基于“互联网+”的图书漂流系统及其方法与流程

本发明涉及移动互联技术领域，具体涉及一种基于“互联网+”的图书漂流系统及其方法。

背景技术：

“图书漂流”活动源于上个世纪60年代的欧洲，方法类似于中世纪的“漂流瓶”：人们将自己不再阅读的书籍贴上特定的标签后放置于公共场合，无偿地提供给拾取的人阅读，拾取之人阅读之后，根据标签提示，再以相同的方式将书投放到公共环境中去，让别人去分享自己的图书，交流彼此的感受，让书本通过每一位书友的双手持续漂流，让知识永不停歇。

互联网的出现加速了图书漂流活动的普及，2001年4月，美国人Ron Hornbaker开设了一个图书飘流网站，从此图书漂流活动得以迅速发展。

由于语言差异等问题，图书漂流活动在华语范围内影响不大。目前，关于图书漂流的网站，APP以及图书漂流站仍为数不多；另外，考虑到传统的图书漂流过程中存在着以下问题：

1图书管理无信息化支持

图书是由书友自愿放置于公共场所之中，对图书的拥有者、借阅者，图书放置的地点，图书的种类以及如何去借阅该本图书等问题均无有效信息可供参考，这往往导致书友不知如何借书、借完后发现不是自己想要的图书等诸多问题。

2图书得不到保护

据一则上海市普陀区图书馆对漂流图书的跟踪调查，自首批图书"放漂"后，社会各界的捐赠图书册数已突破十万，但目前的循环率仅为30％。此外，一些回漂的书上还留下了读者不文明的印痕，有的书内被笔划过，有的还缺了页。书的回漂率不到四成，或许是暂时搁浅，或者永远销声匿迹。在公共场所随意丢下图书，书籍容易被弄脏弄破，也容易被雨淋湿，图书保护的问题亟待解决。

3没有有效的管理手段

由于缺乏管理系统，图书漂流无法对借阅者做出有效约束，如果发生有人私自截留图书或肆意损坏图书等的情况，图书漂流便难以持续开展下去。

4图书的效益无法体现

由于缺乏有效的图书管理系统，书友放置的闲置图书犹如无根浮萍，无人知道在图书的使用寿命到达之前究竟有多少人从中受益，让人难以在图书漂流的过程中获得成就感，如此便反向抑制了书友参与图书漂流的积极性，图书漂流活动难以继续展开。

5图书馆服务管理模式问题颇多

当前的图书馆管理系统以图书管理为中心，难以体现图书馆以读者为中心的服务理念，除此以外，大部分图书馆管理系统还存在着图书馆资源的相对隔离及信息服务的相对孤立、不能全面集成图书馆的业务和管理工作，信息孤岛现象日益严重。

技术实现要素：

本发明为克服现有技术中的不足之处，提出一种基于“互联网+”的图书漂流系统及其方法，以期提高对闲置图书的利用、管理以及人与图书之间的关联性，同时节约成本，从而方便了人与人、人与图书之间的交互。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明一种基于“互联网+”的图书漂流系统的特点包括：由客户端、分布式智能图书交换柜组成的硬件平台，由服务器数据库和管理模块构成的云平台；

所述客户端通过互联网向所述云平台发送图书操作信息，所述云平台根据所接收图书操作信息变更所述服务器数据库中相应的图书信息，并将所述云平台中已变更的图书信息通过互联网反馈给所述客户端；

所述云平台中的管理模块依据所述服务器数据库中的已变更的图书信息对所述图书漂流系统进行图书、用户和口令管理、路径规划以及书友圈构建，从而得到图书和用户间的反馈信息并发送给所述硬件平台；

所述分布式智能图书交换柜接收来自于所述客户端的图书出入柜请求信息和所述云平台的反馈信息并进行处理，从而将图书出入柜状态通过互联网反馈给所述云平台，所述云平台根据所接收的图书出入柜状态变更所述服务器数据库中的相关图书信息，并将变更后的图书信息通过互联网反馈给所述客户端。

本发明所述的基于“互联网+”的图书漂流系统的特点也在于：

所述客户端包括：用户注册模块、图书上架模块、图书查询模块、图书借阅模块、图书互助捎带模块、图书归还模块、图书追溯模块、评分评价模块、地理位置定位模块；

所述管理模块包括：图书管理单元、用户管理单元、路径推荐单元、口令管理单元、用户图书积分单元；

所述分布式智能图书存储交换柜包括：验证模块、控制模块；

所述用户注册模块，用于将用户注册信息发送至所述云平台的用户管理单元进行匹配查询，对无匹配的用户在所述服务器数据库中进行注册；

所述图书上架模块，用于将用户分享的图书预上架信息发布至所述云平台，所述云平台的图书管理单元对所述图书预上架信息进行处理，得到所述用户分享的图书详细信息；

所述云平台的口令管理单元对所述图书预上架信息进行处理，生成上架口令并反馈给所述客户端；

所述云平台的路径推荐单元对所述图书预上架信息进行处理，并根据用户位置信息得到入柜推荐路径并反馈给所述客户端；

所述客户端根据所述入柜推荐路径达到相应的分布式智能图书交换柜处，所述分布式智能图书交换柜的验证模块中根据所述上架口令在所述云平台的口令管理单元进行验证，所述分布式智能图书交换柜的控制模块对验证通过的上架口令允许存入用户分享图书，并生成图书上架入柜状态，从而完成在图书的上架；

所述分布式智能图书交换柜中的控制模块将所述图书上架入柜状态发送给所述云平台中的图书管理单元，用于将所述用户分享的图书详细信息在所述服务器数据库中进行入库，并将图书状态信息设置为可借阅，从而完成用户分享图书的上架；

所述云平台的用户图书积分单元根据图书状态信息的改变，对已经完成图书上架的用户给予一个积分奖励，并更新至所述服务器数据库中；

所述图书查询模块，用于将图书查询信息发送至所述云平台的用户管理单元，并在服务器数据库中进行匹配查询后，将匹配结果反馈给所述客户端；

所述图书借阅模块，用于将图书借阅请求发送至所述云平台，所述云平台的图书管理单元根据所述图书借阅请求对所需借阅的图书在所述服务器数据库中进行标记，将图书状态信息从可借阅变为待借中；

