一种基于云计算的化学品存储智能管理系统及方法与流程

本发明属于化学品智能管理领域，涉及云计算技术，具体是一种基于云计算的化学品存储智能管理系统及方法。

背景技术：

科研院校、化工、材料、视频、生物、医药等企业在日常工作中需要高频次使用各种化学品；这些具有毒害、腐蚀、爆炸、燃烧、助燃等性质的化学品对人体、设施、环境具有危害的剧毒化学品和其他化学品分别归属不同部门监管；此外，每种化学品均具有不同的物理、化学性质和健康危害程度。

公开号为cn112070187a的发明专利公开了一种基于大数据的化学品存放人工智能管理系统及方法，包括saas系统端、与所述saas系统端电信号连接的云服务器、与所述云服务器电信号连接的android中控控制系统端、以及与所述android中控控制系统端电信号连接的智能试剂柜。

上述方案通过系统数据浏览某地区实时的危险化学品数据，解决了实际操作过程中未严格区分所属类别、未严格执行双人双锁等带来的安全隐患；当时，上述方案只是对化学品的存放进行了全方位管理，而没有利用云技术的优势，将化学品从运输、存储、消耗、共享到溯源进行集成化管理；因此，上述方案仍需进一步改进。

技术实现要素：

为了解决上述方案存在的问题，本发明提供了一种基于云计算的化学品存储智能管理系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于云计算的化学品存储智能管理系统，包括处理器、存取管理模块、信息采集模块、数据分析模块、溯源管理模块、全局监控模块和数据存储模块；

所述信息采集模块与至少一个智能试剂柜通信连接；所述信息采集模块通过智能试剂柜分别获取存取数据和存储数据，将存取数据发送至存取管理模块，将存储数据发送至数据分析模块；同时，通过处理器将存取数据和存储数据发送至数据存储模块进行存储；所述存取数据包括身份信息、库存数据和标签信息，所述存储数据包括库存数据和环境数据；

所述全局监控模块用于对智能试剂柜中化学品进行实时监测和显示，包括：

获取智能试剂柜的地理坐标，并通过第三方地图平台生成试剂柜位置图；所述第三方地图平台包括百度地图、腾讯地图和高德地图；

在试剂柜位置图中为智能试剂柜添加展示标签；所述展示标签包括地理坐标、库存数据、标签信息和导数评价系数；

当全局监控模块接收到环境不稳定信号时，将对应智能试剂柜的展示标签填充为红色；当智能试剂柜的违规视频总数大于0时，则将对应智能试剂柜的展示标签填充为橙色；

所述溯源管理模块用于对化学品进行溯源，包括：

用户通过智能终端输入化学品名称并发送至溯源管理模块；所述智能终端与溯源管理模块通信连接，所述智能终端包括智能手机、平板电脑和笔记本电脑；

所述溯源管理模块接收到化学品名称之后生成溯源信息；所述溯源信息包括标签信息、库存数据和化学品剂量发生变化的时刻；

将溯源信息分别发送至数据存储模块和用户的智能终端。

优选的，所述数据分析模块根据存储数据判断化学品存储的合理性，包括：

当数据分析模块接收到存储数据之后，提取环境数据中的温度、湿度和气压，并将温度、湿度和气压分别标记为wd、sd和qy；

通过公式获取环境评估系数hpx；其中α1和α2为比例系数，且α1为大于0的实数，α2为大于1的实数；

以时间为自变量，以环境评估系数为因变量通过多项式拟合法建立环境系数曲线；

获取环境系数曲线的一阶导数并标记为环境导数曲线；

任选连续的三个自变量带入环境导数曲线中获取导数值并分别标记为d1、d2和d3；通过公式获取导数评价系数dpx；

当导数评价系数dpx满足2-μ≤dpx≤2+μ时，则判定环境数据稳定，满足化学品的存储要求；否则，判定环境数据不稳定，生成并发送环境不稳定信号至全局监控模块；其中μ为比例系数，且μ为大于0的实数；

通过处理器将导数评价系数、环境系数曲线和环境导数曲线分别发送至数据存储模块和全局监控模块。

优选的，所述存取管理模块根据存取数据判断化学品存取的合理性，包括：

当存取管理模块接收到存取数据之后，提取身份信息的身份编号和面部图像，并将身份编号对应的操作人员标记为存取人员；

对面部图像进行图像预处理之后标记为验证图像；所述图像预处理包括图像分割、图像去噪和灰度变换；

获取数据存储模块中的操作人员数据库；从操作人员数据库中提取身份编号对应的面部图像并标记为标准图像；

将验证图像和标准图像进行匹配分析获取匹配度pd，当匹配度pd满足pd≥0.98时，则判定存取人员验证成功；否则，判定存取人员验证失败，将存取人员对应的视频数据标记为可疑视频；

