轮组件实现手指的伸缩，输送带通过电滚筒实现滚动，升降电机驱动齿轮、齿条结构实现伸出手指上下的升降，压书板连接有升降汽缸；緩存书架进书机械手为单向伸缩结构，緩存书架进书机械手包含输送载体、进书手指及压书板，进书手指具有与緩存书架凹槽结构相匹配的手指结构，通过伸缩汽缸控制取书手指的伸缩，压书汽缸控制压书板的升降。5、如权利要求4所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于基础输送机构包含上层接收输送体和下层接收输送体，该上、下层接收输送体结构相同，通过上下层升降汽缸驱动整体上下滑动，上层接收输送体是由滚筒输送体以及顶升进出书机构组成。6、如权利要求5所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于滚筒输送体是由若干滚筒单元组成的作业线，每个滚筒单元由电机驱动，滚筒单元是由固定于滚筒侧板之间若干滚筒组成，滚筒侧板其中一侧安装有纵向的动力侧板，动力侧板上安装有驱动轮、随动轮，通过传动皮带联动主动轮和随动轮，并通过张紧调节块调节传动皮带的松紧程度，滚筒驱动电机为驱动轮提供驱动力，进而带动各随动轮运转实现滚筒的转动。7、如权利要求6所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于顶升进出书机构穿插安装于滚筒输送体之间，上层、下层接收输送体上设置有与智能轨道车机械手对应的顶升进出书机构；顶升进出书机构包含一组固定于连接板上的顶升皮带侧板，各顶升皮带侧板上设置有顶升皮带装置，顶升皮带装置由顶升皮带和皮带随动轮及皮带驱动轮组成，该组顶升皮带装置的皮带驱动轮通过连接轴联的转动；顶升汽缸通过驱动顶升皮带侧板中间设置的汽缸顶升板实现顶升进出书机构的升降。8、如权利要求7所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于皮带输送体包含传送皮带及提供转动动力的动力滚筒组传送皮带通过张紧调节块调节松紧度，皮带输送体分为进书过渡皮带输送体以及出书过渡皮带输送体。9、如权利要求8所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于主输送通道下层是被借阅图书出库的通道，上层是被归还图书的入库通道，上层或下层主输送通道由若干段传送皮带组构成，传送皮带组是由动力滚筒组驱动的若干皮带的组合，传送皮带组与巷道车接口相对应处设置有通道顶升机构，该通道顶升机构包含设置于侧板之间的若干滚筒、驱动滚筒电机、主动轮、传送带、随动轮及滚筒升降汽缸，驱动滚筒电机驱动主动轮，主动轮通过传送带驱动随动轮完成滚筒的转动；滚筒升降汽缸驱动滚筒向上运动；通道顶升机构的各滚筒依次插设于传送皮带组各个皮带之间，当有图书要进入相应的巷道车接口，该通道顶升机构升起，滚筒滚动将图书送入巷道车的进书过渡皮带输送体。10、如权利要求9所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于緩存接口由基础输送机构及进书过渡皮带输送体组成。11、如权利要求IO所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于主输送通道上层被归还图书的入库通道处设置有书本走正机构，该走正机构前端由滚筒单元组成，滚筒单元的末端设置有阻挡板，阻挡板通过阻挡板升降汽缸的驱动伸出主输送通道之上。12、如权利要求11所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于主输送通道上层被归还图书的入库通道走正机构连接有居中机构，该居中机构安装于主输送通道上方的支架上，包含有两对夹爪板，一对宽边夹爪板和一对窄边夹爪板，每对夹爪板通过导柱组件连接，每对夹爪板之间设置有圆齿条和齿轮结构，其中一个宽边夹爪板由第一驱动气缸驱动张开或收回，其中一个窄边夹爪板由第二驱动气缸驱动张开或收回；所述的第一驱动气缸、第二驱动气缸、导柱组件安装于安装底板上，居中机构通过居中机构升降气缸升降。13、如权利要求12所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于主输送通道上层被归还图书的入库通道居中机构连接有认边机构，认边机构通过支架安装于主输送通道上方，认边机构通过秤量图书四角的重量来判断图书的方向，认边机构由四组呈十字布置的吸盘组成，每组吸盘通过吸盘安装套与轻重传感器连接，整个认边机构通过认边机构升降气釭升降。14、如权利要求13所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于主输送通道上层被归还图书的入库通道认边机构连接有校正机构，校正机构包含有嵌入主输送通道旋转支架和位于主输送通道下端的旋转支架顶升气缸，另外设有旋转编码器及为旋转编码器提供电力的电机，当图书需要旋转时由旋转支架驱动电机驱动旋转。15、如权利要求14所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于主输送通道上层被归还图书的入库通道校正机构连接有翻书机构，翻书机构包含有顶升爪板、顶升爪板驱动气缸，上、下层夹紧爪片和爪片夹紧气缸，顶升爪板的板片与夹紧爪片的爪片相互错开，互相嵌入对方爪缝，顶升爪板位于主输送通道下端，由顶升爪板驱动气缸驱动而伸出主输送通道上端；上夹紧爪片和下夹紧爪片通过爪片夹紧气缸实现夹紧，通过旋转气缸实现整体的夹紧爪片的旋转，伸缩气缸设置于主输送通道上方支架的气缸固定板上端，通过伸缩气缸的伸缩实现夹紧爪片沿主输送通道方向伸缩并与顶升爪板相接触。