專利名稱：科學(xué)儀器工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開一種主要用于分析、測(cè)試和醫(yī)療儀器工作狀態(tài)和使用情況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的設(shè)備，尤其是時(shí)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)科學(xué)儀器工作狀態(tài)的裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的科學(xué)儀器雖然帶有碼盤式記錄器，如日本島津公司EMX-SM電子探針、Thermo Finnigan的穩(wěn)定同位素氣體質(zhì)譜儀MAT-251等，可以對(duì)儀器加激發(fā)源的時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)記錄，但不支持液晶顯示，更不支持遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，無法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測(cè)。
儀器工作站通過控制軟件實(shí)現(xiàn)了對(duì)儀器開關(guān)機(jī)狀態(tài)、運(yùn)行時(shí)間、儀器溫度等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同樣，儀器工作站也不支持遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，無法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測(cè)。
實(shí)驗(yàn)室管理信息系統(tǒng)(LIMS)能夠自動(dòng)記錄儀器的開關(guān)機(jī)時(shí)間和儀器的工作狀態(tài)，如儀器的基本信息、使用狀況、維護(hù)和檢驗(yàn)情況、相關(guān)技術(shù)指標(biāo)等的記錄、查詢、歸類和統(tǒng)計(jì)等。實(shí)驗(yàn)室管理信息系統(tǒng)(LIMS)需要儀器具有記錄功能并提供接口或通過控制軟件實(shí)現(xiàn)。這種監(jiān)測(cè)主要集中在某個(gè)單位或?qū)嶒?yàn)室內(nèi)，監(jiān)測(cè)儀器的種類和數(shù)量也有限。如美國(guó)熱電、LabWare等公司的實(shí)驗(yàn)室管理信息系統(tǒng)(LIMS)，監(jiān)測(cè)的范圍主要是單個(gè)實(shí)驗(yàn)室。中國(guó)的實(shí)驗(yàn)室管理信息系統(tǒng)(LIMS)，如北京英普思-Inpro LIMS、北京泰立化-TL LAB2000和北京匯博精瑞-LabBuilder LIMS也存在同樣的問題。
中國(guó)科學(xué)儀器協(xié)作網(wǎng)和信息化管理系統(tǒng)的建設(shè)已形成多層次的大型科學(xué)儀器網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，但協(xié)作網(wǎng)尚不具備大型科學(xué)儀器工作狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)功能。由于缺乏有效的大型科學(xué)儀器記錄系統(tǒng)，不利于國(guó)家和部門對(duì)大型儀器的管理，不利于使用儀器的科學(xué)家掌握儀器的使用情況，影響了大型科學(xué)儀器的共享和使用效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠客觀記錄科學(xué)儀器的有效工作機(jī)時(shí)和工作狀態(tài)、使用情況，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)器，可進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的科學(xué)儀器工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置。
