CN107219813B - 一种基于云端服务器的实验室操作台管理系统和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于计算机控制的云计算管理系统和使用方法。基于计算机控制的云计算管理系统包括实验室操作台、负压供应装置、水供应装置、第一信息处理装置、第二信息处理装置和云端服务器。其有益效果为：实验员能够通过显示屏幕实时地得知操作空间内的温度、湿度、压力等信息；另外，实验员在实验操作过程中的实验数据会自动生成，这些原始的实验参数数据与用户的身份一起进行存储，放置在云端服务器内，并且可以传输到管理部门，管理部门依据这些实验数据对实验员的实验行为进行监控。当实验出现问题的时候，实验员或者管理者可以通过这些存储的数据对过往的实验进行分析、检查。

Description

一种基于云端服务器的实验室操作台管理系统和使用方法

技术领域

本发明涉及一种基于云端服务器的实验室操作台管理系统和使用方法。

背景技术

化学实验需要特定的操作台，实验员根据化学实验的特定步骤在实验操作台上完成化学反应，一般来说，这里的化学实验的量级是低于1公斤，如果实验的重量级过大，则一般需要在化学操作车间完成。

在很多高校或者其它科研单元，化学实验操作台是化学系、药学系、生物系等类似专业的必须工具。然而，这种传统的化学实验操作台的使用过程并不方便也不智能，概括来讲，主要存在如下的一些问题。

1：实验员无法实时地得知操作空间内的温度、湿度、压力等信息，而一些要求严格的化学实验步骤在此情况下往往无法正常进行，或者，需要实验员再想出其它办法以解决这种问题，这无疑消耗了实验员的额外时间和精力。

2：实验员在实验操作过程中的实验数据参数往往需要自己手动记录，这种手动记录的方式容易造成信息的丢失，也容易造成实验数据的肆意篡改，而篡改的实验数据违背了科学实验的道德要求，但是对于这种现象往往又无从纠正也无法有效对其监控。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种方便实验员观察参数信息，并且方便实验数据存储和自动记录的基于云端服务器的实验室操作台管理系统。

为了完成上述目的，本发明提供了一种上述基于云端服务器的实验室操作台管理系统及其使用方法。

本发明提供的基于云端服务器的实验室操作台管理系统，其包括实验室操作台、负压供应装置、水供应装置、第一信息处理装置、第二信息处理装置和云端服务器；

其中，实验室操作台包括工作台和罩体，所述罩体覆盖在所述工作台上，且所述罩体具有可开闭门，所述罩体与所述工作台之间形成操作容纳空间；负压供应装置，与所述操作容纳空间连通，且所述负压供应装置具有功率调节模块和空气压力感应器，所述空气压力感应器设置在所述操作容纳空间内；水供应装置具有流出管体和流量调节单元，所述流量调节单元设置在所述流出管体内，且所述水供应装置还包括流量检测单元和流量显示单元；

第一信息处理装置设置在所述实验室操作台内，所述第一信息处理装置包括身份登录认证模块、影像采集单元、温度传感器、湿度传感器、显示单元、第一数据处理单元、第一数据存储单元、第一数据接收单元和第一数据发射单元，所述空气压力感应器与所述第一信息处理装置数据连接，所述流量检测单元与所述第一信息处理装置数据连接，所述显示单元用于显示所述温度传感器、湿度传感器、空气压力感应器和流量检测单元检测到的实时数据信息；

第二信息处理装置设置在教育机构管理部门，且所述第二信息处理装置具有第二数据处理单元、第二数据存储单元、第二数据接收单元和第二数据发射单元；

云端服务器分别与所述第一信息处理装置和所述第二信息处理装置连接并且能够实现数据的交换。

本发明提供的云计算管理系统的使用方法包括下面的步骤：

步骤1：通过所述身份登录认证模块输入用户信息并验证通过；

步骤2：启动所述负压供应装置、水供应装置和第一信息处理装置工作；

步骤3：所述影像采集单元采集到所述操作容纳空间内的影像并且形成第一信息，所述温度传感器检测到所述操作容纳空间内的实时温度并且形成第二信息，所述湿度传感器检测所述操作容纳空间内的实时湿度并且形成第三信息，所述流量检测单元检测到所述流出管体内的流体的实时流量并形成第四信息；

