CN110912905A - 实验室数据采集系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供了一种实验室数据采集系统及方法，其中系统包括包括：通信服务器、控制服务器、采集服务器；所述通信服务器，与实验室内的采集终端连接，提供通信服务；所述控制服务器与所述通信服务器通信连接，用于对接入所述通信服务器的采集终端进行控制，所述采集服务器，通过所述控制服务器与所述通信服务器连接通信，完成对采集终端的数据采集。本申请的方案，实现了实验室数据采集的自动化，避免了人工采集所带来的效率低、易出错且采集数据无法统一规范处理的问题。

Description

实验室数据采集系统及方法
技术领域
本申请涉及通信领域，特别涉及一种实验室数据采集系统及方法。
背景技术
实验室内环境及终端设备的状态的监测及维护，对实验室设备仪器的正常工作至关重要，需要及时采集相关数据，例如实验室温度、湿度等数据，实验室设备仪器的状态数据、设备检测数据等。
目前，实验室数据采集工作由工作人员人工完成，而实际情况中，实验室设备种类及数量繁多，人工采集相关数据效率低，采集数据难以规范统一，不利于采集数据的统一处理、存储，且人工采集易出错，不能保证采集数据的精准有效，进而不能保证实验室仪器设备的正常运行及维护，如何实现实验室数据采集工作的自动化采集管理，是亟待解决的难题。
发明内容
本申请实施例提供了一种实验室数据采集系统，以解决现有技术的实验室数据只能人工采集而带来的采集效率低、易出错，且不利于采集数据统一规范管理的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种实验室数据采集系统，所述系统包括：通信服务器、控制服务器、采集服务器；
所述通信服务器，与实验室内的采集终端连接，通过预定的通信协议及数据转换格式，实现采集终端的接入并提供通信服务；
所述控制服务器与所述通信服务器通信连接，用于对接入所述通信服务器的采集终端进行控制，保持各采集终端实时在线；
所述采集服务器，通过所述控制服务器与所述通信服务器连接通信，并通过所述通信服务器提供的通信服务，完成对采集终端的数据采集。
进一步地，所述通信服务器、所述控制服务器和/或所述采集服务器为包括多台服务器的服务器集群；
所述通信服务器集群根据所述采集终端的数量部署。并根据负载均衡技术实现集群；
所述控制服务器集群及所述采集服务器集群为并行模式，均衡发送通信数据。
优选地，所述采集服务器与服务平台连接，根据服务平台配置的采集配置信息，生成采集任务，并根据采集任务对采集终端进行数据采集。
进一步地，所述控制服务器与服务平台连接，根据服务平台下发的控制指令，对采集终端进行控制；
所述采集终端包括实验室仪器设备、实验室环境设备中的一种或多种。
第二方面，本申请实施例提供了一种实验室数据采集方法上述系统执行，该方法包括：
通信服务器与实验室内的采集终端连接，完成各采集终端的接入；
采集服务器根据采集配置信息，生成采集任务，
所述通信服务器根据所述采集任务，向对应的采集终端发送数据采集指令，并将采集终端上传的采集数据通过控制服务器发送给所述采集服务器；
所述采集服务器接收终端上传的采集数据，完成实验室数据采集。
进一步地，所述配置信息包括服务平台配置的任务队列及采集任务列表，所述采集服务器根据采集配置信息，生成采集任务之前，还包括：
获取服务平台配置的所述配置信息；
所述采集服务器根据采集配置信息，生成采集任务，包括：
所述采集服务器根据配置信息中的任务队列，生成终端原子任务；
所述采集服务器根据及所述采集任务列表中的参数信息，提取对应的终端原子任务，生成采集队列，所述采集任务列表根据服务平台配置的任务类型、采集策略、采集数据项、所述任务队列及采集服务编号生成；
所述通信服务器根据所述采集任务，向对应的采集终端发送数据采集指令，具体为根据所述采集队列，向对应终端发送数据采集指令。
优选地，所述方法还包括：所述任务队列根据服务平台的配置操作实时更新，所述方法还包括：
所述采集服务器根据所述任务队列的更新标志，确认有更新时，通过比较当前任务队列的终端信息和所述采集队列的终端信息，确认新增采集终端；并根据当前任务队列生成新增采集终端对应的原子任务，并添加到所述采集队列中。
优选地，生成的所述终端原子任务包括两级信息：第一级为终端原子任务汇总信息，第二级为终端原子任务明细；
