CN116580464B - 一种智能工器具柜管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能工器具柜管理系统，属于工器具管理技术领域，包括工器具柜，还包括身份识别模块，用于录入、识别以及认证操作人员身份信息；工具识别模块，用于识别工具信息以及工具完整度信息；后台管理模块，用于接收身份识别模块以及工具识别模块发送的信息，根据接收到的信息对操作人员以及工具进行识别、跟踪，并判断人与工具的关联关系、工具是否归还到位以及工具的完整，生成领用、归还记录；本发明使用人通过人脸识别和指纹开门时，自动识别并记录使用人，将使用人信息与出入库的工器具信息进行关联，同时建立可实时更新的工具出入库记录表，达到了工器具的实施管理要求，规范了工器具管理流程，加深了工器具精细管理程度。

Description

一种智能工器具柜管理系统

技术领域

本发明涉及工器具管理技术领域，特别涉及一种智能工器具柜管理系统。

背景技术

目前，电力工器具存放环境简单、混杂放置、归还不及时、偷盗或损坏后无法追责等情况经常发生；工器具的使用时间和其维护校准等信息均为人工手动纸质记录，一方面人工记录易出错，耗时耗力，另一方面纸质文件不便于保存和查看，这样就会造成工器具不能及时报废更新和不合格工器具被取出使用。在这种传统管理方式下，信息化程度低、记录出错率高，很难实现对工器具状态实时监管，因此需要设计一种智能工器具柜管理系统来对电力工器具进行智能化管理。

发明内容

本发明提供一种智能工器具柜管理系统，可以解决背景技术中所指出的至少一个问题。

一种智能工器具柜管理系统，包括工器具柜，还包括：

身份识别模块，用于录入、识别以及认证操作人员身份信息。

工具识别模块，用于识别工具信息以及工具完整度信息。

后台管理模块，用于接收身份识别模块以及工具识别模块发送的信息，根据接收到的信息对操作人员以及工具进行识别、跟踪，并判断人与工具的关联关系、工具是否归还到位以及工具的完整，生成领用、归还记录。

所述身份识别模块为人脸识别装置或指纹识别装置。

所述工具识别模块包括RFID识别模块，其包括设置于工器具柜内的RFID读写模块以及分别对应设置于若干个工具上的RFID标签，RFID读写模块通过RFID标签判断工具是否处于工器具柜内，并将判断结果发送至后台管理模块，后台管理模块判断工具的领用或归还。

所述工具识别模块还包括图像识别模块，图像识别模块包括安装于工器具柜内的摄像头，摄像头用于采集视野范围内的图像信息，并将图像信息发送至图像识别模块，图像识别模块通过对比归还前后的图像信息来判断工具存在、不存在或工具异常，并将判断结果发送至后台管理模块。

所述述工具识别模块还包括用于检测工具完整度的重量检测模块，所述重量检测模块包括与若干个工具一一对应的若干个重量传感器，重量检测模块采集重量传感器所测量的归还工具的重量并与预设工具的重量进行对比，判断归还的工具正常、异常或不存在，并将判断结果发送至后台管理模块。

所述后台管理模块还包括警示模块，警示模块接收后台管理模块所发送的警示信息，通过告警灯来警示正在操作的人员或管理员。

所述后台管理模块基于身份识别模块和工具识别模块发送的信息提醒操作人员归还工具的方法如下：

在人员打开工器具柜柜门时，身份识别模块将识别的人员信息发送至后台管理模块，后台管理模块根据接收的该人员信息获取人与工具的关联关系，进行如下判断和操作：

若该人员之前未领用工具，则无动作。

若该人员之前已经领用工具，则在开门后进行倒计时，并根据如下不同的情况对应不同的操作：

情况一：操作人员未在倒计时内未归还所有已领用工具以及未领用新的工具。

情况二：操作人员在倒计时内归还所有已领用工具。

情况三：操作人员在倒计时内领用新的工具。

情况四：操作人员在倒计时结束后归还所有已领用工具或领用新的工具。

对于上述情况一，在倒计时结束时，后台管理模块未接收到工具识别模块所发送的已经领用工具的归还信息，则通过警示模块启动工器具柜内的告警灯以来提醒当前操作的人员。若操作人员在倒计时内未归还所有已领用工具，便关闭工器具柜柜门，即后台管理模块在倒计时内未接收到工具识别模块所发送的已经领用工具的归还信息的情况下接收到柜门关闭的信息，则直接通过警示模块启动工器具柜外的告警灯来提醒操作人员归还工具。

