CN112904785A

CN112904785A - 一种实验室智能安全预警系统

Info

Publication number: CN112904785A
Application number: CN201911230114.4A
Authority: CN
Inventors: 王立言; 张乐乐; 芦进
Original assignee: Luoyang Tmaxtree Biotechnology Co ltd
Current assignee: Luoyang Tmaxtree Biotechnology Co ltd
Priority date: 2019-12-04
Filing date: 2019-12-04
Publication date: 2021-06-04

Abstract

本发明涉及一种实验室智能安全预警系统。所述一种实验室智能安全预警系统包括包括视频监控模块、温湿度监控模块、气体监测模块、危险设备监测模块、系统服务器、现场主机及其计算机程序及报警装置。本发明改变传统依靠实验室管理员实地查看检查模式，方便其通过视频以及环境、设备参数的实时动态数据，对实验室危险情况进行有效判断，实现基于实验室视频监控、环境监测和危险设备监测多级联动智能安全预警，提高预警能力，把风险扼杀在萌芽状态，大大提高了实验室安全管理效率。

Description

一种实验室智能安全预警系统

技术领域

本发明涉及实验室安全系统，尤其涉及到一种实验室智能安全预警系统。

背景技术

高校、研究院所的实验室是一个非常复杂的环境。主要体现在人员方面数量多、结构复杂、流动性大、素质参差不齐等，环境方面经常使用危化品及危险设备，且危险化学品数量杂乱，使用频率高。另外科研工作的创新性给实验室管理带来更多的不可预测性。传统的实验室监控模式主要靠制定相应的规章制度依靠实验室管理员进行监督管理，管理效率低、监管不全面、主观因素影响较大，问题发生时无法及时有效告知、防范、避免危险。近年来，少数实验室已经具备利用传感器等电子化手段来实现事故的报警。

本发明人前期研究了一种实验室环境管理系统、设备和方法（专利公开号CN109426206A），有效利用了传感器对实验室环境进行监控预警。但仅仅依靠传感器的参数进行预警，容易造成误报或重要报警信息被忽视等问题，因此有必要进一步开发基于实验室视频监控、环境监测和危险设备监测多级联动的智能安全预警系统，提高预警能力，把风险扼杀在萌芽状态。

发明内容

本发明涉及一种实验室智能安全预警系统。所述一种实验室智能安全预警系统包括视频监控模块、温湿度监控模块、气体监测模块、危险设备监测模块、系统服务器、现场主机及其计算机程序及报警装置。本发明解决了实验室管理中存在的安全环境复杂、监管不全面、安全问题发生时无法及时有效告知、防范、避免危险。

具体来说，本发明涉及一种实验室智能安全预警系统，所述系统包括：

视频监控模块，所述视频监控模块包括用户终端，远程实时视频采集系统；

温湿度监控模块，所述温湿度监控模块包括温湿度采集装置；

气体监测模块，所述气体监测模块包括气体采集装置；

危险设备监测模块，所述危险设备监测模块包括危险设备及其实时参数监测传感器；

辅助实现所述视频监控模块、温湿度监控模块、气体监测模块、危险设备监测模块功能的系统服务器、现场主机及其计算机程序；

以及检测所述视频监控模块、温湿度监控模块、气体监测模块、危险设备监测模块异常的报警装置组成；

当报警装置报警时，所述系统服务器将报警信息推给设定的用户终端。

根据本发明的实施例，所述视频监控模块的用户终端为移动终端，进一步为pad、手机；所述视频监控模块的远程实时视频采集系统用于实验室现场视频采集，及实时对讲和云台360°预览。

根据本发明的实施例，所述视频监控模块可以实现视频实时查看和选择回放的视频监控模块。

根据本发明的实施例，所述温湿度采集装置由温湿度采集装置对应的传感器获取实时数据，并由主机预先设定温湿度阈值。

根据本发明的实施例，所述气体监测模块用于采集氧气、氮气、氢气、有毒气体、易燃气体、挥发性有机物、二氧化碳、二氧化硫、一氧化氮、丙烯腈、磷化氢、二氧化氮、氨气、臭氧、氯气、氰化氢、一氧化碳中的一种或多种的气体参数。

