分布式共享书柜系统及其自动控制的方法与流程

本发明涉及共享智能书柜，并且特别地但非排它地涉及分布式共享书柜系统及其自动控制的方法。

背景技术：

电子书和网上书屋虽然已经在大众中普及，但是纸质印刷书籍仍然占有相当大的市场份额。由于种种考虑，例如，内容限制的需要等，青少年的父母还是更加倾向于为子女购买纸质书籍。这些青少年读物的印刷量很大，因为很多父母为子女购买了同样的书籍。虽然在同学或家长之间可以交换纸质图书，但是更多的旧书还是缺乏合适的渠道进行交流。

青少年用的纸质印刷品的另一大部分是教材、教学参考书和习题集等。教材和教参等印刷物通常还需要标记重点、书写标注，电子图书无法满足这样的需要。此外，青少年每日阅读教材、教参和习题集的时间较长，处于保护视力的需要，不能长时间阅读电子书的屏幕。因此，家长也更倾向于采用纸质教材、教学参考书和习题集等供青少年使用。每学期，随着青少年学级增长，海量的教材、教学参考书和习题集等被当作废纸处理掉，然而，教材内容的更新频率并不会每年一变，相当多旧教材、旧教学参考书和习题集等还存在着重复利用的可能。

现有的图书自动化自助借阅书柜在中国专利申请第201711357570.6号中进行了描述。

然而，现有的图书自动化借阅系统只能由书柜管理者向读者提供图书，读者之间无法实现交流和旧书流通的作用。现有自助借书系统只能鼓励读者多借书，多借并尽快还书甚至有奖励，除此以外，单纯依赖书柜管理者的能力和财力，并不能大量购入热门或急需的书籍。所以，和传统图书馆一样，热门的和急需的书籍只能提供有限的一、两本，一旦有人借阅，其它读者只能等待。

技术实现要素：

本发明提供一种分布式共享书柜系统及其自动控制的方法，具有识别图书贡献者和所贡献图书，管理图书数据库，根据借阅者请求更新图书数据等功能。具体目的是提供一种共享的书柜系统，使得图书贡献者拥有对书柜内书籍的借阅权利，从而鼓励更多使用者捐出自己的书籍、丰富书柜内藏书的数量。

该目的通过提供分布式共享书柜系统识别共享图书的当前贡献者的身份，分布式共享书柜系统识别当前贡献者所贡献的图书的信息，该分布式共享书柜系统将被贡献的图书的信息加入分布式共享书柜系统的数据库，分布式共享书柜系统为贡献者提供分布式共享书柜系统当前可借阅图书的信息等步骤实现。因此，实现了个人书籍的共享，避免了旧书籍，旧练习册等的浪费。

优选地，该分布式共享书柜系统包括一个以上的共享书柜，以及与一个以上的共享书柜通信的服务器端，服务器端包括数据库。通过这样的布置，每个书柜的计算能力可以简化，采用一个计算能力较强的服务器作为云端，可以完成每个书柜所需的计算和数据存储功能，并且可以实现数据的互联和汇总，合理的调配各个书柜的存储空间和现存的书目。例如，读者需要借阅的书籍并不在当前的书柜，服务器端可以向读者提供其它存有该书的书柜的位置和借阅推荐。

根据本发明的一方面，分布式共享书柜系统将所述贡献者的身份与所述数据库所存储的贡献者名单对比。若所述贡献者的身份不在所述贡献者名单中，则将所述贡献者的身份信息加入所述贡献者名单中。这样的设置使贡献书籍成为使用共享书柜的会籍的条件，鼓励第一次使用书柜的读者先贡献，然后才能借书。

可选地，识别共享图书的贡献者的身份包括：分布式共享书柜系统读取和识别包含选自二维码，rfid卡，ic卡和磁性记录介质中任一种所存储的身份信息。二维码作为id标记已经在现有的移动终端中广泛采用，rfid卡或ic卡也已经在校园中广泛普及，例如，用做学生卡或就餐卡等。本系统可以适用现有的id体系。

