CN210270551U - 一种远程实验室控制系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种实验室远程控制系统，包括处理器、温湿度检测、空调模块、窗帘控制模块、多媒体模块、灯光控制模块、显示模块、门禁模块、无线传输和智能终端，通过各个模块的配合使用，能够省去复杂的人工管理方式，让实验室管理变得省时且高效，通过采用远程控制，能够对实验室的空气湿度和温度、实验室的用电情况等进行查看，并且能够实时给予远程控制解决。

Description

一种远程实验室控制系统

技术领域

本公开涉及远程控制设备领域，尤其涉及一种远程实验室控制系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

先进技术的发展，远程控制系统的运用变得越来越广泛，社会水平的提高也使得高校对实验室的管理要求变高，越来越重视高效、安全、智能化的管理方式，实验室是高校和各种职业技术学校的重要组成部分，是教学质量保证的基本条件之一。传统的实验室电源管理大部分采用人工手动管理的方式。导致的浪费电的情况极其严重，且高校实验室管理人员每天花费一个多小时检查实验室的电源。运用智能化手段高效、便捷的管理好实验室用电安全，减轻实验室负责人的工作量，成为实验室管理者在用电方面必须面对的一个问题，需要引进先进的管理方式和理念，提升实验室管理的整体水平。

本公开发明人发现，在目前的实验室管理系统中，大多数传统的管理系统存在设备简陋、功能单一、实用性不强、效率不高等缺点。现有的实验室管理系统都在一定程度上提高了实验室的管理效率，但它们主要侧重近距离实验室用电系统的控制，缺乏远程可控制性。国内实验室的电力的管理只集中在安全角度，缺乏智能化安全高效的管理体制。另外，实验室管理仅仅局限在人工管理的基础上，对实验室的管理也仅仅在卫生、门窗、断电等方面的单一管理，使得原本高校实验室建设经费紧张的情况下，还需要雇佣大量人力物力去管理实验室的日常，造成高校实验室建设经费的过度浪费，从而也有相当一部分的因素限制了实验室的建设和发展。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种远程实验室控制系统，能够省去复杂的人工管理方式，让实验室管理变得省时且高效。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

一种远程实验室控制系统，包括：

处理器；

第一光照检测模块，与处理器通信连接，用于检测室内环境光照强度并传送至处理器；

灯光控制模块，与处理器通信连接，用于根据处理器接收到的室内光照信息进行灯光调整。

作为可能的一些实现方式，所述灯光控制模块包括均匀分布在室内顶部的多个LED灯，所述多个LED灯组成第一LED灯阵列和第二LED灯阵列，所述第一LED灯阵列通过第一开关控制，所述第二LED灯阵列通过第一开关和第二开关共同控制，所述第一开关和第二开关与处理器通信连接，用于接收处理器的选通信号进行第一LED灯阵列和第二LED灯阵列的选通。

作为可能的一些实现方式，还包括空气温湿度模块，与处理器通信连接，用于采集空气中的温湿度信息并传送至处理器；空调模块，与处理器通信连接，用于根据处理器的指令控制空调开关。

作为可能的一些实现方式，还包括第二光照检测模块，与处理器通信连接，用于检测室外环境光照强度并传送至处理器。

作为进一步的限定，还包括窗帘控制模块，与处理器通信连接，用于根据室内和/或室外光照强度信息控制窗帘开关。

作为更进一步的限定，所述窗帘控制模块安装有电机，所述电机与处理器通信连接，用于根据处理器的指令控制窗帘的开闭。

作为可能的一些实现方式，还包括无线传输模块，与处理器和其他电子设备通信连接，用于实现处理器和其他电子设备的远程通信和控制。

作为进一步的限定，还包括多个智能终端，所述智能终端通过无线传输模块与处理器通信连接，用于接收处理器采发来的信息并向处理器远程下达控制指令。

作为可能的一些实现方式，还包括：设置在门口的门禁模块，与处理器通信连接。

作为进一步的限定，所述门禁模块包括光学指纹识别模块，所述光学指纹识别模块用于开关实验室的门。

作为可能的一些实现方式，还包括一键断电模块，与处理器通信连接，用于根据处理器的指令一键断掉实验室电源。

作为可能的一些实现方式，还包括多媒体控制模块，包括投影仪、教学电脑设备和开关，所述影仪及教学电脑设备与开关之间串接，所述开关与处理器通信连接，用于根据处理器的指令开断。

作为可能的一些实现方式，还包括显示模块，与处理器通信连接，用于实时显示处理器采集到的信息和控制信息。

作为可能的一些实现方式，还包括报警模块，与处理器通信连接，用于根据处理器的指令发送报警信号。

作为可能的一些实现方式，所述处理器通过USB连接供电。

作为可能的一些实现方式，所述处理器通过外部直流电源通过插座供电。

与现有技术相比，本公开的有益效果是：

本公开将温湿度检测、空调模块、窗帘控制模块、多媒体模块、灯光控制模块、显示模块、门禁模块、无线传输和智能终端有效结合在一起，提高了实验室管理的效率和质量。

本公开省去了复杂的人工管理方式，让实验室管理变得省时、高效；而且本公开采用远程控制，能够对实验室的空气湿度和温度、实验室的用电情况等进行查看，并且能够实时给予远程控制解决。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例1所述的远程实验室控制系统电路结构示意图。