根据存取数据获取化学品的存取剂量并标记为验证剂量；根据操作人员数据库获取存取人员的最大剂量允许值，并将最大剂量允许值标记为参考剂量；

当验证剂量小于等于参考剂量时，则判定存取人员操作合规；否则，判定存取人员操作违规，将存取人员对应的视频数据标记为违规视频；

当存取人员操作合规时，生成存取标签；所述存取标签包括存取人员的身份信息、验证剂量和标签信息；

通过处理器将存取标签分别发送至数据存储模块和全局监控模块。

优选的，所述智能试剂柜包括rfid读取设备、高清摄像头、通信单元、控制单元、环境检测设备、身份识别设备和库存监测设备；所述身份识别设备读取化学品用户的身份信息并传输至控制单元；所述库存监测设备实时获取柜体内化学品的库存数据并发送至控制单元；所述高清摄像头用于录制柜门开启至关闭期间操作过程的视频数据，并将视频数据发送至控制单元；所述rfid读取设备用于读取柜体内化学品的rfid标签获取标签信息，并将标签信息发送至控制单元，所述环境检测设备用于获取柜体内的环境数据，并将环境数据发送至控制单元；所述控制单元分别将身份信息、环境数据、库存数据、视频数据和标签信息通过通信单元发送至信息采集模块；所述环境数据包括温度、湿度和气压；所述身份信息包括面部图像和身份编号，所述身份编号包括学号和工号；所述标签信息包括化学品名称、危险等级、保质期、生产厂家、批号、安全措施、警示词。

优选的，所述处理器分别与存取管理模块、信息采集模块、数据分析模块、溯源管理模块、全局监控模块和数据存储模块通信连接；所述信息采集模块分别与存取管理模块和数据分析模块通信连接，所述全局监控模块分别与数据存储模块和溯源管理模块通信连接，所述溯源管理模块和数据分析模块通信连接。

优选的，所述化学品存储智能管理系统的工作方法包括以下步骤：

步骤一：信息采集模块通过智能试剂柜分别获取存取数据和存储数据，将存取数据发送至存取管理模块，将存储数据发送至数据分析模块；同时，通过处理器将存取数据和存储数据发送至数据存储模块进行存储；

步骤二：当存取管理模块接收到存取数据之后，根据身份信息对操作人员的进行身份验证，同时对存取人员的操作合规性进行判断，当存取人员操作合规时，生成存取标签；

步骤三：当数据分析模块接收到存储数据之后，提取环境数据，并根据环境数据判断化学品存储环境的合理性，将存储环境判断结果分别发送至全局监控模块；

步骤四：获取智能试剂柜的地理坐标，并通过第三方地图平台生成试剂柜位置图；在试剂柜位置图中为智能试剂柜添加展示标签；当全局监控模块接收到环境不稳定信号时，将对应智能试剂柜的展示标签填充为红色；当智能试剂柜的违规视频总数大于0时，则将对应智能试剂柜的展示标签填充为橙色；

步骤五：用户通过智能终端输入化学品名称并发送至溯源管理模块；所述溯源管理模块接收到化学品名称之后生成溯源信息；将溯源信息分别发送至数据存储模块和用户的智能终端。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明设置了存取管理模块，该设置根据存取数据判断化学品存取的合理性；存取管理模块通过对操作人员身份和存取剂量进行分析，来判定化学品存取的合理性，有助于保证化学品的存取有迹可循，避免因化学品无端遗失或泄露对人员造成伤害；

2、本发明设置了溯源管理模块，该设置用于对化学品进行溯源；用户通过智能终端输入化学品名称并发送至溯源管理模块；所述溯源管理模块接收到化学品名称之后生成溯源信息；将溯源信息分别发送至数据存储模块和用户的智能终端；溯源管理模块为用户提供化学品查询端口，生成溯源信息，并将溯源信息发送给用户，使得化学品存储和使用的可视化，保证了化学品溯源的准确性；

