專利名稱：儀器設(shè)備使用狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種儀器設(shè)備使用狀態(tài)實時監(jiān)控的技術(shù)，尤其涉及一種采用網(wǎng)絡(luò)通訊 技術(shù)進(jìn)行儀器設(shè)備狀態(tài)實時監(jiān)控的裝置及方法。
背景技術(shù)：
隨著教育、科技研發(fā)、行政機(jī)構(gòu)管理投資的加大，大量高精尖儀器設(shè)備涌進(jìn)高校、 企事業(yè)單位實驗室以及政府等各類管理機(jī)構(gòu)，隨著教育水平、科研水平、行政管理水平的發(fā) 展，教學(xué)與科研對高水平分析測試的依賴性越來越強，大型貴重精密儀器在科研中的支撐 作用也日益增強，儀器設(shè)備的管理成為高校、企事業(yè)單位實驗室管理以及政府等行政部門 管理的重要內(nèi)容。儀器設(shè)備管理效率的高低直接影響著實驗室建設(shè)和管理的質(zhì)量、實驗設(shè) 備的使用效果、教學(xué)質(zhì)量的提高和科學(xué)研究的進(jìn)程。如何強化大型儀器設(shè)備的管理，建立適 應(yīng)知識經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求、適應(yīng)實際的管理機(jī)制，真正做到資源共享，提高設(shè)備利用率和使用效 益，是每一位管理人員都需要認(rèn)真思考和探討的問題。因此，研發(fā)適合實驗室以及各類儀器 設(shè)備的管理、實時在線使用監(jiān)測等相關(guān)設(shè)備對各個使用單位設(shè)備管理勢在必行。儀器設(shè)備是各個使用單位從事教學(xué)、科研、行政管理等的重要條件和基本手段，是 各使用單位的物質(zhì)基礎(chǔ)和綜合實力的體現(xiàn)。隨著教學(xué)、科技研發(fā)、行政管理的快速發(fā)展，儀 器設(shè)備在管理中所面臨的新情況、新問題也愈顯突出，如何對儀器設(shè)備進(jìn)行有效的科學(xué)管 理，充分利用儀器設(shè)備資源，使其發(fā)揮最佳效益，已成為各類管理部門研究的一項重要課 題。實踐證明，儀器設(shè)備管理水平的高低直接影響著教學(xué)、科研的發(fā)展水平、速度和規(guī)模。切 實加強各類儀器設(shè)備管理，對于提高學(xué)校、企事業(yè)單位、以及各類行政管理部門的科研創(chuàng)新 水平，促進(jìn)其更快發(fā)展，提高儀器設(shè)備的利用率，節(jié)約能源，防止國有資產(chǎn)流失，具有十分重 要的意義。目前，國內(nèi)外儀器設(shè)備管理基本局限在制度管理和軟件管理層面，通過管理人員 對制度的執(zhí)行以及使用統(tǒng)計軟件對設(shè)備使用的統(tǒng)計報表獲取儀器設(shè)備使用的相關(guān)信息，這 兩種方法雖然可以提高儀器設(shè)備的使用效率和管理水平，但消耗人力、管理煩瑣。管理的好 壞取決于管理人員的責(zé)任心，而儀器設(shè)備所表現(xiàn)的很多狀態(tài)通過該方法無法進(jìn)行管理，所 以如何尋求設(shè)備使用過程中的科學(xué)管理方法已經(jīng)成為迫在眉睫的剛性需求。近幾年國內(nèi)公司開發(fā)了一種儀器設(shè)備管理監(jiān)測裝置，該裝置通過刷卡系統(tǒng)對儀器 設(shè)備的使用進(jìn)行了部分管理，并且只局限在開機(jī)時間、使用人的初步管理，對儀器設(shè)備使用 狀態(tài)(開機(jī)、操作人開機(jī)離崗、全或部分工作狀態(tài)使用)、儀器設(shè)備不穩(wěn)定狀態(tài)報警、儀器設(shè) 備工作電流監(jiān)控等方面存在欠缺。這種管理方式從根本上沒有實現(xiàn)儀器設(shè)備使用的科學(xué)管 理，沒有反應(yīng)出儀器設(shè)備本身的工作參數(shù)和狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題而提供一種儀器設(shè)備使用狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)實時 監(jiān)控裝置及方法，是通過網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)及計算機(jī)軟硬件系統(tǒng)對各類儀器設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行控制和管理，包括對儀器設(shè)備的使用進(jìn)行授權(quán)使用、運行機(jī)時統(tǒng)計、儀器工況在線顯示、 使用日志管理、收費管理、儀器設(shè)備工作電流波形顯示、儀器設(shè)備用電量顯示及能耗統(tǒng)計報 表、儀器設(shè)備不穩(wěn)定電流報警等管理。