CN110020703B - 基于虚实融合实验的试剂标签套件及其使用方法 - Google Patents

基于虚实融合实验的试剂标签套件及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了基于虚实融合实验的试剂标签套件及其使用方法。套件包括试剂瓶和感知传感器,所述感知传感器包括标签盘和标签;所述标签盘固定在试剂瓶上,用于感知标签上的试剂信息;所述标签安装在标签盘上,用于携带试剂信息并将该试剂信息传递给标签盘。使用方法包括建立试剂与序列号的对应关系,并存入数据库;根据当前试剂,确定标签上触点与第二正负极的连接方式,并将标签安装到标签盘上;通过识别标签盘上触片的接通信息,读取触片对应的序列号;从数据库中检索当前序列号对应的试剂,获知当前试剂名称。通过本发明的试剂标签套件能够通过AR直观显示当前试剂的名称,为接下来的化学实验操作奠定基础。

Description

基于虚实融合实验的试剂标签套件及其使用方法
技术领域
本发明涉及实验设备技术领域,具体地说是基于虚实融合实验的试剂标签套件及其使用方法。
背景技术
在进行化学实验时,往往用到多种试剂,针对不同的试剂,一般通过贴在试剂瓶上的标签来识别。目前的实验操作,仅仅实际操作的实验员能够感知,不能很好的对实验过程进行演示。
AR(Augmented Reality,增强现实)技术可以应用于化学实现中,对实验过程进行整体感知和直观显示,然而现有技术中还缺少对参与实验的化学试剂的感知及显示相关装置。
发明内容
本发明实施例中提供了基于虚实融合实验的试剂标签套件及其使用方法,以解决AR化学实验中缺乏对化学试剂感知及显示相关装置的问题。
为了解决上述技术问题,本发明实施例公开了如下技术方案:
本发明第一方面提供了基于虚实融合实验的试剂标签套件,包括试剂瓶,所述套件还包括感知传感器,所述感知传感器包括标签盘和标签;所述标签盘固定在试剂瓶上,用于感知标签上的试剂信息;所述标签安装在标签盘上,用于携带试剂信息并将该试剂信息传递给标签盘。
进一步地,所述标签盘包括绝缘底盘、设置在所述绝缘底盘上的第一正负极和若干触片;所述标签包括第二正负极和若干触点;所述触点与触片一一对应,第一正负极与第二正负极对应,所述第一正负极连接处理器,所述触片连接第一正负极的同一电极。
进一步地,所述标签上至少有一个触点连接第二正极,其余触点连接第二负极。
进一步地,所述标签盘和标签的边缘均为磁铁圈。
进一步地,所述标签盘上设置凹槽,所述标签上设置与所述凹槽对应的突触。
进一步地,所述标签盘上设置突触,所述标签上设置与所述突触对应的凹槽。
本发明第二方面提供基于虚实融合实验的试剂标签套件的使用方法,根据所述的试剂标签套件,使用方法包括以下步骤:
建立试剂与序列号的对应关系,并存入数据库;
根据当前试剂,确定标签上触点与第二正负极的连接方式,并将标签安装到标签盘上;
通过识别标签盘上触片的接通信息,读取触片对应的序列号;
从数据库中检索当前序列号对应的试剂,获知当前试剂名称。
进一步地,所述通过识别标签盘上触片的接通信息,读取触片对应的序列号具体过程为:
将各触片的电平信号按照触片排列顺序形成序列号,将该序列号传输至上位机。
进一步地,所述当前序列号对应的试剂的具体过程为:
构建树形检索结构;
顺序读取序列号的每一位,从树形检索结构的根节点开始查找,根据当前位的值,确定序列号下一位的检索范围。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果,而不是发明所有的全部效果,上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果:
通过实施例的试剂标签套件,确定当前试剂,有效地将不同化学试剂的信息编码到标签上,当进行贴标签操作的时候,就可以将标签与试剂瓶进行捆绑,从而为后续化学实验做准备。贴上标签后,AR系统能够感知当前试剂并直观显示当前试剂呈现的实验效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所述套件的结构示意图;
