一种基于全流程管控的环境采样管理系统及管理方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于全流程管控的环境采样管理系统及管理方法该系统包含了一个环境采样全流程管理系统、一个实验室数据管理系统、后台数据库管理系统、一个或多个基于嵌入式系统二次开发的现场采样手持式管理终端、一个或多个可供公众访问环境采样化验数据及报告的云端信息发布系统、一个或多个用于场地近距离数据传输的定向无线数据收发端、一个或多个远程采样终端和一个或多个远程采样工具组成。本发明专利技术利用实时视频上传、加密二维码、任务推送等技术手段实现环境采样过程中的全流程管控。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环保监测
，涉及到一种对环境采样实现全流程管控的管理系统。
技术介绍
随着国民经济的快速发展，我国面临的环境问题也日趋严重。作为环保工作的基础，环境监测对整个环保体系起着至关重要的作用。在“十三五”规划中国家提出环境监测主管部门将实现垂直管理，这也推动了越来越多的新方法和技术被应用到环境监测领域。然而由于国内实验室管理理念落后，已有的实验室管理系统均是基于样品的COC(Chain of Custody，监管链)来实现的(典型代表专利：CN 104301393 A)。此类管理方法和系统均将管理链的起端设置在样品进入实验室后开始，忽视了样品现场采集阶段的监控，从而导致存在采样作假的可能。此外，由于当前环保采样过程只有统一的技术流程标准而缺乏统一的管理模式，同时第三方环境监测和采样服务商各自为政、各行其是，导致第三方环保监测市场处于无组织、无监督、无管理的“三无”混乱状态。具体表现在：一是现有的环境监测和采样过程中任务派发方(例如业主、环保局等)除非指派人员在现场跟踪，否则无法对采样现场实施有效监控，且采样任务的派发方式多为口头指派，缺乏记录和录音凭证；二是采样流程还在使用传统的方法，采样过程中的数据记录较多的依赖人工抄写和纸质媒介，容易在数据抄写、录入过程中产生错误、被盗取或发生篡改行为，数据安全无法得到保障；三是环境样本的采集、封装过程均无可靠的视频记录，整个过程处于监控盲区，样本造假的现象经常发生；四是行业内各从业者采用的样本标签缺乏统一格式，不同服务商之间的样本标签无法统一识别，并经常出现标签混杂和丢失的现象；五是采样过程中多涉及到精密仪器或专用设备的操作，对操作人员的技术水平要求较高；六是采样范围有限，在人和设备无法到达的范围或危险区域需要借助辅助交通工具，例如河流中心断面的采样需要租借船只等。综上所述，传统的采样方法在采样任务分配、样品有效性管理、采样人员要求、采样能力及范围等方面均有较大的缺陷，导致了采样成本上升，采样效率下降的后果。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于全流程管控的环境采样管理系统及管理方法，以解决环境采样过程中的样品和数据造假、采样任务派发、现场监管等问题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种基于全流程管控的环境采样管理系统，包括：一个用于服务器的环境采样全流程管理系统、一个实验室数据管理系统、一个用于服务器的后台数据库管理系统、一个或多个基于嵌入式系统二次开发的现场采样手持式管理终端、一个或多个可供公众访问环境采样化验数据及报告的云端信息发布系统、一个或多个用于场地近距离数据传输的定向无线数据收发端、一个或多个远程采样终端和一个或多个远程采样工具组成。