一种基于人脸识别的实验操作台电源管理系统及其方法

1.本发明涉及实验设备管理技术领域，更具体的说是涉及一种基于人脸识别的实验操作台电源管理系统及其方法。


背景技术：

2.在实验操作台实际使用过程中，常常发生由于实验人员安全意识淡薄，在实验结束后不及时断电，实验过程中擅自离开的情况，此时一些会成为热源的设备工具持续工作，温度升高引起自燃，或引起周围易燃物品的燃烧。例如电工实验中，常用到的电烙铁、热风枪、乳胶枪等，在化工生物实验中，常用到的电加热炉等，这些热源设备长时间工作极易引发火灾。除了依靠实验室管理制度的建立和实验人员安全意识的增强外，随着人工智能发展，可以采用一些创新的技术来更加有效地对这些热源设备的供电加以管理，从而更加可靠地确保实验室的人员与物品的安全。
3.因此，如何提供一种更加安全便捷的基于人脸识别的实验操作台电源管理系统及其方法是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种基于人脸识别的实验操作台电源管理系统及其方法，目的在于实现对实验操作台的安全合理应用。
5.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.一种基于人脸识别的实验操作台电源管理系统，用于控制实验操作台上的插座电源的通断，包括：开关电源、工控机和串口继电器；
7.所述开关电源分别与所述工控机和串口继电器电连接，用于对所述工控机和所述串口继电器供电；
8.所述工控机内包括摄像头和控制器，其中所述摄像头与所述控制器相连，用于获取当前人员的人脸信息并将人脸信息发送至所述控制器，所述控制器与所述串口继电器相连，用于接收人脸信息完成人脸识别，并在人脸识别成功后完成向所述串口继电器发送串口通信指令；
9.所述串口继电器还与所述插座电连接，用于根据所述串口通信指令控制对应的继电器导通，进而对插座进行供电。
10.优选的，所述工控机内还包括触摸屏，所述触摸屏与所述控制器相连，所述控制器接收所述触摸屏接收到的控制命令，并根据所述控制命令向所述串口继电器发送相应的串口通信指令。
11.优选的，还包括服务器，且所述服务器包括插座使用情况存储单元和实验人员人脸信息库并分别用于存储所述插座使用情况和实验人员的人脸信息；所述插座使用情况存储单元和所述实验人员人脸信息库均与所述工控机相连。
12.优选的，所述工控机内还包括计时器，所述计时器与所述控制器相连，用于对所述
插座的使用时间进行计时，并将计时数据发送至所述服务器；
13.所述服务器还包括插座可用时间存储单元和比较器；
14.所述时间存储单元与所述比较器相连，所述时间存储单元用于存储实验台各插座的预设可用时间，所述比较器用于接收所述计时器的计时数据，将所述计时数据与所述预设可用时间进行比较，并将比较结果发送给所述控制器，辅助所述控制器向所述串口继电器发送相应的串口通信指令。
15.优选的，所述开关电源通过直流电源线分别与所述工控机和所述串口继电器相连，所述串口继电器通过串口转usb线与所述工控机相连，且所述串口继电器连接各个插座的火线。
16.一种基于人脸识别的实验操作台电源管理方法，用于控制实验操作台上的插座电源的通断，包括以下步骤：
17.s1.开关电源向工控机和串口继电器供电，所述工控机控制摄像头获取当前人员的人脸信息，根据所述人脸信息完成人脸识别，并在人脸识别成功后，向串口继电器发送串口通信指令；
18.s2.所述串口继电器根据所述串口通信指令控制对应的继电器导通，进而对插座进行供电。
19.优选的，s1中向串口继电器发送串口通信指令的具体内容包括：
20.通过触摸屏接收到当前实验人员的控制命令，并根据所述控制命令向所述串口继电器发送相应的串口通信指令。
21.优选的，s1中人脸识别的过程包括获取到当前人员的人脸信息后与所述实验人员人脸信息库中已有的人脸信息进行匹配，若所述实验人员人脸信息库中包括当前人脸信息则人脸识别成功；
