專利名稱：科學儀器工作狀態監測裝置的制作方法
技術領域：
本發明公開一種主要用于分析、測試和醫療儀器工作狀態和使用情況實時監測的設備，尤其是時可實現遠程監測科學儀器工作狀態的裝置。
背景技術：
現有的科學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的穩定同位素氣體質譜儀MAT-251等，可以對儀器加激發源的時間進行自動記錄，但不支持液晶顯示，更不支持遠程數據傳輸，無法實現網絡化監測。
儀器工作站通過控制軟件實現了對儀器開關機狀態、運行時間、儀器溫度等進行監測，同樣，儀器工作站也不支持遠程數據傳輸，無法實現網絡化監測。
實驗室管理信息系統(LIMS)能夠自動記錄儀器的開關機時間和儀器的工作狀態，如儀器的基本信息、使用狀況、維護和檢驗情況、相關技術指標等的記錄、查詢、歸類和統計等。實驗室管理信息系統(LIMS)需要儀器具有記錄功能并提供接口或通過控制軟件實現。這種監測主要集中在某個單位或實驗室內，監測儀器的種類和數量也有限。如美國熱電、LabWare等公司的實驗室管理信息系統(LIMS)，監測的范圍主要是單個實驗室。中國的實驗室管理信息系統(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。
中國科學儀器協作網和信息化管理系統的建設已形成多層次的大型科學儀器網絡信息系統，但協作網尚不具備大型科學儀器工作狀態的遠程監測功能。由于缺乏有效的大型科學儀器記錄系統，不利于國家和部門對大型儀器的管理，不利于使用儀器的科學家掌握儀器的使用情況，影響了大型科學儀器的共享和使用效率。
發明內容
本發明的目的就在于針對上述現有技術的不足，提供一種能夠客觀記錄科學儀器的有效工作機時和工作狀態、使用情況，并將監測數據實時發送到遠程服務器，可進行遠程監測的科學儀器工作狀態監測裝置。
本發明的目的是通過以下方式實現的科學儀器工作狀態監測裝置是由信號檢測2、數據處理3和遠程通訊4三部分構成信號檢測2包括接觸式檢測和非接觸式檢測，接觸式檢測是在被監測儀器的控制面板上引出電信號并輸入到整流橋5，經整流濾波后驅動光電耦合器6，輸出中斷信號給單片機13；非接觸式檢測是由光敏三極管7和三極管8組合成探頭，探頭對準被監測儀器工作狀態指示燈，通過指示燈的狀態變化驅動光電耦合器6，輸出中斷信號給單片機13；數據處理3是由單片機13經P1口連接液晶顯示模塊10，單片機13P0口經地址鎖存器11與數據存儲器12相連，單片機13的P0、P2口與數據存儲器12相連，單片機13的P0口連接日歷時鐘9；遠程通訊4包括有線以太網通訊(LAN)、移動通訊(GPRS)和無線局域網通訊(WLAN)三種通訊方式。
本發明的目的還可以通過以下方式實現有線以太網通訊(LAN)是由單片機13的P0
和P2
分別與網卡芯片18的數據口和地址口相連，網卡芯片18通過SPI總線與數據存儲器19相連，網卡芯片18經網卡隔離濾波器16連接接口17，單片機13驅動網卡芯片18。
移動通訊(GPRS)是由單片機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。
無線局域網通訊(WLAN)是由有線以太網(LAN)、無線接入點14和天線15構成，單片機13通過網卡芯片18和網卡隔離濾波器16與無線接入點14和天線15連接。
積極效果本發明實現了對質譜儀、電子顯微鏡、X射線儀等不同類型儀器的遠程在線監測，并將數據發送到遠程服務器，通過網絡對分布在不同地區、不同部門、不同單位的大型科學儀器工作狀態和使用情況進行監測，使廣大科學家能夠通過訪問服務器看到這些儀器的實時運行情況和工作狀態，極大地提高了對大型科學儀器的監督管理和大型科學儀器的利用率。
附圖及