所述用于服务器的环境采样全流程管理系统包括：一后台数据库访问控制模块；一环境采样全流程监控模块；一环境采样任务调度模块；一环境采样任务派发推送模块；所述的实验室数据管理系统包括：一数据输入输出模块；一标签比对模块；一数据有效性检验模块；所述的用于服务器的后台数据库管理系统包括：一数据输入输出模块；一数据统计分析模块；一数据存储模块；一统计结果表达模块；所述的基于嵌入式系统二次开发的现场采样手持式管理终端包括：一现场采样数据记录模块；一远程采样终端操作模块；一样品标签扫描模块；一样品标签打印模块；一视频监控模块；一采样地点定位模块；一采样点路径及规划模块；一个或多个带加密的二维码的用于样品包装容器的标签和带加密的二维码的样品外包装箱的封签；所述的远程采样终端包括：一机械手控制模块；一无人机控制模块；一远程音视频传输模块；一个或多个在线监测接口；一个或多个环境传感器接口；所述用于服务器的环境采样全流程管理系统，一后台数据库访问控制模块，用于控制和读写存储所有数据的后台数据库；一环境采样全流程监控模块，用于接收现场采样手持式管理终端传递的各种数据，实现采样全流程监控管理；一环境采样任务调度模块，用于协调和调度多台现场采样手持式管理终端的现场工作任务；一环境采样任务派发推送模块，用于将环境采样全流程管理系统的任务实时推送和下发到一台或多台现场采样手持式管理终端；所述的实验室数据管理系统，一数据输入输出模块，用于实现实验室化验数据结果的输入输出；一标签比对模块，由扫描摄像头和扫描识别软件组成，用于读取样品上的封签，对比后台数据库的样品记录，实现样品管理；一数据有效性检验模块，用于对比样品标签和封签是否与后台数据库管理系统中记录的数据一致，防止伪造样品；所述的用于服务器的后台数据库管理系统，一数据输入输出模块，用于实现对所有进出后台数据库管理系统的数据的管理；一数据统计分析模块，用于实现对后台数据库管理系统内的数据进行统计和报表；一数据存储模块，用于实现对后台数据库管理系统所管理的数据的管理。优选的，应采用关系型数据库实现；一统计结果表达模块，用于将数据统计分析模块统计分析获得的结果以可视化的方式表达到环境采样全流程管理系统上；所述的基于嵌入式系统二次开发的现场采样手持式管理终端，一现场采样数据记录模块，用于实现对现场无需人工干预、可直接通过各种现场设备获取的数据进行自动记录；一远程采样终端操作模块，用于通过无线传输技术对接控制远程采样终端，实现远程采样终端的无线控制；此处无线传输技术可以是市面上任何一种成熟的无线传输技术，包括但不限于蓝牙、WIFI、WAPI、NFC、RF、激光信号、GSM、GPRS、CDMA、WCDMA、TD-CDMA及其衍生技术等方式。优选的，应采用大功率定向WIFI实现；一样品标签扫描模块，用于实现样品包装容器的标签和样品外包装箱的封签上的加密的二维码的扫描读取和解码；一样品标签打印模块，用于将现场采样手持式管理终端上自带传感器数据采集形成的采样现场基本情况经过加密算法获得的二维码打印至标签或封签上。加密算法可以采用市面上任何一种成熟的加密算法，包括但不限于哈希算法、DES算法或RSA算法等。优选的，应采用哈希算法中的MD5算法；一视频监控模块，由摄像头和软件组成。用于录制采样全过程中所有视频和扫描二维码；一采样地点定位模块，采用定位装置实现采样点定位。定位芯片包括但不限于GPS、北斗、GLONASS等。优选的，应采用厘米级高精度GPS定位芯片；一采样点路径及规划模块，采用基于地图的POI的方式实现路径和规划；一个或多个用于样品包装容器的标签和样品外包装箱的封签。此标签和封签应采用不可重复粘贴的易碎不干胶贴纸或RF射频ID贴纸，并使用加密手段进行加密。优选的，应采用带加密的二维码的易碎不干胶贴纸；所述的基于嵌入式系统二次开发的现场采样手持式管理终端其特征还在于，其操作系统可以是嵌入式系统或特制的商业化桌面系统，包括但不限于Android、iOS、Windows、嵌入式Linux及其衍生操作系统。