CN205281302U - 开放式实验室管理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种开放式实验室管理装置，包括与实验室对应设置的智能中控装置和与智能中控装置网络数据交互的远程管控中心；智能中控装置包括至少包括身份识别单元的数据采集模块、控制模块和执行模块；本实用新型采用实验室对应设置的智能中控装置和与智能中控装置网络数据交互的远程管控中心实现对实验室以及实验者进入实验室的整个实验过程进行管控，并可利用实验课程外的其它时间通过预约进行实验，不但能够从源头上安全有效的管控实验室，还能使实验室具有开放使用的方式，从而使高校实验室资源得到有效的共享和充分的利用，同时，节约管理上的人力资源消耗，节约管理成本。

Description

开放式实验室管理装置

技术领域

本实用新型涉及一种基于物联网的开放式实验室的监控领域，特种涉及一种开放式实验室管理装置以及方法。

背景技术

高等教育不同于主要为理论培养和基础课程为主的初级教育，较为重视学生的创新能力、科研能力及综合素质的培养，希望培养出动手能力强、专业过硬的现代化人才。而高校实验室是培养学生综合能力的主要场所；现有技术中，高校实验室教学实验过程涉及人员多、实验内容广、实验形式多样，导致了实验室的管理无法顾及全面；并且，较大部分的高校实验室属于高危环境，依靠人力管理则会顾此失彼；这也是高校实验室较多的出现各类事故的原因之一；同时，高校实验室除了正常安排实验课外，较长时间处于闲置，而部分学生以及研究人员需要较多的实验来提高自身专业能力，而基于上述原因，实验室并没有开放，导致了较好的科研资源无法共享和充分利用，如何充分利用高校实验资源，使更多的学生更为方便、快捷完成教学实验、开放实验和创新实验，是高校实验管理面临的问题；这也对协调解决好高校教学实验资源共享与教学实验安全管理的矛盾，提出了较高的要求。

因此，需要对现有的实验室形成有效的管控，不但能够从源头上安全有效的管控实验室，还能使实验室具有开放使用的方式，从而使高校实验室资源得到有效的共享和充分的利用，同时，节约管理上的人力资源消耗，节约管理成本。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的提供一种开放式实验室管理装置，不但能够从源头上安全有效的管控实验室，还能使实验室具有开放使用的方式，从而使高校实验室资源得到有效的共享和充分的利用，同时，节约管理上的人力资源消耗，节约管理成本。

本实用新型的开放式实验室管理装置包括与实验室对应设置的智能中控装置和与智能中控装置网络数据交互的远程管控中心；所述智能中控装置包括：

数据采集模块，至少包括身份识别单元，用于实时获取身份信息；

控制模块，与远程管控中心网络连接并交互数据；接收身份识别模块传来的身份信息数据，并对该身份信息数据进行逻辑判断；或者，将该身份信息数据发送至远程管控中心进行逻辑判断；

执行模块，接收控制模块发来的控制命令后打开或关闭实验室进入通道和打开或关闭实验室设备；

所述远程管控中心储存有实验室预设数据，将该实验室预设数据发送至控制模块用于对身份信息进行逻辑判断；或者，直接用于对身份信息进行逻辑判断后向程管控中心发出控制命令。

