物联网技术在学校图书馆的应用

闫芝浩，谢 灿，姜 好

（重庆邮电大学 重庆 400000）

本文将基于人脸识别技术、自动控制技术、传感网等物联网技术，用于实现智能图书馆身份验证、防占座等功能。使得同学们在进图书馆之前就可知道剩余座位数以及空座位的分布，并能提前预约座位[1-2]。利用物联网技术实现智能调节温度和开窗通风；保证同学的学习效率；预防久坐等功能。

1 引言

利用物联网技术的图书馆改进方案见图1。

图1 图书馆设计方案示意图

2 选座功能

本功能包括：微信小程序提前预约选座、现场选座、现场随机分配选座三个方式。基于微信小程序的移动端预约工具，微信小程序主要功能为：（1）显示座位的使用情况；（2）预约座位；（3）预约排队抢座。

座位使用情况通过同学的主动标记或传感器的识别，通过物联网技术将数据传入后端数据库，经判断后，显示在微信小程序和Web网页界面。

为避免恶意预约占座，设定每次预约时效为30分钟，超过30分钟后预约失效并记录违约次数，每人每天最多两次违约次数，否则取消当天在图书馆的学习资格。见图2。

图2 选择自习座位界面

3 身份验证系统

本功能利用人脸数据库与识别技术，利用终端机器采集人脸图像或者视频，对检测到的图像进行技术处理，与数据库中存储的学生图像进行比对，实现身份识别功能。实现了：（1）采用人脸识别技术对使用者面部进行扫描；（2）将使用者面部特征与数据库中照片进行匹配，确定使用者身份。见图3。

图3 身份识别流程图

4 环境检测与自动调节

本功能使用传感网技术与智能家居技术，借助于各种传感器，探测包括温度、湿度、压力、速度等物质现象的网络。实现了：（1）温度传感器设定为人体最适宜的温度范围，当自习室的温度超过或者低于此温度范围的话，智能空调系统自动进行温度调节，为学生提供舒适的学习环境；（2）二氧化碳传感器实时监测自习室的二氧化碳浓度，当二氧化碳浓度超过适宜范围，则控制窗户自动打开通风；（3）当座位上的压力传感器检测到所有座位都无人时，传感器将数据反馈给智能开关电源系统，由系统控制将自习室的所有电源关闭，起到节能的作用[3]。

5 自动控制椅系统

本功能使用自动控制技术，实现了：（1）防占座功能：该座位未被激活之前处于锁定状态，折叠椅处于桌面下。若折叠椅处于锁定状态而桌面上存在摆放的物品，则被视为占座行为；（2）自动检测功能：如果使用者主动离开，并在APP上停止使用该座位，那么将会锁定。若使用者离开座位，且没有在APP上取消对该位置的使用，此时压力传感器感受到压力从有到无，启动计时器模块，如果在15分钟内，压力传感器所受到的压力仍为0，则自动锁定该位置，并将该位置认定为空闲位置。

6 学习效率检测

本功能利用人脸表情识别技术。实现了：（1）专注度检测：每个座位上配备学习专注度检测的设备，当座位被解锁之后，设备开始计时检测。如果设备检测到同学分心的时间超过了十分钟，灯光闪烁两下来提醒此同学分心时间过长。（2）健康提醒：如果检测到此同学的连续学习时间到达两个小时，灯光闪烁的同时板凳抖动，提醒同学需要活动一下。（3）效率报告反馈：每天晚上会对今天在图书馆自习的同学发送一份今日效率报告。

7 结语

在下一代移动互联网信息科技快速发展和物联网应用技术在各行各业的广泛拓展的背景下，为了高校现代化建设需求和适应高校教学特色，基于物联网应用技术，我们设计了智能教学应用系统。该系统多种技术结合，通过软件平台、硬件平台和集成技术，实现了室温调节、人员检测等诸多功能，为当下大学生的学习打卡提供了便利。