本發(fā)明的技術(shù)方案如下—種儀器設(shè)備使用狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控裝置，其特征在于包括無線讀卡模塊是由使用卡和讀取模塊構(gòu)成，使用卡采用集成電路IC卡，讀取模塊 采用無線射頻通訊模塊，以讀取使用卡內(nèi)的信息；設(shè)備接入模塊的輸入接口與無線讀卡模塊的輸出接口連接，設(shè)備接入模塊是由接 入插座和微電子開關(guān)構(gòu)成，接入插座用于給儀器設(shè)備提供電源接口，微電子開關(guān)通過確定 無線讀卡模塊讀取的信息是否與使用部門、使用者及機(jī)器編碼一致，若判斷結(jié)果為正確信 息信號則為儀器設(shè)備提供工作電壓以及電流信號；電流信號采集和處理模塊是由電流傳感器、運算放大器和單片機(jī)構(gòu)成，電流信號 采集和處理模塊的信號輸入接口與無線讀卡模塊的信號輸出接口連接，通過電流傳感器對 儀器設(shè)備使用中的電流信號進(jìn)行采集，將采集的電流信號傳輸給運算放大器，信號經(jīng)過放 大處理后，輸出給單片機(jī)，單片機(jī)對讀取的電流信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換、智能處理和使用狀態(tài)定 義，并把電流信號的幅值和儀器設(shè)備使用狀態(tài)編碼傳送給通訊管理模塊；通訊管理模塊采用串聯(lián)通訊接口模塊，通訊管理模塊的信號輸入接口與電流信號 采集和處理模塊的信號輸出接口連接，通訊管理模塊的信號輸出接口與遠(yuǎn)程服務(wù)器模塊的 信號輸入接口連接，通訊管理模塊將接收的使用者信息、開機(jī)信息、儀器設(shè)備使用狀態(tài)信息 以及實時采集的電流數(shù)值通過網(wǎng)絡(luò)通訊方式傳送給遠(yuǎn)程服務(wù)器模塊；遠(yuǎn)程服務(wù)器模塊，采 用終端電腦，將接收的儀器設(shè)備的使用信息進(jìn)行統(tǒng)計管理、工作電流波形實時顯示、儀器設(shè) 備用電量顯示及能耗統(tǒng)計報表、通過對電流超過波動范圍的判斷實現(xiàn)設(shè)備不穩(wěn)定狀態(tài)報警 功能。所述的電流傳感器為霍爾電流傳感器，霍爾電流傳感器通過插座DLl的2引腳輸 入給運放3腳，運放的1腳通過電容C8輸出給運放的5腳，經(jīng)過放大后由運放的7腳輸出 給運放的12腳，再由運放的14腳輸出給運放的10腳，最后由運放的8腳輸出給單片機(jī)，單 片機(jī)對電流信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，讀取電流信號的幅值。所述的通訊管理模塊的信號輸出接口還連接有顯示屏，對設(shè)備使用狀態(tài)、使用時 間等進(jìn)行顯示。一種儀器設(shè)備使用狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控的方法，包括下述步驟無線讀卡模塊通過使用者刷卡讀取使用卡內(nèi)的信息，獲得儀器設(shè)備使用的信息； 無線讀卡模塊對讀取的使用卡內(nèi)信息信息進(jìn)行判斷，確定是否是使用部門、使用者及機(jī)器 編碼一致，如果和儀器設(shè)備設(shè)置相符，通過微電子開關(guān)給儀器設(shè)備供電，如果和儀器設(shè)備設(shè) 置不相符，則關(guān)機(jī)；在給儀器設(shè)備供電的同時，電流信號采集和處理模塊通過電流傳感器對儀器設(shè)備 使用中的電流信號進(jìn)行采集，將采集的電流信號傳輸給運算放大器，信號經(jīng)過放大處理后， 輸出給單片機(jī)，單片機(jī)對讀取的電流信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換、智能處理和使用狀態(tài)定義，并將智 能處理調(diào)整后的電流信號幅值和儀器設(shè)備使用狀態(tài)編碼傳送給通訊管理模塊；通訊管理模塊通過串聯(lián)通訊接口對接收的使用者信息、開機(jī)信息、設(shè)備使用狀態(tài) 信息、實時采集的電流數(shù)值進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊；遠(yuǎn)程服務(wù)器模塊對儀器設(shè)備使用信息進(jìn)行統(tǒng)計管理、使用電流波形實時顯示、儀器設(shè)備用電量顯示及能耗統(tǒng)計報表、通過對電流超過波動 范圍的判斷實現(xiàn)設(shè)備不穩(wěn)定狀態(tài)報警。