CN113129524A - 非固定型生物试剂冰冻管理柜 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种非固定型生物试剂冰冻管理柜，用于对实验室中被实验员随意放置且需要低温存放的生物试剂的试剂瓶进行有效管理，其特征在于，包括：柜体，包括柜部、设置在柜部内且构成多个放置层的多个层间板、从每个放置层的上侧的层间板向外侧延伸的层檐以及与每个放置层对应且安装在柜部上的多个保温柜门，每个放置层用于放置设有包含与试剂瓶中生物试剂相对应的试剂信息的试剂标签的试剂瓶；多个标签识别器，分别设置在各个层檐上靠近保温柜门的外侧表面的位置处，用于识别试剂标签；电子锁，与保温柜门对应设置且设置在保温柜门或柜部的门框上，用于将保温柜门锁定在门框上；感应器；身份识别器；温度调节装置以及主控芯片。

Description

非固定型生物试剂冰冻管理柜

技术领域

本发明涉及一种非固定型生物试剂冰冻管理柜。

背景技术

实验室中，对于需要冰冻存储的生物试剂，会采用对应的冷藏柜进行存储，然而，随着实验人员的长期取用、放回后，实验室中的生物试剂无疑会变得放置混乱，甚至无法确认生物试剂的所在。

一般而言，实验室中会通过划分冷藏柜的方式将各个生物试剂分类存储，但是，若是生物试剂的数量规模较大、或是冷藏柜被长时间使用后，依然会产生生物试剂的状态不明以及在冷藏柜中放置混乱的问题，这时实验员将花费大量时间在寻找所需的生物试剂上，同时还存在该生物试剂已被其他实验员取出的情况。

另一方面，由于部分生物试剂需要-30℃以下的超低温环境进行存储，在这种温度下，常规的电子器件很难进行有效的工作，也就难以通过布设传感器等方式对试剂柜中的生物试剂的状态进行监测。

发明内容

为解决上述问题，提供一种既能够对实验室中的需要冰冻存储的生物试剂进行有效管理，也能够方便实验员进行存取的非固定型生物试剂冰冻管理柜，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种非固定型生物试剂冰冻管理柜，用于对实验室中被实验员随意放置且需要低温存放的生物试剂的试剂瓶进行有效管理，其特征在于，包括：柜体，包括柜部、设置在柜部内且构成多个放置层的多个层间板、从每个放置层的上侧的层间板向外侧延伸的层檐以及与每个放置层对应且安装在柜部上的多个保温柜门，每个放置层用于放置设有包含与试剂瓶中生物试剂相对应的试剂信息的试剂标签的试剂瓶；多个标签识别器，分别设置在各个层檐上靠近保温柜门的外侧表面的位置处，用于识别试剂标签；电子锁，与保温柜门对应设置且设置在保温柜门或柜部的门框上，用于将保温柜门锁定在门框上；感应器，与保温柜门对应设置且设置在柜门或柜部上，用于对柜门开闭状态进行感应；身份识别器，设置在柜门上，用于识别实验员的身份识别信息；温度调节装置，设置在柜体内，用于调节各个放置层中的环境温度从而使其保持低温环境；以及主控芯片，设置在柜体内，分别与电子锁、传感器、身份识别器以及标签识别器相通信连接，其中，一旦身份识别器识别到通过实验员的操作而获取的身份识别信息时就将该身份识别信息发送给主控芯片，该主控芯片就对接收到的身份识别信息进行真伪判定并在判定为真后向电子锁发送解锁信号从而让电子锁解除柜门的锁定使得柜门能够被打开，当实验员取走柜体内任意的试剂瓶或者放入使用过的试剂瓶到任意一个层间板上的随意位置后，一旦传感器感应到柜门被开启就发送开门感应信号给主控芯片，该主控芯片就基于开门感应信号发送一个工作信号给每一个标签识别器，从而让每一个标签识别器识别得到相应层间板上当前存在的每一个试剂瓶的试剂信息。

发明作用与效果

根据本发明的非固定型生物试剂冰冻管理柜，由于在柜体内通过各个层间板形成多个用于存放生物试剂的放置层，并通过温度调节装置以及各个保温柜门使得柜体内保持低温环境，因此放置层中能够用于存放需要冷冻保藏的生物试剂。还由于将每个放置层上侧的层间板向外延伸并形成层檐，进一步分别在各个层檐上靠近保温柜门外侧的位置设置标签识别器，因此在实验员打开保温柜门并取出或放入设有试剂标签的生物试剂时，标签识别器就能够完成对试剂标签的识别从而容易地对生物试剂的存取状态进行确定，同时，由于标签识别器设置在保温柜门的外侧，即暴露在常温中，因此即使柜体内需要设置超低温来保存生物试剂也不会影响到柜体外部的标签识别器，从而正常地对试剂柜中每一瓶生物试剂进行监控。通过本发明的非固定型生物试剂冰冻管理柜，实验员可以随意地在任意放置层中放置试剂瓶而不用担心产生试剂瓶的管理混乱。

另外，试剂柜中还设置有能够锁定柜门的电子锁、感应柜门开闭的传感器以及对实验员的身份进行识别的身份识别器，因此能够在试剂柜被打开前对实验员的身份进行判定在符合要求时才让实验员开启柜门，提高了非固定型生物试剂冰冻管理柜的安全性，也能够根据实际需要设定柜门解锁的条件，灵活地适配不同实验室中针对不同试剂的管理。

附图说明

图1是本发明实施例一中非固定型生物试剂冰冻管理柜的构成示意图；

图2是本发明实施例一中试剂瓶的放置状态示意图；

图3是本发明实施例一中标签识别器的安装位置示意图；

图4是本发明实施例一中标签识别器的范围示意图；

图5是本发明实施例一中非固定型生物试剂冰冻管理柜的功能框图；以及

图6是本发明实施例二中标签识别器的范围示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的基于实验的非固定型生物试剂冰冻管理柜作具体阐述。

