一种智慧实验室管理平台及其控制方法与流程

本技术涉及智慧实验室，具体涉及一种智慧实验室管理平台及其控制方法。

背景技术：

1、做好实验室安全是保证实验进行的前提，在传统实验中，大多数实验者的错误操作需要领导/指导者的细心观察才能纠正并进一步阻止安全事故的发生；但是在工作中，除了有指导者指导使用实验室外，实验者多数情况下需要自行前去实验进行实验，而此时实验室无人值守，又没有指导者指导，则实验者在实验室中自行做实验时，则会出现实验操作不当，忘记实验操作，导致实验结果不对的问题，严重时甚至容易出现安全事故。

2、为了进一步的提高安全性，现有技术中有些企业引入了智慧实验室管理平台，对实验室进行智能化管理，但是智慧实验室管理平台一般都只是存在门禁，实验室智能空调，实验仪器设备智能断电等，门禁能够避免非实验人员进入实验室，智能空调，实验仪器设备智能断电仅仅提高实验者实验的舒适度，但是对于需要实验的人员，安全性方面存在一定的隐患。

3、申请人经过检索，检索到申请号为202211742989.4 的一种基于深度学习的智慧实验室管理平台及其控制方法，公开了一种技术方案，包括中央处理器、门禁系统、监控设备与播音设备，中央处理器与监控学习系统实现双向连接，中央处理器与语音识别系统实现双向连接，中央处理器与实验数据云端上传系统实现双向连接，中央处理器与ic卡信息录入系统实现双向连接，监控学习系统包括监控视频读取模块，该发明涉及实验室管理技术领域，该基于深度学习的智慧实验室管理平台及其控制方法在实验者自行在实验室进行实验时，通过监控设备记录实验者的操作的视频，然后通过监控学习系统对实验者操作的视频进行读取、分析与学习，学习记录正确的操作，并可以判断实验者自行操作时操作的正确性。

4、上述专利申请通过分析学实验者自行操作时的正确性，只能用于分析实验操作时动作的正确性，但是对于药剂的选取等，无法判断其是否正确，只能对实验者进行动作的引导，保证实验动作的规范性，但是无法从根本上保证实验室、实验者的安全性。

5、因此，需要提供一种新的技术方案解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本技术提供了一种智慧实验室管理平台控制方法，包括如下步骤：

2、s1：实验室实验区域的采集设备采集每个实验者的实验操作视频；

3、s2：对采集的每个实验者的实验操作视频进行分析，分析每个实验者的实验操作动作是否符合规范；

4、s3：对不符合规范动作的实验者，在实验操作过程中进行实时提醒，并记录至控制系统内；

5、s4：非指导时段，实验者通过身份认证进入实验室模拟区域；

6、s5：实验者在实验室模拟区域通过身份认证后进行模拟实验，选择实验名称后，控制系统根据记录的相应的实验者在相应实验中出现的操作动作问题对实验者进行提醒；

7、s6：实验者在模拟设备内选择待做实验的实验仪器设备、药剂种类，在预先设定的实验名称对应的各个实验操作模块中选择每个实验操作过程所对应的药剂名称及药剂用量；

8、s7：控制系统对选择的实验仪器设备、药剂种类、实验操作过程所对应的药剂名称及药剂用量与预先存储的参数进行对比，均符合标准时，开放待做实验对应的实验室实验区域，并开通选择的涉电的实验仪器设备的权限、开通药剂存储柜的权限；

9、s8：实验者通过身份认证进入实验室实验区域内进行模拟时选择的实验，实验者通过身份认证开启在模拟设备内选择的待做实验的涉电的实验仪器设备，通过身份认证开启药剂存储柜，药剂存储柜身份认证通过后，控制系统控制模拟时选取的药剂下部对应的药剂名称灯牌点亮，便于实验者快速找到相应的药剂；

10、s9：实验者进行实操实验时，实验室实验区域内的采集设备采集实验者的实验操作视频，对采集的实验者的操作视频进行分析，分析实验操作是否规范，对不符合规范的动作在实验操作过程中进行实时提醒，记录至控制系统内，并发送至相应的指导者。