对于上述情况二和情况三，在倒计时结束前，后台管理模块基于所接收到的工具识别模块所发送的工具归还或领用信息，判断所有领用工具已归还或领用新工具，则关闭倒计时。

对于上述情况四，在倒计时结束后，后台管理模块接收到所有已领用工具归还或领用新工具的信息，则通过警示模块关闭告警灯。

所述工具识别模块还包括接地线检测模块，接地线检测模块包括承载盘、卷收筒、理线单元以及检测单元。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所有工器具统一固定上独一无二的RFID标签以确定其唯一的“身份”，使用人通过人脸识别和指纹开门时，自动识别并记录使用人，将使用人信息与出入库的工器具信息进行关联，并自动判断工具被取出或被放入的状态，实现了人与物的绑定。同时建立可实时更新的工具出入库记录表，达到了工器具的实施管理要求，规范了工器具管理流程，加深了工器具精细管理程度。

工具识别模块还结合了重力传感器以及图像识别技术，能够判断归还的工具是否存在缺失或其他损伤问题，且有效提醒后续操作人员取出存在故障的工具，提高安全性。

附图说明

图1为本发明的管理系统原理图。

图2为本发明的后台管理模块提醒操作人员归还工具的流程图。

图3为本发明的接地线检测模块的结构示意图。

图4为本发明的理线结构的结构示意图。

附图标记：1-承载盘，2-卷收筒，3-固定点，4-丝杆机构，5-理线结构，6-万用表，7-连接线，8-夹柄，9-触发开关，10-接地线。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图1至图2所示，本发明实施例提供的一种智能工器具柜管理系统，包括储物柜、身份识别模块，工具识别模块以及后台管理模块。

身份识别模块用于录入、识别以及认证操作人员身份信息，并将身份信息发送至后台管理模块。

工具识别模块用于实现包括但不限于如下功能：识别工具信息以及识别工具（工器具）完整度，并能够将工具信息以及工具完整度信息发送至后台管理模块。

后台管理模块用于接收并存储身份识别模块以及工具识别模块发送的信息，并根据接收到的信息对人员以及工具进行识别、跟踪，判断人与工具的关联关系、工具是否归还到位以及工具的完整度，生成领用、归还记录。

后台管理模块还包括警示模块，警示模块接收后台管理模块所发送的警示信息，通过不同的方式警示正在操作的人员或管理员。

身份识别模块可以为人脸识别装置、指纹识别装置、NFC识别装置或密码锁识别装置中的一个或多个，上述识别装置通过录入、识别以及认证操作人员身份信息来实现工器具柜的解锁功能为现有技术，故不在此赘述。

工具识别模块识别工具信息所采用的技术方案如下：在每个工具上均设置有RFID标签，在工器具柜内设置有RFID读写模块，每个RFID标签具有唯一的标签号，通过RFID读写模块检测能够检测所有RFID标签的位置信息，若检测到工具的位置发生变化（两种情况，一是取出工具，二是放回工具），则将该工具与打开柜门的人员进行匹配，后台管理模块接收上述信息后，生成领用或归还记录，在一定周期内（此周期可根据实际需求进行设置）若该工具未归还，则通过通信模块发送告警信息或告警电话至管理员。

重量检测模块将归还工具的重量与预设重量（工具的实际重量）进行对比，若结果处于误差内，工具识别模块判断为工具正常，结果处于误差外判断为异常，结果为零判断为不存在。

工具识别模块判断工具存在以及工具正常时会发送至至后台管理模块，后台管理模块形成归还记录，归还记录中会记载工具处于正常状态或是异常状态，当处于异常状态时会通过短信或电话的方式通知管理员。

