本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，特別是涉及一種基于智能巡線小車的圖書館自習(xí)室座位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，屬于智能監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著科技的不斷發(fā)展，圖書館自習(xí)室也逐漸朝著智能化方向發(fā)展，座位的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就是智能化發(fā)展的一個(gè)方面。但是，目前各大高校圖書館自習(xí)室都面臨著座位使用狀態(tài)不夠公開透明、造成座位資源浪費(fèi)的問題。同學(xué)們到圖書館自習(xí)室需要一層一層尋找座位，既浪費(fèi)了自己的時(shí)間，還干擾了其他同學(xué)的學(xué)習(xí)。近年來，關(guān)于圖書館自習(xí)室座位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究大多數(shù)都存在線束復(fù)雜、對(duì)圖書館自習(xí)室改造大、成本較高等缺點(diǎn)，難以普及運(yùn)用。因此，開發(fā)一種既能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)圖書館自習(xí)室的作為使用狀態(tài)，又能做到線束少、成本低、對(duì)圖書館自習(xí)室改造小的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，成為一種圖書館自習(xí)室智能化發(fā)展趨勢(shì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)以上問題，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供既能監(jiān)測(cè)圖書館自習(xí)室的座位使用狀態(tài)，又能做到線束少、成本低、對(duì)圖書館自習(xí)室現(xiàn)有配置改造小的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，所采用的技術(shù)方案是：

一種基于智能巡線小車的圖書館自習(xí)室座位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括小車軌道、沿所述小車軌道移動(dòng)的智能巡線小車系統(tǒng)、座位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、無線上位機(jī)系統(tǒng)，所述座位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)置在智能巡線小車系統(tǒng)上，用于將掃描所得的各座位的使用狀態(tài)發(fā)送至無線上位機(jī)系統(tǒng)；所述無線上位機(jī)系統(tǒng)分別與智能巡線小車系統(tǒng)、座位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信號(hào)連接，用于向智能巡線小車系統(tǒng)、座位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)送控制參數(shù)、接收和顯示各座位的使用狀態(tài)信息。

進(jìn)一步地，所述的智能巡線小車系統(tǒng)包括碳纖維底板、車輪、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、可充電電源模塊、伺服舵機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、速度編碼器、線性ccd攝像頭模塊、無線通訊模塊和主控電路板，所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)后端的車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，所述伺服舵機(jī)通過轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)前端的車輪轉(zhuǎn)向，無線通訊模塊固定在碳纖維底板上，用于實(shí)現(xiàn)和無線上位機(jī)系統(tǒng)的雙向信息傳輸，所述速度編碼器用于采集車輪速度，所述主控電路板通過電路連接線性ccd攝像頭模塊、無線通訊模塊、伺服舵機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、速度編碼器，用于根據(jù)所述線性ccd攝像頭模塊獲取的信息控制伺服舵機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)小車前輪的轉(zhuǎn)向；同時(shí)還用于根據(jù)速度編碼器采集的小車運(yùn)動(dòng)實(shí)際速度和無線上位機(jī)系統(tǒng)發(fā)送的目標(biāo)速度實(shí)現(xiàn)對(duì)小車實(shí)際速度的控制。

進(jìn)一步地，所述小車軌道包括兩條平行設(shè)置的黑線，黑線寬度2-3cm，兩條黑線間距為45-50cm。

進(jìn)一步地，所述座位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括設(shè)置在智能巡線小車系統(tǒng)上的人體紅外溫度探測(cè)器和監(jiān)測(cè)控制電路板，所述監(jiān)測(cè)控制電路板的通過CAN總線與主控電路板連接，用于實(shí)現(xiàn)將人體紅外溫度探測(cè)器采集的各座位的使用狀態(tài)信息無線傳遞至無線上位機(jī)系統(tǒng)。

進(jìn)一步地，所述的無線上位機(jī)系統(tǒng)包括前面板，所述前面板上設(shè)置有座位使用狀態(tài)指示燈、開始掃描按鈕、停止掃描按鈕，所述用狀態(tài)指示燈通過不同顏色顯示對(duì)應(yīng)座位的使用狀態(tài)，所述開始掃描按鈕、停止掃描按鈕分別用于啟動(dòng)和關(guān)閉座位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的掃描作業(yè)。

