智慧实验室及其关键技术研究与应用
发布时间：2021-10-27 15:14
实验室是高校进行研究、实践以及培养创新型人才的重要场所,一直以来实验室建设备受政府、高校重视。传统实验室在安全、管理和环境监测等方面存在诸多问题。利用现代信息化技术实现对实验室的研究、设计和建设有十分重要的意义与实际应用价值。研究工作针对实验室的智慧化、可视化、规范化和安全化等问题,主要完成了以下工作:（1）分析了目前国内外在智慧实验室方面的研究、发展现状以及物联网的发展状态和应用。以物联网为背景展开了对智慧实验室的研究,阐明了智慧实验室的基本概念,针对实验室存在的问题,以物联网的感知层、网络层、应用层为设计结构,制定了系统方案并搭建了整个系统的框架结构。（2）以TPC7062Hn型触摸屏为平台设计开发了系统的控制器,完成了实验室智能通风系统、智能供电系统等控制策略的设计。制定通信方案,设计数据通信协议完成控制器与服务器之间的数据交互。以通风柜为研究对象,通过建立数学模型实现通风系统的自适应控制。改进PID算法,实现罩面风速的稳定快速控制,降低系统的能耗。（3）在Visual Studi02010平台上完成了系统服务器的设计,供PC客户端和移动客户端访问;基于C#语言完成PC端远程监控...
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１智慧实验室系统架构图??智慧实验室系统以物联网为基础搭建而来，主要由物理层、通信层和应用层三层结构组??８??
信层；通信层则将物理层打包的数据通过ＧＰＲＳ网络发送到互联网上面，应用层的服务器则??负责接收与处理；应用层将接收到的数据进行校验、拆包、解析、处理以及存储，数据中心??负责把存储在服务器数据库中的数据处理后将结果进行展现。整个的系统架构如图２．１所示。??２．２系统功能架构??整个智慧实验室系统主要包括了实验室门禁子系统、智能视频监控系统、远程监控系统、??历史查询系统、实验室准入考核系统、ＭＳＤＳ系统、资产管理系统等。通过将各个子系统进??行功能整合，利用物联网技术、“互联网＋”技术以及数据库技术等使得对实验室的管理更加??的智慧、便捷、高效、安全。对实验室的管理更加系统，形成一个高效的整体，使实验室的??管理更加科学与规范，充分保障实验室的安全。整个实验室的功能框架图如图２．２所示。??视频监控?实验室综合符理??＇Ｓｆ?．?，??Ｉ?ｎａＷＴＨ?｜红外?｜烟鸾?丨丨．１磁?｜亮度?｜温湿度｜?ＦＷ１??｜？？｜?１?１?｜?１?传感器?传感器?传感器传感器?传感器?传感器??Ｉ?１?Ｉ?Ｉ?Ｉ?１?￣????，???丨电淑德????Ｉ声光?，▲多功能?Ｉ控制器Ｉ?ｆ?ｈｐｈ??录像机?丨膽器丨?，网关—ｒｗｉ?ｈｈ??＊?—丨控器丨??ｖ?：
将损失降到最低。??２．２．３远程监控系统??智慧实验室的远程监控管理系统在Ｖｉｓｕａｌ?Ｓｔｕｄｉｏ?２０１０平台上搭建，如图２．３是远程监控??系统的软件架构图，远程监控系统主要包含了界面显示、数据处理、网络通讯、设备控制、??故障报警、数据查询、日志管理以及用户管理等八个方面的功能。通过监控系统不仅能够随??时查看实验室环境的相关参数、设备的运行状态，而且当实验室内发生紧急事件时能够及时??发出报警信息，指出故障所在，然后可以通过远程控制实验室的有关设备，保证第一时间采??取Ｗ对措施，在发生事故时能够将损失大幅度减小。??远程监控软件??面?据?络备障?据志户??显?处?通控报?查管管??示?理讯?制?警?询?理?理??Ｉ?｜?｜?｜?Ｉ??＾?ＪＬ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??项实历?数数数?设?实报?统用用??？目?时史?据据据?备?时表计户户??信数数?接解计?幵?数打数角权??息?据据?收析算?关?据印据色限??显显显?过提存?控?査导查分管??示示示?滤取储?制?询?出询?配理??图２．３远程监控软件框架图??在实验室的使用方面，在远程监控系统中加入了用户权限管理的功能，用户只有在获得??授权的前提下才能够进入实验室进行相关的实验与材料的获取，在未获得授权的前提下则尤??法进入到实验室进行操作，并且对权限进行了分级即超级管理Ｍ和普通用户，加强／实验室??的安防。??数据查询的功能使得对实验室综合管理史加方便卨效。迎过数据杳询功能能
