一种新型智能环境监测实验室系统的制作方法

本发明属于实验室系统，具体涉及一种新型智能环境监测实验室系统。

背景技术：

1、实验室环境监控指的是通过使用专业仪器设备对实验室内的温度、湿度、洁净度、气体组成等参数进行实时监测和管理的一系列活动。这种监控确保实验条件符合特定实验的要求，从而保障实验结果的准确性和可重复性。。

2、如现有公开号为cn106020302a的中国专利，其公开了一种实验室环境监测装置，包括第一红外传感器、第二红外传感器、光敏传感器以及与实验室设备电源和照明电源相连的继电器，第一单片机与第一红外传感器、第二红外传感器以外部中断方式接至第一单片机外部中断口；温湿度传感器、压差传感器和摄像头采集的数据传输至第二单片机，第二单片机通过继电器控制执行机构，执行机构包括安装在实验室内的排风柜和安装在实验室外的补风机组、排风机组。

3、再如现有公开号为cn105300448a的中国专利，其公开了一种实验室环境监测方法。在处理器内装有时间频率设定模块、传感器模块和无线通讯模块，时间频率设定模块、传感器模块分别与无线通讯模块电路连接，在传感器模块上连接有温度传感器和湿度传感器，无线通讯模块与通讯接口连接。通过传感器模块，实时感知试验室内的环境温度和湿度，采用串口rs485连接传感器，汇总试验室内各区域的温度和湿度，传感器模块将温度和湿度数据进行转换处理，以数据包的形式发送，设置数据发送时间和频率，采用gprs无线通讯技术，集成无线通讯模块，将试验室内的温度和湿度数据包进行上传。

4、上述的专利和目前的技术分别存在着一些优点，但是还是存在着以下缺点，如：无法针对实验室进行数字化库存管理和质量控制，同时不便于远程操控。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种新型智能环境监测实验室系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型智能环境监测实验室系统，包括用于对出入库进行管理的数字化库存管理系统、用于对实验室进行清洁的基于智能机器人的智能清洁系统、数字化的质量控制系统、用于对科研人员身份和科研工作时间进行管理的人员安全管理系统、以及用于对获取的实验室环境参数进行研究的环境监测科研管理系统；所述数字化库存管理系统、基于智能机器人的智能清洁系统、数字化的质量控制系统、人员安全管理系统以及环境监测科研管理系统分别与云端控制系统连接；所述人员安全管理系统通过实验室人脸数据采集器采集实验室人员的实验人员个人信息，并将实验人员个人信息存入实验室人员数据库并传输至云端控制系统，所述人员安全管理系统对进出入实验室的人员进行安全识别。

3、其中，所述人员安全管理系统的安全管理流程如下，将实时进出实验室人员的特征与实验室人员数据库进行比对，发现非正常进出人员后，将非正常进出人员导入重点观察人员池并采集存储重点观察人员的神态特征，所述神态特征包括步态、表情、行动轨迹、逗留时间，通过异常行为识别算法判别人员的异常，并将判别结果赋予不同的警告等级；所述人员安全管理系统通过时间戳记录方法采集进出社区人员的进出时间；所述异常行为识别算法为：数据收集：收集需要进行异常检测的数据；数据预处理：对数据清洗、标准化、归一化；特征选择：选择有助于异常检测的特征；模型训练：使用随机森林的算法、神经网络算法进行模型训练；异常检测：应用模型来识别异常点；结果分析：分析检测到的异常点，确定其重要性和潜在原因。

4、其中，所述环境监测科研管理系统包括环境数据获取模块、科研机构管理模块、科研成果管理模块、学术活动管理模块、报表统计管理模块以及项目管理模块，所述环境数据获取模块、科研机构管理模块、科研成果管理模块、学术活动管理模块、报表统计管理模块以及项目管理模块通过互联网连接至云端控制系统的云数据存储中心；使用人员进入所述环境监测科研管理系统后，通过身份确认装置验证身份，验证成功后计算机启动，然后使用人员可以通过计算机录入实验室环境科研项目相关的文字信息，通过图像读取装置录入科研项目相关的图像信息，并通过计算机查阅科研项目相关的文字和图信息，同时将信息传输至存储单元，以便于其他人员通过客户端查阅科研项目相关的文字和图信息。

5、其中，所述数字化库存管理系统包括对实验室器具进行归类并设置单独编码并建立唯一条码进行识别的编码数据库、用于对实验室器县出入库及经手人进行实时进行及时跟踪的出入库管理模块；所述数字化库存管理系统还包括通过设置不同类别器具的预警下限数量，在库存不足时发出预警并提示清洗系统工作或提交采购申请的库存预警模块；所述出入库管理模块与预警模块连接，所述出入库管理模块包括编码扫描模块，所述编码扫描模块用于扫描并识别编码数据库下发的唯一条码。