步骤4：所述第一信息处理装置获得该第一信息、第二信息、第三信息和第四信息并通过所述第一数据发射单元传输至所述云端服务器；

步骤5：所述云端服务器把该第一信息、第二信息、第三信息和第四信息通过所述第二信息接收单元获取，并且再把该第一信息、第二信息、第三信息和第四信息传输至所述第二信息处理装置。

由上述方案可见，其产生有益效果如下：

1：实验员能够通过显示屏幕实时地得知操作空间内的温度、湿度、压力等信息。

2：实验员在实验操作过程中的实验数据会自动生成，这些原始的实验参数数据与用户的身份匹配后一起进行存储，放置在云端服务器内，并且可以传输到管理部门，管理部门依据这些实验数据可以对实验员的实验过程行为进行监控。当实验出现问题的时候，实验员或者管理者也可以通过这些存储的数据对过往的实验进行分析、检查。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的基于云端服务器的实验室操作台管理系统实施例的示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本实施例的基于云端服务器的实验室操作台管理系统包括实验室操作台10、负压供应装置、水供应装置、第一信息处理装置11、第二信息处理装置12和云端服务器13。

其中，实验室操作台10包括工作台和罩体，罩体覆盖在工作台上，且罩体具有可开闭门，罩体与工作台之间形成操作容纳空间。实验员在该操作容纳空间内进行实验操作，当关闭可开闭门之后，操作容纳空间形成相对封闭的环境。负压供应装置与操作容纳空间连通，且负压供应装置具有功率调节模块和空气压力感应器，空气压力感应器设置在操作容纳空间内。负压供应装置可以向操作容纳空间内提供负压气流，以提供负压环境，这样的好处在于避免操作容纳空间内的有毒气味逸散到外部而危害实验员的健康。功率调节模块可以实现功率调节，以改变气流的大小。空气压力感应器实时检测操作容纳空间内的空气压力，以提示实验员注意空气压力，也方便实验员通过功率调节模块调节该空气压力。水供应装置具有流出管体和流量调节单元，流量调节单元设置在流出管体内，且水供应装置还包括流量检测单元和流量显示单元。流出管体方便实验员取用固定量的水，流量调节单元例如通过电磁阀调节，以适应不同情况的水用量需求，流量检测单元实时得到水的流量信息，以供实验员参考，也方便其把流量调节到合适的值。

第一信息处理装置11设置在实验室操作台10内，第一信息处理装置10包括身份登录认证模块、影像采集单元、温度传感器、湿度传感器、显示单元、第一数据处理单元、第一数据存储单元、第一数据接收单元和第一数据发射单元，空气压力感应器与第一信息处理装置数据连接，流量检测单元与第一信息处理装置数据连接，显示单元用于显示温度传感器、湿度传感器、空气压力感应器和流量检测单元检测到的实时数据信息。

第二信息处理装置12设置在教育机构管理部门14，且第二信息处理装置12具有第二数据处理单元、第二数据存储单元、第二数据接收单元和第二数据发射单元。

云端服务器13分别与第一信息处理装置11和第二信息处理装置12连接并且能够实现数据的交换。

本发明提供的云计算管理系统的使用方法包括下面的步骤：

步骤1：通过身份登录认证模块输入用户信息并验证通过。身份登录认证可以是数字密码登录认证或者指纹登录认证或者脸部识别登录认证。

步骤2：启动负压供应装置、水供应装置和第一信息处理装置工作。

步骤3：影像采集单元采集到操作容纳空间内的影像并且形成第一信息，温度传感器检测到操作容纳空间内的实时温度并且形成第二信息，湿度传感器检测操作容纳空间内的实时湿度并且形成第三信息，流量检测单元检测到流出管体内的流体的实时流量并形成第四信息。影像采集单元采集到的视频信息可以完整地记录下整个实验操作的过程，方便日后对实验过程进行重新分析。