作为一种实施形态，本发明提供了一种非固定型生物试剂冰冻管理柜，用于对实验室中被实验员随意放置且需要低温存放的生物试剂的试剂瓶进行有效管理，其特征在于，包括：柜体，包括柜部、设置在柜部内且构成多个放置层的多个层间板、从每个放置层的上侧的层间板向外侧延伸的层檐以及与每个放置层对应且安装在柜部上的多个保温柜门，每个放置层用于放置设有包含与试剂瓶中生物试剂相对应的试剂信息的试剂标签的试剂瓶；多个标签识别器，分别设置在各个层檐上靠近保温柜门的外侧表面的位置处，用于识别试剂标签；电子锁，与保温柜门对应设置且设置在保温柜门或柜部的门框上，用于将保温柜门锁定在门框上；感应器，与保温柜门对应设置且设置在柜门或柜部上，用于对柜门开闭状态进行感应；身份识别器，设置在柜门上，用于识别实验员的身份识别信息；温度调节装置，设置在柜体内，用于调节各个放置层中的环境温度从而使其保持低温环境；以及主控芯片，设置在柜体内，分别与电子锁、传感器、身份识别器以及标签识别器相通信连接，其中，一旦身份识别器识别到通过实验员的操作而获取的身份识别信息时就将该身份识别信息发送给主控芯片，该主控芯片就对接收到的身份识别信息进行真伪判定并在判定为真后向电子锁发送解锁信号从而让电子锁解除柜门的锁定使得柜门能够被打开，当实验员取走柜体内任意的试剂瓶或者放入使用过的试剂瓶到任意一个层间板上的随意位置后，一旦传感器感应到柜门被开启就发送开门感应信号给主控芯片，该主控芯片就基于开门感应信号发送一个工作信号给每一个标签识别器，从而让每一个标签识别器识别得到相应层间板上当前存在的每一个试剂瓶的试剂信息。

在上述实施形态中，还可以具有这样的技术特征，其中，低温环境为-10℃至-100℃的超低温环境，试剂标签为适应超低温环境的RFID标签，标签识别器为RFID阅读器，RFID阅读器的读取范围覆盖整个层间板。

在上述实施形态中，还可以具有这样的技术特征，其中，每个层檐的长度方向两端各设有一个RFID阅读器，RFID阅读器的读取范围大于层间板的宽度的二分之一且小于层间板的宽度。

在上述实施形态中，还可以具有这样的技术特征，其中，身份识别信息为由实验员持有的开门卡中的开门信息、密码、与该实验员的身份相对应的二维码信息、该实验员的指纹信息、人脸信息、虹膜信息或是声纹信息，身份识别器为与身份识别信息相对应的读卡器、密码输入器、二维码读取器、指纹采集器、人脸采集器、虹膜采集器或是声纹采集器。

在上述实施形态中，还可以具有这样的技术特征，其中，主控芯片中还设有一个试剂信息数据库，一旦标签识别器识别得到相应层板上当前存在的每一个试剂瓶的试剂信息时，主控芯片就基于当前存在的每一个试剂瓶的试剂信息对试剂信息数据库进行更新。

在上述实施形态中，还可以具有这样的技术特征，还包括：语音提示装置，设置在柜体上，与主控芯片相通信连接，其中，主控芯片中还设有一个实验员信息数据库，该实验员信息数据库含有身份识别信息以及相对应的可用试剂信息，当实验员取走柜体内任意的试剂瓶后，一旦标签识别器识别得到相应层板上当前存在的每一个试剂瓶的试剂信息时，主控芯片就根据得到的试剂信息进行试剂信息比对操作，若比对出缺失的试剂信息并作为缺失试剂信息时，主控芯片就基于实验员信息数据库根据识别到的身份识别信息以及缺失试剂信息判定相应的可用试剂信息中是否含有与缺失试剂信息相一致的信息，若判定不含有相一致的信息，主控芯片就发送提取错误信号给语音提示装置，该语音提示装置基于提取错误信号发出相应的警告提示。

在上述实施形态中，还可以具有这样的技术特征，还包括：语音提示装置，设置在柜体上，与主控芯片相通信连接，其中，主控芯片中还设有一个实验员信息数据库，该实验员信息数据库含有身份识别信息以及相对应的可用试剂信息，当实验员放入使用过的试剂瓶到任意一个层板上的随意位置后，一旦标签识别器识别得到相应层板上当前存在的每一个试剂瓶的试剂信息时，主控芯片就根据得到的试剂信息进行试剂信息比对操作，若比对出新增的试剂信息并作为新增试剂信息时，主控芯片就基于实验员信息数据库根据识别到的身份识别信息以及新增试剂信息判定相应的可用试剂信息中是否含有与新增试剂信息相一致的信息，若判定不含有相一致的信息，主控芯片就发送放入错误信号给语音提示装置，该语音提示装置基于放入错误信号发出相应的警告提示。

在上述实施形态中，还可以具有这样的技术特征，还包括：显示装置，设置在柜体上，与主控芯片相通信连接，其中，主控芯片中还设有一个实验员信息数据库，该实验员信息数据库含有身份识别信息以及相对应的可用试剂信息，当实验员取走柜体内任意的试剂瓶后，一旦标签识别器识别得到相应层板上当前存在的每一个试剂瓶的试剂信息时，主控芯片就根据得到的试剂信息进行试剂信息比对操作，若比对出缺失的试剂信息并作为缺失试剂信息时，主控芯片就基于实验员信息数据库根据识别到的身份识别信息以及缺失试剂信息判定相应的可用试剂信息中是否含有与缺失试剂信息相一致的信息，若判定不含有相一致的信息，主控芯片就发送提取错误信号以及缺失试剂信息给显示装置，该显示装置基于提取错误信号以及缺失试剂信息显示相应的警告提示。

