CN113780503A - 一种基于rfid技术的实验室样品识别系统 - Google Patents

一种基于rfid技术的实验室样品识别系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及到一种基于RFID技术的实验室样品识别系统，包括后台服务器以及连接后台服务器上的终端设备，还包括与终端设备连接的总读写系统；还包括若干试管托，试管托上设置有RFID标签；还包括设置在放置托盘，放置托盘上设置有RFID感知系统，RFID阅读器读出RFID标签上的内容并上传到后台服务器；还包括RFID读写系统，RFID读写系统包括信息获取系统和RFID写入系统；信息获取系统对RFID标签进行扫描读取后进入RFID写入系统，RFID写入系统将数据信息存储至RFID标签中；通过RF Switch控制实现对每个矩阵单个网格内RFID试管读取和定位；RFID标签安装在试管托底部或者环绕在试管壁上，RFID天线设在卡槽底部试管凹槽下方，通过馈线连接RF Switch和阅读器，通过读写实现批量盘点和精准定位。

Description

一种基于RFID技术的实验室样品识别系统
技术领域
本发明涉及一种定位系统，特别涉及一种基于RFID技术的实验室样品识别系统。
背景技术
RFID技术(Radio Frequency Identification)是一种非接触的自动识别技术，其原理为阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信，达到识别目标的目的，近年来RFID技术发展迅速，在各个领域已经取得了广泛的应用典型应用有动物晶片、汽车晶片防盗器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理等；无线射频识别技术通过无线电波不接触快速信息交换和存储技术，通过无线通信结合数据访问技术，然后连接数据库系统，加以实现非接触式的双向通信，从而达到了识别的目的，用于数据交换，串联起一个极其复杂的系统。在识别系统中，通过电磁波实现电子标签的读写与通信。
例如，在大型无人值守超市中，利用RFID技术，在商品上贴设RFID标签，在超市的结算区安设RFID读写器，利用RFID读写器读写RFID标签，生成购物清单并后完成商品结算。
根据此原理，还可以将此技术应用在其他各行各业中，例如大型实验室；大型实验中因每天的实验量大，产生的实验样本也相对较多，而这些样品中，一部分需要冷藏，一部分可在常温下放置，还有一部分需要在保温箱中进行升温反应；但无论是哪一种，都需要放置在公共区域中，所以在这种实验室中，往往需要试验员在自己的样本上贴上标签记录下自己的姓名以及样品的基本信息，但在长期放置过程中，贴设有样品信息的标签容易掉落，一旦掉落后，就容易造成样品的混乱；故而在此我们提供一种基于RFID技术的实验室样品识别系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于RFID技术的实验室样品识别系统。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于RFID技术的实验室样品识别系统，其特征在于：包括后台服务器以及连接后台服务器上的终端设备，还包括与终端设备连接的总读写系统；
还包括若干试管托，每一所述试管托上设置有RFID标签；还包括设置在放置托盘，所述放置托盘上设置有RFID感知系统，所述RFID感知系统包括RFID阅读器和定位称重系统，所述RFID阅读器读出设置在试管托上RFID标签上的内容并上传到后台服务器，所述定位称重系统获取RFID标签所在位置及重量并传入至后台服务器；
还包括RFID读写系统，所述RFID读写系统包括信息获取系统和RFID写入系统；所述信息获取系统对RFID标签进行扫描读取后进入RFID写入系统，所述RFID写入系统将数据信息存储至所述RFID标签中；
所述总读写系统包括数据识别系统、数据处理及显示系统和清零系统，所述数据识别系统对一个或多个RFID标签进行扫描读取后进入数据处理系统，所述数据处理系统对得到的数据进行整合后显示，所述定位称重系统的数据返回至云端处理器后反馈给清零系统，清零系统清除此处RFID标签中的信息。