图2是本发明所述标签上触点的连接方式示意图;
图3是本发明所述方法的流程示意图;
图4是本发明树形检索结构的示意图;
图中,1试剂瓶、2标签盘、21触片、22第一正极、23第一负极、24第一磁铁圈、25凹槽、3标签、31触点、32第二正极、33第二负极、34第二磁铁圈、35突触。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点,下面通过具体实施方式,并结合其附图,对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意,在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
如图1所示,本发明的试剂标签套件包括试剂瓶1和感知试剂名称的感知传感器,感知传感器包括标签盘2和标签3,标签盘2固定在试剂瓶1上,标签3安装到标签盘2上。
标签盘2包括绝缘底座、设置在绝缘底座上的若干触片21、第一正极22和第一负极23,标签3包括若干触点31、第二正极32和第二负极33,触点31和触片21一一对应,第二正极32和第一正极22对应,第二负极33和第一负极23对应,第一正极22和第一负极23连接处理器,所有触片21连接第一正负极的同一电极,即同时连接正极或同时连接负极。本实施例中处理器选用单片机。
如图2所示,标签3上的触点31通过与第二正极、第二负极的连接,产生2n种组合方式,n为触点31的数量,即00……00、10……00、01……00~11……11,每一种组合方式代表一种标签信息,因而标签可携带2n种标签信息。当标签3安装到标签盘2上时,触点31与触片21接触,通过单片机读出标签所携带的“0”、“1”信号,单片机与上位机进行无线通信,上位机与数据库相连,通过上位机显示当前试剂名称,实现试剂的AR呈现。在实际使用过程中,当不贴标签2时,单片机读到的信号全为“0”,这种情况下表示无试剂信息,因此本实施例的套件能够包含2n-1种试剂。
为保证标签盘3与标签2的稳定准确对接,标签盘2的边缘设置第一磁铁圈24,标签3的边缘设置第二磁铁圈34,标签盘2和标签3通过磁铁圈稳定连接,且在标签盘2上设置凹槽25,在标签3的对应位置设置与凹槽25对应的突触35便于准确定位。当然也可在标签盘2上设置突触,在标签3的对应位置上设置与突触对应的凹槽。
如图3所示,本发明试剂标签套件的使用方法包括以下步骤:
S1,建立试剂与序列号的对应关系,并存入数据库;
S2,根据当前试剂,确定标签上触点与第二正负极的连接方式,并将标签安装到标签盘上;
S3,通过识别标签盘上触片的接通信息,读取触片对应的序列号;
S4,从数据库中检索当前序列号对应的试剂,获知当前试剂名称。
步骤S1中,根据需要的试剂种类,根据套件能包含2n-1种试剂的性质,确定n的取值,即n>log2m,m为需要的试剂种类。
并建立每种试剂与序列号的对应关系,将该对应关系存入数据库中。
步骤S2中,通过标签上触点与第二正负极的连接关系,实现当前试剂与数据库中序列号的对应,将连接好的标签安装到标签盘上。
步骤S3中,单片机读取各个触片对应的的“0”、“1”信号,按照触片排列顺序形成序列号,并将该序列号传输至上位机。
步骤S4中,从数据库检索当前序列号对应的试剂,获知当前试剂名称,并进行AR呈现。
由于随着n的增加,2n数量级成指数倍增加。因此,使用列表进行检索时,检索的时间复杂度为2n。因此,为了减小检索时的时间复杂度,提出在计算机端构建如图4所示的树形检索结构,该检索结构的时间复杂度为n。随着n的增大,相比于传统的列表检索方式,检索的开销更小,性能更优,更能满足实时性的要求。
