一种材料源数据设备及分布式材料数据搜集系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种材料源数据设备及分布式材料数据搜集系统，材料源数据设备包括：高通量实验设备、材料数据处理模块、信道加密模块和通信模块，通信模块与数据中心服务器网络连接；高通量实验设备，用于采集并行实验的材料数据，其中，材料数据为高通量实验设备进行材料实验时的数据；材料数据处理模块，用于将材料数据处理为编码后材料数据；信道加密模块，用于对编码后材料数据进行加密以形成加密后材料数据；通信模块，用于传输加密后材料数据至数据中心服务器。本发明解决了现有进行材料研发时搜集材料信息局限于本地实验设备的技术问题，保证了能搜集到海量材料数据到数据中心服务器，有利于材料数据的集成与共享。
【专利说明】
一种材料源数据设备及分布式材料数据搜集系统
技术领域
[0001]本发明涉及材料信息领域，尤其涉及一种材料源数据设备及分布式材料数据搜集系统。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的发展，对材料的性能和新材料的研发速度要求越来越高。希望加速新材料的研发速度，降低新材料的研发成本。随着高通量组合材料芯片技术在介电、超导和巨磁阻材料等领域取得突破后，材料基因工程技术研究得到了高度重视。
[0003]目前材料领域的研究现状是各自为营，现有的材料数据的研究团体比较分散、独立运行，不同的数据库采用的数据信息表达方式不同，容易形成信息孤岛，因此现有进行材料研发时搜集材料信息局限于本地实验设备，限制了新材料研发。
【发明内容】
[0004]本发明实施例通过提供了一种材料源数据设备及分布式材料数据搜集系统，解决了现有进行材料研发时搜集材料信息局限于本地实验设备的技术问题。
[0005]第一方面，本发明实施例提供了一种材料源数据设备，包括:高通量实验设备、材料数据处理模块、信道加密模块和通信模块，所述通信模块与数据中心服务器网络连接；
[0006]所述高通量实验设备，用于采集并行实验的材料数据，其中，所述材料数据为所述高通量实验设备进行材料实验时的数据；
[0007]所述材料数据处理模块，用于将所述材料数据处理为编码后材料数据；
[0008]所述信道加密模块，用于对所述编码后材料数据进行加密以形成加密后材料数据；
[0009]所述通信模块，用于传输所述加密后材料数据至所述数据中心服务器。
[0010]第二方面，本发明实施例提供了一种分布式材料数据搜集系统，包括离散分布的N个材料源数据设备，N为大于I的整数，每个材料源数据设备包括高通量实验设备、材料数据处理模块、信道加密模块和通信模块，每个通信模块均与数据中心服务器网络连接；
[0011 ]所述高通量实验设备用于采集并行实验的材料数据;所述材料数据处理模块用于将所述材料数据处理为编码后材料数据;所述信道加密模块用于对所述编码后材料数据进行加密以形成加密后材料数据;所述通信模块用于传输所述加密后材料数据至所述数据中心服务器。
[0012]优选的，所述高通量实验设备具体为:高通量制备设备或高通量表征设备。
[0013]优选的，所述高通量制备设备具体为:基于不同材料形态的高通量组合制备设备；
[0014]所述高通量组合制备设备用于采集包括制备成分组成、制备条件、制备工艺、所用设备信息中的至少一种所述材料数据。
[0015]优选的，所述高通量表征设备具体为:基于材料成分的高通量表征设备、基于材料结构的高通量表征设备、基于材料性能的高通量测试设备、基于材料工艺的高通量原位实时测试设备中的一种。
[0016]优选的，所述数据中心服务器包括:
[0017]多个材料数据接收网关，每个材料数据接收网关用于接收来自至少一个通信模块的所述加密后材料数据；
[0018]信道解密模块，用于将所述加密后材料数据进行解密以形成解密后材料数据；
[0019]材料数据分类模块，用于基于预设分类原则将所述解密后材料数据分类存储至对应材料数据库。
[0020]优选的，所述材料数据分类模块，具体用于:
[0021]基于多尺度材料分类原则、单一尺度材料分类原则、功能材料分类原则中的至少一种分类所述解密后材料数据，以形成分类后材料数据存储至对应所述材料数据库。
[0022]优选的，所述数据中心服务器还包括:材料数据汇总模块，用于将所述分类后材料数据进行汇总至数据中心。
[0023]本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点:
