一种智能药品柜及其控制系统的制作方法

1.本发明涉及药品试剂存储技术领域，具体涉及一种智能药品柜及其控制系统。


背景技术：

2.目前，国内高校和科研院所在开展实验的过程中，涉及到大量化学药剂的使用，这其中除了普通化学品外，还涉及普通危险化学品，剧毒化学品，易制毒化学品、易燃、易爆、易制爆化学品，非药用类麻醉药品和精神药品管制品，禁用和限用的农药等。需按照规定进行严格出入库管理并记录使用量和使用情况。目前化学品的出入库管理主要由样品管理员人工操作，耗时耗力且效率低下、错误率高。
3.一直以来，如何实现安全的保存都是人们关注的焦点问题。相较于流程较为成熟、来源去向较为固定、使用量较大、监管较为严格的工业部门，高校危化品管理漏洞较多，因此而产生的伤害事件也时有发生。为了更好的服务高校科研工作、教学工作，实现危化品的使用过程可跟踪管理也变得十分急迫。
4.现有技术中存在化学药品柜，结构较为简单，仅仅具备存储功能，但管理模式还是比较落后，基本都是处于手工帐操作，管理混乱且无法对化学药品的领取使用进行准确地追溯，无法有效解决由于管理不当造成的安全性问题。
5.因此，如何提供一种能够对药品试剂进行科学智能化追溯管理的智能药品柜及其控制系统是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明提供的智能药品柜能够准确获取试剂的使用信息，并保证还回试剂与库存试剂一致，有效防止出现错还的情况发生，避免了危化品的人为掉包造成的安全隐患，智能药品柜的控制系统能够追踪管理药品领取与还回的全流程，记录过程更加高效、便捷，减轻了手工帐的记录压力，降低了管理上的失误。
7.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
8.一种智能药品柜，用于存放试剂瓶，所述试剂瓶上设有感应标签；智能药品柜包括：柜体和中控；其中，所述柜体设置有若干隔间，每个隔间具有一个柜门，所述隔间内设有柜门锁；所述中控位于所述柜体上，包括控制器、扫码器、标签打印部、标签扫描部、存取口以及传动机构；其中，
9.所述存取口用于放置待回收的试剂瓶；存取口内设有感应器，用于与感应标签交互，获取试剂信息；存取口底部设有重量传感器，用于称量待回收试剂瓶的重量，控制器接收所述试剂信息和重量进行绑定存储；
10.所述扫码器用于扫描外部终端的审批码；
11.所述控制器根据审批码控制标签输出部输出检测标签，所述检测标签上具有标记；
12.所述标签扫描部扫描识别检测标签的信息以及标记，所述控制器接收检测标签信
息以及标记唯一性的验证结果，并控制所述传动机构将所述试剂瓶由存取口放入至相应隔间内。
13.优选的，所述审批码包括物品码或人员身份识别码；在系统中完成物品码或人员身份识别码的审批。系统中的审批是与用户身份信息关联的，保证领取人的身份与系统中被审批人员的信息一致，否则不能完成领取操作。
14.优选的，每个所述隔间内设置有重量传感器；在取出操作过程中，所述扫码器扫描外部终端的审批码后，控制器控制重量传感器获取当前隔间内试剂瓶的重量信息并存储，由中控分配指定存放隔间，控制抓取物品并存放至指定位置。
15.优选的，所述存取口内设置有重量传感器；在还回操作过程中，所述扫码器扫描外部终端的审批码后，控制器控制重量传感器获取当前存取口内试剂及试剂瓶的总重量信息并存储，控制器向机械手发送抓取及送、放指令，控制机械手将试剂送至指定位置。本发明在试剂领取及存入前进行称重的目的在于增加试剂使用量记录的准确性，尤其针对挥发性试剂，更能够了解该试剂的挥发消耗量，若出现超标情况，便于及时补救。