可选地，识别共享图书的贡献者的身份包括：分布式共享书柜系统读取和识别所述贡献者的面部特征信息。共享书柜读取所述贡献者的面部特征信息；共享书柜中的一个将所读取的面部特征信息发送至服务器端；服务器根据面部特征信息识别贡献者的身份。采用面部特征信息作为个人id更加方便，避免了读者要随身携带移动终端或id卡的麻烦。此外，面部特征信息需用摄像头采集，可以加强监控功能，抑制盗用他人id的情况或破坏共享书柜的行为。

可选地，识别所述当前贡献者所贡献的图书的信息包括：分布式共享书柜系统识别所述图书的isbn编码。

可选地，进一步包括所述分布式共享书柜系统根据所述贡献者的人工输入确定所述图书的内容分类。对于布置在校园等特定场所的共享书柜系统，可以简单的提供分类选项，例如课外书、课本、教参或习题集等，由贡献者人工输入选择，简化完成分类所需的资源。

可选地，进一步包括分布式共享书柜系统扫描所述图书的封面，并识别封面所包括的文字，分布式共享书柜系统根据所识别的文字对所述图书的内容分类。对于布置在校园等特定场所的共享书柜系统，可以采用关键字词筛选来确定图书的分类，例如，语文、数学、参考或习题等。这样，简化了使用者的操作步骤，并且可以保留图书的扫描图片作为辅助信息，在具有显示屏的书柜上显示给借阅者。

优选地，分布式共享书柜系统将所识别的图书的信息或分类加入数据库。数据库可以是云端数据库，汇总了各个共享书柜的藏书内容和类别，通过每个书柜与云端数据库的数据通信，各个书柜都可以更新数据库中的数据。

可选地，分布式共享书柜系统的数据库包括所述贡献者的等级参数。等级参数是通过所述分布式共享书柜系统加权计算选自以下参数的结果，包括：贡献者所贡献图书的数量、次数、频率和所贡献图书的分类等。这样设置可以进一步鼓励贡献者更多的贡献书籍，而不是平均化的借阅的资格。假设每个贡献者第一次使用时，贡献一本书籍，并借走另一本书籍，则n个贡献者使用后，书柜中的书籍并不能增加，最初投入使用时还需要管理者提供大量书籍，否则无法引起读者的兴趣。如果提高每个贡献者需贡献的数量下限，则提高了参与体验的难度，不利于推广。优选地，分布式共享书柜系统根据所述贡献者的等级参数以及所述贡献者的借阅历史信息提供所述贡献者当前可借阅的图书的数量或内容分类。当贡献量多或贡献热门书籍的贡献者能够取得额外的鼓励(特殊的借阅权利)时，更有利于增加图书的库藏和品类。

根据本发明的另一个方面，提供一种分布式共享书柜系统，包括一个以上的共享书柜，并可以实现识别共享图书的当前贡献者的身份，识别所述当前贡献者所贡献的图书的信息，将被贡献的图书的信息加入分布式共享书柜系统的数据库，为贡献者提供分布式共享书柜系统当前可借阅图书的信息等功能。根据本发明的另一个方面，提供一种计算机可读存储介质，存储有用以实现上述功能的指令和数据。

附图说明

现在将仅通过举例并且参考附图描述本发明的具体实施方案，在附图中：

图1是根据本发明的具体实施方案的共享书柜；

图2是根据本发明的具体实施方式的多个分布式共享书柜所组成的系统；

图3是根据本发明的具体实施方式的控制分布式共享书柜系统的方法；

图4是根据本发明的具体实施方式的识别用户的方法；

图5是根据本发明的具体实施方式的加入新贡献的书籍的方法：

图6是根据本发明的具体实施方式的用户借书流程；

图7是根据本发明的具体实施方式的用户还书流程。

具体实施方式

参考图1，本发明的分布式共享书柜系统具有至少一个共享式书柜8，服务器1，贡献者识别装置2，人机交互装置3，图书识别装置4和通讯装置10。

贡献者识别装置2可以是用于用户面部特征识别的摄像头，具备足够的取景幅度，和足够实施面部特征识别的解析度的电子感光元件集成。贡献者识别装置2可以与服务器1同通信，将所收集的用户信息，例如，包含面部特征的数字图像传送给服务器1。贡献者识别装置2也可以是用户可接触的读卡器，通过rfid读卡装置或磁条读取装置读取用户的id卡片。贡献者识别装置2也可以是ic卡读取装置。

