CN112258015A - 一种基于云数据分析的实验室管理预警系统及其预警方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于云数据分析的实验室管理预警系统及其预警方法，包括大数据云计算数据分析模块、数据存储模块、实验室主体设备、数据集成交换模块、数据中心、数据处理模块、实验数据存储模块、核心模块。本发明中实验室的实验数据和实验环境数据由系统平台主动实时采集，确保数据实时性和真实性，避免数据人为修改，其中平台的海量数据库存储所有历史实验数据，使实验数据可以溯源和追踪，并且通过数据处理模块中数据规范化处理模块和数据中心中第一开发包和第二开发包为系统门户网站的交互进行了优化，用户访问速度访问时响应速度快，打开网页减少延迟，并通过优化数据集成配置可提高访问并发量。

Description

一种基于云数据分析的实验室管理预警系统及其预警方法
技术领域：
本发明涉及实验室预警技术领域，具体为一种基于云数据分析的实验室管理预警系统及其预警方法。
背景技术：
众所周知，食品安全问题越来越受到人们的关注，为了完善产品质量监测体系和提高产品质量，现在很多的食品企业都建立了企业实验室，因为食品安全隐患主要产生于食品生产，加工，贮藏，销售和消费过程，影响食品安全的主要因素除了物理污染外，还包括化学，生物污染.企业应采用物理，化学，生物的方法对可能产生的污染进行针对性的检测分析，同时对各项控制措施的有效性进行评估，为此，建立与之相适应的实验室成为食品加工企业食品安全控制体系的重要因素之一；
然而，其现有的食品实验室行业实验数据和实验环境数据管理为本地操作人员进行记录或本地计算机存储，其数据实时性和真实性较低，在实验室长期使用时，海量数据存储所有历史实验次数的记录较为落后并且现有的中小型实验室缺乏管理运行机构以及实验室建设和运行的服务平台，为此，提出一种基于云数据分析的实验室管理预警系统及其预警方法。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种基于云数据分析的实验室管理预警系统及其预警方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于云数据分析的实验室管理预警系统，包括大数据云计算数据分析模块、数据存储模块、实验室主体设备、数据集成交换模块、数据中心、数据处理模块、实验数据存储模块、核心模块、门户网站和异常数据处理模块；
所述数据存储模块包括云存储、中心数据库和元数据库；
所述数据存储模块与所述数据集成交换模块交互连接，所述数据集成交换模块包括数据访问中间件和数据集成配置；
所述数据集成交换模块与所述数据中心交互连接，所述数据中心包括第一开发包、第二开发包和搜索引擎；
所述数据中心与所述数据处理模块交互连接，所述数据处理模块包括数据规范化处理模块和数据服务接口模块；
所述数据处理模块与所述实验数据存储模块连接，所述实验数据存储模块包括传感器数据存储模块和设备采集数据存储模块；
所述数据处理模块与所述核心模块连接，所述核心模块包括微信公众平台模块、数据搜索引擎模块、数据追溯模块、权限管理模块、数据预警模块、数据统计分析模块、数据安全日志模块和数据库记录自动备份模块。
作为本技术方案的进一步优选的：所述实验数据存储模块与所述异常数据处理模块连接。
作为本技术方案的进一步优选的：所述数据存储模块与所述大数据云计算数据分析模块交互连接。
作为本技术方案的进一步优选的：所述核心模块与所述门户网站交互连接，所述门户网站包括综合搜索、业务应用和数据中心建模系统。
作为本技术方案的进一步优选的：所述数据存储模块与所述实验室主体设备交互连接，所述实验室主体设备包括PLC控制器和输入输出设备。
作为本技术方案的进一步优选的：所述第一开发包采用WebService服务开发包，所述第二开发包采用Node.js服务开发包。
另外本发明还提供了一种基于云数据分析的实验室管理预警系统的预警方法，包括以下步骤：
S1、实验室主体设备中通过PLC控制器传输的仪器设备运作信息至数据存储模块，数据通过数据集成交换模块中数据访问中间件将数据信息实时存储至中心数据库，并通过数据访问中间件对数据存储模块进行操作；
S2、此时实验室数据存储模块中的传感器数据存储模块和设备采集数据存储模块正确获取PLC控制器发送来的MODBUS协议数据包，并解析出有效数据并传输至数据处理模块中；
S3、解析出的有效数据通过数据处理模块中的数据规范化处理模块将数据换算成统一单位，并根据数据中心的搜索引擎模块查询速度做出相应，优化SQL查询出长时间无响应的数据，数据服务接口模块通过JSON格式提供WebSerice接口；
S4、此时用户可选择核心模块中的任意功能进行使用，其中数据追溯模块通过算法，整理出关系，并呈现出来，数据预警模块对于超出阈值的数据识别并通过推送方式发送到指定人的移动设备上，微信公众平台模块在微信公众号上提供个web访问平台，显示本系统的相关信息，权限管理模块设置用户在本系统各个模块的访问权限，对于无权限的模块要做到禁止访问，数据安全日志模块将用户的所有操作均记录到日志中，保证日志不会丢失，且用户的所有操作进行记录，数据统计分析模块对数据做统计分析，并以图形方式显示；
S5、在系统运作过程中，数据库记录自动备份模块备份数据库，按照计划任务定期备份，备份的数据具备可靠性。
