CN109426895A - 一种基于人员识别的实验室管理系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种基于人员识别的实验室管理系统和方法。所述基于人员识别的实验室管理系统包括智能定位标签、智能标签发卡器、智能标签识别装置、人员识别装置、数据处理装置和报警装置，所述数据处理装置根据智能标签识别装置和人员识别装置提供的信息控制和管理实验室。本发明解决了实验室管理中存在的管理效率低、监管不全面、人为因素影响大、安全隐患、资源浪费等问题。

Description

一种基于人员识别的实验室管理系统和方法

技术领域

本发明涉及一种实验室管理系统，尤其涉及基于人员识别的实验室管理系统。

背景技术

高校、研究院所的实验室是一个非常复杂的环境，管理难度很大,尤其体现在实验室人员的管理上。传统的人员管理模式主要依靠制定相应的规章制度，标准化实验室使用流程等,依靠实验室管理员进行监督管理，这样的管理效率低、监管不全面、管理步骤复杂、能源浪费严重，且出现问题不能及时得到反馈,因监管不善造成的实验室安全事故也屡次发生。基于人员识别技术的实验室人员、照明、设备管理系统,可以最大限度的给实验室管理者及使用者带来便利，保障实验室的安全运行、资源节约、高效管理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于人员识别技术的实验室人员、照明、设备管理系统，以解决现有实验室管理中存在的管理效率低、监管不全面、人为因素影响大、安全隐患、资源浪费等问题。

本发明提供了一种基于人员识别的实验室管理系统，所述系统包括：

智能定位标签、智能标签发卡器、智能标签识别装置、人员识别装置、数据处理装置和报警装置；其中，

智能定位标签，用于分配给实验员以区分每一位实验员；

智能标签识别装置，用于读取所述智能定位标签以识别实验员，并能确定所述实验员的位置；智能标签发卡器，用于向所述智能定位标签写入实验员的个人信息；

人员识别装置，用于实时检测实验室特定区域的人员信息；

数据处理装置，用于将所述人员识别装置获取的人员信息与智能标签识别装置读取的人员个人信息进行对比，如果信息比对结果不一致，则发送告警信息给报警装置，所述报警装置发出警报。

根据本发明的实施例，所述基于人员识别的实验室管理系统，进一步包括：

照明控制装置，所述照明控制装置用于实时读取人员识别装置的信息，并根据人员识别装置的信息控制实验室的照明系统。

根据本发明的实施例，所述基于人员识别的实验室管理系统，所述照明控制装置根据人员识别装置的信息控制实验室的照明系统进一步包括：

当人员识别装置检测到实验室特定区域无人员时，所述照明控制装置关闭实验室照明系统；

当人员识别装置检测到实验室有特定人员时，照明控制装置根据所述人员识别装置检测的信息、智能标签识别装置读取的定位信息和预先设定的照明要求，控制人员所在区域的光照强度。

根据本发明的实施例，所述基于人员识别的实验室管理系统，进一步包括：

设备管理装置，所述设备管理装置用于实时读取人员识别装置的信息，并根据人员识别装置的信息控制实验室仪器的运行状态。

根据本发明的实施例，所述基于人员识别的实验室管理系统，所述设备管理装置根据人员识别装置的信息控制实验室仪器的运行状态进一步包括：

当人员识别装置检测到实验室特定区域无人员时，并且当设备管理装置判断需要关闭实验室仪器时，则关闭实验室仪器；

当人员识别装置检测到实验室有特定人员时，设备管理装置根据所述人员识别装置检测的信息、智能标签识别装置读取的定位信息和预先设定的使用条件，管理和控制实验室人员所在区域所使用的实验室仪器。

根据本发明的实施例，所述基于人员识别的实验室管理系统，所述预先设定的照明要求根据时间、人员或环境光照强度一个或其组合确定，并且所述照明控制装置根据控制条件自动管理实验室灯光的开启、关闭或推送信息至实验室管理员。

根据本发明的实施例，所述基于人员识别的实验室管理系统，所述预先设定的使用条件根据时间和/或人员确定，并且所述设备管理装置根据控制条件自动管理实验室仪器的开启、关闭或推送信息至实验室管理员。

