CN103226768B - 一种实验室原始记录单的实时自动生成系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种实验室原始记录单的实时自动生成系统，包括数据采集模块，网络传输模块，后台数据处理模块、用户管理模块和终端用户，数据采集模块由气相色谱仪数据采集单元、液相色谱仪数据采集单元和光谱仪数据采集单元组成；网络传输模块用于将数据采集模块采集到的数据传输给后台数据处理模块；后台数据处理模块由数据库以及分别与数据库相连接的应用服务器和管理服务器组成；用户管理模块用于将终端用户接入后台数据处理模块。该系统可将不同厂家、不同类型实验仪器设备生成的实验数据进行整合，可以解决现有实验室检测数据手工填写的现状，提高了实验室的检测效率。还公开了一种利用上述系统自动获取实验室检测设备实验数据的网络获取方法。

Description

一种实验室原始记录单的实时自动生成系统及方法

技术领域

本发明具体涉及一种实验室原始记录单的实时自动生成系统及方法。

背景技术

自卡文迪许实验室建立以来，近代实验室已经走过了120多年的历程。实验室水平的不断发展,对其功能性和规范化提出了更高要求,随着实验室资质认定、计量认证等体系的推广宣贯,以安全性、人性化、高科技为特征的现代化科学实验室新概念正逐步形成。特别是2008年，IBM公司提出“智慧地球”、“智慧城市”概念后，全世界掀起了以智能物联网、云计算等新一代信息技术的建设热潮，实验室作为推进技术进步的载体，有必要利用现代信息技术，结合自身发展方向，将传统实验室逐渐向智能型实验室转变。

实验室目前的数据都还在采用手写方式，耗时耗力，还有错漏风险。大型实验室每年需要处理的原始数据不下百万个，海量的数据填写和计算工作，延误报告的出具，影响工作质量；纸质的原始记录单不利于长期保存；检测数据分布式的保存在各个与检测设备单独连接计算机中，缺乏基本的权限管理，数据容易泄密。

现有实验室检测设备，自动化水平越来越高，很大程度上减轻了实验过程中的人工操作，但是实验结束后，原始记录单还需要人工填写，在大量实验数据的情况下，人工的原始记录单存在着记录出错的风险。

实验室的自动化和网络化是未来发展趋势，目前各仪器设备生产厂家均可实现实验结果的网络化传输，但是不同仪器设备生产商之间的接口不同，目前暂无相关标准，将不同厂家、不同类型的实验仪器设备实验数据进行整合。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种实验室原始记录单的实时自动生成系统，该系统可以将不同厂家、不同类型的实验仪器设备生成的实验数据进行整合，从而解决现有实验室检测数据手工填写的现状，在保障检测质量的同时，还能提高实验室的检测效率。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种利用上述实验室原始记录单 的实时自动生成系统自动获取实验室检测设备实验数据的网络获取方法，该方法可以对实验室仪器设备如气相色谱、液相色谱仪和光谱仪等检测的数据进行实时采集。

本发明的第一个技术问题是通过如下技术方案来实现的：该系统包括数据采集模块，网络传输模块，后台数据处理模块、用户管理模块和用户终端，其中：

所述数据采集模块用于对实验室检测设备气相色谱仪、液相色谱仪和光谱仪生成的检测结果进行自动识别及实时数据采集，由气相色谱仪数据采集单元、液相色谱仪数据采集单元和光谱仪数据采集单元组成；

所述网络传输模块用于将所述数据采集模块采集到的数据传输给所述后台数据处理模块；

所述后台数据处理模块用于对所述数据采集模块采集到的数据进行存储和处理，由数据库服务器以及分别与所述数据库服务器相连的应用服务器和管理服务器组成；

所述用户管理模块用于将用户终端接入所述后台数据处理模块，根据终端用户的身份对用户进行权限管理，所述用户管理模块与所述后台数据处理模块相连。

本发明所述气相色谱仪数据采集单元设于与其相配套的计算机上，用于实时采集一台以上的不同厂家、不同型号的气相色谱仪生成的实验数据；所述液相色谱仪数据采集单元设于与其相配套的计算机上，用于实时采集一台以上的不同厂家、不同型号的液相色谱仪生成的实验数据；所述光谱仪数据采集单元设于与其相配套的计算机上，用于实时采集一台以上的不同厂家、不同型号的光谱仪生成的实验数据。