所述云平台的口令管理单元对所述图书借阅请求进行处理，生成借阅口令并反馈给所述客户端；

所述云平台的路径推荐单元对所述图书借阅请求进行处理，并根据用户位置信息得到出柜推荐路径并反馈给所述客户端；

所述客户端根据所述出柜推荐路径达到相应的分布式智能图书交换柜处，所述分布式智能图书交换柜的验证模块中根据所述借阅口令在所述云平台的口令管理单元进行验证，所述分布式智能图书交换柜的控制模块对验证通过的借阅口令允许取出借阅的图书，并生成图书借阅出柜状态；

所述分布式智能图书交换柜中的控制模块将所述图书借阅出柜状态发送给所述云平台中的图书管理单元，用于在所述服务器数据库中对借阅的图书状态信息进行更新，将图书状态信息从待借中变为借阅中，从而完成图书的借阅；

所述云平台的用户图书积分单元根据图书状态信息的改变，对已经完成图书借阅的用户给予一个积分奖励，并更新至所述服务器数据库中；

所述图书互助捎带模块，用于将图书捎带请求发送至所述云平台，所述云平台的图书管理单元根据所述图书捎带请求在所述服务器数据库中进行标记，将图书状态信息从可借阅变为待捎中并反馈给所述图书互助捎带模块；同时所述云平台的服务器数据库生成待捎期；

所述图书互助捎带模块，还用于将同意捎带信息发送至所述云平台，所述云平台的口令管理单元在待捎期内对所述同意捎带信息和所述图书捎带请求信息进行处理，生成捎带出柜口令和捎带入柜指令并反馈给相应捎带的客户端；

所述云平台的路径推荐单元在待捎期内对所述同意捎带信息和所述图书捎带请求信息进行处理，并根据用户位置信息得到捎带出柜推荐路径和捎带入柜推荐路径，并反馈给所述相应捎带的客户端；

所述相应捎带的客户端根据所述捎带出柜推荐路径达到相应的分布式智能图书交换柜处，所述分布式智能图书交换柜的验证模块中根据所述捎带出柜口令在所述云平台的口令管理单元进行验证，所述分布式智能图书交换柜的控制模块对验证通过的捎带出柜口令允许取出捎带的图书，并生成图书捎带出柜状态；

所述分布式智能图书交换柜中的控制模块将所述图书捎带出柜状态发送给所述云平台中的图书管理单元，用于在所述服务器数据库中对捎带的图书状态信息进行更新，将图书状态信息从待捎中变为捎带中；

所述相应捎带的客户端根据所述捎带入柜推荐路径达到相应的分布式智能图书交换柜处，所述分布式智能图书交换柜的验证模块中根据所述捎带入柜口令在所述云平台的口令管理单元进行验证，所述分布式智能图书交换柜的控制模块对验证通过的捎带入柜口令允许存入捎带的图书，并生成图书捎带入柜状态；

相应分布式智能图书交换柜中的控制模块将所述图书捎带入柜状态发送给所述云平台中的图书管理单元，用于将借阅图书的图书状态信息从捎带中变为可借阅并反馈给请求捎带者的客户端，从而完成图书的捎带；

所述云平台的用户图书积分单元根据图书状态信息的改变，对已经完成图书捎带的用户给予一个积分奖励，并更新至所述服务器数据库中；

所述图书归还模块，用于将图书归还请求发送至所述云平台，所述云平台的图书管理单元根据所述图书归还请求对所需归还的图书在所述服务器数据库中进行标记，将图书状态信息从借阅中变为待还中；

所述云平台的口令管理单元对所述图书归还请求进行处理，生成归还口令并反馈给所述客户端；

所述云平台的路径推荐单元对所述图书归还请求进行处理，并根据用户位置信息得到入柜推荐路径并反馈给所述客户端；

所述客户端根据所述入柜推荐路径达到相应的分布式智能图书交换柜处，所述分布式智能图书交换柜的验证模块中根据所述归还口令在所述云平台的口令管理单元进行验证，所述分布式智能图书交换柜的控制模块对验证通过的归还口令允许存入归还的图书，并生成图书上架入柜状态；

所述分布式智能图书交换柜中的控制模块将所述图书归还入柜状态发送给所述云平台中的图书管理单元，用于在所述服务器数据库中对归还的图书状态信息进行更新，将图书状态信息从待还中变为可借阅，从而完成图书的归还；

所述云平台的用户图书积分单元根据图书状态信息的改变，对已经完成图书归还的用户给予一个积分奖励，并更新至所述服务器数据库中；

所述图书追溯模块，用于将图书追溯请求发送至所述云平台的图书管理单元进行匹配查询，并将匹配的图书借阅信息反馈给所述客户端；

所述评分评价模块，用于将评分评价信息发送至所述云平台的图书管理单元，从而在所述服务器数据库中增加对图书的评价以及更新对图书的评分；

所述地理位置定位模块，用于发送客户端的地理位置信息至所述云平台中的用户管理单元，从而更新所述服务器数据库中的用户位置信息。

所述管理模块中还包括：书友圈单元；

所述书友圈单元，用于从所述服务器数据库中获取用户的互动次数及用户图书积分数值进行社交兴趣度、兴趣相似度的计算，并得到最终评分，从而将当前用户的和所有用户的最终评分进行降序排序，并选取前N个用户构建所述用户的书友圈推荐给所述用户的客户端。

所述书友圈是按如下步骤进行构建的：

步骤a、社交兴趣度计算:

步骤a1、建立n个用户间的关系矩阵a_uv表示用户u和用户v的好友关系，当a_uv＝1表示用户u向用户v借阅过书籍B；若a_uv＝0表示用户u未向用户v借阅过书籍B；以所述关系矩阵A中第u行u_a＝(a_u1,a_u2,...,a_un)表示用户u与其他所有用户的好友关系；