根据本发明的实施例，所述基于人员识别的实验室管理系统，进一步包括，

所述智能标签识别装置设置位于可以识别实验室人员位置的实验室的墙壁或屋顶任意位置。

根据本发明的实施例，所述基于人员识别的实验室管理系统，进一步包括，

所述人员识别装置包括识别人员的采集模块，所述采集模块包括红外识别装置、人形识别装置、人脸识别装置、指纹识别装置、虹膜识别装置或语音识别装置任意可以识别人员信息的采集模块。

本发明还提供了一种基于人员识别的实验室管理方法，所述方法包括如下步骤，

步骤1，向实验员分配智能定位标签以区分每一位实验员；

步骤2，智能标签发卡器向智能定位标签写入实验员的个人信息；

步骤3，读取所述智能定位标签以识别实验员，并能确定所述实验员的位置；

步骤4，人员识别装置实时检测实验室特定区域的人员信息；

步骤5，数据处理装置将所述人员识别装置获取的人员信息与智能标签识别装置读取的人员个人信息进行对比，如果信息比对结果不一致，则发送告警信息给报警装置；

步骤6，所述报警装置接收数据处理装置发送的告警信息，并根据告警信息发出警报。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1是本发明的基于人员识别的实验室管理系统逻辑示意图；

图2是本发明的基于人员识别的实验室管理系统结构示意图；

图3是本发明的基于人员识别的实验室管理方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种实验室环境管理系统和方法进行说明。

图1示出了基于人员识别的实验室管理系统逻辑示意图，该系统不仅是一个控制、整合实验室资源的计算机应用系统软件，而且可以运用蕴涵在其中的深邃思想和处理问题的手段，以及它先进的管理思想，合理的管理手段提高实验室的办公效率、降低实验室的运营成本。

实验室中最大特点就是流水作业，而流水作业的最大特点就是一环紧扣一环，如果中间某一个环节出了问题，不但会影响后面的环节，也会影响前面的环节；同时流水线还体现着工序的最优化方案。LIMS项目是个系统工程，可以有机的衔接部门与部门之间、检验员与检验员之间的工作，做到井然有序。

目前，实验室数据比以往更需要进行严格审查，成为严格的实验室规范要求的管理重点，选择优秀的实验室环境管理系统并成功实施，是提升实验室管理的必经之路。本发明提供的系统针对实验室的整体环境而设计，实现对人(人员)、机(仪器)、料(样品、实验材料)、法(方法)、环(环境、通信)等资源管理的应用系统，是一套完整的实验室综合管理和产品质量监控体系，保证实验室分析数据的严格管理和控制。它显著提高实验室的工作效率与生产率，提高质量控制水平。

智慧实验室环境管理系统是根据实验室管理的特点和相关的技术需求进行设计，以分布式架构提供实验室环境管理的解决方案，主要包括如下内容：

1、构建实验室内部的局域网，安装专用管理系统和实验室专用数据库，根据各实验室管理体系和具体要求，建立实现集检测仪器联网数据自动采集、检测业务处理自动化、管理自动化为一体的实验室信息管理系统平台。保证实验室内部业务运营的安全、稳定、快速和良好的数据挖掘和数据分析。

2、建设中心数据库，与行业专网互联，中心数据库存储实验室共享的数据信息，运用系统基于XML的WebService平台，实现实验任务的下达和接收、检测数据准确及时地汇总上报和分析、相关检测技术和检测结果等信息的交流与共享，全面及时地掌握实验室中的数据信息和阶段工作情况。

3、实验室的专用管理系统将共享信息无误的上传至中心数据库中，并从中心数据库中获取下载。根据需要，可以设置本地实验室用户、监测中心其他部门用户和外部客户对本地数据库和中心数据库的访问权限，也可以设置访问本地数据库和中心数据库的应用程序方式或Web方式。

实验室为花瓶闭环定位管理系统平台的设计以B/S模式为基础，以MVC为模型采用三层架构进行开发完成。

1)表示层

表示层位于整个系统的最外围部分，是直接面向用户的部分。负责与用户的界面交互，并通过HTTP协议向服务器地址发送数据请求，服务器响应到浏览器的请求后，将逻辑和数据结果返回到浏览器呈现给用户。

2)业务逻辑层

业务逻辑层位于表示层和数据层之间，主要实现系统的业务逻辑功能，并控制逻辑的判断与数据的传递。按功能不同，可将逻辑层分为页面容器层、业务对象层、基础服务层以及数据库访问层四部分。分别负责处理页面的导航，以及页面生成与页面的交互响应，系统基本业务对象的定义及业务逻辑功能的实现，向业务对象层提供系统基础服务，为业务对象层以及基础服务层提供数据库访问服务的功能。