本发明所述气相色谱仪数据采集单元、液相色谱仪数据采集单元和光谱仪数据采集单元均由数据监测单元、事件触发器、数据缓存单元和数据压缩单元组成。

本发明在与实验室检测设备气相色谱仪、液相色谱仪和光谱仪相配套或者控制的计算机上设有用于存储实验结果的文件夹单元。

本发明所述气相色谱仪数据采集单元、液相色谱仪数据采集单元和光谱仪数据采集单元均通过数据监测单元检测所述文件夹单元的数据，当用于存储实验结果的文件夹单元内容变动时，将触发事件触发器，将新生成的实验数据通过网络 传输模块传输至后台数据处理模块，当用于存储实验结果的文件夹单元内容没有变化时，所述事件触发器将处于休眠状态。

本发明中数据监测单元常驻检测仪器对应的控制计算机的内存中，按指定事件间隔对计算机上实验结果所在文件夹进行扫描，并构建树型数据结构，将实验结果所在文件夹的文件结构进行缓存。当所监测文件夹有变动时，即触发事件触发器，进行数据缓存工作。当所监测文件夹变动完成后，再次触发事件触发器，进行数据压缩与传输指令发送工作。事件触发器用于接收数据监测单元所发送的文件夹变动指令，调用数据缓存单元，同时等待接收数据监测单元的实验结果完成指令，当接收到该指令后，即调用数据压缩单元。数据缓存单元收到事件触发器的指令后，将实验结果所在文件夹内新生成的内容备份到数据缓存区，以便数据压缩。数据压缩单元收到事件触发器的指令后，将经由数据缓存单元备份到数据缓存区的实验结果进行压缩。

本发明所述用户终端通过所述用户管理模块与所述后台数据处理模块中的管理服务器相连接。

本发明所述网络传输模块包括加密单元，用于对所述数据采集模块采集到的数据进行加密。

本发明所述的网络传输模块优选为内部局域网。

本发明所述的数据库服务器优选为海量数据存储服务器。

本发明所述后台数据处理模块，用于对所述数据采集单元采集到的数据进行处理，并按照仪器设备类型，提取相应数据项，形成原始记录单。

本发明的第二个技术问题是通过以下技术方案来实现的：一种利用上述的实验室原始记录单的实时自动生成系统自动获取实验室检测设备实验数据的网络获取方法，在实验室检测设备气相色谱仪、液相色谱仪和光谱仪各自相配套的计算机上，分别安装气相色谱仪数据采集单元、液相色谱仪数据采集单元和光谱仪数据采集单元，所述气相色谱仪数据采集单元、液相色谱仪数据采集单元和光谱仪数据采集单元将采集到的实验数据通过网络传输模块实时传输至所述后台数据处理模块，用户终端通过用户管理模块自动获取实验室检测设备的实验数据。

本发明具有如下优点：

（1）本发明中的实验室原始记录单的实时自动生成系统，支持多种仪器设 备及其控制操作系统，具有较好的兼容性；

（2）本发明中的实验室原始记录单的实时自动生成系统，可以减少人工手写记录单的工作量，同时避免因字迹模糊、误写与字体褪色等造成记录单无法辨认等问题；

（3）本发明中的实验室原始记录单的实时自动生成系统，不影响仪器设备的正常工作；该自动生成系统中存储的原始记录单，有利用户的查询与打印；且使用方便，无须用户操作，所有流程均自动完成；可以与实验室管理软件进行集成与应用；

（4）本发明中的实验室原始记录单的实时自动生成系统，可实现实验室检测数据的实时网络传输和获取，可实时生成原始记录单，突破现有实验室原始记录单手写的局限性，此外，该系统还可实现实验室相关信息的统计，为实验室绩效评估考核提供参考；

（5）本发明中的自动获取实验室检测设备实验数据的网络获取方法，可以实现实验室的检测数据自动获取、检测记录单的自动生成，该方法具有兼容性好、通用性强等特点，可以提高实验室的效率，减少人工负担，具有较好的推广应用价值。

