CN116205600A - 一种实验室离岗安全管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种实验离岗安全管理系统，包括人体存在传感器、设备状态感知模组、物联网模组、服务器和客户端；人体存在传感器用于检测实验室内的人员在岗状态信息，设备状态感知模组用于检测实验室的水、电、气体使用状态信息和门窗状态信息，服务器用于通过物联网模组接收水、电、气体使用状态信息和门窗状态信息并进行数据处理，生成实验室安全监控数据和安全预警信息；客户端用于为用户提供能够与服务器交互的交互界面。本发明可以提供常规安全检查和离岗安全检查功能，能够有效地进行实验室水、电、气、门窗状态监控及人员离岗时的自动巡检与预警，提高了实验室安全管理工作的效率和可靠性，大大降低实验室安全事故发生率。

Description

一种实验室离岗安全管理系统

技术领域

本发明涉及安全管理技术领域，具体涉及一种实验室离岗安全管理方法及系统。

背景技术

实验室安全管理的有关制度规定：在离开实验室时需要断水、断电、断气、关闭门窗。一般情况下靠人自觉和人工检查，这种方式经常会出现遗忘或遗漏，既造成能源浪费又使得实验室存在很大的安全隐患，甚至还可能会引发安全事故。

发明内容

发明目的：为克服现有技术的缺陷，本发明提出一种实验室离岗安全管理方法及系统。该方案能够实时监控实验室中设备和门窗的状态，并能够在人员离岗而存在未关设备或门窗的情况进行预警。

发明内容：为实现上述目的，本发明提出以下技术方案。

一种实验离岗安全管理系统，包括人体存在传感器、设备状态感知模组、物联网模组、服务器和客户端；

所述人体存在传感器用于检测实验室内的人员在岗状态信息，并通过所述物联网模组接入因特网，将所述的人员在岗状态信息上传至所述服务器；

所述设备状态感知模组用于检测实验室的水、电、气体使用状态信息和门窗状态信息，并通过所述物联网模组接入因特网，将所述水、电、气体使用状态信息和门窗状态信息上传至所述服务器；

所述服务器用于基于预设监控流程对所述水、电、气体使用状态信息、门窗状态信息和人员在岗状态信息进行数据处理，生成实验室安全监控数据和安全预警信息；

所述客户端用于为用户提供能够与所述服务器交互的交互界面。

作为本公开实施例所述实验离岗安全管理系统的一种可选实施方式，所述设备状态感知模组包括智能门磁、智能开关、能耗传感器、水流量传感器、气体压力传感器、气体流量传感器；所述智能门磁用于检测门窗的开关状态；所述智能开关用于检测照明设备的开关状态；所述能耗传感器用于检测实验仪器的开关状态；所述水流量传感器用于检测水管阀门的开关状态；所述气体压力传感器用于检测气瓶供气阀门的开关状态；所述气体流量传感器用于检测集中供气气源阀门的开关状态。

作为本公开实施例所述实验离岗安全管理系统的一种可选实施方式，所述物联网模组包括：所述人体存在传感器和所述设备状态感知模组中自带的物联网模块、物联网关和交换机。

作为本公开实施例所述实验离岗安全管理系统的一种可选实施方式，所述监控流程包括离岗安全检查流程，包括步骤：

当所述服务器接收到某一所述人体存在传感器上传的人员离岗信息时，所述服务器遍历所有所述人体存在传感器的上传数据，若均为人员离岗，则所述服务器开始计时，并根据所述设备状态感知模组上传的水、电、气体使用状态信息和门窗状态信息判断有无设备或门窗未关闭；若在预设的时间阈值T内，所述服务器的计时状态未解除，且存在设备或门窗未关闭，则所述服务器生成报警信息；若在预设的时间阈值T内，所述服务器接收到某一所述人体存在传感器检测到的人员在岗信息，则所述服务器解除计时状态。

