專利名稱：基于控制計算機的科學(xué)儀器工作狀態(tài)監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種科學(xué)儀器工作狀態(tài)監(jiān)測方法，尤其涉及一種基于控制計算機的大型科學(xué)儀器工作狀態(tài)遠程實時監(jiān)測的方法。
背景技術(shù)：
部分現(xiàn)有的科學(xué)儀器可以自動記錄其加激發(fā)源等工作狀態(tài)。一類是通過碼盤等硬件設(shè)備，如Shimadz公司的EMX-SM電子探針、Thermo Finnigan公司的MAT-251穩(wěn)定同位素氣體質(zhì)譜儀等；一類是通過儀器工作站的控制軟件，如JEOL公司的JSM-6700F冷場發(fā)射掃描電鏡等。但它們均只能現(xiàn)場查看數(shù)據(jù)，不支持?jǐn)?shù)據(jù)的遠程傳輸，無法實現(xiàn)其工作狀態(tài)的遠程實時監(jiān)測。
部分實驗室信息管理系統(tǒng)(LIMS)通過其儀器集成功能與科學(xué)儀器聯(lián)結(jié)，可以記錄科學(xué)儀器的工作狀態(tài)，但這需要科學(xué)儀器具有相關(guān)接口。這種監(jiān)測局限于某個單位或?qū)嶒炇覂?nèi)，監(jiān)測的科學(xué)儀器種類和數(shù)量也有限，如Thermo公司的SampleManager LIMS、LabWare公司的LabWare LIMS等。
吉林大學(xué)提出一種科學(xué)儀器工作狀態(tài)監(jiān)測裝置(參見中國發(fā)明專利申請?zhí)?00510119017.X)，從科學(xué)儀器控制面板或工作狀態(tài)指示燈采集光電信號，實現(xiàn)科學(xué)儀器工作狀態(tài)監(jiān)測。但是對于工作過程幾乎完全由計算機控制的部分新型現(xiàn)代科學(xué)儀器，其控制面板及工作狀態(tài)指示燈的許多功能已由控制計算機實現(xiàn)，該裝置難以實施。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于控制計算機的大型科學(xué)儀器工作狀態(tài)遠程監(jiān)測方法。該方法能夠客觀記錄大型科學(xué)儀器的有效工作機時和工作狀態(tài)，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)實時發(fā)送到遠程監(jiān)測服務(wù)器。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種基于控制計算機的大型科學(xué)儀器工作狀態(tài)遠程監(jiān)測方法，由狀態(tài)數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)遠程通信終端三部分構(gòu)成。
狀態(tài)數(shù)據(jù)采集部分涉及一種基于計算機程序監(jiān)控的多方式聯(lián)合檢測方法，其特征在于通過對大型科學(xué)儀器控制軟件及控制計算機的檢測，獲取大型科學(xué)儀器的工作狀態(tài)，它包含的具體檢測方式如下1.基于windows鼠標(biāo)和鍵盤鉤子，追蹤用戶對科學(xué)儀器控制軟件的操作，確定科學(xué)儀器的工作狀態(tài)。
2.基于模式識別，對科學(xué)儀器控制軟件的工作窗口界面進行特征檢測，確定表征儀器工作狀態(tài)的標(biāo)志是否存在，從而判斷科學(xué)儀器的相應(yīng)工作狀態(tài)。
3.分析科學(xué)儀器控制軟件的日志文件，并對相應(yīng)字段進行模式匹配，確定科學(xué)儀器的工作狀態(tài)。
4.分析計算機與儀器通信接口的數(shù)據(jù)流，如串口、網(wǎng)口等，根據(jù)數(shù)據(jù)流的變化規(guī)律或解析儀器控制命令來判斷科學(xué)儀器的工作狀態(tài)。
上述四種檢測方式可根據(jù)大型科學(xué)儀器的不同選擇一種或多種，形成基于計算機程序監(jiān)控的多方式聯(lián)合檢測方法，從而最終確定大型科學(xué)儀器的工作狀態(tài)。