附图说明

图1为本发明实施例1中实验室原始记录单的实时自动生成系统的系统框架图；

图2为图1中的数据采集模块的结构框图；

图3为图1中的后台数据处理模块的结构框图；

图4为具体实施方式中普通用户使用本系统的流程图；

图5为实施例1中管理员使用本系统的流程图；

图6为实施例2中系统自动进行数据采集的流程图；

具体实施方式

以下根据附图，对本发明的实验室原始记录单的实时自动生成系统的组成和工作过程进行详细说明。

实施例1

如图1中所示，一种实验室原始记录单的实时自动生成系统，该系统包括数 据采集模块1，网络传输模块2，后台数据处理模块3、用户管理模块4和终端用户5，其中：

数据采集模块1用于对实验室检测设备气相色谱仪、液相色谱仪和光谱仪生成的检测结果进行自动识别与实时数据采集，由气相色谱仪数据采集单元11、液相色谱仪数据采集单元12和光谱仪数据采集单元13组成，如图2中所示；

网络传输模块2用于将数据采集模块1采集到的数据传输给后台数据处理模块3；

后台数据处理模块3用于对数据采集模块1采集的数据进行存储和处理，由数据库服务器31以及分别与数据库服务器31相连接的应用服务器32和管理服务器33组成，如图3中所示；

用户管理模块4用于将终端用户5接入后台数据处理模块3，根据终端用户4的身份对用户进行权限管理，用户管理模块4与后台数据处理模块3相连接。

终端用户5主要通过用户管理模块4与后台数据处理模块3中的管理服务器33相连接。

其中，气相色谱仪数据采集单元11安装在与其相配套的计算机上，用于实时采集一台以上的不同厂家和型号的气相色谱仪生成的实验数据；液相色谱仪数据采集单元12安装在与其相配套的计算机上，用于实时采集一台以上的不同厂家和型号的液相色谱仪生成的实验数据；光谱仪数据采集单元13安装在与其相配套的计算机上，用于实时采集一台以上的不同厂家和型号的光谱仪生成的实验数据。

所以，气相色谱仪数据采集单元11可对多个品牌和型号的气相色谱仪生成的实验数据进行实时采集，并可通过网络传输模块2传输至后台数据处理模块3的数据库服务器31内供各服务器调取；同样，液相色谱仪数据采集单元12也可对多个品牌和型号的液相色谱仪生成的实验数据进行实时采集，并可通过网络传输模块2传输至后台数据处理模块3的数据库服务器31内供各服务器调取；光谱仪数据采集单元13也可对多个品牌和型号的光谱仪生成的实验数据进行实时采集，也可通过网络传输模块2传输至后台数据处理模块3的数据库服务器31内供各服务器调取。

其中气相色谱仪数据采集单元11、液相色谱仪数据采集单元12和光谱仪数 据采集单元13均由数据监测单元、事件触发器、数据缓存单元和数据压缩单元组成。数据监测单元常驻检测仪器对应的控制计算机内存中，按指定事件间隔对实验结果所在文件夹进行扫描，并构建树型数据结构，将实验结果所在文件夹的文件结构进行缓存。当所监测文件夹有变动时，即触发事件触发器，进行数据缓存工作。当所监测文件夹变动完成后，再次触发事件触发器，进行数据压缩与传输指令发送工作。事件触发器用于接收数据监测单元所发送的文件夹变动指令，调用数据缓存单元，同时等待接收数据监测单元的实验结果完成指令，当接收到该指令后，即调用数据压缩单元。数据缓存单元收到事件触发器的指令后，将实验结果所在文件夹内新生成的内容备份到数据缓存区，以便数据压缩。数据压缩程序收到事件触发器的指令后，将经由数据缓存单元备份到数据缓存区的实验结果进行压缩。