本發(fā)明的目的是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的科學(xué)儀器工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置是由信號(hào)檢測(cè)2、數(shù)據(jù)處理3和遠(yuǎn)程通訊4三部分構(gòu)成信號(hào)檢測(cè)2包括接觸式檢測(cè)和非接觸式檢測(cè)，接觸式檢測(cè)是在被監(jiān)測(cè)儀器的控制面板上引出電信號(hào)并輸入到整流橋5，經(jīng)整流濾波后驅(qū)動(dòng)光電耦合器6，輸出中斷信號(hào)給單片機(jī)13；非接觸式檢測(cè)是由光敏三極管7和三極管8組合成探頭，探頭對(duì)準(zhǔn)被監(jiān)測(cè)儀器工作狀態(tài)指示燈，通過指示燈的狀態(tài)變化驅(qū)動(dòng)光電耦合器6，輸出中斷信號(hào)給單片機(jī)13；數(shù)據(jù)處理3是由單片機(jī)13經(jīng)P1口連接液晶顯示模塊10，單片機(jī)13P0口經(jīng)地址鎖存器11與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器12相連，單片機(jī)13的P0、P2口與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器12相連，單片機(jī)13的P0口連接日歷時(shí)鐘9；遠(yuǎn)程通訊4包括有線以太網(wǎng)通訊(LAN)、移動(dòng)通訊(GPRS)和無線局域網(wǎng)通訊(WLAN)三種通訊方式。
本發(fā)明的目的還可以通過以下方式實(shí)現(xiàn)有線以太網(wǎng)通訊(LAN)是由單片機(jī)13的P0
和P2
分別與網(wǎng)卡芯片18的數(shù)據(jù)口和地址口相連，網(wǎng)卡芯片18通過SPI總線與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器19相連，網(wǎng)卡芯片18經(jīng)網(wǎng)卡隔離濾波器16連接接口17，單片機(jī)13驅(qū)動(dòng)網(wǎng)卡芯片18。
移動(dòng)通訊(GPRS)是由單片機(jī)13通過串口與通信模塊20和天線21連接，通信模塊20通過IIC總線與SIM卡22連接。
無線局域網(wǎng)通訊(WLAN)是由有線以太網(wǎng)(LAN)、無線接入點(diǎn)14和天線15構(gòu)成，單片機(jī)13通過網(wǎng)卡芯片18和網(wǎng)卡隔離濾波器16與無線接入點(diǎn)14和天線15連接。
積極效果本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)質(zhì)譜儀、電子顯微鏡、X射線儀等不同類型儀器的遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)器，通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)分布在不同地區(qū)、不同部門、不同單位的大型科學(xué)儀器工作狀態(tài)和使用情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，使廣大科學(xué)家能夠通過訪問服務(wù)器看到這些儀器的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況和工作狀態(tài)，極大地提高了對(duì)大型科學(xué)儀器的監(jiān)督管理和大型科學(xué)儀器的利用率。
附圖及


附圖1科學(xué)儀器工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置框圖附圖2是附圖1的信號(hào)檢測(cè)電路圖附圖3是附圖1的數(shù)據(jù)處理框圖附圖4是附圖1的網(wǎng)絡(luò)通訊框圖1.大型科學(xué)儀器，2.信號(hào)檢測(cè)，3.數(shù)據(jù)處理，4.遠(yuǎn)程通訊，5.整流橋，6.光電耦合器，7.光敏三極管，8.三極管，9.日歷時(shí)鐘，10.液晶顯示模塊，11.地址鎖存器，12.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，13.單片機(jī)，14.無線接入點(diǎn)，15.天線，16.隔離濾波器，17.接口，18.網(wǎng)卡芯片，19.存儲(chǔ)器，20.通訊模塊，21.天線，22.SIM卡。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明科學(xué)儀器工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置是由信號(hào)檢測(cè)2、數(shù)據(jù)處理3和遠(yuǎn)程通信4三部分構(gòu)成信號(hào)檢測(cè)2包括接觸式監(jiān)測(cè)和非接觸式監(jiān)測(cè)；
