CN114374891A - 一种实验室标本管理*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种实验室标本管理***，包括采集模块、传输模块和管理模块；采集模块用于通过无线传感器网络获取存储标本的实验室的环境参数，并将环境参数发送至传输模块；传输模块用于将环境参数传输至管理模块；管理模块用于判断环境参数是否异常。本发明通过无线传感器网络来对实验室标本的存储环境进行环境参数的采集，然后通过管理模块对环境参数进行识别，从而实现对实验室的标本的存储环境的实时监测。有利于及时发现存放环境的异常，有利于提高标本的存放的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及管理领域，尤其涉及一种实验室标本管理***。
背景技术
标本是指保持实物原样或经过整理，供学习、研究时参考用的动物、植物、矿物等。标本的存放对环境条件一般都有明确的要求，例如湿度不能过大或温度不能过高或光照强度不能太高等。现有技术中，一般是通过人工定期巡查标本存储的空间来对标本的存放的环境进行管理或通过设置传感器来对标本的存放环境进行管理。但是人工定期巡查的管理方式显然并不能及时发现存放环境的异常，不利于标本的安全存放，而通过设置传感器的方式，现有技术中一般是采用全局随机选取转发节点的形式来进行采集节点和转发节点的划分，这种形式不利于均衡实验室标本管理***中的电量消耗，容易导致部分传感器过早地消耗完能量，从而提高更换电池的频率，增加了对实验室标本进行管理的工作量。
发明内容
本发明的目的在于公开一种实验室标本管理***，解决现有技术全局随机选取转发节点的形式来进行采集节点和转发节点的划分，这种形式不利于均衡实验室标本管理***中的电量消耗，容易导致部分传感器过早地消耗完能量，从而提高更换电池的频率，增加了对实验室标本进行管理的工作量的问题。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种实验室标本管理***，包括采集模块、传输模块和管理模块；
采集模块用于通过无线传感器网络获取存储标本的实验室的环境参数，并将环境参数发送至传输模块；
传输模块用于将环境参数传输至管理模块；
管理模块用于判断环境参数是否异常；
所述无线传感器网络包括无线传感器节点和数据处理基站；
无线传感器节点用于获取自身所处位置的环境参数，并将环境参数传输至数据处理基站；
数据处理基站用于将环境参数传输至传输模块；
数据处理基站还用于采用预设的时间周期将无线传感器节点划分成采集节点和转发节点；
采集节点用于获取自身所处位置的环境参数，并将环境参数传输至转发节点；
转发节点用于将采集节点发送过来的环境参数传输至数据处理基站；
采用预设的时间周期将无线传感器节点划分成采集节点和转发节点，包括：
向无线传感器节点广播采集周期结束信息；
接收无线传感器节点根据采集周期结束信息反馈的状态数据；
根据状态数据将无线传感器节点划分成采集节点和转发节点；
所述根据状态数据将无线传感器节点划分成采集节点和转发节点，包括：
分别计算每个无线传感器节点的数据处理能力值：
其中，datasidx(u)表示无线传感器节点u的数据处理能力值；w1、w2、w3、w4表示预设的权重系数，elft(u)表示无线传感器节点u的当前电量；eit(u)表示无线传感器节点u的满电电量；nfr(u)表示与无线传感器节点u之间的距离小于设定的距离阈值的其它无线传感器节点的数量；nfst表示预设的数量阈值；dtobs(u)表示无线传感器节点u和数据处理基站之间的平均通信跳数；avedtobs表示所有无线传感器节点和数据处理基站之间的平均通信跳数的平均值；matrsdt(u)表示无线传感器节点u单位时间内的最大数据转发量；avematrsdt表示所有无线传感器节点的单位时间内的最大数据转发量的平均值；
将存储标本的实验室分成面积相同的Q个区域；
将每个区域中数据处理能力值最大的前T个无线传感器节点作为该区域的转发节点；
将除了转发节点之外的所有无线传感器节点作为采集节点。
作为优选，所述传输模块包括有线传输单元或无线传输单元；
所述有线传输单元包括通信光纤；
所述无线传输单元包括蜂窝通信网络或WiFi通信网络。
作为优选，所述管理模块包括数据判断单元和预警单元；
数据判断单元用于判断环境参数是否超出预设的数值范围；
预警单元用于在环境参数超出预设的数值范围时，根据预设的预警提示方式向标本管理人员进行预警。
作为优选，所述环境参数包括温度、湿度和光照强度。
作为优选，所述预设的预警提示方式包括短信预警、电话预警和弹框预警。
作为优选，所述状态数据包括坐标、电量情况、邻居节点表和数据吞吐量。
作为优选，所述蜂窝通信网络包括3G通信网络、4G通信网络、5G通信网络中的任一种。