本發(fā)明的優(yōu)點效果如下本發(fā)明可實現(xiàn)儀器設(shè)備的授權(quán)使用、運行機(jī)時統(tǒng)計、儀器工況在線顯示、使用日志 管理、收費管理、設(shè)備工作電流波形顯示、儀器設(shè)備用電量顯示及能耗統(tǒng)計報表、設(shè)備不穩(wěn) 定電流報警等功能。是對各類儀器設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行控制和管理以及用電量計算和能耗 統(tǒng)計的計算機(jī)軟硬件系統(tǒng)集成產(chǎn)品。管理部門通過讀卡器給每個儀器設(shè)備的使用者授權(quán)發(fā) 放用戶卡，用戶卡上的管理信息包括用戶課題ID，允許使用的設(shè)備名稱、運行使用的時間。 用戶持卡開機(jī)，系統(tǒng)自動記錄設(shè)備使用電流狀態(tài)(關(guān)機(jī)、部分功能使用狀態(tài)、全功能使用狀 態(tài)、待機(jī)等狀態(tài))使用信息，實時顯示設(shè)備用電量并計算能耗指標(biāo)，真正實現(xiàn)了設(shè)備的實時 監(jiān)控和科學(xué)管理。


圖1為本發(fā)明儀器設(shè)備使用狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的電流信號采集和處理模塊的電路結(jié)構(gòu)圖。圖3為本發(fā)明儀器設(shè)備使用狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控方法的流程圖。圖1中，1、無線讀卡模塊，2、設(shè)備接入模塊，3、電流信號采集和處理模塊，4、通訊 管理模塊，5、顯示屏，6、遠(yuǎn)程服務(wù)器模塊。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例詳細(xì)描述對本發(fā)明。實施例1儀器設(shè)備使用狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，它包括無線讀 卡模塊1、設(shè)備接入模塊2、電流信號采集和處理模塊3、通訊管理模塊4和遠(yuǎn)程服務(wù)器模塊 5五個部分，其中，無線讀卡模塊1是由使用卡和讀取模塊構(gòu)成，讀取模塊可以采用無線射 頻通訊模塊，以讀取使用卡內(nèi)信息，卡內(nèi)信息包括使用單位、使用人、機(jī)器編碼等，并將讀取 的信息傳送給設(shè)備接入模塊2 ；設(shè)備接入模塊2是由萬能接入插座和微電子開關(guān)構(gòu)成，萬能 接入插座用于給使用設(shè)備供應(yīng)電源，適用于任何電子設(shè)備，微電子開關(guān)是判斷無線讀卡模 塊2的正確信息信號為設(shè)備輸出220V電壓，以及使用霍爾電流傳感器采集設(shè)備使用產(chǎn)生的 電流信號；電流信號采集和處理模塊3，是將電流信號進(jìn)行采集、放大、A/D轉(zhuǎn)換、智能處理 和使用狀態(tài)定義，并傳送給通訊管理模塊4 ；通訊管理模塊4是將使用者信息、開機(jī)信息、設(shè) 備使用狀態(tài)信息、實時采集的電流數(shù)值等通過串聯(lián)通訊接口 RS232進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊，同時將 相關(guān)信息傳送給顯示屏5和遠(yuǎn)程服務(wù)器模塊6 ；顯示屏5顯示機(jī)器號、使用時間、使用狀、當(dāng) 前的電流數(shù)值等；遠(yuǎn)程服務(wù)器模塊6，按照使用者的信息，將儀器設(shè)備使用信息進(jìn)行統(tǒng)計管 理、使用電流波形實時顯示、儀器設(shè)備用電量顯示及能耗統(tǒng)計報表、通過對電流超過波動范 圍的判斷實現(xiàn)設(shè)備不穩(wěn)定狀態(tài)報警。電流信號采集和處理模塊的結(jié)構(gòu)如圖2所示，插座DLl連接霍爾電流傳感器 CS030GT，3腳是電源正，連接運放LM324的7腳，運放1腳是電源負(fù)，連接電阻R2、R3、R6、 R8的一端，運放2腳連接LM324的3腳；LM324的1腳和2腳相連在一起，連接電阻R2的另 一端和電容C8的正端；電容C8的負(fù)端同時連接電阻R3的另一端、電阻R4的一端，電阻R4