[0024]本发明实施例提供的材料源数据设备包括高通量实验设备、材料数据处理模块、信道加密模块和通信模块。通过高通量实验设备采集并行实验的材料数据，材料数据处理模块将材料数据处理为编码后材料数据;信道加密模块对编码后材料数据进行加密以形成加密后材料数据;通信模块传输加密后材料数据至数据中心服务器，从而搜集了高通量实验设备进行材料实验时的数据。有效就解决了现有进行材料研发时搜集材料信息局限于本地实验设备的技术问题，保证了能搜集到海量材料数据到数据中心服务器，有利于材料数据的集成与共享，且材料数据的产生源头为通过高通量实验设备进行材料实验时的数据，从而保证了所搜集材料数据的准确性和有效性。
[0025]进一步，本发明实施例提供的分布式材料数据搜集系统包括离散分布的N个材料源数据设备，每个材料源数据设备包括高通量实验设备、材料数据处理模块、信道加密模块和通信模块，每个通信模块均与数据中心服务器网络连接，从而每个材料源数据设备均能通过高通量实验设备、材料数据处理模块、信道加密模块和通信模块向数据中心服务器上传材料数据，使得数据中心服务器能获得来自不同地域、不同网络的海量材料数据，而且上传到数据中心服务器的海量材料数据均是来自材料数据产生源头一高通量实验设备，保证了所搜集材料数据的准确性和有效性。实现了来自不同网络的海量材料数据的集成与共享，从而避免闭门重复实验，通过上传到数据中心服务器后就可以由数据中心服务器对海量材料数据进行集中处理获得更有用更广的材料信息。
【附图说明】
[0026]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0027]图1为本发明实施例中分布式材料数据搜集系统的功能结构示意图；
[0028]图2为本发明实施例中材料源数据设备的功能模块图；
[0029]图3为本发明实施例中分布式材料数据搜集系统的功能结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0031]参考图1所示，本发明实施例提供的一种分布式材料数据搜集系统，包括离散分布的N个材料源数据设备I，N为大于I的整数，结合图2所示，每个材料源数据设备I包括高通量实验设备、材料数据处理模块、信道加密模块和通信模块。每个通信模块I均与数据中心服务器2网络连接。
[0032]高通量实验设备用于采集并行实验的材料数据;材料数据处理模块用于将材料数据处理为编码后材料数据;信道加密模块用于对编码后材料数据进行加密以形成加密后材料数据;通信模块用于传输加密后材料数据至数据中心服务器2。
[0033]具体的，N个材料源数据设备I离散分布在不同地域的不同网络中，在同一网络中分布有至少一个材料源数据设备I。
[0034]在具体实施过程，材料源数据设备I的数量越多，数据中心服务器2所搜集到材料数据量更大，更全面。以三个材料源数据设备I为例说明离散分布的状态，但是不用于限制本发明，材料源数据设备1A、材料源数据设备1B、材料源数据设备1C，材料源数据设备IA分布在A市的第一研究院，材料源数据设备IB分布在A市的高校，材料源数据设备IC分布在B市的第二研究院。
[0035]具体的，高通量实验设备为高通量制备设备或高通量表征设备，下面对高通量制备设备或高通量表征设备分别进行详细描述:
[0036]高通量制备设备包括不同材料形态的高通量组合制备设备，每个高通量制备设备采集并行实验的材料数据包括:制备成分组成、制备条件、制备工艺、制备所用设备信息中的至少一种。具体的，高通量制备设备为一个基片上可以同时制备多个不同成分材料的制备设备。举例来讲，高通量制备设备为高通量磁控溅射组合材料沉积设备。高通量磁控溅射组合材料沉积设备是全自动制备各种组合材料芯片的装备，除装、取片为手动外，其余过程可按预先设定程序自动、连续完成，用于各种非强导磁(比如:金属或非金属/半导体)材料的组合材料芯片制备。高通量磁控溅射组合材料沉积设备在保证沉积膜层的稳定性、重复性和一致性的同时实现参数数据化，该高通量磁控溅射组合材料沉积设备采集在制备各种组合材料芯片过程中的信息作为材料数据。
[0037 ]高通量表征设备为一个基片上可以同时表征多个不同成分材料的表征设备。具体的，每个高通量表征设备为:针对材料成分的高通量表征仪器、针对材料结构的高通量表征仪器、针对材料各种性能的高通量测试仪器、针对材料工艺过程的高通量原位实时表征测试仪器中的一种。