具体的，所述报警信息包括实验室未断水报警信息、实验室未断电报警信息、实验室未断气报警信息、实验室未关闭门窗报警信息。

作为本公开实施例所述实验离岗安全管理系统的一种可选实施方式，所述监控流程包括主动安全检查流程，包括步骤：

用户通过所述客户端发起主动安全检查指令，所述服务器响应于所述主动安全检查指令，根据接收到的所述水、电、气体使用状态信息和门窗状态信息判断是否有相应设备未关闭，并将未关闭的设备列入检查异常项目列表。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优势：

本发明所提出的实验离岗安全管理系统可以提供常规安全检查和离岗安全检查功能，能够有效地进行实验室水、电、气、门窗状态监控及人员离岗时的自动巡检与预警，提高了实验室安全管理工作的效率和可靠性，大大降低实验室安全事故发生率。

附图说明

图1为本公开实施例涉及的实验离岗安全管理系统的功能结构图；

图2为本公开实施例涉及的实验离岗安全管理系统的一种实施方式结构图；

图3为本公开实施例涉及人员离岗安全检测流程；

图4为本公开实施例涉及的无人计时状态解除流程；

图5为本公开实施例涉及的定时安全检查流程；

图6为本公开实施例涉及的实验室未断电报警处理流程；

图7为本公开实施例涉及的实验室未断水报警处理流程；

图8为本公开实施例涉及的实验室未断气报警处理流程；

图9为本公开实施例涉及的实验室未关闭门窗报警处理流程；

图10为本公开实施例涉及的实验室未断电报警处置流程；

图11为本公开实施例涉及的实验室未断水报警处置流程；

图12为本公开实施例涉及的实验室未断气报警处置流程；

图13为本公开实施例涉及的实验室未关闭门窗报警处置流程；

图14为本公开实施例涉及的用电设备未断电检查流程；

图15为本公开实施例涉及的照明未断电检查流程；

图16为本公开实施例涉及的未关闭门窗检查流程；

图17 为本公开实施例涉及的未断水检查流程；

图18为本公开实施例涉的集中供气未断气检查流程；

图19为本公开实施例涉的气瓶供气未断气检查流程。

实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明。但应当理解的是，本发明可以以各种形式实施，以下在附图中出示并且在下文中描述的一些示例性和非限制性实施例，并不意图将本发明限制于所说明的具体实施例。

应当理解的是，在技术上可行的情况下，以上针对不同实施例所列举的技术特征可以相互组合，从而形成本发明范围内的另外的实施例。此外，本发明所述的特定示例和实施例是非限制性的，并且可以对以上所阐述的结构、步骤、顺序做出相应修改而不脱离本发明的保护范围。

本公开实施例旨在针对当前实验室人工安全管理效率低、易出错的问题，提出一种实验离岗安全管理系统。请参考图1，整个实验离岗安全管理系统包括人体存在传感器、设备状态感知模组、物联网模组、服务器和客户端。

人体存在传感器用于检测实验室内的人员在岗状态信息，设备状态感知模组用于检测实验室的水、电、气体使用状态信息和门窗状态信息。

物联网模组主要包括人体存在传感器、设备状态感知模组自带的物联网模块以及物联网关和交换机，对于自带物联网模块的感知设备，可以直接接入实验室安全检测物联网，对于没有物联网模块的感知设备，可以通过物联网关接入物联网。交换机则用于提供网络端口和数据传输功能。通过物联网模组，人体存在传感器、设备状态感知模组可以将采集到的数据通过网络传输至服务器。

服务器用于基于预设监控流程对水、电、气体使用状态信息、门窗状态信息和人员在岗状态信息进行数据处理，生成实验室安全监控数据和安全预警信息；

客户端用于为用户提供能够与所述服务器交互的交互界面。用户可以通过客户端访问服务器，完成监控流程设置、监控对象设置、监控数据获取等操作。

请参考图2，图2示意性地给出本公开实施例所述实验离岗安全管理系统的结构图。整个系统中，涉及的物联网设备主要有：能耗传感器、水流量传感器、气体流量传感器、气体压力传感器、智能门磁、智能开关、人体存在传感器等，下面现对这些物联网设备进行解释和定义。

