实验室智能管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种实验室智能管理系统，包括云端服务器、通信单元、上位管理单元以及下位硬件单元，上位管理单元包括：登录模块、考勤模块、信息交互模块、设备控制显示模块，下位硬件模块包括：设备故障检测模块、计时模块、设备上电控制模块，通信单元包括设于移动通信终端及下位硬件模块上的无线WIFI通信模块或GPRS通信模块，通过设置设备故障检测模块，可以自动地检测实验设备的故障类型、位置，并将上述故障信息上传存储或发送至实验室管理员处；通过设置设备控制显示模块，可以实现实验室设备电源的统一管理，设备上电、断电控制，长时间无人操作设备自动断电处理；通过设置计时模块，实现实验室设备使用时间记录，记录设备运行时间。

Laboratory Intelligent Management System

The invention discloses an intelligent laboratory management system, including cloud servers, communication unit, the management unit and the hardware unit, the management unit includes: login module, attendance module, information module, equipment control module, the hardware module includes: equipment fault detection module, timing module, control module of electric equipment the communication unit, which includes a mobile communication terminal and the hardware module of the wireless communication module WIFI or GPRS communication module, by setting the equipment fault detection module, fault type and location automatically detecting experiment equipment, and the fault information stored or transmitted to the laboratory administrator upload; by setting the device control display module. Unified management can realize the power supply of laboratory equipment, electrical equipment, power control, long time The unmanned equipment is automatically broken down, by setting the timing module to record the time of the use of the laboratory equipment and record the running time of the equipment.

【技术实现步骤摘要】
实验室智能管理系统
本专利技术涉及信息及设备管理
，更具体地说，它涉及一种实验室智能管理系统。
技术介绍
实验作为教学过程中不可缺少的一环，培养学生的观察和实践动手能力，养成实事求是的严谨科学态度，激发学生的学习兴趣都有着举足轻重的作用。现有的高效实验室的管理，主要分为人员管理以及实验设备管理，其中，人员管理主要是对做实验的学生进行签到以及实验效果考核，并且解答一些学生的疑问；对于实验设备的管理则相对复杂，不仅需要实时检测实验设备是否工作正常，管理每台设备的通断电时间，当实验设备出现故障时还需要快速地定位故障位置，并且在遇到一些重故障时需要亲自联系实验设备的生产厂商。以上操作都需要实验室的管理员进行操作，工作量大且繁琐，容易出现纰漏。
技术实现思路