在上述实施形态中，还可以具有这样的技术特征，还包括：显示装置，设置在柜体上，与主控芯片相通信连接，其中，主控芯片中还设有一个实验员信息数据库，该实验员信息数据库含有身份识别信息以及相对应的可用试剂信息，当实验员放入使用过的试剂瓶到任意一个层板上的随意位置后，一旦标签识别器识别得到相应层板上当前存在的每一个试剂瓶的试剂信息时，主控芯片就根据得到的试剂信息进行试剂信息比对操作，若比对出新增的试剂信息并作为新增试剂信息时，主控芯片就基于实验员信息数据库根据识别到的身份识别信息以及新增试剂信息判定相应的可用试剂信息中是否含有与新增试剂信息相一致的信息，若判定不含有相一致的信息，主控芯片就发送放入错误信号以及新增试剂信息给显示装置，该显示装置基于放入错误信号以及新增试剂信息显示相应的警告提示。

在上述实施形态中，还可以具有这样的技术特征，其中，主控芯片还设有一个管理员数据库，该管理员数据库含有用于联系管理员的管理联系信息，一旦警告信息被发出或显示时，主控芯片还根据管理联系信息将与警告提示相对应的内容以及识别到的身份识别信息发送给管理员终端。

<实施例一>

本实施例一涉及一种非固定型生物试剂冰冻管理柜，该非固定型生物试剂冰冻管理柜设置在实验室中，用于放置装有需要冰冻的各种生物试剂的试剂瓶。

图1是本发明实施例一中非固定型生物试剂冰冻管理柜的结构示意图。

如图1所示，非固定型生物试剂冰冻管理柜100具有柜体10、电子锁20、感应器30、身份识别器40、标签识别器50、温度调节器60、语音提示装置70以及主控芯片80。

本实施例中，非固定型生物试剂冰冻管理柜100与实验室中的管理服务器通过通信网络相通信连接，从而实现实验室中相关数据(例如实验员的身份识别信息、试剂的记录信息等数据)的交互(例如记录试剂的存取状态等)。

柜体10包括柜部11、三个用于放置试剂瓶的放置层121、从每个放置层121的上侧层间板向外侧延伸的层檐13以及与每个放置层121对应且安装在柜部上的多个保温柜门14。

电子锁20包括一个能够根据主控芯片80的电信号完成锁定及解锁的电子锁本体21以及一个配套的锁扣22。

本实施例中，电子锁本体21设置在柜部11正面、与保温柜门14相抵接的边缘部位(例如门框等部位)；锁扣22则设置在保温柜门14上并与电子锁本体21配套设置，从而在电子锁13锁定后使得保温柜门14无法被打开。

感应器30设置在柜体10的上方并与保温柜门14的边缘相抵接。本实施例中，感应器30采用了常规的距离传感器或是其他传感器，用于感应保温柜门14是否处于关闭状态。

身份识别器40设置在保温柜门14的表面，用于对实验员的身份识别信息进行识别。

本实施例中，身份识别信息为每个实验员各自具有的识别信息，通过该识别信息能够直接对应地判定实验员的身份。

本实施例中，身份识别信息可以为由实验员持有的开门卡中的开门信息、密码、与该实验员的身份相对应的二维码信息、实验员的指纹信息、人脸信息、虹膜信息或是声纹信息，身份识别器可以为与身份识别信息相对应的读卡器、密码输入器、二维码读取器、指纹采集器、人脸采集器、虹膜采集器或是声纹采集器，从而让实验员通过相应的方式对身份识别器40进行操作(即进行刷卡、输入密码、扫描二维码、验证指纹、拍摄人脸、采集虹膜、采集声纹等操作)从而让身份识别器40识别出该实验员的身份识别信息。

图2是本发明实施例中试剂瓶的放置状态示意图。

如图2所示，放置层121底部的层间板12上不具有任何针对试剂的限制结构，试剂瓶200可以不受限制地在各个放置层121中随意存放，每个试剂瓶200都设置有一个试剂标签201。

标签识别器50分别设置在各个层檐13上靠近保温柜门14的外侧表面的位置处，用于对各个放置层121中的试剂瓶200的试剂标签201进行识别。

本实施例中，试剂标签201含有试剂信息(例如，该试剂信息可以包含各个试剂瓶200的编号、以及相应试剂瓶200中试剂相关的名称、剂量等信息)的试剂标签201，标签识别器50能够对试剂标签201进行识别从而获得相应的试剂信息。该试剂标签201为一个耐低温的RFID标签，从而在放置层121内用于冰冻生物试剂的超低温环境(即-10℃至-100℃)中正常工作。其中，RFID标签可以随意地设置(例如通过粘贴等方式)在试剂瓶200的任意部位，RFID阅读器则需要设置在层檐13上(即试剂柜100外部的常温环境中)且保证该RFID阅读器的读取范围能够覆盖到放置层121中所有可能放置试剂瓶200的位置。

本实施例中，标签识别器50的数量与放置层121的数量对应，在进行试剂标签201的识别时，标签识别器50能够准确地识别出各个放置层121中所有的试剂标签，从而容易判定出实验员是在哪一层中提取或是归还了生物试剂。另外，通过对放置层121进行编号，就能进一步地使得实验员在提取时根据试剂位置的记录直接在对应的放置层121中提取试剂。

图3是本发明实施例的标签识别器的安装位置示意图，该图2示出了非固定型生物试剂冰冻管理柜的局部剖视结构。

如图1及图3所示，本实施例中，两个标签识别器50分别嵌入设置在相应的放置层11的上侧层间板的层檐13内，并且分别位于该层间板的宽度方向的两端位置处(相当于左右两侧)。同时，每个标签识别器50均位于层间板的外侧边缘位置处，该位置与柜门12的外侧表面位置相对应，也就是说，保温柜门14的保温层与放置层121的各个层间板之间围成了一个具有保温效果的空间，而标签识别器50位于该保温空间的外部，因而不受该空间内的低温影响，能够正常工作。

