本发明涉及危化品管控领域，具体涉及一种危化品使用登记监管系统和方法、危化品使用登记设备。
背景技术：
现今学校化学实验室或化学研究所等类似场所中，危险化学品的管理一直是重中之重，对于普通人来说，因为缺乏必要的专业知识，独自贸然去操作危险性较大且自己不了解的危化品极有可能发生意外情况，因此必须要在具有资格的专业人士的指导和监管下进行实验。
为了减少意外的发生，几乎所有的实验室都颁布了大同小异的化学实验室管理制度来约束进行实验的人，然而，管理制度的缺点在于只能靠人自觉执行，如果有人在相关管理人员视线外，对超出自己使用权限内的危化品进行操作，基本上是不可被发现的，而这种情况的存在其实是存在较大安全隐患的，次数多了极有可能发生意外事故。
除此之外，现有实验室也缺乏对危化品管控的手段，比如无法查询危化品的历史使用记录，无法准确知晓是否有危化品被带出实验室。
技术实现要素：
为避免背景技术的不足之处，本发明提供一种危化品使用登记设备，以及基于该危化品使用登记设备危化品使用登记监管系统和方法，可有效监控装有危化品的容器的使用情况，减少意外的发生。
本发明提出的一种危化品使用登记监管系统，包括危化品使用登记设备、固定在装有危化品的容器上的危化品监测装置，危化品使用登记设备包括第一微控制器模块以及分别与第一微控制器模块连接的第一无线射频收发模块、语音模块、用于获取用户身份信息的身份识别模块；危化品监测装置包括第二微控制器模块以及分别与第二微控制器模块连接的第二无线射频收发模块、使用状态检测模块；当使用状态检测模块检测到危化品监测装置使用时，第二微控制器模块通过第二无线射频收发模块发送包括危化品监测装置唯一识别码、使用状态信息在内的无线射频信号；第一微控制器模块通过身份识别模块获取用户身份信息，并在验证通过后记录用户身份信息；第一微控制器模块通过第一无线射频收发模块接收第二无线射频收发模块发送的无线射频信号，识别危化品监测装置唯一识别码，记录危化品监测装置绑定的危化品的名称和使用时间，并当用户身份信息未记录或记录的用户无该危化品使用权限时控制语音模块播报相应的提示语音。
进一步的，身份识别模块为指纹识别模块、人脸识别模块、虹膜识别模块、读卡器模块中的至少一种。
进一步的，使用状态检测模块为三轴加速度传感器，三轴加速度传感器通过检测加速度的变化判断危化品监测装置的运动状态。
进一步的，危化品监测装置固定于瓶盖且上可随瓶盖翻转水平放置，三轴加速度传感器通过检测重力加速度方向在内置坐标系中的朝向判断危化品监测装置的放置状态。
进一步的，还包括数据服务平台，危化品使用登记设备定时上传危化品使用历史记录信息以及对应的用户身份信息至数据服务平台，危化品使用登记设备当多次连续检测到危化品使用且用户身份信息未记录或记录的用户无该危化品使用权限时，发送报警信息至数据服务平台，数据服务平台将报警信息通过移动网络转发至危化品管理人员。
本发明同时提出的一种危化品使用登记设备，包括第一微控制器模块以及分别与第一微控制器模块连接的第一无线射频收发模块、语音模块、用于获取用户身份信息的身份识别模块；第一微控制器模块通过身份识别模块获取用户身份信息，并在验证通过后记录用户身份信息；第一微控制器模块通过第一无线射频收发模块接收包括危化品监测装置唯一识别码、使用状态信息在内的无线射频信号，识别危化品监测装置唯一识别码，记录危化品监测装置绑定的危化品的名称和使用时间，并当用户身份信息未记录或记录的用户无该危化品使用权限时控制语音模块播报相应的提示语音。
本发明同时提出的一种危化品使用登记监管方法，包括以下步骤：
接收危化品监测装置发送的包括危化品监测装置唯一识别码、使用状态信息在内的无线射频信号；
记录危化品监测装置绑定的危化品的名称和使用时间；
判断第一预设时间内是否有用户登记并通过身份验证，若是则进入下一步，否则播报包括提醒用户进行登记验证身份的提示语音；
