基于RFID和生物特征识别的化学品存储柜及系统

技术领域

本发明涉及RFID和生物特征识别技术领域，尤其涉及一种基于RFID和生物特征识别的化学品存储柜及系统。

背景技术

任何实验室对于化学品的冷藏管理都是不可或缺的，但现有化学品冷藏管理一般都基于传统的家用/商用冰箱冰柜进行管理，虽然在管理制度、物理环境、安全措施上已经采取了一些必要的保护措施，比如：化学品分类归类标签、冰箱进行编号、电脑EXCEL建表、取用登记制度、加装传统挂锁等，但是这种管理模式存在人为因素的安全隐患和记录信息不够详细等缺点，对于化学品的存放、取用、归还时间等记录不精确，流转过程不受控，容易受人为因素干扰，一旦出现问题通常难以溯源，给实验室管理带来较大的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于RFID和生物特征识别的化学品存储柜及系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种基于RFID和生物特征识别的化学品存储柜，包括：柜体和控制器，所述柜体内设置有至少一个存储单元，每个所述存储单元用于单独存放化学品，所述化学品的瓶体上设置有电子标签，每个所述存储单元的隔板内设置有天线，所述柜体内还设置有RFID读写器，所述RFID读写器分别与每个所述存储单元的隔板内设置的天线连接，所述RFID读写器用于读取所述化学品的瓶体上设置的电子标签；所述RFID读写器还与所述控制器连接，所述RFID读写器用于将读取结果发送给所述控制器；

所述柜体外设置有生物特征识别装置，所述柜体的柜门内设置有电控锁具，所述生物特征识别装置通过所述控制器与所述电控锁具连接，所述生物特征识别装置用于对使用者的生物特征进行识别；所述控制器用于根据识别结果控制所述电控锁具的开启和关闭。

本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：

一种基于RFID和生物特征识别的化学品存储系统，包括如上述技术方案所述的基于RFID和生物特征识别的化学品存储柜，还包括：工控机和数据库，所述化学品存储柜的控制器与所述工控机连接，所述工控机与所述数据库连接，所述控制器用于将每个所述存储单元是否存放有对应的化学品的存放信息和所述电控锁具的开启关闭信息发送给所述工控机，所述工控机用于将所述存放信息和所述开启关闭信息发送至所述数据库存储，所述工控机还用于通过所述控制器远程控制所述RFID读写器和所述生物特征识别装置。

本发明的有益效果是：本发明提供的化学品存储柜，通过在柜体存储单元的隔板内设置天线，读取化学品瓶体上的电子标签，能够实现自动识别存储柜不同存储单元内放置的化学品，从而帮助使用者快速找到所需的化学品，此外，通过在柜门处设置生物特征识别装置控制电控锁具的开启和关闭，可以设置相关化学品的使用权限，避免了无关人员接触或者挪用的危险，还可记录化学品的取用时间和实际取用人，实现化学品使用的可追溯管理，还可以根据电子标签的读取情况和柜门的开启情况实时监控化学品的取用情况，提高了化学品的管理效率和安全性。

本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。

附图说明

图1为本发明的实施例提供的化学品存储柜的结构示意图；

图2为本发明的实施例提供的化学品存储柜的电路连接关系示意图；

图3为本发明的实施例提供的化学品存储系统的结构框架示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

目前的实验室对于化学品冷藏管理都是不可或缺的，但现有化学品冷藏管理一般都基于传统的家用/商用冰箱冰柜进行管理，虽然在管理制度、物理环境、安全措施上已经采取了一些必要的保护措施，比如：化学品分类归类标签、冰箱进行编号、电脑EXCEL建表、取用登记制度、加装传统挂锁等，然而这种管理模式存在人为因素的安全隐患和记录信息不够详细等缺点，一旦出现问题往往要在下一个工作点才能触发发现问题，给实验室管理带来较大的不利因素。主要表现为：

1)编目流程繁琐低效、整理时间冗长；

2)存放次序较易被打乱；

3)查找不便捷；

4)盘点操作繁琐；

5)对失效化学品管理滞后；

6)存放、取用、归还时间点记录不精确；

7)流转过程不受控，容易受人为因素干扰；

8)人为参与比例过大，一旦出现问题无法溯源。

基于此，本发明提供了一种可以自动记录化学品取用时间、种类，且减少人为参与，便于查找溯源的存储柜，基于RFID和生物特征识别技术实现，RFID(Radio FrequencyIdentification，无线射频识别技术)是一种利用射频信号在空间耦合实现无接触的信息传输，并通过所传输的信息自动识别目标对象的技术；生物特征识别技术，是指通过计算机利用人体所固有的生理特征(指纹、人脸、虹膜等)或行为特征(步态、击键习惯等)来进行个人身份鉴定的技术，下面详细说明。