3)数据库层

数据库层由数据库管理系统构成，实现对系统数据的存储与管理。

图2是本发明的基于人员识别的实验室管理系统结构示意图，包括：

智能定位标签、智能标签发卡器、智能标签识别装置、人员识别装置、数据处理装置和报警装置；其中，

智能定位标签，用于分配给实验员以区分每一位实验员；

智能标签识别装置，用于读取所述智能定位标签以识别实验员，并能确定所述实验员的位置；智能标签发卡器，用于向所述智能定位标签写入实验员的个人信息；

人员识别装置，用于实时检测实验室特定区域的人员信息；

数据处理装置，用于将所述人员识别装置获取的人员信息与智能标签识别装置读取的人员个人信息进行对比，如果信息比对结果不一致，则发送告警信息给报警装置，所述报警装置发出警报。

本发明提供的基于人员识别的实验室管理系统可以管理实验室人员的情况，并对实验室人员进行定位，当发现实验室人员在特定区域时，控制和管理实验室的照明控制装置和设备控制装置，以达到智能管理实验室的目的，这样做不但可以保证实验室的安全和有序管理，还可以降低实验室的能耗，实现了实验室管理的智能化，提高了实验室管理的效率和水平。

具体而言，本发明提供的基于人员识别的实验室管理系统包括：

1、人员定位

传统管理模式为：传统实验室不具备人员定位的功能，实验室人员分配门禁卡，通常为ID卡或IC卡，这种卡片只能起到管理人员的进出门的作用，功能性不强，且实验室及人员的安全很难得到保障。

基于人员识别技术的实验室人员、照明、设备管理系统：(1)智能定位标签:每一个标签有唯一的编号,分配给实验员进行佩戴或者固定在其实验服、工作服、安全帽等物品上,因此每个人员可以具有自己独特的编号及信息,同时安装在实验室各个角落的智能标签识别装置不停地扫描标签,可以实时获取人员的位置；(2)智能标签发卡器:每个标签所代表的人员信息通过发卡器写入,发卡器不仅每次可写入一个标签的信息,同时也可以进行批量发卡,方便快捷；(3)智能标签识别装置:布置于药品库、实验室、走廊、废品区、气瓶区等，可实时扫描智能定位标签，确定人员位置，起到安全管理实验室的目的。(4)人员识别模块：布置于药品库、实验室、走廊、废品区、气瓶区等，可实时检测上述区域内人员情况。(5)人形识别模块：布置于药品库、实验室、走廊、废品区、气瓶区等，可实时检测上述区域内人员情况。(6)数据处理模块：将人员识别模块和/或人形识别模块得到的人员情况与智能标签识别结果进行对比，如有标签与人员不符的情况，进行报警等操作

2、照明控制

传统的管理模式为：由实验员或者管理员手动关闭，效率低，时效性差，常常因为人员疏忽造成电能的大量浪费

一种基于人员识别技术的实验室管理系统的照明控制装置：(1)智能定位：通过智能定位标签和标签识别装置确定人员位置；(2)人员识别模块：安装在进门入口处判断人员进出或安装在实验室区域判断区域内是否有人员，另外，该模块也可以识别环境光照强度；(3)人形识别：采集图像，交由处理器进行计算，识别试验区域人员。

通过以上一种或多种组合方式，可以准确的确定人员所在区域，判断照明灯光是否还需使用，避免了繁琐的手动操作，也防止了由于失误造成的能源浪费。

3、设备管理

传统的管理模式：实验室内供电设备种类众多，由操作者手动的进行设备的开闭及电源的通断，长时使用的设备如冰箱、烘箱、水浴锅等，由于没有人员看管，出现断电、老化等故障时极易引起事故，严重的可能会造成人员伤亡及实验室财产损失。

一种基于人员识别技术的实验室管理系统的照明控制装置：(1)智能定位：通过智能定位标签和标签识别装置确定人员位置；(2)热释电传感器：安装在进门入口处判断人员进出；(3)人形识别：采集图像，交由处理器进行计算，识别试验区域人员。除此之外，所述采集模块还包括人脸识别装置、指纹识别装置、虹膜识别装置或语音识别装置任一可以识别人员信息的采集模块。