步骤a2、建立n个用户间的亲密度矩阵c_uv表示用户u和用户v亲密度；且c_uv＝[βf_uv+(1-β)i_uv]×a_uv，其中，β是调节共同好友比例和互动比例的参数，取值范围为[0,1]，i_uv表示用户u和用户v之间的互动情况比例；f_uv表示用户u和用户v之间的共同好友比例，并有：

式(1)中，out(u)表示所有借阅过用户u所借阅的书籍B的人数；in(u)表示从所述用户u中借出过所述书籍B的所有人数，

式(2)中，inter(u,v)表示用户u与用户v的互动次数及用户图书积分数值，inter(u)表示用户u与所有阅读书籍B的用户的总互动次数；

以亲密度矩阵C的行向量m_u＝(c_u1,c_u2,...,c_uv)表示用户u与全体阅读所述书籍B用户的关系亲密程度，并作为用户u好友的评分权重；

以亲密度矩阵C的列向量m_v＝(c_1v,c_2v,...,c_uv)表示全体用户与用户v的关系亲密程度，并作为对用户v的评分；

步骤a3、利用式(3)获得用户u对用户v的社交兴趣度s(u,v)：

步骤b、兴趣相似度计算

步骤b1、定义所述书籍B所得到的所有m个用户评分满足正态分布，并分别利用式(4)、式(5)和式(6)获得用户u的评分x_u的概率密度f(x_u)、平均值μ以及方差σ²：

步骤b2、利用式(7)获得用户u对所述书籍B的感兴趣参数d_n：

步骤b3、利用式(8)获得用户u和用户v共同对所述书籍B的兴趣相似度w(u,v)：

w(u,v)＝d_ud_v (8)

步骤c、书友圈创建与维护

步骤c1、利用式(9)计算用户u和用户v的社交关系和兴趣偏好的最终评分sim(u,v)：

sim(u,v)＝αs(u,v)+(1-α)w(u,v) (9)

式(9)中，α表示社交关系与兴趣偏好在最终评分中的权重比，并取值[0,1]；

步骤c2、将所述用户u和所有用户的最终评分进行降序排序，并选取前N个用户构建所述用户u的书友圈。

所述分布式智能图书存储交换柜中还包括：远程状态监控与报警模块；

所述远程监控与报警模块，用于实时监控所述分布式智能图书交换柜的工作状态及运行状态，并对发生故障的智能图书交换柜向所述云平台进行报警。

本发明一种基于“互联网+”的图书漂流方法的特点是应用于由客户端、分布式智能图书交换柜组成的硬件平台，以及由服务器数据库和管理模块构成的云平台中，并按如下步骤进行；

步骤1、所述客户端将用户注册信息发送至所述云平台进行匹配查询，对无匹配的用户在所述服务器数据库中进行注册，对匹配的用户直接进行登录；

步骤2、所述云平台获取所述客户端发送的图书操作信息并进行判断，若图书操作信息为书预上架信息，则执行步骤3；若所述图书操作信息为图书查询信息，则执行步骤8；若所述图书操作信息为图书借阅请求，则执行步骤9；若所述图书操作信息为图书捎带请求，则执行步骤13；若所述图书操作信息为同意捎带信息，则执行步骤14；若图书操作信息为评分评价信息，则执行步骤23；若所述图书操作信息为图书归还请求，则执行步骤24；若所述图书操作信息为图书追溯请求，则执行步骤30；否则，执行步骤31；

步骤3、所述云平台对所述图书预上架信息进行处理，得到所述用户分享的图书详细信息、上架口令和入柜推荐路径并反馈给所述客户端；

步骤4、所述客户端根据所述入柜推荐路径达到相应的分布式智能图书交换柜处，并向分布式智能图书交换柜提交上架口令；

步骤5、所述分布式智能图书交换柜对所述上架口令在所述云平台中进行验证，并对验证通过的上架口令允许存入用户分享图书后，生成图书上架入柜状态，从而完成在图书的上架；

步骤6、所述分布式智能图书交换柜将所述图书上架入柜状态发送给所述云平台；

步骤7、所述云平台根据所述图书上架入柜状态将所述用户分享的图书详细信息在所述服务器数据库中进行入库，并将图书状态信息设置为可借阅，从而完成用户分享图书的上架，所述云平台根据图书状态信息的改变，给予完成分享图书上架的用户一个积分奖励，并更新至所述服务器数据库中；

步骤8、所述云平台在服务器数据库中进行匹配查询，并将匹配结果反馈给所述客户端；

步骤9、所述云平台根据所述图书借阅请求对所需借阅的图书在所述服务器数据库中进行标记，将图书状态信息从可借阅变为待借中；并根据所述图书借阅请求生成借阅口令和出柜推荐路径并反馈给所述客户端；

步骤10、所述客户端根据所述出柜推荐路径达到相应的分布式智能图书交换柜处，并向分布式智能图书交换柜提交借阅口令；

步骤11、所述分布式智能图书交换柜根据所述借阅口令在所述云平台进行验证，并对验证通过的借阅口令允许取出借阅的图书后，生成图书借阅出柜状态，并发送给所述云平台；

步骤12、所述服务器数据库中对借阅的图书状态信息进行更新，将图书状态信息从待借中变为借阅中，从而完成图书的借阅，所述云平台根据图书状态信息的改变，给予完成借阅图书的用户一个积分奖励，并更新至所述服务器数据库中；

步骤13、所述云平台根据所述图书捎带请求在所述服务器数据库中进行标记，将图书状态信息从可借阅变为待捎中并反馈给所述客户端；同时在所述云平台的服务器数据库中生成待捎期；