3、本发明设置了全局监控模块，该设置用于对智能试剂柜中化学品进行实时监测和显示；获取智能试剂柜的地理坐标，并通过第三方地图平台生成试剂柜位置图；在试剂柜位置图中为智能试剂柜添加展示标签；当全局监控模块接收到环境不稳定信号时，将对应智能试剂柜的展示标签填充为红色；当智能试剂柜的违规视频总数大于0时，则将对应智能试剂柜的展示标签填充为橙色；全局监控模块结合智能试剂柜生成试剂柜位置图和对应的展示标签，将化学品的库存数据可视化，有助于提高化学品的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的原理示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种基于云计算的化学品存储智能管理系统，包括处理器、存取管理模块、信息采集模块、数据分析模块、溯源管理模块、全局监控模块和数据存储模块；

信息采集模块与至少一个智能试剂柜通信连接；信息采集模块通过智能试剂柜分别获取存取数据和存储数据，将存取数据发送至存取管理模块，将存储数据发送至数据分析模块；同时，通过处理器将存取数据和存储数据发送至数据存储模块进行存储；存取数据包括身份信息、库存数据和标签信息，存储数据包括库存数据和环境数据；

全局监控模块用于对智能试剂柜中化学品进行实时监测和显示，包括：

获取智能试剂柜的地理坐标，并通过第三方地图平台生成试剂柜位置图；第三方地图平台包括百度地图、腾讯地图和高德地图；

在试剂柜位置图中为智能试剂柜添加展示标签；展示标签包括地理坐标、库存数据、标签信息和导数评价系数；

当全局监控模块接收到环境不稳定信号时，将对应智能试剂柜的展示标签填充为红色；当智能试剂柜的违规视频总数大于0时，则将对应智能试剂柜的展示标签填充为橙色；

溯源管理模块用于对化学品进行溯源，包括：

用户通过智能终端输入化学品名称并发送至溯源管理模块；智能终端与溯源管理模块通信连接，智能终端包括智能手机、平板电脑和笔记本电脑；

溯源管理模块接收到化学品名称之后生成溯源信息；溯源信息包括标签信息、库存数据和化学品剂量发生变化的时刻；

将溯源信息分别发送至数据存储模块和用户的智能终端。

进一步地，数据分析模块根据存储数据判断化学品存储的合理性，包括：

当数据分析模块接收到存储数据之后，提取环境数据中的温度、湿度和气压，并将温度、湿度和气压分别标记为wd、sd和qy；

通过公式获取环境评估系数hpx；其中α1和α2为比例系数，且α1为大于0的实数，α2为大于1的实数；

以时间为自变量，以环境评估系数为因变量通过多项式拟合法建立环境系数曲线；

获取环境系数曲线的一阶导数并标记为环境导数曲线；

任选连续的三个自变量带入环境导数曲线中获取导数值并分别标记为d1、d2和d3；通过公式获取导数评价系数dpx；

当导数评价系数dpx满足2-μ≤dpx≤2+μ时，则判定环境数据稳定，满足化学品的存储要求；否则，判定环境数据不稳定，生成并发送环境不稳定信号至全局监控模块；其中μ为比例系数，且μ为大于0的实数；

通过处理器将导数评价系数、环境系数曲线和环境导数曲线分别发送至数据存储模块和全局监控模块。

进一步地，存取管理模块根据存取数据判断化学品存取的合理性，包括：

当存取管理模块接收到存取数据之后，提取身份信息的身份编号和面部图像，并将身份编号对应的操作人员标记为存取人员；

对面部图像进行图像预处理之后标记为验证图像；图像预处理包括图像分割、图像去噪和灰度变换；

获取数据存储模块中的操作人员数据库；从操作人员数据库中提取身份编号对应的面部图像并标记为标准图像；

将验证图像和标准图像进行匹配分析获取匹配度pd，当匹配度pd满足pd≥0.98时，则判定存取人员验证成功；否则，判定存取人员验证失败，将存取人员对应的视频数据标记为可疑视频；

根据存取数据获取化学品的存取剂量并标记为验证剂量；根据操作人员数据库获取存取人员的最大剂量允许值，并将最大剂量允许值标记为参考剂量；

当验证剂量小于等于参考剂量时，则判定存取人员操作合规；否则，判定存取人员操作违规，将存取人员对应的视频数据标记为违规视频；

当存取人员操作合规时，生成存取标签；存取标签包括存取人员的身份信息、验证剂量和标签信息；

通过处理器将存取标签分别发送至数据存储模块和全局监控模块。

进一步地，智能试剂柜包括rfid读取设备、高清摄像头、通信单元、控制单元、环境检测设备、身份识别设备和库存监测设备；身份识别设备读取化学品用户的身份信息并传输至控制单元；库存监测设备实时获取柜体内化学品的库存数据并发送至控制单元；高清摄像头用于录制柜门开启至关闭期间操作过程的视频数据，并将视频数据发送至控制单元；rfid读取设备用于读取柜体内化学品的rfid标签获取标签信息，并将标签信息发送至控制单元，环境检测设备用于获取柜体内的环境数据，并将环境数据发送至控制单元；控制单元分别将身份信息、环境数据、库存数据、视频数据和标签信息通过通信单元发送至信息采集模块；环境数据包括温度、湿度和气压；身份信息包括面部图像和身份编号，身份编号包括学号和工号；标签信息包括化学品名称、危险等级、保质期、生产厂家、批号、安全措施、警示词。