人机交互装置3可以是具有触摸屏或者具有键盘或触摸板的显示屏集成。人机交互装置3可以与服务器1通信，实时显示需要给用户的提示信息或需要用户进行选择的选项等，并将用户输入的信息及时发送至服务器1。人机交互装置3也可以包括贡献者识别装置2，例如，人机交互装置3可提供用户自行键入用户id的界面，收集用户键入的id并将信息发送至服务器1。

图书识别装置4可以是条形码扫描和识别装置，可扫描每一本书的isbn条形码，并与服务器1通信，将所识别的isbn编码发送至服务器1。图书识别装置4也可以包括摄像头，用于拍摄书籍的封面，并将所拍摄的封面图像发送至服务器1。

通信装置10可以是有线或无线通信装置，连接服务器1与其它共享式书柜8的服务器或云端服务器1。服务器1与其它服务器之间的连接可以是基于802.11通信标准的无线局域网连接，或者是基于802.3通信标准的以太网连接。

服务器1可以是具有随机数据存储装置，固定数据存储装置，数据处理器的计算机设备，具有通用计算机i/o接口以便连接和控制贡献者识别装置2、人机交互装置3、图书识别装置4和通信装置10。固定数据存储装置中存储有控制共享书柜各部分运行的程序，以及用户id、用户借阅记录、用户贡献记录、书籍信息(包括书籍分类、书名识别信息、书籍封面照片以及贡献者信息和借阅/归还记录等)。此外，固定书籍存储装置还存储有当前书柜中存有的书籍信息，以及空闲的分隔的位置信息，例如，排、列编号等。

共享书柜8具有柜体，柜体可以是对用户封闭的结构，也可以是对用户开放的结构，例如，中国发明专利第108783995号所公开的书柜结构。

共享书柜8中具有分隔，每个分隔可以容纳一本或多本图书。根据本发明的一个实施例，隔板的位置和方向可通过电气控制，实现隔板变开口，使分隔内的图书自行坠落至取书窗口。类似实现自动售货机的操作，用户对共享式图书的操作完成后，可以从取书窗口拿走所选书籍，而用户并不能伸手触及其它未选定的书籍。根据本发明的另一种可能的布置，隔板的位置和方向可以是固定的，无法发生变化，但是可以通过电气控制的机械手抓取具体的书籍。根据本发明其它可能的设置，隔板的位置和方向可以是固定的，但是取书窗口的位置可以变化，例如，许多隔板沿径向延伸并排列为环形，径向外侧为封闭并可旋转的外壁，外壁具有一个开口，并且开口常闭，当外壁旋转至用户选定的书籍时，开口打开，用户可以从隔板之间取走选定的书籍。根据使用环境，例如，学校等相对封闭的环境和用户群体，共享书架也可以是开放式的，即用户可触及所有的书籍，依靠用户自律和有限他律保证书籍不会被盗取。

共享书柜8可以具有光敏传感器7，布置在每个隔间中，就可感知隔间内是否放有书籍。几十或上百个光敏传感器7的信号连接至a/d转换单元转换为逻辑信号并发送至服务器1，标明各个空置隔间的位置。这样，就避免用户误操作后，没有取走预定的书籍，但是在人机界面上输入了取书确认，使服务器1错误判断该隔间为空置状态。减少后续再向该隔间加入书籍时，发生机械故障或者一个隔间放置两本或更多书籍造成的不便。

如图2所示，本发明所涉及的分布式共享书柜系统包括多个共享书柜(共享书柜1、共享书柜2......共享书柜n)，每个共享书柜都具有人机交互界面，每个用户都可以通过一个人机交互界面与云端服务器1通信，例如，一所学校大楼中的每个楼层都布置一个共享书柜，以方便该楼层的用户就近使用。云端服务器1可存储有当前整个分布式共享书柜系统的藏书数据，用户可访问云端服务器1，并得到特定书籍在哪一个共享书柜存放的位置信息。由此，各个共享书柜的藏书可以不同，但是，所有共享书柜的使用者共享整个分布式共享书柜系统中的藏书。

