CN104301393A - 实验室数据采集及管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种实验室数据采集及管理系统，包括至少一用于服务器的实验室数据管理系统；以及至少一用于移动智能终端的实验室数据采集系统；所述用于移动智能终端的实验室数据采集系统，包括一终端数据采集模块、一终端数据预处理模块、一终端数据存储模块、一终端数据调用模块、一终端数据显示模块及一终端数据通信模块；所述用于服务器的实验室数据管理系统，包括一服务器数据通信模块、一服务器数据存储模块、一服务器数据调用模块及一服务器数据显示模块。本发明利用移动智能终端实时获取数据，利用服务器汇总及管理实验室数据，保证所有实验室数据都能得到长期有效的保存及管理，所有科研人员都得能调用其权限内的实验室数据。
Description
技术领域
本发明涉及一种实验室数据采集及管理系统。
背景技术
在各个科研领域，研发实验室都是必不可少的，对实验室中实验室数据的采集和分析，是所有科研工作的基础，也是科技发展的基石。在传统的实验室中，研发人员将文本、表格、图形、方程式等文件用纸笔记录下来，用以进行后续研究。这样的传统记录方式，效率低下、数据保密性较差、数据查找困难、时效性差、长期数据保存及管理困难。随着计算机技术的发展，目前大多数实验室都采用个人计算机来记录及存储实验室数据，以这样的方式记录存储数据，数据保密性较好、数据查找方便、数据长期保存方便。然而，直接使用计算机录入数据也存在一些不足之处，例如，有一些实验室数据需要即时采集，数据的录入时间与采集时间会有一定的时间差，造成录入数据与真实数据存在一定的误差；此外，科研人员用计算机录入数据，一般都是文本格式的数据，有些实验现象或实验过程无法用文本格式直观的记录和表现，这就需要引入其他的影像记录设备获取图片或视频文件，再用数据线导入到计算机的数据库中，其数据采集及录入过程非常麻烦，而且实时性更差；如果实验室规模较大，科研人员录入的数据较多，同一研发团队的科研人员之间的沟通会产生障碍，无法及时交流科研数据及进度。另一方面，在生物、化工、医药等科研领域，对于实验用物料的采购、消耗、库存也需要严格的统计和监控，一般的实验室管理系统不能及时地向科研人员反馈这些信息。
发明内容
本发明提供一种实验室数据采集及管理系统，有效解决了现有技术中数据采集实时性差、误差较大、影像数据采集困难等技术问题。
为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：
本发明涉及一种实验室数据采集及管理系统，包括：
至少一用于服务器的实验室数据管理系统；以及
至少一用于移动智能终端的实验室数据采集系统；
所述用于移动智能终端的实验室数据采集系统，包括：
一终端数据采集模块，用于采集实验室数据，所述实验室数据包括实验过程中的图片数据、视频数据以及文本数据；
一终端数据预处理模块，用于对所述实验室数据进行预处理，使其形成至少一实验室数据库；
一终端数据存储模块，用于存储预处理过的实验室数据库；
一终端数据调用模块，用于从所述实验室数据库中调用至少一实验室数据；
一终端数据显示模块，用于显示所述终端数据调用模块调用的实验室数据；
一终端数据通信模块，用于发送预处理过的实验室数据库至所述实验室数据管理系统；
所述用于服务器的实验室数据管理系统，包括：
一服务器数据通信模块，用于接收所述实验室数据采集系统发送的实验室数据库；
一服务器数据存储模块，用于存储所述服务器数据通信模块接收到的所述实验室数据库；
一服务器数据调用模块，用于从所述服务器数据存储模块存储的实验室数据库调用至少一实验室数据；
一服务器数据显示模块，用于显示所述服务器数据调用模块调用的实验室数据；
所述服务器数据通信模块与所述终端数据通信模块相对应，实现彼此数据交换，所述服务器数据通信模块发送所述服务器数据存储模块存储的实验室数据库至任一实验室数据采集系统中的终端数据通信模块。
