CN115424395A

CN115424395A - 一种物品定量安全管理设备及方法

Info

Publication number: CN115424395A
Application number: CN202211374014.0A
Authority: CN
Inventors: 承元昆; 苗洛源; 励翔东; 卢昊; 沈思逸; 杨李杰
Original assignee: Zhejiang Lab
Current assignee: Zhejiang Lab
Priority date: 2022-11-04
Filing date: 2022-11-04
Publication date: 2022-12-02
Anticipated expiration: 2042-11-04
Also published as: CN115424395B

Abstract

本发明公开了一种物品定量安全管理设备及方法，所述设备包括权限管理模块、信息检测模块、更新对比模块、通信模块和异常告警模块。管理员在云端服务器为所述设备设定使用人员的使用权限和所述设备可存储的物品种类的权限等，实现人与物权限的细分。所述设备能检测使用者的信息和物品的信息，动态记录使用人员、使用物品种类、使用物品时间、使用物品质量、归还后物品所在位置等信息，并在操作主机和控制终端实时显示物品状态信息。当出现长时间未归还物品，和单次用量异常时，还会向管理员发送警报信息，以及时应对可能出现的危险。

Description

一种物品定量安全管理设备及方法

技术领域

本发明涉及物品智能安全管理领域，尤其涉及一种物品定量安全管理设备及方法。

背景技术

有些物品需要存放在固定地点，并记录操作人、使用量等详细信息。比如药品、生物样本、化学品，尤其是有毒或者可制毒化学药品，需要放在固定地点，防止外人随意拿取，并管制用量。现有的人工管理方式效率低、管理不规范、无法定量管理等问题突出；有智能管理存在操作复杂、无法细分人员对于不同物品的操作权限和无法有效监督实际是否取用等问题，容易绕过监管，也就无法保障安管使用规范。因此，实现真正做到对物品的存储、管理、动态记录一体化技术问题，以及实现简化操作者的操作流程，又保障物品安全合规的被使用，以及够实时记录物品的详细使用情况等的技术问题亟需解决。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种物品定量安全管理设备及方法，该设备是基于云端储存的权限信息进行人脸识别验证，以及精确地控制操作人员的操作权限，实现存取特殊物品高效、规范的管理。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种物品定量安全管理设备，该设备通过检测模块检测操作者的身份信息和物品信息，并实时记录操作者使用物品的详细操作日志，具体包括权限管理模块、信息检测模块、更新对比模块、通信模块和异常告警模块：

权限管理模块：用于存储并管理操作人员的操作权限和设备可存放物品种类的权限，使用权限信息由管理员设定并存储在云端服务器；

信息检测模块：在操作设备时，用于检测操作者的人脸信息，确定操作者的使用权限；且检测物品的种类和重量信息，记录操作者使用物品的情况；

更新对比模块：在操作人取用和归还操作时，更新操作日志，记录操作人员、使用物品种类、使用物品时间、使用物品质量和归还后物品所在位置的信息，所述信息并在操作主机和控制终端实时显示；

通信模块：用于给存储柜分配地址，用于操作主机和存储柜之间传输控制指令和物品信息，用于操作主机和云服务器之间传输权限信息和操作日志；

异常告警模块：当单次取用物品质量超过限制用量、超过规定时间未归还物品或归还错误物品时，云端服务器向操作主机发出报警指令，并将操作日志发送给设备管理员。

所述权限管理模块，具体为，由设备管理员设定设备可操作人员权限，设备可存放物品种类权限，不同操作人员可使用的物品种类权限等权限信息存储在云端服务器，所述设备管理员可以修改或添加所述权限信息；所述设备运行时，将检测操作人员的人脸信息，每次存取物品种类信息，并与所述的云端服务器中存储的权限信息对比，根据对比结果决策下一个动作。

进一步地，所述物品存放在储存柜中，所述每个物品存放的储存柜与操作主机以及储存柜与储存柜之间通过CAN或RS485总线连接，进行数据交互；所述操作主机与云端服务器通过以太网连接，进行数据双向传输。

进一步地，所述信息检测模块对物品种类信息的检测，所述检测可以使用两种方式：

（1.1）使用摄像头：这一方式要求放入储存柜里的物品必须有实体标签，摄像头识别出实体标签后将数据发送到操作主机，操作主机在云端服务器的数据库中进行查询，获得查询结果鉴定存入的物品是否正确；

（1.2）使用太赫兹波检测器：这一方式由太赫兹波检测器获得储存柜中物品的太赫兹波谱，然后将数据经由操作主机发送到云端服务器中与现有数据库和典型图谱进行比对，得到对比结果后鉴定存入的物品是否正确。