5的另一端連接LM324的5腳，LM324的6腳同時連接電阻R5的一端、電阻R6的另一端，電 阻R5的另一端同時連接LM324的7腳和電阻R7的一端，電阻R7的另一端連接LM324的12 腳，LM324的13腳同時連接電阻Ra的2、3腳和電阻R8的另一端，LM324的14腳同時連接 LM324的10腳和電阻Ra的1腳，LM324的8腳和9腳連接在一起，同時連接插座DLO的2、 3腳，DLO的1腳接地；LM324的4腳接正，11腳接負(fù)；DLO的2、3腳接電流信號采集和處理 模塊?！N儀器設(shè)備使用狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控方法，包括下述步驟通過刷卡獲得設(shè)備使用者的信息(步驟100)；對獲取的信息進(jìn)行判斷；正確則執(zhí) 行步驟103，錯誤則執(zhí)行102(步驟101)；給使用的儀器設(shè)備供電(步驟103)；在供電的同 時采集儀器設(shè)備使用的電流(步驟104)；將采集的電流進(jìn)行調(diào)理并將數(shù)值傳送給通訊管理 模塊(步驟105)；通訊管理模塊對機(jī)器號、使用者的信息、機(jī)器狀態(tài)、電流當(dāng)前數(shù)值進(jìn)行顯 示(步驟106)；通過網(wǎng)絡(luò)將使用者信息、使用狀態(tài)、電流的數(shù)值發(fā)送給服務(wù)器(步驟107)； 服務(wù)器按使用者分類存儲開機(jī)時間、使用時間、狀態(tài)以及電流數(shù)值(步驟108)；服務(wù)器畫出 使用儀器設(shè)備的電流波形、顯示儀器設(shè)備用電量及能耗統(tǒng)計報表、并對不穩(wěn)定電流波形報 警(步驟109)；使用者不使用儀器設(shè)備的時候，刷卡關(guān)機(jī)(步驟110)；最后服務(wù)器結(jié)束實時 監(jiān)控(步驟111)。
權(quán)利要求
一種儀器設(shè)備使用狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控裝置，其特征在于它包括無線讀卡模塊是由使用卡和讀取模塊構(gòu)成，使用卡采用集成電路IC卡，讀取模塊采用無線射頻通訊模塊，以讀取使用卡內(nèi)的信息；設(shè)備接入模塊的輸入接口與無線讀卡模塊的輸出接口連接，設(shè)備接入模塊是由接入插座和微電子開關(guān)構(gòu)成，接入插座用于給儀器設(shè)備提供電源接口，微電子開關(guān)通過確定無線讀卡模塊讀取的信息是否與使用部門、使用者及機(jī)器編碼一致，若判斷結(jié)果為正確信息信號則為儀器設(shè)備提供工作電壓以及電流信號；電流信號采集和處理模塊是由電流傳感器、運算放大器和單片機(jī)構(gòu)成，電流信號采集和處理模塊的信號輸入接口與無線讀卡模塊的信號輸出接口連接，通過電流傳感器對儀器設(shè)備使用中的電流信號進(jìn)行采集，將采集的電流信號傳輸給運算放大器，信號經(jīng)過放大處理后，輸出給單片機(jī)，單片機(jī)對讀取的電流信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換、智能處理和使用狀態(tài)定義，并把電流信號的幅值和儀器設(shè)備使用狀態(tài)編碼傳送給通訊管理模塊；通訊管理模塊采用串聯(lián)通訊接口模塊，通訊管理模塊的信號輸入接口與電流信號采集和處理模塊的信號輸出接口連接，通訊管理模塊的信號輸出接口與遠(yuǎn)程服務(wù)器模塊的信號輸入接口連接，通訊管理模塊將接收的使用者信息、開機(jī)信息、儀器設(shè)備使用狀態(tài)信息以及實時采集的電流數(shù)值通過網(wǎng)絡(luò)通訊方式傳送給遠(yuǎn)程服務(wù)器模塊；遠(yuǎn)程服務(wù)器模塊，采用終端電腦，將接收的儀器設(shè)備的使用信息進(jìn)行統(tǒng)計管理、工作電流波形實時顯示、儀器設(shè)備用電量顯示及能耗統(tǒng)計報表、通過對電流超過波動范圍的判斷實現(xiàn)設(shè)備不穩(wěn)定狀態(tài)報警功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器設(shè)備使用狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控裝置，其特征在于所述的 