所述终端数据采集模块包括：
一影像拍摄模块，用于拍摄实验过程中的图片或视频；以及
一文本录入模块，用于录入实验过程中的文本数据。
所述服务器数据通信模块、所述终端数据通信模块为彼此对应的无线通信模块，所述终端数据通信模块通过无线网络连接至所述服务器数据通信模块。
本发明还涉及一种实验室数据采集及管理设备，包括至少一所述的服务器以及至少一所述的移动智能终端。
两个以上的服务器彼此之间通过互联网络或局域网络相连接，所述移动智能终端与所述服务器之间通过无线网络相连接。
所述移动智能终端上设有一影像拍摄装置及一文本录入装置。
所述的服务器为专用服务器、通用服务器、虚拟服务器、PC机或笔记本电脑，所述移动智能终端为专用智能终端、智能手机、掌上电脑或平板电脑。
本发明还涉及一种所述的实验室数据采集系统的实现方法，包括如下步骤：
采集实验室数据，所述实验室数据包括实验过程中的图片数据、视频数据以及文本数据；
对采集到的实验室数据进行预处理，使其形成至少一实验室数据库；
存储预处理后的实验室数据库至所述终端数据存储模块；
从所述终端数据存储模块存储的实验室数据库中调用至少一实验室数据；
显示被调用的所述实验室数据；以及
发送预处理后的实验室数据库至所述实验室数据管理系统。
其中，对采集到的实验室数据进行预处理，包括如下步骤：
将所述实验室数据分类为可编辑数据和不可编辑数据；其中，可编辑数据开放只读权限和新增权限，不可编辑数据开放只读权限；
将所述不可编辑数据根据记录时间顺序整理成实验室数据表；以及
根据实验室数据表将所述不可编辑数据整理成实验室数据图。其中，所述实验室数据表与所述实验室数据图形成至少一实验室数据库。
本发明还涉及一种所述的实验室数据管理系统的实现方法，包括如下步骤：
接收所述实验室数据采集系统发送的实验室数据库；
存储所述服务器数据通信模块接收到的所述实验室数据库；
从所述服务器数据存储模块存储的实验室数据库调用至少一实验室数据；以及
显示所述服务器数据调用模块调用的实验室数据。
本发明优点在于，提供一种实验室数据采集及管理系统，将用于移动智能终端的实验室数据采集系统与用于服务器的实验室数据管理系统相结合，利用移动智能终端实时获取数据，利用服务器汇总及管理实验室数据，使得实验过程中的文本数据、图片数据、视频数据都能及时得以保存，保证所有实验室数据都能得到长期有效的保存及管理，便于所有科研人员都得能调用其权限内的实验室数据。多个服务器之间可以依托互联网实现数据共享、远程的数据录入以及远程监控等功能，实现在不同地区的实验室之间的数据交流，最大程度地实现多实验室研发数据的整合和有效利用。本发明可以应用于各个领域科研实验室中，如生物、化工、医药、机械、电子工程等，其市场前景良好。
附图说明
图1为本发明中实验室数据采集及管理设备的结构示意图；
图2为本发明中实验室数据采集及管理系统的结构框图；
图3为本发明中实验室数据采集系统的结构框图；
图4为本发明中实验室数据采集系统的实现方法流程框图；
图5为本发明中对采集到的实验室数据进行预处理方法的流程框图；
图6为本发明中实验室数据管理系统的实现方法流程框图。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本发明的具体实施方式，使本领域的技术人员更清楚地理解如何实现本发明。应当理解，尽管本发明描述了其优选的具体实施方案，然而这些只是对实施方案的阐述，而不是限制本发明的范围。
如图1所示，本发明涉及一种实验室数据采集及管理设备，包括至少一设有实验室数据管理系统的服务器10以及至少一设有实验室数据采集系统的移动智能终端20。两个以上的服务器10彼此之间通过互联网络或局域网络相连接，移动智能终端20与服务器10之间通过无线网络相连接，所述无线网络可以为WLAN无线局域网络或者3G/4G移动网络。
所述实验室数据包括实验室中所有在实验准备中或实验过程中需要记录或获取的数据，包括化学、药学实验中的数据，如化学试剂的组成成分、反应时间、反应现象等；包括物理实验中的数据，如物理参数、实验条件、实验现象等；所述实验室数据的格式包括文本格式、图片格式及视频格式等。
