一种智慧实验一体机的制作方法

本实用新型涉及智能控制领域，尤其涉及一种智慧实验一体机。

背景技术：

实验室是高校或科研院所进行科技创新和人才培养的重要基地，同时，也是教学体系中提高学生操作水平以及丰富学生知识维度的主要场所。然而，在教学练习以及实验考试时，教师不能对学生进行一对一的指导与监督，不能及时采集学生操作情况以及反馈学生学习情况；同时，实验室事故多发，人员的安全与实验设备财产得不到保障。因此，需要一种智慧实验一体机在采集、传输实验设备数据以及监控数据的同时，对实验室的实验设备进行智能控制，防止实验事故的发生。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种智慧实验一体机。

一种智慧实验一体机，包括处理器、数据采集接口组、控制输出接口组和通信单元；所述数据采集接口组包括连接实验设备的实验数据接口和连接监控设备的监控数据接口，用于实时采集实验信息数据；所述处理器接收数据采集接口组的实验信息数据，并通过通信单元传输至上位机，同时处理器通过所述通信单元接收上位机下发的控制信号，由控制输出接口组输出至实验设备的控制装置。

进一步的，一种智慧实验一体机，还包括为一体机提供持续供电的电源单元，所述电源单元包括与外部电源连接的电源接口以及连接电源接口与处理器的ac-dc转换器。

进一步的，一种智慧实验一体机，还包括通过sata接口与处理器连接的硬盘，所述硬盘通过usb接口与外部终端进行数据传输，用于本地保存实验信息数据。

进一步的，一种智慧实验一体机，所述实验数据接口采用sdi通信接口，连接外部的实验设备并接收实验设备采集的实验数据。

进一步的，一种智慧实验一体机，所述监控数据接口采用hdmi通信接口，连接监控设备并接受监控设备采集的监控音视频信号。

进一步的，一种智慧实验一体机，所述通信单元采用rj45通信接口，通过连接交换机与上位机进行数据交互，所述上位机根据接收的实验数据是否在预设安全范围内下发控制信号。

进一步的，一种智慧实验一体机，所述控制输出接口组连接控制器与外部实验设备的控制装置，所述控制装置包括中继控制器和报警单元，在实验数据异常时紧急制动以及启动报警。

进一步的，一种智慧实验一体机，所述处理器采用arm处理器。

本实用新型的有益效果：智慧实验一体机通过设置的接口组接收实验考试或实验练习现场的多个实验考试台的操作信息与实验室内的操作监控信息，上位机接收并记录该一体机发送的各个试验台的操作信息与监控信息，实现实验考试的远程监控以及操作记录，同时一体机可接收上位机发送的控制信号，实现实验过程中的报警以及实验设备的紧急终止，避免实验事故发生。

附图说明

图1是本实用新型结构原理示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

本实施例中，如图1所示，一种智慧实验一体机，包括处理器、数据采集接口组、控制输出接口组和通信单元；所述数据采集接口组包括连接实验设备的实验数据接口和连接监控设备的监控数据接口，用于实时采集实验信息数据；所述处理器接收数据采集接口组的实验数据，并通过通信单元传输至上位机，同时处理器通过所述通信单元接收上位机下发的控制信号，由控制输出接口组输出至实验设备的控制装置。

优选的，还包括为一体机提供持续供电的电源单元，所述电源单元包括与外部电源连接的电源接口以及连接电源接口与处理器的ac-dc转换器。

优选的，还包括通过sata接口与处理器连接的硬盘，所述硬盘通过usb接口与外部终端进行数据传输，用于本地保存实验信息数据。

本实施例中：数据采集。

智慧实验一体机中，实验数据接口采用sdi通信接口，连接外部的实验设备并接收实验设备采集的实验数据；监控数据接口采用hdmi通信接口，连接监控设备并接受监控设备采集的监控音视频信号。采集的监控数据以及实验数据通过rj45通信接口连接交换机与上位机进行数据交互，同时，在智慧实验一体机中设置有硬盘，以实现本地保存备份数据功能。

本实施例中：智能控制。

上位机根据接收的实验操作数据是否在预设安全范围内下发控制信号，在实验数据异常时紧急制动以及启动报警，所述控制信号包括实验操作数据超过第一预设阈值时的告警信号以及实验操作数据超过第二预设阈值时的终止信号。具体的，一体机可接收上位机发送的终止信号与告警信号，告警信号用于连通启动实验考试台的告警单元，提示操作人员违规操作；终止信号用于启动实验考试台的中继控制器，紧急终止当前实验操作，避免实验事故发生。

智慧实验一体机通过设置的接口组接收实验考试或实验练习现场的多个实验考试台的操作信息与实验室内的操作监控信息，上位机接收并记录该一体机发送的各个试验台的操作信息与监控信息，实现实验考试的远程监控以及操作记录，同时一体机可接收上位机发送的控制信号，实现实验过程中的报警以及实验设备的紧急终止，避免实验事故发生。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：

1.一种智慧实验一体机，其特征在于，包括处理器、数据采集接口组、控制输出接口组和通信单元；所述数据采集接口组包括连接实验设备的实验数据接口和连接监控设备的监控数据接口，用于实时采集实验信息数据；所述处理器接收数据采集接口组的实验信息数据，并通过通信单元传输至上位机，同时处理器通过所述通信单元接收上位机下发的控制信号，由控制输出接口组输出至实验设备的控制装置。

2.根据权利要求1所述的一种智慧实验一体机，其特征在于，还包括为一体机提供持续供电的电源单元，所述电源单元包括与外部电源连接的电源接口以及连接电源接口与处理器的ac-dc转换器。

3.根据权利要求1所述的一种智慧实验一体机，其特征在于，还包括通过sata接口与处理器连接的大容量硬盘，所述硬盘通过usb接口与外部终端进行数据传输，用于本地备份保存实验信息数据。

4.根据权利要求1所述的一种智慧实验一体机，其特征在于，所述实验数据接口采用sdi通信接口，连接外部的实验设备并接收实验设备采集的实验数据。

5.根据权利要求1所述的一种智慧实验一体机，其特征在于，所述监控数据接口采用hdmi通信接口，连接监控设备并接受监控设备采集的监控音视频信号。

6.根据权利要求1所述的一种智慧实验一体机，其特征在于，所述通信单元采用rj45通信接口，通过连接交换机与上位机进行数据交互，所述上位机根据接收的实验数据是否在预设安全范围内下发控制信号。

7.根据权利要求1所述的一种智慧实验一体机，其特征在于，所述控制输出接口组连接控制器与外部实验设备的控制装置，所述控制装置包括中继控制器和报警单元，在实验数据异常时紧急制动以及启动报警。

8.根据权利要求1所述的一种智慧实验一体机，其特征在于，所述处理器采用arm处理器。

技术总结
本实用新型公开了一种智慧实验一体机，包括处理器、数据采集接口组、控制输出接口组和通信单元；所述数据采集接口组包括连接实验设备的实验数据接口和连接监控设备的监控数据接口，用于实时采集实验信息数据；所述处理器接收数据采集接口组的实验信息数据，并通过通信单元传输至上位机，同时处理器通过所述通信单元接收上位机下发的控制信号，由控制输出接口组输出至实验设备的控制装置。本实用新型的智慧实验一体机在采集、传输实验数据以及监控数据的同时，能够对实验室的实验设备进行智能控制以及智能报警，防止实验事故的发生。

技术研发人员：陈苏;刘晓云
受保护的技术使用者：成都蓝码科技发展有限公司
技术研发日：2019.10.18
技术公布日：2020.04.14