图2是本公开实施例1所述的远程实验室控制系统整体结构示意图。

1、灯光开关；2、空调模块；3、无线传输模块；4、窗帘控制模块；5、光照检测模块；5-1、第一光照检测模块；5-2、第二光照检测模块；6、处理器；7-显示模块；8-多媒体控制模块；9-门禁模块；10-空气温湿度检测模块；11-供电系统；12-智能终端。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例1：

如图1-2所示，本公开实施例1提供了一种远程实验室控制系统，包括：

处理器6；

空气温湿度模块10，与处理器6通信连接，用于采集空气中的温湿度信息并传送至处理器6；

空调模块2，与处理器6通信连接，用于根据处理器6的指令控制空调开关。

还包括光照检测模块5，所述光照检测模块包括第一光照检测模块5-1和第二光照检测模块5-2，所述第一光照检测模块5-1与处理器6通信连接，用于检测室内环境光照强度并传送至处理器；所述第二光照检测模块5-2与处理器6通信连接，用于检测室外环境光照强度并传送至处理器6。

还包括灯光控制模块1，与处理器6通信连接，用于根据处理器6接收到的室内光照信息进行灯光调整；

所述灯光控制模块1包括全亮模式和半亮模式，所述灯光控制模块包括均匀分布在室内顶部的多个LED灯，所述多个LED灯组成第一LED灯阵列和第二LED灯阵列，所述第一LED灯阵列通过第一开关控制，所述第二LED灯阵列通过第一开关和第二开关共同控制，所述第一开关和第二开关与处理器通信连接，用于接收处理器的选通信号进行第一LED灯阵列和第二LED灯阵列的选通；第一LED灯阵列选通时为半亮模式，第一LED灯阵列和第二LED灯阵列均选通时为全亮模式。

还包括窗帘控制模块4，与处理器6通信连接，用于根据室内和/或室外光照强度信息控制窗帘开关；所述窗帘控制模块安装有电机，所述电机与处理器通信连接，用于根据处理器6的指令控制窗帘的开闭。

还包括无线传输模块3，与处理器6和其他电子设备通信连接，用于实现处理器和其他电子设备的远程通信和控制；无线传输模块采用WIFI控制的方式或者其他无线通信方式。

还包括多个智能终端12，所述智能终端12通过无线传输模块3与处理器6通信连接，用于接收处理器6发来的信息并向处理器6远程下达控制指令。

在本实施例中，处理器是以STM32F103处理器为核心的单片机，运用无线数据传输模块，将温度湿度等信息发送到Android智能终端，实现手机APP对该系统的控制功能。充分利用无线的廉价和灵活的技术优势，使得远程实验室控制系统不受时间地点的限制，在无线网络或者数据流量下均可查看各项指标，操作简单易行。并且本实施例所述的系统采用多点控制结构，包括对室内温湿度检测、灯光的开关、空调控制、室内窗帘开关及APP一键断电等功能，室内温湿度的检测以数字温度传感器为感应部件用模数转换器相连配合一个电位器作为感应电路，将采集到的室内温湿度值送入单片机，在单片机数据处理后发出具体指令，在APP上显示室内温湿度，并且能够使用APP控制室内电力设备，是一种高效的实验室管理系统。

本实施例采用的是STM32开发板，STM32F103作为处理器芯片具有更大的优势，向MCU用户提供新的运行机制。它提供了非常高性能、实时能力、数字信号处理、低功耗和低电压操作以及连接性的产品，同时保持全面集成和易于开发，在设计应用上采用STM32F103设计的产品能够展现出突出的优势，它复用的IO口具有重新映射功能且引脚灵活度高；具有四个驱动单元和四个被动单元；另外，这个芯片具有36或72MHZ的内部中央处理器，有着多达16个的外部中断和7个DMA通道，有6种类型的GPIO端口。STM32F103开发板与供电系统11连接，所述供电系统11可以是通过USB连接或者外部直流电源通过插座供电，也可以是电池，供电方式有多种，而且能自动选择供电方式。

还包括设置在门口的门禁模块9，与处理器6通信连接；所述门禁模块9包括光学指纹识别模块，所述光学指纹识别模块用于开关实验室的门并识别身份信息后台保存。

还包括一键断电模块，所述一键断电模块与实验室总电源开关连接，所述一键断电模块与处理器6通信连接，用于根据处理器的指令一键断掉实验室电源。

还包括多媒体控制模块8，包括投影仪、教学电脑设备和开关，所述影仪及教学电脑设备与开关之间串接，所述开关与处理器通信连接，用于根据处理器的指令开断；

还包括显示模块7，与处理器6通信连接，用于实时显示处理器6采集到的信息和控制信息；

还包括报警模块，与处理器6通信连接，用于根据处理器6的指令发送报警信号。

本实施例的硬件模块分别与处理器的I/O口相连，智能终端通过无线的形式向单片机发送指令，从而控制各个硬件模块运转。本实施例所述的系统中采用的是智能信息节点的融合方式，智能信息节点是能够执行一种或一类基本控制功能的单元，同时具有独立的检测和通讯功能。一个智能节点包括以下三个组成部分：用于采集信息的传感器模块、用于处理数据的STM32F103数字处理器模块以及高效的处理平台。