根据本发明的实施例，所述气体参数为气体种类、含量，由主机预先设定气体种类、含量的阈值。

根据本发明的实施例，所述危险设备实时参数包括设备温度、电压、电流、转速、连续工作时长，并由主机预先设定设备温度、电压、电流、转速、连续工作时长、噪音的阈值。

根据本发明的实施例，所述系统服务器推送的报警信息以短信、消息、通知、电话一种或方式推送给设定的用户终端。

根据本发明的实施例，所述报警信息推送给设定的用户终端后，当且仅当用户终端知晓并点击确认后才终止报警。

与已有技术相比，本发明的有益效果在于，通过屏监控模块、温湿度监控模块、气体监测模块、危险设备监测模块，改变传统依靠实验室管理员实地查看检查模式，方便其通过视频以及环境、设备参数的实时动态数据，对实验室危险情况进行有效判断，实现基于实验室视频监控、环境监测和危险设备监测多级联动智能安全预警，提高预警能力，把风险扼杀在萌芽状态，大大提高了实验室安全管理效率。

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，并不构成本发明的限定。在附图中：

图1为本发明一种实验室智能安全预警系统结构示意图；

图2为本发明一种实验室智能安全预警系统逻辑结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种实验室智能安全预警系统进行说明。

图1为本发明的一种实验室智能安全预警系统结构示意图。

一种实验室智能安全预警系统，所述系统包括：

气体监测模块，所述气体监测模块包括气体采集装置；

传统视频监控大多是独立于实验室的楼宇监控，并不是为实验室安全管理而设计的。实验室老师或者责任人对其查看的权限和方便都有限，常常导致实验室出现问题时及时并且直观的查看实验室状况，以至于无法对实验室危险情况进行有效判断，从而可能导致更加严重的后果。

本发明视频监控模块通过移动端（包括pad、手机等）软件的方式安全员或者实验室教师可以选择自己管辖的实验室随时随地进行在线实时查看，对当前画面进行截图分享，同时支持对实验室录像的按时间回放（需要搭配硬盘录像机使用）；支持实时对讲和云台360°预览。如选购的摄像头包含支持对讲的的功能可以让管理人实时与实验室人员及时沟通远程指导及时消灭隐患，如摄像头支持云台那么管理人员可以远程控制摄像头移动查看。对捕捉摄像头画面进行分析，识别画面中的异常移动或者其它定义为异常的信息，并报警给相关管理人员。

对实验室温湿度监控，传统模式常常需要人为间隔不同时间段进行实地查看，不但浪费人力，而且容易造成历史数据的遗失。本发明温湿度监控模块对实验室区域或者特定制定设备，依据不同的实际需求按照红外监控模块或者接触式传感器；设置限制范围，管理人员即可在移动端查看温湿度数据，同时数据会行程温湿度轨迹图方便人员查看与记录；当温度或者湿度到达设定的限值后自动触发报警，系统发送报警信息通知管理员；系统自动记录传回监控数值，管理人员可以选择查看实验室的温湿度历史数据，分析哪些设备或者实验室风险较大从而加强管理。

实验室常常缺乏对危险气体检测装置，同时由于操作人员的不确定性和缺乏相关操作经验，极易导致气体泄漏事故，由于某些危险气体无法靠感官来判断，容易导致事故的发生。即使实验室安装检测装置也只是采用声光报警提醒范围有限无法第一时间通知到最了解实验室情况的责任人员。本发明气体监测模块可对气体进行检测，对超过阈值进行报警，该模块可自动记录时间、地点、报警类型，并提醒在实验室气体超阈值的人员注意气体危险；此外，气体检测模块按照设定频率自动传回当前气体含量数据，实验室管理人员可以在移动端实时看到气体曲线，同时发现未达报警范围但已经异常的气体含量信息。