接觸式監(jiān)測(cè)主要是用于沒有指示燈變化來反應(yīng)儀器工作狀態(tài)的儀器，接觸式檢測(cè)是從被監(jiān)測(cè)儀器的控制面板上直接引出標(biāo)志儀器工作狀態(tài)變化的電壓量、電流量或開關(guān)量的電信號(hào)，并通過兩個(gè)信號(hào)輸入端到整流橋5，經(jīng)整流濾波后驅(qū)動(dòng)光電耦合器6，輸出中斷信號(hào)給單片機(jī)13。
非接觸式檢測(cè)是用于面板上有指示燈變化來反應(yīng)儀器工作狀態(tài)的儀器，監(jiān)測(cè)裝置與被監(jiān)測(cè)的科學(xué)儀器物理上隔離，通過探頭光感應(yīng)獲取儀器工作狀態(tài)信號(hào)，以此保證對(duì)科學(xué)儀器的“零”干擾，非接觸式檢測(cè)是將科學(xué)儀器工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的探頭對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志科學(xué)儀器工作狀態(tài)的指示燈，探頭感應(yīng)指示燈的狀態(tài)變化，通過改變阻抗驅(qū)動(dòng)光電耦合器6，輸出中斷信號(hào)給單片機(jī)13，探頭是由光敏三極管7和三極管8組合而成。
數(shù)據(jù)處理3包括顯示模塊10、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器12、日歷時(shí)鐘9和地址鎖存器11。單片機(jī)13的I/O口P1與顯示模塊10相連，單片機(jī)13經(jīng)地址鎖存后通過地址/數(shù)據(jù)總線口P0、地址總線口P2與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器12相連，單片機(jī)13地址/數(shù)據(jù)總線口P0和日歷時(shí)鐘9相連。數(shù)據(jù)處理3對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和存儲(chǔ)，準(zhǔn)確記錄有效機(jī)時(shí)，顯示模塊10顯示被檢測(cè)科學(xué)儀器的基本信息、實(shí)時(shí)狀態(tài)和累計(jì)機(jī)時(shí)等信息。
遠(yuǎn)程通訊4包括有線以太網(wǎng)(LAN)、移動(dòng)通信(GPRS)和無線局域網(wǎng)(WLAN)三種。
有線以太網(wǎng)通訊(LAN)是由單片機(jī)13譯碼后通過地址/數(shù)據(jù)總線P0
和P2
分別與網(wǎng)卡芯片18的數(shù)據(jù)口和地址口相連，網(wǎng)卡芯片18通過SPI總線和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器19相連，網(wǎng)卡芯片18經(jīng)網(wǎng)卡隔離濾波器16與接口17連接，單片機(jī)13驅(qū)動(dòng)網(wǎng)卡芯片18，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器19存儲(chǔ)記錄器物理地址、IP和網(wǎng)卡上電復(fù)位等信息，通過網(wǎng)卡隔離濾波器16隔離網(wǎng)絡(luò)信號(hào)與監(jiān)測(cè)裝置的電氣信號(hào)。
移動(dòng)通訊(GPRS)是由GPRS通信模塊20與SIM卡22連接，單片機(jī)13通過串口給GPRS通信模塊20發(fā)送AT命令，GPRS通信模塊20與遠(yuǎn)程服務(wù)器連接后，將被監(jiān)測(cè)的大型儀器的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)器。
無線局域網(wǎng)通訊(WLAN)是由有線以太網(wǎng)通訊(LAN)、無線接入點(diǎn)14和天線15構(gòu)成，通過網(wǎng)卡芯片18驅(qū)動(dòng)無線接入點(diǎn)14，網(wǎng)卡隔離濾波器16經(jīng)無線接入點(diǎn)14與天線15連接，單片機(jī)13通過網(wǎng)卡芯片18和網(wǎng)卡隔離濾波器16驅(qū)動(dòng)無線接入點(diǎn)14工作。