记录本次危化品使用为合法使用。
进一步的，记录本次危化品使用为合法使用步骤前还包括：判断危化品监测装置绑定的危化品是否在用户的使用权限内，若是则进入下一步，否则播报包括提醒用户无使用权限的提示语音。
进一步的，播报提示语音步骤后还包括：判断是否满足预设的警报条件，若是则发出警报信号。
进一步的，警报条件为危化品监测装置处于倾斜或倒置状态的持续时间达到第二预设时间，或前步骤判断为否的次数累积达到预设次数。
本发明有益效果在于采用本系统和方法后，记录危化品监测装置绑定的危化品的名称和使用时间，可有效监控装有危化品的容器的使用状态，在检测到用户未登记通过身份验证或使用超过用户的使用权限的危化品时，播报提示语音请用户合规操作，减少危险情况的发生。
附图说明
图1是实施例1危化品使用登记监管系统的构成示意图。
图2是实施例2危化品使用登记监管方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1，参照附图1，一种危化品使用登记监管系统，包括危化品使用登记设备10、固定在装有危化品的容器上的危化品监测装置20，危化品使用登记设备10包括第一微控制器模块11以及分别与第一微控制器模块11连接的第一无线射频收发模块12、语音模块13、用于获取用户身份信息的身份识别模块14；危化品监测装置20包括第二微控制器模块21以及分别与第二微控制器模块21连接的第二无线射频收发模块23、使用状态检测模块22；当使用状态检测模块22检测到危化品监测装置20使用时，第二微控制器模块21通过第二无线射频收发模块23发送包括危化品监测装置20唯一识别码、使用状态信息在内的无线射频信号；第一微控制器模块11通过身份识别模块14获取用户身份信息，并在验证通过后记录用户身份信息；第一微控制器模块11通过第一无线射频收发模块12接收第二无线射频收发模块23发送的无线射频信号，识别危化品监测装置20唯一识别码，记录危化品监测装置20绑定的危化品的名称和使用时间，并当用户身份信息未记录或记录的用户无该危化品使用权限时控制语音模块13播报相应的提示语音。
本实施例系统用户首次使用前需将危化品监测装置20与危化品进行绑定，将危化品监测装置20对应的危化品名称以及授权用户身份信息输入危化品使用登记设备10中。具体的，首先，用户按下危化品使用登记设备10的设置按钮进入绑定程序，然后拾取一危化品监测装置20并晃动或抖动该危化品监测装置20，危化品使用登记设备10接收到该危化品监测装置20的无线射频信号后认定当前为该危化品监测装置20在进行绑定操作，然后用户将该危化品监测装置20对应的危化品名称等信息输入危化品使用登记设备10中，如果危化品有危险等级分类则将其分类到预设危险等级，最后将该危化品监测装置20固定安装在盛装危化品的玻璃瓶或其他容器上；其次，危化品使用登记设备10通过身份识别模块14采集并存储用户身份信息，然后将选择该用户的使用权限。危化品使用登记设备10信息的输入可以有多种方法，如果危化品使用登记设备10信息具备有蓝牙模块，则可以通过蓝牙与手机通讯；如果具备触摸屏模块，则可以直接输入信息；如果具备gprs模块，则可以通过移动网络与手机通讯；如果仅有无线射频收发模块，则可以通过以下方式通讯：无线射频收发模块→（射频信号）→固定网关→→数据平台→（移动网络）→手机，该方式需要其他配套设备或设施。