图4是本发明实施例的标签识别器的范围示意图。其中，图4(B)是宽度方向上的范围示意图，图4(A)是深度方向的范围示意图，图中的虚线均表示标签识别器的读取范围；另外，在图4(B)中，省去了保温柜门14。

如图4(A)所示，本实施例中，标签识别器50在宽度上的读取范围D大于层间板12的宽度L的二分之一，且小于层间板12的宽度L。由于标签识别器50分别位于层间板12的两端位置处，因此当试剂瓶200从靠近层间板一端的位置处被存放(例如从靠左或靠右位置处被放入放置层121内)时，仅有一个与该试剂瓶200靠近的标签识别器50能够读取到其上的试剂标签201，当试剂瓶200从靠近层间板中间的位置处被取放时，两个标签识别器50都能够读取到其上的样本标签201。例如，图4(A)中，试剂瓶200a被从右侧区域放入，其试剂标签201a在放入过程中仅被右侧的标签识别器50读取；试剂瓶200b被从中间区域放入，因此其试剂标签201a在放入过程中能同时被两个标签识别器50读取；试剂瓶200a被从左侧区域放入，其试剂标签201a在放入过程中仅被左侧的标签识别器50读取。由此，样本柜控制部可以根据两个标签识别器50读到生物标签的情况判定试剂瓶200被存放的大致位置(左侧区域、右侧区域或中间区域)。

另外，如图4(B)所示，从深度方向上看，本实施例的标签识别器50的阅读方向朝向内侧。具体地，本实施例的标签识别器50为定向RFID阅读器，将该定向RFID阅读器50略向内倾斜地安装，即可使其阅读方向朝向内侧。同时，本实施例中，标签识别器50所在位置处的层檐13设置了一个向内倾斜的斜坡部111A，以便标签识别器50的电磁波进入放置层内对其中的试剂瓶200上的样本标签201进行读取。例如，图4(B)中，一旦柜门14被打开，则标签识别器50可以位于放置层121内的试剂瓶200e上的试剂标签201e进行读取，但不能对尚未放进放置层121内的试剂瓶200d上的试剂标签201d进行读取。也就是说，由于标签识别器50的读取方向均朝向内侧，只有放置层121内的试剂瓶200上的样本标签201才会被读取，而试剂瓶200在被取放过程中则不会被读取到。

本实施例中标签识别器50对试剂标签201进行读取的过程如下：主控芯片80根据感应器30所感应到的柜门14开启情况，在柜门14开启的状态下控制标签识别器50进行持续读取并对读取到的样本标签201所含的样本判别信息进行暂存，在柜门14关闭后将最后读取到的全部样本标签201的样本判别信息、层号以及柜号进行输出，此时这些样本判别信息就对应了科研人员完成取放动作后当前放置层121内实际存在的生物样本200。

另外，本实施例中，层间板12中还具有金属夹层112，该金属夹层112形成屏蔽效应，因此标签识别器50也不会对相邻的放置层121内的试剂瓶200上的试剂标签201进行读取。

温度调节装置60设置在柜体10内(例如图3中在柜体底部设置)，用于调节各个放置层121中的环境温度从而使其保持低温环境。

本实施例中，温度调节装置60为常规的冷冻装置，包括贯穿层间板并用于对放置层121进行制冷的制冷剂回路61、与制冷剂回路相连接的压缩机62和冷凝器63以及用于对该压缩机和冷凝器的工作进行控制的温控器64。

本实施例中，温度调节装置60的工作温度为-10℃至-100℃，从而完成对试剂柜100内存放的生物试剂进行冷冻，在这种温度下，尤其是-30℃以下时，一般的电子部件无法进行正常的工作，然而本实施例的标签识别器50设置在层檐13上，即在常温下工作，一旦实验员(或其他相关人员)开启柜门时，标签识别器50即可完成对放置层121中所有试剂标签201的识别。

语音提示装置70设置在柜体10上(例如图1中所示，设置在柜体10的侧表面)，用于发出警告提示。

本实施例中，语音提示装置70包括一个内部存储器61以及一个扬声器62，内部存储器61中预先存储有设置好的提示语音信息，一旦语音提示装置70接收到主控芯片80发出的相应信号，扬声器62就会根据内部存储器61中存储的提示语音信息发出相应的警告提示从而警告实验员提取或放入了错误的试剂。

本实施例中，内部存储器61中存储有识别错误提示语音信息、提取错误提示语音信息、放入错误提示语音信息等。其中，识别错误提示语音用于在接收到主控芯片80发送的识别错误信号时由语音提示装置70进行提示，提取错误提示语音用于在接收到主控芯片80发送的提取错误信号时由语音提示装置70进行提示，放入错误提示语音用于在接收到主控芯片80发送的放入错误信号时由语音提示装置70进行提示。

另外，语音提示装置70还能够预先存储有其他的提示语音，例如在长时间未关闭柜门时进行提醒的关门提示语音等。

图5是本发明实施例一中非固定型生物试剂冰冻管理柜的功能框图。

主控芯片80设置在柜体10内，分别与电子锁20、感应器30、身份识别器40、标签识别器50、温度调节装置60以及语音提示装置70相电连接。

本实施例中，主控芯片80为一个常规的具有存储单元71、处理单元72以及控制单元73的微处理器，其中，存储单元71存储有实验员信息数据库、试剂信息数据库以及管理员信息数据库，控制单元73通过预先设定的程序生成相应的控制信号并对其他相连的部件进行控制。具体地：