附圖1科學儀器工作狀態監測裝置框圖附圖2是附圖1的信號檢測電路圖附圖3是附圖1的數據處理框圖附圖4是附圖1的網絡通訊框圖1.大型科學儀器，2.信號檢測，3.數據處理，4.遠程通訊，5.整流橋，6.光電耦合器，7.光敏三極管，8.三極管，9.日歷時鐘，10.液晶顯示模塊，11.地址鎖存器，12.數據存儲器，13.單片機，14.無線接入點，15.天線，16.隔離濾波器，17.接口，18.網卡芯片，19.存儲器，20.通訊模塊，21.天線，22.SIM卡。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明科學儀器工作狀態監測裝置是由信號檢測2、數據處理3和遠程通信4三部分構成信號檢測2包括接觸式監測和非接觸式監測；
接觸式監測主要是用于沒有指示燈變化來反應儀器工作狀態的儀器，接觸式檢測是從被監測儀器的控制面板上直接引出標志儀器工作狀態變化的電壓量、電流量或開關量的電信號，并通過兩個信號輸入端到整流橋5，經整流濾波后驅動光電耦合器6，輸出中斷信號給單片機13。
非接觸式檢測是用于面板上有指示燈變化來反應儀器工作狀態的儀器，監測裝置與被監測的科學儀器物理上隔離，通過探頭光感應獲取儀器工作狀態信號，以此保證對科學儀器的“零”干擾，非接觸式檢測是將科學儀器工作狀態監測裝置的探頭對準標志科學儀器工作狀態的指示燈，探頭感應指示燈的狀態變化，通過改變阻抗驅動光電耦合器6，輸出中斷信號給單片機13，探頭是由光敏三極管7和三極管8組合而成。
數據處理3包括顯示模塊10、數據存儲器12、日歷時鐘9和地址鎖存器11。單片機13的I/O口P1與顯示模塊10相連，單片機13經地址鎖存后通過地址/數據總線口P0、地址總線口P2與數據存儲器12相連，單片機13地址/數據總線口P0和日歷時鐘9相連。數據處理3對采集到的數據進行處理和存儲，準確記錄有效機時，顯示模塊10顯示被檢測科學儀器的基本信息、實時狀態和累計機時等信息。
遠程通訊4包括有線以太網(LAN)、移動通信(GPRS)和無線局域網(WLAN)三種。
有線以太網通訊(LAN)是由單片機13譯碼后通過地址/數據總線P0
和P2
分別與網卡芯片18的數據口和地址口相連，網卡芯片18通過SPI總線和數據存儲器19相連，網卡芯片18經網卡隔離濾波器16與接口17連接，單片機13驅動網卡芯片18，數據存儲器19存儲記錄器物理地址、IP和網卡上電復位等信息，通過網卡隔離濾波器16隔離網絡信號與監測裝置的電氣信號。
移動通訊(GPRS)是由GPRS通信模塊20與SIM卡22連接，單片機13通過串口給GPRS通信模塊20發送AT命令，GPRS通信模塊20與遠程服務器連接后，將被監測的大型儀器的實時工作狀態發送到遠程服務器。
無線局域網通訊(WLAN)是由有線以太網通訊(LAN)、無線接入點14和天線15構成，通過網卡芯片18驅動無線接入點14，網卡隔離濾波器16經無線接入點14與天線15連接，單片機13通過網卡芯片18和網卡隔離濾波器16驅動無線接入點14工作。
科學儀器工作狀態監測裝置的工作過程；事先將被監測科學儀器與科學儀器監測裝置連接好，當標志被監測科學儀器工作狀態變化的電壓量、電流量或開關量的電信號啟動，監測裝置檢測到工作狀態信號后，就開始記錄被檢測科學儀器的工作時間，同時把開機信號通過有線以太網(LAN)、移動通信(GPRS)或無線局域網(WLAN)上傳到遠程服務器上，在遠程的計算機上就可以看到被監測科學儀器的工作狀態。當被監測科學儀器停止工作，檢測的工作狀態信號消失，科學儀器監測裝置把關機信號和記錄的累積開機時間上傳到遠程服務器上。讓廣大科技工作者和管理人員隨時可以了解到他所關心的大型科學儀器實時運行情況。
用哪種通訊方式上傳監測數據，可根據實驗室的條件和實驗室周圍的網絡情況任意選擇。
如日本電子株式會社(JEOL)生產的JEM-3010超高分辨型透射電鏡，在電路板控制加燈絲高壓信號的開關上取出電壓信號，經信號輸入端接入科學儀器工作狀態監測裝置信號檢測2的整流橋5，經整流濾波后驅動光電耦合器6，輸出中斷信號給單片機13，經數據處理3對采集到的數據進行處理和存儲，準確記錄有效機時，顯示模塊10顯示被監測科學儀器的基本信息、實時狀態和累計機時等信息。再經有線以太網(LAN)、移動通信(GPRS)或無線局域網(WLAN)中的任何一種通訊方式上傳給遠程服務器。在遠程的計算機上就可以看到被監測科學儀器的工作狀態。當被監測科學儀器停止工作，檢測的工作狀態信號消失，科學儀器監測裝置把關機信號和記錄的累積開機時間上傳到遠程服務器上。