假设本实施例系统在科研人员做化学实验的场景下应用，正常情况下未使用危化品时，危化品使用登记设备10接收危化品监测装置20周期性对外发送的无线射频信号确定该危化品监测装置20在登记设备信号范围内，如果超过一定时间没收到则发出警报信息通知相关管理人员。使用危化品时，作为用户的科研人员需先通过危化品使用登记设备10登记并验证自己的身份信息，验证通过后再去对危化品进行动作或使用。当危化品监测装置20会检测到危化品动作或使用时，会发送包括当前使用状态信息在内的无线射频信号给危化品使用登记设备10；危化品使用登记设备10接收后记录危化品监测装置20绑定的危化品的名称和使用时间，并判断预设时间内是否有用户通过身份验证，如果有则记录本次危化品使用为合法使用，如果没有则播报包括提醒用户进行身份验证的提示语音。如果危化品使用登记设备10多次接收危化品监测装置20的无线射频信号且没有用户进行登记身份，则很大可能有人非法使用，危化品使用登记设备10会发送警报信息通知相关管理人员；预设时间可根据具体使用场景需求灵活变化，默认优选一小时；如果是教学授课场景，则优选45分钟，正好为一节课时；
如果存在同时多个科研人员需要使用危化品，可以每人进行身份登记验证，也可以只需一人进行身份登记验证，但是如果只有一人进行登记，该登记的用户同时还具有监管其他同伴的责任。特别是在一些老师教学授课场景，学生不必登记，老师身份登记验证后需在整个授课时间内需监督学生使用危化品。
危化品按其主要危险特性其危险程度也会有大有小，为了避免一些高危险度的危化品被非专业人士或非授权人士碰触或使用，本实施例除了播报包括提醒用户进行身份验证的提示语音，还可以播报包括提醒用户无使用权限的提示语音。具体的，相关管理人员预先对各种危险品按危险程度进行分级，在危化品使用登记设备10输入危化品监测装置20对应的危化品名称环节时，附加上该危化品的危险等级，在输入授权用户身份信息环节时确定选择该用户的使用权限级别，不同的用户的使用权限级别对应相应的危化品危险等级。正常使用时，危化品使用登记设备10接收危化品监测装置20发送的无线射频信号后，除了记录危化品监测装置20绑定的危化品的名称和使用时间、判断预设时间内是否有用户通过身份验证，还会判断危化品监测装置20绑定的危化品是否在用户的使用权限内，如果没有则播报包括提醒用户无使用权限的提示语音，多次接收危化品使用登记设备10也会发送警报信息通知相关管理人员。应用场景举例，老师在授课时，可以登记使用权限级别较低的用户，在授课过程中，当学生去碰触或使用超过该级别的使用权限的危化品时，危化品使用登记设备10可播报提示语音提示学生和老师，避免学生操作不当引起意外情况的发生。本实施例中，安装在装有危化品的容器上的危化品监测装置20还可以被设计成不同颜色，比如绿黄红颜色代表递增的危险等级，使用户更容易区分各危化品的使用权限级别。
本实施例中，身份识别模块14为指纹识别模块、人脸识别模块、虹膜识别模块、读卡器模块中的至少一种，优选人脸识别模块和可刷身份证的读卡器模块同时使用。人脸识别模块通常必然包括摄像头，如果危化品使用登记设备10的放置位置适当，当发生警报信息时，可以启动摄像头拍摄，或者更进一步可以进行远程视频通话。
本实施例中，危化品监测装置20固定于瓶盖且上可随瓶盖翻转水平放置，使用状态检测模块22优选为三轴加速度传感器，三轴加速度传感器检测通过加速度的变化判断危化品监测装置20的运动状态，通过检测重力加速度方向在内置坐标系中的朝向判断危化品监测装置20的放置状态。运动状态由静止变成运动，可知目前有人在移动危化品监测装置20，放置状态由正常的置于容器上瓶口内变成倾斜或倒置状态，可知目前有人打开瓶盖正在使用危化品。
本实施例系统还包括数据服务平台30，危化品使用登记设备10定时上传危化品使用历史记录信息以及对应的用户身份信息至数据服务平台30，危化品使用登记设备10当多次连续检测到危化品使用且用户身份信息未记录或记录的用户无该危化品使用权限时，发送报警信息至数据服务平台30，数据服务平台30将报警信息通过移动网络转发至危化品管理人员。
实施例2，参照附图2，一种危化品使用登记监管方法，可应用于实施例1系统中的危化品使用登记设备，包括以下步骤：