进一步，所述实验室预设数据至少包括实验课排课数据和与该实验课排课数据对应的预设身份数据；

进一步，所述实验室预设数据还包括通过网络终端进行预约的预约实验数据和预约身份数据；

进一步，所述数据采集模块还包括：

电源状态采集单元，用于获取实验室电源状态参数；

环境影音采集单元，用于获取实验室视频及音频信息；

环境状态采集单元，用于获取实验室温度及湿度参数；

进一步，还包括移动终端监管系统，用于预约和查询，并经授权后向控制模块传输命令信息；

进一步，所述控制模块储存有由远程管控中心传来的实验室预设数据，利用该实验室预设数据对身份信息数据进行逻辑判断；

进一步，所述执行模块包括：

门禁执行单元，用于接收控制模块的命令信息打开或者关闭实验室进出通道；

实验室设备执行单元，包括开启或关闭实验室电源的电源执行单元和打开或关闭完成实验的其他条件的其他实验条件执行单元；

进一步，所述执行模块还包括：

断电接续单元，用于接收控制模块的命令信息恢复实验室电源；

进一步，还包括应急控制单元，用于接收控制模块的命令信息打开实验室进出通道；

本实用新型的有益效果：本实用新型的开放式实验室管理装置，采用实验室对应设置的智能中控装置和与智能中控装置网络数据交互的远程管控中心实现对实验室以及实验者进入实验室的整个实验过程进行管控，并可利用实验课程外的其它时间通过预约进行实验，不但能够从源头上安全有效的管控实验室，还能使实验室具有开放使用的方式，即可从网络上进行预约登记并有序使用，从而使高校实验室资源得到有效的共享和充分的利用，同时，节约管理上的人力资源消耗，节约管理成本；本实用新型采用物联网进行控制，安装现有的逻辑判断软件即能实现智能化管控，节约使用成本且简化管理过程。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

图1为本实用新型系统原理框图。

具体实施方式

图1为本实用新型系统原理框图，如图所示：本实施例的开放式实验室管理装置包括与实验室对应设置的智能中控装置和与智能中控装置网络数据交互的远程管控中心；所述智能中控装置包括：

数据采集模块，至少包括身份识别单元，用于实时获取身份信息；身份识别单元一般通过刷卡识别、输入学号识别等方式获取实验者的身份信息，形成记录；

控制模块，与远程管控中心网络连接并交互数据，远程管控中心可对应多个不同实验室的控制模块，管理方便且自动化强；接收身份识别模块传来的身份信息数据，并对该身份信息数据进行逻辑判断；或者，将该身份信息数据发送至远程管控中心进行逻辑判断；控制模块一般包括中央处理器以及外围设备，比如用于通讯连接的通讯接口等，在此不再赘述；

执行模块，接收控制模块发来的控制命令后打开或关闭实验室进入通道和打开或关闭实验室设备；实验室设备一般包括与实验有关的设备和附属设备，比如电源设备、通水设备、照明设备等等，不同的实验具有不同的实验设备和附属设备，在此不再赘述；

所述远程管控中心储存有实验室预设数据，将该实验室预设数据发送至控制模块用于对身份信息进行逻辑判断；或者，直接用于对身份信息进行逻辑判断后向程管控中心发出控制命令；远程管控中心是物联网服务器，储存有运行在WEB服务器上的软件系统，主要由数据库和实验监管软件系统构成。

数据库主要存储实验室预设数据，包括预设身份数据(刷卡记录学生姓名、学号、班级等)、实验课排课数据(实验课程表、实验内容、实验室、实验时间等)，都属于现有的设定方法，在此不再赘述；并实时储存实验室采集信息(身份信息采集、电源状态、视频监控信息等)；当然，上述信息实验室监管软件提供数据支撑，这些软件均属于现有软件，在此不再赘述；实验室监管软件与智能中控装置的数据交互，进入通道开闭和电源等实验条件控制；比如实验室通道开启和关闭控制、实验室电源开启和关闭控制及通电授权控制、实验室远程监控、统计查询等功能。

本实施例中，所述实验室预设数据至少包括实验课排课数据和与该实验课排课数据对应的预设身份数据；根据上述预设数据确定能够在正常的实验课程安排中进入实验室的人员以及进入时间，提高实验室的安全性，并对学生上课课时形成监控。