11、作为一种优选方案，所述s7中，模拟实验时，选取的待做实验的实验仪器设备、药剂种类、实验操作过程所对应的药剂名称及药剂用量均符合预先设定的标准时，将实验仪器设备、药剂种类、实验操作过程所对应的药剂名称及药剂用量的清单转化成文字信息进行打印。

12、作为一种优选方案，所述s6中在模拟设备内建立模拟模型，模拟模型的建立包括如下步骤：

13、s6.1：采集每个实验室实验区域的室内视频，将实验室实验区域的室内视频传送至控制系统的处理端一对其进行分析，确定每个实验室实验区域的室内视频的室内特征信息；

14、s6.2：将室内特征信息传送至控制系统的处理端二，处理端二进行虚拟实验室实验区域场景的搭建，获得实验室实验区域的虚拟环境；

15、s6.3：将实验室实验区域的虚拟环境传送至虚拟设备，与虚拟设备中预先设定的各种实验名称下的实验仪器设备、实验药剂进行融合处理；

16、s6.4：融合处理后在虚拟设备上进行显示。

17、作为一种优选方案，所述s6.1中实验室实验区域的室内视频采集步骤为：

18、s6.11：获取实验室实验区域的室内场景采集目标，对目标进行处理，确认需要采集的实验室实验区域的目标场景；

19、s6.12：对实验室实验区域的室内场景采集目标进行二次处理，确定实验室实验区域内视频采集的需求，基于视频采集的需求确认待采集实验室实验区域的视频分辨率、视频范围，通过实验室实验区域的视频范围计算实验室实验区域内的采集设备布置方案，按照采集设备布置方案在实验室实验区域安装采集设备；

20、s6.13：将实验室实验区域划分为多个采集区域，对多个采集区域进行排序，并确认每个采集区域的采集起始位置和采集终点位置，布置好的采集设备按照采集区域的排序、采集区域的采集起始位置和采集终点位置进行每个采集区域的实验室实验区域的室内视频采集，将所得到的每个采集区域的实验室实验区域的室内视频进行合并，得到需要的实验室实验区域的室内视频。

21、作为一种优选方案，所述实验室实验区域采集设备采集实验者的实验操作视频的步骤为：

22、将实验室实验区域划分为多个区域，每个区域内安装有多个采集设备，构成采集网络；

23、每个区域内的采集设备实时采集操作者的操作动作信息，并对动作信息进行传输；

24、对每个采集设备采集到的视频信息进行分析，按照每个实验者进行聚类，得到每个实验者的动作集；

25、对每个实验者的动作集与预先设定的标准动作进行对比，存在差异时，通过提醒设备进行实时提醒。

26、作为一种优选方案，对每个实验者多路视频进行拼接，拼接为全景视频。

27、作为一种优选方案，拼接完成的视频，通过控制系统发送至实验者的系统账号内，方便其进行回看。

28、一种智慧实验室管理平台，包括实验室，所述实验室包括模拟区域和多个实验室实验区域，所述模拟区域和实验室实验区域分别设置有模拟区域门禁装置、实验区域门禁装置，所述模拟区域内设置有模拟设备，模拟设备包括模拟设备认证系统，所述实验室实验区域内设置有实验仪器设备、药剂存储装置，所述实验仪器设备和药剂存储装置上均设置有使用认证系统，所述模拟区域门禁装置、实验区域门禁装置、模拟设备、模拟设备认证系统使用认证系统分别与控制系统连接，所述控制系统与存储模块连接，所述控制系统还连接有实验区域采集设备，所述实验区域采集设备包括：

29、采集模块：用于采集实验室实验区域内每个实验者的实验操作视频；

30、动作分析模块：与采集模块、存储模块连接，用于对实验操作视频进行分析，分析实验操作动作与存储在存储模块内的标准动作是否一致，所述动作分析模块、存储模块还连接有控制系统；

