一种用于数字孪生的数据采集方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于数字孪生的数据采集方法及系统，其中该系统包括：数据采集模块和数据处理模块；数据采集模块包括现场采集单元和边缘处理单元，其中，现场采集单元用于采集监测数据，并将采集到的监测数据传输到边缘处理单元；边缘处理单元用于将获取的监测数据预处理，得到预处理后的监测数据，将预处理后的监测数据传输到处理模块；数据处理模块用于将获取的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；并根据获取的监测数据进行智能化分析处理，得到智能分析结果，将智能分析结果整合到数字孪生模型中。本发明专利技术有助于提高实验室监测数据采集的实时水平和质量。高实验室监测数据采集的实时水平和质量。高实验室监测数据采集的实时水平和质量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于数字孪生的数据采集方法及系统


[0001]本专利技术涉及数字孪生
，特别是一种用于数字孪生的数据采集方法及系统。

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。但是，通过人为巡逻对实验室进行监测的方式，实时性水平不足，无法第一时间发现异常的情况，存在实验室监测的安全隐患；同时，通过人为记录数据的方式，数据资源利用率不高，无法满足数据资源管理的需求。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术旨在提供一种用于数字孪生的数据采集方法及系统。
[0005]本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：
[0006]第一方面，本专利技术示出一种用于数字孪生的数据采集系统，包括：数据采集模块和数据处理模块；
[0007]数据采集模块包括现场采集单元和边缘处理单元，其中，
[0008]现场采集单元用于采集监测数据，并将采集到的监测数据传输到边缘处理单元；
[0009]边缘处理单元用于将获取的监测数据预处理，得到预处理后的监测数据，将预处理后的监测数据传输到处理模块；
[0010]数据处理模块用于将获取的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；并根据获取的监测数据进行智能化分析处理，得到智能分析结果，将智能分析结果整合到数字孪生模型中。
[0011]一种实施方式中，现场采集单元包括设置在实验室内的数据采集节点和基站节点；
[0012]其中数据采集节点用于采集实验室监测数据，并将采集到的实验室监测数据传输到基站节点；
[0013]基站节点分别与各个数据采集节点通信连接，用于汇聚数据采集节点的传输的实验室监测数据后，将实验室监测数据传输到边缘处理单元。
[0014]一种实施方式中，数据采集节点包括人员监测单元、环境监测单元、设备监测单元和智能网关单元；其中，
[0015]人员监测单元用于采集实验室内的人员信息，包括通过智能门禁设备获取实验室内的人员身份信息和人员定位信息；
[0016]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；
[0017]设备监测单元用于采集实验室内各设备的运行状态数据，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。
[0018]一种实施方式中，数据采集节点还包括视频监控单元，视频监控单元用于采集实验室内各区域的视频监控数据，并将采集到的视频监控数据通过基站单元传输到边缘处理单元中，
[0019]边缘处理单元还包括视频预处理单元，视频处理单元用于对获取的视频监控数据进行预处理，并将预处理后的视频监控数据传输到数据处理模块中。
[0020]一种实施方式中，数据采集节点预基站节点通过物联网或自组网的方式连接，其中数据采集节点通过直接传输或间接传输的方式将采集到的实验室监测数据传输到基站节点。
[0021]一种实施方式中，数据采集节点检索自身直接通信范围内的其他邻域节点，当检索倒基站节点在自身的直接通信范围内时，则数据采集节点通过直接传输的方式将采集到的实验室监测数据传输到基站节点；
[0022]当没有检索倒基站节点在自身的直接通信范围内时，则数据采集节点通过间接传输的方式，从自身直接通信范围内的其他邻域节点中选择下一跳节点，并将自身采集到的实验室监测数据传输到该下一跳节点，由该下一跳节点将实验室监测数据进一步传输到通信基站。
[0023]一种实施方式中，数据采集模块还包括供应链管理单元；
[0024]供应链管理单元用于获取供应链监测数据，并将获取的供应链监测数据传输到数据处理模块。
[0025]一种实施方式中，供应链管理单元包括物料运输跟踪单元和库存管理单元；其中，
[0026]物料运输跟踪单元用于获取物料在运输过程中的物流信息和保存信息，并将得到的物流信息和保存信息传输到数据处理模块，包括从物流管理系统得到物料的实时物流数据，和从物流监控系统得到物料在运输过程中的保存数据，其中保存数据包括物料在运输过程中的实时环境监测数据；