通过以上三种方式，可以准确的确定人员所在区域，若仪器运行时，实验室内没有相关人员，则进行报警提示，判断是否需要关闭设备，防患于未然；或在服务器软件中设置管理策略，综合人员、光照、设备用电情况等因素，进行报警、关闭或打开相关设备等操作。

本发明提供的基于人员识别的实验室管理方法还进一步包括：

1、人员定位

(1)在实验室多个区域的墙壁或屋顶等合适的位置安装智能标签识别装置；

(2)通过智能标签发卡器或智能标签识别装置读取标签后，在操作软件内向智能标签录入人员信息；

(3)实验人员分配智能定位标签；

(4)持有定位标签的实验人员进入安装有标签识别的区域即可实现定位；

(5)红外人员识别模块，识别区域内人员情况；

(6)人形识别模块，识别区域内人员情况；

(7)红外人员识别模块、人形识别模块检测到的人员信息与智能标签识别装置检测到的人员信息进行对比分析，可以进行人员位置信息统计，判断人员进入无权限区域、人员未按照规定佩戴实验服或安全帽等、非法入侵等。

2、灯光控制

(1)可根据时间、人员、环境光照强度等一个因素或多因素组合策略，自动控制实验室的灯光开启、关闭，或推送提醒信息至管理员；

(2)可远程查看灯光目前的开启、关闭状态；

(3)可远程进行灯光的开启、关闭。

3、设备管理

(1)可根据时间、人员等一个因素或多因素组合策略，自动控制实验室相关设备的开启、关闭，或推送提醒信息至管理员；

(2)可远程查看设备目前的开启、关闭状态；

(3)可远程进行设备的开启、关闭。

本发明提供的基于人员识别的实验室管理系统中的照明控制装置，用于实时读取人员识别装置的信息，并根据人员识别装置的信息控制实验室的照明系统。当人员识别装置检测到实验室特定区域无人员时，所述照明控制装置关闭实验室照明系统；当人员识别装置检测到实验室有特定人员时，照明控制装置根据所述人员识别装置检测的信息、智能标签识别装置读取的定位信息和预先设定的照明要求，控制人员所在区域的光照强度。

本发明提供的基于人员识别的实验室管理系统中的设备管理装置，所述设备管理装置用于实时读取人员识别装置的信息，并根据人员识别装置的信息控制实验室仪器的运行状态。所述设备管理装置根据人员识别装置的信息控制实验室仪器的运行状态进一步包括：当人员识别装置检测到实验室特定区域无人员时，并且当设备管理装置判断需要关闭实验室仪器时，则关闭实验室仪器；当人员识别装置检测到实验室有特定人员时，设备管理装置根据所述人员识别装置检测的信息、智能标签识别装置读取的定位信息和预先设定的使用条件，管理和控制实验室人员所在区域所使用的实验室仪器。

如图3所示，本发明还提供了一种基于人员识别的实验室管理方法，所述方法包括如下步骤，

步骤301，向实验员分配智能定位标签以区分每一位实验员；

步骤302，智能标签发卡器向智能定位标签写入实验员的个人信息；

步骤303，读取所述智能定位标签以识别实验员，并能确定所述实验员的位置；

步骤304，人员识别装置实时检测实验室特定区域的人员信息；

步骤305，数据处理装置将人员识别装置获取的人员信息与智能标签识别装置读取的人员个人信息进行对比，如果信息比对结果不一致，则发送告警信息给报警装置，所述报警装置发出警报；

步骤306，报警装置根据收到的告警信息发出警报。

本领域普通技术人员还应当明白，结合本申请所公开内容描述的各种示例性的模块、装置和步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或二者的组合。为了清楚地表示硬件和软件之间的可交换性，上面对各种示例性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了总体描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本发明的保护范围。

用于执行本申请所述功能的通用处理器(CPU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件部件或者其任意组合，可以用来实现或执行结合本申请所公开内容描述的各种示例性的逻辑框、模块和电路。通用处理器可以是微处理器，或者，该处理器也可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器也可以实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、若干微处理器、一个或多个微处理器与DSP内核的结合，或者任何其它此种结构。结合本申请所公开内容描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或两者的组合。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动硬盘、CD-ROM或者本领域已知的任何其它形式的存储介质中。可以将一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使该处理器能够从该存储介质读取信息，并且可向该存储介质写入信息。或者，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该ASIC可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。