22.s2还包括将所述插座的使用情况进行存储。
23.优选的，还包括以下步骤：
24.对所述插座的使用时间进行计时，并将计时数据与所述预设可用时间进行比较，并根据比较结果向所述串口继电器发送相应的串口通信指令；
25.其中，若所述计时数据大于或等于所述预设可用时间，则向所述串口继电器发送关闭串口通信指令。
26.优选的，还包括以下步骤：
27.s1中，所述开关电源将交流电转换为直流电向所述工控机和所述串口继电器供电。
28.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种基于人脸识别的实验操作台电源管理系统及其方法，解决了实验室管理中实验操作台插座电源安全使用的技术问题，可有效地避免实验操作台插座电源无序使用，解决设备长期通电存在的安全隐患。
29.首先本发明采用人脸识别的方式实现实验人员的身份实名认证，避免采用射频ic卡登录存在借刷、盗刷的问题；另外人脸识别只需要摄像头就可以实现，一般情况下，工控机均自带有摄像头，不需要再添加额外的设备，若采用指纹识别，则需要增加指纹识别的设备。
30.其次，本发明结构简单，能够有效控制成本，且使用过程简捷容易实现。
附图说明
31.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。
32.图1附图为本发明提供的一种基于人脸识别的实验操作台电源管理系统的系统结构示意图；
33.图2附图为本发明提供的一种基于人脸识别的实验操作台电源管理系统的安装示意图；
34.图3附图为本发明提供的一种基于人脸识别的实验操作台电源管理方法的流程图。
具体实施方式
35.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。
36.本发明实施例公开了一种基于人脸识别的实验操作台电源管理系统，用于控制实验操作台上的插座6电源的通断，如图1所示，包括：开关电源4、工控机1、串口继电器5；
37.开关电源4分别与工控机1和串口继电器5电连接，用于对工控机1和串口继电器5供电；
38.工控机1内包括摄像头2和控制器，其中摄像头2与控制器相连，用于获取当前人员的人脸信息并将人脸信息发送至控制器，控制器与串口继电器5相连，用于接收人脸信息完成人脸识别，并在人脸识别成功后完成向串口继电器5发送串口通信指令；
39.串口继电器5还与插座6电连接，用于根据串口通信指令控制对应的继电器导通，进而对插座6进行供电。
40.为了进一步实施上述技术方案，工控机1内还包括触摸屏，触摸屏与控制器相连，控制器接收触摸屏接收到的控制命令，并根据控制命令向串口继电器5发送相应的串口通信指令。
41.为了进一步实施上述技术方案，还包括服务器，且服务器包括插座6使用情况存储单元和实验人员人脸信息库并分别用于存储插座6使用情况和实验人员的人脸信息；插座6使用情况存储单元和实验人员人脸信息库均与工控机1相连。
42.为了进一步实施上述技术方案，工控机1内还包括计时器，计时器与控制器相连，用于对插座6的使用时间进行计时，并将计时数据发送至服务器；
43.服务器还包括插座6可用时间存储单元和比较器；
44.时间存储单元与比较器相连，时间存储单元用于存储实验台各插座6的预设可用时间，比较器用于接收计时器的计时数据，将计时数据与预设可用时间进行比较，并将比较
结果发送给控制器，辅助控制器向串口继电器5发送相应的串口通信指令。
45.为了进一步实施上述技术方案，开关电源4通过直流电源线3分别与工控机1和串口继电器5相连，串口继电器5通过串口转usb线7与工控机1相连，且串口继电器5连接各个插座6的火线。
46.需要说明的是：
47.串口继电器5通过串口转usb线7插入工控机1的usb口，工控机1系统自动生成com口，工控机1通过与串口继电器5连接的com口，向串口继电器5发送串口通信指令。