进一步地，所述异常告警模块，具体为，在不发生物品取用操作时，操作主机仍然会定时获取物品的质量信息，并计算出物品的质量变化数据，若物品质量变化超出设定阈值，操作主机将通过网络向设备管理员发送报警信息；归还的物品种类出错，检测到单次使用量超过警戒值，将通过网络向设备管理员发送报警信息。

一种物品定量安全管理设备的管理方法，所述方法包括以下步骤：

（1）获取所述物品的当前状态信息，所述状态信息包含初位置、质量和使用权限信息等；

（2）在取用操作时根据将获取的操作人员人脸信息与云端存储的权限信息进行比对，判定以及显示操作人员是否可取用物品和物品使用权限；所述权限信息为可操作人员、可操作人员的可使用物品种类和限制用量；

（3）操作人员将使用完的物品归还入储存柜，所述设备即时检测、更新所述归回物品的当前信息，通过与云端存储的使用前物品的信息对比，获得操作人员使用物品的时间和使用的质量等信息；并将新的物品质量、位置等状态信息存储到云端服务器；

（4）对所有物品信息定时检测，并在操作主机的显示屏上显示；实时监测操作人员的操作指令，根据操作权限做出相应的动作；

（5）若单次取用物品质量超过限制用量，或超过规定时间未归还物品，或归还错误物品，云端服务器向操作主机发出报警指令，并将操作日志发送给设备管理员。

进一步地，所述步骤（2）中权限信息为操作人员是否为可操作人员、可操作人员的可使用物品种类以及限制用量。

进一步地，所述步骤（3）中的检测是在取用物品的前一时刻和将物品归还入储存柜之后分别检测鉴别储存柜中物品种类，并将物品信息数据传送到操作主机。

进一步地，所述步骤（3）中的使用信息的比对，具体为，在取用物品的前一时刻和将物品归还之后称重器分别测量物品质量，并分别通过CAN或RS45总线发送至操作主机，通过两次物品质量对比，计算出操作人员本次使用量和使用时间等信息；所述称重器还可以以固定频率测量物品质量，并将质量测量数据传送到操作主机，操作主机储存数据并通过对比上一次接收的质量数据，获得物品变化质量。

进一步地，所述步骤（4）中所述操作日志即为动态记录的操作时间，操作人和每种物品单次使用量等信息。

本发明的有益成果如下：

（1）相比于传统的物理验证管理方式，本发明基于云端储存的权限信息进行人脸识别验证，并精确地控制操作人员的操作权限，对于物品特别是危险化学药品的管理更加高效、规范。

（2）每次操作结束后将实时检测各种物品的用量情况，出现异常时能够及时告警，可以避免因危险品外泄而产生的安全事故。

（3）储存柜作为独立模块与操作主机进行连接，不受固定地址限制，具有很高的灵活性，易于维护更换。

（4）实现多种物品的无序存放，操作主机自动记录物品位置的变动，省去手动查找物品位置的麻烦。

（5）实现实时动态电子台账，操作记录的内容更加精细，便于追溯物品的使用情况。

附图说明

图1为本发明的物品定量安全管理系统及其设备总体架构图；

图2为本发明的物品定量安全管理智能设备总体结构图示意图；

图3为本发明中的储存柜的多视图，其中，图3中的（a）为顶视图，图3中的（b）为左视图，图3中的（c）为正视图，图3中的（d）为右视图。

附图标记：

1、操作主机；2、人脸识别摄像头；3、触摸显示屏；4、物品检测装置；5、储存柜；6、柜门；7、称重器；8、左机械连接件；9、电连接件；10、右机械连接件。

具体实施方式

下面根据附图和优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是整个物品定量安全管理系统及智能设备的总体框架结构示意图。操作主机1通过以太网与云端服务器实现信息交互，操作主机1与柜体的储存柜5、储存柜5与储存柜5之间通过CAN总线或RS485总线实现通信。操作主机1可以与若干储存柜5进行连接，组成整体的物品定量安全管理智能设备，并能实现地址分配、权限管理、获取信息、实时监测、异常告警等功能。