[0027]库存管理单元用于对实验室内的物料库存信息进行采集，并将物料库存信息传输到数据处理模块，其中物料库存信息包括各物料的保存位置、使用明细和剩余库存。
[0028]一种实施方式中，边缘处理单元包括第一通信单元、预处理单元和第二通信单元；
[0029]第一通信单元与基站节点连接，用于接收由基站节点传输的实验室监测数据；、
[0030]预处理单元用于对获取的实验室监测数据进行预处理，包括数据清洗和标准化处理，得到预处理后的实验室监测数据；
[0031]第二通信单与数据处理模块连接，用于将预处理后的实验室监测数据传输到数据处理模块。
[0032]一种实施方式中，数据处理模块包括数据获取单元、数据治理单元、整合单元、实验室分析单元、预警单元和供应链分析单元；其中，
[0033]数据获取单元分别于边缘处理单元和物流管理单元连接，分别获取由边缘处理单元传输的预处理后的实验室监测数据以及由物流管理单元传输的物流监测数据；
[0034]数据治理单元用于对获取的物流监测数据进行预处理，包括数据清洗和标准化处
理，得到预处理后的实验室监测数据；
[0035]整合单元用于将预处理后的实验室监测数据和预处理后的实验室监测数据整合到数字孪生模型中并对数字孪生模型进行更行；
[0036]实验室分析单元用于根据实时的实验室监测数据进行分析，将实时的实验室监测数据和对应的安全标准进行比对，得到实时的实验室异常分析结果，并将实验室异常分析结果整合到数字孪生模型中；
[0037]预警单元用于根据一段时间周期内的实验室监测数据进行预测分析，得到实验室监测数据的变化预测结果，并将得到的变化预测结果和对应的安全标准进行比对，得到实验室异常预警结果，并将实验室异常预警结果整合到数字孪生模型中；
[0038]供应链分析单元用于根据实时的供应链监测数据进行分析，将实施的供应链监测数据和对应的警示标准进行比对分析，得到供应链异常分析结果，并将供应链异常分析结果整合到数字孪生模型中。
[0039]一种实施方式中，数据处理模块还包括视频处理单元；
[0040]视频处理单元用于根据获取的预处理后的视频监控数据对应的监测区域，将预处理后的视频监控数据整合到数字孪生模型中，并在大屏展示模块发出调用指令时，将预处理后的视频监控数据传输到大屏展示模块中进行展示。
[0041]第二方面，本专利技术示出一种用于数字孪生的数据采集方法，包括：
[0042]现场采集单元采集监测数据，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于数字孪生的数据采集系统，其特征在于，包括：数据采集模块和数据处理模块；数据采集模块包括现场采集单元和边缘处理单元，其中，现场采集单元用于采集监测数据，并将采集到的监测数据传输到边缘处理单元；边缘处理单元用于将获取的监测数据预处理，得到预处理后的监测数据，将预处理后的监测数据传输到处理模块；数据处理模块用于将获取的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；并根据获取的监测数据进行智能化分析处理，得到智能分析结果，将智能分析结果整合到数字孪生模型中。2.根据权利要求1所述的一种用于数字孪生的数据采集系统，其特征在于，现场采集单元包括设置在实验室内的数据采集节点和基站节点；其中数据采集节点用于采集实验室监测数据，并将采集到的实验室监测数据传输到基站节点；基站节点分别与各个数据采集节点通信连接，用于汇聚数据采集节点的传输的实验室监测数据后，将实验室监测数据传输到边缘处理单元。3.根据权利要求2所述的一种用于数字孪生的数据采集系统，其特征在于，数据采集节点包括人员监测单元、环境监测单元、设备监测单元和智能网关单元；其中，人员监测单元用于采集实验室内的人员信息，包括通过智能门禁设备获取实验室内的人员身份信息和人员定位信息；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运行状态数据，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。4.根据权利要求2所述的一种用于数字孪生的数据采集系统，其特征在于，数据采集节点预基站节点通过物联网或自组网的方式连接，其中数据采集节点通过直接传输或间接传输的方式将采集到的实验室监测数据传输到基站节点，其中，数据采集节点检索自身直接通信范围内的其他邻域节点，当检索倒基站节点在自身的直接通信范围内时，则数据采集节点通过直接传输的方式将采集到的实验室监测数据传输到基站节点；当没有检索倒基站节点在自身的直接通信范围内时，则数据采集节点通过间接传输的方式，从自身直接通信范围内的其他邻域节点中选择下一跳节点，并将自身采集到的实验室监测数据传输到该下一跳节点，由该下一跳节点将实验室监测数据进一步传输到通信基站。5.根据权利要求2所述的一种用于数字孪生的数据采集系统，其特征在于，数据采集模块还包括供应链管理单元；供应链管理单元用于获取供应链监测数据，并将获取的供应链监测数据传输到数据处理模块；其中，供应链管理单元包括物料运输跟踪单元和库存管理单元；物料运输跟踪单元用于获取物料在运输过程中的物流信息和保存信息...

【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：