如图3所示，当用户在人机交互界面激活控制系统，例如，通过用户点击触摸屏或者按键之后，控制系统提示用户准备身份识别，显示屏出现“请对准摄像头”或“请将用户卡放置在读卡区域”等。在步骤101，分布式共享书柜系统识别共享图书的当前贡献者的身份。在步骤102，分布式共享书柜系统识别当前贡献者所贡献的图书的信息。在步骤103，分布式共享书柜系统将被贡献的图书的信息加入分布式共享书柜系统的数据库。在步骤104，分布式共享书柜系统为贡献者提供分布式共享书柜系统当前可借阅图书的信息。

如附图4所示，步骤101可进一步包括步骤201至206。在步骤201，共享书柜接收当前用户身份特征信息。用户身份特征信息可以是显示用户面部特征的图像，也可以是包含用户id的rf反馈信息，或磁介质信息。在步骤202，共享书柜读取用户身份特征数据库，对比和识别当前用户。用户身份特征数据库可以是存储在当前的共享书柜本地数据，也可以是当前共享书柜调取云端服务器所存储的数据。如果用户身份特征数据库中没有当前用户的数据，在步骤203，为新用户设立id，并将用户身份特征信息加入数据库。如果用户身份特征数据库是储存在云端服务器，本地共享书柜需将新用户id和身份特征信息上传至云端数据库。在步骤204，共享书柜显示新用户欢迎界面和新用户提示信息，例如，新用户可进行的操作和鼓励新用户贡献书籍并获得积分等等。在步骤202之后，如果搜索到匹配的用户身份特征信息，则转到步骤205，读取用户信息，例如，用户使用共享书柜的历史记录，以及用户积分、等级或权限等信息。在步骤206，共享书柜显示用户已登录的界面和提示。提示可包括提醒用户归还已借的书籍，显示用户当前积分或等级等信息。此外，根据整个分布式共享书柜系统内的藏书类别的统计，为了均衡各个类别的书目，系统可以调整贡献书籍所获得的积分等。总之，贡献者的等级参数是通过分布式共享书柜系统加权计算选自以下参数的结果，包括：贡献者所贡献图书的数量、次数、频率和所贡献图书的分类。权重系数可根据需要调整，例如，借出书籍过多，则增加贡献图书的积分，以及增加提前还书的积分等。

如图5所示，收集用户所贡献书籍的步骤103进一步起始于步骤301，共享书柜的人机交互装置提示用户扫描所贡献的书籍的isbn条形码。人机交互装置可将条形码信息传输至服务器，根据当前普遍使用的10位数isbn码，服务器可获知书名、出版国以及出版社代码等信息。isbn数据库可以储存在云端服务器，或者服务器调用第三方提供的服务，如，isbncheck。根据本发明的一个实施方式，在步骤311，共享书柜的人机交互界面提示用户将所贡献的书籍放入接收槽中。在步骤312，共享书柜的图书识别装置扫描书籍的封面，并将封面的图像传输给服务器。在步骤313，服务器识别所扫描的封面中的文字。可利用开放平台的ocr文字识别，例如，百度ai。在步骤304，服务器根据所收集的书名全称和图书封面的文字，对书籍内容进行分类。根据本发明的可能的使用场景，例如，学校，匹配关键字可完成简单的内容分类，如，语文、数学、外语或课外书等。在步骤305，服务器更新整个分布式共享书柜系统内的图书数据库。根据所收集的书名和图书分类等信息，服务器决定是否已有相同的图书，如果是相同的图书，则更新已有图书的数量，如果不是已有图书，则在数据库中新建图书数据。此外，分布式共享书柜系统也可向用户提供选项，允许用户人工操作选择所贡献的书籍的分类，或创建子类等等。

根据分布式共享书柜使用的场景，例如中小学校园，需要严格控制图书内容的场景，防止成人内容的书籍对中小学生造成不良影响。服务器可严格限制于仅接收有限类别的图书，对于图书全名或封面包含可能涉及成人内容的图书拒绝接收。

