本发明专利技术提供一种基于数字孪生的控制系统，包括：模型构建模块用于根据实验室基础数据和物理设备数据构建数字孪生模型；数据采集模块用于实时采集实验室监测数据，并将采集到的实验室监测数据实时传输到数字孪生模型中对数字孪生模型进行更新；数据处理模块用于对获取的实验室监测数据进行数据分析，得到监测数据分析结果，并进一步根据各个监测数据分析结果进行综合分析，得到实验室综合分析结果；控制模块用于根据得到的检测数据分析结果和实验室综合分析结果生成相应的控制指令，并根据生成的控制指令对实验室设备进行控制。本发明专利技术有助于完成实验室异常情况管理和应对的实时性和智能化水平。和智能化水平。和智能化水平。
【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生的控制系统
[0001]本专利技术涉及数字孪生
，特别是一种基于数字孪生的控制系统。
技术介绍
[0002]实验室作为特殊的科研场所，其对实验室内部人员、环境、材料等监控都具有较为高的标准，以保障实验室科研项目开展的安全和可靠性。
[0003]目前，针对实验室的监测管理，大多通过传统的巡逻监测的方式进行，即安排专门的巡逻人员在规定的时间完成对实验室设备、环境、人员、材料等信息进行记录和监测，再由工作人员根据记录的监测结果来对异常的情况进行进一步的处理；但是，上述针对异常情况处理的方式，实时性水平不足，无法第一时间发现异常情况且对异常的情况进行处理，导致实验室存在安全隐患。
技术实现思路
[0004]针对上述问题，本专利技术旨在提供一种基于数字孪生的控制系统。
[0005]本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：
[0006]本专利技术提出一种基于数字孪生的控制系统，其特征在于，包括：模型构建模块、数据采集模块、数据处理模块和控制模块；
[0007]模型构建模块用于根据实验室基础数据和物理设备数据构建数字孪生模型，并将数字孪生模型中的监测参数与对应的数据采集模块进行关联；
[0008]数据采集模块用于实时采集实验室监测数据，并将采集到的实验室监测数据实时传输到数字孪生模型中对数字孪生模型进行更新；
[0009]数据处理模块用于对获取的实验室监测数据进行数据分析，得到监测数据分析结果，并进一步根据各个监测数据分析结果进行综合分析，得到实验室综合分析结果；
[0010]控制模块用于根据得到的检测数据分析结果和实验室综合分析结果生成相应的控制指令，并根据生成的控制指令对实验室设备进行控制。
[0011]一种实施方式中，该系统还包括数据库模块；
[0012]数据库模块用于对获取的历史实验室监测数据进行分类存储管理，构建实验室监测数据库。
[0013]一种实施方式中，该系统还包括大屏展示模块；
[0014]大屏展示模块用于对数字孪生模型和得到的监测数据分析结果、实验室综合分析结果进行大屏展示。
[0015]一种实施方式中，模型构建模块包括基础构建单元和关联配置单元；
[0016]基础构建单元用于根据实验室基础数据构建数字孪生模型，并根据实验室的实际区域划分信息对数据孪生模型进行空间划分，将数字孪生模型划分为多个功能区域；其中实验室基础数据包括实验室空间划分信息；
[0017]关联配置单元用于为数字孪生模型中的各个功能区域配置监测参数，并将监测参
数与实际设置在实验室的数据采集模块进行关联，为监测参数设置相应的数据接口信息。
[0018]一种实施方式中，模型构建模块还包括数据治理单元；
[0019]数据治理单元用于获取由数据采集模块传输的实验室监测数据，并对获取的实验室监测数据进行数据治理，包括数据清洗和标准化处理，得到数据治理后的实验室监测数据，并将数据治理后的实验室监测数据整合到数字孪生模型中对数字孪生模型进行更新。
[0020]一种实施方式中，数据采集模块包括人员监测单元、环境监测单元、设备监测单元和智能网关单元；其中，实验室监测数据包括人员监测数据、环境监测数据和设备监测数据；
[0021]人员监测单元用于采集实验室内的人员监测数据，其中人员监测数据包括通过智能门禁设备获取当前进入实验室各区域的人员身份信息和已经进入实验室各区域的人员身份信息；
[0022]环境监测单元用于采集实验室内各区域的环境监测数据，其中环境监测数据包括温度、湿度、PH值、氧浓度数据、污水微生物数据；
[0023]设备监测单元用于采集实验室内各设备的设备监测数据，其中设备包括污水处理设备、灭菌设备、空调设备、新风系统、安全指示设备、生物柜；设备监测数据包括设备运行参数、电源参数、设备温度等；
[0024]智能网关单元用于将采集到的人员监测数据、环境监测数据和设备监测数据传输到模型构建模块中，对数字孪生模型进行更新。
[0025]一种实施方式中，数据处理模块包括监测数据分析单元、预测分析单元和综合分析单元；
[0026]监测数据分析单元用于根据获取的实验室监测数据进行分析，将获取的实验室监测数据与对应的安全标准进行比对分析，得到实验室监测数据实时分析结果；
[0027]预测分析单元用于根据一段时间周期内获取的实验室监测数据进行预测分析，得到实验室监测数据预测结果，并将得到的预测结果与对应的安全标准进行比对分析，得到实验室监测数据预测分析结果；
[0028]综合分析单元用于根据得到的实验室监测数据实时分析结果和实验室监测数据预测分析结果进行综合分析，得到实验室综合分析结果。
[0029]一种实施方式中，监测数据分析单元包括人员分析单元、环境分析单元和设备分析单元；
