CN105549444A - 一种高校实验台监控装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高校实验台监控装置，它包括温度采集装置和图像采集装置，所述温度采集装置固定在反应釜的外壁，它包括温度传感器、第一处理器、第一无线传输模块、第一电源，其中所述温度传感器位于温度采集装置的主机盒外并探入反应釜中，用于采集反应釜中的温度；反应釜周围设置有轨道，所述图像采集装置放置在轨道上，它可沿着轨道移动，所述图像采集装置包括图像传感器、第二处理器、第二无线传输模块、第二电源，其中所述图像传感器位于图像采集装置的主机盒外并位于反应釜的一侧或顶部，用于采集反应釜中的图像。采用本发明的高校实验台监控装置，可极大地降低实验员劳动强度、提高实验员自由度。

Description

一种高校实验台监控装置
技术领域
本发明涉及远程监控领域，尤其是涉及一种高校实验台监控装置。
背景技术
随着高校规模的扩大，各高校实验室得到飞速的发展，高校的科研水平也得到显著提高，研究生、博士生已成为我国科研发展的生力军。他们夜以继日的工作，劳动强度大，自由度低。例如在有机化学领域，蒸馏、合成等实验都需要实验员一直守在实验台旁，随时观察反应釜中实验的进展，而每次蒸馏、合成等实验均是在温度达到了一定的范围才会开始，且每次蒸馏、合成的过程很长，漫长的等待将严重消耗实验员的精力和体力。由此可见，开发一款实验台监控装置，方便实验员远程监控实验的进行情况，当实验需要时再回到实验室，则可极大地降低实验员的劳动强度，提高其自由度。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中实验台监控装置的空白，而提出一种方便实验员远程监控实验进行情况，降低实验员劳动强度、提高实验员自由度的高校实验台监控装置。
为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案。
一种高校实验台监控装置，包括温度采集装置和图像采集装置，所述温度采集装置固定在反应釜的外壁，它包括温度传感器、第一处理器、第一无线传输模块、第一电源；所述第一处理器、第一无线传输模块、第一电源设置在温度采集装置的主机盒中，所述温度传感器位于温度采集装置的主机盒外并探入反应釜中，用于采集反应釜中的温度；反应釜周围设置有轨道，所述图像采集装置放置在轨道上，它可沿着轨道移动，所述图像采集装置包括图像传感器、第二处理器、第二无线传输模块、第二电源，所述第二处理器、第二无线传输模块、第二电源位于图像采集装置的主机盒中，所述图像传感器位于图像采集装置的主机盒外并位于反应釜的一侧或顶部，用于采集反应釜中的图像；所述第一处理器控制温度传感器采集反应釜中的温度，所述第二处理器控制图像传感器采集反应釜中的图像，它们之间通过所述第一无线传输模块和所述第二无线传输模块进行通信；所述第二无线传输模块还可将所述第二处理器处理后的信息上传至云端服务器并从云端服务器下载控制命令；所述第一电源和所述第二电源分别为所述温度采集装置和所述图像采集装置供电。
优选地，所述第一无线传输模块和第二无线传输模块之间通过低功耗蓝牙模块进行通信；所述第二无线传输模块与云端服务器之间通过wifi模块进行通信。
作为本发明改进的技术方案，所述温度传感器为热敏电阻，所述图像传感器为摄像头。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述图像采集装置包括底座和固定在底座上的支架，所述底座构成所述图像采集装置的主机盒；所述支架为倒L型，包括支柱和支杆，所述支杆末端位于所述反应釜的正上方，所述支柱位于所述反应釜的一侧；在所述支架上至少设置有两个图像传感器，其中一个位于支杆上，另一个位于支柱上；在所述支架上布置有导线，用于连接所述图像传感器与所述第二处理器和所述第二电源。
作为本发明进一步改进的技术方案，在所述轨道一侧还设置有充电座，所述充电座上设置有接触式充电电极，在图像采集装置的底座上设置有与所述接触式充电电极相匹配的电极片，所述图像采集装置沿着所述轨道移动一圈后自动回到所述充电座处，其电极片与充电电极相接触，当所述电极片与所述充电电极相接触时，所述充电座开始为所述第二电源充电。