图2是物品定量安全管理系统的智能设备总体结构图，包括操作主机1和储存柜5两个主要模块，及若干相应的部件，所述操作主机1负责控制储存柜5与云端的通信以及使用者交互等功能；所述操作主机1上设置一个人脸识别摄像头2负责判断使用者的物品拿取权限；所述操作主机1上设置一电子触摸显示屏3，位于人脸识别摄像头2下方，负责显示物品信息和操作按钮等内容；在实施例中所述储存柜5组合方式、形状不做限制，所述储存柜5的内部上方设置一个物品检测装置4，负责识别或检测物品种类；所述每个储存柜5都有设置的柜门6；所述储存柜5的内部下方中央位置设置有一个称重器7，负责检测存放在上面物品的质量；所述称重器7是能够将物品称重信息的模拟信号输出给操作主机1的称重器7，其称重器7类型不限，能完成此项功能即可；其型号、形状、大小不做限定，且可根据储存柜5的样式任意调整。

图3为图2中所述储存柜5的多视图，其中图3中的（a）为储存柜5的顶视图，图3中的（b）为储存柜5的左视图，图3中的（c）为储存柜的正视图，图3中的（d）为储存柜的右视图。其中左机械连接件8用于操作主机1和存储柜5之间，多个储存柜5之间的机械连接，能与右机械连接件10挂接；电连接件9用于操作主机1和存储柜5之间，多个储存柜5之间的机械连接，负责供电和通信；右机械连接件10为用于操作主机1和存储柜8之间，多个储存柜8之间的机械连接，能与左机械连接件8挂接。

本申请的物品定量安全管理智能设备功能及操作流程包括管理员可执行的操作和使用者使用该设备时的操作流程。一种物品定量安全管理系统及其设备，主要涉及到操作主机1、储存柜5和云端服务器，通过该设备实现动态定量实时监控物品的使用情况。对于智能设备，结构上通过左机械连接件8和右机械连接件10实现操作主机1和储存柜5、储存柜5和储存柜5之间的连接。左机械连接件8和右机械连接件10上还固定有电连接件9，机械连接的同时实现操作主机1和储存柜5、储存柜5和储存柜5之间的供电和通信功能。操作主机1的人脸识别摄像头2可以认证使用者可以使用的物品类型，根据管理员授予的物品使用权限判定是否打开物品所在储存柜5的柜门6；称重器7分别在物品取出时和存入物品时记录物品的重量，结合摄像头记录的使用人信息，将使用数据发送给操作主机1，操作主机1发送给云端服务器；存储柜5的物品检测装置4负责检测存入物品的信息，判定取出时物品种类和存入时物品种类是否一致。机械连接件为储存柜左右两边的部分，所述电连接件为若干个方形金属触点，分别位于左机械连接件上和右机械连接件上，在机械连接件连接的同时，金属触点对应接触，并分别负责供电和通信。

实施例1：

下面以16个储存柜5与操作系统连接组成的物品定量管理设备为例，进一步说明本发明提出的物品定量安全管理系统及智能设备。

首先将设备进行安装，操作主机1从顶部到底部共有四个机械连接件，首先将16个储存柜5按照4*4的排布方式与操作主机1进行物理连接，首次接入电源后，由操作主机1按照从顶部到底部、从左向右的顺序依次分配地址，地址以十六进制储存在操作主机1的存储器里面，如图3所示，当操作主机1向储存柜5分配0x00地址成功后，储存柜5向操作主机1发出地址分配成功信号，操作主机1接收信号后向储存柜5分配地址0x01，重复上述过程，直至16个储存柜5的地址全部分配完毕，供以后使用；然后通过网络与云端服务器连接，管理员可以通过服务器管理本设备的可存储物品种类、可使用该设备的人员、及每个可使用该设备人员信息以及可使用的物品种类权限等。由管理员打开所有储存柜5并放入不同的物品，此时显示屏显示“正在处理”并禁用人机交互操作。

每个储存柜5获得地址后，由称重器7获得储存柜5内的物品质量数据，按照地址顺序依次发送到操作主机1储存。质量数据获取完成后，由储存柜5内的检测装置按照地址对物品种类进行检测，可以使用两种方式：

（1）检测装置使用高清摄像头，这一方式要求放入储存柜5里的物品必须有实体标签，高清摄像头识别出实体标签后将数据发送到操作主机1，操作主机1在云端服务器的数据库中进行查询，获得查询结果进行储存。

（2）检测装置使用太赫兹波检测器，这一方式由太赫兹波检测器获得储存柜5中物品的太赫兹光谱，然后将数据经由操作主机1发送到云端服务器中与现有数据库和典型图谱进行比对，得到结果后传回操作主机1储存。

