基于RFID技术的实验室设备管理方法及其系统

摘要

本发明公开了基于RFID技术的实验室设备管理方法及其系统，该方法包括：采集实验室设备相关信息，并基于所述实验室设备相关信息生成设备RFID标签，并将所述设备RFID标签进行存储；采集请求人员的预约请求，基于所述设备RFID标签与区块链对所述请求人员的预约请求进行审核，根据审核结果向所述请求人员发送所述实验室设备相关信息；将所述实验室设备相关信息与所述预约请求生成相应的随机数，将所述随机数与时间戳存储至所述设备RFID标签与所述区块链中；采集所述实验室设备的使用周期与使用状态，并基于所述实验室设备的使用周期与使用状态更新所述设备RFID标签，并将更新后的设备RFID标签进行存储。该方法实现了对实验室设备的全生命周期管理。

说明书

技术领域

本发明涉及实验室设备管理技术领域，具体是基于RFID技术的实验室设备管理方法及其系统。

背景技术

近年来，我国实验室资源得到了快速发展，现在我国共拥有月15000家实验室，其固定资产约为240亿元，拥有的仪器设备有86万多台（套），可从事68.9万余项的规程、标准、方法等的检测工作。随着实验室的数量增多，实验室设备的相关管理也面临严峻的考验。

当前我国的实验室设备管理存在以下不足：流程繁杂，账目混乱，没有对仪器设备进行制度化的定期巡查、核对，设备在借出/归还管理方面松散，未能做带实时性规范管理，使得账目形同虚设，账物不符、有账无物等现象较多；管理手段落后，无全生命周期跟踪管理，没有利用信息化平台对实验室设备进行全生命周期的跟踪管理，对仪器设备提供维修和更换时，人工操作容易产生失误，导致账物管理混乱；目前实验室设备主要依赖人工盘点，需要先手工登记，再录入到信息系统进行配对，不仅盘点周期长，效率低，还容易出错，无法实时掌握设备的具体情况，造成账实不符。

因此，如何有效地对实验室设备进行全生命周期的管理是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是为了解决当前我国的实验室设备管理流程繁杂，账目混乱，管理手段落后，无全生命周期跟踪管理，盘点/巡检困难，无实时自动盘点的问题。

本发明实施例提供基于RFID技术的实验室设备管理方法，包括：

采集实验室设备相关信息，并基于所述实验室设备相关信息生成设备RFID标签，并将所述设备RFID标签进行存储；

采集请求人员的预约请求，基于所述设备RFID标签与区块链对所述请求人员的预约请求进行审核，根据审核结果向所述请求人员发送所述实验室设备相关信息；

将所述实验室设备相关信息与所述预约请求生成相应的随机数，将所述随机数与时间戳存储至所述设备RFID标签与所述区块链中；

采集所述实验室设备的使用周期与使用状态，并基于所述实验室设备的使用周期与使用状态更新所述设备RFID标签，并将更新后的设备RFID标签进行存储。

在一个实施例中，所述采集实验室设备相关信息，并基于所述实验室设备相关信息生成设备RFID标签，并将所述设备RFID标签进行存储，包括：

采集所述实验室设备相关信息，并对所述实验室设备相关信息进行属性识别，生成实验室设备属性；

基于所述实验室设备属性选取匹配RFID标签，将所述匹配RFID标签与所述实验室设备属性进行绑定，生成设备RFID标签；

将所述设备RFID标签按照所述实验室设备属性进行存储。

在一个实施例中，所述采集请求人员的预约请求，基于所述设备RFID标签与区块链对所述请求人员的预约请求进行审核，根据审核结果向所述请求人员发送所述实验室设备相关信息，包括：

实验室管理人员作为区块链主节点对所述请求人员进行身份验证，根据身份验证结果向所述请求人员分配私钥和访问权限；

所述请求人员向所述主节点发送所述预约请求，所述实验室管理人员根据所述预约请求将所述实验室设备相关信息利用私钥签名，生成实验室设备状态信息，将所述实验室设备状态信息利用共享请求节点发送给所述请求人员；

利用所述请求人员的公钥验证所述实验室设备状态信息，基于验证结果生成所述实验室设备相关信息。

在一个实施例中，所述采集所述实验室设备的使用周期与使用状态，并基于所述实验室设备的使用周期与使用状态更新所述设备RFID标签，并将更新后的设备RFID标签进行存储，包括：