作为本技术方案的进一步优选的：在S2中，数据存储模块中的云存储、中心数据库和元数据库中的数据通过大数据云计算数据分析模块进行集中汇集、排列、重组以及分析，得到大数据信息。
作为本技术方案的进一步优选的：在S2中，对于异常数据通过异常数据处理模块做丢弃处理，不会误保存到数据库内仪器设备，采集数据存储模块准确获取上位机发送来的数据包，并解析出有效数据，对于异常数据做丢弃处理，不会误保存到数据库内。
本发明的优点：本发明中实验室的实验数据和实验环境数据由系统平台主动实时采集，确保数据实时性和真实性，避免数据人为修改，其中平台的海量数据库存储所有历史实验数据，使实验数据可以溯源和追踪，并且通过数据处理模块中数据规范化处理模块和数据中心中第一开发包和第二开发包为系统门户网站的交互进行了优化，用户访问速度访问时响应速度快，打开网页减少延迟，并通过优化数据集成配置可使数据访问达到200人同访问并发量。
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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明的系统流程图。
具体实施方式：
下面将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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
实施例
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于云数据分析的实验室管理预警系统，包括大数据云计算数据分析模块、数据存储模块、实验室主体设备、数据集成交换模块、数据中心、数据处理模块、实验数据存储模块、核心模块、门户网站和异常数据处理模块；
数据存储模块包括云存储、中心数据库和元数据库；
数据存储模块与数据集成交换模块交互连接，数据集成交换模块包括数据访问中间件和数据集成配置；
数据集成交换模块与数据中心交互连接，数据中心包括第一开发包、第二开发包和搜索引擎；
数据中心与数据处理模块交互连接，数据处理模块包括数据规范化处理模块和数据服务接口模块；
数据处理模块与实验数据存储模块连接，实验数据存储模块包括传感器数据存储模块和设备采集数据存储模块；
数据处理模块与核心模块连接，核心模块包括微信公众平台模块、数据搜索引擎模块、数据追溯模块、权限管理模块、数据预警模块、数据统计分析模块、数据安全日志模块和数据库记录自动备份模块。
本实施例中，具体的：实验数据存储模块与异常数据处理模块连接；实验室传感器数据存储模块和设备采集数据存储模块正确获取PLC控制器发送来的MODBUS协议数据包，并解析出有效数据，对于异常数据做丢弃处理，不会误保存到数据库内。
本实施例中，具体的：数据存储模块与大数据云计算数据分析模块交互连接；系统采集的数据通过大数据云计算数据分析模块进行集中汇集、排列、重组以及分析，得到大数据信息。
本实施例中，具体的：核心模块与门户网站交互连接，门户网站包括综合搜索、业务应用和数据中心建模系统；用户通过门户网站管理本系统并通过综合搜索查询实验室数据信息。
本实施例中，具体的：数据存储模块与实验室主体设备交互连接，实验室主体设备包括PLC控制器和输入输出设备；通过实验室主体设备中的PLC控制器产生的实时数据信息通过输入输出设备传输至数据存储模块。
本实施例中，具体的：第一开发包采用WebService服务开发包，第二开发包采用Node.js服务开发包；通过第一开发包和第二开发包可对系统数据进行服务交互和数据开发。
本发明还提供了一种基于云数据分析的实验室管理预警系统的预警方法，包括以下步骤：
S1、实验室主体设备中通过PLC控制器传输的仪器设备运作信息至数据存储模块，数据通过数据集成交换模块中数据访问中间件将数据信息实时存储至中心数据库，并通过数据访问中间件对数据存储模块进行操作；
S2、此时实验室数据存储模块中的传感器数据存储模块和设备采集数据存储模块正确获取PLC控制器发送来的MODBUS协议数据包，并解析出有效数据并传输至数据处理模块中；
S3、解析出的有效数据通过数据处理模块中的数据规范化处理模块将数据换算成统一单位，并根据数据中心的搜索引擎模块查询速度做出相应，优化SQL查询出长时间无响应的数据，数据服务接口模块通过JSON格式提供WebSerice接口；
S4、此时用户可选择核心模块中的任意功能进行使用，其中数据追溯模块通过算法，整理出关系，并呈现出来，数据预警模块对于超出阈值的数据识别并通过推送方式发送到指定人的移动设备上，微信公众平台模块在微信公众号上提供个web访问平台，显示本系统的相关信息，权限管理模块设置用户在本系统各个模块的访问权限，对于无权限的模块要做到禁止访问，数据安全日志模块将用户的所有操作均记录到日志中，保证日志不会丢失，且用户的所有操作进行记录，数据统计分析模块对数据做统计分析，并以图形方式显示；
S5、在系统运作过程中，数据库记录自动备份模块备份数据库，按照计划任务定期备份，备份的数据具备可靠性。
本实施例中，具体的：在S2中，数据存储模块中的云存储、中心数据库和元数据库中的数据通过大数据云计算数据分析模块进行集中汇集、排列、重组以及分析，得到大数据信息。
