(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210735867.6 (22)申请日 2022.06.27 (71)申请人 甘肃省地质矿产勘查 开发局第三 地 质矿产勘查院 地址 730050 甘肃省兰州市七里河区兰工 坪路121号 (72)发明人 余志峰　梁军　拉毛吉　张英　 李玉泽　李凯学　王玉功　王华　 胡小耕　高永宏　 (74)专利代理 机构 上海梵恒知识产权代理事务 所(普通合伙) 31357 专利代理师 李文凤 (51)Int.Cl. G06Q 10/10(2012.01) G06Q 50/20(2012.01)H04W 4/50(2018.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 基于物联网的智慧实验室管理系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于物联网的智慧实验 室管理系统， 涉及物联网技术领域， 通过为每个 实验设备与实验器材分配编号并安装GPS定位系 统； 预先记录每个实验中每个步骤 所需要使用的 实验设备以及实验器材； 并将每个步骤进行编 号； 最后通过 实验人员输入实验名称获取实验每 个步骤对应的实验设备以及实验器材， 查找对应 未被占用的实验设备与器材集合， 在电子屏幕中 展示； 进一步的， 通过在乘装实验材料的容器下 安装压力传感器， 通过压力传感器与预设的压力 阈值之间的关系， 判断实验材料的剩余数量是否 处于短缺状态； 解决了实验室内实验设备、 实验 器材以及实验材 料容易丢失以及短缺的问题。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 114971587 A 2022.08.30 CN 114971587 A 1.一种基于物联网的智慧实验室管理系统， 其特征在于， 包括设备器材登记模块、 重量 监控模块、 实验流 程登记模块、 可视化模块、 重量分析模块以及提醒模块； 所述设备器材登记模块用于实时将实验设备或实验器材的编号与位置通过无线网络 发送至可视化模块； 所述重量监控模块用于监控实验材料的剩余重量； 所述重量监控模块通过无线 网络方 式实时将压力数据以及容器编号发送至 重量分析模块； 所述实验流程登记模块用于记录各项实验所需要使用的实验设备和实验器材、 实验设 备和实验器材的使用顺序以及实验材料的使用数量； 所述实验流程登记模块与所述可视化 模块以电气方式连接； 所述可视化模块用于在实验人员做实验时， 提供一个交互式平台； 所述交互式平台用 于根据用户需要开展的实验， 为用户展示每 个步骤所需要的实验设备和实验器材的位置； 所述重量分析模块用于分析实验材料的剩余重量； 所述重量分析模块与提醒模块以无 线网络方式连接； 所述提醒模块用于提醒实验人员实验材 料短缺。 2.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧实验室管理系统， 其特征在于， 所述设备器 材登记模块在每个实验设备以及实验器材上安装GPS定位装置以及无线信号收发装置； 其 中， GPS定位装置用于实时定位实验设备以及实验器材； GPS定位装置通过电气方式将实时 位置发送至无线信号收发装置； 所述无线信号收发装置预先保存有实验设备或实验器材的 编号； 无线信号收发装置实时将实验设备或实验器材的编号与位置通过无线网络发送至可 视化模块； 所述编号实验设备或实验器材的编号方式为实验设备或实验器材名 ‑数字编号。 3.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧实验室管理系统， 其特征在于， 所述重量监 控模块在每个容器底部安装一个压力传感器； 当容器被放置时， 压力传感器检测出压力信 息； 所述容器用于乘装实验材料； 将每个容器进行编号； 编号的方式为实验材料名 ‑容器 名‑数字编号。 4.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧实验室管理系统， 其特征在于， 所述实验流 程登记模块包括一个数据存储设备， 在所述数据存储设备中预先通过人工方式录入每个实 验每个步骤所需要的实验设备、 实验器材以及实验材 料的用量； 录入的实验按实验名称的字典序使用数字进行编号； 将每个实验的每个步骤进行编 号； 编号的方式为实验编号 ‑步骤编号。 5.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧实验室管理系统， 其特征在于， 所述可视化 模块包括一个电子屏幕、 一个人机交互装置以及一个第二数据存储设备； 所述第二数据存 储设备用于保存每个实验器材以及实验设备的工作状态； 所述工作状态为已被占用和未被 占用两种； 保存的内容为每个实验器材以及实验设备 的编号与工作状态的对应关系； 预先 将所有实验设备以及实验器材的工作状态标记为未被占用状态。 6.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧实验室管理系统， 其特征在于， 所述可视化 模块为用户展示每 个步骤所需要的实验设备和实验器材的位置包括以下步骤： 步骤S1： 实验人员通过 人机交互装置输入需要开展的实验名称； 步骤S2： 所述可视化模块根据实验名称从实验流程登记模块获取该实验名称对应的实权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114971587 A 2验编号； 步骤S3： 根据实验编号， 获取 该实验编号下每一个步骤需要的实验设备以及实验器材； 步骤S3： 从第二数据存储设备中按编号从小到大的顺序， 查找第一个工作状态为未被 占用的每个实验设备以及实验器材的编号； 将查找到的实验设备编号集合标记 为M， 实验器 材编号集合标记为 N； 步骤S4： 所述可视化模块从设备器材登记模块发送的实验设备以及实验器材的GPS定 位中， 找出编号 集合M中的所有实验设备位置以及编号 集合N中的所有实验器材位置； 步骤S5： 将第 二数据存储设备中实验设备编号集合M以及实验器材编号集合N中的实验 设备以及实验器材的工作状态标记为已被占用状态； 步骤S6： 将实验设备集合M以及实验器材集合N中的实验设备以及实验器材位置在电子 屏幕上高亮展示； 步骤S7： 实验人员在实验结束时， 通过人机交互装置发送实验完成信号； 所述第二数据 存储设备将实验所使用的所有实验设备以及实验器材工作状态标记为未被占用状态。 7.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧实验室管理系统， 其特征在于， 所述重量分 析模块分析实验材 料的剩余重量包括以下步骤： 步骤P1： 所述重量分析模块从重量 监控模块获取每 个容器下压力传感器 检测的压力； 步骤P2： 对于不同的实验材料放置在不同容器内的情况， 预先通过人工方式设置不同 的重量阈值 τ ab； 其中 a表示实验材 料， b表示 容器； 重量阈值 τ ab根据实际经验设置； 步骤P3： 预先根据实际经验设置时长阈值t； 在时长阈值t内， 压力传感器感应数值没有 变动时， 视为有效压力； 当有效压力小于重量阈值τ ab时， 发送材料短缺信号至提醒模块； 所 述材料短缺信号包括 容器编号。 8.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧实验室管理系统， 其特征在于， 所述提醒模 块接收到材料短缺信号中的容器编号， 通过语音播报方式提醒实验人员该容器编号对应的 容器内实验材 料短缺。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114971587 A 3