48.一种基于人脸识别的实验操作台电源管理方法，用于控制实验操作台上的插座6电源的通断，如图3所示，包括以下步骤：
49.s1.开关电源4向工控机1和串口继电器5供电，工控机1控制摄像头2获取当前人员的人脸信息，根据人脸信息完成人脸识别，并在人脸识别成功后，向串口继电器5发送串口通信指令；
50.s2.串口继电器5根据串口通信指令控制对应的继电器导通，进而对插座6进行供电。
51.为了进一步实施上述技术方案，s1中向串口继电器5发送串口通信指令的具体内容包括：
52.通过触摸屏接收到当前实验人员的控制命令，并根据控制命令向串口继电器5发送相应的串口通信指令。
53.为了进一步实施上述技术方案，s1中人脸识别的过程包括获取到当前人员的人脸信息后与实验人员人脸信息库中已有的人脸信息进行匹配，若实验人员人脸信息库中包括当前人脸信息则人脸识别成功；
54.s2还包括将插座6的使用情况进行存储。
55.为了进一步实施上述技术方案，还包括以下步骤：
56.对插座6的使用时间进行计时，并将计时数据与预设可用时间进行比较，并根据比较结果向串口继电器5发送相应的串口通信指令；
57.其中，若计时数据大于或等于预设可用时间，则向串口继电器5发送关闭串口通信指令。
58.为了进一步实施上述技术方案，还包括以下步骤：
59.s1中，开关电源4将交流电转换为直流电向工控机1和串口继电器5供电。
60.需要说明的是：
61.开关电源4还可以为电源适配器，均用于将220v交流电转换为直流电(通常是12v)。
62.串口继电器5可以为多路串口继电器。
63.如图2所示，工控机1可以安装在实验操作台的挂板架上，或通过支臂架固定安装。
64.工控机1可采用windows系统，也可以使用安卓系统。
65.工控机1的控制器内部署的控制管理系统的软件可通过网络进行远程访问和控制，功能上具有很大的扩展性。各插座6电源的使用情况，可在服务器上保存，可用于日后对事故、故障的调查与分析。
66.下面将进一步对本实施例的工作原理进行说明：
67.工控机1上带有摄像头2，工控机1的控制器内安装控制管理系统的软件，软件具有人脸识别的功能。实验室管理人员事先录入实验人员的人脸信息，当实验人员需要使用实验操作台时，面对工控机1上的摄像头2，软件识别出实验人员信息后，实验人员即可获得实验操作台的插座6电源使用权限。
68.工控机1的控制管理系统软件界面上由与插座6电源相对于的按钮图标，实验人员需要使用某个插座6，就点击相应的按钮图标，软件通过与串口继电器连接的com口，向串口继电器发送串口通信指令，即可实现该插座6的电源接通，实验人员即可使用该插座6的电源。
69.以某型串口继电器5为例，每一路的串口通信指令如下：
[0070][0071]
控制管理系统软件在成功识别人脸信息后，打开com口的串口通信功能，当实验人员点击软件界面上与第一个插座6相应的按钮，假定该插座6与继电器的第一路连接，则发送十六进制的通信指令“01 05 00 00 ff 00 8c 3a”即可联通第一路的继电器，第一个插座6从而接通电源，即可使用该插座6电源。
[0072]
电源使用完毕后，实验人员再次点击软件界面上与第一个插座6相应的按钮，假定该插座6与继电器的第一路连接，则发送十六进制的通信指令“01 05 00 00 00 00 cd ca”即可断开第一路的继电器，第一个插座6则切断电源。
[0073]
实验管理人员可以在控制管理系统中服务器端软件中设置各实验操作台插座6的可用时间，超出时间，控制系统可发送指令关闭插座6电源。从而避免实验人员擅自离开实验操作台未关闭电源的情况。
[0074]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0075]
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。