一旦身份识别器40识别到实验员的身份识别信息并将该身份识别信息发送给主控芯片80时，主控芯片80根据接收到的身份识别信息进行真伪判定。

本实施例中，实验员信息数据库中存储有实验室中所有实验员的身份识别信息以及相对应的可用试剂信息，该可用试剂信息为每个实验员被允许使用的所有试剂的试剂信息。在主控芯片80进行真伪判定时，处理单元72就判定接收到的身份识别信息是否在实验员信息数据库中存在一致的信息，若存在则判定为真并由控制单元73向电子锁20发送一个解锁信号，从而让电子锁20解除保温柜门14的锁定使得实验员能够打开保温柜门14进行试剂的提取或归还。

另外，若处理单元72判定为伪则控制单元73就向语音提示装置70发送一个识别错误信号，从而让语音提示装置70发出识别错误提示语音。

一旦感应器30感应到保温柜门14被开启后并发送一个开门感应信号给主控芯片80时，主控芯片80发送一个工作信号给标签识别器50，从而让标签识别器50识别出各个对应各个层板上所有试剂瓶的试剂信息。

本实施例中，试剂信息数据库中存储有试剂柜中每个层板上放置的所有试剂瓶的试剂信息。在标签识别器50识别出试剂信息后，控制芯片73就会基于这些试剂信息对存储单元71中的试剂信息数据库进行更新，从而使得试剂信息数据库更新有当前在试剂柜中存在的试剂瓶的试剂信息。同时，处理单元72会对更新前的试剂信息以及识别出的试剂信息进行比对，从而比对出缺失或是新增的试剂信息(即缺失试剂信息或是新增试剂信息)。

此时，处理单元72还会基于实验员信息存储部根据身份识别信息以及缺失试剂信息(或是新增试剂信息)进行判定，从而判定在与身份识别信息相应的可用试剂信息中是否含有与缺失试剂信息(或是新增试剂信息)相一致的信息。若判定不含有相一致的信息，则表示实验员提取(或放入)了错误的试剂瓶，控制单元73向语音提示装置70发送一个提取错误信号(或放入错误信号)，从而让语音提示装置70发出提取错误提示语音(或放入错误提示语音)警告实验员提取(或放入)了错误的试剂。

另外，管理员数据库中存储有用于联系管理员的管理联系信息，在发送提取错误信号(或放入错误信号)的同时，控制单元73还会将与警告提示相对应的内容以及身份识别信息根据管理联系信息发送给管理员持有的管理员终端，从而通过管理员终端显示警告提示以及相应实验员身份让管理员进行相应处理。管理员终端可以为管理员的电脑、手机等计算机设备，控制单元73可以基于管理联系信息(该管理联系信息可以为管理员的电话号、邮箱或是IP地址等联系信息)通过通信网络将信息发送给管理员终端。

<实施例二>

本实施例二中，对于与实施例一具有同样结构的构成要素赋予同样的符号并省略相应的说明。

与实施例一相比，本实施例二的非固定型生物试剂冰冻管理柜中，标签识别器50的读取方向均朝向外侧。

图6是本发明实施例二的标签识别器的范围示意图。其中，图6(B)是宽度方向上的范围示意图，图6(A)是深度方向的范围示意图，图中的虚线均表示标签识别器的读取范围；另外，在图6(B)中，省去了柜门14。

如图6(A)所示，本实施例中，标签识别器50在宽度上的读取范围D大于层间板12的宽度L的二分之一，且小于该宽度L。由于标签识别器50分别位于层间板12的两端位置处，因此当生物试剂200从靠近层间板12一端的位置处被存放(例如从靠左或靠右位置处被放入放置层121内)时，仅有一个与该生物试剂200靠近的标签识别器50能够读取到其上的试剂标签201，当生物试剂200从靠近层间板12中间的位置处被取放时，两个标签识别器50都能够读取到其上的试剂标签201。例如，图6(A)中，生物试剂200a被从右侧区域放入，其生物标签201a在放入过程中仅被右侧的标签识别器50读取；生物试剂200b被从中间区域放入，因此其生物标签201a在放入过程中能同时被两个标签识别器50读取；生物试剂200a被从左侧区域放入，其生物标签201a在放入过程中仅被左侧的标签识别器50读取。由此，样本柜控制部可以根据两个标签识别器50读到生物标签的情况判定生物试剂200被存放的大致位置(左侧区域、右侧区域或中间区域)。

另外，如图6(B)所示，从深度方向上看，本实施例中的标签识别器50的读取方向均不朝向内侧(即不朝向放置层121内的方向)，使得无论柜门14打开或关闭状态下，该标签识别器50均不能读取放置层121内的生物试剂200上的试剂标签201。

具体地，本实施例二的标签识别器50为定向RFID阅读器，将该定向RFID阅读器略向外倾斜地安装，即可使其阅读方向朝向外侧从而仅在取放过程中对试剂标签201进行读取。例如，图6(B)中，一旦柜门14被打开，则标签识别器50可以对正在放入的生物试剂200d上的生物标签201d进行读取，但不能对已经位于放置层121内的生物试剂200e上的生物标签201e进行读取。也就是说，由于标签识别器50的读取方向均朝向外侧，放置层121内的生物试剂200上的试剂标签201不会被读取，生物试剂200只有在被取放过程中才能经过标签识别器50的阅读区域，使其上的试剂标签201被读取到。

<变形例>

本变形例中，对于与实施例一具有同样结构的构成要素赋予同样的符号并省略相应的说明。

本变形例提供了一种通过显示装置显示警告提示的非固定型生物试剂冰冻管理柜。与实施例一相比，其不同在于柜体10上的语音提示装置70被替换为显示装置，具体区别如下：

显示装置设置在柜体10上(例如设置在保温柜门14的外表面)，用于显示警告提示。

本实施例中，显示装置包括一个内部存储器81以及一个显示器82，内部存储器81中预先存储有设置好的提示显示画面，一旦显示装置接收到主控芯片80发出的相应信号，显示器82就会根据内部存储器81中存储的提示显示画面发出相应的警告提示从而警告实验员提取或放入了错误的试剂。