科學(xué)儀器工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的工作過程；事先將被監(jiān)測(cè)科學(xué)儀器與科學(xué)儀器監(jiān)測(cè)裝置連接好，當(dāng)標(biāo)志被監(jiān)測(cè)科學(xué)儀器工作狀態(tài)變化的電壓量、電流量或開關(guān)量的電信號(hào)啟動(dòng)，監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)到工作狀態(tài)信號(hào)后，就開始記錄被檢測(cè)科學(xué)儀器的工作時(shí)間，同時(shí)把開機(jī)信號(hào)通過有線以太網(wǎng)(LAN)、移動(dòng)通信(GPRS)或無線局域網(wǎng)(WLAN)上傳到遠(yuǎn)程服務(wù)器上，在遠(yuǎn)程的計(jì)算機(jī)上就可以看到被監(jiān)測(cè)科學(xué)儀器的工作狀態(tài)。當(dāng)被監(jiān)測(cè)科學(xué)儀器停止工作，檢測(cè)的工作狀態(tài)信號(hào)消失，科學(xué)儀器監(jiān)測(cè)裝置把關(guān)機(jī)信號(hào)和記錄的累積開機(jī)時(shí)間上傳到遠(yuǎn)程服務(wù)器上。讓廣大科技工作者和管理人員隨時(shí)可以了解到他所關(guān)心的大型科學(xué)儀器實(shí)時(shí)運(yùn)行情況。
用哪種通訊方式上傳監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的條件和實(shí)驗(yàn)室周圍的網(wǎng)絡(luò)情況任意選擇。
如日本電子株式會(huì)社(JEOL)生產(chǎn)的JEM-3010超高分辨型透射電鏡，在電路板控制加燈絲高壓信號(hào)的開關(guān)上取出電壓信號(hào)，經(jīng)信號(hào)輸入端接入科學(xué)儀器工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置信號(hào)檢測(cè)2的整流橋5，經(jīng)整流濾波后驅(qū)動(dòng)光電耦合器6，輸出中斷信號(hào)給單片機(jī)13，經(jīng)數(shù)據(jù)處理3對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和存儲(chǔ)，準(zhǔn)確記錄有效機(jī)時(shí)，顯示模塊10顯示被監(jiān)測(cè)科學(xué)儀器的基本信息、實(shí)時(shí)狀態(tài)和累計(jì)機(jī)時(shí)等信息。再經(jīng)有線以太網(wǎng)(LAN)、移動(dòng)通信(GPRS)或無線局域網(wǎng)(WLAN)中的任何一種通訊方式上傳給遠(yuǎn)程服務(wù)器。在遠(yuǎn)程的計(jì)算機(jī)上就可以看到被監(jiān)測(cè)科學(xué)儀器的工作狀態(tài)。當(dāng)被監(jiān)測(cè)科學(xué)儀器停止工作，檢測(cè)的工作狀態(tài)信號(hào)消失，科學(xué)儀器監(jiān)測(cè)裝置把關(guān)機(jī)信號(hào)和記錄的累積開機(jī)時(shí)間上傳到遠(yuǎn)程服務(wù)器上。
如美國(guó)熱電集團(tuán)(Thermo Finnigan)生產(chǎn)的MAT 900XL型扇形磁場(chǎng)高分辨有機(jī)質(zhì)譜儀，其控制面板上設(shè)有加高壓信號(hào)指示燈，把由光敏三極管7和三極管8組合成的探頭對(duì)準(zhǔn)指示燈，通過指示燈的狀態(tài)變化驅(qū)動(dòng)光電耦合器6，輸出中斷信號(hào)給單片機(jī)13，經(jīng)數(shù)據(jù)處理3對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和存儲(chǔ)，準(zhǔn)確記錄有效機(jī)時(shí)，顯示模塊10顯示被監(jiān)測(cè)科學(xué)儀器的基本信息、實(shí)時(shí)狀態(tài)和累計(jì)機(jī)時(shí)等信息。再經(jīng)有線以太網(wǎng)(LAN)、移動(dòng)通信(GPRS)或無線局域網(wǎng)(WLAN)中的任何一種通訊方式上傳給遠(yuǎn)程服務(wù)器。在遠(yuǎn)程的計(jì)算機(jī)上就可以看到被監(jiān)測(cè)科學(xué)儀器的工作狀態(tài)。當(dāng)被監(jiān)測(cè)科學(xué)儀器停止工作，檢測(cè)的工作狀態(tài)信號(hào)消失，科學(xué)儀器監(jiān)測(cè)裝置把關(guān)機(jī)信號(hào)和記錄的累積開機(jī)時(shí)間上傳到遠(yuǎn)程服務(wù)器上。
權(quán)利要求