能耗传感器，是一种能够通过网络使用约定的协议来获取实时电流、电压、实时功率等信息的物联网设备。

智能门磁，是一种能够通过网络使用约定的协议来获取门磁的开合状态的物联网设备。

智能开关，是一种能够通过网络使用约定的协议来获取智能开关处于打开或关闭状态，以及能通过约定的协议来控制其所接电路的通断的物联网设备。

水流量传感器，是一种能够通过网络使用约定的协议来获取实时水流量等信息物联网设备。

气体流量传感器，是一种能够通过网络使用约定的协议来获取实时气体流量等信息的物联网设备。

气体压力传感器，是一种能够通过网络使用约定的协议来获取实时气体压力等信息的物联网设备。

人体存在传感器，是一种能够通过网络使用约定的协议来获取是否有人体存在等信息物联网设备。

本公开实施例通过上述物联网设备来实现实验室水、电、气、门窗状态的感知。此外，本公开实施例还在实验室门口放置一个信息屏，该信息屏与交换机连接，可以作为离岗安全管理系统的客户端，为实验人员和管理人员提供离岗安全管理系统的相关功能操作入口。管理人员还可以使用PC机作为客户端，使用离岗安全管理系统的相关功能。如果实验室网络能接入因特网则实验人员和管理人员可以通过移动端，比如智能手机等移动设备来使用使用离岗安全管理系统的相关功能。

整个实验离岗安全管理系统的功能主要分为三个方面：（一）自动化的人员离岗安全检测功能；（二）主动安全检查功能；（三）设备管理功能。下面对这两方面功能的相关流程和实现原理进行介绍。

（一）人员离岗安全检测

请参考图3，用户可以通过客户端设置服务器的数据处理流程，比如人员离岗安全检测。具体流程为：

人体存在传感器可以感知布防区域内是否存在人体信息，可以针对实验室部署一个或多个人体存在传感器以便做到无死角覆盖实验室。

当某个人体存在传感器上报无人体存在信息时，服务器开始判断对应实验室所有的人体存在传感器是否都是无人体存在状态，如果不是则忽略，如果是则对应实验室进入无人计时状态，服务器开始进行无人计时，并按照该实验室无人时间阈值设置无人定时任务，例如在无人计时结束时统计所有物联网设备的实时采集数据，包括水、电、气体使用状态信息和门窗状态信息，如果存在门窗未关闭或者水龙头、电源、气体阀门未关闭，则将未关闭的设备列入报警项目列表，最终输出报警信息。

请参考图4，当有人体存在传感器上报有人体存在信息时，判断对应实验室是否处于无人计时状态，如果不是则忽略，如果处于无人计时状态则解除无人计时状态并关闭对应实验室无人定时任务。

此外，还可以设置定时安全检查流程，请参考图5，图5示出了定时安全检查流程的具体步骤：服务器按照预先设置的监控流程，每天定时（可以配置多个时间点，比如凌晨0点）进行安全检查，判断实验室所有人体感应传感器是否均处于无人体感应状态，如果判断结果为否，则结束定时任务。如果判断结果为是，则按照预设的流程执行定时检查流程，包括设定时间点的定时任务，例如实验室未断电报警（用电设备未断电报警、照明未断电报警）、实验室未断水报警、实验室未断气报警、实验室未关门窗报警处理流程。

请参考图6，在进行实验室未断电报警处理时，进行实验室未断电检查，判断对应实验室未断电检查是否异常，如果不存在异常则忽略，如果存在用电设备未关闭异常则产生用电设备未关闭报警，如果存在照明未断电异常则产生照明未断电报警。

请参考图7，为在进行实验室未断水报警处理时，进行实验室未断水检查，判断对应实验室未断水检查是否异常，如果不存在异常则忽略，如果存在异常则产生实验室未断水报警。

请参考图8，在进行实验室未断气报警处理时，进行实验室未断气检查，判断对应实验室未断气检查是否异常，如果不存在异常则忽略，如果存在异常则产生实验室未断气报警。

请参考图9，在进行实验室未关闭门窗报警处理时，进行实验室未关闭门窗检查，判断对应实验室未关闭门窗检查是否异常，如果不存在异常则忽略，如果存在异常则产生实验室未关闭门窗报警。