本实施例中，内部存储器81中存储有识别错误提示显示画面、提取错误提示显示画面、放入错误提示显示画面等。其中，识别错误提示显示画面用于在接收到主控芯片80发送的识别错误信号时由显示装置进行提示，提取错误提示显示画面用于在接收到主控芯片80发送的提取错误信号时由显示装置进行提示，放入错误提示显示画面用于在接收到主控芯片80发送的放入错误信号时由显示装置进行提示。

实施例作用与效果

根据本实施例提供的非固定型生物试剂冰冻管理柜，由于在柜体内通过各个层间板形成多个用于存放生物试剂的放置层，并通过温度调节装置以及各个保温柜门使得柜体内保持低温环境，因此放置层中能够用于存放需要冷冻保藏的生物试剂。还由于将每个放置层上侧的层间板向外延伸并形成层檐，进一步分别在各个层檐上靠近保温柜门外侧的位置设置标签识别器，因此在实验员打开保温柜门并取出或放入设有试剂标签的生物试剂时，标签识别器就能够完成对试剂标签的识别从而容易地对生物试剂的存取状态进行确定，同时，由于标签识别器设置在保温柜门的外侧，即暴露在常温中，因此即使柜体内需要设置超低温来保存生物试剂也不会影响到柜体外部的标签识别器，从而正常地对试剂柜中每一瓶生物试剂进行监控。通过本实施例的非固定型生物试剂冰冻管理柜，实验员可以随意地在任意放置层中放置试剂瓶而不用担心产生试剂瓶的管理混乱。

另外，试剂柜中还设置有能够锁定柜门的电子锁、感应柜门开闭的传感器以及对实验员的身份进行识别的身份识别器，因此能够在试剂柜被打开前对实验员的身份进行判定在符合要求时才让实验员开启柜门，提高了非固定型生物试剂冰冻管理柜的安全性，也能够根据实际需要设定柜门解锁的条件，灵活地适配不同实验室中针对不同试剂的管理。

另外，在上述实施例中，由于柜体内设置的低温环境为-30℃至-100℃的超低温环境，因此了采用能够适应超低温环境的RFID标签，这些RFID标签能够在超低温环境中被RFID阅读器正常识别。

进一步，在上述实施例中，由于在每个层檐在长度方向的两端各设置一个RFID阅读器，同时设置RFID阅读器的读取范围大于层间板的宽度的二分之一且小于层间板的宽度，因此每个放置层中生物试剂的试剂标签能够分左右地被两个RFID阅读器全部识别出，从而在判定放置层中生物试剂被提取或归还情况的同时，还能够容易地判定出生物试剂被放置在放置层的左侧、右侧或是中间，进一步便于通过本实施例的试剂柜对各个生物试剂被存放的位置进行精确的管理，方便了实验员根据大致位置更快速地拿取生物试剂，从而减少柜门打开的时间，让放置层内的低温环境更容易地维持稳定。

在实施例二中，由于RFID阅读器的阅读方向朝向外侧，不会读取相应放置层内的样本标签，同时，层间板设有金属夹层，能够防止RFID阅读器读取相邻放置层内的样本标签，因此，能够防止误读，提高试剂存取判定的准确性。

另外，在上述实施例中，通过本发明的非固定型生物试剂冰冻管理柜对试剂进行管理，实验员在提取试剂后，试剂柜会自动根据实验员的身份识别信息以及试剂的判别信息获得实验员的提取记录，避免了额外的登记人员以及登记步骤。

另外，在上述实施例中，由于试剂标签为RFID标签，因此，该RFID标签可以方便地设置在试剂瓶的各个位置，同时通过RFID阅读器读取试剂瓶的RFID标签，就能很容易地判定出各个放置层中试剂瓶的试剂信息。

另外，在上述实施例中，身份识别器可以根据实验室的实际需求调整为读卡器、密码输入器、二维码读取器、指纹采集器、人脸采集器、虹膜采集器或是声纹采集器等设备，从而适应实验室原先的实验员管理，更好地使得本发明的非固定型生物试剂冰冻管理柜应用在各个实验室中。

另外，在上述实施例中，语音提示装置(或是显示装置)能够通过语音(或画面)对实验员进行相应的警告提示，从而更好地实现非固定型生物试剂冰冻管理柜的功能。例如，在实验员因为失误等原因在试剂柜中取出了错误的试剂(例如因为颜色相近导致区别较小的试剂)、或是实验员提取了不在其权限内的试剂时，能够产生提取错误提示语音提示实验员，从而能够进一步避免由于试剂取用错误导致实验出现错误、以及实验员违规提取试剂等问题，最终更好的提升本发明对实验室中试剂的管理效果。

另外，在上述实施例中，由于主控芯片根据其含有的存储单元、判定单元以及控制单元完成对实验员身份的真伪判定以及对试剂信息的判定，因此实现了仅通过非固定型生物试剂冰冻管理柜完成试剂存取状态的监控，从而便于在不设置有管理服务器的小型实验室等设施中得到应用。

上述实施例仅用于举例说明本发明的具体实施方式，而本发明不限于上述实施例的描述范围。

例如，在上述实施例一中，标签识别器为定向RFID阅读器，安装在层檐部上且其阅读方向朝向内侧；而在上述实施例二中，标签识别器的阅读方向朝向外侧。其他的方案中，还可以在各个定向RFID阅读器的外侧位置处设置屏蔽层，以免RFID阅读器的阅读范围过多向外延展，这种情况下，各个RFID阅读器的阅读范围仅相当于其垂直下方的区域，能够避免生物样本位于靠近放置层11的外侧位置时被反复读取(例如取放时被科研人员拿在手上或临时性地放在取放托盘上因而位于该位置)，从而更准确地对样本标签进出放置层的移动情况进行读取。

