智能自助图书馆系统的制作方法

本实用新型属于图书馆管理设备领域，具体为一种智能自助图书馆系统。

背景技术：

现有城市街区自助图书馆设备，主要采用RFID技术、自动化控制技术以及计算机网络通讯技术整合成为一个终端。现有自助图书馆设备主要包括液晶显示器、机械手、书架、上位机和下位机，支持读者自助办理借书卡、借书、还书和查询等服务。

现有自助图书馆设备的缺点是：

(一)设备功能多，结构复杂，设备造价高，不利于推广普及

现有24小时自助图书馆设备具有RFID识别、自动上架、自动下架、识别身份证、办证、收银、打印凭条等功能，功能多、结构复杂、体型庞大，造成设备总体造价高，每台设备投入使用的成本约为30-40万元。折旧费加上每年维护费用，年运行成本在10万元左右。按目前使用频率较高的设备年借阅量2万本计算，每次借阅成本高达5元。

(二)依赖自动化机械装置，使用寿命短，故障率高，维护成本高

每本书的借还都依赖机械臂的抓取，按年借阅量2万本计算，机械臂反复操作达4万次/年，容易发生机械故障。机械臂、RFID识别器、打印机、收银机等多种设备，任一部件故障均会影响自助图书馆的正常使用。造成设备使用寿命短、故障率高，维护成本高，每年维护费用达6-8万元。

(三)借阅流程多，用户体验差

借阅流程主要体现在办卡、借书和还书过程中。用户需要先使用身份证进行办卡，并进行押金缴纳后，才能使用借书功能。在以后的借书和还书过程中，需要随身携带借阅卡方可办理；在借阅书籍过程中，需要输入书籍所在的架号；以及用户退押金时，需要去指定的地点才可退；以上的一些不便利在一定程度上造成了自助图书馆业务流程的复杂性。而目前基于智能手机等移动智能设备的移动互联技术已经非常普及，用户已经习惯通过智能手机享受便利的生活服务，也习惯使用微信、支付宝等移动支付工具等，现有自助图书馆在这些环节已逐步与用户习惯脱节，造成操作繁琐，用户体验差，影响自助图书馆设备的使用率，影响全民阅读活动的推广。

(四)串行操作，前一用户使用完毕才能由下一用户操作，使用效率低

基于单一操作设备、单一电子显示屏和单一图书出入口，用户需要串行操作，前一用户使用完毕之后才能由后一用户使用，使用效率低。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供智能自助图书馆系统。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种智能自助图书馆系统，包括用户端智能终端机、管理端智能终端机、图书馆云端服务器和图书借还书柜，所述用户端智能终端机和所述管理端智能终端机均与所述图书馆云端服务器无线通信连接，所述图书馆云端服务器通过移动网络运营商数据中心服务器和移动网络基站与所述图书借还书柜无线通信连接；

所述图书借还书柜包括带柜体二维码的柜体，所述柜体内设置有总控主机、移动信号收发器、电磁锁控制电路和若干带单元二维码的用于装入图书的图书单元，所述移动信号收发器和所述电磁锁控制电路均与所述总控主机电连接，所述总控主机通过所述移动信号收发器、所述移动网络基站和所述移动网络运营商数据中心服务器与所述图书馆云端服务器无线通信连接；

所述图书单元为竖向的长方体结构，所述图书单元设置有透明并带有单元二维码的单元门，所述单元门配置有电磁锁，所述电磁锁设置有与所述电磁锁控制电路电连接的电磁锁控制电路接口。

作为本专利选择的一种技术方案，所述柜体内还设置有照明灯管，所述照明灯管通过照明灯管电路与所述总控主机电连接。

作为本专利选择的一种技术方案，所述柜体的外壁还设置有广告屏。

作为本专利选择的一种技术方案，所述广告屏为电子广告屏，所述电子广告屏通过电子广告屏电路与所述总控主机电连接。

作为本专利选择的一种技术方案，所述广告屏非电子灯箱广告屏。

作为本专利选择的一种技术方案，所述图书单元的宽度为3-6cm，高度为25-30cm，长度为18-25cm。

本实用新型的有益效果在于：

设备结构简单，造价低，利于推广普及；设备整体使用寿命长，故障率低，容错性强，维护成本低；操作简单，用户体验好；并行操作，可多用户同时使用，无须等待，使用效率高。

附图说明

图1是本实用新型所述自助图书馆系统的结构示意框图；

图2是本实用新型所述图书借还书柜的结构示意框图；

图3是本实用新型所述图书单元的结构示意框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实用新型包括用户端智能终端机、管理端智能终端机、图书馆云端服务器和图书借还书柜，用户端智能终端机和管理端智能终端机均与图书馆云端服务器无线通信连接，图书馆云端服务器通过移动网络运营商数据中心服务器和移动网络基站与图书借还书柜无线通信连接。该系统依赖移动数据网络和因特网进行数据通讯、控制信号传输。系统各部分的功能如下：