管理人员可以通过实验室门口信息屏或者PC客户端等入口来处置实验室未断电报警、实验室未断水报警、实验室未断气报警、实验室未关闭门窗报警等。

请参考图10，管理人员在对相关未断电电器断电后在报警处置页面选择需要处置的实验室未断电报警进行处置，离岗安全管理系统进行未断电检查，判断未断电检查是否存在异常，如果无异常则报警处置完成，如果存在异常则根据提示的检查异常项进行整改，整改之后再次进行未断电检查直至未断电检查无异常报警处置完成。

请参考图11，管理人员在关闭相关未断水水阀或水龙头后在报警处置页面选择需要处置的实验室未断水报警进行处理，离岗安全管理系统进行未断水检查，判断未断水检查是否存在异常，如果无异常则报警处置完成，如果存在异常则根据提示的检查异常项进行整改，整改之后再次进行未断水检查直至未断水检查无异常报警处置完成。

请参考图12，实验室未断气报警处置管理人员在关闭相关未断气气阀后在报警处置页面，选择需要处置的实验室未断气报警进行处置，离岗安全管理系统进行未断气检查，判断未断气检查是否存在异常，如果无异常则报警处置完成，如果存在异常则根据提示的检查异常项进行整改，整改之后再次进行未断气检查直至未断气检查无异常报警处置完成。

请参考图13，管理人员在关闭相关未关闭门窗后在报警处置页面选择需要处置的实验室未关闭门窗报警进行处置，离岗安全管理系统进行未关闭门窗检查，判断未关闭门窗检查是否存在异常，如果无异常则报警处置完成，如果存在异常则根据提示的检查异常项进行整改，整改之后再次进行未关闭门窗检查直至未关闭门窗检查无异常报警处置完成。

管理人员可以通过交互界面提供的报警配置功能对相关报警阈值和定时安全检查时间点等信息进行配置。例如：

无人时间阈值配置：管理人员在无人时间阈值配置页面，选择需要配置的实验室配置该实验室的无人时间阈值信息；

定时安全检查时间点配置：管理人员在定时安全检查时间点配置页面，配置安全管理系统定时执行安全检查的时间点信息，可以配置多个时间点；

功率阈值配置：管理人员在功率阈值配置页面，选择需要配置的用电设备配置该用电设备关闭状态下的功率阈值信息；

水流量阈值配置：管理人员在水流量阈值配置页面，选择需要配置的水流量传感器配置该水流量传感器对应水阀及或水龙头关闭状态下的水流量阈值信息；

气体流量阈值配置：管理人员在气体流量阈值配置页面，选择需要配置的气体流量传感器配置该气体流量传感器对应气阀关闭状态下的气体流量阈值信息；

气体压力阈值配置：管理人员在气体压力阈值配置页面，选择需要配置的气体压力传感器配置该气体压力传感器对应气瓶气阀关闭状态下的气体压力阈值信息。

（二）主动安全检查

用户通过客户端提供的交互界面发起主动安全检查指令，服务器响应于主动安全检查指令，根据实时接收到的水、电、气体使用状态信息和门窗状态信息判断是否有相应设备未关闭，并将未关闭的设备列入检查异常项目列表。主动检查的项目主要包括：未断电检查、未断水检查、未断气检查、未关闭门窗检查。