步骤14、所述云平台在待捎期内对所述同意捎带信息进行处理，生成捎带出柜口令和捎带入柜指令以及捎带出柜推荐路径和捎带入柜推荐路径，并反馈给相应捎带客户端；

步骤15、所述相应捎带的客户端根据所述捎带出柜推荐路径达到相应的分布式智能图书交换柜处，并向分布式智能图书交换柜提交捎带出柜口令；

步骤16、所述分布式智能图书交换柜根据所述捎带出柜口令在所述云平台中进行验证，并对验证通过的捎带出柜口令允许取出捎带的图书后，生成图书捎带出柜状态；

步骤17、所述分布式智能图书交换柜将所述图书捎带出柜状态发送给所述云平台；

步骤18、所述云平台在所述服务器数据库中对捎带的图书状态信息进行更新，将图书状态信息从待捎中变为捎带中；

步骤19、所述相应捎带的客户端根据所述捎带入柜推荐路径达到相应的分布式智能图书交换柜处，并向分布式智能图书交换柜提交入柜捎带口令；

步骤20、所述分布式智能图书交换柜根据所述入柜捎带口令在所述云平台中进行验证，并对验证通过的捎带入柜口令允许存入捎带的图书后，生成图书捎带入柜状态；

步骤21、相应分布式智能图书交换柜将所述图书捎带入柜状态发送给所述云平台；

步骤22、所述云平台将借阅图书的图书状态信息从捎带中变为可借阅并反馈给请求捎带者的客户端，从而完成图书的捎带，所述云平台根据图书状态信息的改变，给予完成图书捎带的用户一个积分奖励，并更新至所述服务器数据库中；

步骤23、云平台接收客户端对图书评分评价信息，同时在云平台的服务器数据库中增加对图书的评价以及更新对图书的评分；

步骤24、所述云平台根据所述图书归还请求对所需归还的图书在所述服务器数据库中进行标记，将图书状态信息从借阅中变为待还中；

步骤25、所述云平台对所述图书归还请求进行处理，生成归还口令和入柜推荐路径并反馈给所述客户端；

步骤26、所述客户端根据所述入柜推荐路径达到相应的分布式智能图书交换柜处，并向所述分布式智能图书交换柜提交归还口令；

步骤27、所述分布式智能图书交换柜根据所述归还口令在所述云平台中进行验证，并对验证通过的归还口令允许存入归还的图书后，生成图书上架入柜状态；

步骤28、所述分布式智能图书交换柜将所述图书归还入柜状态发送给所述云平台；

步骤29、所述云平台在所述服务器数据库中对归还的图书状态信息进行更新，将图书状态信息从待还中变为可借阅，从而完成图书的归还，所述云平台根据图书状态信息的改变，给予完成图书归还的用户一个积分奖励，并更新至所述服务器数据库中；

步骤30、所述云平台根据所述图书追溯请求在服务器数据库中进行匹配查询，并将匹配的图书借阅信息反馈给所述客户端；

步骤31、所述云平台根据互动次数及用户图书积分数值进行社交兴趣度、兴趣相似度的计算，并得到最终评分，从而将当前用户的和所有用户的最终评分进行降序排序，并选取前N个用户构建所述用户的书友圈推荐给所述用户的客户端。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明提供的基于“互联网+”的图书漂流系统及其方法，利用客户端、云平台、分布式智能图书交换柜、网络通信系统等技术，将传统的图书漂流系统提至“互联网+”时代，将用户、图书、分布式智能图书交换柜有机联系在一起，提高或突出了图书漂流的智能性、便捷性、开放性、互动性和公益性，弥补了以往图书漂流系统的诸多不足，可显著促进图书漂流活动的发展，为全民阅读活动添加新生力。

2、本发明提供的客户端提供了对图书的多种操作方式，相比于传统的图书漂流系统更具有多样性与互动性。

3、本发明提供的客户端的图书互助捎带模块提供了对图书的捎带操作方式，相比于传统的图书漂流系统更加有效的实现了人与图书的交互过程，能解决因时间、空间所带来的借阅图书的问题。

4、本发明提供的客户端的图书追溯模块实现图书漂流全生命周期监测，由于与“互联网+”充分结合，每本书上架、历次借阅、归还、评分与评价、下架等等都被云平台的服务器数据库系统详细记录，书友可对图书的漂流航迹进行追溯，对其漂流状态进行持续性追踪，对其进行全生命周期关注，改变了以往图书漂流中无法知晓图书漂流动向的情况，有利于增加分享图书用户的成就感和责任感，提高用户参与图书漂流活动的热、促进知识传播。

5、本发明提供的管理模块实现了对图书和用户的有效管理、人与人之间有效的交流、人与分布式图书交换柜之间有效的交互，并能够及时将信息反馈给客户端，满足用户对图书操作的需求；

6、本发明提供的管理模块的书友圈单元充分根据用户的年龄、注册位置、性别、阅读的书籍类型、评分以及评价活跃程度等，为用户推荐阅读风格、评分、评价最为接近的书友圈，达到真正的“人以群分”的最终效果，从而建立精准书友圈。系统特有的精准书友圈的建立有利于加强用户之间的交流对话，提用户间的互动性，拉近了人与人之间的距离，真正实现以书会友。

7、本发明提供的分布式图书交换柜增加了用户线下操作的便捷性，同时提供对口令的验证，对验证通过的进行人书交互，避免了非本系统用户的干扰；此外还提供了监控与报警，从而保护了整个系统及其方法的安全性。

附图说明

图1为本发明基于“互联网+”的图书漂流系统各平台间总体信息交互图；

图2为本发明基于“互联网+”的图书漂流系统各平台间请求应答图；

图3为本发明基于“互联网+”的图书漂流系统流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施事例对本发明进行详细说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

本实施例中，一种基于“互联网+”的图书漂流系统，包括：由客户端、分布式智能图书交换柜组成的硬件平台，由服务器数据库和管理模块构成的云平台；

客户端通过互联网向云平台发送图书操作信息，云平台根据所接收图书操作信息变更服务器数据库中相应的图书信息，并将云平台中已变更的图书信息通过互联网反馈给客户端；

云平台中的管理模块依据服务器数据库中的已变更的图书信息对图书漂流系统进行图书、用户和口令管理、路径规划以及书友圈构建，从而得到图书和用户间的反馈信息并发送给硬件平台；

分布式智能图书交换柜接收来自于客户端的图书出入柜请求信息和云平台的反馈信息并进行处理，从而将图书出入柜状态通过互联网反馈给云平台，云平台根据所接收的图书出入柜状态变更服务器数据库中的相关图书信息，并将变更后的图书信息通过互联网反馈给客户端。