步骤4：第一信息处理装置获得该第一信息、第二信息、第三信息和第四信息并通过第一数据发射单元传输至云端服务器。

步骤5：云端服务器把该第一信息、第二信息、第三信息和第四信息通过第一数据发射单元获取，并且再把该第一信息、第二信息、第三信息和第四信息传输至第二信息处理装置。云端服务器直接把原始的信息输送至第二信息处理装置，而第二信息处理装置设置在管理部门，这样就可以把数据直接在行政机构的管理部门实现备份，并且可以防止学生或老师对原始实验数据的篡改，尽可能地保证实验数据的安全性和真实性。

在其它实施例中，第一信息处理装置具有第一加密模块，该第一加密模块对该第一信息、第二信息、第三信息和第四信息分别进行加密得到第一加密信息、第二加密信息、第三加密信息和第四加密信息，并且把这些信息汇总为第五信息。该第五信息存储在云端服务器，并且传输至第二信息处理装置，第二信息处理装置的第二加密模块可以对该第五信息再次加密获得第五加密信息。由此，信息经过多次加密后，安全性得到了再次提升。只有经过授权的人员才可以破解这些信息而获知该信息，并且，授权的范围是有层级的，有的人员只能够破解得到第一加密信息，有的人员只能够破解得到第二加密信息，有的人员则可以获知所有的信息内容。这种方式不仅增加了信息的安全性，也方便了信息的分享。

在另外一些实施例中,操作台10的台面上具有凹槽,凹槽的槽面均匀布置多个气流孔,该气流孔与负压供应装置连接,负压供应装置单独控制地向气流孔提供负压气流,以在凹槽内形成负压状态。凹槽用于放置洗耳球。洗耳球在不使用或者待使用的时候需要放置在台面上，但是由于重心不稳定会经常发生倾倒，特别是当操作容纳空间内具有负压气流时，洗耳球发生倾倒的现象时有发生。把洗耳球放置在凹槽内，凹槽内的负压气流则可以对洗耳球起到稳定作用，防止其倾倒。优选地，凹槽的形状大小与洗耳球相匹配。另外，在操作台上的两端具有上侧轨道和下侧轨道，轨道上设置一个移动辊，移动辊上具有毛刷，该移动辊与台面抵接，并且移动辊具有一定弹性，其与台面之间的距离是可以调节的。当实验结束之后，需要对台面进行清理，然而，有的实验会在台面上残留一些难以去除的试剂，而移动辊在台面上沿着轨道移动的时候，可以轻易地将台面清除干净，只需要左右移动即可，并且移动辊与台面之间的压力是可以调节的，这就提高了其清除污渍的效果。在另外的实施例中，云计算平台同时获得多个实验室操作台的工作信息,实验室操作台处于工作、维护或空闲状态，这种状态经过云计算平台把数据传输发送至学生的手机终端设备上，学生通过一个软件或网页页面即可查看处于空闲状态的实验操作台，从而申请使用该实验操作台。云计算平台统计每个学期的实验操作台的使用时间、使用频率、使用高峰期时间段；然后在不同班级、年级或者专业之间进行资源的再次分配。例如，假如A班级的实验操作台的使用时间明显低于B班级的使用时间，这样就可以把一定数量的实验操作台移交给B班级。