所述请求人员利用所述共享请求节点获取不同时间段的所述设备RFID标签，根据不同时间段的所述设备RFID标签的异同判断设所述实验室设备相关信息是否发生变化，根据判断结果生成实验室设备的使用周期与使用状态；

基于实验室设备的使用周期与使用状态更新所述设备RFID标签，将更新后的设备RFID标签传输给所述主节点进行存储。

在一个实施例中，还包括：

采集实验室环境参数，将所述实验室环境参数与预设阈值进行比较，根据比较结果识别实验室异常情况，并根究所述实验室异常情况进行报警。

第二方面，本发明还提供基于RFID技术的实验室设备管理系统，包括：

设备RFID标签生成模块，用于采集实验室设备相关信息，并基于所述实验室设备相关信息生成设备RFID标签，并将所述设备RFID标签进行存储；

预约请求审核模块，用于采集请求人员的预约请求，基于所述设备RFID标签与区块链对所述请求人员的预约请求进行审核，根据审核结果向所述请求人员发送所述实验室设备相关信息；

存储模块，用于将所述实验室设备相关信息与所述预约请求生成相应的随机数，将所述随机数与时间戳存储至所述设备RFID标签与所述区块链中；

设备RFID标签更新模块，用于采集所述实验室设备的使用周期与使用状态，并基于所述实验室设备的使用周期与使用状态更新所述设备RFID标签，并将更新后的设备RFID标签进行存储。

在一个实施例中，所述设备RFID标签生成模块，包括：

实验室设备属性生成单元，用于采集所述实验室设备相关信息，并对所述实验室设备相关信息进行属性识别，生成实验室设备属性；

绑定单元，用于基于所述实验室设备属性选取匹配RFID标签，将所述匹配RFID标签与所述实验室设备属性进行绑定，生成设备RFID标签；

设备RFID标签存储单元，用于将所述设备RFID标签按照所述实验室设备属性进行存储。

在一个实施例中，所述预约请求审核模块，包括：

身份验证单元，用于实验室管理人员作为区块链主节点对所述请求人员进行身份验证，根据身份验证结果向所述请求人员分配私钥和访问权限；

实验室设备状态信息生成单元，用于所述请求人员向所述主节点发送所述预约请求，所述实验室管理人员根据所述预约请求将所述实验室设备相关信息利用私钥签名，生成实验室设备状态信息，将所述实验室设备状态信息利用共享请求节点发送给所述请求人员；

实验室设备状态信息验证单元，用于利用所述请求人员的公钥验证所述实验室设备状态信息，基于验证结果生成所述实验室设备相关信息。

在一个实施例中，所述设备RFID标签更新模块，包括：

判断单元，用于所述请求人员利用所述共享请求节点获取不同时间段的所述设备RFID标签，根据不同时间段的所述设备RFID标签的异同判断设所述实验室设备相关信息是否发生变化，根据判断结果生成实验室设备的使用周期与使用状态；

设备RFID标签更新单元，用于基于实验室设备的使用周期与使用状态更新所述设备RFID标签，将更新后的设备RFID标签传输给所述主节点进行存储。

在一个实施例中，还包括：

异常情况报警模块，用于采集实验室环境参数，将所述实验室环境参数与预设阈值进行比较，根据比较结果识别实验室异常情况，并根究所述实验室异常情况进行报警。

本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

本发明实施例提供的基于RFID技术的实验室设备管理方法，本方法以“RFID射频技术”为基础结合硬件采集与软件管理共同打造针对实验室设备的智慧管理生态体系，基于设备RFID标签与区块链实现对外预约使用，提高了仪器设备的利用率，并且利用区块链对请求人员进行身份验证，减轻了实验室人员的日常工作负荷，利用实时自动盘点技术提高实物盘点效率和数据准确率，节省人力和时间，并通过设备RFID标签的更新实现了对实验室设备的全生命周期的精细化跟踪管理，减少闲置、提高使用率，发挥其最大利用价值，同时为实验室设备的安全提供有力保障。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步地详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例提供的基于RFID技术的实验室设备管理方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的步骤S101流程图；

图3为本发明实施例提供的步骤S102流程图；

图4为本发明实施例提供的步骤S104流程图；

图5为本发明实施例提供的基于RFID技术的实验室设备管理系统的框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