具体的说，客户端包括：用户注册模块、图书上架模块、图书查询模块、图书借阅模块、图书互助捎带模块、图书归还模块、图书追溯模块、评分评价模块、地理位置定位模块，如图1所示。

管理模块包括：图书管理单元、用户管理单元、路径推荐单元、口令管理单元、用户图书积分单元，如图1所示。

分布式智能图书存储交换柜包括：验证模块、控制模块，如图1所示。

用户注册模块将用户注册信息包括：用户名，密码，性别，年龄，爱好，联系方式，地理位置，REGISTER等发送至云平台的用户管理单元进行匹配查询，发送用户注册信息至云平台，云平台管理模块的用户管理单元对注册信息的REGISTER关键字进行识别后在服务器数据库中进行匹配认证，对无匹配的用户，用户管理单元向服务器数据库发送添加指令将用户注册信息在服务器数据库中进行注册，并向客户端发送注册成功提示信息，若匹配验证未通过，则发送注册失败信息，如图2所示。

图书上架模块，用于将用户分享的图书预上架信息包括：ISBN，用户名，随机6-8位数字，ADD等发布至云平台，云平台的图书管理单元对图书预上架信息进行处理，对预上架信息的ADD关键字进行识别后，发送添加指令将图书信息添加至服务器数据库，并且根据ISBN码从互联网上直接获取图书的作者、出版社、简介、目录、价格等具体信息，将具体信息进行添加入库，入库后图书管理单元将服务器数据库中已经入库图书的具体信息通过查询操作反馈至客户端，得到用户分享的图书详细信息；

云平台的口令管理单元对图书预上架信息包括：ISBN，用户名，随机6-8位数字，ADD中ADD关键字和其他字段信息进行识别及处理后，生成上架口令并反馈给客户端；

云平台的路径推荐单元对图书预上架信息包括：ISBN，用户名，随机6-8位数字，ADD中ADD关键字和其他字段信息进行识别及处理后，并根据用户位置信息得到入柜推荐路径并反馈给客户端；

客户端根据入柜推荐路径达到相应的分布式智能图书交换柜处，分布式智能图书交换柜的验证模块中根据上架口令在云平台的口令管理单元进行验证，验证模块将上架口令发送至口令管理单元进行匹配,依据匹配结果，口令管理单元向验证模块发送反馈信息，根据反馈信息，分布式智能图书交换柜的控制模块对验证通过的上架口令允许存入用户分享图书，待打开分布式智能图书交换柜的相应格子门并置入图书后生成图书上架入柜状态，从而完成在图书的上架；

分布式智能图书交换柜中的控制模块将图书上架入柜状态发送给云平台中的图书管理单元，图书管理单元根据图书上架入柜状态向服务器数据库发送更新指令以将用户分享的图书详细信息在服务器数据库中进行入库，并将图书状态信息设置为可借阅，从而完成用户分享图书的上架，如图2所示。

云平台的用户图书积分单元根据图书状态信息的改变，从无到可借阅状态，给予完成图书上架的用户一个积分奖励，并发送更新指令至服务器数据库中，更新用户图书积分数值；

图书查询模块将图书查询信息(关键字，REQUEST)发送至云平台，云平台的图书管理单元依据关键字信息在服务器数据库中进行匹配查询，云平台管理模块的图书管理单元对查询信息的REQUEST关键字进行识别后向服务器数据库据发送查询指令，从服务器数据库内查询并调取与关键字关联的图书的作者、出版社、简介、目录、已阅读该书的用户对此书的评分评价、图书状态等具体信息，由云平台将具体信息反馈至客户端；此外，云平台会根据用户的行为信息向其推荐图书，点击推荐图书后，由云平台向客户端发送该推荐图书的具体信息，如图2所示。

确定借阅图书后，若图书存放的分布式智能图书交换柜据借阅者不远，则图书借阅模块将图书借阅请求(用户名，图书编号，图书柜编号，BORROW)发送至云平台，云平台的图书管理单元根据图书借阅请求中的图书编号对所需借阅的图书在服务器数据库中进行标记，云平台管理模块的图书管理单元对借阅请求信息的BORROW关键字进行识别后向服务器数据库发送更新指令，将服务器数据库中的图书状态信息从可借阅变为待借中；

云平台的口令管理单元对图书借阅请求(用户名，图书编号，图书柜编号，BORROW)中BORROW关键字和其他字段信息进行识别及处理后，生成借阅口令并反馈给客户端；

云平台的路径推荐单元对图书借阅请求(用户名，图书编号，图书柜编号，BORROW)中BORROW关键字和其他字段信息进行识别及处理后，并根据用户位置信息得到出柜推荐路径并反馈给客户端；

客户端根据出柜推荐路径达到相应的分布式智能图书交换柜处，分布式智能图书交换柜的验证模块根据借阅口令在云平台的口令管理单元进行验证，验证模块将上架口令发送至口令管理单元进行匹配,依据匹配结果，口令管理单元向验证模块发送反馈信息，根据反馈信息，分布式智能图书交换柜的控制模块对验证通过的借阅口令允许取出借阅的图书，待打开分布式智能图书交换柜的相应格子门并取出图书后生成图书借阅出柜状态；

分布式智能图书交换柜中的控制模块将图书借阅出柜状态发送给云平台中的图书管理单元，图书管理单元依据图书借阅出柜状态向服务器数据库发送更新指令在服务器数据库中对借阅的图书状态信息进行更新，将图书状态信息从待借中变为借阅中，从而完成图书的借阅；

云平台的用户图书积分单元根据图书状态信息的改变，从可借阅状态到待借阅中再到借阅中，给予完成图书借阅的用户一个积分奖励，并发送更新指令至服务器数据库中，更新用户图书积分数值；

若图书存放的分布式智能图书交换柜据借阅者较远，图书互助捎带模块将图书捎带请求(请求者用户名，图书编号，图书柜编号，PICKUP1)发送至云平台，云平台管理模块的图书管理单元对借阅请求信息的PICKUP1关键字进行识别后向服务器数据库发送更新指令，在服务器数据库中进行标记，将服务器数据库中的图书状态信息从可借阅变为待捎中并反馈给图书互助捎带模块；同时云平台的服务器数据库生成待捎期；