16.优选的，所述标签输出部包括打印机构，所述打印机构在检测标签输出前向检测标签上打印标记；所述检测标签端部具有覆盖层，所述标记位于所述覆盖层上；所述标记为唯一码，包括数字码或二维码。覆盖层能够防止酸碱性打印材料可能对检测标签测试准确性的影响。
17.优选的：所述中控还包括摄像头，所述摄像头连接控制器，控制器在扫描外部终端的审批码后，向所述摄像头发送启动指令，并获取用户人员面部图像与系统中使用权限进行比对及存储记录，增加管理的全面性，以及追溯力。
18.优选的，所述隔间后端和存取口后端均为开放式结构；所述控制器控制所述传动机构将所述试剂瓶由存取口后端夹出，并经隔间后端放入至相应隔间内。柜体后端为封闭式结构，用于整体将传动机构、隔间后端、存取口后端与外部环境封闭隔离。
19.本发明还提供了一种包括上述智能药品柜的控制系统，还包括中央服务器和终端；其中，
20.所述中央服务器接收线上试剂申请信息，并向所述终端发送审批码；试剂申请信息包括申请人的身份信息和试剂领取信息；
21.所述智能药品柜在线下领取试剂过程中：所述智能药品柜识别所述审批码并解析获得明码和密钥，将所述明码发送至控制器，将所述密钥发送至所述中央服务器；所述中央服务器根据所述密钥与所述线上试剂申请信息进行系统授权，经由系统上认可的管理员授权批准后，则向所述控制器发送授权后的解锁指令，用户在智能药品柜上经身份及授权确认后，智能药品柜控制器自动查找并抓取用户经授权申请的对应试剂，并送到存取口，经称量核对后，发放给用户；
22.所述智能药品柜在线下回收试剂过程中：所述智能药品柜再次识别所述审批码，并控制检测标签的输出，扫描经测试回收试剂的检测标签，与中央服务器预存的当前试剂的检测标签的信息进行比对，同时验证所述标记的唯一性，比对验证通过后再对存入物品进行称重记录，则由所述控制器根据所述隔间地址控制所述传动机构将所述试剂瓶放入至相应隔间内。
23.优选的，所述试剂领取信息包括试剂名称和目标用量，所述中央服务器判断当前
存储的试剂重量信息是否满足目标用量，如是，则向所述终端发送审批码；如否，则向所述终端发送审批不合格通知。
24.优选的，所述中央服务器接收线上试剂预约信息，并向所述终端发送审批码，所述审批码包含有效时间区间字段；所述试剂预约信息包括申请人的身份信息、试剂领取信息和预约领取时间；所述有效时间区间包含所述预约领取时间。
25.优选的，所述密钥包括身份信息；中央服务器将所述身份信息与所述申请人的身份信息进行比对，判断是否发出开锁指令；或
26.中央服务器预存申请人的指纹信息，所述智能药品柜的扫码器识别所述审批码的同时，指纹识别器获取当前领取人的指纹信息，上传至中央服务器，中央服务器将所述身份信息与所述申请人的身份信息进行比对的同时，对指纹信息进行比对，判断是否发出开锁指令。
27.优选的，所述明码包括试剂信息和码状态信息；所述中央服务器向所述控制器发送开锁指令的同时，更新审批码的码状态信息；
28.所述智能药品柜的控制器根据所述码状态信息，执行查找相应隔间柜门锁控制地址的动作；或，
29.执行查找相应隔间地址位再控制机械手进行抓取；或，
30.所述智能药品柜的控制器根据所述码状态信息，执行查找相应隔间柜门锁控制地址的动作的同时，控制标签打印部执行打印所述检测标签的动作。
31.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
32.本发明提供的智能药品柜能够自动识别试剂瓶，并查找相应存储隔间位置，完成试剂瓶的自动化存储；不同试剂单独隔间区分放置，更有利于对不同试剂的分类和标记。通过申请人线上审批操作获取审批码，对智能药品柜的领取和回收均给予审批码，增强了管理的集中性和便捷性。利用检测标签的唯一性记录每次试剂回收是否出现掉包情况，保证了回收过程的监督性和安全性。对回收试剂的重量信息进行记录能够实时掌握库存量，以及每次的使用量，完成精细化管控，服务器记录数据精确反映了真实领用状态，有效避免了化学危化品领用过程中的管理漏洞。