作为本发明改进的技术方案，所述控制命令主要包括下次上传时间间隔、温度变化阈值或温度阈值，当所述第二处理器从云端服务器下载控制命令后，所述第二处理器将其发送给所述第一处理器并由所述第一处理器保存；所述第一处理器一直处于休眠和非休眠随时间规律变换的两种工作模式；当所述第一处理器处于非休眠模式时，所述第一处理器控制所述温度采集装置采集反应釜中的温度，并判断温度是否达到了温度变化阈值或温度阈值，若达到温度变化阈值或温度阈值，则第一处理器通过第一无线传输模块通知第二处理器启动，第二处理器控制图像采集装置沿着轨道移动并采集反应釜中的图像，然后将图像和温度进行合成处理，接着通过第二无线传输模块上传至云端服务器；若未达到温度变化阈值或温度阈值，则第一处理器进入休眠模式。
作为本发明进一步改进的技术方案，当所述第一处理器处于休眠模式时，所述第一处理器判断休眠时间是否到时；若休眠时间到时，则所述第一处理器进入非休眠模式；若休眠时间未到时，则第一处理器继续判断所述下次上传时间间隔是否到时；若下次上传时间间隔到时，则第一处理器控制温度采集装置采集反应釜中的温度，并通过第一无线传输模块通知第二处理器启动，第二处理器控制图像采集装置沿着轨道移动并采集反应釜中的图像，然后将图像和温度进行合成处理，接着通过第二无线传输模块上传至云端服务器；若下次上传时间间隔未到时，则第一处理器进入休眠模式。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述控制命令还包括立即查阅命令。
进一步地，所述第二处理器也包括休眠和非休眠两种工作模式；当所述第二处理器接收到来自第一无线传输模块传来的启动通知或来自云端服务器的立即查阅命令时，所述第二处理器进入非休眠模式；否则，第二处理器一直处于休眠模式。
有益效果
本发明首次针对实验员必须长期守在实验台旁监视实验进展而设计了一种高校实验台监控装置，实验员可以利用移动终端从云端服务器远程监视实验台中的实验进展，同时本系统和方法还可以给予实验员及时的提醒，通知实验员适时回到实验台旁，进行关键的操作步骤。由此，实验员不必时时监守在实验台旁，也不必担心错过实验过程中的关键步骤，从而大大地降低了实验员的劳动强度，提高了实验员的自由度。
附图说明
图1为本发明的高校实验台监控装置的结构示意图；
图2为图像采集装置的底座的结构放大示意图；
图3为本发明的高校实验台监控装置工作流程图。
具体实施方式
现结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。
如图1所示，本发明的高校实验台监控装置，包括温度采集装置2和图像采集装置3，温度采集装置2包括温度传感器21、第一处理器、第一无线传输模块、第一电源；图像采集装置3包括图像传感器31、第二处理器、第二无线传输模块、第二电源。温度采集装置2固定在反应釜1的外壁，第一处理器、第一无线传输模块、第一电源设置在温度采集装置2的主机盒中，温度传感器21位于温度采集装置2的主机盒外并探入反应釜1中，用于采集反应釜1中的温度。反应釜1周围设置有轨道5，图像采集装置3放置在轨道5上，它可沿着轨道5移动。第二处理器、第二无线传输模块、第二电源位于图像采集装置3的主机盒中，图像传感器31位于图像采集装置3的主机盒外并位于反应釜1的一侧或顶部，用于采集反应釜1中的图像。第一处理器控制温度传感器21采集反应釜1中的温度，第二处理器控制图像传感器31采集反应釜1中的图像，它们之间通过第一无线传输模块和第二无线传输模块进行通信。优选地，所述第一无线传输模块和第二无线传输模块之间通过低功耗蓝牙模块进行通信。第二无线传输模块还可将第二处理器处理后的信息上传至云端服务器(图中未画出)并从云端服务器下载控制命令。优选地，所述第二无线传输模块与云端服务器通过wifi模块进行通信。第一电源和第二电源分别为温度采集装置2和图像采集装置3供电。优选地，温度传感器21为热敏电阻，图像传感器31为摄像头。