通过采用上述技术方案，用户确定即将使用的试管托，扫描设置在试管托底部的RFID标签，录入样品信息，RFID标签记录下样品信息及录入样品信息的账户，用户将样本试管放置在试管托上，再将试管托放置在放置托盘上；放置托盘上的称重定位系统对该试管托进行称重定位，重量信息自动录入至RFID标签中，位置信息传送至后台服务器；随后RFID进入加密状态，仅可以查看样品信息，不可进行修改，该用户账户除外，由于大型实验室使用人员较多较杂，所以这种加密式的设置可以避免别的用户因误操造成样品信息消失。
作为优选，所述放置托盘表面凹陷设置有若干纵向凹槽和横向凹槽，所述纵向凹槽和横向凹槽将放置托盘表面分隔成若干方格，每一所述方格内设置有微型传感称重器；所述方格表面凹陷形成卡槽，所述试管托表面设置有用于放置试管的弧形槽，所述试管托背离弧形槽的一面设置有能配合卡接在卡槽中的球形块；所述球形块上设置有RFID标签，所述卡槽内设置有用于识别RFID标签的RFID标签阅读器。
通过采用上述技术方案，用户将样本试管放置在试管托上，再将试管托放置在放置托盘上；放置托盘上的称重定位系统对该试管托进行称重定位，重量信息自动录入至RFID标签中，位置信息传送至后台服务器；另外，将托盘分隔成若干方格，还可以促使用户将样品摆放整齐。
作为优选，还包括密保系统，所述密保系统包括由后台服务器分配的账号和密码，所述RFID读写系统由账号和密码登陆。
作为优选，所述RFID读写系统安置在读写器中，所述读写器设置在活动通讯设备上。
作为优选，所述RFID写入系统中包括定时器，还包括警报系统，所述警报系统与每一活动通讯设备相连，所述定位称重系统记录下样品放置时间、样品重量后反馈至后台服务器，所述后台服务器根据定时器被设置的时间触发警报系统后提醒活动通讯设备。
作为优选，所述RFID读写系统安置在读写器中，所述读写器设置固定在实验室中。
作为优选，还包括记录系统，所述记录系统记录RFID标签每次使用过程中的所有标签信息及作者信息。
作为优选，所述卡槽内周侧设置有用于屏蔽外界信号的屏蔽条，所述纵向凹槽和横向凹槽连通形成容纳腔，所述容纳腔截面形状为半圆形。
作为优选，所述放置托盘和后台服务器上均设置有无线系统，信息通过无线系统接收和发送。
作为优选，所述RFID标签设置在球形块底部或侧壁。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、使用时，用户确定即将使用的试管托，扫描设置在试管托底部的RFID标签，录入样品信息，RFID标签记录下样品信息及录入样品信息的账户，用户将样本试管放置在试管托上，再将试管托放置在放置托盘上；放置托盘上的称重定位系统对该试管托进行称重定位，重量信息自动录入至RFID标签中，位置信息传送至后台服务器；随后RFID进入加密状态，仅可以查看样品信息，不可进行修改，该用户账户除外，由于大型实验室使用人员较多较杂，所以这种加密式的设置可以避免别的用户因误操造成样品信息消失；
2、这种方式下的试管托和RFID标签可以重复使用，在一定程度上降低了实验室成本；因为一些复杂的实验中，除了步骤复杂使用的反应物多，另外也为了使实验得到的数据更准确需要做多次实验，所以RFID标签如果是一次性使用的，每天用量巨大，成本不容小觑；另外也可避免RFID标签直接贴设在试管上，在放置过程中发生脱落等现象；另外，如果是将RFID标签直接贴设在试管上，往往只能是贴设在试管侧壁，在被识别时，容易产生误识，不准确；而本申请中，RFID标签设置在试管托底部或侧壁，RFID标签阅读器设置在卡槽中，可以使识别更精准一些；
3、若干信息汇聚至后台服务器后，生成总的信息表，该信息表中可以查看每个位置的样品信息和用户信息，还可查看哪些位置被占用，哪些位置是空的，此时终端设备进入信息整理模式；每一次RFID标签使用完毕后，用户登录终端设备，在终端设备中使用清零系统将关于该RFID标签的所有信息删除，包括用户信息和样品信息后，RFID标签处于空白状态，以便再次使用；终端设备记录下每一次RFID标签的信息、用户信息和使用时间后进行整理，方便日后查询；