例如，实施例一中语音提示装置根据主控芯片的信号发出相应的警告提示语音，实施例三中显示装置根据主控芯片的信号显示相应的警告提示画面。然而，在本发明的其他方案中，非固定型生物试剂冰冻管理柜还能够同时设有语音提示装置以及显示装置，主控芯片将相应信号同时发送给语音提示装置以及显示装置，从而使两者同时发出警告提示警告实验员，从而更好地避免实验员提取(或放入)了错误的试剂或是违规提取(或放入)了不在其权限内的试剂。

例如，在上述实施例中，主控芯片进行的真伪判定以及试剂判别操作是通过自身的存储单元以及判定单元完成。在其他方案中，试剂柜还可以与一个管理服务器相通信连接，主控芯片在进行真伪判定时将接收到的身份识别信息发送给管理服务器进行判定、在进行试剂判别操作时再将识别到的试剂信息发送给管理服务器进行试剂信息的更新以及比对判定，从而方便了在实验室设置有多个试剂柜时，对试剂柜收到的信息进行统一的监控以及管理。

例如，在上述实施例中，试剂柜中每一层的放置层设置有两个对称设置的判别部，粗略位置信息分别为与判别部所在位置相对应的左侧以及右侧。在本发明的其他方案中，每个放置层还能够对应设有更多的RFID阅读器并在放置层中均匀布置，进一步地增加对应的粗略位置的数量使得粗略位置信息更为精确，从而便于在放置层上对试剂瓶的所在位置进行更精确地判定。

另外，在上述实施例中，在每一层放置层所对应的层檐设置有两个判别部，且判别部的范围能够覆盖整个放置层。在本发明的其他方案中，为便于判别部对整个放置层进行判别，可以采用定向RFID阅读器的形式，将该定向RFID阅读器略向外倾斜地安装，即可使其阅读方向朝向内侧，同时，还可以在RFID阅读器所在位置处的层檐设置一个向内倾斜的斜坡部，以便RFID阅读器的电磁波进入放置层内对其中的生物样本上的样本标签进行读取。

进一步，在实际使用时，每一个层檐下也可以根据实际需求对应设置有更多的判别部，从而有利于提升对粗略位置信息的判别精度。

再例如，在上述实施例中，每一个放置层所对应的标签识别器为两个。然而在本发明其他方案中，每一个放置层所对应的标签识别器还可以为一个，此时该RFID阅读器的读取范围需要覆盖整个层间板，从而完成放置层中所有试剂标签的识别。进一步，每一个放置层所对应的标签识别器还可以为多个，每层对的RFID阅读器的读取范围需要等比例缩小，此时能够使得每一层中对于生物试剂的所在位置进行更精确地判定。

例如，在上述实施例中，电子锁本体设置在柜部上，锁扣设置在柜门上。在本发明的其他方案中，电子锁本体与锁扣也可以相反地设置，即电子锁本体设置在柜门上，锁扣设置在柜部上。

例如，在上述实施例中，温度调节装置包括贯穿各个放置层制冷剂回路以及压缩机等组件，在其他方案中，该温度调节装置也可以采用其他常规的冷冻装置。

Claims (10)

1.一种非固定型生物试剂冰冻管理柜，用于对实验室中被实验员随意放置且需要低温存放的生物试剂的试剂瓶进行有效管理，其特征在于，包括：

柜体，包括柜部、设置在所述柜部内且构成多个放置层的多个层间板、从每个所述放置层的上侧的所述层间板向外侧延伸的层檐以及与每个所述放置层对应且安装在所述柜部上的多个保温柜门，每个所述放置层用于放置设有包含与所述试剂瓶中生物试剂相对应的试剂信息的试剂标签的试剂瓶；

多个标签识别器，分别设置在各个所述层檐上靠近所述保温柜门的外侧表面的位置处，用于识别所述试剂标签；

电子锁，与所述保温柜门对应设置且设置在所述保温柜门或所述柜部的门框上，用于将所述保温柜门锁定在所述门框上；

感应器，与所述保温柜门对应设置且设置在所述柜门或所述柜部上，用于对所述柜门开闭状态进行感应；

身份识别器，设置在所述柜门上，用于识别所述实验员的身份识别信息；

温度调节装置，设置在所述柜体内，用于调节各个所述放置层中的环境温度从而使其保持低温环境；以及

主控芯片，设置在所述柜体内，分别与所述电子锁、所述传感器、所述身份识别器以及所述标签识别器相通信连接，

其中，一旦所述身份识别器识别到通过所述实验员的操作而获取的所述身份识别信息时就将该身份识别信息发送给所述主控芯片，该主控芯片就对接收到的所述身份识别信息进行真伪判定并在判定为真后向所述电子锁发送解锁信号从而让所述电子锁解除所述柜门的锁定使得所述柜门能够被打开，

当所述实验员取走所述柜体内任意的试剂瓶或者放入使用过的所述试剂瓶到任意一个所述层间板上的随意位置后，一旦所述传感器感应到所述柜门被开启就发送开门感应信号给所述主控芯片，该主控芯片就基于所述开门感应信号发送一个工作信号给每一个所述标签识别器，从而让每一个所述标签识别器识别得到相应所述层间板上当前存在的每一个所述试剂瓶的所述试剂信息。