所述采集服务器根据所述终端原子任务的两级信息，对原子任务进行查找或提取。
进一步地，所述采集任务列表中包括需要定时采集的数据，所述方法还包括：
所述采集服务器根据所述采集任务列表中的周期参数，定时提取对应的终端原子任务添加到所述采集队列中，并在采集任务完成后对对应的终端原子任务进行更新，更新内容包括下一次执行时间、状态置为“空闲”。
所述方法还包括：有终端登录时，所述采集服务器对生成的所述终端原子任务进行检查，确认登录终端对应的原子任务，并添加到所述采集队列中，对登录终端进行数据采集。
进一步地，所述方法还包括：所述控制服务器接收服务平台下发的控制指令，通过所述通信服务器发送至对应的采集终端。
由以上技术方案可知，本申请实施例的技术方案，通过通信服务器实现了实验室内各种终端设备的统一接入，并通过采集服务器及控制服务器对实验室各种设备进行数据采集及控制，实现了实验室检测数据采集的自动化程度，采集数据统一规范，提高实验室检测数据采集效率及处理效率，进一步保障了实验室环境正常维持及设备仪器的正常工作，为实验人员提供了便利条件。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种实验室数据采集系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的又一种实验室数据采集系统的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种实验室数据采集方法流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
图1为本申请实施例提供的一种实验室数据采集系统，如图1所示，本实施例的系统包括：通信服务器1、控制服务器2、采集服务器3；
所述通信服务器1，与实验室内的采集终端连接，通过预定的通信协议及数据转换格式，实现采集终端的接入并提供通信服务；
本申请实施例中，所述通信服务器与终端通信所采用数据格式为JSon，通信服务器将要发送给采集终端的数据转换为JSon格式，并接收终端发送的JSon格式数据。
预定的通信协议规范，可以为现有可行的协议规范，通过协议规范及数据格式的统一，实现了采集终端的统一采集，所采集到的数据格式统一，便于后续的存储、共享等处理。提高了数据采集及采集数据处理的效率。
这里的通信服务器1具体可以为通信前置机。
在本实施例中，实验室内的采集终端可以为实验室仪器设备、实验室环境设备中的一种或多种。
所述控制服务器2与所述通信服务器1通信连接，用于对接入所述通信服务器1的采集终端进行控制，保持各采集终端实时在线；
所述采集服务器3，通过所述控制服务器2与所述通信服务器1连接通信，并通过所述通信服务器1提供的通信服务，完成对采集终端的数据采集。
本实施例的系统，通过通信服务器1实现了实验室内各种终端设备的统一接入，并通过采集服务器3及控制服务器2对实验室各种设备进行数据采集及控制，实现了实验室检测数据采集的自动化程度，采集数据统一规范，提高实验室检测数据采集效率及处理效率，进一步保障了实验室环境正常维持及设备仪器的正常工作，为实验人员提供了便利条件。
进一步地，在实验室及终端设备数量较多的场景下，为提高数据采集及数据通信速度，保证所述系统的正常运行，本实施例中的所述通信服务器1、所述控制服务器2和/或所述采集服务器3为包括多台服务器的服务器集群；
所述通信服务器群根据所述采集终端的数量部署。并根据负载均衡技术实现集群；
所述通信服务器群由多台通信前置机组成。通信服务器1实现通信服务功能，通过F5负载均衡技术实现集群，以扩展现有网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性，保证终端设备的接入，集群规模可根据采集终端数量进行部署。
所述控制服务器集群及所述采集服务器集群为并行模式，均衡发送通信数据。
本申请实施例中通过任意一台控制服务器，可以实现所有终端的通信操作，采集服务可以连接某一台控制服务器，也可以连接几台控制服务器，实现数据的均衡发送，在具体实现中，可以根据当前通信的数据量情况而进行选择。
在具体实施过程中，可以根据现实情况，将所述通信服务器、控制服务器、采集服务器中的一个或多个通过集群实现，参见图2，本申请实施例优选地将三者均通过服务器集群来实现，相应地，图中的通信服务器集群21、控制服务器集群22、采集服务器集群23分别为通信服务器1、控制服务器2及采集服务器3的具体实现。