参照图1所示，本发明实施例提供的基于RFID技术的实验室设备管理方法，该方法包括：步骤S101~S104；

S101、采集实验室设备相关信息，并基于所述实验室设备相关信息生成设备RFID标签，并将所述设备RFID标签进行存储。

S102、采集请求人员的预约请求，基于所述设备RFID标签与区块链对所述请求人员的预约请求进行审核，根据审核结果向所述请求人员发送所述实验室设备相关信息。

具体的，所述预约请求包括请求人员人脸信息、身份信息和设备状态信息共享请求。

S103、将所述实验室设备相关信息与所述预约请求生成相应的随机数，将所述随机数与时间戳存储至所述设备RFID标签与所述区块链中。

具体的，将所述随机数与时间戳（基于不同时间段内的设备RFID标签生成时间戳）存储至所述设备RFID标签，并将设备RFID标签写入区块链中，设备RFID标签写入区块链后，请求人员就会在某个t时刻获取到实验室管理人员上传的实验室设备信息并保存，该信息包括请求人员想要获取的设备RFID标签（包括设备状态，设备全生命周期所处的环节、及时提供相关的设备材料以保证设备的采购、使用和处置的状态信息）。

S104、采集所述实验室设备的使用周期与使用状态，并基于所述实验室设备的使用周期与使用状态更新所述设备RFID标签，并将更新后的设备RFID标签进行存储。

具体的，利用智能设备控制系统在实验室区域内布置各项实验室设备的控制器，实时监控实验室设备的使用情况，并将该实验室设备的使用情况实时存储至对应的设备RFID标签中。

本实施例中，以“RFID射频技术”为基础结合硬件采集与软件管理共同打造针对实验室设备的智慧管理生态体系，基于设备RFID标签与区块链实现对外预约使用，提高了仪器设备的利用率，并且利用区块链对请求人员进行身份验证，减轻了实验室人员的日常工作负荷，利用实时自动盘点技术提高实物盘点效率和数据准确率，节省人力和时间，并通过设备RFID标签的更新实现了对实验室设备的全生命周期的精细化跟踪管理，减少闲置、提高使用率，发挥其最大利用价值，同时为实验室设备的安全提供有力保障。

在一个实施例中，参照图2所示，上述步骤S101中所述采集实验室设备相关信息，并基于所述实验室设备相关信息生成设备RFID标签，并将所述设备RFID标签进行存储，包括：

S1011、采集所述实验室设备相关信息，并对所述实验室设备相关信息进行属性识别，生成实验室设备属性。

具体的，识别实验室设备相关信息的词义，并将所述词义与多组预设词组分别进行匹配，若匹配成功，则将该预设词组作为实验室设备属性，若匹配不成功，则继续与下一组预设词组进行匹配。

S1012、基于所述实验室设备属性选取匹配RFID标签，将所述匹配RFID标签与所述实验室设备属性进行绑定，生成设备RFID标签。

例如，若实验室设备属性为领用/借还属性，则选取领用/借还RFID标签，并将该实验室设备的领用/借还记录存储至该领用/借还RFID标签中，将领用/借还RFID标签作为设备RFID标签。

S1013、将所述设备RFID标签按照所述实验室设备属性进行存储。

具体的，将所述实验室设备属性相对应的设备RFID标签存储至与相匹配的数据库中进行存储。

在一个实施例中，参照图3所示，上述步骤S102中所述采集请求人员的预约请求，基于所述设备RFID标签与区块链对所述请求人员的预约请求进行审核，根据审核结果向所述请求人员发送所述实验室设备相关信息，包括：

S1021、实验室管理人员作为区块链主节点对所述请求人员进行身份验证，根据身份验证结果向所述请求人员分配私钥和访问权限。

具体的，智能门禁系统（RFID智能门禁系统）+智能人脸识别监控系统自动抓拍人脸，将人脸信息与预约请求中的人脸信息进行匹配对比，进而完成身份验证，各个请求人员从节点通过身份验证后即可加入至区块链网络中，构成高校仪器设备管理链中的私有区块链，当需要信息交换可以上传身份信息和查询信息。

S1022、所述请求人员向所述主节点发送所述预约请求，所述实验室管理人员根据所述预约请求将所述实验室设备相关信息利用私钥签名，生成实验室设备状态信息，将所述实验室设备状态信息利用共享请求节点发送给所述请求人员。

具体的，获得访问授权的请求人员可以向主节点发送预约请求，同时建立一个区块，将主节点对于预约请求的反馈信息和请求人员登记信息都写入区块链中，其中，登记信息为身份信息与公钥。

进一步地，实验室管理人员根据所需的设备状态信息（如采购信息、设备管理信息、设备RFID标签等），利用私钥签名后发给相关请求人员的主节点；如果请求人员要请求的信息为某一设备的状态信息，则设备管理人员需要将发送的设备RFID标签上传到区块链中。