未断电检查主要分为实验室用电设备未断电检查和照明未断电检查，照明断电及用电设备关闭则认为是正常状态，否则为异常状态。

请参考图14，本实施例中，实验室用电设备通过能耗传感器进行能耗监控，可以给每台（组）用电设备都配有一个能耗传感器，也可以以实验室为单位安装一个能耗传感器接入所有用电设备，基于能耗传感器的实时功率信息来判断用电设备是否断电，本实施例中选择每台（组）用电设备都配有一个能耗传感器的结构来进行举例说明。获取本实验室所有能耗传感器实时功率信息，循环判断实时功率是否超过对应用电设备关闭状态下的功率阈值（阈值可以根据实际情况进行设置），如果超过则判断对应用电设备未关闭，并将未关闭用电设备加入异常信息列表中；否则判断对应用电设备关闭。遍历所有能耗传感器，直到所有能耗传感器均处理完成后判断异常信息列表是否为空，如果为空则判定所有用电设备均关闭，否则判断存在未关闭用电设备，并输出未关闭用电设备异常信息列表。

请参考图15，本实施例中实验室所有照明设备都通过智能开关来控制，可以通过一个智能开关控制照明，也可以按照实验室需要分区分多个智能开关控制照明。智能开关只有打开或关闭两种状态，且智能开关当前状态为其中的一种，通过智能开关当前处于打开还是关闭状态来判断照明是否断电。获取本实验室所有智能开关当前状态信息，循环判断当前状态是否是打开状态，如果不是打开状态则判断对应照明关闭，否则判断对应照明未关闭并加入到异常信息列表中，直至所有智能开关均处理完成。判断异常信息列表是否为空，如果为空则判断所有照明均关闭，否则判断存在未关闭照明并输出未关闭照明异常信息列表。

请参考图16，本实施例中实验室所有门窗都安装有智能门磁，智能门磁只有常开或者闭合两种状态，且智能门磁当前状态为其中一种，通过智能门磁处于常开或闭合状态来判断门窗是否关闭。获取本实验室所有智能门磁当前状态信息，循环判断当前状态是否未常开状态，如果是常开状态则判断对应门窗也为打开状态，并将未关闭门窗增加到异常信息列表中，否则判断对应门窗为关闭状态，直到所有智能门磁均处理完成后判断异常信息列表是否为空。如果为空则判断所有门窗关闭，否则判断存在未关闭门窗并输出未关闭门窗信息列表。

请参考图17，当实验室需要用水时，在实验室内水源入口处安装水流量传感器，不同的水源分别安装水流量传感器，通过实时水流量信息来判断是否断水。获取本实验室所有水流量传感器实时水流量信息，循环判断实时水流量是否超过对应水阀（及或水龙头）关闭时水流量阈值（阈值可以根据实际情况进行设置），如果超过则异常对应水阀（及或水龙头）打开并将未关闭水阀（及或水龙头）增加到异常信息列表中，否则正常对应水阀（及或水龙头）关闭，直到所有水流量传感器均处理完成后判断异常信息列表是否为空，如果为空则判断实验室断水，否则判断存在未关闭水阀（及或水龙头）并输出未关闭水阀（及或水龙头）信息列表。

未断气检查分为集中供气和实验室内气瓶供气两种方式进行供气，因此本实施例分别对这两种供气方式进行未断气检查。

请参考图18，实验室常用气体如：氯气、煤气、压缩空气、氮气、二氧化碳、氩气、氦气、氢气、乙炔、氧气等。本实施在实验室内气源入口处安装气体流量传感器，不同气源分别安装气体流量传感器，通过实时气体流量信息来判断是否断气。获取本实验室所有气体流量传感器实时气体流量信息，循环判断实时气体流量是否超过对应气阀关闭时气体流量阈值（阈值可以根据实际情况进行设置），如果超过则判断对应气阀打开并将未关闭气阀增加到异常信息列表中，否则判断对应气阀关闭。直到所有气体流量传感器均处理完成后判断异常信息列表是否为空，如果为空则判断所有气阀均关闭，否则判断存在未关闭气阀并输出未关闭气阀信息列表。

请参考图19，本实施例在实验室内所有气瓶的出口处分别安装气体压力传感器，通过实时气体压力信息来判断是否断气。获取本实验室所有气体压力传感器实时气压信息，循环判断实时气压是否超过对应气瓶气阀关闭时气压阈值（阈值可以根据实际情况进行设置），如果超过则判断对应气瓶气阀打开，并将未关闭气瓶气阀增加到异常信息列表中，否则判断对应气瓶气阀关闭。直到所有气体压力传感器均处理完成后，判断异常信息列表是否为空，如果为空则判断所有气瓶气阀均关闭，否则判断存在未关闭气瓶气阀并输出未关闭气瓶气阀信息列表。