所述的服务器为专用服务器、通用服务器、虚拟服务器、PC机或笔记本电脑，多部PC机或笔记本电脑可以通过互联网络或局域网络相连接，所述移动智能终端为专用智能终端、智能手机、掌上电脑或平板电脑。所述专用服务器是指专用于实验室数据管理的服务器，所述专用智能终端是指专用于实验室数据采集的移动终端。所述移动智能终端上设有一影像拍摄装置及一文本录入装置。所述影像拍摄装置为安装在专用智能终端、智能手机、掌上电脑或平板电脑上的摄像头，所述文本录入装置为专用智能终端、智能手机、掌上电脑或平板电脑的用户输入装置，如触摸屏。
如图2所示，本发明涉及一种实验室数据采集及管理系统，包括至少一用于服务器10的实验室数据管理系统1；以及至少一用于移动智能终端20的实验室数据采集系统2。
用于移动智能终端的实验室数据采集系统1，包括：
一终端数据采集模块11，用于采集实验室数据，所述实验室数据包括实验过程中的图片数据、视频数据以及文本数据；
一终端数据预处理模块12，用于对所述实验室数据进行预处理，使其形成至少一实验室数据库；预处理过程具体包括如下步骤：将所述实验室数据分类为可编辑数据和不可编辑数据；其中，可编辑数据开放只读权限和新增权限，不可编辑数据开放只读权限，不可擦除且不可更改，以保证采集数据的真实性；将所述不可编辑数据根据记录时间顺序整理成实验室数据表；以及根据实验室数据表将所述不可编辑数据整理成实验室数据图；其中，所述实验室数据表与所述实验室数据图形成至少一实验室数据库；
一终端数据存储模块13，用于存储预处理过的实验室数据库；
一终端数据调用模块14，用于从所述实验室数据库中调用至少一实验室数据；
一终端数据显示模块15，用于显示所述终端数据调用模块调用的实验室数据；
一终端数据通信模块16，用于发送预处理过的实验室数据库至所述实验室数据管理系统；
用于服务器的实验室数据管理系统2，包括：
一服务器数据通信模块21，用于接收所述实验室数据采集系统发送的实验室数据库；
一服务器数据存储模块22，用于存储所述服务器数据通信模块接收到的所述实验室数据库；
一服务器数据调用模块23，用于从所述服务器数据存储模块存储的实验室数据库调用至少一实验室数据；
一服务器数据显示模块24，用于显示所述服务器数据调用模块调用的实验室数据；
服务器数据通信模块21与终端数据通信模块16相对应，实现彼此数据交换，服务器数据通信模块21可以发送服务器数据存储模块22存储的实验室数据库至任一实验室数据采集系统中的终端数据通信模块16。服务器数据通信模块21、终端数据通信模块16为彼此对应的无线通信模块，终端数据通信模块16通过无线网络连接至服务器数据通信模块21，所述无线网络为WLAN无线局域网络或者3G/4G移动网络。
如图3所示，终端数据采集模块11包括一影像拍摄模块111，用于拍摄实验过程中的图片或视频；以及一文本录入模块112，用于录入实验过程中的文本数据。影像拍摄模块111为安装在所述移动智能终端上对应其影像拍摄装置的软件，用于采集实验过程中的图片或视频数据，文本录入模块112为安装在所述移动智能终端上对应其文本录入装置的软件，用于采集实验过程中的文本数据。
本发明所述的一种实验室数据采集及管理系统，在实验室中的具体应用如下：
首先，设置至少一服务器10及至少一移动智能终端20；然后，在每一服务器10内安装实验室数据管理系统1的应用软件，在每一移动智能终端20内安装实验室数据采集系统2的APP软件；最后，在实验室工作的每一科研人员随身携带一安装有实验室数据采集系统APP软件的移动智能终端。科研人员在进行科研实验过程中，可以利用移动智能终端的影像拍摄装置（如摄像头）实时拍摄需要采集的图片数据或视频数据，也可以利用移动智能终端的文本录入装置（如触摸屏）实时输入需要采集的文本数据。
如图4所示，一种用于移动智能终端的实验室数据采集系统的实现方法，包括如下步骤：