狀態(tài)數(shù)據(jù)處理部分把采集的科學(xué)儀器工作狀態(tài)數(shù)據(jù)處理成統(tǒng)一的格式，以便通過數(shù)據(jù)遠程通信終端發(fā)送給遠程監(jiān)測服務(wù)器。
數(shù)據(jù)遠程通信終端負責(zé)將科學(xué)儀器工作狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h程監(jiān)測服務(wù)器，它可以避免控制儀器的計算機與網(wǎng)絡(luò)直接相連，確?？刂朴嬎銠C的安全。數(shù)據(jù)遠程通信終端與控制計算機有RS-232、USB及TCP/IP三種通信方式，它支持的遠程通信方式有如下五種ADSL、LAN、WLAN、GPRS、CDMA。
由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)點1.多方式聯(lián)合檢測方法能夠獲取更多的科學(xué)儀器工作狀態(tài)參數(shù)，更準(zhǔn)確、更全面的反映科學(xué)儀器的工作狀態(tài)。
2.數(shù)據(jù)遠程通信終端與控制儀器的計算機及遠程監(jiān)測服務(wù)器均有多種通信方式，選擇靈活方便。
3.科學(xué)儀器的工作狀態(tài)監(jiān)測是通過對其控制軟件及控制計算機的檢測實現(xiàn)的，無需對科學(xué)儀器進行操作，便于安裝實施。
4.數(shù)據(jù)遠程通信終端避免了控制儀器的計算機與網(wǎng)絡(luò)直接相連，保證了控制計算機的安全。
積極效果本發(fā)明實現(xiàn)了對電子光學(xué)類、質(zhì)譜類、X射線類、波譜類、光譜類、色譜類等類型大型科學(xué)儀器的遠程在線監(jiān)測，科學(xué)儀器工作者及管理人員可隨時訪問監(jiān)測服務(wù)器，查看大型科學(xué)儀器的工作狀態(tài)，大大提高了大型科學(xué)儀器的共享水平。


圖1為監(jiān)測方法結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為監(jiān)測方法連接示意圖。
圖3為多方式聯(lián)合檢測方法原理示意圖。
圖4為多方式聯(lián)合檢測方法流程圖。
具體實施例方式
如圖1所示，基于控制計算機的大型科學(xué)儀器工作狀態(tài)遠程監(jiān)測方法，由狀態(tài)數(shù)據(jù)采集(4)、狀態(tài)數(shù)據(jù)處理(5)、數(shù)據(jù)遠程通信終端(6)三部分構(gòu)成，其中狀態(tài)數(shù)據(jù)采集(4)和狀態(tài)數(shù)據(jù)處理(5)兩部分位于控制儀器的計算機(2)中。大型科學(xué)儀器(1)的工作過程幾乎完全由位于控制計算機(2)中的儀器控制軟件(3)所控制。狀態(tài)數(shù)據(jù)處理(5)將狀態(tài)數(shù)據(jù)采集(4)所采集的數(shù)據(jù)處理后，發(fā)送到數(shù)據(jù)遠程通信終端(6)，由數(shù)據(jù)遠程通信終端(6)發(fā)送到遠程監(jiān)測服務(wù)器(7)。這樣用戶就可以通過訪問監(jiān)測服務(wù)器實時的獲取科學(xué)儀器工作狀態(tài)信息。
參見圖2，狀態(tài)數(shù)據(jù)處理(5)與數(shù)據(jù)遠程通信終端(6)間有RS-232(8)、USB(9)、TCP/IP(10)三種通信方式，可根據(jù)控制計算機(2)的實際情況選用。數(shù)據(jù)遠程通信終端(6)通過Internet/Intranet與遠程監(jiān)測服務(wù)器(7)通信，可選用的通信方式有ADSL(11)、LAN(12)、WLAN(13)、GPRS(14)、CDMA(15)五種，可根據(jù)實驗室的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等實際情況選用。
