(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210178694.2 (22)申请日 2022.02.25 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114240406 A (43)申请公布日 2022.03.25 (73)专利权人 深圳大学 地址 518000 广东省深圳市南 山区粤海街 道南海大道3 688号 (72)发明人 陈思佳　叶斌　王辉　潘锋　 宋广为　 (74)专利代理 机构 深圳壹舟知识产权代理事务 所(普通合伙) 44331 专利代理师 欧志明 (51)Int.Cl. G06Q 10/10(2012.01)G06Q 50/20(2012.01) G01D 21/02(2006.01) H04N 5/232(2006.01) 审查员 马婷婷 (54)发明名称 一种智能实验室可视化智慧管理系统 (57)摘要 一种智能实验室可视化智慧管 理系统， 属于 智能实验室技术领域， 为了解决利用现有的实验 室无法对实验室内进行合理管 理； 现有的内部实 验数据无法很好的进行记录和存储， 容易造成数 据紊乱， 实验只能现场教学， 无法在网上进行实 时教学， 导致可视化效率低。 本发明一种智 能实 验室可视化智慧管理系统， 能够实时进行信息传 送， 保证实验过程中内部环境的质量， 且实时监 控， 能够随时进行了解， 提醒实验人员进行处理， 有效保证实验的安全性， 能够实时确保管理效 率， 实现对实验室场所、 人员、 设备、 环境与安全 保障的综合智能化管理， 还可以在课表区域非上 课时段对教室预约信息展示， 提高实验室场所监 控管理效率， 也保证实时预约的便捷性。 权利要求书3页 说明书9页 附图6页 CN 114240406 B 2022.05.27 CN 114240406 B 1.一种智能实验室可视化智慧管理系统， 其特征在于： 包括实验室本体(1)， 所述实验 室本体(1)的前端开设有观测玻璃(11)， 实验室本体(1)的内部设置有检测装置(2)， 所述实 验室本体(1)的前端设置有控制面板(12)， 控制面板(12)与检测 装置(2)电连接， 所述实验 室本体(1)的内部设置有智能管理系统(3)， 智能管 理系统(3)与实验数据管 理系统(4)电连 接， 所述智能管理系统(3)包括总控电路(31)、 储存模块(32)、 警报模块(33)和传输模块 (34)， 总控电路(31)分别与储存模块(32)、 警报模块(33)和传输模块(34)电连接， 储存模块 (32)与摄像监测 组件(24)电连接， 总控电路(31)通过传输模块(34)与实验数据管理系统 (4)电连接； 所述储存模块(32)用于存储实验室数据传输链路中的传输数据， 具体的数据存储过程 如下： 步骤201： 监测数据传输链路中的传输节点， 并采集对应区域中传输节点中的数据， 整 合待存储数据， 并针对所述待存储数据的时间复杂度进行计算,首先需要针对数据中的待 存储数据进行计算： 其中， Dc表示待存储数据， σ 表示网络拥塞系数， 且σ >1, δ表示数据存储系数， DS表示一个 节点中采集的数据量， Q表示总节点数； 步骤202： 计算选择的区域内数据传输链路中总节点传输数据量的时间函数： 其中， T1表示区域内总节点数据量对应的时间函数， T0表示在输入和输出过程中消耗的 时间函数， ε表示主连接节点的采集数据占区域内总数据量的比重， Dmain表示主节点采集的 数据量， Q表示总节点数， σ 表示网络拥塞系数， DS表示一个节点中采集的数据量； 步骤203： 计算待存 储数据的总消耗时间： 其中， T表示区域内待存储数据的存储时间总消耗时间函数， T0表示在输入和 输出过程 中消耗的时间函数， δ表示数据存储系数， DS表示一个节点中采集的数据量， Q表示总节点 数， N表示区域内一个节点与其它节点的连接数量， σ 表示 网络拥塞系数， T1表示区域内数据 量对应的时间函数； 所述实验数据管理系统(4)包括修改登录系统(41)、 课程预约系统(42)、 管理系统 (43)、 数据可视化系统(44)和数据统计系统(45)， 修改登录系统(41)与课程预约系统(42)、 管理系统(43)、 数据可视化系统(44)和数据统计系统(45)连接， 数据可视化系统(44)支持 数据可视化展示， 可视化数据展示至少包括： 构件教室相关建筑的2.5D效果图； 