进一步地，处理器分别与存取管理模块、信息采集模块、数据分析模块、溯源管理模块、全局监控模块和数据存储模块通信连接；信息采集模块分别与存取管理模块和数据分析模块通信连接，全局监控模块分别与数据存储模块和溯源管理模块通信连接，溯源管理模块和数据分析模块通信连接。

进一步地，化学品存储智能管理系统的工作方法包括以下步骤：

步骤一：信息采集模块通过智能试剂柜分别获取存取数据和存储数据，将存取数据发送至存取管理模块，将存储数据发送至数据分析模块；同时，通过处理器将存取数据和存储数据发送至数据存储模块进行存储；

步骤二：当存取管理模块接收到存取数据之后，根据身份信息对操作人员的进行身份验证，同时对存取人员的操作合规性进行判断，当存取人员操作合规时，生成存取标签；

步骤三：当数据分析模块接收到存储数据之后，提取环境数据，并根据环境数据判断化学品存储环境的合理性，将存储环境判断结果分别发送至全局监控模块；

步骤四：获取智能试剂柜的地理坐标，并通过第三方地图平台生成试剂柜位置图；在试剂柜位置图中为智能试剂柜添加展示标签；当全局监控模块接收到环境不稳定信号时，将对应智能试剂柜的展示标签填充为红色；当智能试剂柜的违规视频总数大于0时，则将对应智能试剂柜的展示标签填充为橙色；

步骤五：用户通过智能终端输入化学品名称并发送至溯源管理模块；溯源管理模块接收到化学品名称之后生成溯源信息；将溯源信息分别发送至数据存储模块和用户的智能终端。

上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。

本发明的工作原理：

信息采集模块通过智能试剂柜分别获取存取数据和存储数据，将存取数据发送至存取管理模块，将存储数据发送至数据分析模块；同时，通过处理器将存取数据和存储数据发送至数据存储模块进行存储；

当存取管理模块接收到存取数据之后，提取身份信息的身份编号和面部图像，并将身份编号对应的操作人员标记为存取人员；对面部图像进行图像预处理之后标记为验证图像；获取数据存储模块中的操作人员数据库；从操作人员数据库中提取身份编号对应的面部图像并标记为标准图像；将验证图像和标准图像进行匹配分析获取匹配度pd，当匹配度pd满足pd≥0.98时，则判定存取人员验证成功；否则，判定存取人员验证失败，将存取人员对应的视频数据标记为可疑视频；根据存取数据获取化学品的存取剂量并标记为验证剂量；根据操作人员数据库获取存取人员的最大剂量允许值，并将最大剂量允许值标记为参考剂量；当验证剂量小于等于参考剂量时，则判定存取人员操作合规；否则，判定存取人员操作违规，将存取人员对应的视频数据标记为违规视频；当存取人员操作合规时，生成存取标签；

当数据分析模块接收到存储数据之后，提取环境数据中的温度、湿度和气压；获取环境评估系数hpx；以时间为自变量，以环境评估系数为因变量通过多项式拟合法建立环境系数曲线；获取环境系数曲线的一阶导数并标记为环境导数曲线；任选连续的三个自变量带入环境导数曲线中获取导数值，获取导数评价系数dpx；当导数评价系数dpx满足2-μ≤dpx≤2+μ时，则判定环境数据稳定，满足化学品的存储要求；否则，判定环境数据不稳定，生成并发送环境不稳定信号至全局监控模块；

获取智能试剂柜的地理坐标，并通过第三方地图平台生成试剂柜位置图；在试剂柜位置图中为智能试剂柜添加展示标签；当全局监控模块接收到环境不稳定信号时，将对应智能试剂柜的展示标签填充为红色；当智能试剂柜的违规视频总数大于0时，则将对应智能试剂柜的展示标签填充为橙色；

用户通过智能终端输入化学品名称并发送至溯源管理模块；所述溯源管理模块接收到化学品名称之后生成溯源信息；将溯源信息分别发送至数据存储模块和用户的智能终端。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。