若在捎带期内云平台的管理模块接收到图书互助捎带模块的同意捎带请求信息(捎带者用户名，图书编号，图书柜编号，PICKUP2),云平台管理模块的口令管理单元在待捎期内对同意捎带信息(捎带者用户名，图书编号，图书柜编号，PICKUP2)中的PICKUP2关键字进行识别后，将同意捎带信息(捎带者用户名，图书编号，图书柜编号，PICKUP2)中的图书编号、图书柜编号和图书捎带请求信息(请求者用户名，图书编号，图书柜编号，PICKUP1)中的图书编号、图书柜编号进行匹配处理，生成捎带出柜口令和捎带入柜口令并反馈给相应捎带的客户端；

云平台的路径推荐单元在待捎期内对同意捎带信息(捎带者用户名，图书编号，图书柜编号，PICKUP2)中的PICKUP2关键字进行识别后，将同意捎带信息(捎带者用户名，图书编号，图书柜编号，PICKUP2)中的图书编号、图书柜编号和图书捎带请求信息(请求者用户名，图书编号，图书柜编号，PICKUP1)中的图书编号、图书柜编号进行匹配处理，并根据用户位置信息得到捎带出柜推荐路径和捎带入柜推荐路径，并反馈给相应捎带的客户端；

相应捎带的客户端根据捎带出柜推荐路径达到相应的分布式智能图书交换柜处，分布式智能图书交换柜的验证模块中根据捎带出柜口令在云平台的口令管理单元进行验证，验证模块将捎带出柜口令发送至口令管理单元进行匹配,依据匹配结果，口令管理单元向验证模块发送反馈信息，根据反馈信息，分布式智能图书交换柜的控制模块对验证通过的捎带出柜口令允许取出捎带的图书，待打开分布式智能图书交换柜的相应格子门并取出图书后生成图书捎带出柜状态；

分布式智能图书交换柜中的控制模块将图书捎带出柜状态发送给云平台中的图书管理单元，图书管理单元依据图书捎带出柜状态向服务器数据库发送更新指令在服务器数据库中对捎带的图书状态信息进行更新，将图书状态信息从待捎中变为捎带中；

相应捎带的客户端根据捎带入柜推荐路径达到请求捎带者附近相应的分布式智能图书交换柜处，分布式智能图书交换柜的验证模块中根据捎带入柜口令在云平台的口令管理单元进行验证，验证模块将捎带入柜口令发送至口令管理单元进行匹配,依据匹配结果，口令管理单元向验证模块发送反馈信息，根据反馈信息，分布式智能图书交换柜的控制模块对验证通过的捎带入柜口令允许存入捎带的图书，待打开分布式智能图书交换柜的相应格子门并置入图书后生成图书捎带入柜状态；

相应分布式智能图书交换柜中的控制模块将图书捎带入柜状态发送给云平台中的图书管理单元，图书管理单元依据图书借阅出柜状态向服务器数据库发送更新指令在服务器数据库中对捎带的图书状态信息进行更新，将借阅图书的图书状态信息从捎带中变为可借阅并反馈给请求捎带者的客户端，同时口令管理单元依据图书出入柜状态生成借阅口令以及路径推荐单元依据图书出入柜状态和请求捎带者的位置信息生成推荐路径再次反馈给请求捎带的客户端，从而完成图书的捎带，云平台的用户图书积分单元根据图书状态信息的改变，从待捎中状态到捎带中再到可借阅，给予完成图书捎带的用户一个积分奖励，并发送更新指令至服务器数据库中，更新用户图书积分数值，此外请求捎带的客户端可以依据推荐路径至附近相应的分布式图书交换柜，在分布式图书交换柜的验证模块进行借阅口令验证，验证模块将借阅口令发送至口令管理单元进行匹配,依据匹配结果，口令管理单元向验证模块发送反馈信息，根据反馈信息，分布式智能图书交换柜的控制模块对验证通过的借阅口令允许取出已经捎带完成的图书，待打开分布式智能图书交换柜的相应格子门并取出图书后生成图书借阅出柜状态，分布式智能图书交换柜中的控制模块将图书借阅出柜状态发送给云平台中的图书管理单元，图书管理单元依据图书借阅出柜状态向服务器数据库发送更新指令在服务器数据库中对借阅的图书状态信息进行更新，将图书状态信息从待借中变为借阅中，从而完成图书的借阅，如图2所示。

云平台的用户图书积分单元根据图书状态信息的改变，从待借中状态到借阅中，给予完成图书借阅的用户一个积分奖励，并发送更新指令至服务器数据库中，更新用户图书积分数值；

阅读完毕后需归还图书，图书归还模块将图书归还请求(用户名，图书编号，RETURN)发送至云平台，云平台的图书管理单元根据图书归还请求对所需归还的图书在服务器数据库中进行标记，云平台管理模块的图书管理单元对借阅请求信息的RETURN关键字进行识别后向服务器数据库发送更新指令，将服务器数据库中的图书状态信息从借阅中变为待还中；

云平台的口令管理单元对图书归还请求(用户名，图书编号，RETURN)中RETURN关键字和其他字段信息进行识别及处理后，生成归还口令并反馈给客户端；

云平台的路径推荐单元对图书归还请求(用户名，图书编号，RETURN)中RETURN关键字和其他字段信息进行识别及处理后，并根据用户位置信息得到入柜推荐路径并反馈给客户端；

客户端根据入柜推荐路径达到相应的分布式智能图书交换柜处，分布式智能图书交换柜的验证模块中根据归还口令在云平台的口令管理单元进行验证，验证模块将归还口令发送至口令管理单元进行匹配,依据匹配结果，口令管理单元向验证模块发送反馈信息，根据反馈信息，分布式智能图书交换柜的控制模块对验证通过的归还口令允许存入归还的图书，待打开分布式智能图书交换柜的相应格子门并置入图书后生成图书上架入柜状态；

