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智能实验室

作者: 发布日期: 2018-04-04 13:23:00
信息摘要:
随着物联网技术在智能家居、智能楼宇等方面得到了广泛的应用,为传统的建筑物室内管理带来了新的局面。物联网技术给整个应用环境带来了智能化的改变。…

随着物联网技术在智能家居、智能楼宇等方面得到了广泛的应用,为传统的建筑物室内管理带来了新的局面。物联网技术给整个应用环境带来了智能化的改变。因此,将物联网技术在智能家居、智能楼宇等方面的应用与检测实验室建设相结合,探索智能实验室的设计和建设将是未来必然的发展方向。

智能化实验室分为3各层次。首先是实验室信息层面的智能化,实验室信息管理系统是一个多学科交叉的综合应用技术,是专门应用于分析检测实验室各类信息和管理的网络化系统,在一定程度上实现了实验室资源的信息化管理。该系统在国外的各类实验室得到了一定的应用,有不少科研机构和商业机构对其开展相关研究。但是实验室信息管理系统主要强调的还是将资源的可视化信息在服务器或者网络上进行共享和管理,相对来说缺乏对于实验设备和环境信息的监管和控制。第二个层次是实验室环境层面的智能化,即通过监测终端对于实验室环境参数的实时监控和采集,并通过控制设备进行调节,寻求实验室环境控制与安全、能效的最优化解决方案,该项技术在智能家居、智能楼宇等方面应用较为成熟,但在实验室环境中的应用还属于个案。第三个层次是基于物联网技术,实现实验室环境和仪器设备的泛在智能感知,数据上传至大数据平台后进行优化与智能决策,该层次为实验室运行层面的智能化,可以使实验室的运行过程具备实验项目与设备自组织、实验顺序与能耗自优化、实验资源自匹配等功能,实现了真正意义上的智能化实验室。

一、智能化现状

物联网作为实验室智能化的基础,通过连接到各种对象来提供围绕人和对象的新服务,将来的实验室建设必须适应与支持这些新服务的连接性和传输的信息。此外,类似于互联网中对Wed地址进行解析的域名解析服务(Domain Name Service,DNS),物联网中为了处理对象是别的问题,引入了设射频识别(Radio Frequency IdentificationRFID)技术和对象命名服务(Object Name Service ONS)。

考虑到物联网的重要性,发达国家高度重视并迅速发展。近年来,中国也在相关领域的发展上进行了大量的研究与实践,与实验室设计和建设相关的研究主要集中在智能建筑和智能家居。未来的智能建筑能够自主意识到在建筑内发生了什么并根据设定进行自动调节,这将对三个方面产生影响:资源的使用(水的保存和能源的消耗)、安全性和舒适性。目标是降低整体开支的同时还要达到更好的舒适度。此外,智能建筑通过复杂的安保系统监测盗窃、火灾或者未授权的闯入,来解决安保的问题。

此外,随着智能化在交通、工业、农业、安防、环境监测等其他各个领域的广泛应用,也可能对实验室设计和建设带来更多革命性的变化。

timg (15).jpg智能化实验室

智能分布图

二、智能化实验室组成模块

智能化实验室一般包括以下功能模块。

1. 广播电视网络控制模块

广播电视网络控制模块是独立闭环发送照相机图像的电视信号的电视系统中的金属电缆或光纤电缆。广播电视网络控制模块配备各种检测器,可以在实验室管理中心起到反穿越的应用,如随时监控实验室内小偷运动的足迹。

2. 视频对话模块

视屏对话模块具备察觉每个电话状态及来电图像的功能。在实验室内,双方通过可视电话设备进行开放式的拨打电话,使用可视电话可以加速、方便地观看图像控制。

3. 公共照明及室内照明控制模块

现代智能化实验室的电气照明已经不是简单的照明功能,而是安全照明、美化照明的应用及自动化。智能照明系统可以控制实验室范围内的照明设备,进行满足需求的照明调节和控制。

4. 实验室安全保障模块

实验室区域的安全包装模块系统,主要有两部分构成:报警系统和报警中心,实验室安全保障模块包括防盗报警系统、电子防盗系统、无人值守系统等,通过电子情报技术判断非法入侵行为,然后自动通知现场人员,并同时自动传送到警方的情报处理与报警中心或警方信息中心。

5. 线路综合管理模块

线路综合管理模块是实验室区域内公共区机电设备系统的智能网络监控。综

合布局支持以下系统:

视屏电话;

可视图文系统;

视屏会议系统;

语音邮件;

电子邮件;

语音响应;

无绳电话通信系统建设;

信息管理系统的建设;

办公自动化系统;

设备监控系统;

信息传输网络管理系统;

建筑管理系统;

消防控制系统;

6. 公共广播管理模块

公共广播系统是公共场所中传播实时信息的重要工具,公共广播系统和火灾自动报警系统连接,发布并传输信息;也可以作为实验室内部人员交流的基础。

7. 互联网管理模块

这是一个计算机局域网系统,包括DDNISDNADSL等,均可接入互联网,实验室内终端设备可以接入到局域网内,进行数据传输、交流等。

8. 实验室信息管理模块

实验室信息管理系统是将以数据库为核心的信息化技术与实验室管理需求相结合的信息化管理工具。实验室管理的对象是与实验室有关的人、事、物、信息、经费等,因此实验室管理主要包括:实验室人力资源管理、质量管理、仪器设备与试剂管理、环境管理、安全管理、信息管理以及实验室设置模式与管理体制、管理机构与职能、建设与规划等。

9. 实验室环境调控模块

    实验室环境调控系统是通过对监测终端实时监控并上传的数据进行分析,并对环境控制设备发出相应命令,以保证实验室环境达到使用者所需要求的管理工具。实验室环境包括温度、湿度、光照、紫外、环境污染物、风速、大气压力等,控制设备包括排风设备、温度控制设备、湿度调节设备、光照设备等。


Laboratory.jpg100

实验室智能通风系统

    10.实验室运行决策模块

    实验室运行决策模块试试验是智能化的基础。通过对海量实验室数据的分析,寻求实验室整体运行的最优化,在面向控制设备进行精准控制,实验优化控制的效果。该运行决策模块覆盖实验室所有运行项目,依托于统一的数据传输标准与平台,进行自组织、自适应的实验室运行决策。   

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