树形检索结构是一颗完全二叉树,除了最底层的叶子节点,其他子树节点的左子树均为“0”,右子树均为“1”,叶子节点存放识别的试剂种类,共为2n-1种。当从单片机向计算机发送一串“0”、“1”序列时,从树形检索结构的根节点开始查找,当“0”位沿左子树向下查找,当“1”位沿右子树向下查找。由于当标签未贴上时,读取的信号为全“0”,除此之外的2n-1种均可存放试剂信息。因此通过这种检索方式,只需通过n次查找就可从2n-1种可能性中检索到所需的结果,使得检索速度大大提高,能够较好的满足实时性的需求。
通过标签与标签盘的接触,将不同的信号发送到计算机中,经过检索得到对应试剂的编号或名称,通过该操作为后续化学实验奠定基础。
通过该化学试剂标签实物套件,可以有效地将不同化学试剂的信息编码到标签上,当用户进行贴标签操作的时候,就可以将标签与容器进行捆绑,从而为后续化学实验做准备。当用户贴上标签后,电脑中会显示试剂在容器中的形态,从而达到交互的目的。
以上所述只是本发明的优选实施方式,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.基于虚实融合实验的试剂标签套件的使用方法,其特征是,所述试剂标签套件包括试剂瓶和感知传感器,所述感知传感器包括标签盘和标签;所述标签盘固定在试剂瓶上,用于感知标签上的试剂信息;所述标签安装在标签盘上,用于携带试剂信息并将该试剂信息传递给标签盘;所述标签盘包括绝缘底盘、设置在所述绝缘底盘上的第一正负极和若干触片;所述标签包括第二正负极和若干触点;所述触点与触片一一对应,第一正负极与第二正负极对应,所述第一正负极连接处理器,所述触片连接第一正负极的同一电极,所述使用方法包括以下步骤:
建立试剂与序列号的对应关系,并存入数据库;
根据当前试剂,确定标签上触点与第二正负极的连接方式,并将标签安装到标签盘上;
通过识别标签盘上触片的接通信息,读取触片对应的序列号;
从数据库中检索当前序列号对应的试剂,获知当前试剂名称。
2.根据权利要求1所述的基于虚实融合实验的试剂标签套件的使用方法,其特征是,所述通过识别标签盘上触片的接通信息,读取触片对应的序列号具体过程为:
将各触片的电平信号按照触片排列顺序形成序列号,将该序列号传输至上位机。
3.根据权利要求2所述的基于虚实融合实验的试剂标签套件的使用方法,其特征是,所述检索当前序列号对应的试剂的具体过程为:
构建树形检索结构;
顺序读取序列号的每一位,从树形检索结构的根节点开始查找,根据当前位的值,确定序列号下一位的检索范围。
4.一种基于虚实融合实验的试剂标签套件,其特征是,所述试剂标签套件包括试剂瓶和感知传感器,所述感知传感器包括标签盘和标签;所述标签盘固定在试剂瓶上,用于感知标签上的试剂信息;所述标签安装在标签盘上,用于携带试剂信息并将该试剂信息传递给标签盘;
所述标签盘包括绝缘底盘、设置在所述绝缘底盘上的第一正负极和若干触片;所述标签包括第二正负极和若干触点;所述触点与触片一一对应,第一正负极与第二正负极对应,所述第一正负极连接处理器,所述触片连接第一正负极的同一电极;
根据当前试剂,确定标签上触点与第二正负极的连接方式,并将标签安装到标签盘上;
通过识别标签盘上触片的接通信息,读取触片对应的序列号;
从数据库中检索当前序列号对应的试剂,获知当前试剂名称。
5.根据权利要求4所述的基于虚实融合实验的试剂标签套件,其特征是,所述标签上至少有一个触点连接第二正极,其余触点连接第二负极。
6.根据权利要求4所述的基于虚实融合实验的试剂标签套件,其特征是,所述标签盘和标签的边缘均为磁铁圈。
7.根据权利要求4所述的基于虚实融合实验的试剂标签套件,其特征是,所述标签盘上设置凹槽,所述标签上设置与所述凹槽对应的突触。
8.根据权利要求4所述的基于虚实融合实验的试剂标签套件,其特征是,所述标签盘上设置突触,所述标签上设置与所述突触对应的凹槽。
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