33.本发明所述控制系统实现线上审核、线下取还的管理方式，通过审批码的明码本地处理以及密钥的远端处理方式，增加了药品领取操作的安全性，加强了中央管控能力，检测标签标记通过中央服务器实现集中分配和管理，有效增加了试剂回收验证的防伪性能。
附图说明
34.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，还可以根据提供的附图获得其他的附图；
35.图1为本发明实施例提供的智能药品柜正面结构图；
36.图2是本发明实施例提供的智能药品柜背面内部结构示意图；
37.图3是本发明实施例提供的传动机构示意图；
38.图4是本发明实施例提供的中控结构示意图；
39.图5是本发明实施例提供的化学试纸示意图；
40.图6是本发明实施例提供的智能药品柜控制系统架构图。
具体实施方式
41.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。
42.本发明第一方面提供了一种智能药品柜，结构如图1所示，用于存放试剂瓶4，试剂瓶4中存放药品试剂、危险化学品/化学试剂。试剂瓶4上设有感应标签，本领域技术人员可以理解的是，感应标签可以采用任一种现有的感应标签。感应标签内存储有该试剂瓶4内存放试剂的信息，包括试剂名称、试剂id和/试剂成分等。
43.智能药品柜包括：柜体1和中控；其中，柜体1设置有若干隔间2，每个隔间2具有一个柜门3；中控位于柜体1上，包括控制器、扫码器、标签打印部、标签扫描部9、存取口8以及传动机构14；存取口8用于放置待回收的试剂瓶4；存取口8内设有感应器13，用于感应电子标签，获取试剂信息；存取口8底部设有重量传感器，用于称量待回收试剂瓶4的重量，控制器接收试剂信息和重量进行绑定存储；
44.扫码器用于扫描外部终端的审批码；
45.控制器根据审批码控制标签输出部7输出检测标签，检测标签上具有标记；
46.标签扫描部9扫描识别检测标签的信息以及标记，控制器接收检测标签信息以及标记唯一性的验证结果，并控制传动机构14将试剂瓶4由存取口8放入至相应隔间2内。
47.智能药品柜用于线下领取试剂的过程中：领取人持外部终端的审批码，通过扫码器进行扫码，获取领取权限，此时控制器根据审批码确定待领取的试剂信息，查找到相应隔间2地址，控制柜门3锁开启，打开柜门3，申请人可以领取试剂。
48.智能药品柜用于线下还回试剂的过程中：还回人领取人持外部终端的审批码，通过扫码器进行扫码，获取还回权限，此时控制器根据审批码控制标签输出部7输出检测标签，同时控制器根据审批码确定待领取的试剂信息，查找到相应隔间2地址。不同试剂的检测标签可识别的标签内容具有差别，放入标签扫描器进行扫描，与预存储的当前试剂的标签信息和检测标签上的标记进行比对，判断一致后，控制器控制传动机构14动作，将试剂瓶4移动到对应隔间2地址。
49.本实施例中，检测标签可以采用化学试纸或者电子标签，如rfid标签，可根据控制需求进行适应性选择。其中，化学试纸包括：石蕊试纸、ph试纸、淀粉碘化钾试纸、醋酸铅试纸、品红试纸或酚酞试纸等。电子标签包括rfid标签等。
50.对于化学试纸来说，不同化学成分的试剂对于检测试纸的检测颜色均具有明显或细微差别，经测试后的检测标签颜色变化稳定后，放入标签扫描器进行扫描，与预存储的当前试剂的ph值颜色进行比对，判断一致后，控制器控制传动机构14动作，将试剂瓶4移动到对应隔间2地址。
51.需要说明的是，由于检测标签为标签输出部7输出的具有标记的试纸，常规试纸无法通过标签扫描部9的比对验证，有效防止不法分子在还回时进行掉包操作。试纸的尺寸选