進(jìn)一步地，所述的前面板上設(shè)置有掃描速度選擇按扭，用于控制座位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的掃描作業(yè)速度。

進(jìn)一步地，所述的前面板上設(shè)置有掃描時(shí)間間隔選擇按鈕，用于控制座位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的掃描作業(yè)的時(shí)間間隔。

進(jìn)一步地，所述的時(shí)間間隔包括實(shí)時(shí)、1分鐘、2分鐘、3分鐘、4分鐘、5分鐘、10分鐘、15分鐘、20分鐘、30分鐘或1小時(shí)。

進(jìn)一步地，所述的前面板上設(shè)置有樓層選擇按鈕，用于使指定樓層的智能巡線小車系統(tǒng)與無線上位機(jī)系統(tǒng)建立信號(hào)聯(lián)系。

進(jìn)一步地，所述的前面板上設(shè)置有車速設(shè)置按鈕，用于設(shè)定智能巡線小車系統(tǒng)的目標(biāo)速度。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的有益效果是：

1.本實(shí)用新型不需要鋪設(shè)信號(hào)線，不用對(duì)圖書館自習(xí)室的桌子和座椅等現(xiàn)有配置進(jìn)行改造，只需鋪設(shè)智能巡線小車的運(yùn)動(dòng)軌道，即可實(shí)現(xiàn)座位監(jiān)測(cè)功能，成本低，改造方便。

2.本實(shí)用新型可以通過控制小車運(yùn)動(dòng)速度來控制掃描的速度和時(shí)間間隔，能夠在實(shí)時(shí)掃描和需要時(shí)掃描切換，適合不同時(shí)間段的需求，節(jié)約電能，綠色環(huán)保。

3.本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次清晰，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，前景廣闊。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的平面分布示意圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例各主要部分信息傳輸示意圖。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的智能巡線小車系統(tǒng)和座位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的立體示意圖。

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的無線上位機(jī)系統(tǒng)前面板示意圖。

圖中所示：1—智能巡線小車系統(tǒng)、2—座位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、3—小車軌道、4—座位、5—無線上位機(jī)系統(tǒng)、6—碳纖維底板、7—無線通訊模塊、8—傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、9—速度編碼器、10—驅(qū)動(dòng)電機(jī)、11—可充電電源模塊、12—人體紅外溫度探測(cè)器、13—監(jiān)測(cè)控制電路板、14—車輪、15—線性ccd攝像頭模塊、16—伺服舵機(jī)、17—轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、18—主控電路板、19—前面板、20—樓層選擇按鈕、21—掃描速度選擇按鈕、22—停止掃描按鈕。23—座位使用狀態(tài)指示燈、24—開始掃描按鈕、25—掃描時(shí)間間隔按鈕。

具體實(shí)施方式

為了更好地理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施作進(jìn)一步說明。

如附圖1和圖2所示，一種基于智能巡線小車的圖書館自習(xí)室座位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括小車軌道3、沿所述小車軌道3移動(dòng)的智能巡線小車系統(tǒng)1、座位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2、無線上位機(jī)系統(tǒng)5，所述座位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2設(shè)置在智能巡線小車系統(tǒng)1上，用于將掃描所得的各座位4的使用狀態(tài)發(fā)送至無線上位機(jī)系統(tǒng)5；所述無線上位機(jī)系統(tǒng)5分別與智能巡線小車系統(tǒng)1、座位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2信號(hào)連接，用于向智能巡線小車系統(tǒng)1、座位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2發(fā)送控制參數(shù)、接收和顯示各座位4的使用狀態(tài)信息。

本實(shí)施例的智能巡線小車系統(tǒng)1搭載著座位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2沿著已經(jīng)鋪設(shè)好的小車軌道3按照一定的規(guī)律運(yùn)動(dòng)，座位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2收集每個(gè)座位4的使用狀態(tài)，并將座位狀態(tài)信息通過智能巡線小車系統(tǒng)傳遞給無線上位機(jī)系統(tǒng)5。無線上位機(jī)系統(tǒng)5將座位使用狀態(tài)信息準(zhǔn)確進(jìn)行顯示，無線上位機(jī)系統(tǒng)5還可通過無線通訊模塊發(fā)送指令控制智能巡線小車，智能巡線小車系統(tǒng)1接收到相應(yīng)的指令做出相應(yīng)的反應(yīng)。