附图说明
图1是实施例中部分结构剖视图；
图2是实施例中放置托盘俯视图。
图中，1、放置托盘；11、纵向凹槽；12、横向凹槽；13、微型传感称重器；14、卡槽；141、屏蔽条；2、试管托；21、弧形槽；22、球形块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例：
一种基于RFID技术的实验室样品识别系统，如图1、2所示，包括试管托盘1和试管托2，试管托2是用来固定试管或其他一些玻璃容器中，将安设有试管等化学仪器的试管托2放置在试管托盘1上；根据实际使用需要，可以将试管托盘1放置在试验台上，或者是一些架子上，又或者是冰箱或是保温箱中。
如图1、2所示，放置托盘1表面凹陷设置有若干纵向凹槽11和横向凹槽12，纵向凹槽11和横向凹槽12将放置托盘1表面分隔成若干方格，每一方格内设置有微型传感称重器13；方格表面凹陷形成卡槽14，试管托2表面设置有用于放置试管的弧形槽21，试管托2背离弧形槽21的一面设置有能配合卡接在卡槽14中的球形块22；球形块22上设置有RFID标签，卡槽14内设置有RFID读写天线并且连接RFSwitch和RFID阅读器，同时，为避免在操作过程中RFID标签被混读，卡槽14的深度设置尽可能的深，以防止误读。
如图1、2所示，卡槽14内周侧设置有用于屏蔽外界信号的屏蔽凹槽141；屏蔽凹槽141的截面形状为半圆形，纵向凹槽11和横向凹槽12的截面形状为半圆形；放置托盘和后台服务器上均设置有接收系统，信息通过接收系统接收和发送，可采用无线接收或有线接收。
通过RF Switch进行矩阵网格单点可控读写和群读轮询读取，可对具体某个矩阵网格中的指定的矩阵点位读写，实现试管的搜索定位。
实验室样品识别系统还包括后台服务器以及连接后台服务器上的终端设备，以及终端设备连接的总读写系统。
还包括若干试管托，每一试管托上设置有RFID标签；还包括设置在放置托盘，放置托盘上设置有RFID感知系统，RFID感知系统包括RFID阅读器和定位称重系统，RFID阅读器读出设置在试管托上RFID标签上的内容并上传到后台服务器，定位称重系统获取RFID标签所在位置及重量并传入至后台服务器。
还包括RFID读写系统，RFID读写系统包括信息获取系统和RFID写入系统；信息获取系统对RFID标签进行扫描读取后进入RFID写入系统，RFID写入系统将数据信息存储至RFID标签中。
总读写系统包括数据识别系统、数据处理及显示系统和清零系统，数据识别系统对一个或多个RFID标签进行扫描读取后进入数据处理系统，数据处理系统对得到的数据进行整合后显示，定位称重系统的数据返回至云端处理器后反馈给清零系统，清零系统清除此处RFID标签中的信息。
还包括密保系统，密保系统包括由后台服务器分配的账号和密码，RFID读写系统由账号和密码登陆。
RFID读写系统安置在读写器中，读写器可以设置在活动通讯设备上，也可以固定设置在实验室中。
RFID写入系统中包括定时器，还包括警报系统，警报系统与每一活动通讯设备相连，定位称重系统记录下样品放置时间、样品重量后反馈至后台服务器，后台服务器根据定时器被设置的时间触发警报系统后提醒活动通讯设备。
读写器还包括记录系统，记录系统记录RFID标签每次使用过程中的所有标签信息及作者信息。
工作原理及使用方法：
Stp1：用户按照已经在后台服务器上备案好的用户名和密码登陆服务器，再确定即将使用的试管托，扫描设置在试管托底部的RFID标签，录入样品信息，RFID标签记录下样品信息及录入样品信息的账户，随后RFID进入加密状态，仅可以查看样品信息，不可进行修改，该用户账户除外；
Stp1*：当用户使用的样品是处于保温箱或其他待反应状态下时，用户可以利用定时器，输入所需反应时间后；当反应时间结束后，警报启动被激活，提醒用户该反应已经结束；
Stp2：用户将样本试管放置在试管托上，再将试管托放置在放置托盘上；放置托盘上的称重定位系统对该试管托进行称重定位，重量信息自动录入至RFID标签中，位置信息传送至后台服务器；
Stp3：录入过程结束；
Stp4：若干信息汇聚至后台服务器后，生成总的信息表，该信息表中可以查看每个位置的样品信息和用户信息，还可查看哪些位置被占用，哪些位置是空的，此时终端设备进入信息整理模式；