S1023、利用所述请求人员的公钥验证所述实验室设备状态信息，基于验证结果生成所述实验室设备相关信息。

具体的，根据区块链的共识机制，区块链上的其他从节点依据已存储的信息验证请求人员的合法性，待身份验证合法后利用请求人员的公钥验证设备管理人员主节点所接收的信息共享请求数据的真实性，所有信息验证合法后，本次设备状态信息请求过程中产生的数据业务进行存储并生成相应的随机数，将随机数连同相应的时间戳写入相应的设备RFID标签和区块链中。

在一个实施例中，参照图4所示，上述步骤S104中所述采集所述实验室设备的使用周期与使用状态，并基于所述实验室设备的使用周期与使用状态更新所述设备RFID标签，并将更新后的设备RFID标签进行存储，包括：

S1041、所述请求人员利用所述共享请求节点获取不同时间段的所述设备RFID标签，根据不同时间段的所述设备RFID标签的异同判断设所述实验室设备相关信息是否发生变化，根据判断结果生成实验室设备的使用周期与使用状态。

具体的，在t+1时刻，请求人员在相同的共享请求节点收到后续的设备RFID标签，根据相同的共享请求节点上RFID标签信息的异同来判断设备的状态数据是否发生变化，从而根据变化数据记录设备的使用周期，并基于设备的使用周期更新设备RFID标签，将更新后的设备RFID标签上传中主节点中进行更新存储。

S1042、基于实验室设备的使用周期与使用状态更新所述设备RFID标签，将更新后的设备RFID标签传输给所述主节点进行存储。

在一个实施例中，还包括：

S105、采集实验室环境参数，将所述实验室环境参数与预设阈值进行比较，根据比较结果识别实验室异常情况，并根究所述实验室异常情况进行报警。

具体的，在实验室内加装温湿度传感器、烟雾传感器、视频监控等智能设备，对实验室内的温湿度变化、烟雾感应、空气质量、危险气体等进行全天候24小时监控，实现实验室环境参数的实时分级上报、安全问题的实时警报，保证实验人员的安全与健康，一旦发生危险，实验室管理人员可以通过手机App/Web平台实时地查看事故状况，最大限度的降低气体泄漏事故发生后导致的危害。

进一步地，通过高清人脸识别监控设备对实验室内进行远程实时视频监控，实现异常情况照片抓拍。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了基于RFID技术的实验室设备管理系统，由于该系统所解决问题的原理与前述基于RFID技术的实验室设备管理方法相似，因此该系统的实施可以参见前述方法的实施，重复之处不再赘述。

本发明实施例提供的基于RFID技术的实验室设备管理系统，参照图5所示，包括：

设备RFID标签生成模块51，用于采集实验室设备相关信息，并基于所述实验室设备相关信息生成设备RFID标签，并将所述设备RFID标签进行存储。

预约请求审核模块52，用于采集请求人员的预约请求，基于所述设备RFID标签与区块链对所述请求人员的预约请求进行审核，根据审核结果向所述请求人员发送所述实验室设备相关信息。

具体的，所述预约请求包括请求人员人脸信息、身份信息和设备状态信息共享请求。

存储模块53，用于将所述实验室设备相关信息与所述预约请求生成相应的随机数，将所述随机数与时间戳存储至所述设备RFID标签与所述区块链中。

具体的，将所述随机数与时间戳（基于不同时间段内的设备RFID标签生成时间戳）存储至所述设备RFID标签，并将设备RFID标签写入区块链中，设备RFID标签写入区块链后，请求人员就会在某个t时刻获取到实验室管理人员上传的实验室设备信息并保存，该信息包括请求人员想要获取的设备RFID标签（包括设备状态，设备全生命周期所处的环节、及时提供相关的设备材料以保证设备的采购、使用和处置的状态信息）。

设备RFID标签更新模块54，用于采集所述实验室设备的使用周期与使用状态，并基于所述实验室设备的使用周期与使用状态更新所述设备RFID标签，并将更新后的设备RFID标签进行存储。

具体的，利用智能设备控制系统在实验室区域内布置各项实验室设备的控制器，实时监控实验室设备的使用情况，并将该实验室设备的使用情况实时存储至对应的设备RFID标签中。

在一个实施例中，所述设备RFID标签生成模块51，包括：

实验室设备属性生成单元511，用于采集所述实验室设备相关信息，并对所述实验室设备相关信息进行属性识别，生成实验室设备属性。

具体的，识别实验室设备相关信息的词义，并将所述词义与多组预设词组分别进行匹配，若匹配成功，则将该预设词组作为实验室设备属性，若匹配不成功，则继续与下一组预设词组进行匹配。

