一种基于pad及单片机集成的共享书柜及使用方法与流程

技术领域：

本发明属于信息技术领域，特别涉及一种基于pad及单片机集成的共享书柜及使用方法。

背景技术：
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目前，国内的“共享经济”概念势头很火，其中以共享单车业务发展最为迅速，大街小巷随处都可以看到各种品牌的共享单车，极大地方便了人们的生活。

阅读书籍是很多人的日常爱好，但购买书籍需要花销不少费用，因此有些人选择去图书馆借阅书籍，但是由于图书馆数量有限，经常是距离自己的位置有一定的距离，借还书籍并不方便。如何能够方便地根据自己需要选择书籍，并能够方便地借还书籍，是人们急需解决的问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：
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本发明的目的在于提供一种基于pad及单片机集成的共享书柜及使用方法，从而克服上述现有技术中的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于pad及单片机集成的共享书柜，包括：pad主板、输入模块、感应模块、动作模块、通信天线、后台管理中心；所述pad主板通过接入端口分别与输入模块、感应模块、动作模块、通信天线连接；所述pad主板采用mtk基带芯片作为主控，驱动输入模块实现借还书信息的人机对话，驱动感应模块感应识别操作人员，驱动动作模块实现书籍借还，驱动通信天线与后台管理中心进行通信，通过dc-dc电源管理电路进行供电；所述输入模块，用于用户输入并显示借还书信息；所述感应模块，用于感应书柜前操作人员，并进行识别；所述动作模块，用于将书籍取出或还入书柜，并打印相关表单；所述通信天线，用于实现pad主板与后台管理中心间的无线网络/internet网络通信；所述后台管理中心，用于接收pad主板发送的借还书信息并向pad主板发出相应命令。

优选地，技术方案中，输入模块包括触摸显示屏、托盘读卡器、窗口读卡器；感应模块包括人体红外感应传感器、摄像监控及人脸识别系统；动作模块包括热敏打印系统、机械臂、喇叭、电磁锁。

优选地，技术方案中，pad主板包括mtk基带芯片、大容量存储器、2g/3g/4g、wifi、bt、gps、北斗的rf电路、显示屏驱动电路、以太网驱动电路、usb-hub电路、音频功放电路、dc-dc电源管理电路、mcu主控芯片、外部接口电路；所述mtk基带芯片与人体红外感应传感器，实现自动唤醒功能；所述mtk基带芯片与摄像监控及人脸识别系统连接，进行录像监控及人脸识别处理；所述mtk基带芯片与大容量存储器连接，进行数据存储；所述mtk基带芯片与mcu主控芯片连接，进行外部接口的资源扩展；所述mtk基带芯片通过显示屏驱动电路与触摸显示屏连接，实现人机对话；所述mtk基带芯片通过wifi的rf电路/以太网驱动电路，实现通过internet网与后台管理中心的通信；所述mtk基带芯片通过2g/3g/4g的rf电路与后台管理中心进行无线物联网通信；所述mtk基带芯片通过gps/北斗的rf电路实现定位功能；所述mtk基带芯片通过音频功放电路与喇叭连接实现多媒体语音、操作提示音播放；所述mtk基带芯片通过外部接口电路以串口或i²c通信方式分别与机械臂、电磁锁连接，控制机械臂、电磁锁动作；所述mcu主控芯片通过外部接口电路以串口或i²c通信方式分别与热敏打印系统、托盘读卡器、窗口读卡器连接；所述dc-dc电源管理电路分别为mtk基带芯片、mcu主控芯片供电。

优选地，技术方案中，共享书柜还包括太阳能电板，所述太阳能电板与电源连接，所述电源通过电源切换开关与dc-dc电源管理电路连接，所述电源切换开关内设置有电源电量检测器。

优选地，技术方案中，共享书柜还包括智能手机app端，所述智能手机app端包括用户app端、管理app端，所述用户app端通过无线通信将借还书信息发送至后台管理中心，所述管理app端开启共享书柜进行广告投放、书籍更新。

一种基于pad及单片机集成的共享书柜的使用方法，其步骤为：

(4)人体红外感应传感器感应到用户，pad主板开启书柜；

(5)摄像监控及人脸识别系统对用户进行识别；

(6)用户通过触摸显示屏操作，登陆自己账户，浏览到要借的书籍确认借书；

(4)后台管理中心收到信息后通知书柜pad主板；

(5)pad主板通知机械臂到指定书格取书，并通过托盘读卡器确认书本信息是否正确；

(6)机械臂将书送到出书口；

(7)窗口读卡器检测到用户取走书后pad主板通知后台管理中心借书成功，机械臂归位，完成借书；

(8)人体红外感应传感器感应到用户，pad主板开启书柜；

(9)摄像监控及人脸识别系统对用户进行识别；

(10)用户通过触摸显示屏操作，登陆自己账户，进行还书；

(11)后台管理中心收到信息后通知书柜pad主板；

(12)pad主板通知机械臂到出书口取书，并通过窗口读卡器确认书本信息正确；

(13)机械臂将书本送到书架的空位上，并把所还的书本信息及放入的书格地址传送给pad主板；

(14)pad主板把还书信息上传到后台管理中心，后台管理中心根据借书时长扣费，完成还书。

优选地，技术方案中，用户还可以通过用户app端进行选书借书/还书，用户app端将信息传递至后台管理中心，后台管理中心通知书柜pad主板进行取/还书。

优选地，技术方案中，管理app端开启书柜上的电磁锁，通过外接设备上传/更新广告至pad主板大容量存储器中。

优选地，技术方案中，管理app端开启书柜上的电磁锁，布放/更换书籍，机械臂取书，托盘读卡器读取书本信息传递至pad主板，pad主板将书柜更新状态上传至后台管理中心，后台对比前后信息，更新数据库，产生变更记录，后台通知pad主板登记。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