1.一種用于大型科學(xué)儀器工作狀態(tài)和使用情況的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于是由信號(hào)檢測(cè)(2)、數(shù)據(jù)處理(3)和遠(yuǎn)程通訊(4)三部分構(gòu)成a.信號(hào)檢測(cè)(2)包括接觸式檢測(cè)和非接觸式檢測(cè)，接觸式檢測(cè)是在被監(jiān)測(cè)儀器的控制面板上引出電信號(hào)并輸入到整流橋(5)，經(jīng)整流濾波后驅(qū)動(dòng)光電耦合器(6)，輸出中斷信號(hào)給單片機(jī)(13)；非接觸式檢測(cè)是由光敏三極管(7)和三極管(8)組合成探頭，探頭對(duì)準(zhǔn)被監(jiān)測(cè)儀器工作狀態(tài)指示燈，通過指示燈的狀態(tài)變化驅(qū)動(dòng)光電耦合器(6)，輸出中斷信號(hào)給單片機(jī)(13)；b.數(shù)據(jù)處理(3)是由單片機(jī)(13)經(jīng)I/O P1口連接液晶顯示模塊(10)，單片機(jī)(13)P0口經(jīng)地址鎖存器(11)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(12)相連，單片機(jī)(13)P0、P2口與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(12)相連，單片機(jī)(13)P0口連接日歷時(shí)鐘(9)；c.遠(yuǎn)程通訊(4)包括有線以太網(wǎng)通訊LAN、移動(dòng)通訊GPRS和無線局域網(wǎng)通訊WLAN三種通訊方式。
2.按照權(quán)利要求1所說的遠(yuǎn)程通訊(4)其特征在于，有線以太網(wǎng)通訊LAN是由單片機(jī)(13)的P0
和P2
分別與網(wǎng)卡芯片(18)的數(shù)據(jù)口和地址口相連，網(wǎng)卡芯片(18)通過SPI總線與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(19)相連，網(wǎng)卡芯片(18)經(jīng)網(wǎng)卡隔離濾波器(16)連接接口(17)，單片機(jī)(13)驅(qū)動(dòng)網(wǎng)卡芯片(18)。
3.按照權(quán)利要求1所說的遠(yuǎn)程通訊(4)其特征在于，移動(dòng)通訊GPRS是由單片機(jī)(13)通過串口與通信模塊(20)和天線(21)連接，通信模塊(20)與SIM卡(22)連接。
4.按照權(quán)利要求1或2所說的遠(yuǎn)程通訊(4)其特征在于，無線局域網(wǎng)通訊WLAN是由有線以太網(wǎng)、無線接入點(diǎn)(14)和天線(15)構(gòu)成，單片機(jī)(13)通過網(wǎng)卡芯片(18)和網(wǎng)卡隔離濾波器(16)與無線接入點(diǎn)(14)和天線(15)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開一種主要用于分析、測(cè)試和醫(yī)療儀器工作狀態(tài)和使用情況遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置。該監(jiān)測(cè)裝置是由信號(hào)檢測(cè)、數(shù)據(jù)處理和遠(yuǎn)程通訊三部分構(gòu)成。儀器工作狀態(tài)信號(hào)檢測(cè)分為接觸式和非接觸式兩種，遠(yuǎn)程通訊由有線以太網(wǎng)通訊(LAN)、移動(dòng)通訊(GPRS)和無線局域網(wǎng)通訊(WLAN)構(gòu)成，可根據(jù)具體情況任意選擇。用該裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)分布在不同地區(qū)的質(zhì)譜類、電子光學(xué)類、波譜類、X射線類、光譜類、色譜類等科學(xué)儀器的工作狀態(tài)和使用情況遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)器。廣大科技工作者和管理人員通過訪問服務(wù)器能夠看到這些儀器的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況和工作狀態(tài)，為加強(qiáng)大型科學(xué)儀器的監(jiān)督管理和提高利用率提供了技術(shù)支持。
文檔編號(hào)G01D21/02GK1801238SQ20051011901
公開日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2005年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月25日
發(fā)明者田地, 馬駿驍, 邱春玲, 商飛, 李偉, 鄧廣福, 李春生, 楊智軍, 王豐貴, 陳璐 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)