參見圖3，多方式聯(lián)合檢測方法(16)包含的具體檢測方式有基于windows鼠標(biāo)和鍵盤鉤子的檢測(17)、基于模式識別的界面特征檢測(18)、分析儀器控制軟件的日志文件(19)、分析通信接口的數(shù)據(jù)流(20)四種，可以根據(jù)大型科學(xué)儀器(1)及其控制軟件(3)的不同選用一種或多種。
基于計算機程序監(jiān)控的多方式聯(lián)合檢測方法的流程參見圖4第一步，判斷科學(xué)儀器控制軟件的程序進程是否存在，若不存在，則表示現(xiàn)在儀器并未打開，這一檢測流程就會結(jié)束；若程序進程存在，則進行第二步。
第二步，判斷相應(yīng)的工作窗口是否存在，若該窗口不存在，表示儀器并未工作，該檢測流程結(jié)束；若該窗口存在，則進行第三步。
第三步，此時，儀器已經(jīng)具備了運行的必要條件，需要根據(jù)儀器種類的不同，從基于windows鼠標(biāo)和鍵盤鉤子的檢測(17)、基于模式識別的界面特征檢測(18)、分析儀器控制軟件的日志文件(19)、分析通信接口的數(shù)據(jù)流(20)這四種方式中選擇一種或多種檢測方式，形成多方式聯(lián)合檢測方法。
第四步，采用多方式聯(lián)合檢測方法，采集科學(xué)儀器狀態(tài)數(shù)據(jù)。
第五步，將多方式聯(lián)合檢測方法所采集的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一處理，形成統(tǒng)一的格式。
第六步，將處理后的科學(xué)儀器狀態(tài)數(shù)據(jù)在本地顯示，并發(fā)送到數(shù)據(jù)遠程通信終端(6)。
第七步，該檢測流程結(jié)束。
基于控制計算機的科學(xué)儀器工作狀態(tài)監(jiān)測方法的工作過程如下控制儀器的計算機(2)定時執(zhí)行上述檢測流程，當(dāng)儀器控制軟件(3)工作時，根據(jù)科學(xué)儀器種類的不同，將用戶對科學(xué)儀器的操作信息、對控制軟件工作窗口界面作特征檢測獲得的信息、控制軟件日志中的信息、控制計算機同儀器間的數(shù)據(jù)流信息中的一種或多種，經(jīng)處理后通過RS-232(8)、USB(9)、TCP/IP(10)中的一種發(fā)送到數(shù)據(jù)遠程通信終端(6)。然后，數(shù)據(jù)遠程通信終端(6)通過ADSL(11)、LAN(12)、WLAN(13)、GPRS(14)、CDMA(15)中的一種，將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程監(jiān)測服務(wù)器(7)。這樣，科學(xué)儀器工作者及管理人員可隨時訪問監(jiān)測服務(wù)器(7)，實時的獲取科學(xué)儀器開關(guān)機、加激發(fā)源等工作狀態(tài)信息，從而掌握大型科學(xué)儀器(1)的運行狀況。
如荷蘭FEI公司生產(chǎn)的Quanta 200環(huán)境掃描電子顯微鏡，其抽真空、加高壓等操作完全由控制儀器的計算機(2)實現(xiàn)。儀器控制軟件(3)界面上有Pump(抽真空)、HV(加高壓)等按鈕，用鼠標(biāo)點擊Pump按鈕時，儀器開始抽真空，同時該按鈕由灰色變?yōu)辄S色，當(dāng)真空度達到要求后，該按鈕變?yōu)椤安豢捎谩睜顟B(tài)。此時可以點擊HV按鈕，儀器開始工作。當(dāng)樣品做完后，再次點擊HV按鈕，儀器將停止工作。因此多方式聯(lián)合檢測方法(16)可選擇基于windows鼠標(biāo)和鍵盤鉤子的檢測(17)、基于模式識別的界面特征檢測(18)兩種方式，分析儀器控制軟件的日志文件(19)、分析通信接口的數(shù)據(jù)流(20)可作為輔助方式，這樣就可以完成對環(huán)境掃描電子顯微鏡這一科學(xué)儀器的抽真空、加高壓等工作狀態(tài)的檢測，實現(xiàn)科學(xué)儀器工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集。所采集的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)經(jīng)處理后最終由數(shù)據(jù)遠程通信終端(6)傳輸?shù)竭h程監(jiān)測服務(wù)器(7)上，從而實現(xiàn)儀器工作狀態(tài)的遠程實時監(jiān)測。