分布式智能图书交换柜中的控制模块将图书归还入柜状态发送给云平台中的图书管理单元，图书管理单元依据图书借阅出柜状态向服务器数据库发送更新指令在服务器数据库中对归还的图书状态信息进行更新，将图书状态信息从待还中变为可借阅，从而完成图书的归还，如图2所示。

云平台的用户图书积分单元根据图书状态信息的改变，从待还中状态到可借阅，给予完成图书归还的用户一个积分奖励，并发送更新指令至服务器数据库中，更新用户图书积分数值；

客户端可追溯图书的借阅历史，图书追溯模块将图书追溯请求(图书编号，TRACE)发送至云平台，云平台的图书管理单元根据图书追溯请求中的图书编号对所需借阅的图书在服务器数据库中进行匹配查询，云平台管理模块的图书管理单元对图书追溯信息的TRACE关键字进行识别后向服务器数据库据发送查询指令，从服务器数据库内查询并调取与关键字关联的图书的详细借阅历史(包括分享用户用户名、借阅用户用户名、借阅的分布式智能图书交换柜编号、借阅日期、归还日期、借阅时间段等)，并将匹配的图书借阅信息反馈给客户端，如图2所示。

在阅读过程中或阅读完毕后，用户可以对图书做出自己的评分评价，评分评价模块将评分评价信息(用户名、图书编号、借阅时间、评价时间、图书评分、图书评价，JUDGE)发送至云平台的图书管理单元，云平台管理模块的图书管理单元对查询信息的JUDGE关键字进行识别后向服务器数据库据发送更新指令，在服务器数据库中增加对图书的评价以及更新对图书的评分，如图2所示。

客户端还可以一次性选定或利用客户端定位模块实时更新用户的地理位置，地理位置定位模块发送客户端的地理位置信息(用户名，经度，纬度，LOCATION)发送至云平台，云平台管理模块的用户管理单元对地理位置信息的LOCATION关键字进行识别后，发送更新指令至服务器数据库，更新服务器数据库中用户的地理位置信息，从而更新服务器数据库中的用户位置信息，如图2所示。

此外，云平台管理模块的书友圈单元首先利用用户发送消息的次数、评分评价次数、转发次数、收藏次数、用户图书积分数值进行社交兴趣度、兴趣相似度的计算，然后通过最终评分公式进行最终评分的计算，将当前用户和所有用户的最终评分进行降序排序，最后选取前N个用户构建用户的书友圈推荐给当前用户的客户端平台。

具体实施中，书友圈的构建是按以下步骤进行：

步骤a、社交兴趣度计算:

步骤a1、将已借阅书籍B的n个用户间建立关系矩阵a_uv表示用户u和用户v的好友关系，当a_uv＝1表示用户u向用户v借阅过书籍B；若a_uv＝0表示用户u未向用户v借阅过书籍B；以关系矩阵A中第u行u_a＝(a_u1,a_u2,...,a_un)表示用户u与其他借阅过该ISBN书籍B所有用户的好友关系；

步骤a2、建立n个用户间的亲密度矩阵c_uv表示用户u和用户v亲密度；且c_uv＝[βf_uv+(1-β)i_uv]×a_uv，其中，β是调节共同好友比例和互动比例的参数，取值范围为[0,1]，不同数据集中可能有不同的最佳值，可根据经验取值或者在特定数据集上逐步调整和比较以获得最佳值，i_uv表示用户u和用户v之间的互动情况比例；f_uv表示用户u和用户v之间的共同好友比例，并有：

计算用户u和用户v的共同好友比例式(1)中，out(u)表示所有借阅过用户u所借阅的书籍B的人数；in(u)表示从用户u中借出过书籍B的所有人数；

用户u与用户v之间的互动情况(发送消息次数、评分评论次数、转发次数、收藏次数、用户图书积分数值)i_uv可以用两者之间互动次数占用户u和用户v全部互动行为的比例i_uv来表示：

式(2)中，inter(u,v)表示用户u与用户v的互动次数，inter(u)表示用户u与所有阅读过书籍B的用户的总互动次数；

步骤a3、再利用最近邻协同过滤，将亲密度矩阵C中，行向量m_u＝(c_u1,c_u2,...,c_uv)表示用户u与全体阅读书籍B的用户的关系亲密程度，可作为用户u好友的评分权重。列向量m_v＝(c_1v,c_2v,...,c_uv)表示全体用户与用户v的关系亲密程度，作为对用户v的评分。对向量进行平方和开方的方式进行归一化，得到社交兴趣度s(u,v)，即用户u对用户v的可能感兴趣的程度：

步骤b、兴趣相似度计算

步骤b1、定义书籍B所得到的所有m个用户评分满足正态分布，并分别利用式(4)、式(5)和式(6)获得用户u的评分x_u的概率密度f(x_u)、平均值u以及方差σ²：

步骤b2、利用式(7)获得用户u对书籍B的感兴趣参数d_n：

由于正态分布中，P(|x_u-μ|＜3σ)＝2Φ(3)-1＝0.9973，因此可以认为评分不在区间[μ-3σ,μ+3σ]的用户，对该书根本不感兴趣。

步骤b3、用户u和v共同对该ISBN书籍的感兴趣计算，即用户u和v兴趣相似度w(u,v)为：

w(u,v)＝d_ud_v (8)

w(u,v)越接近1，则用户u和v的共同兴趣越接近。

步骤c、书友圈创建与维护

步骤c1、将社交兴趣度可将社交兴趣度和兴趣相似度分别按最大值归一化，计算综合社交关系和兴趣偏好的最终评分为sim(u,v)，即利用式(9)计算用户u和用户v的社交关系和兴趣偏好的最终评分sim(u,v)：

sim(u,v)＝αs(u,v)+(1-α)w(u,v) (9)