实验室设备大多是独立工作的，实验人员对设备的操作熟练度也往往不同，出现危险信号时，无法及时反馈。本发明危险设备监测模块可实时读取设备参数，结合用户设置通过计算机分析后决定是否告知实验室管理人员。当传感器传回的数据根据用户设定的规则过滤后一旦被判定为报警信息，模块会通过用户需求的方式（短信，消息，通知，电话）及时通知用户处理。如果是系统误报管理人员可以一键标记，系统会自动记录，停止报警。危险设备监测报警模块可以根据用户需求单独打开或者关闭。

视频监控模块、温湿度监控模块、气体监测模块、危险设备监测模块异常信息在系统主页面的都有直接显示，实验室管理人员可以快速的判断问题实验室报警后可与视频、温湿度、气体、设备监测模块进行联动，报警后直接进入报警的实验室页面，通过摄像头结合温度湿度、气体、设备等传感器数据综合给出实验室当前情况的准确判断，给出最优的解决方案。

视频监控模块、温湿度监控模块、气体监测模块、危险设备监测模块之间数据互通，实现报警联动。当任一模块触发报警阈值，系统可根据触发报警传感器的位置信息自动关联相应的视频监控设备，并触发视频拍照截图和录像功能。用户可在收到报警信息的第一时间通过PC或移动端调取查看，以便用户快速确认现场情况并进行处置，将危险消灭在萌芽状态中。

一种实验室智能安全预警系统是根据实验室环境特点和相关技术需求进行设计的，已分布式架构提供的实验室智能安全预警解决方案，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。

图2示出了本发明一种实验室智能安全预警系统的逻辑结构示意图。本发明实验室智能安全预警系统实平台的设计以 B/S 模式和MVC模型为架构基础进行开发完成的，主要分为以下几个层次：

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）业务支撑层

用于支撑业务流程的认证的消息组件的通信。

4) 数据库层

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。

5）网络层

网络层用于表示可以利用现有的通信协议实现实验室设备之间的通信。

6）感知层

感知层用于表示数据采集。

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

1.一种实验室智能安全预警系统，其特征在于，所述系统包括：

气体监测模块，所述气体监测模块包括气体采集装置；

2.根据权利要求1所述的实验室智能安全预警系统，其特征在于，所述视频监控模块的用户终端为移动终端，进一步为pad、手机；所述视频监控模块的远程实时视频采集系统用于实验室现场视频采集，及实时对讲和云台360°预览。

3.根据权利要求2所述的实验室智能安全预警系统，其特征在于，所述视频监控模块可以实现视频实时查看和选择回放的视频监控模块。

4.根据权利要求1所述的实验室智能安全预警系统，其特征在于，所述温湿度采集装置由温湿度采集装置对应的传感器获取实时数据，并由主机预先设定温湿度阈值。

5.根据权利要求1所述的实验室智能安全预警系统，其特征在于，所述气体监测模块用于采集氧气、氮气、氢气、有毒气体、易燃气体、挥发性有机物、二氧化碳、二氧化硫、一氧化氮、丙烯腈、磷化氢、二氧化氮、氨气、臭氧、氯气、氰化氢、一氧化碳中的一种或多种的气体参数。

6.根据权利要求5所述的实验室智能安全预警系统，其特征在于，所述气体参数为气体种类、含量，由主机预先设定气体种类、含量的阈值。

7.根据权利要求1所述的实验室智能安全预警系统，其特征在于，所述危险设备实时参数包括设备温度、电压、电流、转速、连续工作时长，并由主机预先设定设备温度、电压、电流、转速、连续工作时长、噪音的阈值。

8.根据权利要求1所述的实验室智能安全预警系统，其特征在于，所述系统服务器推送的报警信息以短信、消息、通知、电话一种或方式推送给设定的用户终端。

9.根据权利要求1所述的实验室智能安全预警系统，其特征在于，所述报警信息推送给设定的用户终端后，当且仅当用户终端知晓并点击确认后才终止报警。