本实施例中，所述实验室预设数据还包括通过网络终端进行预约的预约实验数据和预约身份数据；网络终端包括电脑等网络终端设备，形成预约实验的过程。

本实施例中，所述数据采集模块还包括用于采集实验室状态参数的：

电源状态采集单元，用于获取实验室电源状态参数，即获取电流、电压等参数，确定实验室电源是否接入以及是否运行正常；

环境影音采集单元，用于获取实验室视频及音频信息，获取实验室真是的动态场景，形成实时监控，提高安全性；

环境状态采集单元，用于获取实验室温度及湿度参数，保证实验环境的标准化；

当然，还可采集其他与安全、环境污染相关的数据信息并储存，在此不再赘述；上述采集单元通过专业的传感器、视频、音频采集部件即能实现。

所述执行模块包括：

门禁执行单元，用于接收控制模块的命令信息打开或者关闭实验室进出通道；采用现有的密码锁、IC卡锁即能实现，验证身份信息即可；

实验室设备执行单元，包括接收控制模块的命令信息开启或关闭实验室电源的电源执行单元和打开或关闭完成实验的其他条件的其他实验条件执行单元；其他实验条件执行单元指的是不同的实验室具有不同的实验条件，包括水、燃气等，在此不再赘述；

电源执行单元一般控制：

电源输入模块，主要由空气开关和融断保护器组成；

电源输出模块，用于与实验室所有用电设备，包括进出通道、实验设备、实验室照明、讲台等外部用电设备通电连接，同时与本实用新型的实验室管控系统通电连接，以保证系统正常运行；主要由继电器、接触器等构成，通过电源执行单元实现智能中控装置对实验门禁的开/闭、实验室电源的导通/断开的控制或授权；

断电接续单元，用于接收控制模块的命令信息恢复实验室电源；即断电接续单元由蓄电池、充电电路和控制电路组成，与本实用新型的实验室管控系统通电连接，实现停电后智能中控装置中的各模块和模块继续运行，以保证实验室门禁能控制其开/闭和相关数据的交互。

本实施例中，还包括移动终端监管系统，用于预约和查询，并经授权后向控制模块传输命令信息；一般采用移动APP监管系统，包括学生实验预约、实验课程查询统计；经授权后可实现门禁远程控制、电源接通远程授权、电能断开远程控制、实验室视频监控、实验室使用情况查询统计等；通过现有的软件即能实现，在此不再赘述。

本实施例中，所述控制模块储存有由远程管控中心传来的实验室预设数据，利用该实验室预设数据对身份信息数据进行逻辑判断；直接形成逻辑判断，减轻对网络的直接依赖，提高工作效率。

本实施例中，还包括应急控制单元，用于接收控制模块的命令信息打开实验室进出通道；可连接于蓄电池与实验室进出通道之间，由控制模块进行控制，可根据远程控制中心的命令进行动作，也可由控制模块根据采集的现场数据进行动作，实现打开通道的目的，避免人员被困；实验室进出通道可以是门禁执行单元控制的大门，也可以是单独的进出通道，均能实现本实用新型目的。

本实用新型使用时包括下列步骤：

a.在远程控制中心设定实验室预设数据并储存于远程管控中心；

b.控制模块接收身份识别模块传来的身份信息数据，并对该身份信息数据进行逻辑判断；或者，将该身份信息数据发送至远程管控中心进行逻辑判断；逻辑判断即是通过现有的软件输入相应的数据，进行简单的对比即可，在此不再赘述；

c.身份信息与实验室设定数据相符则开启实验室进入通道，否则，不开启。

本实施例中，步骤a中，实验室预设数据包括实验课排课数据(实验课程表、实验内容、实验室、实验时间等)和与该实验课排课数据对应的预设身份数据(刷卡记录学生姓名、学号、班级等)；采用现有的软件直接输入即可；