在后台管理模块接收到工具识别模块发送的工具位置异常的判断信号时，若检测到柜门关闭，则触发工器具柜外的告警灯，提醒操作人员修正工具位置。操作人员修正工具位置后，可正常关门，也可以通过设置于柜门上的手动确认按钮来解除告警灯，后台管理模块会采集这一信号，并记录在档，在后台管理模块接收到工具识别模块发送的工具异常的判断信号时，若检测到柜门关闭，则触发工器具柜外的告警灯，提醒操作人员，此种情况下可基本确认工具被损坏，那么操作人员按下柜门上的确认按钮即可解除告警灯，后台管理模块也会采集到这一信号并记录在案，即将该次问题与该工具以及该操作人员进行关联。

另外如图2所示，后台管理模块提醒操作人员归还工具的方法如下：

为了达到足够的提醒效果，除了告警灯外还可设有蜂鸣器，在提醒时，蜂鸣器会发出较大声音，现有技术中的智能工器具柜在柜门打开后，便会提醒归还工具，为了减少噪音，因此本发明在现有提醒方法上进行了改进，具体如下：

在人员打开工器具柜柜门时，身份识别模块将人员信息发送至后台管理模块，后台管理模块根据接收的该人员信息获取人与工具的关联关系，进行如下判断和操作：若该人员之前未领用工具，则无动作，若该人员之前已经领用工具（指的是有未归还的工具），则在开门后进行90s的倒计时（此时间可根据实际情况进行预设），根据如下不同的情况对应不同的操作：

情况一：操作人员未在倒计时内未归还所有已领用工具以及未领用新的工具。

若操作人员在倒计时结束前未归还所有已经领用的工具，即后台管理模块未接收到工具识别模块所发送的已经领用工具的归还信息，则通过警示模块启动工器具柜内的告警灯来提醒当前操作的人员。若操作人员在倒计时内未归还所有已领用工具，便关闭工器具柜柜门，即后台管理模块在倒计时内未接收到工具识别模块所发送的已经领用工具的归还信息的情况下接收到柜门关闭的信息，则直接通过警示模块启动工器具柜外的告警灯来提醒操作人员归还工具。

情况二：操作人员在倒计时内归还所有已领用工具。

此种情况下，关闭倒计时，即不会因倒计时结束而触发任何相关操作。

情况三：操作人员在倒计时内领用新的工具。

此种情况下，关闭倒计时，即不会因倒计时结束而触发任何相关操作。

因为会存在操作人员需要拿取其他工具的情况，因此若操作人员领用了新工具，后续还会再来归还工具，因此此次不主动提醒操作人员归还工具。

情况四：操作人员在倒计时结束后归还所有已领用工具或领用新的工具。

在倒计时结束后，后台管理模块接收到所有已领用工具归还或领用新工具的信息，则通过警示模块关闭告警灯。

倒计时的功能可采用延时电路，后台管理模块可控制延时电路的通断电，延时电路在倒计时结束后会触发信号至后台管理模块，后台管理模块接收该信号后，可驱使警示模块进行告警。

实施例二

本实施例提供一种智能工器具柜管理系统，在实施例一的基础上，工具识别模块还包括图像识别模块，图像识别模块包括安装于工器具柜内的摄像头，摄像头用于采集视野范围内的图像信息，并将图像信息发送至图像识别模块，图像识别模块通过对比归还前后的图像信息来判断工具存在、不存在或工具异常，并将判断结果发送至后台管理模块。

图像识别模块通过计算机视觉技术可以使得对产品表面的相关裂纹，划痕，粗糙度，纹理等各个方面进行非常有效的监测，在实施例一所提出的工具识别模块的基础上，能够进一步的提高对工具完整度的判断，从而及时发现工具所存在的问题，并将工具与领用人员绑定，便于明确责任，托盘上也设有与图像识别模块对应连接的指示灯，该指示灯在工具异常时亮起来提醒操作人员，从而能够防止后续人员再取用该工具。