本申请接受各种修改和可替换的形式，具体的实施方式已经在附图中借助于实施例来显示并且已经在本申请详细描述。但是，本申请不意在受限于公开的特定形式。相反，本申请意在包括本申请范围内的所有修改形式、等价物、和可替换物，本申请的范围由所附权利要求及其法律等效物限定。

Claims (10)

1.一种基于人员识别的实验室管理系统，其特征在于，所述系统包括：

智能定位标签、智能标签发卡器、智能标签识别装置、人员识别装置、数据处理装置和报警装置；其中，

智能定位标签，用于分配给实验员以区分每一位实验员；

智能标签识别装置，用于读取所述智能定位标签以识别实验员，并能确定所述实验员的位置；智能标签发卡器，用于向所述智能定位标签写入实验员的个人信息；

人员识别装置，用于实时检测实验室特定区域的人员信息；

数据处理装置，用于将所述人员识别装置获取的人员信息与智能标签识别装置读取的人员个人信息进行对比，如果信息比对结果不一致，则发送告警信息给报警装置，所述报警装置根据告警信息发出警报。

2.如权利要求1所述的基于人员识别的实验室管理系统，进一步包括：

照明控制装置，所述照明控制装置用于实时读取人员识别装置的信息，并根据人员识别装置的信息控制实验室的照明系统。

3.如权利要求2所述的基于人员识别的实验室管理系统，所述照明控制装置根据人员识别装置的信息控制实验室的照明系统进一步包括：

当人员识别装置检测到实验室特定区域无人员时，所述照明控制装置关闭实验室照明系统；当人员识别装置检测到实验室有特定人员时，所述照明控制装置根据所述人员识别装置检测的信息、智能标签识别装置读取的定位信息和预先设定的照明要求，控制人员所在区域的光照强度。

4.如权利要求1所述的基于人员识别的实验室管理系统，进一步包括：

设备管理装置，所述设备管理装置用于实时读取人员识别装置的信息，并根据人员识别装置的信息控制实验室仪器的运行状态。

5.如权利要求4所述的基于人员识别的实验室管理系统，所述设备管理装置根据人员识别装置的信息控制实验室仪器的运行状态进一步包括：

当人员识别装置检测到实验室特定区域无人员时，并且当设备管理装置判断需要关闭实验室仪器时，则关闭实验室仪器；

当人员识别装置检测到实验室有特定人员时，所述设备管理装置根据所述人员识别装置检测的信息、智能标签识别装置读取的定位信息和预先设定的使用条件，管理实验室人员所在区域所使用的实验室仪器。

6.如权利要求3所述的基于人员识别的实验室管理系统，所述预先设定的照明要求根据时间、人员或环境光照强度一个或其组合确定，并且所述照明控制装置根据控制条件自动管理实验室灯光的开启、关闭或推送信息至实验室管理员。

7.如权利要求5所述的基于人员识别的实验室管理系统，所述预先设定的使用条件根据时间和/或人员确定，并且所述设备管理装置根据控制条件自动管理实验室仪器的开启、关闭或推送信息至实验室管理员。

8.如权利要求1所述的基于人员识别的实验室管理系统，进一步包括，

所述智能标签识别装置设置位于可以识别实验室人员位置的实验室的墙壁或屋顶任意位置。

9.如权利要求1所述的基于人员识别的实验室管理系统，进一步包括，

所述人员识别装置包括识别人员的采集模块，所述采集模块包括红外识别装置、人形识别装置、人脸识别装置、指纹识别装置、虹膜识别装置或语音识别装置任意可以识别人员信息的采集模块。

10.一种基于人员识别的实验室管理方法，所述方法包括如下步骤，

步骤1，向实验员分配智能定位标签以区分每一位实验员；

步骤2，智能标签发卡器向智能定位标签写入实验员的个人信息；

步骤3，读取所述智能定位标签以识别实验员，并能确定所述实验员的位置；

步骤4，人员识别装置实时检测实验室特定区域的人员信息；

步骤5，数据处理装置将所述人员识别装置获取的人员信息与智能标签识别装置读取的人员个人信息进行对比，如果信息比对结果不一致，则发送告警信息给报警装置；

步骤6，所述报警装置接收数据处理装置发送的告警信息，并根据告警信息发出警报。