基于互联网的仪器设备数据处理及通讯控制系统的制作方法

本发明涉及电子信息技术及实验室设备领域,具体涉及一种实验室设备的通用数据处理及控制通讯模块及其驱动系统。该模块可以兼容多种不同实验室仪器设备，并可实现实验室设备的无线及远程控制。

背景技术：

实验设备极大的扩展人类的五官能力及操作能力，也是现代科学技术研究的必备基本条件。现代实验室装备通常装备了多种多样的设备，然而目前实验室设备智能化程度远低于通用家电。普通家电由于使用量大，规格制式相对标准化，在物联网时代，家电的联网智能化程度越来越高。而实验室的设备存在功能各不相同，制式多样，各种仪器间难以互联互通。同时，市场上尚未可以接入物联网的仪器设备，各种仪器设备均需使用电脑或控制面板来进行相应操作控制，智能化程度较低。针对这一问题，开发具有可以兼容各种仪器设备的数据处理及通讯控制模块，实现实验室设备的互联化﹑智能化，将为实验室研究的展开带来极大便利，同时简化实验室仪器设备的管理和使用，还可以降低实验室设备的使用成本。

技术实现要素：

本发明实施方式提供了一种互联网的通用实验室设备数据处理及通讯控制模块及其驱动系统，该系统由通用数据接口，mcu,通讯系统，互联网，云端系统及用户端系统组成。

本发明的实施方式包含一套硬件系统，该硬件系统由通用型数据接口，mcu,通讯转接系统组成，并具有身份标识及身份识别功能。

本发明得实施方式所包含的通用型数据接口为一系列可兼容uart、can、modbus、profibus等不同通讯协议的数据端口，可以用来连接不同设备元器件的数据采集模块。

本发明实施方式所包含的mcu模块为小型微型计算机系统，具有cpu,rom,ram等数据处理储存模块，并具有相应的i/o系统及驱动，能够将从通用数据接口接收的数据解包，并执行相应的处理，分析及反馈。如将数据包按照系统协议封包并转发通讯系统，进行内部pid控制，进行分析及运算处理，读取相关数据信息。同时还可以将从通讯系统接收的，由客户端系统下发的指令进行解包，并交由对应的元器件执行。

本发明实施方式所包含的小型微型计算机系统模块还可以内建故障自诊断系统，对设备的故障进行识别诊断。

本发明的实施方式所包含的通讯系统的功能为桥接mcu模块及互联网，可具有lan，wifi,4g/5g无线及蓝牙等通讯模块，可以将本发明所开发的实验室设备数据处理及通讯控制模块与互联网进行连接。

本发明的实施方式所包含的云端系统为在线的服务器系统，设备模块通过互联网与云端系统连接，可实现实验室设备的身份识别及远程访问。

本发明的实施方式包含的用户端系统为个人电脑终端系统，用户通过终端系统可以通过云端或者内部局域网连接到设备模块，实现对设备状态的读取及操控。

附图说明：

图1：为本发明所涉及的实验室设备数据处理及控制通讯模块，对该模块的组成进行了解释说明。

图2：为本发明所涉及的实验室设备数据处理及控制通讯模块的系统组成，对该模块的运行原理进行了解释说明。

具体实施方案：

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚地描述。所描述的实施例是本发明一部分实施例，对本发明的实施加以例证和阐述，以使本领域的技术人员能实现或实践本发明，而不是全部的实施例，相关研究领域的人员根据本发明的基本思想做出的改进或变动，均在本发明范围之内。在适当之处为避免混淆，本说明将忽略本领域技术人员已知的一些信息。

在本公开实施例中，实验室设备数据处理及通讯控制模块上具有一系列不同的数据接口（图1）。接口的数量及种类根据实际需要进行配置，支持的接口种类包括uart、can、modbus、profibus等不同协议。实验室设备内部元器件的数据端口连接到模块的对应端口上，实现模块对不同元器件数据的读取及控制。

在本公开实施例中，针对常用的仪器设备元器件（诸如温度，流速，开关阀，转速控制）等进行侵入式开发，将相关元器件的数据采集及控制单元直接集成在模块上，实现元器件的即插即用式组合。

在本公开实施例中，实验室设备数据处理及通讯控制模块具备i/o系统及相应通讯协议，可以与各个元器件进行通讯，并可以联网，将元器件的数据及信息通过云端或局域网发送至客户端。还可以读取从云端或局域网下发的指令，将其交由相关元器件执行（图2）。

在本公开实施例中，模块可具备内部pid控制算法，通过客户端可对相应元器件的变量进行分析运算及关联，实现相关变量的自适应控制。

在本公开实施例中，模块可以识别接入的元器件的种类及数目，实现通讯协议的匹配，将相关信息发送至

客户端，实现客户端界面与设备的匹配。

在本公开实施例中，客户端软件界面的相关资料及参数可以通过调取本地资料库获取，也可以在与设备配对后，读取设备反馈的相关参数后从云端自动调取。

在本公开实施例中，模块可以通过lan，wifi,4g/5g无线及蓝牙等通讯方式接入互联网。

在本公开实施例中，通过智能手机等终端，实验室管理员可以对设备的使用进行授权及控制，对实验室设备进行有效管理控制。

在本公开实施例中，模块还可以内建故障自诊断系统，针对设备故障进行分析检测，并可以将相关结果通过网络发送到用户终端。

在本公开实施例中，模块具有唯一身份标识，在接入网络后，可以实现客户端和设备端的身份匹配和认证。当客户端和设备进行配对和身份识别后，客户端和设备建立通讯信道。具备控制功能的信道唯一，具备监视功能的信道可以不唯一，基于授权机制运行。

在本公开实施例中，设备使用者通过终端操作仪器设备时，终端设备需要安装基于android﹑windows或者ios等系统的客户端软件系统，该系统通过局域网或云端与设备模块进行通讯，实现客户端与设备的通讯及控制。

在本公开实施例中，设备使用者需要使用设备时，可通过终端设备（包括手持式计算机、网络家电、智能手机、平板电脑、笔记本电脑、智能眼镜、智能手表、可穿戴设备、虚拟显示设备或显示增强设备、或者数据处理设备中的任何两个或多个的组合）进行身份认证后，即可使用对应设备。

在本公开实施例中，终端设备的客户端软件系统可以在线更新。通过发布新的客户端系统，可以实现设备功能﹑操作方式及管理的升级。

技术特征：

技术总结
本申请公开了一种基于互联网的通用实验室设备数据处理及通讯控制模块及系统。该模块可以兼容多种不同实验室仪器设备，并可实现实验室设备的无线及远程控制。目前实验室中的各种仪器设备均需使用电脑或控制面板来进行相应操作控制，智能化程度较低。本数据处理及通讯控制模块可以实现实验室设备的互联化，智能化，将为实验室研究的展开带来极大便利，简化实验室仪器设备的管理和使用，降低实验室设备的使用成本。

技术研发人员：陈殷
受保护的技术使用者：湖南青普科技有限公司
技术研发日：2018.04.08
技术公布日：2019.10.18