如图6所示，为所述贡献者提供所述分布式共享书柜系统当前可借阅图书的信息104起始于步骤401，共享书柜的人机交互装置接收用户借阅图书的指令，该指令可以是用户在触摸屏的点击或对于按键的点击。在步骤402，服务器核对用户的当前借阅权限或等级。借阅权限或用户等级可根据贡献者所贡献图书的数量、次数、频率和所贡献图书的分类等参数计算得出。用户的借阅权限或等级可简化为积分，例如，没有贡献过书籍的用户积分为零，贡献过一本书籍的用户可借阅一本书籍，以及用户的积分因为借书逾期未还降为零分等。在步骤403，服务器判断用户的当前权限或等级是否足以进行借阅，如果用户等级不足，则在步骤404，共享书柜的人机交互装置提示用户等级不足并建议用户贡献更多书籍，或者建议用户及时归还已借阅书籍。在步骤405，共享书柜终止借阅流程，人机交互装置退出借书界面。在步骤406，如果服务器判断当前用户等级可以借书，则在步骤407，向用户提供当前系统中的图书信息。所提供的信息可包括书籍分类以供用户选择，进一步的，提供书名、书籍封面照片等信息供用户考虑。在步骤408，当用户在人机交互装置选定想借的图书后，服务器接收用户的选择并核对该图书的存储位置。在步骤409，如果服务器判断本地共享书柜有用户所选的书籍，则在步骤410，本地共享书柜提供用户所选的书籍。如同自动售货机，共享书柜可弹出该书籍以便用户取出，或者共享书柜开启取书的窗口使用户能取出所选书籍。在步骤413，当用户取出所选书籍后，服务器更新分布式共享书柜系统的存书信息。在步骤411，如果服务器判断当前共享书柜没有用户选中的书籍，则在步骤412，通过人机交互装置提示用户去其它的共享书柜取书，例如，在同一栋学校大楼中其它楼层放置的共享书柜中取书。在步骤412之后，也可以是服务器为该图书设置保留的期限，并提示用户尽快去其它共享书柜取书，在期限届满前，数据库中将该书籍标识为“已借出并保留”，防止他人在用户取书之前抢先取出该书籍。在期限届满后，如果用户未及时取书，则数据库中将该书籍标识为“可借阅”的状态，从而使他人可以通过人机操作界面选择该书籍并借出。

如图7所示，归还图书的流程起始于步骤501，共享书柜通过人机交互装置接收用户还书的指令。在步骤502，提示用户当前可归还的书籍。可选的是，系统为用户所借阅书籍设定期限，在人机交互界面仅显示预定的借阅期限届满的书籍的信息。在步骤503，共享书柜的人机交互装置接收用户要归还的书籍的选择，例如，用户在触摸屏上点选要归还的书籍图标。在步骤504，人机交互装置提醒用户扫描所归还的书籍的条形码之后，图书识别装置读取所归还的书籍的条形码，并将所读取的信息发送至服务器。可选的，在步骤505，摄像装置拍摄所归还的书籍的封面，然后将所获取的图像发送至服务器。在步骤506，服务器判断所归还书籍是否正确，例如，核对所扫描的isbn编码是否与要归还的书籍相同，或者对比所拍摄的书籍封面照片与数据库中存储的该书籍封面照片是否相同。如果所归还的书籍不正确，在步骤507，提示用户所归还的书籍错误，然后转回步骤502，再次提示用户当前可归还的书籍。如果所归还的书籍正确，在步骤508，共享书柜接收书籍，并将书籍放置入空闲的隔间，或者将书籍暂时放在存储空间，等待维护人员手工操作放置书籍。在步骤509，服务器更新数据库中整个分布式共享书柜系统的藏书信息，以及该书籍在系统中的位置信息，更新用户等级、权限等信息。在步骤510，服务器判断用户是否还有其它应归还的书籍。如果没有其它应归还的书籍，在步骤512，还书流程结束。如果用户还有其它应归还的书籍，在步骤511，通过人机交互装置提示用户归还其它书籍，并回转至步骤503，等待接收用户要归还的书籍的选择。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域普通技术人员可以在权利要求范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。