基于在校图书馆管理小程序开发及应用解决相关问题

1 研究背景及意义
图书馆因有良好的学习氛围、大量的学习资源吸引大家前来学习，图书馆还未开馆就有大量的用户在门口排队等待，有限的座位与日益增加的自主学习者之间形成了供不应求的现象，再加上不了解图书馆的座位使用情况和恶意占座等现象，使得有限的学习座位越发紧张[1]。本团队针对此问题开发了一套系统，实时公布座位使用情况，减少恶意占座现象，提高座位使用率，缓解有限座位和自主学习者的供需矛盾。
本团队选取了图书馆的常驻群体作为样本，发放348份问卷，对图书馆座位使用情况及使用者诉求进行调查，并使用SPSS统计软件对数据进行分析。在所有被调查者中，有94.32%的人都有微信账号;对同学们临时离座时间调查统计，95.77%的同学在20分钟以内（65.44%的同学在15分钟以内）。所以本团队决定使用微信小程序作为用户端，设计一个座位管理系统，把占座和临时离座的时间界定设置为20分钟，在现有的座位资源的条件下，解决座位使用效率低的问题，缓解供需不平衡的矛盾。
2 座位管理系统的构成
座位管理系统主要是由一套座位感应系统和微信小程序构成。座位感应系统是硬件系统，如图1所示。將图书馆临近的10个座位设置为一个分区，一个传感器检测一个座位，使用一块NodeMcu控制板管理一个分区。使用控制板自带的WIFI模块将传感器的高电平（有人）和低电平（无人），通过MQTT协议上传到阿里云数据库，阿里云数据库通过订阅每一个NodeMcu控制板的消息，获得每一个分区座位状态;阿里云服务器通过消息转发，将NodeMcu控制板传到阿里云服务器的消息转发到软件系统——微信小程序端。微信小程序代码可以实现实时接收消息，微信小程序对阿里云数据库读取，对超过20分钟没有人的座位进行座位的释放，并提醒管理员对占座书籍进行处理。
微信小程序根据使用者的不同，分为用户端和管理员端。用户端使用者为未违反图书馆规定的人。管理员使用者为图书馆管理员。用户端的主要功能分为四大类：第一，座位实时使用情况;第二，预约座位;第三，个人主页查看信息;第四，扫码签到。管理员模式主要功能为：第一，查看占座信息;第二，方便对占座书籍进行处理。
3 NodeMcu控制板
传感器采用红外热释电运动传感器，此传感器的原理为当通电后开始探测人体红外光谱的变化：当检测到有人时，自动输出高电平;人不离开感应范围将持续输出高电平;当检测到人离开后，持续输出低电平。通过NodeMcu控制板的程序进行控制，每隔2秒对一个分区的传感器数据进行刷新，并上传到阿里云数据库中。
4 微信小程序端
4.1 用户端功能介绍
（1）座位实时使用情况。用户可以通过此功能，选择自己心仪的自习区现有的座位情况进行查询。
（2）预约座位。如图2所示。用户针对个人情况，先选择自习室;再选择预约时间，为使产品更加人性化，为了更有利于用户使用，预约时间可选的起始时间为当前时间，间隔设置为5分钟;选择预约时间后，即显示预约时间段内座位的使用情况，用户可以在未预约的座位中进行选择，为了公平性，若用户已经选择一个座位，将提示选座失败，可通过取消已选座位后再重新预约，若用户以前未预约座位，则显示选座成功，并更新座位信息。
（3）个人主页查看信息。在个人主页，用户可查看自己预约的座位情况。若临时有事，无法使用座位，可通过个人主页中“取消预约”将座位取消，方便他人对座位的使用。若想临时增加本座位使用时间，可以通过“续约座位”进行续约，若续约时间内无人预约，即可预约成功，否则用户需重新选择座位，进行预约。
（4）扫码签到。用户到预约座位后，使用微信小程序中的扫一扫，扫取对应的二维码，当系统后台判断扫出的二维码信息和用户扫码的时间符合规定的扫码时间和座位时，则签到成功，否则签到失败。
4.2 管理员端功能
管理员可实时查看座位状态，当一个座位超过20分钟没人使用，即被列为占座座位，为提高座位利用率，系统将自动释放座位供别的同学进行选择，并将相应的座位信息反馈到管理员端，管理员每隔一段时间对占座座位进行一次清理即可。
5 系统的经济性分析
本产品成本主要是由服务器日常运转、硬件使用及日常维护三部分构成，成本低廉且原料易取得。本产品至截稿时，同类产品少，替代品少，且具有高校的技术支撑，前期可投放于图书馆、竞争较为激烈的自习室中，进行试运行，后期根据需求逐步推广。本产品主要消费目标为各类图书馆、自习室，为学生学习提供便利，也可在进行技术改造后，在其他社会公共事业的相关场景中应用[2]，具有良好的市场前景，经济效益有保证。
文章是基于微信小程序和NodeMcu控制板的图书馆座位管理系统，经前期调研，硬件和软件结合开发，最终形成以微信小程序为核心，NodeMcu控制板辅助监测座位，阿里云为数据储存平台的座位管理系统，主要市场是各图书馆自习室，后可扩展到公共事业的相关场景，节约寻找座位的时间，提高座位的利用率。