图书借还书柜：容纳图书，提供图书展示和图书借还。

用户端智能终端机：为用户提供图书借还、账号登录、押金支付与退还等功能。

管理端智能终端机：为图书管理员提供图书上下架、账号登录、押金退还等功能。

图书馆云端服务器：响应智能终端机的数据请求，发送控制信号到图书借还书柜，接收来自图书借还书柜的信号反馈，控制图书借还书柜中的总控主机，再由总控主机通过电磁锁等装置作出响应，以完成用户借还书以及图书管理员图书上下架等操作。

如图2所示，图书借还书柜包括带柜体二维码的柜体，柜体内设置有总控主机、移动信号收发器、电磁锁控制电路和若干带单元二维码的用于装入图书的图书单元，移动信号收发器和电磁锁控制电路均与总控主机电连接，总控主机通过移动信号收发器、移动网络基站和移动网络运营商数据中心服务器与图书馆云端服务器无线通信连接。

作为对图书借还书柜的扩展结构，柜体内还设置有照明灯管，照明灯管通过照明灯管电路与总控主机电连接。柜体的外壁还设置有广告屏，可以为电子广告屏或非电子灯箱广告屏。如果为电子广告屏，则电子广告屏通过电子广告屏电路与总控主机电连接。

图书借还书柜从外观上，由带柜体二维码的柜体、若干带单元二维码的图书单元、广告屏构成。

图书借还书柜的电源部分含电源接入口、电源变压器，以便为其中各单元部分提供电源。其中总控主机和移动信号收发器的功能如下：

总控主机：处理移动信号，判断图书单元是空还是满的状态，通过电磁锁控制电路控制电磁锁开启。

移动信号收发器：接收移动信号并反馈到总控主机，接收总控主机的指令以发送移动信号并通过移动信号网络将信息发回云端服务器。

如图3所示，图书单元为竖向的长方体结构，图书单元设置有透明并带有单元二维码的单元门，单元门配置有电磁锁，电磁锁设置有与电磁锁控制电路电连接的电磁锁控制电路接口。

单元门和电磁锁的功能如下：

单元门：使用透明材料，可通过透明单元门看到书脊，下部印制单元二维码，当电磁锁开启时单元门自动打开。

电磁锁：控制单元门开闭。

作为图书单元的结构尺寸选择，图书单元的宽度为3-6cm，高度为25-30cm，长度为18-25cm，这种尺寸范围大概能够容纳一本图书。

与现有技术相比，本专利具有以下优势：

(一)设备结构简单，造价低，利于推广普及

本专利不使用机械臂、收银机、打印模块、身份证识别器等自动化装置，设备主要由书柜柜体、书仓、电磁锁和控制电路组成，结合自主开发的移动APP和云服务系统，能提供图书借阅所需要的图书上架、下架、借书、还书、续租、开户、支付、身份认证等功能。设备结构简单，造价低，利于自助图书馆设备的推广普及，有助于全民阅读的实现。

(二)设备整体使用寿命长，故障率低，容错性强，维护成本低

本专利不采用中心化的机械臂，将图书借还装置划分为多个图书单元，每个图书单元在总控主机电信号的控制下，自主运作，机械动作小，动作频次大大降低。相对于机械臂操作4万次，每个图书单元仅须操作400次，使用寿命长，故障率低，且个别图书单元故障不会影响整体使用，设备容错性强，维护成本低，每台设备年维护费不高于2000元，不足现有设备的5％。

(三)采用移动互联、二维码扫描和移动支付技术，操作简单，用户体验好

本专利区别于传统的会员卡技术，可采用移动互联网技术，在线开户、在线支付、扫描二维码借书、还书，图书管理人员也通过扫描二维码上架、下架图书，操作简单便捷，用户体验好。

(四)并行操作，可多用户同时使用，无须等待，使用效率高

本专利通过二维码扫描进行图书借还，每个图书单元可以独立工作，多用户可并行使用同一台设备，使用不同的图书单元进行借还书操作，无须等待，使用效率高。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。