CN116720995A - 一种基于物联网的实验室安全管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及实验室安全领域，具体为一种基于物联网的实验室安全管理系统，包括监控单元、物联网接入平台、分析平台、排险执行模块四个模块，所述监控单元部署在实验室需要监控的区域、位置、实验设备附近，所述物联网接入平台用于将监控单元中的各种设备，通过物联网网关，集成到一个统一的平台，系统性的进行管理和控制，所述分析平台用于分析物联网接入平台的实时数据，可以设置预警判断规则和处理规则，定义不同程度的危险并处理，所述排险执行模块用于发现危险后的处理过程。本发明保证实验室在及时处理危险因素的同时，不占用过多的人力资源，节省了实验室大量的在安全方面的成本支出，大大提升了实验室的安全性。

Description

一种基于物联网的实验室安全管理系统

技术领域

本发明涉及实验室安全领域，具体为一种基于物联网的实验室安全管理系统。

背景技术

实验室的种类繁多，有常见的计量和检测实验室，也有生物、化学、能源等各种专业的实验室。至于所涉及的样品、仪器，其种类更是不胜枚举。在实验室复杂环境的背景下，危险源的发现与及时处置就显得尤为重要。在一些工作人员难以全天值守的场景，例如是库房、样品间，需要连续数周甚至数月不间断工作的实验室，是安全事故发生的高危场所。一旦发生重大安全事故，其损失一般都是难以接受和无法挽回的。

近些年来，随着经济的发展和科技的进步，国内实验室的检测业务也在稳步增长，但是高速发展的背后，也遗留了很多历史问题。许多实验室的硬件规划仍比较老旧，存在很多安全隐患；实验室内部大多没有一个专门的内部安全管理系统，大多仅有几个监控摄像头装在固定位置，无法多维度、及时地发现安全问题并通知到工作人员；在实验室安全意识培养，安全规范培训等方面，较为落后。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物联网的实验室安全管理系统，以解决上述背景技术中提出实验室复杂场景的危险源发现难、及时处置难的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于物联网的实验室安全管理系统，包括监控单元、物联网接入平台、分析平台、排险执行模块四个模块，所述监控单元部署在实验室需要监控的区域、位置、实验设备附近，所述物联网接入平台用于将监控单元中的各种设备，通过物联网网关，集成到一个统一的平台，系统性的进行管理和控制，所述分析平台用于分析物联网接入平台的实时数据，可以设置预警判断规则和处理规则，定义不同程度的危险并处理，所述排险执行模块用于发现危险后的处理过程，可以通过自动、半自动的方式处理分析平台发现的危险。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述监控单元从实验室的监测需求出发，支持按需定义不同种类和数量的设备作为监控单元。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述物联网接入平台能够将不同厂家的设备集成进来，并支持定制化设备接入。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述分析平台采用机器学习算法，自动学习实验室的工作环境，根据实际情况进行调整和训练，并支持配置预警判断规则和处理规则，适应不同实验室的不同程度的危险预警需求。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述排险执行模块根据预警判断规则和处理规则自动或半自动执行相应的措施。

作为上述技术方案的进一步描述：

自动执行相应的措施包括发送警报信息、关闭设备、触发灭火系统。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述排险执行模块与实验室的安防人员或者消防单元联动，共同组成一个实验室安全管理体系。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述排险执行模块支持对排险历史记录的查看、查看、统计和分析，方便管理人员进行事后分析和总结。

与现有技术相比，本发明提供了一种基于物联网的实验室安全管理系统，具备以下有益效果：

虽然实验室需要监控的点位和需要采集的数据繁多，但是通过物联网接入平台，可以将市场上主流的监控单元集成到本系统中，再根据实验室的具体情况，设计合理的监控部署方案，完全可以做到对实验室无死角的监控，通过分析平台设置的预警判断规则和处理规则，实验室管理人员可以灵活的配置各种告警的产生和处置规则，对不同严重程度的危险，使用最合适的处理方式，并且安全需求变更或者升级时，亦可接入新的设备，配置新的规则来适应新的安全需求，多元化的排险执行方式，可以保证实验室在及时处理危险因素的同时，不占用过多的人力资源，节省了实验室大量的在安全方面的成本支出，大大提升了实验室的安全性；