本发明通过无线传感器网络来对实验室标本的存储环境进行环境参数的采集，然后通过管理模块对环境参数进行识别，从而实现对实验室的标本的存储环境的实时监测。有利于及时发现存放环境的异常，有利于提高标本的存放的安全性。同时，本发明在进行分簇处理时，通过进行分区域，然后再分别在每个区域中进行采集节点和转发节点的选取，有利于均衡实验室标本管理***中的电量消耗。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1，为本发明一种实验室标本管理***的一种示例性实施例图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示的一种实施例，本发明提供了一种实验室标本管理***，包括采集模块、传输模块和管理模块；
采集模块用于通过无线传感器网络获取存储标本的实验室的环境参数，并将环境参数发送至传输模块；
传输模块用于将环境参数传输至管理模块；
管理模块用于判断环境参数是否异常；
所述无线传感器网络包括无线传感器节点和数据处理基站；
无线传感器节点用于获取自身所处位置的环境参数，并将环境参数传输至数据处理基站；
数据处理基站用于将环境参数传输至传输模块；
数据处理基站还用于采用预设的时间周期将无线传感器节点划分成采集节点和转发节点；
采集节点用于获取自身所处位置的环境参数，并将环境参数传输至转发节点；
转发节点用于将采集节点发送过来的环境参数传输至数据处理基站；
采用预设的时间周期将无线传感器节点划分成采集节点和转发节点，包括：
向无线传感器节点广播采集周期结束信息；
接收无线传感器节点根据采集周期结束信息反馈的状态数据；
根据状态数据将无线传感器节点划分成采集节点和转发节点；
所述根据状态数据将无线传感器节点划分成采集节点和转发节点，包括：
分别计算每个无线传感器节点的数据处理能力值：
其中，datasidx(u)表示无线传感器节点u的数据处理能力值；w1、w2、w3、w4表示预设的权重系数，elft(u)表示无线传感器节点u的当前电量；eit(u)表示无线传感器节点u的满电电量；nfr(u)表示与无线传感器节点u之间的距离小于设定的距离阈值的其它无线传感器节点的数量；nfst表示预设的数量阈值；dtobs(u)表示无线传感器节点u和数据处理基站之间的平均通信跳数；avedtobs表示所有无线传感器节点和数据处理基站之间的平均通信跳数的平均值；matrsdt(u)表示无线传感器节点u单位时间内的最大数据转发量；avematrsdt表示所有无线传感器节点的单位时间内的最大数据转发量的平均值；
将存储标本的实验室分成面积相同的Q个区域；
将每个区域中数据处理能力值最大的前T个无线传感器节点作为该区域的转发节点；
将除了转发节点之外的所有无线传感器节点作为采集节点。
具体的，数据处理基站将无线传感器节点划分成采集节点和转发节点后，便将采集节点和转发节点对应的无线传感器节点的编号广播至所有的无线传感器节点；
无线传感器节点接收到采集节点和转发节点对应的无线传感器节点的编号后便知道自身属于采集节点还是转发节点。
具体的，状态数据包括坐标、电量情况、邻居节点表、数据吞吐量等。
本发明通过无线传感器网络来对实验室标本的存储环境进行环境参数的采集，然后通过管理模块对环境参数进行识别，从而实现对实验室的标本的存储环境的实时监测。有利于及时发现存放环境的异常，有利于提高标本的存放的安全性。同时，本发明在进行分簇处理时，通过进行分区域，然后再分别在每个区域中进行采集节点和转发节点的选取，有利于均衡实验室标本管理***中的电量消耗。
在本发明上述实施例中，通过将实验室分成多个区域后再分别获取每个区域中的转发节点，这种设置方式，有利于转发节点均衡分布。而如果采用leach协议等划分方式，显然转发节点的分布位置并不好控制，从而导致转发节点分布不均衡，部分转发节点负责的数据转发量过大，影响无线传感器节点的平均寿命。
在计算数据处理能力值时，当前电量越大、nfr(u)越大、dtobs(u)越小、matrsdt(u)越大、则数据处理能力值越大。因此本发明能够从多方面选出最适合担任转发节点的无线传感器节点。有利于均衡无线传感器节点的电量消耗。从而避免需要频繁进行电池的更换。
作为优选，所述传输模块包括有线传输单元或无线传输单元；
所述有线传输单元包括通信光纤；
所述无线传输单元包括蜂窝通信网络或WiFi通信网络。
作为优选，所述蜂窝通信网络包括3G通信网络、4G通信网络、5G通信网络中的任一种。
作为优选，所述管理模块包括数据判断单元和预警单元；
数据判断单元用于判断环境参数是否超出预设的数值范围；
预警单元用于在环境参数超出预设的数值范围时，根据预设的预警提示方式向标本管理人员进行预警。
作为优选，所述环境参数包括温度、湿度和光照强度。
具体的，预设的预警提示方式包括短信预警、电话预警、弹框预警等。
短信预警即将预先设置的预警文字通过短信的方式发送至工作人员的手机，电话预警则是将预警文字转换为语音后，自动拨打工作人员的电话，播放转换得到的语音。
弹框预警即通过在工作人员使用的电子设备(如电脑、手机等)上弹出提醒框。