具體而言，如圖3所示，在本實(shí)用新型的一個(gè)可行的實(shí)施例中，所述的智能巡線小車系統(tǒng)1包括碳纖維底板6、車輪14、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)17、可充電電源模塊11、伺服舵機(jī)16、驅(qū)動(dòng)電機(jī)10，速度編碼器9、線性ccd攝像頭模塊15、無線通訊模塊7和主控電路板18，所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)10通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8驅(qū)動(dòng)后端的車輪14轉(zhuǎn)動(dòng)，所述伺服舵機(jī)16通過轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)17驅(qū)動(dòng)前端的車輪14轉(zhuǎn)向，無線通訊模塊7固定在碳纖維底板6上，用于實(shí)現(xiàn)和無線上位機(jī)系統(tǒng)5的雙向信息傳輸，所述速度編碼器9用于采集車輪14速度，所述可充電電源模塊11為智能巡線小車系統(tǒng)1各部分提供電能，所述主控電路板18通過電路連接線性ccd攝像頭模塊15、無線通訊模塊7、伺服舵機(jī)16、驅(qū)動(dòng)電機(jī)10、速度編碼器9，主控電路板18通過線性ccd攝像頭模塊15獲取小車軌道3的信息，控制伺服舵機(jī)16驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)17的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)小車前輪的轉(zhuǎn)向，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)智能小車的巡線運(yùn)動(dòng)的控制；同時(shí)，主控電路板18對(duì)速度編碼器9采集的小車運(yùn)動(dòng)實(shí)際速度和無線上位機(jī)系統(tǒng)5傳輸?shù)哪繕?biāo)速度進(jìn)行比較，通過PID算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)小車實(shí)際速度的控制。所述PID算法的控制方式成熟簡(jiǎn)單、精確，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行合理的設(shè)置及選擇，無需進(jìn)行程序或軟件等改進(jìn)，在此不再贅述。

具體而言，在本實(shí)用新型的一個(gè)可行的實(shí)施例中，所述小車軌道3包括兩條平行設(shè)置的黑線，黑線寬度2-3cm，兩條黑線間距為45-50cm。

具體而言，在本實(shí)用新型的一個(gè)可行的實(shí)施例中，所述座位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2包括設(shè)置在智能巡線小車系統(tǒng)1上的人體紅外溫度探測(cè)器12和監(jiān)測(cè)控制電路板13，所述監(jiān)測(cè)控制電路板13的通過CAN總線與主控電路板18連接，用于實(shí)現(xiàn)將人體紅外溫度探測(cè)器12采集的各座位4的使用狀態(tài)信息無線傳遞至無線上位機(jī)系統(tǒng)5。具體為：座位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2通過人體紅外溫度探測(cè)器12掃描小車運(yùn)動(dòng)路徑上每個(gè)座位的使用狀態(tài)，并將座位狀態(tài)信息傳遞給主控電路板18，經(jīng)過主控電路板18的處理后，又通過無線通訊模塊7發(fā)給無線上位機(jī)系統(tǒng)5，無線上位機(jī)系統(tǒng)5經(jīng)過對(duì)無線模塊信號(hào)的處理，將智能巡線小車系統(tǒng)1所在樓層的座位使用狀態(tài)信息準(zhǔn)確的顯示在前面板19上。以上處理過程，只是對(duì)現(xiàn)有軟件和協(xié)議的應(yīng)用，不涉及對(duì)軟件和協(xié)議的改進(jìn)。