如图1所示，为本发明的实施例提供的化学品存储柜的结构示意图，该化学品存储柜包括：柜体10和控制器20，柜体10内设置有至少一个存储单元30，每个存储单元30用于单独存放化学品，化学品的瓶体上设置有电子标签41，每个存储单元30的隔板内设置有天线42，柜体10内还设置有RFID读写器43，RFID读写器43分别与每个存储单元30的隔板内设置的天线42连接，RFID读写器43用于读取化学品的瓶体上设置的电子标签41；RFID读写器43还与控制器20连接，RFID读写器43用于将读取结果发送给控制器20；

柜体10外设置有生物特征识别装置50，柜体10的柜门内设置有电控锁具60，生物特征识别装置50通过控制器20与电控锁具60连接，生物特征识别装置50用于对使用者的生物特征进行识别；控制器20用于根据识别结果控制电控锁具60的开启和关闭。

需要说明的是，存储柜可以为多层的冷藏柜，每层分别用于存储不同的化学品，基于此，存储单元30可以为柜体10的每层，存储单元30也可以为在每次设置的多个的存储盒，用于单独存储每瓶化学品。

应理解，当存储单元30为柜体10的一层时，天线42设置在柜体10每层的隔板内，用于设别这一层的化学品，当存储单元30为柜体10一层内的存储盒时，天线42可以设置在存储盒的底部，或者设置在存储盒的底部所处的每层隔板的对应区域处，从而识别不同存储盒内的化学品。

图1中将柜体10的每层作为存储单元30，从而每层能够存储大量的同一化学品。

其中，控制器20的型号可以为TI的TLV320AIC3204IRHBR，可以实现数据的采集的传输，在获取到读取结果、电控锁具60的开锁信号和生物特征识别装置50的识别结果后，可以通过蓝牙、WIFI、4G、5G或者有线等通信方式发送给工控机，由工控机进行记录等处理。

生物特征识别装置50可以包括能够识别生物特征的设备，例如，可以为指纹机、摄像头和处理器等，例如，可以采集用户的指纹、面部特征、虹膜特征等，识别用户的身份，例如，菲格特的FT-06安卓门禁机可以实现指纹识别，捷易科技的D701人脸识别门禁机可以实现人脸识别，中科虹霸的接触式虹膜采集仪IKUSB-E30可以实现虹膜识别，以上各类生物特征识别装置50可以通过螺丝、胶粘等方式固定在柜体10外，这些固定方式都属于现有技术，在此不再赘述。

应理解，RFID读写器43也可以通过螺丝、胶粘等方式固定在柜体10内，具体位置可以根据实际需求设置，电子标签41可以通过胶粘的方式粘贴在化学品的瓶身上，每个电子标签41都具有唯一识别码，可以预先在工控机中设置电子标签41的唯一识别码与化学品种类的对应关系，从而实现读取电子标签41判断化学品的种类。

存储单元30的隔板可以为双层空心结构，可以在双层的空心中设置天线42，如果隔板是实心结构，也可以将天线42粘贴在隔板的表面。

电控锁具60的型号可以为赞得柜锁的ZD501型电子锁，该电子锁的信号输入端可以与生物特征识别装置50的信号输出端连接，当生物特征识别装置50识别使用者的结果为识别成功时，或发送给该电子锁一个激励信号，电子锁接收到该激励信号后，实现开锁。应理解，生物特征识别装置50和电控锁具60的电连接可以通过使用匹配的接口实现，具体连接方法属于现有技术，在此不再赘述。

应理解，为了实现化学品的存储，还可以在柜体10内设置温度控制器，设置柜内的温度，从而实现化学品的冷藏。

可选地，为了便于使用者取用化学品，还可以在柜体10内的每层设置LED照明灯70，LED照明灯70可以与控制器20连接，当电控锁具60开启后，可以向控制器20发出激励指令，控制器20接收到电控锁具60的激励指令后，可以将开锁记录发送至工控机，然后控制LED照明灯70开启，从而便于使用者取用化学品。

本实施例提供的化学品存储柜，通过在柜体10存储单元30的隔板内设置天线42，读取化学品瓶体上的电子标签41，能够实现自动识别存储柜不同存储单元30内放置的化学品，从而帮助使用者快速找到所需的化学品，此外，通过在柜门处设置生物特征识别装置50控制电控锁具60的开启和关闭，可以设置相关化学品的使用权限，避免了无关人员接触或者挪用的危险，还可记录化学品的取用时间和实际取用人，实现化学品使用的可追溯管理，还可以根据电子标签41的读取情况和柜门的开启情况实时监控化学品的取用情况，提高了化学品的管理效率和安全性。

如图2所示，提供了一种示例性的电路连接关系示意图，下面结合图2对本发明的一些可选实施方式进行说明。

可选地，在一些可能的实施方式中，生物特征识别装置50包括：人脸识别装置51，人脸识别装置51与控制器20连接，人脸识别装置51用于采集使用者的面部特征，控制器20用于对面部特征进行处理，与预存的面部特征进行匹配识别，根据识别结果控制电控锁具60的开启和关闭。