针对实际运用中实验室管理事项繁琐，管理员的管理工作容易出现纰漏的问题，本专利技术在于提供一种实验室智能管理系统。对于本专利技术中的实验室智能管理系统，具体方案如下：一种实验室智能管理系统，包括云端服务器、通信单元、上位管理单元以及下位硬件单元，所述上位管理单元包括：登录模块，与云端服务器通信连接，包括登录指令输入框以及密码校验模块，用于教师与学生登录系统；考勤模块，与云端服务器通信连接，接收教师或学生的签到信息并将其与云端服务器中存储的考勤数据作比较，用于教师及学生的签到考核，输出一考勤信息；信息交互模块，包括多个与所述云端服务器通信连接的移动通信终端，用于教师与学生之间的信息通信，所述云端服务器采集并记录上述通信信息；设备控制显示模块，与下位硬件单元通信连接，用于控制并显示硬件设备的运行状况；所述下位硬件模块包括：设备故障检测模块，与所述设备控制显示模块及云端服务器通信连接，包括数据处理器及多个设置于设备中的传感器，多个所述传感器采集设备的电流、电压以及温度信号并将其输出至数据处理器，若其超过预设值，则输出故障信号；计时模块，与云端服务器通信连接，响应于设备的上电信号、复位信号或设备控制显示模块的控制信号开始计时，计时达到预定时间后停止计时，输出一计时信号及计时完成信号；设备上电控制模块，包括至少一个程控电源开关器件，受控于设备控制显示模块的控制信号或响应于计时完成信号，控制设备的上电或断电；所述通信单元包括设于所述移动通信终端及下位硬件模块上的无线WIFI通信模块或GPRS通信模块和/或Internet网络通信模块。通过上述技术方案，当教师或者学生进入到实验室后，可以通过移动通信终端进行签到登陆，学生考勤统计十分方便，并且，教师只需要通过移动通信终端便可实现对实验设备的控制，操作简单方便。通过设置设备故障检测模块，可以实时的对设备进行故障检测，当出现故障后，故障信息能够快速地反应到教师的移动通信终端上，减少了教师人工排查的作业量，有利于实验室设备的维护。通过设置信息交互模块，使得学生与老师的互动更加的方便。进一步的，所述设备故障检测模块包括：电流传感器，设置于实验设备中电源及操作按键处，用于检测实验设备的通电运行状态以及学生的按键操作状态，输出一电流检测信号；电压互感器，设置于实验设备中电源及操作按键处，用于检测实验设备的通电运行状态以及学生的按键操作状态，输出一电压检测信号；温度传感器，设置于实验设备中发热电路模块处，用于采集实验设备的温度信号，输出一温度检测信号；数据转换模块，包括多个A/D转换模块，接收所述电流检测信号、电压检测信号以及温度检测信号，将其中的模拟信号转化为数字信号；数据处理器，内置有数据存储模块及比较器，所述数据存储模块存储上述实验设备正常状况下的电流检测信号、电压检测信号以及温度检测信号的大小，所述比较器接收所述电流检测信号、电压检测信号以及温度检测信号并将其与数据存储模块中的预设值作比较，当各个检测信号的大小超过预设值时，输出所述故障信号；通信接口模块，与数据处理器及云端服务器数据连接，用于将所述电流检测信号、电压检测信号、温度检测信号及故障信号传输至云端服务器。通过上述技术方案，可以实时地检测实验设备中关键部位的电流、电压以及温度，方实验设备出现异常时能够及时地发出报警信息。通过上述技术方案，也能够对学生的操作步骤加以记录，方便后期的自动测评。进一步的，所述云端服务器包括：数据存储器，分为多个存储区域以及访问多个所述存储区域的数据总线，多个所述存储区域分别用于存储教师及学生的基本信息、设备厂商及设备信息、考勤信息、通信信息、考核步骤信息、考核结果信息以及设备的故障及使用情况信息；所述故障信息包括设备编号信息以及对应的故障代码信息；所述使用情况信息包括设备编号信息、上电及断电的时间信息、操作时长信息。通过上述技术方案，能够全面的存储学生的实验过程以及与教师的交互信息，有助于对学生的实验课程加以评测与监督。进一步的，所述下位硬件单元还包括：考核时间显示模块，包括一与计时模块信号连接的液晶显示屏组件，用于显示实验设备的上电状态、工作时间、设备编号以及报警次数信息；上电请求模块，与设备控制显示模块通信连接，包括一设于实验设备上的按键或移动通信终端的选择按键，用于向设备控制显示模块发出上电请求信号。通过设置上述两个硬件模块，首先可以方便学生了解实验时间的进度以及设备的基本情况，当教师未通过移动通信终端给实验设备上电后可以主动提醒教师为设备上电。进一步的，所述下位硬件单元还包括：自动断电模块，包括一微处理器，与所述计时模块以及设备故障检测模块通信连接，当实验设备上电后预定时间内无操作或设备故障后，则输出一断电控制信号至设备上电控制模块，控制程控电源开关器件切断实验设备电源。通过上述技术方案，当设备出现故障时可以自动进行断电处理，防止重大事故的发生。进一步的，所述上位管理单元还包括：实验考评模块，与云端服务器及设备故障检测模块信号连接，接收学生的按键操作状态信息并将其与数据存储器中的考核步骤信息相对比，生成所述考核结果信息并上传至云端服务器进行存储。通过上述技术方案，可以实现学生实验操作的自动考评，减少教师的工作量。进一步的，所述上位管理单元还包括：实验总结输入模块，与云端服务器通信连接，包括一文字输入模块，用于输入学生的实验心得与总结，并将其上传至云端服务器。通过上述技术方案，使得学生做完实验后可以通过移动通信终端完成实验的心得总结，并将其上传至云端服务器，教师后期只需要下载上述信息进行考核即可。进一步的，所述移动通信终端包括智能手机或平板电脑。本专利技术的有益效果如下：（1）通过设置设备故障检测模块，可以自动地检测实验设备的故障类型、位置，并将上述故障信息上传存储或发送至实验室管理员处；（2）通过设置设备控制显示模块，可以实现实验室设备电源的统一管理，设备上电、断电控制，长时间无人操作设备自动断电处理；（3）通过设置计时模块，实现实验室设备使用时间记录，设备上电运行检测，记录设备运行时间；（4）通过设置实验考评模块，可以实现实验设备的自动考评，结合上述计时模块，可以在考核时间到了之后自动断电，教师检查结果；（5）通过设置云端服务器，将实验设备的编号及运行状况信息上传存储，设备厂商也能够从云端服务器中读取或接收到设备的运行状况信息，方便后期维护。