实施例三

本实施例提供一种智能工器具柜管理系统，在实施例二的基础上，工具识别模块识别工具完整度还采用如下方案：在柜体内设置有与若干个工具一一对应的若干个托盘，每个托盘上均设置有物体检测模块，物体检测模块包括至少两个光电检测单元，放置工具时，工具位于光电检测单元的上侧或上方，当有两个光电检测单元时，两个光电检测单元分别位于工具的两端，当有两个以上的光电检测单元时，这些光电检测单元按照工具的轮廓进行均匀分布设置，以此能够检测工具的完整度，以实现及时发现工具损坏的目的，另外在工具轮廓外也设置有光电检测单元，这些光电检测单元用于检测工具的位置是否放偏，因为光电检测单元仅能够检测到物体是否存在，在物体存在部件缺失时能够感知到，但不能准确感知工具的部分残缺（如上表面的残缺等），因此为了提高准确度，还包括与若干个托盘一一对应的重量检测模块，重量检测模块为设置在托盘下侧的重量传感器，通过对于工具重量的检测对比来识别工具的完整度，从而及时发现工具损坏。

综上所述，位于工具轮廓投影区域内的光电检测单元在检测到物体存在后，会发送信号至工具识别模块，若工具识别模块接收到某一工具所对应的多个光电检测单元中分别发送的检测到物体存在的信号，则判断为工具存在，接收到部分，则判断为位置异常，均未接收到则判断为不存在。

重量检测模块、图像识别模块以及光电检测单元的设置三者之间起到互补作用，光电检测单元主要用于检测工具位置是否放正，因为若工具位置未放正，那么可能会与其他工具交叉，导致工器具柜内工具杂乱，不便于取出，光电检测单元也能够起到对工具完整度的识别，即若工具部分缺失或断开，那么位于缺失部分、断开部分下的光电检测单元未检测到物体，其他的光电检测单元都正常检测到物体，这就说明工具可能出现了问题，但其无法对工具上表面的划痕、残缺进行有效检测，因此通过图像识别模块来对比工具取用和归还时的照片，对比后能够对工具上表面的裂纹、划痕、残缺等问题进行有效检测，弥补了光电检测单元的缺陷，图像识别模块和光电检测单元都是对于工件表面进行检测，因此还需要工件内部进行检测（例如电力工具箱内有各种零件，在工具箱未打开的情况下仅能够贵工具箱表面进行检测，无法对内部的工具进行检测），由于无法准确观察工件内部，因此本申请采用重量检测模块来对比领用和归还时工具的重量，这样能够发现其余两种方式所无法检测出的问题，从而提高对于工具完整度的识别工作，后台管理模块在接收重量检测模块、图像识别模块以及光电检测单元所发送的判断结果时，将结果记录于领用归还记录中，并及时通过短信、电话联系管理人员，另外为了防止重量检测模块、图像识别模块以及光电检测单元中的一个出现临时故障问题，后台管理模块在接收到工具异常的判断结果后，会通过警示模块提醒操作人员重新放置工具，这样会减少误差，本申请技术方案中提到了多次通过警示模块来提醒操作人员，为防止操作人员不理解每次提醒所要做的工作，可设置一显示屏，后台管理模块在通过警示模块提醒操作人员会将相应文字输出至显示屏上显示，如：重新防止工具，及时归还工具等。

托盘上设置有两个不同的提示灯，其中一个提示灯仅在工具不存在或位置异常的情况下亮起，另一个提示灯仅在工具重量异常时亮起，以此提醒操作人员此处存在问题，两个指示灯的颜色不同，当操作人员取工具时，若看到工具重量异常灯亮起时，便能够知道该工具异常，便不会取出该工具，若操作人员仍取出该工具，在RFID读写模块通过该工具上的RFID标签的位置不处于工器具柜内时，会通过警示模块提醒操作人员。

实施例四

如图3和图4所示，本实施例提供一种智能工器具柜管理系统，在上述实施例三的基础上还包括接地线检测模块，在操作人员使用接地线10后，将接地线10归还，由于接地线10在电力作业中非常重要，因此需要着重对其进行检测，智能工器具柜内放置有多个接地线10，在本实施例中仅介绍一个接地线检测模块，本领域技术人员可根据智能工具柜的大小或接地线的数量进行适应性选配，接地线检测模块包括承载盘1、卷收筒2、理线单元以及检测单元；