6、其中，所述基于智能机器人的智能清洁系统包括废物分离系统、粗清洁系统、细淸洁模块、机器人、高温模块，所述废物分离系统操控机器人与固液分离系统分离器具表面杂物，所述粗清洁系统操控机器人与超声清洗机去除表面明显污物；所述细淸洁模块操控机器人与超声清洗机去除科研仪器器县表面痕量污染物；所述高温模块操控机器人与高温设备去除科研仪器器县可热解挥发痕量物质；所述基于智能机器人的智能清洁系统还连接有清洁度检测模块，所述清洁度检测模块分别与废物分离系统、粗清洁系统、细淸洁模块和高温模块连接，所述清洁度检测模块连接有清洁度报警模块。

7、其中，所述数字化的质量控制系统包括随机质量核查模块和质量核查记录模块；所述随机质量核查模块自动生成需要进行实验室背景验证的器具编号，并派发相关监测人员实验任务；所述质量核查记录模块通过实验反馈直接生成器具质量控制记录；所述质量核查模块和核查记录模块分别与核查管理模块连接，所述核查管理模块用于记录质量核查模块和核查记录模块。

8、其中，所述云端控制系统连接有实验室参数监测系统，所述实验室参数监测系统包括氧气监测模块、温度监测模块、湿度监测模块、tvoc监测模块、烟感监测模块和门磁传感器模块，所述氧气监测模块、温度监测模块、湿度监测模块、tvoc监测模块、烟感监测模块和门磁传感器模块分别与plc控制器的控制输入端电性连接，所述plc控制器的控制输出端连接有报警阈值调节模块，所述报警阈值调节模块用于输入报警阈值，所述报警阈值调节模块连接有参数报警模块；所述数字化库存管理系统、基于智能机器人的智能清洁系统以及数字化的质量控制系统分别通过智能网关和无线通讯模块与云端控制系统连接，所述云端控制系统通过4g/wifi模块与通信终端连接。

9、其中，所述云端控制系统连接有自动应急响应系统，所述自动应急响应系统包括火灾监测模块、化学泄露监测模块、应急协议管理模块、气阀关闭模块和电源切断模块，所述火灾监测模块、化学泄露监测模块分别用于监测是否发生火灾和化学泄露，所述气阀关闭模块和电源切断模块根据火灾监测模块、化学泄露监测模块的监测结果与应急协议管理模块的协议比对，判断是否超出设定阈值进行气阀关闭和电源切断。

10、其中，所述云端控制系统包括云存储服务器和云共享服务器，所述云存储服务器包括数据加密模块和数据解密模块，所述云共享服务器包括身份认证管理模块和权限管理模块。

11、其中，所述云端控制系统连接有实验室废气排放智能监测子系统，所述实验室废气排放智能监测子系统包括控制模块，所述控制模块上电性连接有调压模块，所述调压模块上电性连接有防浪涌模块，所述防浪涌模块上电性连接有供电模块，所述控制模块上电性连接有第一信息模块，所述第一信息模块上电性连接有通讯模块，所述控制模块上电性连接有第二信息模块，所述第二信息模块上电性连接有检测模块，所述检测模块上电性连接有负反馈调节模块，所述负反馈调节模块与所述控制模块电性连接，所述控制模块上电性连接有驱动模块，所述驱动模块上电性连接有净化模块；所述防浪涌模块用于实现对所述供电模块传输的电量进行有效防止电压峰值实现对电路冲击损坏，所述防浪涌模块采用通过电感线圈、电阻和电容实现对电压峰值进行缓存，防止电压峰值的冲击造成后续的电路中的电子设备被电压冲击造成损坏；所述调压模块用于实现对所述供电模块传输的电压进行控制调节，使得电压能够实现低电压稳定的供给所述控制模块进行运行使用，所述调压模块中包括有降压电路、整流电路、滤波电路、稳压电路、电流电压检测电路和反馈电路，所述降压电路与所述防浪涌模块电性连接，所述降压电路后依次电性连接所述整流电路、所述稳压电路和所述滤波电路，所述滤波电路与所述控制模块电性连接，所述电流电压检测电路与所述稳压电路电性连接，所述电流电压检测电路与所述反馈电路电性连接，所述反馈电路与所述控制模块电性连接，所述降压电路用实现将高电压降低成低电压，所述整流电路用于实现对交流电压转换成直流电压，所述稳压电路用实现对电压进行稳定，并且实现对电压的大小进行调节，所述滤波电路用于实现滤除直流电压中的交流电压，所述电流电压检测电路用于实现对调节后的电压和电流进行检测，所述反馈电路用于将检测后的电压和电流传输给所述控制模块，所述控制模块再通过所述反馈电路实现反向控制电压和电流的调节。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、利用本发明可实现对出入库进行数字化管理，并且本发明的基于智能机器人的智能清洁系统能够对实验室进行智能清洁，再通过与数字化的质量控制系统连接，可对智能清洁的效果进行实时监测，此外云端控制系统可实现智能化远程控制，本发明通过集成信息技术和自动化技术，能够提高实验室安全、数据精确性、运行效率，促进科研合作与数据共享。本发明还可以实现环境控制、数据自动记录，从而保证数据准确，资源优化管理、远程操作提升效率，数据云存储与实时协作促进合作。本发明不仅实现了高度自动化和智能化的功能，还提升了实验室的安全和数据准确性，提高了工作效率和科研质量；此外，利用本方法可实现实验人员的智能化管理，并且能够对实验数据进行整合科研。