CN105657023A - 一种高校实验台监控系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高校实验台监控系统及其方法，该系统包括实验台监控装置、云端服务器和移动客户端，所述实验台监控装置主要由温度传感器、第一处理器、第二处理器、图像传感器构成，其中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，当其处于工作模式时，第一处理器控制温度传感器采集反应釜中的温度，并判断所述并温度是否达到了温度变化阈值或温度阈值，若达到了温度变化阈值或温度阈值，则启动第二处理器控制图像传感器采集反应釜中的图像，第二处理器将图像和温度进行处理，然后上传至云端服务器，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；该方法描述了上述系统的控制方法。采用本发明的高校实验台监控系统及其方法，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系统及其方法
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系统及其方法。
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系统，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系统的空白，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系统。
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系统，包括实验台监控装置、云端服务器和移动客户端，所述实验台监控装置用于采集实验过程中的图像和数据，然后将采集到的图像和数据发送到云端服务器，所述云端服务器用于向移动客户端推送消息或实验员可通过移动客户端从云端服务器下载相关信息，所述实验台监控装置包括温度传感器、第一处理器、第二处理器、图像传感器；所述第一处理器用于控制温度传感器采集反应釜中的温度，并通过第一无线传输模块接收来自第二处理器的下次上传时间间隔、温度变化阈值或温度阈值的信息；所述第二处理器用于控制图像传感器采集反应釜中的图像，并通过第二无线传输模块接受来自云端服务器的下次上传时间间隔、温度变化阈值或温度阈值的信息；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；当第一处理器处于非休眠模式时，所述第一处理器控制温度传感器采集反应釜中的温度，并判断所述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传感器采集反应釜中的图像并将图像和温度进行处理，然后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。
作为本发明改进的技术方案，当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第二处理器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传感器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传感器采集反应釜中的图像并将图像和温度进行处理，然后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，所述移动终端可以通过云端服务器向第二处理器发出立即查阅命令。
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。
作为本发明改进的技术方案，所述第一无线传输模块为低功耗蓝牙模块，第二无线传输模块为wifi模块。
一种高校实验台监控方法，包括以下步骤：启动主要由温度传感器、第一处理器、第二处理器、图像传感器组成的实验台监控装置；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，然后发送给第一处理器，第一处理器保存所述下次上传时间间隔、温度变化阈值、或温度阈值后，第一处理器和第二处理器随之进入休眠模式；第一处理器判断休眠时间是否到时，若休眠时间到时，则第一处理器控制温度传感器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；当温度达到温度变化阈值或温度阈值时，第二处理器退出休眠模式并控制图像传感器采集反应釜中的图像，然后将图像和温度进行处理并上传至云端服务器；同时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，然后发送给第一处理器，第一处理器保存所述下次上传时间间隔、温度变化阈值、或温度阈值后，第一处理器和第二处理器随之进入休眠模式。
作为本发明改进的技术方案，当第一处理器判断休眠时间未到时时，第一处理器继续判断图像下次上传时间间隔是否到，若下次上传时间间隔到时，则第一处理器控制温度传感器采集反应釜中的温度；第二处理器退出休眠模式并控制图像传感器采集反应釜中的图像，然后将图像和温度进行处理并上传至云端服务器；同时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，然后发送给第一处理器，第一处理器保存所述下次上传时间间隔、温度变化阈值、或温度阈值后，第一处理器和第二处理器随之进入休眠模式；若下次上传时间间隔未到时，则第一处理器继续进入休眠模式。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述第二处理器在休眠模式时还判断是否收到来自云端服务器的“立即查阅”的命令，若收到“立即查阅”的命令，则第一处理器控制温度传感器采集反应釜中的温度；第二处理器退出休眠模式并控制图像传感器采集反应釜中的图像，然后将图像和温度进行处理并上传至云端服务器；同时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，然后发送给第一处理器，第一处理器保存所述下次上传时间间隔、温度变化阈值、或温度阈值后，第一处理器和第二处理器随之进入休眠模式；若未收到“立即查阅”的命令，则第一处理器和第二处理器继续执行休眠步骤。
具体地，所述“立即查阅”的命令为实验员使用移动终端向云端服务器发出的。
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系统及其方法，实验员可以通过移动终端的APP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系统结构示意图；
图2为本发明的高校实验台监控方法的流程图。
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系统主要由实验台监控装置、云端服务器5和移动客户端6组成。所述实验台监控装置主要由温度传感器11、第一处理器1、第二处理器2、图像传感器21组成。第一处理器1用于控制温度传感器11采集反应釜中的温度，并通过第一无线传输模块3接收来自第二处理器2的下次上传时间间隔、温度变化阈值或温度阈值的信息。第二处理器2用于控制图像传感器21采集反应釜中的图像，并通过第二无线传输模块4接受来自云端服务器5的下次上传时间间隔、温度变化阈值或温度阈值的信息。第一处理器1一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1处于非休眠模式时，第一处理器1控制温度传感器11采集反应釜中的温度，并判断并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，则通过第一无线传输模块3通知第二处理器2启动，第二处理器2控制图像传感器21采集反应釜中的图像，并将采集到的图像和来自第一处理器1的温度进行处理，然后通过第二无线传输模块4上传至云端服务器5。若未达到温度变化阈值或温度阈值，则第一处理器1进入休眠模式。