本实施例的系统还可以与服务平台连接，参见图2，具体为系统内的采集服务器3、控制服务器2分别与服务平台连接，
所述采集服务器与服务平台连接，获取服务平台配置的采集配置信息，根据服务平台配置的采集配置信息，生成采集任务，并根据采集任务对采集终端进行数据采集。
该处的服务平台是操作用户对本实施例系统进行采集配置的操作入口，具体实现中可以多种多样，可以为主站，也可以为实验实室已有的系统操作平台，例如实验室管理信息系统等。
所述控制服务器与服务平台连接，用于根据服务平台下发的控制指令，对采集终端进行控制；
控制服务器接收到服务平台发送的控制指令后，经过通信服务器，对对应的终端发送控制操作指令，可以实现服务平台对实验室内设备的统一、远程控制。
本申请实施例还提供一种实验室数据采集方法，由本申请实施例提供的上述实验室数据采集系统执行，参见图3，该方法包括：
S1：通信服务器与实验室内的采集终端连接，完成各采集终端的接入；
这里的采集终端，可以为实验室仪器设备、实验室环境设备等，对应的，采集的数据可以包括实验内部的环境数据、设备检测数据、实验设备状态数据等。
S2：采集服务器根据采集配置信息，生成采集任务，
S3：所述通信服务器根据所述采集任务，向对应的采集终端发送数据采集指令，并将采集终端上传的采集数据通过控制服务器发送给所述采集服务器；
S4：所述采集服务器接收终端上传的采集数据，完成实验室数据采集。
本申请实施例提供的方法，实现了采集系统的数据采集功能，采集服务器根据采集配置信息，生成采集任务，并通过通信服务器提供的通信服务，完成对对应采集终端大数据采集
所述配置信息包括服务平台配置的任务队列及采集任务列表，具体可以预置在所述采集服务器中，也可以又用户通过服务平台为所述采集服务器配置，优选地，在本申请实施例中，为灵活实现数据的采集，这里的配置信息由服务平台配置，相应地，所述采集服务器根据采集配置信息，生成采集任务之前，所述方法还包括：
获取服务平台配置的所述配置信息；
所述采集服务器根据采集配置信息，生成采集任务，包括：
所述采集服务器根据配置信息中的任务队列，生成终端原子任务；
所述采集服务器根据及所述采集任务列表中的参数信息，提取对应的终端原子任务，生成采集队列，所述采集任务列表根据服务平台配置的任务类型、采集策略、采集数据项、所述任务队列及采集服务编号生成；
所述通信服务器根据所述采集任务，向对应的采集终端发送数据采集指令，具体为根据所述采集队列，向对应终端发送数据采集指令。
采集策略包括任务的优先级、采集周期、任务检查时间、超时时间等信息，相应地，对应信息包含在所述采集任务列表的参数中，除此之外，所述采集服务器还可以预存或通过服务平台配置终端信息(如终端id等)、终端通信信息(如通信地址等)等，并在生成原子任务及采集任务队列中使用。
优选地，所述任务队列可以根据服务平台的配置操作实时更新，本实施例的方法还包括：
所述采集服务器根据所述任务队列的更新标志，确认有更新时，通过比较当前任务队列的终端信息和所述采集队列的终端信息，确认新增采集终端；并根据当前任务队列生成新增采集终端对应的原子任务，并添加到所述采集队列中。
进一步地，由于原子任务的查找及提取频繁发生，在采集任务量大、采集终端较多的情况下，为进一步提供原子任务的查找及提取效率，本申请实施例中，上述生成的所述终端原子任务设置为两级信息：第一级为终端原子任务汇总信息，第二级为终端原子任务明细；
在需要对原子任务进行查找或提取时，所述采集服务器根据所述终端原子任务的两级信息，对原子任务进行查找或提取。
所述采集任务列表中包括需要定时采集的数据，所述方法还包括：
所述采集服务器根据所述采集任务列表中的周期参数，定时提取对应的终端原子任务添加到所述采集队列中，并在采集任务完成后对对应的终端原子任务进行更新，更新内容包括下一次执行时间、状态置为“空闲”。实现了定时采集任务的自动执行。
所述方法还包括：有终端登录时，所述采集服务器对生成的所述终端原子任务进行检查，确认登录终端对应的原子任务，并添加到所述采集队列中，对登录终端进行数据采集。
在服务平台需要对实验室内的采集设备进行控制操作时，所述方法还包括：
所述控制服务器接收服务平台下发的控制指令，通过所述通信服务器发送至对应的采集终端。通过控制服务器实现实验室设备的统一、远程控制。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种实验室数据采集系统，其特征在于，所述系统包括：通信服务器、控制服务器、采集服务器；