优选的，应采用Android作为操作系统。所述的远程采样终端，一机械手控制模块，用于控制固液体通用取样机械手的操作；一无人机控制模块，用于控制无人机投放和回收采样设备；一远程音视频传输模块，用于接收无人机、机械手等远程采样工具传回的音视频资料；一个或多个在线监测接口，用于接入在线式环境就监测设备。接口总线包括但不限于CAN、Modbus、RS-232、RS-432等工业标准总线接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于全流程管控的环境采样管理系统，其特征在于包括：一个用于服务器的环境采样全流程管理系统、一个实验室数据管理系统、一个用于服务器的后台数据库管理系统、一个或多个基于嵌入式系统二次开发的现场采样手持式管理终端、一个或多个可供公众访问环境采样化验数据及报告的云端信息发布系统、一个或多个用于场地近距离数据传输的定向无线数据收发端、一个或多个远程采样终端和一个或多个远程采样工具组成；所述用于服务器的环境采样全流程管理系统包括：用于控制和读写存储所有数据的后台数据库的一后台数据库访问控制模块；用于接收现场采样手持式管理终端传递的各种数据，实现采样全流程监控管理的一环境采样全流程监控模块；用于协调和调度多台现场采样手持式管理终端的现场工作任务的一环境采样任务调度模块；用于将环境采样全流程管理系统的任务实时推送和下发到一台或多台现场采样手持式管理终端的一环境采样任务派发推送模块；所述的实验室数据管理系统包括：用于实现实验室化验数据结果的输入输出的一数据输入输出模块；由扫描摄像头和扫描识别软件组成，用于读取样品上的封签，对比后台数据库的样品记录，实现样品管理的一标签比对模块；用于对比样品标签和封签是否与后台数据库管理系统中记录的数据一致，防止伪造样品的一数据有效性检验模块；所述的用于服务器的后台数据库管理系统包括：用于实现对所有进出后台数据库管理系统的数据的管理的一数据输入输出模块；用于实现对后台数据库管理系统内的数据进行统计和报表的一数据统计分析模块；用于实现对后台数据库管理系统所管理的数据管理的一数据存储模块；用于将数据统计分析模块统计分析获得的结果以可视化的方式表达到环境采样全流程管理系统上的一统计结果表达模块；所述的基于嵌入式系统二次开发的现场采样手持式管理终端包括：用于实现对现场无需人工干预、可直接通过各种现场设备获取的数据进行自动记录的一现场采样数据记录模块；用于通过无线传输技术对接控制远程采样终端，实现远程采样终端的无线控制的一远程采样终端操作模块；用于实现样品包装容器的标签和样品外包装箱的封签上的加密的二维码的扫描读取和解码的一样品标签扫描模块；用于将现场采样手持式管理终端上自带传感器数据采集形成的采样现场基本情况经过加密算法获得的二维码打印至标签或封签上的一样品标签打印模块；由摄像头和软件组成，用于录制采样全过程中所有视频和扫描二维码的一视频监控模块；采用定位装置实现采样点定位的一采样地点定位模块；采用基于地图的POI的方式实现路径和规划的一采样点路径及规划模块；一个或多个带加密的二维码的用于样品包装容器的标签和带加密的二维码的样品外包装箱的封签；所述标签和封签应采用不可重复粘贴的易碎不干胶贴纸或RF射频ID贴纸，并使用加密手段进行加密；所述的远程采样终端包括：用于控制固液体通用取样机械手的操作的一机械手控制模块；用于控制无人机投放和回收采样设备的一无人机控制模块；用于接收无人机、机械手等远程采样工具传回的音视频资料的一远程音视频传输模块；用于接入在线式环境就监测设备的一个或多个在线监测接口；用于接入主要包括温度、湿度环境传感器的一个或多个环境传感器接口。...