承载盘1转动设置在智能工器具柜内，工人在归还时将卷收好的接地线10放置于承载盘1上即可，由于工人不能每次都将接地线10准确放在承载盘1的转动中心点处，因为承载盘1的中心可设置一限位杆，那么工人将卷收好的接地线10套在限位杆上即可；

卷收筒2通过一支架设置于智能工器具柜内，通过一电机带动卷收筒2在支架上转动，卷收筒2上设置有一固定点3，固定点3用于固定接地线10的一端，卷收筒2在转动时能够拉动一端固定在固定点3上的接地线10，从而将接地线10卷收至卷收筒2上；

理线单元包括丝杆机构4以及设置于丝杆机构4的螺母上的理线结构5，在丝杆机构4的作用下，理线结构5能够在丝杆机构4长度方向上移动，在对接地线10检测时，操作人员会将接地线10的一端穿过理线结构5，再固定于卷收筒2的固定点3上，理线结构5上设置有触发开关9，该触发开关9用于关闭丝杆机构4的电机以及驱动卷收筒2的电机，当接地线10完成卷收时，接地线10的一端会抵触在理线结构5上的触发开关9上，从而关闭丝杆机构4的电机以及驱动卷收筒2的电机；

智能工具柜内设置有一开启开关，通过按下该开启开关可启动丝杆机构4的电机以及驱动卷收筒2的电机，操作人员在将接地线10的一端固定于固定点3上后，按下该开关即可自动开始对接地线10的检测，此步骤记录于使用归还记录中，若归还接地线10但未进行该步骤，在操作人员关闭柜门后，后台管理模块会进行提醒；

丝杆机构4的电机具有一控制器，控制器能够记录电机的运行时间，将运行时间发送至后台管理模块，后台管理模块将该次运行时间与预设时间进行对比，若超出预设范围，则判断接地线10的长度异常，反之，则判断接地线10长度正常，并形成记录；

检测单元包括万用表6以及两组连接线7，其中一组连接线7连接于固定点上，固定点3为金属，固定点3安装在卷收筒2上的支架为塑料材质，理线结构5上设有一金属框，金属框与另一组连接线7连接，接地线的两个端子分别与固定点3和金属框接触，以此来测量接地线10电阻，万用表与后台管理模块通信连接，由后台管理模块接收电阻数据并判断接地线10通断，并形成记录；

理线结构5的结构具体如图4所示，理线结构5为夹爪状，包括两个夹柄8，两个夹柄铰接在丝杆机构4的螺母上的立柱上，两个夹柄8之间具有一能够让接地线10通过的通道，但该通道不能让接地线10的端子通过，通过张开该理线结构5可便于操作人员将接地线的一端通过理线结构并连接于固定点3上，另外，该通道内壁可设置有一橡胶圈（未画出），橡胶圈与接地线10外径配合，能够提供一些阻力，这样在卷收的过程中能让接地线10绷直，测量的更加准确。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种智能工器具柜管理系统，包括工器具柜，其特征在于，还包括：

身份识别模块，用于录入、识别以及认证操作人员身份信息；

工具识别模块，用于识别工具信息以及工具完整度信息；

后台管理模块，用于接收身份识别模块以及工具识别模块发送的信息，根据接收到的信息对操作人员以及工具进行识别、跟踪，并判断人与工具的关联关系、工具是否归还到位以及工具的完整，生成领用、归还记录；

工具识别模块包括图像识别模块、重量检测模块、物体检测模块；

工器具柜内设置有与若干个工具一一对应的若干个托盘，每个托盘上均设置有物体检测模块；

托盘上设置有两个不同的提示灯，其中一个提示灯仅在工具不存在或位置异常的情况下亮起，另一个提示灯仅在工具重量异常时亮起；

所述工具识别模块还包括接地线检测模块，接地线检测模块包括承载盘、卷收筒、理线单元以及检测单元；

所述理线单元包括丝杆机构以及设置于丝杆机构的螺母上的理线结构，所述理线结构包括两个夹柄，两个夹柄铰接在丝杆机构的螺母上的立柱上，两个夹柄之间具有一能够让接地线通过的通道；