s101接收危化品监测装置发送的包括危化品监测装置唯一识别码、使用状态信息在内的无线射频信号；本步骤中危化品使用登记设备处于接收信号状态，随时接收危化品监测装置发送的无线射频信号；
s102记录危化品监测装置绑定的危化品的名称和使用时间；
s103判断第一预设时间内是否有用户登记并通过身份验证，若是则进入步骤s104，否则进入步骤s106；本步骤为第一个判断步骤，目的是为了确保当前用户已经经过登记并通过身份验证，也即确保该用户为授权用户；与步骤s102结合即可记录用户在该第一预设时间内对危化品使用的历史记录；本实施例中第一预设时间优选为45分钟，正好适用于学校化学实验室老师授课时间；
s104判断危化品监测装置绑定的危化品是否在用户的使用权限内，若是则进入步骤s105，否则进入步骤s107；危化品按其主要危险特性其危险程度也会有大有小，本步骤作为第二个判断步骤，目的是为了让相关管理人员对各种危险品按危险程度进行分类，使用户的使用权限分级别，不同级别用户有其相应的危化品使用权限；举个例子，老师在授课时，可以登记使用权限较低的用户，当学生去碰触或使用超过该级别的使用权限的危化品时，可播报提示语音提示学生和老师，避免意外情况的发生；
s105记录本次危化品使用为合法使用；
s106播报包括提醒用户进行登记验证身份的提示语音，并进入步骤s108；
s107播报包括提醒用户无使用权限的提示语音，并进入步骤s108；
s108判断是否满足预设的警报条件，若是则进入步骤s109；通常在碰触下装有危化品的玻璃瓶时，只会播报相应的提示语音，但是当某用户不仅仅只是碰触而是可能使用危化品的情况下，就需要监测这种情况并给相关管理人员发送警报信号；
s109发出警报信号；本步骤警报信号可以是危化品使用登记设备发出警报声音信号，也可以是发送警报无线信号给相关管理人员。
本实施例中警报条件有两种情况，第一种情况为检测到危化品监测装置处于倾斜或倒置状态的持续时间达到第二预设时间，本实施例中第二预设时间较为短暂，优选为2-3秒钟；要触发该该警报条件的前提是危化品监测装置固定于瓶盖且上可随瓶盖翻转水平放置，由于装有危化品的容器大多具有瓶盖，瓶盖正常情况下是较正的放置于容器上瓶口内，当有用户非法使用危化品时，有很大可能会把瓶盖打开随意放置或倒置在桌面上，此时危化品监测装置和瓶盖就会处于倾斜或倒置状态；故当危化品监测装置检测到倾斜或倒置状态并发送几次无线信号给危化品使用登记设备，危化品使用登记设备就可直接判断危化品处于使用状态，结合前步骤中未登记通过身份验证或超过用户的使用权限的情况下，发送警报信号；第二种情况可作为第一种情况的补充，虽然危化品监测装置未检测到倾斜或倒置状态，但是危化品监测装置如果在未登记通过身份验证或超过用户的使用权限的情况下多次检测到运动情况，则该用户也可能在使用危化品，即便不在使用，对危化品的各种动作次数多了也是很反常的；故在步骤s103中或步骤s104中，判断为否的次数累积达到预设次数时，也可以发送警报信号，本实施例中该预设次数优选10次。
实施例3，一种危化品使用登记设备，包括第一微控制器模块以及分别与第一微控制器模块连接的第一无线射频收发模块、语音模块以及用于获取用户身份信息的身份识别模块；第一微控制器模块通过第一无线射频收发模块接收包括危化品监测装置唯一识别码、使用状态信息在内的无线射频信号，识别危化品监测装置唯一识别码，记录危化品监测装置绑定的危化品的名称和使用时间，并在达到预设条件时控制语音模块播报相应的提示语音。身份识别模块为指纹识别模块、人脸识别模块、虹膜识别模块、读卡器模块中的至少一种。
虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了描述，但是，本领域普通技术人员应当了解，可以不限于上述实施例的描述，在权利要求书的范围内，可作出形式和细节上的各种变化。