图像采集装置3的具体结构包括底座和固定在底座上的支架，所述底座构成图像采集装置3的主机盒。所述支架为倒L型，它可分为支柱321和支杆322两部分。支杆322末端位于反应釜1的正上方，支柱321位于反应釜1的一侧。在支架上至少设置有两个图像传感器31，其中一个位于支杆322上，另一个位于支柱321上。由此可以从多个角度采集反应釜1中的图像，更全面地展示反应釜1中的实验进展情况。在支架上布置有导线33，用于连接图像传感器31与第二处理器和第二电源。在轨道5一侧还设置有充电座4，充电座4上设置有接触式充电电极41，在图像采集装置3的底座上设置有与接触式充电电极41相匹配的电极片34，如图2所示。图像采集装置3沿着轨道5移动一圈后自动回到充电座4处，其电极片34与充电电极相接触，当电极片34与充电电极相接触时，充电座4开始为第二电源充电。
第二处理器从云端服务器下载控制命令主要有下次上传时间间隔、温度变化阈值或温度阈值等信息。当第二处理器从云端服务器下载控制命令后，将其发送给第一处理器并由第一处理器保存；第一处理器一直处于休眠和非休眠随时间规律变换的两种工作模式；当第一处理器处于非休眠模式时，第一处理器控制温度采集装置2采集反应釜1中的温度，并判断温度是否达到了温度变化阈值或温度阈值，若达到温度变化阈值或温度阈值，则第一处理器通过第一无线传输模块通知第二处理器启动，第二处理器控制图像采集装置3沿着轨道5移动并采集反应釜1中的图像，然后将图像和温度进行合成处理，接着通过第二无线传输模块上传至云端服务器；若未达到温度变化阈值或温度阈值，则第一处理器进入休眠模式。当第一处理器处于休眠模式时，第一处理器判断休眠时间是否到时；若休眠时间到时，则第一处理器进入非休眠模式；若休眠时间未到时，则第一处理器继续判断下次上传时间间隔是否到时；若下次上传时间间隔到时，则第一处理器控制温度采集装置2采集反应釜1中的温度，并通过第一无线传输模块通知第二处理器启动，第二处理器控制图像采集装置3沿着轨道5移动并采集反应釜1中的图像，然后将图像和温度进行合成处理，接着通过第二无线传输模块上传至云端服务器；若下次上传时间间隔未到时，则第一处理器进入休眠模式。此外，第二处理器从云端服务器下载控制命令还包括立即查阅命令，当实验员随时想查阅此刻的实验进展情况时，可以通过云端服务器向第二处理器发出立即查阅的命令。具体地，第二处理器也包括休眠和非休眠两种工作模式；当第二处理器接收到来自第一无线传输模块传来的启动通知或来自云端服务器的立即查阅命令时，第二处理器进入非休眠模式；否则，第二处理器一直处于休眠模式中。在休眠模式下，摄像头不工作，第二电源仅需给第二处理器和第二无线传输模块供电，由此可极大地节省电源能量。
本发明的高校实验台监控装置，其工作流程如图2所示。
步骤S1：开机，第一、第二处理器启动
步骤S2：第二处理器从云端服务器下载下次上传时间间隔、温度变化阈值、或温度阈值；
步骤S3：第二处理器将下次上传时间间隔、温度变化阈值、或温度阈值发送给第一处理器保存。
步骤S4：第二处理器进入休眠模式；
步骤S5：第二处理器判断是否收到来自云端服务器的立即查阅的命令；若收到来自云端服务器的立即查阅的命令，则执行步骤S6。若未收到自云端服务器的立即查阅的命令，则执行步骤S9。
步骤S6：第一处理器控制温度采集装置2采集反应釜1中的温度。
步骤S7：第一处理器通过无线传输模块通知第二处理器退出休眠模式，
步骤S8：第二处理器控制图像采集装置3采集反应釜1中的图像，并将采集到的图像和来自第一处理器的温度进行处理，上传至云端服务器。随后回到步骤S2中，开始新的循环。
步骤S9：第一处理器进入休眠模式。
步骤S10：第一处理器进行时间轮询，判断休眠时间是否到时。若休眠时间到时，则执行步骤S11，若休眠时间未到时，则执行步骤S12。
步骤S11：第一处理器控制温度采集装置2采集反应釜中的温度，并判断温度是否达到了温度变化阈值或温度阈值。如果达到温度变化阈值或温度阈值，则执行步骤S7，若未达到温度变化阈值或温度阈值时，则执行步骤S9。
步骤S12：第一处理器判断图像下次上传时间间隔是否到时。如果下次上传时间间隔到时，则执行步骤S6，若下次上传时间间隔未到时，则执行步骤S9。
其中，步骤S5是非必须的，它仅仅是为了方便实验员随时查询实验进展情况而增设的。
在步骤S2中，从云端服务器5下载下次上传时间间隔、温度变化阈值、或温度阈值时，如果实验员在此步骤没有对下次上传时间间隔、温度变化阈值、或温度阈值进行新的设定，则下次上传时间间隔、温度变化阈值、或温度阈值为上次设定的值。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (9)