【参考文献】：
期刊论文
[1]谈VAV通风空调系统在化验室中的应用[J]. 张峰. 工程建设与设计. 2018(17)
[2]基于物联网的智慧实验室系统的构建[J]. 周瑞,李景宇,桑楠. 实验科学与技术. 2017(05)
[3]Android中SharedPreferences知识的深入研究[J]. 许姗姗. 安徽电子信息职业技术学院学报. 2017(05)
[4]基于Android和WIFI通信的智能家居系统设计[J]. 贾阳静,邹念育,雷冬鸣,李望,吉奈,郭旭,李萍. 大连工业大学学报. 2016(01)
[5]面向感知中国的新一代信息技术——海云协同,走向未来[J]. 田静,王劲林. 中国科学:信息科学. 2015(10)
[6]《传感器原理及应用》课程实践教学改革与创新[J]. 杨睿. 沈阳师范大学学报(自然科学版). 2015(04)
[7]基于物联网的智能实验室研究与实践[J]. 吴蓬勃,李学海,杨斐,张金燕. 实验室研究与探索. 2015(03)
[8]基于物联网技术的室内环境智能控制系统设计[J]. 李伟,杨伟进,孙二杰,石震. 信息技术与信息化. 2015(02)
[9]智能视频监控技术综述[J]. 黄凯奇,陈晓棠,康运锋,谭铁牛. 计算机学报. 2015(06)
[10]实验室通风系统的控制及应用[J]. 王治国,费根林,倪训松. 中国药事. 2014(06)
博士论文
[1]物联网感知层中资源分配与调度算法研究[D]. 乔举义.北京邮电大学 2013
硕士论文
[1]ACS型综合测流平台关键技术的研究[D]. 张勃.太原理工大学 2018
[2]基于RFID的高职院校资产管理系统设计与实现[D]. 刘金果.电子科技大学 2018
[3]太阳能热泵系统控制器设计与研制[D]. 唐江平.杭州电子科技大学 2018
[4]太阳能热水工程移动端监控软件研发[D]. 张丰壮.杭州电子科技大学 2018
[5]基于Android的家校通系统设计与实现[D]. 赖建评.华南理工大学 2017
[6]服务器监控系统的设计与实现[D]. 孙慧颖.北京交通大学 2017
[7]基于集成虚拟化集群服务器的高校数字校园平台设计与实现[D]. 王少青.浙江工业大学 2017
[8]基于移动互联网技术的智慧供热管理平台研发[D]. 雷湘玉.湖南师范大学 2017
[9]报表管理系统中服务器的设计与实现[D]. 赵杨.中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所) 2017
[10]基于物联网技术的智慧实验室的研究与设计[D]. 赖程鹏.华北电力大学 2015
本文编号：3461858
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１智慧实验室系统架构图??智慧实验室系统以物联网为基础搭建而来，主要由物理层、通信层和应用层三层结构组??８??
信层；通信层则将物理层打包的数据通过ＧＰＲＳ网络发送到互联网上面，应用层的服务器则??负责接收与处理；应用层将接收到的数据进行校验、拆包、解析、处理以及存储，数据中心??负责把存储在服务器数据库中的数据处理后将结果进行展现。整个的系统架构如图２．１所示。??２．２系统功能架构??整个智慧实验室系统主要包括了实验室门禁子系统、智能视频监控系统、远程监控系统、??历史查询系统、实验室准入考核系统、ＭＳＤＳ系统、资产管理系统等。通过将各个子系统进??行功能整合，利用物联网技术、“互联网＋”技术以及数据库技术等使得对实验室的管理更加??的智慧、便捷、高效、安全。对实验室的管理更加系统，形成一个高效的整体，使实验室的??管理更加科学与规范，充分保障实验室的安全。整个实验室的功能框架图如图２．２所示。??视频监控?实验室综合符理??＇Ｓｆ?．?，??Ｉ?ｎａＷＴＨ?｜红外?｜烟鸾?丨丨．１磁?｜亮度?｜温湿度｜?ＦＷ１??｜？？｜?１?１?｜?１?传感器?传感器?传感器传感器?传感器?传感器??Ｉ?１?Ｉ?Ｉ?Ｉ?１?￣????，???丨电淑德????Ｉ声光?，▲多功能?Ｉ控制器Ｉ?ｆ?ｈｐｈ??录像机?丨膽器丨?，网关—ｒｗｉ?ｈｈ??＊?—丨控器丨??ｖ?：