附图说明图1为本专利技术实验室智能管理系统的整体示意图。附图标志：1、云端服务器；2、通信单元；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实验室智能管理系统，包括云端服务器(1)、通信单元(2)、上位管理单元(3)以及下位硬件单元(4)，其特征在于，所述上位管理单元(3)包括：登录模块(31)，与云端服务器(1)通信连接，包括登录指令输入框以及密码校验模块，用于教师与学生登录系统；考勤模块(32)，与云端服务器(1)通信连接，接收教师或学生的签到信息并将其与云端服务器(1)中存储的考勤数据作比较，用于教师及学生的签到考核，输出一考勤信息；信息交互模块(33)，包括多个与所述云端服务器(1)通信连接的移动通信终端(37)，用于教师与学生之间的信息通信，所述云端服务器(1)采集并记录上述通信信息；设备控制显示模块(34)，与下位硬件单元(4)通信连接，用于控制并显示硬件设备的运行状况；所述下位硬件模块包括：设备故障检测模块(41)，与所述设备控制显示模块(34)及云端服务器(1)通信连接，包括数据处理器(415)及多个设置于设备中的传感器，多个所述传感器采集设备的电流、电压以及温度信号并将其输出至数据处理器(415)，若其超过预设值，则输出故障信号；计时模块(42)，与云端服务器(1)通信连接，响应于设备的上电信号、复位信号或设备控制显示模块(34)的控制信号开始计时，计时达到预定时间后停止计时，输出一计时信号及计时完成信号；设备上电控制模块(43)，包括至少一个程控电源开关器件，受控于设备控制显示模块(34)的控制信号或响应于计时完成信号，控制设备的上电或断电；所述通信单元(2)包括设于所述移动通信终端(37)及下位硬件模块上的无线WIFI通信模块或GPRS通信模块和/或Internet网络通信模块(21)。...

【技术特征摘要】
1.一种实验室智能管理系统，包括云端服务器(1)、通信单元(2)、上位管理单元(3)以及下位硬件单元(4)，其特征在于，所述上位管理单元(3)包括：登录模块(31)，与云端服务器(1)通信连接，包括登录指令输入框以及密码校验模块，用于教师与学生登录系统；考勤模块(32)，与云端服务器(1)通信连接，接收教师或学生的签到信息并将其与云端服务器(1)中存储的考勤数据作比较，用于教师及学生的签到考核，输出一考勤信息；信息交互模块(33)，包括多个与所述云端服务器(1)通信连接的移动通信终端(37)，用于教师与学生之间的信息通信，所述云端服务器(1)采集并记录上述通信信息；设备控制显示模块(34)，与下位硬件单元(4)通信连接，用于控制并显示硬件设备的运行状况；所述下位硬件模块包括：设备故障检测模块(41)，与所述设备控制显示模块(34)及云端服务器(1)通信连接，包括数据处理器(415)及多个设置于设备中的传感器，多个所述传感器采集设备的电流、电压以及温度信号并将其输出至数据处理器(415)，若其超过预设值，则输出故障信号；计时模块(42)，与云端服务器(1)通信连接，响应于设备的上电信号、复位信号或设备控制显示模块(34)的控制信号开始计时，计时达到预定时间后停止计时，输出一计时信号及计时完成信号；设备上电控制模块(43)，包括至少一个程控电源开关器件，受控于设备控制显示模块(34)的控制信号或响应于计时完成信号，控制设备的上电或断电；所述通信单元(2)包括设于所述移动通信终端(37)及下位硬件模块上的无线WIFI通信模块或GPRS通信模块和/或Internet网络通信模块(21)。2.根据权利要求1所述的实验室智能管理系统，其特征在于，所述设备故障检测模块(41)包括：电流传感器(411)，设置于实验设备中电源及操作按键处，用于检测实验设备的通电运行状态以及学生的按键操作状态，输出一电流检测信号；电压互感器(412)，设置于实验设备中电源及操作按键处，用于检测实验设备的通电运行状态以及学生的按键操作状态，输出一电压检测信号；温度传感器(413)，设置于实验设备中发热电路模块处，用于采集实验设备的温度信号，输出一温度检测信号；数据转换模块(414)，包括多个A/D转换模块，接收所述电流检测信号、电压检测信号以及温度检测信号，将其中的模拟信号转化为数字信号；数据处理器(415)，内置有数据存储模块及比较器，所述数据存储模块存储上述实验设备正常状况下的电流检测信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：李书生，王贤刚，麻国栋，白昊天，杨连齐，王金发，陈人钊，金凯，窦毅，陆宵翔，
申请(专利权)人：浙江海控教学设备有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33