2.根据权利要求1所述的非固定型生物试剂冰冻管理柜，其特征在于：

其中，所述低温环境为-10℃至-100℃的超低温环境，

所述试剂标签为适应所述超低温环境的RFID标签，

所述标签识别器为RFID阅读器，

所述RFID阅读器的读取范围覆盖整个所述层间板。

3.根据权利要求1所述的非固定型生物试剂冰冻管理柜，其特征在于：

其中，每个所述层檐的长度方向两端各设有一个所述RFID阅读器，

所述RFID阅读器的读取范围大于所述层间板的宽度的二分之一且小于所述层间板的宽度。

4.根据权利要求1所述的非固定型生物试剂冰冻管理柜，其特征在于：

其中，所述身份识别信息为由所述实验员持有的开门卡中的开门信息、密码、与该实验员的身份相对应的二维码信息、该实验员的指纹信息、人脸信息、虹膜信息或是声纹信息，

所述身份识别器为与所述身份识别信息相对应的读卡器、密码输入器、二维码读取器、指纹采集器、人脸采集器、虹膜采集器或是声纹采集器。

5.根据权利要求1所述的非固定型生物试剂冰冻管理柜，其特征在于：

其中，所述主控芯片中还设有一个试剂信息数据库，

一旦所述标签识别器识别得到相应所述层板上当前存在的每一个所述试剂瓶的所述试剂信息时，所述主控芯片就基于所述当前存在的每一个所述试剂瓶的所述试剂信息对所述试剂信息数据库进行更新。

6.根据权利要求1所述的非固定型生物试剂冰冻管理柜，其特征在于，还包括：

语音提示装置，设置在所述柜体上，与所述主控芯片相通信连接，

其中，所述主控芯片中还设有一个实验员信息数据库，该实验员信息数据库含有所述身份识别信息以及相对应的可用试剂信息，

当所述实验员取走所述柜体内任意的试剂瓶后，一旦所述标签识别器识别得到相应所述层板上当前存在的每一个所述试剂瓶的所述试剂信息时，所述主控芯片就根据得到的所述试剂信息进行试剂信息比对操作，

若比对出缺失的试剂信息并作为缺失试剂信息时，所述主控芯片就基于所述实验员信息数据库根据识别到的所述身份识别信息以及所述缺失试剂信息判定相应的所述可用试剂信息中是否含有与所述缺失试剂信息相一致的信息，

若判定不含有相一致的信息，所述主控芯片就发送提取错误信号给所述语音提示装置，该语音提示装置基于所述提取错误信号发出相应的警告提示。

7.根据权利要求1所述的非固定型生物试剂冰冻管理柜，其特征在于，还包括：

语音提示装置，设置在所述柜体上，与所述主控芯片相通信连接，

其中，所述主控芯片中还设有一个实验员信息数据库，该实验员信息数据库含有所述身份识别信息以及相对应的可用试剂信息，

当所述实验员放入使用过的所述试剂瓶到任意一个所述层板上的随意位置后，一旦所述标签识别器识别得到相应所述层板上当前存在的每一个所述试剂瓶的所述试剂信息时，所述主控芯片就根据得到的所述试剂信息进行试剂信息比对操作，

若比对出新增的试剂信息并作为新增试剂信息时，所述主控芯片就基于所述实验员信息数据库根据识别到的所述身份识别信息以及所述新增试剂信息判定相应的所述可用试剂信息中是否含有与所述新增试剂信息相一致的信息，

若判定不含有相一致的信息，所述主控芯片就发送放入错误信号给所述语音提示装置，该语音提示装置基于所述放入错误信号发出相应的警告提示。

8.根据权利要求1所述的非固定型生物试剂冰冻管理柜，其特征在于，还包括：

显示装置，设置在所述柜体上，与所述主控芯片相通信连接，

其中，所述主控芯片中还设有一个实验员信息数据库，该实验员信息数据库含有所述身份识别信息以及相对应的可用试剂信息，

当所述实验员取走所述柜体内任意的试剂瓶后，一旦所述标签识别器识别得到相应所述层板上当前存在的每一个所述试剂瓶的所述试剂信息时，所述主控芯片就根据得到的所述试剂信息进行试剂信息比对操作，

若比对出缺失的试剂信息并作为缺失试剂信息时，所述主控芯片就基于所述实验员信息数据库根据识别到的所述身份识别信息以及所述缺失试剂信息判定相应的所述可用试剂信息中是否含有与所述缺失试剂信息相一致的信息，

若判定不含有相一致的信息，所述主控芯片就发送提取错误信号以及所述缺失试剂信息给所述显示装置，该显示装置基于所述提取错误信号以及所述缺失试剂信息显示相应的警告提示。

9.根据权利要求1所述的非固定型生物试剂冰冻管理柜，其特征在于，还包括：

显示装置，设置在所述柜体上，与所述主控芯片相通信连接，

其中，所述主控芯片中还设有一个实验员信息数据库，该实验员信息数据库含有所述身份识别信息以及相对应的可用试剂信息，

当所述实验员放入使用过的所述试剂瓶到任意一个所述层板上的随意位置后，一旦所述标签识别器识别得到相应所述层板上当前存在的每一个所述试剂瓶的所述试剂信息时，所述主控芯片就根据得到的所述试剂信息进行试剂信息比对操作，

若比对出新增的试剂信息并作为新增试剂信息时，所述主控芯片就基于所述实验员信息数据库根据识别到的所述身份识别信息以及所述新增试剂信息判定相应的所述可用试剂信息中是否含有与所述新增试剂信息相一致的信息，

若判定不含有相一致的信息，所述主控芯片就发送放入错误信号以及所述新增试剂信息给所述显示装置，该显示装置基于所述放入错误信号以及所述新增试剂信息显示相应的警告提示。

10.根据权利要求6至9中任意一项所述的非固定型生物试剂冰冻管理柜，其特征在于：

其中，所述主控芯片还设有一个管理员数据库，该管理员数据库含有用于联系管理员的管理联系信息，

一旦所述警告信息被发出或显示时，所述主控芯片还根据所述管理联系信息将与所述警告提示相对应的内容以及识别到的所述身份识别信息发送给管理员终端。

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