绑定单元512，用于基于所述实验室设备属性选取匹配RFID标签，将所述匹配RFID标签与所述实验室设备属性进行绑定，生成设备RFID标签。

例如，若实验室设备属性为领用/借还属性，则选取领用/借还RFID标签，并将该实验室设备的领用/借还记录存储至该领用/借还RFID标签中，将领用/借还RFID标签作为设备RFID标签。

设备RFID标签存储单元513，用于将所述设备RFID标签按照所述实验室设备属性进行存储。

具体的，将所述实验室设备属性相对应的设备RFID标签存储至与相匹配的数据库中进行存储。

在一个实施例中，所述预约请求审核模块52，包括：

身份验证单元521，用于实验室管理人员作为区块链主节点对所述请求人员进行身份验证，根据身份验证结果向所述请求人员分配私钥和访问权限。

具体的，智能门禁系统（RFID智能门禁系统）+智能人脸识别监控系统自动抓拍人脸，将人脸信息与预约请求中的人脸信息进行匹配对比，进而完成身份验证，各个请求人员从节点通过身份验证后即可加入至区块链网络中，构成高校仪器设备管理链中的私有区块链，当需要信息交换可以上传身份信息和查询信息。

实验室设备状态信息生成单元522，用于所述请求人员向所述主节点发送所述预约请求，所述实验室管理人员根据所述预约请求将所述实验室设备相关信息利用私钥签名，生成实验室设备状态信息，将所述实验室设备状态信息利用共享请求节点发送给所述请求人员。

具体的，获得访问授权的请求人员可以向主节点发送预约请求，同时建立一个区块，将主节点对于预约请求的反馈信息和请求人员登记信息都写入区块链中，其中，登记信息为身份信息与公钥。

进一步地，实验室管理人员根据所需的设备状态信息（如采购信息、设备管理信息、设备RFID标签等），利用私钥签名后发给相关请求人员的主节点；如果请求人员要请求的信息为某一设备的状态信息，则设备管理人员需要将发送的设备RFID标签上传到区块链中。

实验室设备状态信息验证单元523，用于利用所述请求人员的公钥验证所述实验室设备状态信息，基于验证结果生成所述实验室设备相关信息。

具体的，根据区块链的共识机制，区块链上的其他从节点依据已存储的信息验证请求人员的合法性，待身份验证合法后利用请求人员的公钥验证设备管理人员主节点所接收的信息共享请求数据的真实性，所有信息验证合法后，本次设备状态信息请求过程中产生的数据业务进行存储并生成相应的随机数，将随机数连同相应的时间戳写入相应的设备RFID标签和区块链中。

在一个实施例中，所述设备RFID标签更新模块54，包括：

判断单元541，用于所述请求人员利用所述共享请求节点获取不同时间段的所述设备RFID标签，根据不同时间段的所述设备RFID标签的异同判断设所述实验室设备相关信息是否发生变化，根据判断结果生成实验室设备的使用周期与使用状态。

具体的，在t+1时刻，请求人员在相同的共享请求节点收到后续的设备RFID标签，根据相同的共享请求节点上RFID标签信息的异同来判断设备的状态数据是否发生变化，从而根据变化数据记录设备的使用周期，并基于设备的使用周期更新设备RFID标签，将更新后的设备RFID标签上传中主节点中进行更新存储。

设备RFID标签更新单元542，用于基于实验室设备的使用周期与使用状态更新所述设备RFID标签，将更新后的设备RFID标签传输给所述主节点进行存储。

在一个实施例中，还包括：

异常情况报警模块55，用于采集实验室环境参数，将所述实验室环境参数与预设阈值进行比较，根据比较结果识别实验室异常情况，并根究所述实验室异常情况进行报警。

具体的，在实验室内加装温湿度传感器、烟雾传感器、视频监控等智能设备，对实验室内的温湿度变化、烟雾感应、空气质量、危险气体等进行全天候24小时监控，实现实验室环境参数的实时分级上报、安全问题的实时警报，保证实验人员的安全与健康，一旦发生危险，实验室管理人员可以通过手机App/Web平台实时地查看事故状况，最大限度的降低气体泄漏事故发生后导致的危害。

进一步地，通过高清人脸识别监控设备对实验室内进行远程实时视频监控，实现异常情况照片抓拍。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。