步骤b包括：

b1控制模块按设定时间接收远程管控中心传来的实验室预设数据并储存，该设定时间一般以24小时为周期，每24小时由远程管控中心将后续的24小时内的实验室预设数据发送至控制模块并储存；

b2控制模块通过与该实验课排课数据对应的预设身份数据对所述身份信息数据进行逻辑判断；

本实施例中，所述步骤a中，实验室预设数据还包括预约实验数据和预约身份数据；

步骤a包括：

a1设定储存实验课排课数据和与该实验课排课数据对应的预设身份数据，所述实验课排课数据包括实验课程内容和实验时间；

a2接收预约者输入的预约实验数据和预约身份数据，审核者审核批准后预约成功，否则不成功；预约实验数据包括预约实验课程内容和预约试验时间，所述预约实验时间由预约者根据步骤a1的实验时间以外的时间选择；审核者一般指的是对实验者的实验能力、安全意识等具有了解的导师等，根据管理制度的设定而不同；

a3将步骤a1和a2的实验室预设数据储存；

本实施例中，步骤c包括：

c1判断身份信息是否与实验室设定数据相符且在设定时间范围内，是则开启实验室进入通道，否，则不开启；该设定时间范围一般设定于上课前30分钟内；

c2在设定时间范围内开启电源执行单元和其他实验条件执行单元；可分为正常排课和预约实验两种，预约实验可在预约者进入实验室后即可开启电源执行单元和其他实验条件执行单元；如是正常排课，则可在课程上课时间开启；当然，可统一按照系统设定的时间开启，均可实现实用新型目的；其他实验条件执行单元指的是不同的实验室具有不同的实验条件，包括水、燃气等，在此不再赘述；

c3获取实验室状态参数，包括实验室电源状态参数(电流、电压)、实验室视频及音频信息和实验室温度及湿度参数，如果上述参数均正常，则发出正常信号，否则非正常报警。

上述使用过程通过本实用新型的硬件布置结构，采用现有的录入、对比以及控制方法即能实现本实用新型的目的，在此不再赘述。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种开放式实验室管理装置，其特征在于：包括与实验室对应设置的智能中控装置和与智能中控装置网络数据交互的远程管控中心；所述智能中控装置包括：

数据采集模块，至少包括身份识别单元，用于实时获取身份信息；

控制模块，与远程管控中心网络连接并交互数据；接收身份识别模块传来的身份信息数据，并对该身份信息数据进行逻辑判断；或者，将该身份信息数据发送至远程管控中心进行逻辑判断；

执行模块，接收控制模块发来的控制命令后打开或关闭实验室进入通道和打开或关闭实验室设备；

所述远程管控中心储存有实验室预设数据，将该实验室预设数据发送至控制模块用于对身份信息进行逻辑判断；或者，直接用于对身份信息进行逻辑判断后向程管控中心发出控制命令。

2.根据权利要求1所述的开放式实验室管理装置，其特征在于：所述实验室预设数据至少包括实验课排课数据和与该实验课排课数据对应的预设身份数据。

3.根据权利要求2所述的开放式实验室管理装置，其特征在于：所述实验室预设数据还包括通过网络终端进行预约的预约实验数据和预约身份数据。

4.根据权利要求1所述的开放式实验室管理装置，其特征在于：所述数据采集模块还包括：

电源状态采集单元，用于获取实验室电源状态参数；

环境影音采集单元，用于获取实验室视频及音频信息；

环境状态采集单元，用于获取实验室温度及湿度参数。

5.根据权利要求1所述的开放式实验室管理装置，其特征在于：还包括移动终端监管系统，用于预约和查询，并经授权后向控制模块传输命令信息。

6.根据权利要求1所述的开放式实验室管理装置，其特征在于：所述控制模块储存有由远程管控中心传来的实验室预设数据，利用该实验室预设数据对身份信息数据进行逻辑判断。

7.根据权利要求1所述的开放式实验室管理装置，其特征在于：所述执行模块包括：

门禁执行单元，用于接收控制模块的命令信息打开或者关闭实验室进出通道；

实验室设备执行单元，包括开启或关闭实验室电源的电源执行单元和打开或关闭完成实验的其他条件的其他实验条件执行单元。

8.根据权利要求1所述的开放式实验室管理装置，其特征在于：所述执行模块还包括：

断电接续单元，用于接收控制模块的命令信息恢复实验室电源。

9.根据权利要求1所述的开放式实验室管理装置，其特征在于：还包括应急控制单元，用于接收控制模块的命令信息打开实验室进出通道。