附图说明

图1为本发明流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

请参阅图1，本发明提供了一种基于物联网的实验室安全管理系统，包括监控单元、物联网接入平台、分析平台、排险执行模块四个模块，所述监控单元部署在实验室需要监控的区域、位置、实验设备附近，所述物联网接入平台用于将监控单元中的各种设备，通过物联网网关，集成到一个统一的平台，系统性的进行管理和控制，所述分析平台用于分析物联网接入平台的实时数据，可以设置预警判断规则和处理规则，定义不同程度的危险并处理，所述排险执行模块用于发现危险后的处理过程，可以通过自动、半自动的方式处理分析平台发现的危险。

具体的，监控单元从实验室的监测需求出发，支持按需定义不同种类和数量的设备作为监控单元，实现实验室的全方位检测。

具体的，物联网接入平台能够将不同厂家的设备集成进来，并支持定制化设备接入，物联网接入平台供了监控能力的可扩展性和灵活性，可以将不同厂家的设备集成进来，并支持定制化的设备接入。

具体的，分析平台采用机器学习算法，自动学习实验室的工作环境，根据实际情况进行调整和训练，并支持配置预警判断规则和处理规则，适应不同实验室的不同程度的危险预警需求，提高危险判断的准确性和效率。

具体的，排险执行模块根据预警判断规则和处理规则自动或半自动执行相应的措施。

具体的，自动执行相应的措施包括发送警报信息、关闭设备、触发灭火系统。

具体的，排险执行模块与实验室的安防人员或者消防单元联动，共同组成一个实验室安全管理体系，为了保证排险过程的及时性和准确性。

具体的，排险执行模块支持对排险历史记录的查看、查看、统计和分析，方便管理人员进行事后分析和总结，完善管理流程，提高实验室的安全性和管理效率。

工作原理：

监控单元模块，用于部署在实验室需要监控的区域、位置、设备等场景，使用温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、有毒气体传感器、气压检测仪、电流电压检测仪、监控摄像头等设备，部署在需要监测的位置，如在样品间的各个位置部署温度传感器、湿度传感器，监控样品间的实时温度，或者在仓库部署烟雾传感器，监控起火冒烟的情况，或者在化学品实验室部署有毒气体传感器，监控有毒气体的释放情况，避免对人体造成伤害，或者在重要的区域部署监控摄像头，配合分析平台的图像识别、分类和人脸识别、行为分析等能力，分析平台为系统模块之一，实时监控非正常人员闯入、人员异常行为等情况，监控单元的作用在于，实时监测真实世界中的情况，将真实世界中的信息数字化，并传递到系统中，支撑后续的分析及告警，监控单元相比于人工监控，有两个优势，第一个优势是，它能够观察到靠人工很难发觉甚至无法发觉的问题，比如有些有害气体是无色无味的，人体无法察觉，但是设备可以察觉，第二个优势是，监控单元可以全天候7*24小时工作，在时间维度上不存在断档，仅仅只需要消耗一定的电能和网络资源，而使用人工的话，成本高昂不说，值守工作是非常枯燥的，当工作人员注意力不集中或者因事离岗，安全就存在隐患，故而，监控模块相比于人工的优势是显而易见的；

物联网接入平台，用于将上述监控单元中的各种设备，通过物联网网关，集成到一个统一的平台，系统性的进行管理和控制，不同的设备，接入平台的方法和协议有所不同，如监控摄像头可以使用网络线缆通过http协议接入至物联网平台，温湿度传感器类的监控单元，可使用串口通过Modbus协议接入至物联网平台，可根据监控单元所使用的设备的具体型号，选择最适合系统的接入的方式和接入协议，在物联网平台中，所有接入的设备都会生成一个专属的“物模型”，“物模型”是管理和控制设备数据的一串代码，物联网平台可以通过“物模型”读取设备的实时属性、数据，设备亦可通过“物模型”内置的数据通道，主动上报自身的实时数据，通过物联网接入平台，可以将各种各样的设备接入至系统中，系统实时知晓它们的数据，为分析平台提供了基础数据支撑，除此之外，物联网接入平台亦可接入执行终端，例如智能消防设备、清洁机器人等执行单元，配合系统去执行排险的动作；