上述过程结束后，可以进行物品的取用操作。由管理员将操作者的人脸信息、权限信息录入云端，权限信息包括：取用物品种类和限制用量。操作者在操作主机1前通过目视摄像头输入人脸信息，操作主机1查询云端服务器通过后，依据云端服务器中管理员给予的权限信息打开相应的储存柜5，并在显示屏上显示物品种类、物品质量以及物品位置，物品位置与储存柜5地址对应并通过二维坐标的形式显示，如：操作员取用分别存放在1号储存柜5和6号储存柜5中的浓硫酸和浓硝酸，人脸验证成功后，1号储存柜5和6号储存柜5的门体打开，显示屏上显示的物品位置为（1，1）和（2，2），所述位置的数值都是以坐标方式呈现，便于存取。

取用结束后，操作员关闭储存柜门体，有物品放入时，存储柜5进行检测物品的种类和物品的质量，并将数据发送给操作主机，由操作主机计算出本次使用的物品的质量，生成操作日志并上传至云端服务器，如果取用物品质量超过限制用量，云端服务器向操作主机1发出报警指令，并将操作日志发送给设备管理员。所述地址分配只是在储存柜5的位置变动时，因为存储柜有检测模块，所以即使归回的物品不是存入到原来的柜子，也可以知道物品的绝对位置。

若操作员未在规定时间内关闭储存柜5，操作主机1将报警，并生成操作日志上传到云端服务器。

在不发生物品取用操作时，操作主机1仍然会定时获取储存柜5中物品的质量信息，并计算出物品的质量变化数据，如果物品质量变化超出设定阈值，操作主机1将报警，并将报警信息上传到云端服务器，由云端服务器向设备管理员发送报警信息。

综上所述，本发明实施例提供了一种物品定量安全管理系统及智能设备，可以实现对物品的在线检测管理，相比于传统的物理验证管理方式，本发明基于云端储存的权限信息进行在线管理，精确地控制操作人员的操作权限，对于物品特别是危险化学药品的管理更加高效、规范，并且在出现异常情况时可以及时报警，能够有效避免安全事故的发生。

虽然已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种物品定量安全管理设备，其特征在于，该设备通过检测模块检测操作者的身份信息和物品信息，并实时记录操作者使用物品的详细操作日志，具体包括权限管理模块、信息检测模块、更新对比模块、通信模块和异常告警模块：

2.根据权利要求1所述的一种物品定量安全管理设备，其特征在于，所述权限管理模块，具体为，由设备管理员设定设备可操作人员权限，设备可存放物品种类权限，不同操作人员可使用的物品种类权限等权限信息存储在云端服务器，所述设备管理员可以修改或添加所述权限信息；所述设备运行时，将检测操作人员的人脸信息，每次存取物品种类信息，并与所述的云端服务器中存储的权限信息对比，根据对比结果决策下一个动作。

3.根据权利要求2所述的一种物品定量安全管理设备，其特征在于，所述物品存放在储存柜中，所述每个物品存放的储存柜与操作主机以及储存柜与储存柜之间通过CAN或RS485总线连接，进行数据交互；所述操作主机与云端服务器通过以太网连接，进行数据双向传输。

4.根据权利要求1所述的一种物品定量安全管理设备，其特征在于，所述信息检测模块对物品种类信息的检测，所述检测可以使用两种方式：

5.根据权利要求1所述的一种物品定量安全管理设备，其特征在于，所述异常告警模块，具体为，在不发生物品取用操作时，操作主机仍然会定时获取物品的质量信息，并计算出物品的质量变化数据，若物品质量变化超出设定阈值，操作主机将通过网络向设备管理员发送报警信息；归还的物品种类出错，检测到单次使用量超过警戒值，将通过网络向设备管理员发送报警信息。

6.一种物品定量安全管理设备的管理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种物品定量安全管理设备的管理方法，其特征在于，所述步骤（2）中权限信息为操作人员是否为可操作人员、可操作人员的可使用物品种类以及限制用量。

8.根据权利要求6所述的一种物品定量安全管理设备的管理方法，其特征在于，所述步骤（3）中的检测是在取用物品的前一时刻和将物品归还入储存柜之后分别检测鉴别储存柜中物品种类，并将物品信息数据传送到操作主机。

9.根据权利要求6所述的一种物品定量安全管理设备的管理方法，其特征在于，所述步骤（3）中的使用信息的比对，具体为，在取用物品的前一时刻和将物品归还之后称重器分别测量物品质量，并分别通过CAN或RS45总线发送至操作主机，通过两次物品质量对比，计算出操作人员本次使用量和使用时间等信息；所述称重器还可以以固定频率测量物品质量，并将质量测量数据传送到操作主机，操作主机储存数据并通过对比上一次接收的质量数据，获得物品变化质量。

10.根据权利要求6所述的一种物品定量安全管理设备的管理方法，其特征在于，所述步骤（4）中所述操作日志即为动态记录的操作时间，操作人和每种物品单次使用量等信息。