本实施例中，具体的：在S2中，对于异常数据通过异常数据处理模块做丢弃处理，不会误保存到数据库内仪器设备，采集数据存储模块准确获取上位机发送来的数据包，并解析出有效数据，对于异常数据做丢弃处理，不会误保存到数据库内。
工作原理或者结构原理，本发明中实验室的实验数据和实验环境数据由系统平台主动实时采集，确保数据实时性和真实性，避免数据人为修改，其中平台的海量数据库存储所有历史实验数据，使实验数据可以溯源和追踪，并且通过数据处理模块中数据规范化处理模块和数据中心中第一开发包和第二开发包为系统门户网站的交互进行了优化，用户访问速度访问时响应速度快，打开网页减少延迟，并通过优化数据集成配置可使数据访问达到200人同访问并发量，并通过第一开发包和第二开发包可对系统数据进行服务交互和数据开发，当系统建立完毕后用户可通过门户网站管理本系统并通过综合搜索查询实验室数据信息。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于云数据分析的实验室管理预警系统，包括大数据云计算数据分析模块、数据存储模块、实验室主体设备、数据集成交换模块、数据中心、数据处理模块、实验数据存储模块、核心模块、门户网站和异常数据处理模块，其特征在于：
所述数据存储模块包括云存储、中心数据库和元数据库；
所述数据存储模块与所述数据集成交换模块交互连接，所述数据集成交换模块包括数据访问中间件和数据集成配置；
所述数据集成交换模块与所述数据中心交互连接，所述数据中心包括第一开发包、第二开发包和搜索引擎；
所述数据中心与所述数据处理模块交互连接，所述数据处理模块包括数据规范化处理模块和数据服务接口模块；
所述数据处理模块与所述实验数据存储模块连接，所述实验数据存储模块包括传感器数据存储模块和设备采集数据存储模块；
所述数据处理模块与所述核心模块连接，所述核心模块包括微信公众平台模块、数据搜索引擎模块、数据追溯模块、权限管理模块、数据预警模块、数据统计分析模块、数据安全日志模块和数据库记录自动备份模块。
2.根据权利要求1所述的一种基于云数据分析的实验室管理预警系统，其特征在于：所述实验数据存储模块与所述异常数据处理模块连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于云数据分析的实验室管理预警系统，其特征在于：所述数据存储模块与所述大数据云计算数据分析模块交互连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于云数据分析的实验室管理预警系统，其特征在于：所述核心模块与所述门户网站交互连接，所述门户网站包括综合搜索、业务应用和数据中心建模系统。
5.根据权利要求1所述的一种基于云数据分析的实验室管理预警系统，其特征在于：所述数据存储模块与所述实验室主体设备交互连接，所述实验室主体设备包括PLC控制器和输入输出设备。
6.根据权利要求1所述的一种基于云数据分析的实验室管理预警系统，其特征在于：所述第一开发包采用WebService服务开发包，所述第二开发包采用Node.js服务开发包。
7.一种基于云数据分析的实验室管理预警系统的预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、实验室主体设备中通过PLC控制器传输的仪器设备运作信息至数据存储模块，数据通过数据集成交换模块中数据访问中间件将数据信息实时存储至中心数据库，并通过数据访问中间件对数据存储模块进行操作；
S2、实验室数据存储模块中的传感器数据存储模块和设备采集数据存储模块正确获取PLC控制器发送来的MODBUS协议数据包，并解析出有效数据并传输至数据处理模块中；
S3、解析出的有效数据通过数据处理模块中的数据规范化处理模块将数据换算成统一单位，并根据数据中心的搜索引擎模块查询速度做出相应，优化SQL查询出长时间无响应的数据，数据服务接口模块通过JSON格式提供WebSerice接口；
S4、此时用户可选择核心模块中的任意功能进行使用，其中数据追溯模块通过算法，整理出关系，并呈现出来，数据预警模块对于超出阈值的数据识别并通过推送方式发送到指定人的移动设备上，微信公众平台模块在微信公众号上提供个web访问平台，显示本系统的相关信息，权限管理模块设置用户在本系统各个模块的访问权限，对于无权限的模块要做到禁止访问，数据安全日志模块将用户的所有操作均记录到日志中，保证日志不会丢失，且用户的所有操作进行记录，数据统计分析模块对数据做统计分析，并以图形方式显示；
S5、在系统运作过程中，数据库记录自动备份模块备份数据库，按照计划任务定期备份，备份的数据具备可靠性。
8.根据权利要求7所述的一种基于云数据分析的实验室管理预警系统的预警方法，其特征在于：在S2中，数据存储模块中的云存储、中心数据库和元数据库中的数据通过大数据云计算数据分析模块进行集中汇集、排列、重组以及分析，得到大数据信息。
9.根据权利要求7所述的一种基于云数据分析的实验室管理预警系统的预警方法，其特征在于：在S2中，对于异常数据通过异常数据处理模块做丢弃处理，不会误保存到数据库内仪器设备，采集数据存储模块准确获取上位机发送来的数据包，并解析出有效数据，对于异常数据做丢弃处理，不会误保存到数据库内。
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