应理解，控制器20对面部特征的处理属于简单的常规处理，是将采集的包含面部特征的图像或影像转换成计算机可识别的语言，从而与预存的面部特征进行匹配，对于虹膜信息和指纹信息的处理同理，不再赘述。

需要说明的是，人脸识别摄像头、处理器和存储介质可以由捷易科技的D701人脸识别门禁机实现，例如，可以包括人脸识别摄像头、处理器和存储介质，同样地，虹膜识别装置52和指纹识别装置53的可实现型号在先已经说明，在此不再赘述。

可选地，在一些可能的实施方式中，生物特征识别装置50还包括：虹膜识别装置52，虹膜识别装置52与控制器20连接，虹膜识别装置52用于采集使用者的虹膜特征，控制器20用于对虹膜特征进行处理，与预存的虹膜特征进行匹配识别，根据识别结果控制电控锁具60的开启和关闭。

可选地，在一些可能的实施方式中，生物特征识别装置50还包括：指纹识别装置53，指纹识别装置53与控制器20连接，指纹识别装置53用于采集使用者的指纹特征，控制器20用于对指纹特征进行处理，与预存的指纹特征进行匹配识别，根据识别结果控制电控锁具60的开启和关闭。

可选地，在一些可能的实施方式中，柜体10的柜门外还设置有显示器80，显示器80与控制器20连接，控制器20还用于根据化学品的瓶体上设置的电子标签41的读取结果，控制显示器80显示每个存储单元30是否存放有对应的化学品。

可选地，显示器80可以为高清彩色显示器。

具体地，RFID读写器43通过天线42周期性地发送电磁波，当存储单元30内存放有对应的化学品时，化学品瓶身上的电子标签41会产生反馈信号，天线42接收到反馈信号后，发送给RFID读写器43，RFID读写器43接收到反馈信号，则确定存储单元30内存放有对应的化学品，如果未接收到反馈信号，则确定存储单元30内未存放有对应的化学品。

可选地，在一些可能的实施方式中，控制器20还用于控制显示器80显示生物特征识别装置50对使用者的生物特征进行识别的识别结果。

例如，识别成功或失败都会反馈给控制器20对应的信号，可以根据信号的种类在显示器80上显示识别通过的字样，或者显示识别失败的字样。

可选地，在一些可能的实施方式中，还包括：温度传感器91，温度传感器91设置在柜体10的内部，与控制器20连接，温度传感器91用于采集柜体10的内部的温度，并将采集结果发送给控制器20。

需要说明的是，温度传感器91可以通过螺丝或胶粘等方式固定在柜体10的内部，具体固定的位置可以根据实际需求设置，通过采集柜内的温度，能够防止温度的变化影响化学品的存储。

例如，假设某化学品的存储温度要求为0摄氏度，可以预先通过控制器20设置警戒温度线，假设警戒温度线为-10摄氏度至10摄氏度，那么通过采集柜内的温度，当温度上升到15摄氏度时，温度传感器91将采集到的温度信息发送给控制器20，此时柜内温度超过了警戒温度线，控制器20可以将温度过高的信息发送给工控机，从而便于使用者通过工控机控制柜内的温度调节器，调节柜内的温度，或者工控机通过预设程序直接调节柜内的温度，从而便于化学品的存储。

应理解，还可以在柜内设置湿度控制装置，与控制器20连接，可以控制柜内的湿度，还可以在柜内设置通风装置，与控制器20连接，可以控制柜内的气体浓度，而湿度传感器92和TVOC传感器93可以通过相同的方式实现对柜内的湿度控制装置和通风装置进行控制，在此不再赘述。

可选地，在一些可能的实施方式中，还包括：湿度传感器92，湿度传感器92设置在柜体10的内部，与控制器20连接，湿度传感器92用于采集柜体10的内部的温度，并将采集结果发送给控制器20。

可选地，在一些可能的实施方式中，还包括：TVOC传感器93，TVOC传感器93设置在柜体10的内部，与控制器20连接，TVOC传感器93用于采集柜体10的内部的气体信息，并将采集结果发送给控制器20。

应理解，通常把采样分析的所有有机气态物质称为TVOC(Total VolatileOrganic Compounds，总挥发性有机物)。

可以理解，在一些实施例中，可以包含如上述各实施方式中的部分或全部。

如图3所示，为本发明的实施例提供的化学品存储系统的结构框架示意图，该化学品存储系统，包括如上述任意实施方式公开的基于RFID和生物特征识别的化学品存储柜300，还包括：工控机100和数据库200，化学品存储柜300的控制器与工控机100连接，工控机100与数据库200连接，控制器用于将每个存储单元是否存放有对应的化学品的存放信息和电控锁具的开启关闭信息发送给工控机100，工控机100用于将存放信息和开启关闭信息发送至数据库200存储，工控机100还用于通过控制器远程控制RFID读写器和生物特征识别装置。

需要说明的是，对于化学品存储柜300的实施方式的说明可以参考上述各实施方式中的对应说明，在此不再赘述。

读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。