具體而言，如圖4所示，在本實(shí)用新型的另一可行的實(shí)施例中，所述的無線上位機(jī)系統(tǒng)5包括前面板19，所述前面板19上設(shè)置有座位使用狀態(tài)指示燈23、開始掃描按鈕24、停止掃描按鈕22，無線上位機(jī)系統(tǒng)5通過無線通訊模塊7發(fā)送指令控制智能巡線小車系統(tǒng)1，主控電路板18接收到相應(yīng)的指令做出相應(yīng)的反應(yīng)。所述座位使用狀態(tài)指示燈23通過不同顏色顯示對(duì)應(yīng)座位4的使用狀態(tài)，所述開始掃描按鈕24、停止掃描按鈕22分別用于啟動(dòng)和關(guān)閉座位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2的掃描作業(yè)，座位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)停止掃描后，智能巡線小車系統(tǒng)1回到起始位置。本實(shí)施例中，座位使用狀態(tài)指示燈23為綠色時(shí)，表示座位4無人使用，座位使用狀態(tài)指示燈23為紅色時(shí)，表示座位4已被使用，從而將信息準(zhǔn)確、及時(shí)的呈現(xiàn)給有需要的學(xué)生，實(shí)現(xiàn)圖書館座位的監(jiān)測(cè)功能。實(shí)際應(yīng)用中，無線上位機(jī)系統(tǒng)5可采用基于labview軟件編寫的一種虛擬儀器上位機(jī)。

具體而言，在本實(shí)用新型的另一可行的實(shí)施例中，所述的前面板19上設(shè)置有掃描速度選擇按扭21，用于控制座位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2的掃描作業(yè)速度，點(diǎn)擊掃描速度選擇按鈕21，可以選擇低速、中速或高速，設(shè)定人體紅外溫度探測(cè)器12的掃描速度。

具體而言，在本實(shí)用新型的另一可行的實(shí)施例中，所述的前面板19上設(shè)置有掃描時(shí)間間隔選擇按鈕25，用于控制座位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2的掃描作業(yè)的時(shí)間間隔。點(diǎn)擊掃描時(shí)間間隔選擇按鈕25，可以選擇實(shí)時(shí)、1分鐘、2分鐘、3分鐘、4分鐘、5分鐘、10分鐘、15分鐘、20分鐘、30分鐘、1小時(shí)等掃描時(shí)間間隔；本實(shí)施例設(shè)定的掃描時(shí)間間隔為5分鐘，既能及時(shí)發(fā)現(xiàn)空閑座位，同時(shí)避免頻繁掃描帶來的能耗浪費(fèi)及設(shè)備的損耗，實(shí)際的時(shí)間間隔可以根據(jù)圖書館自習(xí)室的使用情況、使用時(shí)間段等實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，保證人體紅外溫度探測(cè)器12按照合理的掃描時(shí)間間隔進(jìn)行掃描。

具體而言，在本實(shí)用新型的另一可行的實(shí)施例中，所述的前面板19上設(shè)置有樓層選擇按鈕20，用于使指定樓層的智能巡線小車系統(tǒng)1與無線上位機(jī)系統(tǒng)5建立信號(hào)聯(lián)系?？梢栽诟鱾€(gè)樓層布置一臺(tái)智能巡線小車系統(tǒng)1，各智能巡線小車系統(tǒng)1共享一臺(tái)無線上位機(jī)系統(tǒng)5，所述無線上位機(jī)系統(tǒng)5放置在自習(xí)者最先到達(dá)的圖書館自習(xí)室入口處，如一樓自習(xí)室，自習(xí)者到達(dá)一樓的無線上位機(jī)系統(tǒng)5前時(shí)，通過樓層選擇按鈕20可以選擇要觀看的樓層，無線上位機(jī)系統(tǒng)5將不同樓層的座位使用狀態(tài)信息準(zhǔn)確、及時(shí)的顯示在前面板19的上，避免了需要逐層跑去查看座位使用狀態(tài)信息的麻煩。

具體而言，在本實(shí)用新型的另一可行的實(shí)施例中，所述的前面板19上設(shè)置有車速設(shè)置按鈕，用于設(shè)定智能巡線小車系統(tǒng)1的目標(biāo)速度，主控電路板18對(duì)速度編碼器9采集的小車運(yùn)動(dòng)實(shí)際速度和無線上位機(jī)系統(tǒng)5設(shè)定并傳輸?shù)哪繕?biāo)速度進(jìn)行比較，通過PID算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)小車實(shí)際速度的控制，這種控制方式成熟簡(jiǎn)單、精確，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進(jìn)行合理的設(shè)置及選擇，在此不再贅述。

本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所做的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。