对教室教学 设备能耗、 月度能耗趋势、 年度能耗、 设备在线和离线状态和故障告警分析进行统计,数据 统计系统(45)对教室使用状况 统计、 教室类型数量、 教室今日利用率、 教室当月平均利用率 进行观测记录， 以及对桌 面云系统的云桌 面设备在线和离线数量进行统计； 所述故障告警分析的执 行步骤主 要包括：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114240406 B 2步骤1： 获取实验室内部的网络拓扑和电源结构， 针对所述网络拓扑和电源结构进行故 障特征分析， 确定故障类型； 其中， 所述故障类型包括： 网络故障、 电路故障、 参数设置故障； 步骤2： 获取数据传输链路， 根据所述数据传输链路采集预设时间内的数据传输数量， 确定数据传输 速率， 根据所述数据传输 速率， 确定故障类型 是否为网络故障； 步骤3： 获取实验室内部电路运行的电压和电流信号， 将所述电压和电流信号进行小波 变换， 获取电路连通 性反馈信息， 确定故障类型 是否为电路故障； 步骤4： 基于预设的深度 学习故障诊断模型， 将参数特征作为输入项发送至故障诊断模 型， 获取异常设置参数， 确定故障类型是否为参数设置故障； 其中， 所述故障诊断模型用于 根据输入参数信息， 结合浅层网络分类 器， 确定异常输入参数信息； 步骤5： 接收故障类型信息， 并根据所述故障类型信 息， 获取故障特性， 根据所述故障特 性进行故障定位， 确定故障定位结果； 其中， 所述故障特性包括： 传播特性、 暂态特性、 电气 特性。 2.根据权利要求1所述的一种智能实验室可视化智慧管理系统， 其特征在于： 所述检测 装置(2)包括气体检测器(21)、 温度感应器(22)、 湿度感应器(23)和摄像监测组件(24)， 气 体检测器(21)、 温度感应器(22)、 湿度感应器(23)和摄像监测组件(24)设置在实验室本体 (1)的内壁上， 用于检测实验室本体(1)内环境实验指数， 且气体检测器(21)、 温度感应器 (22)、 湿度感应器(23)和摄像监测组件(24)分别与智能管理系统(3)电连接,所述摄像监测 组件(24)包括摄像监控机组(241)、 拍摄镜头(242)、 安装支架(243)和角度调整结构(244)， 摄像监控机组(241)的前端均设置有拍摄镜头(242)， 摄像监控机组(241)均通过角度调整 结构(244)固定在安装支架(243)上， 安装支架(243)固定在实验室本体(1)的内壁上， 摄像 监控机组(241)是由多个不同位的摄 像机组成。 3.根据权利要求1所述的一种智能实验室可视化智慧管理系统， 其特征在于： 所述修改 登录系统(41)内设置有角色创建单元、 角色授权管理单元、 API对接单元和数据修改单元， 修改登录系统(4 1)通过角色创建单元、 角色授权管 理单元、 API对接单元和数据修改单元支 持通过API接口的对接， 实现对现有电子班牌系统、 物联网系统、 监控系统、 桌面云系统进 行 新增、 修改、 启用、 禁用、 删除， 以及按角色授权管理。 4.根据权利要求1所述的一种智能实验室可视化智慧管理系统， 其特征在于： 所述课程 预约系统(42)包括如下步骤： S101： 通过按周、 按教室对课表和调代课通知进行实时展示至现有电子班牌上； S102： 在课表区域非上课时段对教室预约信息展示， 便 于学员登录后进行课程预约； S103： 可通过在电脑端通过Web应用查看现场视频监控， 支持在公众号通过H5应用查看 现场视频监控； S104： 支持学 校用户在外网通过VPN登录进入内网查看现场视频监控； S105： 支持统一身份认证系统通过API接口实现对接， 实现同一账号密码登录 。 5.根据权利要求1所述的一种智能实验室可视化智慧管理系统， 其特征在于： 所述管理 系统(43)内支持管理员对上线API进行管理， 支持对API进行新增、 修改、 启用、 禁用和删除 操作， API详情包括基本信息、 定义AP  I请求和返回码说明， 其中基本信息包括类型、 分组、 API名称、 是否默认 开启、 描述， 未默认开启的API需开发者申请由管理员审核通过后方可开 通并调用， 定义API请求包括请求方法、 API标识、 请求路径、 输入参数说明在POST方法下还权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114240406 B 3