择以适于设置标记为准，且为统一标准。
52.对于电子标签来说，电子标签内的信息包括药品柜的信息，如柜体编码信息等，经标签输出部标记标识后，赋予该电子标签唯一性，标记标识的过程包括通过软件内部烧写唯一码，或通过外部物理喷印标记唯一码，喷印唯一码的技术方案与采用化学试纸喷印方式相同。电子标签的标签扫描部位于存取口内，当试剂回收时，电子标签贴于试剂瓶外部被回收，并记录电子标签的标签信息和标记信息。在当前试剂完成下次回收前检测上一次回收的电子标签是否与预存储的当前试剂的上一次回收时的电子标签信息相同，判断一致后，控制器控制传动机构14动作，将试剂瓶4移动到对应隔间2地址。
53.需要说明的是，电子标签本身具备信息存储功能，本实施例在标签输出部输出前不同电子标签之间不具有唯一性，当还回人获取还回权限后，控制器根据审批码控制标签输出部7输出检测标签的同时，进行唯一性标记，有效防止对电子标签的仿造。
54.本领域技术人员可以理解的是，为每一个隔间2的柜门3锁设置序号，存储于控制器，柜门3锁的序号与相应隔间2内的试剂信息进行绑定存储，当控制器获取审批码识别出的试剂信息后，通过查找的方式能够获取到相应柜门3锁序号，即隔间2地址，从而控制相应序号的柜门3锁控制线传输开锁指令。
55.在一个实施例中，每个隔间2内设置有重量传感器；扫码器扫描外部终端的审批码后，控制器控制重量传感器获取当前隔间2内试剂瓶4的重量信息并存储，控制器向柜门3锁发送开锁指令，执行打开隔间柜门3动作。本发明在试剂领取前通过重量传感器进行称重操作，记录领取前的重量信息。
56.在一个实施例中，标签输出部7包括打印机构，打印机构在检测标签11输出前向检测标签11上打印标记；检测标签11端部具有覆盖层，标记位于覆盖层上；标记为唯一码12，包括数字码或二维码。覆盖层采用防浸透层，防止酸碱性打印材料可能对检测标签11测试准确性的影响。
57.在一个实施例中：中控还包括摄像头6，摄像头6连接控制器，控制器在扫描外部终端的审批码后，向摄像头6发送启动指令，并获取回收人员面部图像进行存储。
58.摄像头6的拍摄范围为智能药品柜所在实验室的全景范围，采集、记录实验过程图像，通过网络系统传输至中央服务器，实验室出入口设有感应器，用于感应试剂瓶身上的感应标签，并发出报警信号，防止试剂被带出实验室。摄像头采集试剂从领取到回收之间时间段内在实验室使用的全过程。
59.在一个实施例中，隔间2后端和存取口8后端均为开放式结构；控制器控制传动机构14将试剂瓶4由存取口8后端夹出，并经隔间2后端放入至相应隔间2内。
60.在一个实施例中，中控还包括指纹识别器10，用于识别还回人的指纹信息，并记录，此时还回人应与领取人，以及审批码的申请人为同一人。
61.本实施例的传动机构14采用xyz轨道传动结构，参见附图2-3，夹取机构47在x轴上移动，x轴采用丝杆，在x轴电机的牵引下，沿水平方向移动；x轴丝杆一端架设在y轴上，y轴同样采用丝杆，另一端架设在与y轴丝杆43平行的导向杆上，在y轴电机44的牵引下，沿竖直方向移动；y轴丝杆一端架设在z轴上，z轴同样采用丝杆，另一端架设在与z轴丝杆41平行的导向杆上，在z轴电机42的牵引下，沿前后方向移动，从而控制夹取机构在存取口8、隔间2的伸入与伸出动作，实现试剂瓶4的夹取，并在存取口8后方移动至相应隔间2内的操作。
62.本领域技术人员可以理解的是，夹取机构47采用现有技术中的任一种机械臂或机械手。
63.本发明另一方面还提供了一种包括第一方面提供的智能药品柜的控制系统，还包括中央服务器和终端；其中，
64.中央服务器接收线上试剂申请信息，并向终端发送审批码；试剂申请信息包括申请人的身份信息和试剂领取信息；