人们选择附近的书柜选书/还书，无需花费大量时间，同时可以花费更少的费用阅读更多的书籍，极大地方便了人们。采用基于mtk基带芯片的pad主板，可以高度集成多种功能，同时降低了成本。

附图说明：

图1为本发明基于pad及单片机集成的共享书柜结构原理图；

图2为本发明pad主板结构原理图；

图3为本发明基于pad及单片机集成的共享书柜借书流程图；

图4为本发明基于pad及单片机集成的共享书柜还书流程图；

图5为本发明基于pad及单片机集成的共享书柜更新书籍流程图。

具体实施方式：

下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1所示，基于pad及单片机集成的共享书柜，包括：pad主板、输入模块、感应模块、动作模块、通信天线、后台管理中心；所述pad主板通过接入端口分别与输入模块、感应模块、动作模块、通信天线连接；所述pad主板采用mtk基带芯片作为主控，驱动输入模块实现借还书信息的人机对话，驱动感应模块感应识别操作人员，驱动动作模块实现书籍借还，驱动通信天线与后台管理中心进行通信，通过dc-dc电源管理电路进行供电；所述输入模块，用于用户输入并显示借还书信息；所述感应模块，用于感应书柜前操作人员，并进行识别；所述动作模块，用于将书籍取出或还入书柜，并打印相关表单；所述通信天线，用于实现pad主板与后台管理中心间的无线网络/internet网络通信；所述后台管理中心，用于接收pad主板发送的借还书信息并向pad主板发出相应命令。

如图2所示，输入模块包括触摸显示屏、托盘读卡器、窗口读卡器；感应模块包括人体红外感应传感器、摄像监控及人脸识别系统；动作模块包括热敏打印系统、机械臂、喇叭、电磁锁。pad主板包括mtk基带芯片、大容量存储器、2g/3g/4g、wifi、bt、gps、北斗的rf电路、显示屏驱动电路、以太网驱动电路、usb-hub电路、音频功放电路、dc-dc电源管理电路、mcu主控芯片、外部接口电路；所述mtk基带芯片与人体红外感应传感器，实现自动唤醒功能；所述mtk基带芯片与摄像监控及人脸识别系统连接，进行录像监控及人脸识别处理；所述mtk基带芯片与大容量存储器连接，进行数据存储；所述mtk基带芯片与mcu主控芯片连接，进行外部接口的资源扩展；所述mtk基带芯片通过显示屏驱动电路与触摸显示屏连接，实现人机对话；所述mtk基带芯片通过wifi的rf电路/以太网驱动电路，实现通过internet网与后台管理中心的通信；所述mtk基带芯片通过2g/3g/4g的rf电路与后台管理中心进行无线物联网通信；所述mtk基带芯片通过gps/北斗的rf电路实现定位功能；所述mtk基带芯片通过音频功放电路与喇叭连接实现多媒体语音、操作提示音播放；所述mtk基带芯片通过外部接口电路以串口或i²c通信方式分别与机械臂、电磁锁连接，控制机械臂、电磁锁动作；所述mcu主控芯片通过外部接口电路以串口或i²c通信方式分别与热敏打印系统、托盘读卡器、窗口读卡器连接；所述dc-dc电源管理电路分别为mtk基带芯片、mcu主控芯片供电。

共享书柜还包括太阳能电板，所述太阳能电板与电源连接，所述电源通过电源切换开关与dc-dc电源管理电路连接，所述电源切换开关内设置有电源电量检测器。

共享书柜还包括智能手机app端，所述智能手机app端包括用户app端、管理app端，所述用户app端通过无线通信将借还书信息发送至后台管理中心，所述管理app端开启共享书柜进行广告投放、书籍更新。

如图3-4所示，一种基于pad及单片机集成的共享书柜的使用方法，其步骤为：

(1)人体红外感应传感器感应到用户，pad主板开启书柜；

(2)摄像监控及人脸识别系统对用户进行识别；

(3)用户通过触摸显示屏操作，登陆自己账户，浏览到要借的书籍确认借书；

(4)后台管理中心收到信息后通知书柜pad主板；

(5)pad主板通知机械臂到指定书格取书，并通过托盘读卡器确认书本信息是否正确；

(6)机械臂将书送到出书口；

(7)窗口读卡器检测到用户取走书后pad主板通知后台管理中心借书成功，机械臂归位，完成借书；

(8)人体红外感应传感器感应到用户，pad主板开启书柜；

(9)摄像监控及人脸识别系统对用户进行识别；

(10)用户通过触摸显示屏操作，登陆自己账户，进行还书；

(11)后台管理中心收到信息后通知书柜pad主板；

(12)pad主板通知机械臂到出书口取书，并通过窗口读卡器确认书本信息正确；

(13)机械臂将书本送到书架的空位上，并把所还的书本信息及放入的书格地址传送给pad主板；

(14)pad主板把还书信息上传到后台管理中心，后台管理中心根据借书时长扣费，完成还书。

用户还可以通过用户app端进行选书借书/还书，用户app端将信息传递至后台管理中心，后台管理中心通知书柜pad主板进行取/还书。

管理app端开启书柜上的电磁锁，通过外接设备上传/更新广告至pad主板大容量存储器中。

如图5所示，管理app端开启书柜上的电磁锁，布放/更换书籍，机械臂取书，托盘读卡器读取书本信息传递至pad主板，pad主板将书柜更新状态上传至后台管理中心，后台对比前后信息，更新数据库，产生变更记录，后台通知pad主板登记。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。