[发明专利]一种单独存放手术缝线的智能柜及其控制系统

权利要求书

1.一种单独存放手术缝线的智能柜及其控制系统，其特征在于，所述单独存放手术缝线的智能柜及其控制系统包括：

视频监控模块，与主控模块连接，用于通过摄像器监控智能柜周边；

标识扫描模块，与主控模块连接，用于通过扫描器扫描手术缝线标识；

主控模块，与视频监控模块、标识扫描模块、病菌检测模块、消毒模块、存取模块、故障巡检模块、记录模块、显示模块、归还模块、应急模块、用户登录模块连接，用于控制各个模块正常工作；

病菌检测模块，与主控模块连接，用于检测手术缝线病菌信息；

消毒模块，与主控模块连接，用于通过环氧乙烷的高温环境对手术缝线进行消毒；

存取模块，与主控模块连接，用于对手术缝线进行存取；

故障巡检模块，与主控模块连接，用于对智能柜故障进行巡检；

记录模块，与主控模块连接，用于记录手术缝线存放信息；

显示模块，与主控模块连接，用于显示智能柜周边监控视频、标识扫描结果、病菌检测信息、故障巡检结果、存放记录信息；

归还模块，与主控模块连接，用于对未用完的手术缝线进行归还记录，当手术缝线取出后未用完，护士可以通过归还模块对未用完的缝线进行归还，输入手术缝线的信息以及剩余手术缝线用量信息，归还模块会将手术缝线信息与剩余用量信息绑定在一起，当再次取出时，会显示手术缝线的剩余用量，再决定是否取出；

应急模块，与主控模块连接，用于在智能柜出现故障无法正常打开柜门的时候启动应急按钮从而可以打开柜门，应急模块包括监测CPU，主控模块下达柜门开启与关闭指令，监测CPU判断柜门电机是否正常启动与关闭，若正常，则表明柜门无故障，否则连通应急按钮电路，从而打开应急按钮，使医护人员可以通过按钮取出手术缝线；

用户登录模块，与主控模块连接，用于根据用户信息登录智能柜控制系统，用户信息包括指纹信息、工号密码信息、工作牌信息，用户信息由系统提前录入到相关后台数据库中，在用户登录时，用户选择登录方式，将相应方式的个人信息输入，点击登录，输入的信息会自动生成SQL查询语句传送到后台数据库中进行查询，若查询到，则返回True，允许用户登录，否则返回False，不允许用户登录。

2.如权利要求1所述单独存放手术缝线的智能柜及其控制系统，其特征在于，所述病菌检测模块用于检测手术缝线病菌信息具体包括：

利用FCN网络结构检测手术缝线病菌信息，将Alexnet的全连接结构改进为卷积层之后，网络有8层卷积层，之后连接反卷积层，即上采样层，将输出结果放大，再对结果使用crop层裁剪；最后输出结果为score层，表示的是手术缝线病菌图像上像素的每个点属于每个类别的概率，采用的损失层是SoftmaxwithLoss：

x_i＝x_i-max(x₁，…，x_n)，

使用手术缝线病菌信息循环矩阵来生成足够多的手术缝线病菌数据中训练集训练分类器；手术缝线病菌信息循环矩阵在当前目标对角线上生成多个相同目标，实际上就是将一组向量逐渐右移，每移一位生成一组新的向量，在生成多个向量之后组合成一个手术缝线病菌信息循环矩阵；使用加了惩罚项的最小二乘法来对分类器进行训练；

利用手术缝线病菌信息循环矩阵的性质，将矩阵进行傅立叶对角化，将求解问题简单化，加速线性回归问题的求解。

对一元线性回归问题f(x_i)＝ω^Tx_i，其中(x_i，y_i)是指第i个手术缝线可能存在细菌区域，ω为对应的权重考虑正则化，则目标函数为：

对应的矩阵表达式为：

其中，X＝[x₁，x₂，...，x_n]^T中x_i对应每个手术缝线可能存在细菌区域，y_i对应手术缝线可能存在细菌区域的标签，所以求解最小值，就是求解函数的极值：

ω＝(X^TX+λI)^-1X^Ty

在复数空间为：

ω＝(X^HX+λI)^-1X^Hy

其中，X^H是复共轭转置矩阵；因为循环对角矩阵可以在傅立叶空间进行傅立叶矩阵进行对角化：

将式(5)带入式(6)，得到：

利用式(1)：

可得

在检测时训练一个分类器，在下一帧目标可能出现的位置进行判断，并用检测到的新目标对分类器进行更新；检测过程中，目标区域是正手术缝线可能存在细菌区域，非目标的背景是负手术缝线可能存在细菌区域，故正手术缝线可能存在细菌区域的位置决定下一帧目标可能存在的位置；

所述存取模块方法如下：

(1)配置手术缝线存放智能柜参数；对手术缝线存放智能柜中任一柜体的标识码进行扫码识别，提取标识码特征信息，解析得到扫码柜体的标识；向服务端发送携带有所述扫码柜体的标识的存件请求；

(2)接收所述服务端返回的扫码柜体的蓝牙模块的蓝牙广播信息，以及在所述手术缝线存放智能柜中分配的存件柜格信息，其中，所述手术缝线存放智能柜中的各个柜体具有各自对应的标识码和蓝牙模块，所述手术缝线存放智能柜的主控模块通过各个柜体的蓝牙模块进行柜体间通讯；

(3)根据所述蓝牙广播信息，搜索并连接所述手术缝线存放智能柜中的所述扫码柜体的蓝牙模块；

(4)通过蓝牙下发所述服务端分配的存件柜格信息和操作指令到所述手术缝线存放智能柜，以使得所述手术缝线存放智能柜根据所述存件柜格信息开启相应的柜格柜门。