31、提醒模块，与控制系统连接，对实验者不符合规范的动作，控制系统发送信号至提醒模块，提醒模块在实验操作过程中进行实时提醒。

32、作为一种优选方案，所述模拟设备包括：

33、模型模块：用于展示每个实验名称对应的实验室实验区域的模型；

34、模拟存储模块：预先在模拟存储模块内存储所有实验室实验区域的所有实验仪器设备名称和药剂种类，并在模拟存储模块内存储每个实验名称对应的实验仪器设备名称、药剂种类、每个实验操作过程中对应的药剂和药剂用量；

35、实验仪器选择模块：选择对应实验名称下需要使用的实验仪器设备；

36、药剂选择模块：选择对应实验名称下需要使用的药剂名称；

37、实验操作模块：实验操作模块下包括相应实验名称下对应的实验操作过程，在每个实验操作过程下选择对应的药剂和药剂用量；

38、数据分析模块：对实验仪器选择模块选择的实验仪器设备与存储模块内相应实验名称对应的实验仪器设备进行对比，对药剂选择模块选择的药剂名称与存储模块内相应实验名称对应的药剂种类进行对比，对实验操作模块每个实验操作过程下选择对应的药剂和药剂用量与存储模块内实验操作过程中对应的药剂和药剂用量进行分析对比。

39、作为一种优选方案，所述数据存储模块存储加热时易发生爆炸的混合物和不能混合的常用药品，所述数据分析模块与控制系统连接，所述控制系统分别与危险提示模块、许可模块连接，药剂选择模块中选择其中任意一种加热时易发生爆炸的混合物或不能混合的常用药品的药品时，数据分析模块将得到的数据传送至控制系统，控制系统分别发送信号至危险提示模块和许可模块，危险提示模块对实验者作出提示，指导者通过许可模块将同意意见或不同意意见发送至控制系统，控制系统进行相应的操作，当指导者发送同意的意见，控制系统开放实验室实验区域的权限。

40、作为一种优选方案，所述模型模块包括：

41、目标确认模块，用于获取实验室实验区域的实景采集目标，并对目标进行处理；

42、采集设备布置模块，基于实验室实验区域的实景采集目标计算实验室实验区域的采集设备的布置方案；

43、实景视频获取模块，将每个实验室实验区域划分为多个采集区域，对多个采集区域进行排序，并确认每个采集区域的采集起始位置和采集终点位置，根据布置好的采集设备按照采集区域的排序、采集区域的采集起始位置和采集终点位置进行每个采集区域的实验室实验区域的实景视频采集，将所得到的每个采集区域的实验室实验区域的实景视频进行合并，得到需要的实验室实验区域的实景视频；

44、实验模型建模模块：采用三维建模，建立每个实验名称下所涉及到的所有实验仪器设备、药剂的三维模型，点击任一实验仪器设备、药剂可进入点击的实验仪器设备或药剂的介绍页面；

45、融合模块，对实验室实验区域的实景视频和每个实验名称下所涉及到的所有实验仪器设备、药剂的三维模型进行融合。

46、作为一种优选方案，所述药剂存储装置内放置有多个药剂瓶，药剂瓶的下部对应的存储装置上设置有药剂名称灯牌，所述药剂名称灯牌与所述控制系统连接，数据分析模块分析模拟设备内实验仪器设备、药剂种类、实验操作过程中对应的药剂和药剂用量均符合标准时，将信息传送至控制系统，控制系统控制使用认证系统启动，实验者通过身份认证后，控制系统控制药剂名称灯牌点亮。

47、作为一种优选方案，所述药剂存储装置还包括危险药剂存储柜，危险药剂存储柜内放置有具有危险的药剂，危险药剂存储柜包括危险存储柜认证系统，所述危险存储柜认证系统与控制系统连接，所述控制系统分别与数据分析模块、许可模块连接。

48、本技术不仅能够分析实验者自行操作时的正确性，在实验者进行自主实验时，必须先通过模拟实验，通过模拟实验后，仅开放模拟实验中用到的设备，且在模拟实验时，实验者进行药剂选取的模拟，通过控制系统能够分析药剂的种类和用量是否符合标准，且实际实验时通过提示能够使实验者快速的找到需要的药剂，避免出现拿错药剂的情况；能够从根本上保证实验室、实验者的安全性。