分析平台，用于分析物联网接入平台的实时数据，分析平台可以设置预警判断规则和处理规则，例如温度传感器会将所部署之地点的实时温度数据传入系统，这个温度传感器可能是部署在一台大型仪器的内部，如果这台大型仪器的内部的温度超过了一定的范围，例如50摄氏度，此时系统就认为认为存在安全隐患，需要人工降温或者停机等待降温，此时分析平台就会根据设置的规则判断出当前是否是危险情况，一旦分析平台判断出当前是危险情况，分析平台就会进行下一步动作，例如通知排险执行模块自动控制该设备继电器使其断电，或者通知相关的工作人员来人工处理，具体使用那种处理方式，取决于分析平台配置的处理规则，像一些需要人工处理的场景，就更倾向于通知实验室工作人员处理，例如，通过部署在危险品仓库的监控摄像头，通过人脸识别技术，发现有非本实验室人员的闯入行为，或者发现有人员倒地的情况，系统可以通过部署在监控室或办公室的语音模块将危险情况通过扬声器播报给另外一个区域的工作人员，或者通过短信、邮件、电话的方式通知预设的实验室管理人员，让管理人员及时处理危险情况；

排险执行模块，用于分析平台发现了危险情况后系统下一步的动作执行，排险执行模块的能力有：控制仪器电路的通断，控制消防设备，如消防喷水头的开关、向特定区域的语音播放设备推送告警信息、向预设的实验室工作人员的随身终端推送危险信息等，接到分析平台的指令后，排险执行模块会完成一系列的排险动作，以达到排除危险的目的；

四个模块，相互配合，完成了从数据采集、数据分析、危险发现、危险排除的安全管理步骤，各模块的配合关系如附图1所示。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种基于物联网的实验室安全管理系统，其特征在于，包括监控单元、物联网接入平台、分析平台、排险执行模块四个模块，所述监控单元部署在实验室需要监控的区域、位置、实验设备附近，所述物联网接入平台用于将监控单元中的各种设备，通过物联网网关，集成到一个统一的平台，系统性的进行管理和控制，所述分析平台用于分析物联网接入平台的实时数据，可以设置预警判断规则和处理规则，定义不同程度的危险并处理，所述排险执行模块用于发现危险后的处理过程，可以通过自动、半自动的方式处理分析平台发现的危险。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的实验室安全管理系统，其特征在于：所述监控单元从实验室的监测需求出发，支持按需定义不同种类和数量的设备作为监控单元。

3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的实验室安全管理系统，其特征在于：所述物联网接入平台能够将不同厂家的设备集成进来，并支持定制化设备接入。

4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的实验室安全管理系统，其特征在于：所述分析平台采用机器学习算法，自动学习实验室的工作环境，根据实际情况进行调整和训练，并支持配置预警判断规则和处理规则，适应不同实验室的不同程度的危险预警需求。

5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的实验室安全管理系统，其特征在于：所述排险执行模块根据预警判断规则和处理规则自动或半自动执行相应的措施。

6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的实验室安全管理系统，其特征在于：自动执行相应的措施包括发送警报信息、关闭设备、触发灭火系统。

7.根据权利要求5所述的一种基于物联网的实验室安全管理系统，其特征在于：所述排险执行模块与实验室的安防人员或者消防单元联动，共同组成一个实验室安全管理体系。

8.根据权利要求5所述的一种基于物联网的实验室安全管理系统，其特征在于：所述排险执行模块支持对排险历史记录的查看、查看、统计和分析，方便管理人员进行事后分析和总结。