式(9)中，α表示社交关系与兴趣偏好在最终评分中的权重比，并取值[0,1]；

步骤c2、将用户u和所有用户的最终评分进行降序排序，并选取前N个用户构建用户u的书友圈。

除此之外，为了保证分布式智能图书交换柜的长期有效使用，本系统为其设计了远程状态监控与报警功能。远程报警维护模块可以实时发送分布式智能图书存储交换柜的运行状态给云平台监控，如当前图书存取统计情况，以及交换柜功能的远程自检与恢复、电流、电压情况等等，一旦出现故障告警，可以远程维护调试或升级，做到及时处理异常的问题

本实施例中，如图1所示，一种基于“互联网+”的图书漂流方法，其应用于由客户端、分布式智能图书交换柜组成的硬件平台，以及由服务器数据库和管理模块构成的云平台中；

步骤1、客户端将用户注册信息发送至云平台进行匹配查询，对无匹配的用户在服务器数据库中进行注册，对匹配的用户直接进行登录；如图3所示；

步骤2、云平台获取客户端发送的图书操作信息并进行判断，若图书操作信息为书预上架信息，则执行步骤3；若图书操作信息为图书查询信息，则执行步骤8；若图书操作信息为图书借阅请求，则执行步骤9；若图书操作信息为图书捎带请求，则执行步骤13；若图书操作信息为同意捎带信息，则执行步骤14；若图书操作信息为评分评价信息，则执行步骤23；若图书操作信息为图书归还请求，则执行步骤24；若图书操作信息为图书追溯请求，则执行步骤30；否则，执行步骤31；

步骤3、云平台对图书预上架信息进行处理，得到用户分享的图书详细信息、上架和入柜推荐路径并反馈给客户端；

步骤4、客户端根据入柜推荐路径达到相应的分布式智能图书交换柜处，并向分布式智能图书交换柜提交上架口令；

步骤5、分布式智能图书交换柜对上架口令在云平台中进行验证，并对验证通过的上架口令允许存入用户分享图书后，生成图书上架入柜状态，从而完成在图书的上架；

步骤6、分布式智能图书交换柜将图书上架入柜状态发送给云平台；

步骤7、云平台根据图书上架入柜状态将用户分享的图书详细信息在服务器数据库中进行入库，并将图书状态信息设置为可借阅，从而完成用户分享图书的上架；

步骤8、云平台在服务器数据库中进行匹配查询，并将匹配结果反馈给客户端；

步骤9、云平台根据图书借阅请求对所需借阅的图书在服务器数据库中进行标记，将图书状态信息从可借阅变为待借中；并根据图书借阅请求生成借阅口令和出柜推荐路径并反馈给客户端；

步骤10、客户端根据出柜推荐路径达到相应的分布式智能图书交换柜处，并向分布式智能图书交换柜提交借阅口令；

步骤11、分布式智能图书交换柜根据借阅口令在云平台进行验证，并对验证通过的借阅口令允许取出借阅的图书后，生成图书借阅出柜状态，并发送给云平台；

步骤12、服务器数据库中对借阅的图书状态信息进行更新，将图书状态信息从待借中变为借阅中，从而完成图书的借阅；

步骤13、云平台根据图书捎带请求在服务器数据库中进行标记，将图书状态信息从可借阅变为待捎中并反馈给客户端；同时在云平台的服务器数据库中生成待捎期；

步骤14、云平台在待捎期内对同意捎带信息进行处理，生成捎带出柜口令和捎带入柜指令以及捎带出柜推荐路径和捎带入柜推荐路径，并反馈给相应捎带客户端；

步骤15、相应捎带的客户端根据捎带出柜推荐路径达到相应的分布式智能图书交换柜处，并向分布式智能图书交换柜提交捎带出柜口令；

步骤16、分布式智能图书交换柜根据捎带出柜口令在云平台中进行验证，并对验证通过的捎带出柜口令允许取出捎带的图书后，生成图书捎带出柜状态；

步骤17、分布式智能图书交换柜将图书捎带出柜状态发送给云平台；

步骤18、云平台在服务器数据库中对捎带的图书状态信息进行更新，将图书状态信息从待捎中变为捎带中；

步骤19、相应捎带的客户端根据捎带入柜推荐路径达到相应的分布式智能图书交换柜处，并向分布式智能图书交换柜提交入柜捎带口令；

步骤20、分布式智能图书交换柜根据入柜捎带口令在云平台中进行验证，并对验证通过的捎带入柜口令允许存入捎带的图书后，生成图书捎带入柜状态；

步骤21、相应分布式智能图书交换柜将图书捎带入柜状态发送给云平台；

步骤22、云平台将借阅图书的图书状态信息从捎带中变为可借阅并反馈给请求捎带者的客户端，从而完成图书的捎带；

步骤23、云平台接收客户端对图书评分评价信息，同时在云平台的服务器数据库中增加对图书的评价以及更新对图书的评分；

步骤24、云平台根据图书归还请求对所需归还的图书在服务器数据库中进行标记，将图书状态信息从借阅中变为待还中；

步骤25、云平台对图书归还请求进行处理，生成归还口令和入柜推荐路径并反馈给客户端；

步骤26、客户端根据入柜推荐路径达到相应的分布式智能图书交换柜处，并向分布式智能图书交换柜提交归还口令；

步骤27、分布式智能图书交换柜根据归还口令在云平台中进行验证，并对验证通过的归还口令允许存入归还的图书后，生成图书上架入柜状态；

步骤28、分布式智能图书交换柜将图书归还入柜状态发送给云平台；

步骤29、云平台在服务器数据库中对归还的图书状态信息进行更新，将图书状态信息从待还中变为可借阅，从而完成图书的归还；

步骤30、云平台根据图书追溯请求在服务器数据库中进行匹配查询，并将匹配的图书借阅信息反馈给客户端；

步骤31、云平台根据用户发送消息的次数、评分评价次数、转发次数、收藏次数、用户图书积分数值进行社交兴趣度、兴趣相似度的计算，并通过最终评分公式进行最终评分的计算，将当前用户的和所有用户的最终评分进行降序排序，并选取前N个用户构建用户的书友圈推荐给用户的客户端，如图3所示.

虽然结合具体实例对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但并非是对本专利保护范围的限定。在权利要求书所限定的范围内，本领域的技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改或调整仍受本专利的保护。