[0030]人员分析单元用于根据门禁设备获取的人员监测数据进行身份验证，当验证通过后，输出人员分析结果为正常；当身份验证失败时，则输出人员分析结果为异常；
[0031]环境分析单元用于根据获取的环境监测数据与对应的环境标准范围进行比对分析，当获取的环境监测数据在对应的环境标准范围内时，则输出环境分析结果为正常，否则当环境监测数据超出对应的环境标准范围时，则输出环境分析结果为异常；
[0032]设备分析单元用于根据获取的设备监测数据与对应的设备运行参数指标进行比对分析，当设备监测数据在对应的设备运行参数指标范围内时，则输出设备分析结果为正常，否则当设备监测数据超出对应的设备运行参数指标范围时，则输出设备分析结果为异常。
[0033]一种实施方式中，控制模块包括门禁控制单元、环境控制单元、设备控制单元和管
理控制单元；
[0034]门禁控制单元用于根据得到的人员分析结果，向相应的门禁设备发出门禁控制指令，控制门禁设备的开关；
[0035]环境控制单元用于根据得到的环境分析结果，当环境分析结果出现异常时，向与异常环境指标对应的环境设备发出控制指令，以控制该环境设备调节异常的环境指标；
[0036]设备控制单元用于根据得到的设备分析结果，当设备分析结果出现异常时，向出现异常的实验室设备或对应的后备设备发出控制指令，以控制异常的设备执行重启或异常上报，或控制后被设备开始运行以顶替出现异常的实验室设备；
[0037]管理控制单元用于根据得到的实验室综合分析结果，当实验室综合分析结果低于预设的标准时，则根据实验室综合分析结果生成相应的警示信息，并将生成的警示信息发送到管理终端。
[0038]本专利技术的有益效果为：本专利技术能够根据实验室的实际情况构建数字孪生模型，并根据构建的数字孪生模型与设置在实验室现场的数据采集模块进行关联，将数据采集模块采集到的数据实时更新到数字孪生模型中并通过数字孪生模型进行呈现，有助于提高实验室监测的实时性水平；同时，根据得到的实验室监测数据进行进一步的分析处理，并且根据分析结果完成实验室设备的智能化控制，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生的控制系统，其特征在于，包括：模型构建模块、数据采集模块、数据处理模块和控制模块；模型构建模块用于根据实验室基础数据和物理设备数据构建数字孪生模型，并将数字孪生模型中的监测参数与对应的数据采集模块进行关联；数据采集模块用于实时采集实验室监测数据，并将采集到的实验室监测数据实时传输到数字孪生模型中对数字孪生模型进行更新；数据处理模块用于对获取的实验室监测数据进行数据分析，得到监测数据分析结果，并进一步根据各个监测数据分析结果进行综合分析，得到实验室综合分析结果；控制模块用于根据得到的检测数据分析结果和实验室综合分析结果生成相应的控制指令，并根据生成的控制指令对实验室设备进行控制。2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的控制系统，其特征在于，还包括数据库模块；数据库模块用于对获取的历史实验室监测数据进行分类存储管理，构建实验室监测数据库。3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的控制系统，其特征在于，还包括大屏展示模块；大屏展示模块用于对数字孪生模型和得到的监测数据分析结果、实验室综合分析结果进行大屏展示。4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的控制系统，其特征在于，模型构建模块包括基础构建单元和关联配置单元；基础构建单元用于根据实验室基础数据构建数字孪生模型，并根据实验室的实际区域划分信息对数据孪生模型进行空间划分，将数字孪生模型划分为多个功能区域；其中实验室基础数据包括实验室空间划分信息；关联配置单元用于为数字孪生模型中的各个功能区域配置监测参数，并将监测参数与实际设置在实验室的数据采集模块进行关联，为监测参数设置相应的数据接口信息。5.根据权利要求4所述的一种基于数字孪生的控制系统，其特征在于，模型构建模块还包括数据治理单元；数据治理单元用于获取由数据采集模块传输的实验室监测数据，并对获取的实验室监测数据进行数据治理，包括数据清洗和标准化处理，得到数据治理后的实验室监测数据，并将数据治理后的实验室监测数据整合到数字孪生模型中对数字孪生模型进行更新。6.根据权利要求4所述的一种基于数字孪生的控制系统，其特征在于，数据采集模块包括人员监测单元、环境监测单元、设备监测单元和智能网关单元；其中，实验室监测数据包括人员监测数据、环境监测数据和设备监测数据；人员监测单元用于采集实验室内的人员监测数据，其中人员监测数据包括通过智能门禁设备获取当前进入实验室各区域的人员身份信息和已经进入实验室各区域的人员身份信息；环境监测单元用于采集实验室内各区域的环境监测数据，其中环境监测数据包括温度、湿度、PH值、氧浓度数据、污水微生物数据；设备监测单元用于采集实验室内各设备的设备监测数据，其中设备包括污水处理设<...
【专利技术属性】
技术研发人员：穆海东，
申请(专利权)人：上海裕隆医学检验所股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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