在与实验室检测设备气相色谱仪、液相色谱仪和光谱仪相配套的计算机上设有用于存储实验结果的文件夹单元。

气相色谱仪数据采集单元11、液相色谱仪数据采集单元12和光谱仪数据采集单元13均通过数据监控单元检测所述文件夹单元的数据，当用于存储实验结果的文件夹单元内容变动时，将触发事件触发器，将新生成的实验数据通过网络传输模块传输至后台数据处理模块，当用于存储实验结果的文件夹内容没有变化时，所述事件触发器将处于休眠状态，不影响实验的控制与正常进行。

网络传输模块2用于将位于前端的数据采集模块1采集到的数据传输到后台数据处理模块3，网络传输模块2优选采用有线的局域网传输模式，局域网可以为100M或1000M光纤网，为了保证实验数据传输过程中的安全性，网络传输模块2还包括加密单元，用于对数据采集模块1采集到的数据进行加密。

后台数据处理模块3用于对数据采集模块采集的实验数据进行解压缩、存储以及各种处理，具体地，数据库服务器31内存储有经网络传输模块2传输的数据采集模块1采集到的实验数据，同时还存储有实验操作者信息、系统日志信息等。由于实验室产生的数据量很大，数据库服务器31有选为海量数据存储服务器。

管理服务器33用于与用户管理模块4相配合，负责外部用户的接入管理（例如用户登录管理、用户权限管理、原始记录单查询管理、原始记录单打印等）以 及对数据库服务器的管理。

应用服务器32可提供以下应用服务，例如提供原始记录单查看服务、原始记录单打印服务，并可对各类信息进行统计操作。

用户管理模块4可以通过有线网络等与后台数据处理模块3相互通讯，用户管理模块4可支持计算机的Windows系统和Linux系统。根据用户所属权限组，来决定用户的权限。普通用户组的成员拥有原始记录单检索、查看和打印和补充信息录入功能。管理员用户组的成员拥有除普通用户组的全部权限外，还拥有补充信息修改、用户权限调整、原始记录单补打和统计信息查询等功能。

在使用过程中，首先将数据跟踪采集模块1安装部署在仪器设备如气相色谱仪、液相色谱仪和光谱仪的控制计算机上，并进行相应参数配置，并确保网络传输模块2如局域网通讯通畅。后台数据处理模块3如数据库服务器31与数据采集模块1的进行通讯认证。当新的实验结果数据产生时，将自动传输到数据库服务器31如海量数据存储服务器。数据库服务器31根据事先定义好的仪器类型与记录单格式，为用户提供原始记录单打印，报告拟稿等功能。

以下通过对普通用户和管理员用户等不同角色对该系统的使用，更详细地介绍该系统的原理和流程。

如图4所示是普通用户对本发明的系统进行使用时的流程图。结合图1，普通用户首先通过用户登录模块，输入用户名和登录密码，用户登录模块通过验证用户名和密码，确定其所属用户组，之后展示其相应权限的用户界面。用户选择实验对应的原始记录单模板，并且输入相关补充信息，包括：样品编号、样品名、送检单位等。相关补充信息输入完毕后，系统会在该用户的工作文件夹内生成相关文本，同时将该实验记录到用户名的工作完成列表中，为统计分析提供数据支持。此后，用户选择原始记录单打印功能，将原始记录单打印，原始记录单只能打印一份，如有丢失，则需通过管理员用户身份进行原始记录单补打。

如图5所示是管理员用户对本发明的系统进行使用时的流程图。结合图1，管理员用户首先通过用户登录模块，输入用户名和登录密码，用户登录模块通过验证用户名和密码，确定其所属用户组，之后显示其相应权限的用户界面。管理员用户可以对原始记录单模板进行调整、可以对系统参数进行配置、对用户权限范围进行调整、对原始记录单进行补打，同时进行包括个人工作量、实验室样品 合格率、不同企业送检样品合格率等统计功能。

如上所述，本发明的实验室原始记录单的实时自动生成系统，突破了现阶段实验结果原始记录单手工书写的现状，提供了解决不同仪器设备实验数据网络获取的手段，通过Web技术、数据加密技术和数据压缩技术，实现原始记录单的实时自动填写，避免了繁杂的原始记录单手工填写工作；为提高实验室检测效率与智能化水平，发挥了重要作用。