（三）设备管理

设备管理功能主要是为管理人员提供物联网设备实时信息查询和物联网设备远程控制功能。请继续参考图2，本实施例中可以控制的设备为智能开关,可以查询实时信息的物联网设备有：智能开关当前是打开还是关闭状态信息，能耗传感器的实时功率、实时电压、实时电流、累计能耗等信息，人体存在传感器当前是有人体还是无人体状态信息，智能门磁当前是常开还是闭合状态信息，水流量传感器当前水流量信息，气体流量传感器当前气体流量信息，气体压力传感器当前气体压力信息。管理人员可以在物联网设备信息查询页面查询相关选择的物联网设备的实时信息，也可以在设备控制页面选择需要控制的智能开关，可以控制相应的智能开关打开或者关闭。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种实验离岗安全管理系统，其特征在于，包括人体存在传感器、设备状态感知模组、物联网模组、服务器和客户端；

所述人体存在传感器用于检测实验室内的人员在岗状态信息，并通过所述物联网模组接入因特网，将所述的人员在岗状态信息上传至所述服务器；

所述设备状态感知模组用于检测实验室的水、电、气体使用状态信息和门窗状态信息，并通过所述物联网模组接入因特网，将所述水、电、气体使用状态信息和门窗状态信息上传至所述服务器；

所述服务器用于基于预设监控流程对所述水、电、气体使用状态信息、门窗状态信息和人员在岗状态信息进行数据处理，生成实验室安全监控数据和安全预警信息；

所述客户端用于为用户提供能够与所述服务器交互的交互界面。

2.根据权利要求1所述的实验离岗安全管理系统，其特征在于，所述设备状态感知模组包括智能门磁、智能开关、能耗传感器、水流量传感器、气体压力传感器、气体流量传感器；

所述智能门磁用于检测门窗的开关状态；所述智能开关用于检测照明设备的开关状态；所述能耗传感器用于检测实验仪器的开关状态；所述水流量传感器用于检测水管阀门的开关状态；所述气体压力传感器用于检测气瓶供气阀门的开关状态；所述气体流量传感器用于检测集中供气气源阀门的开关状态。

3.根据权利要求1所述的实验离岗安全管理系统，其特征在于，所述物联网模组包括：所述人体存在传感器和所述设备状态感知模组中自带的物联网模块、物联网关和交换机。

4.根据权利要求1所述的实验离岗安全管理系统，其特征在于，所述监控流程包括离岗安全检查流程，包括步骤：

当所述服务器接收到某一所述人体存在传感器上传的人员离岗信息时，所述服务器遍历所有所述人体存在传感器的上传数据，若均为人员离岗，则所述服务器开始计时，并根据所述设备状态感知模组上传的水、电、气体使用状态信息和门窗状态信息判断有无设备或门窗未关闭；若在预设的时间阈值T内，所述服务器的计时状态未解除，且存在设备或门窗未关闭，则所述服务器生成报警信息；若在预设的时间阈值T内，所述服务器接收到某一所述人体存在传感器检测到的人员在岗信息，则所述服务器解除计时状态。

5.根据权利要求4所述的实验离岗安全管理系统，其特征在于，所述报警信息包括实验室未断水报警信息、实验室未断电报警信息、实验室未断气报警信息、实验室未关闭门窗报警信息。

6.根据权利要求5所述的实验离岗安全管理系统，其特征在于，所述监控流程包括主动安全检查流程，包括步骤：

用户通过所述客户端发起主动安全检查指令，所述服务器响应于所述主动安全检查指令，根据接收到的所述水、电、气体使用状态信息和门窗状态信息判断是否有相应设备未关闭，并将未关闭的设备列入检查异常项目列表。

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