如美國熱電集團(Thermo Finnigan)生產的MAT 900XL型扇形磁場高分辨有機質譜儀，其控制面板上設有加高壓信號指示燈，把由光敏三極管7和三極管8組合成的探頭對準指示燈，通過指示燈的狀態變化驅動光電耦合器6，輸出中斷信號給單片機13，經數據處理3對采集到的數據進行處理和存儲，準確記錄有效機時，顯示模塊10顯示被監測科學儀器的基本信息、實時狀態和累計機時等信息。再經有線以太網(LAN)、移動通信(GPRS)或無線局域網(WLAN)中的任何一種通訊方式上傳給遠程服務器。在遠程的計算機上就可以看到被監測科學儀器的工作狀態。當被監測科學儀器停止工作，檢測的工作狀態信號消失，科學儀器監測裝置把關機信號和記錄的累積開機時間上傳到遠程服務器上。
權利要求
1.一種用于大型科學儀器工作狀態和使用情況的監測裝置，其特征在于是由信號檢測(2)、數據處理(3)和遠程通訊(4)三部分構成a.信號檢測(2)包括接觸式檢測和非接觸式檢測，接觸式檢測是在被監測儀器的控制面板上引出電信號并輸入到整流橋(5)，經整流濾波后驅動光電耦合器(6)，輸出中斷信號給單片機(13)；非接觸式檢測是由光敏三極管(7)和三極管(8)組合成探頭，探頭對準被監測儀器工作狀態指示燈，通過指示燈的狀態變化驅動光電耦合器(6)，輸出中斷信號給單片機(13)；b.數據處理(3)是由單片機(13)經I/O P1口連接液晶顯示模塊(10)，單片機(13)P0口經地址鎖存器(11)與數據存儲器(12)相連，單片機(13)P0、P2口與數據存儲器(12)相連，單片機(13)P0口連接日歷時鐘(9)；c.遠程通訊(4)包括有線以太網通訊LAN、移動通訊GPRS和無線局域網通訊WLAN三種通訊方式。
2.按照權利要求1所說的遠程通訊(4)其特征在于，有線以太網通訊LAN是由單片機(13)的P0
和P2
分別與網卡芯片(18)的數據口和地址口相連，網卡芯片(18)通過SPI總線與數據存儲器(19)相連，網卡芯片(18)經網卡隔離濾波器(16)連接接口(17)，單片機(13)驅動網卡芯片(18)。
3.按照權利要求1所說的遠程通訊(4)其特征在于，移動通訊GPRS是由單片機(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.按照權利要求1或2所說的遠程通訊(4)其特征在于，無線局域網通訊WLAN是由有線以太網、無線接入點(14)和天線(15)構成，單片機(13)通過網卡芯片(18)和網卡隔離濾波器(16)與無線接入點(14)和天線(15)連接。
全文摘要
本發明公開一種主要用于分析、測試和醫療儀器工作狀態和使用情況遠程實時監測裝置。該監測裝置是由信號檢測、數據處理和遠程通訊三部分構成。儀器工作狀態信號檢測分為接觸式和非接觸式兩種，遠程通訊由有線以太網通訊(LAN)、移動通訊(GPRS)和無線局域網通訊(WLAN)構成，可根據具體情況任意選擇。用該裝置實現了對分布在不同地區的質譜類、電子光學類、波譜類、X射線類、光譜類、色譜類等科學儀器的工作狀態和使用情況遠程在線監測，并將監測數據實時發送到遠程服務器。廣大科技工作者和管理人員通過訪問服務器能夠看到這些儀器的實時運行情況和工作狀態，為加強大型科學儀器的監督管理和提高利用率提供了技術支持。
文檔編號G01D21/02GK1801238SQ20051011901
公開日2006年7月12日 申請日期2005年11月25日 優先權日2005年11月25日
發明者田地, 馬駿驍, 邱春玲, 商飛, 李偉, 鄧廣福, 李春生, 楊智軍, 王豐貴, 陳璐 申請人:吉林大學
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