所述检测单元包括万用表以及两组连接线，其中一组连接线连接于固定点上，固定点安装在卷收筒上，理线结构上设有一金属框，金属框与另一组连接线连接；

智能工具柜内设置有一开启开关，通过按下该开启开关可启动丝杆机构的电机以及驱动卷收筒的电机；

丝杆机构的电机具有一控制器，控制器能够记录电机的运行时间，将运行时间发送至后台管理模块，后台管理模块将运行时间与预设时间进行对比，若超出预设范围，则判断接地线的长度异常，反之，则判断接地线长度正常，并形成记录。

2.根据权利要求1所述的一种智能工器具柜管理系统，其特征在于，所述身份识别模块为人脸识别装置或指纹识别装置。

3.根据权利要求权1所述的一种智能工器具柜管理系统，其特征在于，所述工具识别模块包括RFID识别模块，其包括设置于工器具柜内的RFID读写模块以及分别对应设置于若干个工具上的RFID标签，RFID读写模块通过RFID标签判断工具是否处于工器具柜内，并将判断结果发送至后台管理模块，后台管理模块判断工具的领用或归还。

4.根据权利要求权1所述的一种智能工器具柜管理系统，其特征在于，所述工具识别模块还包括图像识别模块，图像识别模块包括安装于工器具柜内的摄像头，摄像头用于采集视野范围内的图像信息，并将图像信息发送至图像识别模块，图像识别模块通过对比归还前后的图像信息来判断工具存在、不存在或位置异常，并将判断结果发送至后台管理模块。

5.根据权利要求权1所述的一种智能工器具柜管理系统，其特征在于，所述工具识别模块还包括用于检测工具完整度的重量检测模块，所述重量检测模块包括与若干个工具一一对应的若干个重量传感器，重量检测模块采集重量传感器所测量的归还工具的重量并与预设工具的重量进行对比，判断归还的工具正常、异常或不存在，并将判断结果发送至后台管理模块。

6.根据权利要求权1所述的一种智能工器具柜管理系统，其特征在于，所述后台管理模块还包括警示模块，警示模块接收后台管理模块所发送的警示信息，通过告警灯来警示正在操作的人员或管理员。

7.根据权利要求权1所述的一种智能工器具柜管理系统，其特征在于，所述后台管理模块基于身份识别模块和工具识别模块发送的信息提醒操作人员归还工具的方法如下：

在人员打开工器具柜柜门时，身份识别模块将识别的人员信息发送至后台管理模块，后台管理模块根据接收的该人员信息获取人与工具的关联关系，进行如下判断和操作：

若该人员之前未领用工具，则无动作；

若该人员之前已经领用工具，则在开门后进行倒计时，并根据如下不同的情况对应不同的操作：

情况一：操作人员未在倒计时内未归还所有已领用工具以及未领用新的工具；

情况二：操作人员在倒计时内归还所有已领用工具；

情况三：操作人员在倒计时内领用新的工具；

情况四：操作人员在倒计时结束后归还所有已领用工具或领用新的工具；

对于上述情况一，在倒计时结束时，后台管理模块未接收到工具识别模块所发送的已经领用工具的归还信息，则通过警示模块启动工器具柜内的告警灯以来提醒当前操作的人员；若操作人员在倒计时内未归还所有已领用工具，便关闭工器具柜柜门，即后台管理模块在倒计时内未接收到工具识别模块所发送的已经领用工具的归还信息的情况下接收到柜门关闭的信息，则直接通过警示模块启动工器具柜外的告警灯来提醒操作人员归还工具；

对于上述情况二和情况三，在倒计时结束前，后台管理模块基于所接收到的工具识别模块所发送的工具归还或领用信息，判断所有领用工具已归还或领用新工具，则关闭倒计时；

对于上述情况四，在倒计时结束后，后台管理模块接收到所有已领用工具归还或领用新工具的信息，则通过警示模块关闭告警灯。