[0038]上述分布式材料数据搜集系统中包括针对材料成分的高通量表征仪器、针对材料结构的高通量表征仪器、针对材料各种性能的高通量测试仪器、针对材料工艺过程的高通量原位实时表征测试仪器中的多种，从而获得多种类的材料数据。上述每个高通量表征设备采集并行实验的材料数据包括:材料成分表征数据、材料结构表征数据、材料光学性质表征数据、材料电磁学性质表征数据、微区热力学性能表征数据、微区电化学性能表征数据、微区力学性质表征数据、微区磁学性能表征数据、催化性能表征数据中的至少一种。在具体实施过程中，材料成分表征数据通过X射线、紫外、红外等各个波段的电磁波谱来实现对材料成分组成进行表征的数据，材料结构表征数据通过X射线、紫外、红外等各个波段的电磁波谱来实现对材料结构进行表征的数据。材料电磁学性质表征数据通过衰逝微波探针显微镜获得。材料光学性质表征数据用于分析半导体材料的禁带宽度，微区热力学性能表征数据用于求出热传导系数;微区电化学性能表征数据对于电极、电解质等电池、电容材料和器件的研究具有重要意义。具体来讲，衰逝微波扫描探针显微镜(简称EMP)为高通量表征设备，EMP通过高频微波的衰逝波与材料样品相互作用，引起谐振腔谐振频率及品质因数的改变以测得材料样品的材料电磁学性质表征数据。
[0039]在具体实施过程中，分布式材料数据搜集系统包括高通量表征设备和与高通量表征设备衔接在一起的高通量实验设备，其中，衔接在一起的高通量实验设备与高通量表征设备处于同一网络中并各自采集材料数据。
[0040]高通量实验设备采集到材料数据后，在实验过程中实时或在单次高通量实验完成后对采集到的材料数据进行编码以形成编码后材料数据。信道加密模块基于预设加密算法对编码后材料数据进行加密以形成加密后材料数据。加密后材料数据由材料源数据设备I各自的通信模块发送至数据中心服务器2。
[0041]参考图3所示，中心服务器2包括多个材料数据接收网关、信道解密模块和材料数据分类模块。
[0042]每个材料数据接收网关用于接收来自至少一个通信模块的加密后材料数据。在具体实施过程中，材料数据接收网关的数量少于或等于N，从而，一个材料数据接收网关接收来自不同个材料源数据设备I的材料数据。
[0043]比如以三个材料数据接收网关模块进行举例说明，但是用于限制本发明:第一个材料数据接收网关模块接收来自通信模块A、B的加密后材料数据，第二个材料数据接收网关模块来自通信模块C的加密后材料数据，第三个材料数据接收网关模块来自通信模块D、E、F的加密后材料数据。
[0044]信道解密模块用于将接收到的加密后材料数据解密以形成解密后材料数据;材料数据分类模块用于基于预设分类原则将解密后材料数据分类存储至对应材料数据库。
[0045]具体的，一个材料数据接收网关模块连接至一个信道解密模块，一个信道解密模块连接至一个材料数据分类模块。每个材料数据分类模块均连接至全部材料数据库。
[0046]材料数据分类模块具体用于:基于多尺度材料分类原则、单一尺度材料分类原则、功能材料分类原则中的至少一种分类解密后材料数据，以形成分类后材料数据存储至对应的一个材料数据库。
[0047]进一步的，数据中心服务器2还包括:材料数据汇总模块，用于将分类后材料数据进行汇总至数据中心，以便后续在数据中心中进行材料数据处理。
[0048]基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种材料源数据设备，包括:高通量实验设备、材料数据处理模块、信道加密模块和通信模块，通信模块与数据中心服务器网络连接;高通量实验设备，用于采集并行实验的材料数据，其中，材料数据为高通量实验设备进行材料实验时的数据;材料数据处理模块，用于将材料数据处理为编码后材料数据;信道加密模块，用于对编码后材料数据进行加密以形成加密后材料数据;通信模块，用于传输加密后材料数据至数据中心服务器。材料源数据设备的【具体实施方式】在前述分布式材料数据搜集系统中进行了详细描述，为了说明书的简洁，本文不再赘述。
[0049]通过上述本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点:
[0050]本发明实施例提供的材料源数据设备包括高通量实验设备、材料数据处理模块、信道加密模块和通信模块。通过高通量实验设备采集并行实验的材料数据，材料数据处理模块将材料数据处理为编码后材料数据;信道加密模块对编码后材料数据进行加密以形成加密后材料数据;通信模块传输加密后材料数据至数据中心服务器，从而搜集了高通量实验设备进行材料实验时的数据。有效解决了现有进行材料研发时搜集材料信息局限于本地实验设备的技术问题，保证了能搜集到海量材料数据到数据中心服务器，有利于材料数据的集成与共享，且材料数据的产生源头为通过高通量实验设备进行材料实验时的数据，从而保证了所搜集材料数据的准确性和有效性。
[0051]进一步，本发明实施例提供的分布式材料数据搜集系统包括离散分布的N个材料源数据设备，每个材料源数据设备包括高通量实验设备、材料数据处理模块、信道加密模块和通信模块，每个通信模块均与数据中心服务器网络连接，从而每个材料源数据设备均能通过高通量实验设备、材料数据处理模块、信道加密模块和通信模块向数据中心服务器上传材料数据，使得数据中心服务器能获得来自不同地域、不同网络的海量材料数据，而且上传到数据中心服务器的海量材料数据均是来自材料数据产生源头一高通量实验设备，保证了所搜集材料数据的准确性和有效性。实现了来自不同网络的海量材料数据的集成与共享，从而避免闭门重复实验，通过上传到数据中心服务器后就可以由数据中心服务器对海量材料数据进行集中处理获得更有用更广的材料信息。
[0052]尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0053]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种材料源数据设备，其特征在于，包括:高通量实验设备、材料数据处理模块、信道加密模块和通信模块，所述通信模块与数据中心服务器网络连接； 所述高通量实验设备，用于采集并行实验的材料数据，其中，所述材料数据为所述高通量实验设备进行材料实验时的数据； 所述材料数据处理模块，用于将所述材料数据处理为编码后材料数据； 所述信道加密模块，用于对所述编码后材料数据进行加密以形成加密后材料数据； 所述通信模块，用于传输所述加密后材料数据至所述数据中心服务器。2.—种分布式材料数据搜集系统，包括离散分布的N个材料源数据设备，N为大于I的整数，每个材料源数据设备包括高通量实验设备、材料数据处理模块、信道加密模块和通信模块，每个通信模块均与数据中心服务器网络连接； 所述高通量实验设备用于采集并行实验的材料数据，其中，所述材料数据为所述高通量实验设备进行材料实验时的数据;所述材料数据处理模块用于将所述材料数据处理为编码后材料数据;所述信道加密模块用于对所述编码后材料数据进行加密以形成加密后材料数据;所述通信模块用于传输所述加密后材料数据至所述数据中心服务器。3.如权利要求2所述的分布式材料数据搜集系统，其特征在于，所述高通量实验设备具体为:高通量制备设备或高通量表征设备。4.如权利要求3所述的分布式材料数据搜集系统，其特征在于，所述高通量制备设备具体为:基于不同材料形态的高通量组合制备设备； 所述高通量组合制备设备用于采集包括制备成分组成、制备条件、制备工艺、所用设备信息中的至少一种所述材料数据。5.如权利要求3所述的分布式材料数据搜集系统，其特征在于，所述高通量表征设备具体为:基于材料成分的高通量表征设备、基于材料结构的高通量表征设备、基于材料性能的高通量测试设备、基于材料工艺的高通量原位实时测试设备中的一种。6.如权利要求2所述的分布式材料数据搜集系统，其特征在于，所述数据中心服务器包括: 多个材料数据接收网关，每个材料数据接收网关用于接收来自至少一个通信模块的所述加密后材料数据； 信道解密模块，用于将所述加密后材料数据进行解密以形成解密后材料数据； 材料数据分类模块，用于基于预设分类原则将所述解密后材料数据分类存储至对应材料数据库。7.如权利要求6所述的分布式材料数据搜集系统，其特征在于，所述材料数据分类模块，具体用于: 基于多尺度材料分类原则、单一尺度材料分类原则、功能材料分类原则中的至少一种分类所述解密后材料数据，以形成分类后材料数据存储至对应所述材料数据库。8.如权利要求7所述的分布式材料数据搜集系统，其特征在于，所述数据中心服务器还包括: 材料数据汇总模块，用于将所述分类后材料数据进行汇总至数据中心。
【文档编号】H04L29/06GK106027539SQ201610379261
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】臧亮, 赵正爽, 向勇
【申请人】成都云材智慧数据科技有限公司