65.智能药品柜在线下领取试剂过程中：智能药品柜识别审批码并解析获得明码和密钥，将明码发送至控制器，将密钥发送至中央服务器；中央服务器根据密钥与线上试剂申请信息进行比对，比对通过，则向控制器发送开锁指令，控制器根据明码查找相应隔间柜门3锁控制地址，并执行开锁指令；
66.智能药品柜在线下回收试剂过程中：智能药品柜再次识别审批码查找相应隔间2地址，并控制检测标签的输出，扫描经测试的检测标签，与中央服务器预存的当前试剂的检测标签的信息进行比对，同时验证标记的唯一性，比对验证通过，则控制器根据隔间2地址控制传动机构14将试剂瓶4放入至相应隔间2内。
67.本实施例采用线上审批，线下领取的管控方法，申请人向中央服务器发送线上试剂申请信息，中央服务器进行审核，审核不通过，则向终端发送那批不合格通知，审核通过，则向终端发送审批码，审批码可以采用二维码或验证码的方式，二维码则直接在扫码部扫码获取审核信息，验证码则可以在智能药品柜的触摸显示器5或按键区进行输入，获取领取权限和还回权限。
68.终端可以采用智能移动终端，或电脑终端，反馈的审核信息接收人为申请人。
69.在一个实施例中，试剂领取信息包括试剂名称和目标用量，中央服务器判断当前存储的试剂重量信息是否满足目标用量，如是，则向终端发送审批码；如否，则向终端发送审批不合格通知。
70.本实施例中，中央服务器当前存储的试剂重量信息为上一次试剂还回时的称重信息。存储的试剂重量信息为实时更新。
71.在一个实施例中，中央服务器接收线上试剂预约信息，并向终端发送审批码，审批码包含有效时间区间字段；试剂预约信息包括申请人的身份信息、试剂领取信息和预约领取时间；有效时间区间包含预约领取时间。
72.在一个实施例中，密钥包括身份信息；中央服务器将身份信息与申请人的身份信息进行比对，判断是否发出开锁指令；或
73.中央服务器预存申请人的指纹信息，智能药品柜的扫码器识别审批码的同时，指纹识别器10获取当前领取人的指纹信息，上传至中央服务器，中央服务器将身份信息与申请人的身份信息进行比对的同时，对指纹信息进行比对，判断是否发出开锁指令。
74.在一个实施例中，明码包括试剂信息和码状态信息；中央服务器向控制器发送开锁指令的同时，更新审批码的码状态信息；
75.在领取试剂过程中，码状态信息为待领取，智能药品柜的控制器根据码状态信息，执行查找相应隔间柜门3锁控制地址的动作，并进一步打开柜门3锁，完成领取动作的同时，更新审批码的码状态信息为待还回；
76.在还回试剂过程中，同一审批码的码状态信息已经更新为待还回，智能药品柜的
控制器根据码状态信息，执行查找相应隔间柜门3锁控制地址的动作的同时，控制标签打印部执行打印检测标签的动作，当还回人完成试剂瓶4还回的称重，及检测标签验证动作后，控制器控制传动机构14将试剂瓶4由存取口8夹出，送入相应隔间2地址的隔间2内，完成还回动作。
77.在还回试剂过程中还包括，存取口8的重量传感器感应还回试剂瓶4的重量信息，与领取时隔间2重量传感器获取的重量信息进行比较计算，获得量差，记录当前试剂的实际使用量。控制器还向中央服务器上传领取时与还回时的时间信息，领取时间信息的采集点为向柜门3锁发送开锁指令的时间，还回时间信息的采集点为控制器向传动机构14发送控制指令的时间。中央服务器能够实时获取试剂的申请人信息，试剂的使用量以及使用时间，准确追溯每一次试剂的领取还回信息，保证了整个流程的追溯力。
78.以上对本发明所提供的智能药品柜及其控制系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
79.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。