空气温湿度模块采用温湿度传感器SHT-11为感应部件，将检测到的空气温湿度值送入STM32F103，再由其输出到APP进行显示；

灯光模块采用无线的方式控制灯的开关及室内亮度情况，根据室内光照强度设置全亮和半亮两种模式；

窗帘控制模块采用步进电机控制窗帘开关并且模块采用ULN2003作为步进电机的模块驱动，实现窗帘正常开关；

门禁模块采用AS608光学指纹识别模块，使用该模块的优势在于能够查询进出实验室人员信息，方便管理；

第一光照检测模块5采用BH1750传感器，用于检测室内亮度情况，第二光照检测模块12采用BH1750传感器，用于检测室外光照强度情况，多媒体模块和空调模块通过变压转换器接入处理器；

无线传输模块则采用ESP8266WiFi模块，采用串口传输数据，使用之前对模块进行简单的配置；

App是基于安卓开发的应用程序，经测试可以稳定发送指令，并且在App中设置了一键断电功能，能够实现实验室一键断电，以上模块之间相互配合，相互联系，将测得的数据传输给处理器，然后处理器根据各种数据做出相应的智能控制与处理。

本实施例将温湿度检测、空调模块、窗帘控制模块、多媒体模块、灯光控制模块、显示模块、门禁模块、无线传输和智能终端有效结合在一起，提高了实验室管理的效率和质量；本公开省去了复杂的人工管理方式，让实验室管理变得省时、高效；而且该系统采用远程控制，能够对实验室的空气湿度和温度、实验室的用电情况等进行查看，并且能够实时给予解决。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种远程实验室控制系统，其特征在于，包括：

处理器；

第一光照检测模块，设于室内，与处理器通信连接，用于检测室内环境光照强度并传送至处理器；

灯光控制模块，与处理器通信连接，用于根据处理器接收到的室内光照信息进行灯光调整。

2.如权利要求1所述的远程实验室控制系统，其特征在于，所述灯光控制模块包括均匀分布在室内顶部的多个LED灯，所述多个LED灯组成第一LED灯阵列和第二LED灯阵列，所述第一LED灯阵列通过第一开关控制，所述第二LED灯阵列通过第一开关和第二开关共同控制，所述第一开关和第二开关与处理器通信连接，用于接收处理器的选通信号进行第一LED灯阵列和第二LED灯阵列的选通。

3.如权利要求1所述的远程实验室控制系统，其特征在于，还包括：空气温湿度模块，与处理器通信连接，用于采集空气中的温湿度信息并传送至处理器；

空调模块，与处理器通信连接，用于根据处理器的指令控制空调开关。

4.如权利要求1所述的远程实验室控制系统，其特征在于，还包括：第二光照检测模块，所述第二光照检测模块设于室外靠近窗户的位置，与处理器通信连接，用于检测室外环境光照强度并传送至处理器。

5.如权利要求4所述的远程实验室控制系统，其特征在于，还包括：窗帘控制模块，与处理器通信连接，用于处理器根据室内和/或外光照强度信息控制窗帘开关；

进一步的，所述窗帘控制模块安装有电机，所述电机与处理器通信连接，用于根据处理器的指令控制窗帘的开闭。

6.如权利要求1所述的远程实验室控制系统，其特征在于，还包括：无线传输模块，与处理器和其他电子设备通信连接，用于实现处理器和其他电子设备的远程通信和控制。

7.如权利要求6所述的远程实验室控制系统，其特征在于，还包括：多个智能终端，所述智能终端通过无线传输模块与处理器通信连接，用于接收处理器采发来的信息并向处理器远程下达控制指令。

8.如权利要求1所述的远程实验室控制系统，其特征在于，还包括：设置在门口的门禁模块，与处理器通信连接；

进一步的，所述门禁模块包括光学指纹识别模块，所述光学指纹识别模块用于开关实验室的门。

9.如权利要求1所述的远程实验室控制系统，其特征在于，还包括：与室内总电源连接的一键断电模块，所述一键断电模块与处理器通信连接，用于根据处理器的指令一键断掉实验室电源。

10.如权利要求1所述的远程实验室控制系统，其特征在于，还包括：多媒体控制模块，包括投影仪、教学电脑设备和开关，所述影仪及教学电脑设备与开关之间串接，所述开关与处理器通信连接，用于根据处理器的指令开断；

或，还包括显示模块，与处理器通信连接，用于实时显示处理器采集到的信息和控制信息；

或，还包括报警模块，与处理器通信连接，用于根据处理器的指令发送报警信号；

或，所述处理器通过USB连接供电；

或，所述处理器通过外部直流电源通过插座供电。

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