作为优选，转发节点还用于获取自身所处位置的环境参数，并将环境参数传输至数据处理基站。
作为优选，采集节点将环境参数传输至距离自身最近的转发节点。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
需要说明的是，在本发明各个实施例中的各功能单元/模块可以集成在一个处理单元/模
块中，也可以是各个单元/模块单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元/模块集成在一个单元/模块中。上述集成的单元/模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元/模块的形式实现。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解应当理解，可以以硬件、软件、固件、中间件、代码或其任何恰当组合来实现这里描述的实施例。对于硬件实现，处理器可以在一个或多个下列单元中实现：专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于实现这里所描述功能的其他电子单元或其组合。对于软件实现，实施例的部分或全部流程可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。
实现时，可以将上述程序存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。计算机可读介质可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。
Claims (7)
1.一种实验室标本管理***，其特征在于，包括采集模块、传输模块和管理模块；
采集模块用于通过无线传感器网络获取存储标本的实验室的环境参数，并将环境参数发送至传输模块；
传输模块用于将环境参数传输至管理模块；
管理模块用于判断环境参数是否异常；
所述无线传感器网络包括无线传感器节点和数据处理基站；
无线传感器节点用于获取自身所处位置的环境参数，并将环境参数传输至数据处理基站；
数据处理基站用于将环境参数传输至传输模块；
数据处理基站还用于采用预设的时间周期将无线传感器节点划分成采集节点和转发节点；
采集节点用于获取自身所处位置的环境参数，并将环境参数传输至转发节点；
转发节点用于将采集节点发送过来的环境参数传输至数据处理基站；
采用预设的时间周期将无线传感器节点划分成采集节点和转发节点，包括：
向无线传感器节点广播采集周期结束信息；
接收无线传感器节点根据采集周期结束信息反馈的状态数据；
根据状态数据将无线传感器节点划分成采集节点和转发节点；
所述根据状态数据将无线传感器节点划分成采集节点和转发节点，包括：
分别计算每个无线传感器节点的数据处理能力值：
其中，datasidx(u)表示无线传感器节点u的数据处理能力值；w1、w2、w3、w4表示预设的权重系数，elft(u)表示无线传感器节点u的当前电量；eit(u)表示无线传感器节点u的满电电量；nfr(u)表示与无线传感器节点u之间的距离小于设定的距离阈值的其它无线传感器节点的数量；nfst表示预设的数量阈值；dtobs(u)表示无线传感器节点u和数据处理基站之间的平均通信跳数；avedtobs表示所有无线传感器节点和数据处理基站之间的平均通信跳数的平均值；matrsdt(u)表示无线传感器节点u单位时间内的最大数据转发量；avematrsdt表示所有无线传感器节点的单位时间内的最大数据转发量的平均值；
将存储标本的实验室分成面积相同的Q个区域；
将每个区域中数据处理能力值最大的前T个无线传感器节点作为该区域的转发节点；
将除了转发节点之外的所有无线传感器节点作为采集节点。
2.根据权利要求1所述的一种实验室标本管理***，其特征在于，所述传输模块包括有线传输单元或无线传输单元；
所述有线传输单元包括通信光纤；
所述无线传输单元包括蜂窝通信网络或WiFi通信网络。
3.根据权利要求1所述的一种实验室标本管理***，其特征在于，所述管理模块包括数据判断单元和预警单元；
数据判断单元用于判断环境参数是否超出预设的数值范围；
预警单元用于在环境参数超出预设的数值范围时，根据预设的预警提示方式向标本管理人员进行预警。
4.根据权利要求1所述的一种实验室标本管理***，其特征在于，所述环境参数包括温度、湿度和光照强度。
5.根据权利要求3所述的一种实验室标本管理***，其特征在于，所述预设的预警提示方式包括短信预警、电话预警和弹框预警。
6.根据权利要求1所述的一种实验室标本管理***，其特征在于，所述状态数据包括坐标、电量情况、邻居节点表和数据吞吐量。
7.根据权利要求2所述的一种实验室标本管理***，其特征在于，所述蜂窝通信网络包括3G通信网络、4G通信网络、5G通信网络中的任一种。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220419 |