電流傳感器為霍爾電流傳感器，霍爾電流傳感器通過插座DLl的2引腳輸入給運放3腳，運 放的1腳通過電容C8輸出給運放的5腳，經(jīng)過放大后由運放的7腳輸出給運放的12腳，再 由運放的14腳輸出給運放的10腳，最后由運放的8腳輸出給單片機(jī)，單片機(jī)對電流信號進(jìn) 行A/D轉(zhuǎn)換，讀取電流信號的幅值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器設(shè)備使用狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控裝置，其特征在于所述的 通訊管理模塊的信號輸出接口還連接有顯示屏，對設(shè)備使用狀態(tài)、使用時間等進(jìn)行顯示。
4.一種儀器設(shè)備使用狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控方法，其特征在于包括下述步驟無線讀卡模塊通過使用者刷卡讀取使用卡內(nèi)的信息，獲得儀器設(shè)備使用的信息；無線 讀卡模塊對讀取的使用卡內(nèi)信息信息進(jìn)行判斷，確定是否是使用部門、使用者及機(jī)器編碼 一致，如果和儀器設(shè)備設(shè)置相符，通過微電子開關(guān)給儀器設(shè)備供電，如果和儀器設(shè)備設(shè)置不 相符，則關(guān)機(jī)；在給儀器設(shè)備供電的同時，電流信號采集和處理模塊通過電流傳感器對儀器設(shè)備使用 中的電流信號進(jìn)行采集，將采集的電流信號傳輸給運算放大器，信號經(jīng)過放大處理后，輸出 給單片機(jī)，單片機(jī)對讀取的電流信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換、智能處理和使用狀態(tài)定義，并將智能處 理調(diào)整后的電流信號幅值和儀器設(shè)備使用狀態(tài)編碼傳送給通訊管理模塊；通訊管理模塊通過串聯(lián)通訊接口對接收的使用者信息、開機(jī)信息、設(shè)備使用狀態(tài)信息、 實時采集的電流數(shù)值進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊；遠(yuǎn)程服務(wù)器模塊對儀器設(shè)備使用信息進(jìn)行統(tǒng)計管理、使用電流波形實時顯示、儀器設(shè)備 用電量顯示及能耗統(tǒng)計報表、通過對電流超過波動范圍的判斷實現(xiàn)設(shè)備不穩(wěn)定狀態(tài)報警。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種儀器設(shè)備使用狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控裝置及方法。該裝置包括無線讀卡模塊、設(shè)備接入模塊、電流信號采集和處理模塊、通訊管理模塊和遠(yuǎn)程服務(wù)器模塊。該方法包括無線讀卡模塊讀取使用卡內(nèi)信息；設(shè)備接入模塊對儀器設(shè)備供電接入以及儀器設(shè)備使用電流信號的輸入；電流信號采集和處理模塊對設(shè)備使用中的電流信號進(jìn)行采集、放大、A/D轉(zhuǎn)換、智能處理和使用狀態(tài)定義；通訊管理模塊將使用者信息、開機(jī)信息、設(shè)備使用狀態(tài)信息等進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊管理；遠(yuǎn)程服務(wù)器模塊完成設(shè)備使用信息統(tǒng)計管理、使用電流波形實時顯示、設(shè)備不穩(wěn)定狀態(tài)報警等。本發(fā)明用戶持卡開機(jī)，系統(tǒng)自動記錄設(shè)備使用電流狀態(tài)使用信息，真正實現(xiàn)了設(shè)備的實時監(jiān)控和科學(xué)管理。
文檔編號G05B19/418GK101984381SQ20101028188
公開日2011年3月9日 申請日期2010年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月15日
發(fā)明者龐希寧, 張福利, 李亙松 申請人:中國醫(yī)科大學(xué)