将损失降到最低。??２．２．３远程监控系统??智慧实验室的远程监控管理系统在Ｖｉｓｕａｌ?Ｓｔｕｄｉｏ?２０１０平台上搭建，如图２．３是远程监控??系统的软件架构图，远程监控系统主要包含了界面显示、数据处理、网络通讯、设备控制、??故障报警、数据查询、日志管理以及用户管理等八个方面的功能。通过监控系统不仅能够随??时查看实验室环境的相关参数、设备的运行状态，而且当实验室内发生紧急事件时能够及时??发出报警信息，指出故障所在，然后可以通过远程控制实验室的有关设备，保证第一时间采??取Ｗ对措施，在发生事故时能够将损失大幅度减小。??远程监控软件??面?据?络备障?据志户??显?处?通控报?查管管??示?理讯?制?警?询?理?理??Ｉ?｜?｜?｜?Ｉ??＾?ＪＬ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??项实历?数数数?设?实报?统用用??？目?时史?据据据?备?时表计户户??信数数?接解计?幵?数打数角权??息?据据?收析算?关?据印据色限??显显显?过提存?控?査导查分管??示示示?滤取储?制?询?出询?配理??图２．３远程监控软件框架图??在实验室的使用方面，在远程监控系统中加入了用户权限管理的功能，用户只有在获得??授权的前提下才能够进入实验室进行相关的实验与材料的获取，在未获得授权的前提下则尤??法进入到实验室进行操作，并且对权限进行了分级即超级管理Ｍ和普通用户，加强／实验室??的安防。??数据查询的功能使得对实验室综合管理史加方便卨效。迎过数据杳询功能能
【参考文献】：
期刊论文
[1]谈VAV通风空调系统在化验室中的应用[J]. 张峰. 工程建设与设计. 2018(17)
[2]基于物联网的智慧实验室系统的构建[J]. 周瑞,李景宇,桑楠. 实验科学与技术. 2017(05)
[3]Android中SharedPreferences知识的深入研究[J]. 许姗姗. 安徽电子信息职业技术学院学报. 2017(05)
[4]基于Android和WIFI通信的智能家居系统设计[J]. 贾阳静,邹念育,雷冬鸣,李望,吉奈,郭旭,李萍. 大连工业大学学报. 2016(01)
[5]面向感知中国的新一代信息技术——海云协同,走向未来[J]. 田静,王劲林. 中国科学:信息科学. 2015(10)
[6]《传感器原理及应用》课程实践教学改革与创新[J]. 杨睿. 沈阳师范大学学报(自然科学版). 2015(04)
[7]基于物联网的智能实验室研究与实践[J]. 吴蓬勃,李学海,杨斐,张金燕. 实验室研究与探索. 2015(03)
[8]基于物联网技术的室内环境智能控制系统设计[J]. 李伟,杨伟进,孙二杰,石震. 信息技术与信息化. 2015(02)
[9]智能视频监控技术综述[J]. 黄凯奇,陈晓棠,康运锋,谭铁牛. 计算机学报. 2015(06)
[10]实验室通风系统的控制及应用[J]. 王治国,费根林,倪训松. 中国药事. 2014(06)
博士论文
[1]物联网感知层中资源分配与调度算法研究[D]. 乔举义.北京邮电大学 2013
硕士论文
[1]ACS型综合测流平台关键技术的研究[D]. 张勃.太原理工大学 2018
[2]基于RFID的高职院校资产管理系统设计与实现[D]. 刘金果.电子科技大学 2018
[3]太阳能热泵系统控制器设计与研制[D]. 唐江平.杭州电子科技大学 2018
[4]太阳能热水工程移动端监控软件研发[D]. 张丰壮.杭州电子科技大学 2018
[5]基于Android的家校通系统设计与实现[D]. 赖建评.华南理工大学 2017
[6]服务器监控系统的设计与实现[D]. 孙慧颖.北京交通大学 2017
[7]基于集成虚拟化集群服务器的高校数字校园平台设计与实现[D]. 王少青.浙江工业大学 2017
[8]基于移动互联网技术的智慧供热管理平台研发[D]. 雷湘玉.湖南师范大学 2017
[9]报表管理系统中服务器的设计与实现[D]. 赵杨.中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所) 2017
[10]基于物联网技术的智慧实验室的研究与设计[D]. 赖程鹏.华北电力大学 2015
本文编号：3461858
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