16、如权利要求15所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于智能轨道车设置有多个取还机构，每个取还机构包含有能够伸缩的机械手，机械手上设置有RFID读写装置；闭架书库管理系统包含有针对每个智能轨道车控制系统的取书订单生成模块、緩存订单生成模块、出书订单生成模块、还书订单生成模块；取书订单生成模块根据读者借阅或预约图书的请求，生成针对每一巷道智能轨道车到闭架书架取书的取书订单；该取书订单包含若干具有相同巷道的图书的闭架书架物理位置号；緩存订单生成模块根据读者借阅或预约图书的请求，生成针对緩存书架巷道内的智能轨道车进书的緩存订单；该緩存订单包含若干具有相同巷道的图书的緩存书架物理位置号；出书订单生成模块根据自助借书系统中的读者借书启动模块传递的读者信息和自助借还终端机机位号，生成针对位于緩存书架与出书接口处的智能轨道车用出书订单，该出书订单包含若干緩存书架物理位置号和自助借还终端机机位号；还书订单生成模块根据读者的还书请求，生成针对每个每一巷道智能轨道车智向闭架书架送书的还书订单，该还书订单包含若干闭架书架物理位置号。17、如权利要求16所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于智能轨道车上设置有六个取还机构。18、如权利要求15所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于巷道车接口与主输送通道连接处设置有RFID读写装置，巷道车接口上设置有多个图书位置，即巷道车接口位置号，每本经过巷道车接口的图书被赋予了一个巷道车接口位置号；同理，每本经过緩存接口的图书被赋予了一个緩存接口位置号；智能轨道车设置有多个取还机构，每个取还机构包含能够伸缩的机械手；闭架书库管理系统包含有取书订单生成模块、緩存订单生成模块、出书订单生成模块、还书订单生成模块；取书订单生成模块根据读者借阅或预约图书的请求，生成针对每一巷道智能轨道车到闭架书架取书的取书订单；该取书订单包含若干具有相同巷道的图书的闭架书架物理位置号，取书订单内图书数量与取还结构的k量相同；緩存订单生成才莫块根据读者借阅或预约图书的请求，生成针对緩存书架巷道内的智能轨道车进书的緩存订单；该缓存订单包含若干具有相同巷道的图书的緩存书架物理位置号和相应图书的緩存接口位置号，緩存订单内图书数量与取还结构的数量相同；出书订单生成模块根据自助借书系统中的读者借书启动模块传递的读者信息和自助借还终端机机位号，生成针对位于緩存书架与出书接口处的智能轨道车用出书订单，该出书订单包含若干緩存书架物理位置号和自助借还终端机机位号，出书订单内图书数量与取还结构的数量相同；还书订单生成模块根据读者的还书请求，生成针对每个每一巷道智能轨道车智向闭架书架送书的还书订单，该还书订单包含若干闭架书架物理位置号和相应图书位于巷道车接口位置号，还书订单内图书数量与取还结构的数量相同。19、如权利要求18所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于智能轨道车上设置有六个取还机构。20、如权利要求19所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于智能轨道车主架体上下端均设置由行走导向装置，智能轨道车的驱动装置由驱动轮组和驱动电机組成，驱动轮组设置于智能轨道车主架体上。21、如权利要求20所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于智能轨道车的提升机构包括提升电机、提升驱动链轮组件、提升链轮组件以及配重装置；提升电机驱动提升驱动链轮组件，提升驱动链轮组件协动提升链轮组件，配重装置向取还机构施以助力完成取还机构的上下运动。22、如权利要求21所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于闭架书架物理位置号是图书所在闭架书架所在的巷道的号码、图书所在书架的架位号码、图书所在的层号码和列号码对应的位置编号；緩存书架物理位置号是图书所在的缓存书架所在的巷道的号码、图书所在书架的架位号码、图书所在的层号码和列号码相对应。23、如权利要求22所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于緩存书架物理位置号列号为空。24、如权利要求23所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于智能轨道车控制系统采用PLC作为控制器。25、如权利要求24所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于緩存接口或者巷道车接口处定义9个位置，其中巷道车接口下层接收输送体从右到左为1、2、3，上层接收输送体从右到左为4、5、6,皮从右到左带输送体上7、8、9。26、如权利要求25所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于包含有新书上架系统，该新书上架系统包含有新书信息读取模块、新书位置设置模块、新书入库启动模块，新书信息读取模块驱动自助借还终端机RFID读写装置读取新书的图书识别信息，新书位置设置模块接收闭架书库管理系统分配的闭架书架物理位置号并将该信息写入新书的RFID标签，新书入库启动模块启动系统的入库动作，图书入库的动作与还书的动作相同。全文摘要本发明基于闭架书库的自动化图书管理系统，它结合原有的图书馆管理系统，实现了图书的自动借还功能，降低了图书馆工作人员的劳动强度，有效地提高了图书馆为读者服务的质量，自动化图书馆系统采用了RFID射频识别技术、机械自动化、网络和计算机技术。本发明的图书管理系统包含有书架、图书馆集成管理系统、带RFID芯片的图书、自助借还终端机、闭架书库管理系统、自助借书系统、自助还书系统和实现图书自动进出闭架书库的自动化传送系统，闭架书库管理系统对闭架书库系统数据库的信息进行操作实现与图书馆集成管理系统以及自动化传送系统之间的信息交互，最终实现图书的自动化管理功能。文档编号G06Q50/00GK101515391SQ20091008013公开日2009年8月26日申请日期2009年3月20日优先权日2009年3月20日发明者崔宇红,张永发申请人:北京理工大学