本发明实施例提到的信息处理装置例如为一个电脑、手机、智能设备等。信息的发送可以通过无线信息发射天线完成，信息的接收可以通过无线信息接收天线完成，或者采取其它例如蓝牙、有线、红外等信息传输的方式实现数据传输。另外，还可以采用有线的方式进行数据的传输。云端服务器例如是云计算平台。云计算平台例如是云计算服务，即云服务。云计算平台可以是商业平台如阿里云计算平台或者单独建设的具有信息接收、存储和发射功能的服务器基站，这些信息被暂时存储在云计算平台上，以备授权者随时调用，既保证信息存储的安全性，也保证了信息的真实性，减少了信息被销毁、肆意篡改的风险。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (2)

1.一种基于云端服务器的实验室操作台管理系统，其特征在于，包括：

实验室操作台，包括工作台和罩体，所述罩体覆盖在所述工作台上，且所述罩体具有可开闭门，所述罩体与所述工作台之间形成操作容纳空间；

负压供应装置，与所述操作容纳空间连通，且所述负压供应装置具有功率调节模块和空气压力感应器，所述空气压力感应器设置在所述操作容纳空间内；

水供应装置，具有流出管体和流量调节单元，所述流量调节单元设置在所述流出管体内，且所述水供应装置还包括流量检测单元和流量显示单元；

第一信息处理装置，设置在所述实验室操作台内，所述第一信息处理装置包括身份登录认证模块、影像采集单元、温度传感器、湿度传感器、显示单元、第一数据处理单元、第一数据存储单元、第一数据接收单元和第一数据发射单元，所述空气压力感应器与所述第一信息处理装置数据连接，所述流量检测单元与所述第一信息处理装置数据连接，所述显示单元用于显示所述温度传感器、湿度传感器、空气压力感应器和流量检测单元检测到的实时数据信息；

第二信息处理装置，设置在管理部门，且所述第二信息处理装置具有第二数据处理单元、第二数据存储单元、第二数据接收单元和第二数据发射单元；所述第一信息处理装置具有第一加密模块；

云端服务器，分别与所述第一信息处理装置和所述第二信息处理装置连接并且能够实现数据的交换；

操作台的台面上具有凹槽，凹槽的槽面均匀布置多个气流孔，该气流孔与负压供应装置连接，负压供应装置单独控制地向气流孔提供负压气流，以在凹槽内形成负压状态，凹槽用于放置洗耳球；

操作台上的两端具有上侧轨道和下侧轨道，轨道上设置一个移动辊，移动辊上具有毛刷，该移动辊与台面抵接，并且移动辊具有弹性，移动辊与台面之间的距离是可调节的。

2.根据权利要求1所述的基于云端服务器的实验室操作台管理系统的使用方法，其特征在于， 该使用方法包括下面的步骤：

步骤1：通过所述身份登录认证模块输入用户信息并验证通过；

步骤2：启动所述负压供应装置、水供应装置和第一信息处理装置工作；

步骤3：所述影像采集单元采集到所述操作容纳空间内的影像并且形成第一信息，所述温度传感器检测到所述操作容纳空间内的温度并且形成第二信息，所述湿度传感器检测所述操作容纳空间内的实时湿度形成第三信息，所述流量检测单元检测到所述流出管体内的流体的流量并形成第四信息；

步骤4：所述第一信息处理装置获得该第一信息、第二信息、第三信息和第四信息并通过所述第一数据发射单元传输至所述云端服务器；

步骤5：所述云端服务器把该第一信息、第二信息、第三信息和第四信息传输至所述第二信息处理装置；

另外，该第一加密模块对该第一信息、第二信息、第三信息和第四信息进行加密得到第一加密信息、第二加密信息、第三加密信息和第四加密信息，并且把这些信息汇总为第五信息，该第五信息存储在云端服务器，并且传输至第二信息处理装置，第二信息处理装置的第二加密模块对该第五信息再次加密获得第五加密信息；

把洗耳球放置在凹槽内，凹槽内的负压气流则对洗耳球起到稳定作用，防止其倾倒；

当实验结束之后，需要对台面进行清理，移动辊在台面上沿着轨道移动的时候，将台面清除干净，左右移动即可。