權(quán)利要求
1.一種基于控制計算機的科學(xué)儀器工作狀態(tài)監(jiān)測方法，由狀態(tài)數(shù)據(jù)采集(4)、狀態(tài)數(shù)據(jù)處理(5)、數(shù)據(jù)遠程通信終端(6)三部分構(gòu)成，其中狀態(tài)數(shù)據(jù)采集(4)、狀態(tài)數(shù)據(jù)處理(5)兩部分位于控制儀器的計算機(2)上。其特征在于從控制儀器的計算機(2)而不是大型科學(xué)儀器(1)自身獲取大型科學(xué)儀器(1)的工作狀態(tài)，并通過數(shù)據(jù)遠程通信終端(6)將狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程監(jiān)測服務(wù)器(7)。
2.如權(quán)利要求1所述的狀態(tài)數(shù)據(jù)采集部分(4)，其特征在于采用了一種基于計算機程序監(jiān)控的多方式聯(lián)合檢測方法(16)，通過對儀器控制軟件(3)及控制計算機(2)的檢測，獲取大型科學(xué)儀器(1)的工作狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種基于計算機程序監(jiān)控的多方式聯(lián)合檢測方法(16)，其特征在于包含基于windows鼠標(biāo)和鍵盤鉤子的檢測(17)、基于模式識別的界面特征檢測(18)、分析儀器控制軟件的日志文件(19)、分析通信接口的數(shù)據(jù)流(20)四種檢測方式，可根據(jù)大型科學(xué)儀器(1)的不同選擇一種或多種。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)遠程通信終端(6)，其特征在于避免了控制儀器的計算機(2)與網(wǎng)絡(luò)直接相連，保證了其安全。
5.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)遠程通信終端(6)，其特征在于與控制計算機(2)間有RS-232(8)、USB(9)、TCP/IP(10)三種通信方式，支持的遠程通信方式有ADSL(11)、LAN(12)、WLAN(13)、GPRS(14)、CDMA(15)五種。
全文摘要
一種基于控制計算機的科學(xué)儀器工作狀態(tài)監(jiān)測方法，由狀態(tài)數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)遠程通信終端三部分構(gòu)成。狀態(tài)數(shù)據(jù)采集部分采用一種基于鼠標(biāo)鍵盤鉤子、軟件界面特征、日志文件和通信接口數(shù)據(jù)流的多方式聯(lián)合檢測方法，其特征在于通過對控制軟件及控制計算機的檢測，獲取儀器的工作狀態(tài)。狀態(tài)數(shù)據(jù)處理部分負責(zé)將狀態(tài)數(shù)據(jù)處理成統(tǒng)一格式。數(shù)據(jù)遠程通信終端負責(zé)將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程監(jiān)測服務(wù)器，它與控制計算機的通信方式有RS－232、USB和TCP/IP，遠程通信方式有ADSL、LAN、WLAN、GPRS和CDMA。本發(fā)明能檢測多種工作狀態(tài)參數(shù)，通信方式多樣，實施方便，安全可靠，可實現(xiàn)對計算機控制的科學(xué)儀器工作狀態(tài)的有效監(jiān)測。
文檔編號G05B19/418GK101051397SQ20071005520
公開日2007年10月10日 申請日期2007年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月4日
發(fā)明者田地, 王豐貴, 楊智君, 毛宏宇, 孫蕊, 楊紅生, 陳璐, 孟祥玲, 關(guān)姍姍, 馬駿驍, 李偉, 楊光, 喬艷明, 李春生, 邱春玲 申請人:吉林大學(xué)