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实验室智能化管理系统(LIMS)简化了实验室管理流程

2020-10-27 10:15


近年来,随着国家对高校实验室的建设越来越重视,高校实验室在科研、人才培养及成果创新等方面取得丰硕的成果,也推动了我国高等教育的发展。经过多年的发展,高校实验室管理信息化水平较上个世纪有了很大进步,但在高校实验室建设和发展的过程中,实验室管理和实验设备的利用率等问题显得尤为突出。

目前,大部分高校实验室信息化管理系统,仅仅是对实验室的资源、设备和人员信息的管理,在实验室环境检测、设备控制和安全管理方面涉及不多。用传统的方式来管理高校实验室,不仅方法落后,费事费力,效率低下,而且成本高昂。这些传统的管理方式已经不能满足当前高校实验室的迅速发展,目前实验室管理存在的突出问题主要表现在:

(1)对设备信息进行实时查询、监管以及维护效率不高,从而经常出现设备丢失现象,给实验室管理员带来许多的麻烦,浪费了大量的物力与财力。

(2在实验课上,老师通过人工方式了解学生出勤情况,不仅费时,还容易出错。

(3)各实验室之间无法共享资源,实验室之间共享资源率低,尤其是一些高端精密设备、跨实验室设备使用程序复杂,导致某些设备的利用率不高。

(4)现有实验室门锁、窗帘和灯光都釆用机械销匙和手动的方式开关,不能进行智能化的远程控制,对于实验室的使用情况也不能够完整记录。

(5)在实验室环境监测方面,没有对环境实时监测功能,对于实验设备的工作与存放环境不能够及时检测或发出预警,从而给实验室造成毁灭性的损坏。结合当前实验室管理所存在的问题,开发一套智能化的实验室管理系统已经迫在眉睫。

(6)物联网技术应用,随着物联网技术智能控制和管理在各个领域的应用逐渐成熟,将物联网技术应用到实验室的管理系统中是大势所趋。物联网技术为实现高校实验室的自动化、智能化管理提供强有力的技术支撑。高校实验室智能化管理系统的设计目标是取代高校实验室传统的管理方式,增加对实验室环境实时监控和对实验室的智能控制等功能,让实验室的管理智能化,简化实验室管理流程,提高实验室管理的自动化、智能化水平和实验室的利用率,为实现现代高校的“智慧校园”提供强有力的保障。

该实验室智能化管理系统采用三层整体技术架构,每层架构都应用最先进的物联网技术,围绕“软件即服务”的思想,在实现效果和设计理念上体现可视化、泛在化、智能化、个性化、一体化的特点。智能化实验室管理系统整体架构。

(1)用户信息管理模块。

用户信息管理模块不仅方便地管理了实验室内部人员信息,也记录了人员的正常流动过程,还为整个智能实验室管理系统提供了统一用户信息管理账号。该模块包括用户信息添加、用户信息的删除、用户信息修改模块和用户信息查询等功能。

(2)设备信息管理模块。通过对我院实验物联网的实验室设备管理的需求分析,要求实现对实验室设备智能化管理。设备的日常管理包括新买设备的录入、报废设备的删除、设备的使用登记以及现有设备的查询等功能,通过设备上的标签利用RFID 技术实现实验室设备的日常信息化、智能化管理。

(3)节点信息管理模块。由于考虑到系统地可扩展性和可持续性,在物联网实验室智能化管理系统中增加了无线节点管理模块,该模块使系统能够灵活地对各个无线模块进行管理,对节点的添加和删除更加方便,对于开发其他功能模块的成本大大降低了,同时也提高了开发其他模块的效率都。

(4)环境信息管理模块。该模块对传感器采集的实验室内环境数据进行分析与显示,即有对实验室内的温湿度、光照进行详细分析与显示以及查询等功能,为系统的智能控制提供智能决策。

(5)智能控制管理模块。主要是对实验室的开门、开关窗帘和开关灯光等进行智能控制操作。

(6)门禁和考勤管理模块。实验室教学门禁和考勤管理模块,根据课表或临时安排,通过刷卡开启实验室大门,在规定时间和规定地点对规定的人群开放;学生刷卡后,系统对使用实验室的学生自动分配实验台或实验设备,对学生课内外使用实验室的时间、实验内容等进行考勤、记录和统计分析;同时还可以按学籍管理要求,将学生考勤情况自动进行成绩、学分等折算;实验室的课外开放管理,学生可通过网络预约,在得到批准后在规定的时间通过刷卡进入实验室,使用指定的实验台或设备。

(7)系统信息管理模块。它是管理信息系统运行的基础,是对系统操作权限的集中管理,包括定义操作者角色、设定系统用户、设置功能权限、分配功能权限,系统管理设立统一的安全机制,如设置整个系统运行过程的监控机制、设置数据自动备份、清除系统运行过程中的异常任务等。

实验室智能化管理系统的应用实现了管理信息化,简化了实验室管理流程,有效地提高了实验室的管理效率和设备的利用率,降低了实验人员的劳动强度,优化了师生的实验教学环节,加强了实验过程中的实时监控,进一步实现实验室管理上的信息化、智能化、自动化。

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