实施例2

如图6中所示，利用上述实施例1中实验室原始记录单的实时自动生成系统自动获取实验室检测设备实验数据的网络获取方法，在实验室检测设备气相色谱仪、液相色谱仪和光谱仪各自相配套的计算机上，分别安装气相色谱仪数据采集单元11、液相色谱仪数据采集单元12和光谱仪数据采集单元13，气相色谱仪数据采集单元11、液相色谱仪数据采集单元12和光谱仪数据采集单元13将采集到的实验数据通过网络传输模块2实时传输至后台数据处理模块3，用户终端5通过用户管理模块4自动获取实验室检测设备的实验数据。

显然，上述内容只是为了说明本发明的特点，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员根据本发明在相应的技术领域做出的变化应属于本发明的保护范畴。

Claims (6)

1.一种实验室原始记录单的实时自动生成系统，其特征是：该系统包括数据采集模块，网络传输模块，后台数据处理模块、用户管理模块和用户终端，其中：

所述数据采集模块用于对实验室检测设备气相色谱仪、液相色谱仪和光谱仪生成的检测结果进行自动识别及实时数据采集，由气相色谱仪数据采集单元、液相色谱仪数据采集单元和光谱仪数据采集单元组成；

所述网络传输模块用于将所述数据采集模块采集到的数据传输给所述后台数据处理模块；

所述后台数据处理模块用于对所述数据采集模块采集到的数据进行存储和处理，由数据库服务器以及分别与所述数据库服务器相连的应用服务器和管理服务器组成；

所述用户管理模块用于将用户终端接入所述后台数据处理模块，根据终端用户的身份对用户进行权限管理，所述用户管理模块与所述后台数据处理模块相连；

所述气相色谱仪数据采集单元设于与其相配套的计算机上，用于实时采集一台以上的不同厂家、不同型号的气相色谱仪生成的实验数据；所述液相色谱仪数据采集单元设于与其相配套的计算机上，用于实时采集一台以上的不同厂家、不同型号的液相色谱仪生成的实验数据；所述光谱仪数据采集单元设于与其相配套的计算机上，用于实时采集一台以上的不同厂家、不同型号的光谱仪生成的实验数据；

所述气相色谱仪数据采集单元、液相色谱仪数据采集单元和光谱仪数据采集单元均由数据监测单元、事件触发器、数据缓存单元和数据压缩单元组成；

在与实验室检测设备气相色谱仪、液相色谱仪和光谱仪相配套的计算机上设有用于存储实验结果的文件夹单元；

所述气相色谱仪数据采集单元、液相色谱仪数据采集单元和光谱仪数据采集单元均通过数据监测单元检测所述文件夹单元的数据，当用于存储实验结果的文件夹单元内容变动时，将触发事件触发器，将新生成的实验数据通过网络传输模块传输至后台数据处理模块，当用于存储实验结果的文件夹单元内容没有变化时，所述事件触发器将处于休眠状态。

2.根据权利要求1所述的实验室原始记录单的实时自动生成系统，其特征是：所述用户终端通过所述用户管理模块与所述后台数据处理模块中的管理服务器相连接。

3.根据权利要求1所述的实验室原始记录单的实时自动生成系统，其特征是：所述网络传输模块包括加密单元，用于对所述数据采集模块采集到的数据进行加密。

4.根据权利要求1所述的实验室原始记录单的实时自动生成系统，其特征是：所述的网络传输模块为内部局域网。

5.根据权利要求1所述的实验室原始记录单的实时自动生成系统，其特征是：所述的数据库服务器为海量数据存储服务器。

6.一种利用权利要求1-5任一项所述的实验室原始记录单的实时自动生成系统自动获取实验室检测设备实验数据的网络获取方法，其特征是：在实验室检测设备气相色谱仪、液相色谱仪和光谱仪各自相配套的计算机上，分别安装气相色谱仪数据采集单元、液相色谱仪数据采集单元和光谱仪数据采集单元，所述气相色谱仪数据采集单元、液相色谱仪数据采集单元和光谱仪数据采集单元将采集到的实验数据通过网络传输模块实时传输至所述后台数据处理模块，用户终端通过用户管理模块自动获取实验室检测设备的实验数据。