1.一种高校实验台监控装置，包括温度采集装置和图像采集装置，所述温度采集装置固定在反应釜的外壁，它包括温度传感器、第一处理器、第一无线传输模块、第一电源；所述第一处理器、第一无线传输模块、第一电源设置在温度采集装置的主机盒中，所述温度传感器位于温度采集装置的主机盒外并探入反应釜中，用于采集反应釜中的温度；其特征在于：反应釜周围设置有轨道，所述图像采集装置放置在轨道上，它可沿着轨道移动，所述图像采集装置包括图像传感器、第二处理器、第二无线传输模块、第二电源，所述第二处理器、第二无线传输模块、第二电源位于图像采集装置的主机盒中，所述图像传感器位于图像采集装置的主机盒外并位于反应釜的一侧或顶部，用于采集反应釜中的图像；所述第一处理器控制温度传感器采集反应釜中的温度，所述第二处理器控制图像传感器采集反应釜中的图像，它们之间通过所述第一无线传输模块和所述第二无线传输模块进行通信；所述第二无线传输模块还可将所述第二处理器处理后的信息上传至云端服务器并从云端服务器下载控制命令；所述第一电源和所述第二电源分别为所述温度采集装置和所述图像采集装置供电。
2.根据权利要求1所述的高校实验台监控装置，其特征在于：所述第一无线传输模块和第二无线传输模块之间通过低功耗蓝牙模块进行通信；所述第二无线传输模块与云端服务器之间通过wifi模块进行通信。
3.根据权利要求1所述的高校实验台监控装置，其特征在于：所述温度传感器为热敏电阻，所述图像传感器为摄像头。
4.根据权利要求1-3任一项所述的高校实验台监控装置，其特征在于：所述图像采集装置包括底座和固定在底座上的支架，所述底座构成所述图像采集装置的主机盒；所述支架为倒L型，包括支柱和支杆，所述支杆末端位于所述反应釜的正上方，所述支柱位于所述反应釜的一侧；在所述支架上至少设置有两个图像传感器，其中一个位于支杆上，另一个位于支柱上；在所述支架上布置有导线，用于连接所述图像传感器与所述第二处理器和所述第二电源。
5.根据权利要求4所述的高校实验台监控装置，其特征在于：在所述轨道一侧还设置有充电座，所述充电座上设置有接触式充电电极，在所述图像采集装置的底座上设置有与所述接触式充电电极相匹配的电极片，所述图像采集装置沿着所述轨道移动一圈后自动回到所述充电座处，其电极片与充电电极相接触，当所述电极片与所述充电电极相接触时，所述充电座开始为所述第二电源充电。
6.根据权利要求1所述的高校实验台监控装置，其特征在于：所述控制命令主要包括下次上传时间间隔、温度变化阈值或温度阈值，当所述第二处理器从云端服务器下载控制命令后，所述第二处理器将其发送给所述第一处理器并由所述第一处理器保存；所述第一处理器一直处于休眠和非休眠随时间规律变换的两种工作模式；当所述第一处理器处于非休眠模式时，所述第一处理器控制所述温度采集装置采集反应釜中的温度，并判断温度是否达到了温度变化阈值或温度阈值，若达到温度变化阈值或温度阈值，则第一处理器通过第一无线传输模块通知第二处理器启动，第二处理器控制图像采集装置沿着轨道移动并采集反应釜中的图像，然后将图像和温度进行合成处理，接着通过第二无线传输模块上传至云端服务器；若未达到温度变化阈值或温度阈值，则第一处理器进入休眠模式。
7.根据权利要求6所述的高校实验台监控装置，其特征在于：当所述第一处理器处于休眠模式时，所述第一处理器判断休眠时间是否到时；若休眠时间到时，则所述第一处理器进入非休眠模式；若休眠时间未到时，则第一处理器继续判断所述下次上传时间间隔是否到时；若下次上传时间间隔到时，则第一处理器控制温度采集装置采集反应釜中的温度，并通过第一无线传输模块通知第二处理器启动，第二处理器控制图像采集装置沿着轨道移动并采集反应釜中的图像，然后将图像和温度进行合成处理，接着通过第二无线传输模块上传至云端服务器；若下次上传时间间隔未到时，则第一处理器进入休眠模式。
8.根据权利要求7所述的高校实验台监控装置，其特征在于：所述控制命令还包括立即查阅命令。
9.根据权利要求8所述的高校实验台监控装置，其特征在于：所述第二处理器也包括休眠和非休眠两种工作模式；当所述第二处理器接收到来自第一无线传输模块传来的启动通知或来自云端服务器的立即查阅命令时，所述第二处理器进入非休眠模式；否则，第二处理器一直处于休眠模式。
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