步骤S101）采集实验室数据，所述实验室数据包括实验过程中的图片数据、视频数据以及文本数据；
步骤S102）对采集到的实验室数据进行预处理，使其形成至少一实验室数据库；
步骤S103）存储预处理后的实验室数据库至所述终端数据存储模块；
步骤S104）从所述终端数据存储模块存储的实验室数据库中调用至少一实验室数据；
步骤S105）显示被调用的所述实验室数据；以及
步骤S106）发送预处理后的实验室数据库至所述实验室数据管理系统。
若移动智能终端得不到网络支持，实验室的科研人员可以将自行采集的实验室数据以数据库的形式存储在移动智能终端内部，以便该科研人员可以随时调用。若移动智能终端得到网络支持，移动智能终端内的终端数据通信模块与服务器内的服务器数据通信模块相对应，移动智能终端可以与服务器实现数据交换。
如图5所示，如图5所示，对采集到的实验室数据进行预处理的方法，即对实验室数据进行分类、整合，包括如下步骤：
步骤S1021）将所述实验室数据分类为可编辑数据和不可编辑数据；其中，可编辑数据开放只读权限和新增权限，不可编辑数据开放只读权限，不可擦除且不可更改，以保证采集数据的真实性；可编辑数据可以添加新数据，但不可以删除或修改数据，保存提交后即转为不可编辑数据；不可编辑数据既不能添加新数据，也不能删除或修改数据，从而确保采集到的实验室数据不可修改。
步骤S1022）将所述不可编辑数据根据记录时间顺序整理成实验室数据表；以及
步骤S1023）根据实验室数据表将所述不可编辑数据整理成实验室数据图；所述实验室数据表与所述实验室数据图形成至少一实验室数据库，包括实验项目名称、实验人员、实验室数据记录时间、实验室数据格式或类型（图片、视频或文本数据）等内容。
从所述终端数据存储模块存储的实验室数据库中调用至少一实验室数据的步骤中，移动智能终端调用实验室数据列表接口，获取实验室数据列表信息，列表中的实验室数据按照采集时间顺序排列，移动智能终端根据实验列表中的匹配符调用该条实验室数据的详细信息，实质上是一种简单的数据检索。
显示被调用的所述实验室数据的步骤中，移动智能终端的显示装置（如触摸屏），可用于显示已编辑完成的数据列表、显示未完成的实验数据中已被录入实验室数据管理系统中的数据以及显示实验室数据表及实验室数据图。
如图6所示，一种用于服务器的实验室数据管理系统的实现方法，包括如下步骤：
步骤S201）接收所述实验室数据采集系统发送的实验室数据库；
步骤S202）存储所述服务器数据通信模块接收到的所述实验室数据库；
步骤S203）从所述服务器数据存储模块存储的实验室数据库调用至少一实验室数据；以及
步骤S204）显示所述服务器数据调用模块调用的实验室数据。
从所述服务器数据存储模块存储的实验室数据库调用至少一实验室数据的步骤中，实验室数据管理系统直接访问实验室数据库，实验室数据库，包括实验项目名称、实验人员、实验室数据记录时间、实验室数据格式或类型（图片、视频或文本数据）等内容，根据记录时间、排序方式和分类条件等可以对需要的实验室数据进行调用，无需通过接口实现调用。
显示所述服务器数据调用模块调用的实验室数据的步骤中，所述服务器的显示屏，可以显示实验室数据管理系统软件的界面，界面中可以显示实验相关的项目名称、化学试剂的组份、摩尔比等各项参数，显示实验过程中的文字记录内容、图片记录内容及视频记录内容。此处的显示内容与移动智能终端的显示内容相同，仅数据抓取方式及显示排版方式不同。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，本技术领域的普通技术人员在不脱离本发明原理及技术方案的前提下，还可以对此做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种实验室数据采集及管理系统，其特征在于，包括：
至少一用于服务器的实验室数据管理系统；以及
至少一用于移动智能终端的实验室数据采集系统；
所述用于移动智能终端的实验室数据采集系统，包括：