【技术特征摘要】
1.一种基于全流程管控的环境采样管理系统，其特征在于包括：一个用于服务器的环境采样全流程管理系统、一个实验室数据管理系统、一个用于服务器的后台数据库管理系统、一个或多个基于嵌入式系统二次开发的现场采样手持式管理终端、一个或多个可供公众访问环境采样化验数据及报告的云端信息发布系统、一个或多个用于场地近距离数据传输的定向无线数据收发端、一个或多个远程采样终端和一个或多个远程采样工具组成；所述用于服务器的环境采样全流程管理系统包括：用于控制和读写存储所有数据的后台数据库的一后台数据库访问控制模块；用于接收现场采样手持式管理终端传递的各种数据，实现采样全流程监控管理的一环境采样全流程监控模块；用于协调和调度多台现场采样手持式管理终端的现场工作任务的一环境采样任务调度模块；用于将环境采样全流程管理系统的任务实时推送和下发到一台或多台现场采样手持式管理终端的一环境采样任务派发推送模块；所述的实验室数据管理系统包括：用于实现实验室化验数据结果的输入输出的一数据输入输出模块；由扫描摄像头和扫描识别软件组成，用于读取样品上的封签，对比后台数据库的样品记录，实现样品管理的一标签比对模块；用于对比样品标签和封签是否与后台数据库管理系统中记录的数据一致，防止伪造样品的一数据有效性检验模块；所述的用于服务器的后台数据库管理系统包括：用于实现对所有进出后台数据库管理系统的数据的管理的一数据输入输出模块；用于实现对后台数据库管理系统内的数据进行统计和报表的一数据统计分析模块；用于实现对后台数据库管理系统所管理的数据管理的一数据存储模块；用于将数据统计分析模块统计分析获得的结果以可视化的方式表达到环境采样全流程管理系统上的一统计结果表达模块；所述的基于嵌入式系统二次开发的现场采样手持式管理终端包括：用于实现对现场无需人工干预、可直接通过各种现场设备获取的数据进行自动记录的一现场采样数据记录模块；用于通过无线传输技术对接控制远程采样终端，实现远程采样终端的无线控制的一远程采样终端操作模块；用于实现样品包装容器的标签和样品外包装箱的封签上的加密的二维码的扫描读取和解码的一样品标签扫描模块；用于将现场采样手持式管理终端上自带传感器数据采集形成的采样现场基本情况经过加密算法获得的二维码打印至标签或封签上的一样品标签打印模块；由摄像头和软件组成，用于录制采样全过程中所有视频和扫描二维码的一视频监控模块；采用定位装置实现采样点定位的一采样地点定位模块；采用基于地图的POI的方式实现路径和规划的一采样点路径及规划模块；一个或多个带加密的二维码的用于样品包装容器的标签和带加密的二维码的样品外包装箱的封签；所述标签和封签应采用不可重复粘贴的易碎不干胶贴纸或RF射频ID贴纸，并使用加密手段进行加密；所述的远程采样终端包括：用于控制固液体通用取样机械手的操作的一机械手控制模块；用于控制无人机投放和回收采样设备的一无人机控制模块；用于接收无人机、机械手等远程采样工具传回的音视频资料的一远程音视频传输模块；用于接入在线式环境就监测设备的一个或多个在线监测接口；用于接入主要包括温度、湿度环境传感器的一个或多个环境传感器接口。2.根据权利要求1所述的一种基于全流程管控的环境采样管理系统，其管理方法如下：步骤1：采样现场核实；在接到采样任务后，由管理人员在全流程管理系统(1)上通过环境采样任务派发推送模块(14)将确定的采样计划和任务推送到现场手持式管理终端(4)上；现场手持式管理终端(4)上具有基于嵌入式系统系统开发的现场采样数据记录模块(41)、远程采样终端操作模块(42)、样品标签扫描模块(43)、样品标签打印模块(44)、视频监控模块(45)、采样地点定位模块(46)和采样点路径及规划模块(47)；现场操作人员根据获得的任务，手持管理终端(4)，依照采样点路径及规划模块(47)提供的信息绕场地行走，并通过视频监控模块(45)向全流程管理系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡清，吕广丰，林斯杰，朱焰，高菁阳，
申请(专利权)人：北京南科大蓝色科技有限公司，胡清，
类型：发明
国别省市：北京;11