当第一处理器1处于休眠模式时，第一处理器1判断休眠时间是否到时。若休眠时间到时，则第一处理器1进入非休眠模式。若休眠时间未到时，则第一处理器1继续判断第二处理器2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1控制温度传感器11采集反应釜中的温度，并通过第一无线传输模块3通知第二处理器2启动，第二处理器2控制图像传感器21采集反应釜中的图像并将图像和温度进行处理，然后通过第二无线传输模块4上传至云端服务器5。若下次上传时间间隔未到时，则第一处理器1进入休眠模式。
由于图像传感器5所采集到的图像数据量大，且耗电，因此，第二处理器2也设计为休眠和非休眠两种工作模式。一般情况下，第二处理器2处于休眠模式。当第二处理器2收到触发命令时，则自动进入非休眠模式，即开始图像的采集及上传工作。
为了方便实验员随时能够观察实验进展情况，实验员可以利用移动终端6通过云端服务器5向第二处理器2发出立即查阅命令。因而，第二处理器的收到的触发命令主要来自第一无线传输模块3传来的启动通知或来自云端服务器5的立即查阅命令。
由于第一处理器1和第二处理器2距离较近，处理的数据量小，因而第一无线传输模块3可以选择低功耗蓝牙模块。而第二处理器2上传至云端服务器5的数据量大，距离也较远，故第二无线传输模块优选wifi模块。
本发明的高校实验台监控方法，主要包括以下步骤，如图2所示：
步骤S1：开机，第一、第二处理器(1、2)启动
步骤S2：第二处理器2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；
步骤S3：第二处理器2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1保存。
步骤S4：第二处理器2进入休眠模式；
步骤S5：第二处理器2判断是否收到来自云端服务器5的立即查阅的命令；若收到来自云端服务器5的立即查阅的命令，则执行步骤S6。若未收到自云端服务器5的立即查阅的命令，则执行步骤S9。
步骤S6：第一处理器1控制温度传感器11采集反应釜中的温度。
步骤S7：第一处理器1通过无线传输模块3通知第二处理器2退出休眠模式，
步骤S8：第二处理器2控制图像传感器21采集反应釜中的图像，并将采集到的图像和来自第一处理器1的温度进行处理，上传至云端服务器5。随后回到步骤S2中，开始新的循环。
步骤S9：第一处理器1进入休眠模式。
步骤S10：第一处理器1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1控制温度传感器11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1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系统，包括实验台监控装置、云端服务器和移动客户端，所述实验台监控装置用于采集实验过程中的图像和数据，然后将采集到的图像和数据发送到云端服务器，所述云端服务器用于向移动客户端推送消息或实验员可通过移动客户端从云端服务器下载相关信息，其特征在于：所述实验台监控装置包括温度传感器、第一处理器、第二处理器、图像传感器；所述第一处理器用于控制温度传感器采集反应釜中的温度，并通过第一无线传输模块接收来自第二处理器的下次上传时间间隔、温度变化阈值或温度阈值的信息；所述第二处理器用于控制图像传感器采集反应釜中的图像，并通过第二无线传输模块接受来自云端服务器的下次上传时间间隔、温度变化阈值或温度阈值的信息；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；当第一处理器处于非休眠模式时，所述第一处理器控制温度传感器采集反应釜中的温度，并判断所述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传感器采集反应釜中的图像并将图像和温度进行处理，然后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。
2.根据权利要求1所述的高校实验台监控系统，其特征在于：当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第二处理器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传感器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传感器采集反应釜中的图像并将图像和温度进行处理，然后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。
3.根据权利要求2所述的高校实验台监控系统，其特征在于：所述移动终端可以通过云端服务器向第二处理器发出立即查阅命令。
4.根据权利要求3所述的高校实验台监控系统，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。
5.根据权利要求1-4任一项所述的高校实验台监控系统，其特征在于：所述第一无线传输模块为低功耗蓝牙模块，第二无线传输模块为wifi模块。
6.一种高校实验台监控方法，包括以下步骤：启动主要由温度传感器、第一处理器、第二处理器、图像传感器组成的实验台监控装置；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，然后发送给第一处理器，第一处理器保存所述下次上传时间间隔、温度变化阈值、或温度阈值后，第一处理器和第二处理器随之进入休眠模式；第一处理器判断休眠时间是否到时，若休眠时间到时，则第一处理器控制温度传感器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；当温度达到温度变化阈值或温度阈值时，第二处理器退出休眠模式并控制图像传感器采集反应釜中的图像，然后将图像和温度进行处理并上传至云端服务器；同时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，然后发送给第一处理器，第一处理器保存所述下次上传时间间隔、温度变化阈值、或温度阈值后，第一处理器和第二处理器随之进入休眠模式。
7.根据权利要求6所述的高校实验台监控方法，其特征在于：当第一处理器判断休眠时间未到时时，第一处理器继续判断图像下次上传时间间隔是否到，若下次上传时间间隔到时，则第一处理器控制温度传感器采集反应釜中的温度；第二处理器退出休眠模式并控制图像传感器采集反应釜中的图像，然后将图像和温度进行处理并上传至云端服务器；同时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，然后发送给第一处理器，第一处理器保存所述下次上传时间间隔、温度变化阈值、或温度阈值后，第一处理器和第二处理器随之进入休眠模式；若下次上传时间间隔未到时，则第一处理器继续进入休眠模式。
8.根据权利要求6或7所述的高校实验台监控方法，其特征在于：所述第二处理器在休眠模式时还判断是否收到来自云端服务器的“立即查阅”的命令，若收到“立即查阅”的命令，则第一处理器控制温度传感器采集反应釜中的温度；第二处理器退出休眠模式并控制图像传感器采集反应釜中的图像，然后将图像和温度进行处理并上传至云端服务器；同时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，然后发送给第一处理器，第一处理器保存所述下次上传时间间隔、温度变化阈值、或温度阈值后，第一处理器和第二处理器随之进入休眠模式；若未收到“立即查阅”的命令，则第一处理器和第二处理器继续执行休眠步骤。
9.根据权利要求8所述的高校实验台监控方法，其特征在于：所述“立即查阅”的命令为实验员使用移动终端向云端服务器发出的。
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