所述通信服务器，与实验室内的采集终端连接，通过预定的通信协议及数据转换格式，实现采集终端的接入并提供通信服务；
所述控制服务器与所述通信服务器通信连接，用于对接入所述通信服务器的采集终端进行控制，保持各采集终端实时在线；
所述采集服务器，通过所述控制服务器与所述通信服务器连接通信，并通过所述通信服务器提供的通信服务，完成对采集终端的数据采集。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述通信服务器、所述控制服务器和/或所述采集服务器为包括多台服务器的服务器集群；
所述通信服务器集群根据所述采集终端的数量部署，并根据负载均衡技术实现集群；
所述控制服务器集群及所述采集服务器集群为并行模式，均衡发送通信数据。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，
所述采集服务器与服务平台连接，根据服务平台配置的采集配置信息，生成采集任务，并根据采集任务对采集终端进行数据采集。
4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，
所述控制服务器与服务平台连接，根据服务平台下发的控制指令，对采集终端进行控制；
所述采集终端包括实验室仪器设备、实验室环境设备中的一种或多种。
5.一种实验室数据采集方法，由权利要求1-4中任一项所述的系统执行，其特征在于，包括：
通信服务器与实验室内的采集终端连接，完成各采集终端的接入；
采集服务器根据采集配置信息，生成采集任务，
所述通信服务器根据所述采集任务，向对应的采集终端发送数据采集指令，并将采集终端上传的采集数据通过控制服务器发送给所述采集服务器；
所述采集服务器接收终端上传的采集数据，完成实验室数据采集。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述配置信息包括服务平台配置的任务队列及采集任务列表，所述采集服务器根据采集配置信息，生成采集任务之前，还包括：
获取服务平台配置的所述配置信息；
所述采集服务器根据采集配置信息，生成采集任务，包括：
所述采集服务器根据配置信息中的任务队列，生成终端原子任务；
所述采集服务器根据及所述采集任务列表中的参数信息，提取对应的终端原子任务，生成采集队列，所述采集任务列表根据服务平台配置的任务类型、采集策略、采集数据项、所述任务队列及采集服务编号生成；
所述通信服务器根据所述采集任务，向对应的采集终端发送数据采集指令，具体为根据所述采集队列，向对应终端发送数据采集指令。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述任务队列根据服务平台的配置操作实时更新，所述方法还包括：
所述采集服务器根据所述任务队列的更新标志，确认有更新时，通过比较当前任务队列的终端信息和所述采集队列的终端信息，确认新增采集终端；并根据当前任务队列生成新增采集终端对应的原子任务，并添加到所述采集队列中。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，生成的所述终端原子任务包括两级信息：第一级为终端原子任务汇总信息，第二级为终端原子任务明细；
所述采集服务器根据所述终端原子任务的两级信息，对原子任务进行查找或提取。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述采集任务列表中包括需要定时采集的数据，所述方法还包括：
所述采集服务器根据所述采集任务列表中的周期参数，定时提取对应的终端原子任务添加到所述采集队列中，并在采集任务完成后对对应的终端原子任务进行更新，更新内容包括下一次执行时间、状态置为“空闲”；
所述方法还包括：有终端登录时，所述采集服务器对生成的所述终端原子任务进行检查，确认登录终端对应的原子任务，并添加到所述采集队列中，对登录终端进行数据采集。
10.根据权利要求5～9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述控制服务器接收服务平台下发的控制指令，通过所述通信服务器发送至对应的采集终端。
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