一终端数据采集模块，用于采集实验室数据，所述实验室数据包括实验过程中的图片数据、视频数据以及文本数据；
一终端数据预处理模块，用于对所述实验室数据进行预处理，使其形成至少一实验室数据库；
一终端数据存储模块，用于存储预处理过的实验室数据库；
一终端数据调用模块，用于从所述实验室数据库中调用至少一实验室数据；
一终端数据显示模块，用于显示所述终端数据调用模块调用的实验室数据；
一终端数据通信模块，用于发送预处理过的实验室数据库至所述实验室数据管理系统；
所述用于服务器的实验室数据管理系统，包括：
一服务器数据通信模块，用于接收所述实验室数据采集系统发送的实验室数据库；
一服务器数据存储模块，用于存储所述服务器数据通信模块接收到的所述实验室数据库；
一服务器数据调用模块，用于从所述服务器数据存储模块存储的实验室数据库调用至少一实验室数据；
一服务器数据显示模块，用于显示所述服务器数据调用模块调用的实验室数据；
所述服务器数据通信模块与所述终端数据通信模块相对应，实现彼此数据交换，所述服务器数据通信模块发送所述服务器数据存储模块存储的实验室数据库至任一实验室数据采集系统中的终端数据通信模块。
2.如权利要求1所述的实验室数据采集及管理系统，其特征在于，所述终端数据采集模块包括：
一影像拍摄模块，用于拍摄实验过程中的图片或视频；以及
一文本录入模块，用于录入实验过程中的文本数据。
3.如权利要求1所述的实验室数据采集及管理系统，其特征在于，所述服务器数据通信模块、所述终端数据通信模块为彼此对应的无线通信模块，所述终端数据通信模块通过无线网络连接至所述服务器数据通信模块。
4.一种实验室数据采集及管理设备，包括至少一如权利要求书1所述的服务器以及至少一如权利要求书1或2所述的移动智能终端。
5.如权利要求4所述的实验室数据采集及管理设备，其特征在于，两个以上的服务器彼此之间通过互联网络或局域网络相连接，所述移动智能终端与所述服务器之间通过无线网络相连接。
6.如权利要求4所述的实验室数据采集及管理设备，其特征在于，所述移动智能终端上设有一影像拍摄装置及一文本录入装置。
7.如权利要求4所述的实验室数据采集及管理设备，其特征在于，所述的服务器为专用服务器、通用服务器、虚拟服务器、PC机或笔记本电脑，所述移动智能终端为专用智能终端、智能手机、掌上电脑或平板电脑。
8.一种如权利要求1所述的实验室数据采集系统的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：
采集实验室数据，所述实验室数据包括实验过程中的图片数据、视频数据以及文本数据；
对采集到的实验室数据进行预处理，使其形成至少一实验室数据库；
存储预处理过的实验室数据库至所述终端数据存储模块；
从所述终端数据存储模块存储的实验室数据库中调用至少一实验室数据；
显示被调用的所述实验室数据；以及
发送预处理后的实验室数据库至所述实验室数据管理系统。
9.如权利要求8所述的实验室数据采集系统的实现方法，其特征在于，对采集到的实验室数据进行预处理，包括如下步骤：
将所述实验室数据分类为可编辑数据和不可编辑数据；其中，可编辑数据开放只读权限和新增权限，不可编辑数据开放只读权限；
将所述不可编辑数据根据记录时间顺序整理成实验室数据表；以及
根据实验室数据表将所述不可编辑数据整理成实验室数据图；
其中，所述实验室数据表与所述实验室数据图形成至少一实验室数据库。
10.一种如权利要求1所述的实验室数据管理系统的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：
接收所述实验室数据采集系统发送的实验室数据库；
存储所述服务器数据通信模块接收到的所述实验室数据库；
从所述服务器数据存储模块存储的实验室数据库调用至少一实验室数据；以及
显示所述服务器数据调用模块调用的实验室数据。
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