Stp5：每一次RFID标签使用完毕后，用户登录终端设备，在终端设备中使用清零系统将关于该RFID标签的所有信息删除，包括用户信息和样品信息后，RFID标签处于空白状态，以便再次使用；
Stp6：终端设备记录下每一次RFID标签的信息、用户信息和使用时间后进行整理，方便日后查询。

Claims (10)

1.一种基于RFID技术的实验室样品识别系统，其特征在于：包括后台服务器以及连接后台服务器上的终端设备，还包括与终端设备连接的总读写系统；
还包括若干试管托，每一所述试管托上设置有RFID标签；还包括设置在放置托盘，所述放置托盘上设置有RFID感知系统，所述RFID感知系统包括RFID阅读器和定位称重系统，所述RFID阅读器读出设置在试管托上RFID标签上的内容并上传到后台服务器，所述定位称重系统获取RFID标签所在位置及重量并传入至后台服务器；
还包括RFID读写系统，所述RFID读写系统包括信息获取系统和RFID写入系统；所述信息获取系统对RFID标签进行扫描读取后进入RFID写入系统，所述RFID写入系统将数据信息存储至所述RFID标签中；
所述总读写系统包括数据识别系统、数据处理及显示系统和清零系统，所述数据识别系统对一个或多个RFID标签进行扫描读取后进入数据处理系统，所述数据处理系统对得到的数据进行整合后实时可视化的显示，所述定位称重系统的数据返回至云端处理器后反馈给清零系统，清零系统清除此处RFID标签中的信息。
2.根据权利要求1所述一种基于RFID技术的实验室样品识别系统，其特征在于：所述放置托盘(1)表面凹陷设置有若干纵向凹槽(11)和横向凹槽(12)，所述纵向凹槽(11)和横向凹槽(12)将放置托盘(1)表面分隔成若干方格，每一所述方格内设置有微型传感称重器(13)；所述方格表面凹陷形成卡槽(14)，所述试管托(2)表面设置有用于放置试管的弧形槽(21)，所述试管托(2)背离弧形槽(21)的一面设置有能配合卡接在卡槽(14)中的球形块(22)；所述球形块(22)上设置有RFID标签，所述卡槽(14)内设置有RFID读写天线并且连接RF Switch和RFID阅读器；通过RF Switch进行矩阵网格单点可控读写和群读轮询读取，可对具体某个矩阵网格中的指定的矩阵点位读写，实现试管的搜索定位。
3.根据权利要求2所述一种基于RFID技术的实验室样品识别系统，其特征在于：还包括通讯加密系统，所述通讯加密系统包括由后台服务器分配的公钥和设备终端的私钥密码，所述RFID读写系统由账号和密码登陆。
4.根据权利要求3所述一种基于RFID技术的实验室样品识别系统，其特征在于：所述RFID读写系统的天线隐藏在试管架底部，每个试管托底部拥有一个独立的RFID读写天线。
5.根据权利要求4所述一种基于RFID技术的实验室样品识别系统，其特征在于：所述RFID写入系统中包括定时器，还包括警报系统，所述警报系统与每一活动通讯设备相连，所述定位称重系统记录下样品放置时间、样品重量后反馈至后台服务器，所述后台服务器根据定时器被设置的时间触发警报系统后提醒活动通讯设备。
6.根据权利要求3所述一种基于RFID技术的实验室样品识别系统，其特征在于：所述RFID读写系统安置在读写器中，所述读写器设置固定在实验室中。
7.根据权利要求5或6所述一种基于RFID技术的实验室样品识别系统，其特征在于：还包括记录系统，所述记录系统记录RFID标签每次使用过程中的所有标签信息及作者信息。
8.根据权利要求7所述一种基于RFID技术的实验室样品识别系统，其特征在于：所述卡槽(14)内周侧设置有用于屏蔽外界信号的屏蔽凹槽(141)，所述屏蔽凹槽(14)截面形状为半圆形。
9.根据权利要求7所述一种基于RFID技术的实验室样品识别系统，其特征在于：所述RFID读写系统隐藏在试管托盘底部，每个试管托底部拥有一个独立的RFID读写天线。
10.根据权利要求9所述一种基于RFID技术的实验室试管识别系统，其特征在于：所述RFID标签设置在球形块(22)底部或侧壁。
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