一种实验环境安全检查的巡视控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种实验环境安全检查的巡视控制系统，包括：第一控制层、执行层、通讯层及第二控制层；其中，所述第一控制层与所述执行层通过有线或无线信号连接；所述第一控制层与所述通讯层通过MODBUS连接；所述通讯层与所述第二控制层通过以太网或5G网络连接；通过第一控制层、执行层、通讯层、第二控制层，层次清晰，管理高效，功能划分合理，实现实验室风险操作的预判、报警、联动的集中控制系统。联动的集中控制系统。联动的集中控制系统。

【技术实现步骤摘要】
一种实验环境安全检查的巡视控制系统


[0001]本专利技术涉及控制
，特别涉及一种实验环境安全检查的巡视控制系统。

技术介绍

[0002]根据实验工艺要求，实验室等实验环境使用过程中科研人员需使用有毒有害的试剂操作、需要参与有安全风险的实验操作、实验产物可能为有爆炸风险的物质，由于试剂、产物和操作不当引发的安全事故频率较高，对人员人身安全和职业健康影响较大，对科研成果的完成效率有较大影响。目前已有的室内常规安防监控系统，仅对实验室内的日常操作做监控记录，对于风险操作无预判和报警能力。目前已有的BMS和EMS控制系统仅对机组和房间温湿度压力做单独控制，不涉及安全风险的控制和排除。目前现有火灾自动报警技术为公共建筑常规控制系统，仅对火灾危险做识别和联动报警，尚未有针对实验工艺和科研人员的操作安全风险的识别技术。目前科研单位多采用人工例行检查方式，人工成本较高且不能实时进行检查，安全风险控制滞后，只有在风险发生后才有管控。目前尚未有实验室日常操作安全风险数据库，科研单位科普教育无大数据支撑，科普难度较大且效果不佳。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种实验环境安全检查的巡视控制系统，通过实时监控系统、AGV巡视机器人联动、室内环境监测系统实现基于实验环境安全风险的智能检测和预警，并依此联动相关设备和系统实现风险报警、风险控制和风险排除，降低科研人员实验操作过程安全风险。控制系统集成大数据模块，可针对风险行为分析的动态数据形成数据库，通过神经网络算法和行为预测模型算法迭代数据库和优化智能判据，提高科研效率减低科研风险。
[0004]为达到上述目的，本专利技术实施例提出了一种实验环境安全检查的巡视控制系统，包括：
[0005]第一控制层、执行层、通讯层及第二控制层；其中，
[0006]所述第一控制层与所述执行层通过有线或无线信号连接；
[0007]所述第一控制层与所述通讯层通过MODBUS连接；
[0008]所述通讯层与所述第二控制层通过以太网或5G网络连接；
[0009]所述第一控制层包括控制器和人机界面；
[0010]所述控制器为嵌入式控制器，用于：
[0011]根据存储运行程序和大数据控制策略，对执行层发出动作指令并采集执行层反馈数据；
[0012]接收上位机操作指令；
[0013]所述人机界面，用于显示系统运行参数以及状态；
[0014]所述控制器包括监控模块、AGV运动模块、通讯模块、大数据模块；所述通讯模块分别与所述监控模块、AGV运动模块、大数据模块连接。
[0015]根据本专利技术的一些实施例，所述监控模块用于获取监控数据，采用K
‑
means行为分析算法做预测预警分析。
[0016]根据本专利技术的一些实施例，所述大数据模块中存储有神经网络机器学习算法，所述神经网络机器学习算法包括离散型神经网络演化方程：
[0017][0018][0019]其中，u
i
为第i个神经元的当前状态；v
i
为第i个神经元的输出信息；u
i
(t+1)表示在t+1时刻时，第i个神经元的当前状态；v
i
(t+1)表示在t+1时刻时，第i个神经元的输出信息；W
ij
表示第i个神经元和第j个神经元之间连接的权值；v
j
(t)为在t时刻时，第j个神经元的输出信息；I
i
为神经元i的外部连续输入值；n为神经元的数量；f(u
i
)为第i个神经元的当前状态与输出信息的关联函数。
[0020]根据本专利技术的一些实施例，所述执行层用于接收控制器动作指令完成动作并且反馈各种运行数据给控制器。
[0021]根据本专利技术的一些实施例，所述执行层包括监控系统、报警系统、AGV运动控制系统、消防联动系统、通风控制系统、室内环境监测系统。
[0022]根据本专利技术的一些实施例，所述室内环境监测系统包括温度监测系统、压力监测系统、湿度监测系统、气体监测系统中的至少一种。
[0023]根据本专利技术的一些实施例，所述通讯层包括远程通讯模块，所述远程通讯模块用于读取所述控制器内的所有的数据参数上传到第二控制层。
[0024]根据本专利技术的一些实施例，所述第二控制层包括移动端和集成管理平台端；
[0025]所述移动端和所述集成管理平台端均可通过互联网远程查看系统的运行状态、参数并且能按权限进行反向控制和所述大数据模块调用进行数据处理。
[0026]根据本专利技术的一些实施例，所述AGV运动控制系统包括巡视机器人；
[0027]所述AGV运动模块，用于：
[0028]获取巡视指令；
[0029]根据所述巡视指令确定巡视路径起点及巡视路径终点；
[0030]获取所述巡视路径起点的第一属性信息，根据所述第一属性信息查询预设路径数据表，确定第一目标路径；
[0031]获取所述巡视路径起点的第二属性信息，根据所述第二属性信息查询预设路径数据表，确定第二目标路径；
[0032]确定所述第一目标路径与所述第二目标路径的位置信息，根据所述位置信息确定朝向信息；
[0033]根据所述第一目标路径及所述朝向信息，遍历多段预设子路径，确定第一子路径集合；
[0034]根据所述第二目标路径及所述朝向信息的相反方向，遍历多段预设子路径，确定第二子路径集合；
[0035]在确定所述第一子路径集合与所述第二子路径集合包括相同的两条子路径，且所
述相同的两条子路径位置相邻，则根据相同的两条子路径对应的所述第一子路径集合中的第一筛选路径及对应的所述第二子路径集合的第二筛选路径，确定巡视路径，进而得到若干条巡视路径；
[0036]基于预设的最长路径巡视原则，在若干条巡视路径中确定执行巡视路径；
[0037]获取巡视机器人在执行巡视路径上的定位信息，确定当前巡视子路径；
[0038]获取所述当前巡视子路径上的巡视图像，将所述巡视图像输入预先训练好的图像识别模型中，确定巡视图像中的障碍物及障碍物的当前位置信息；
[0039]根据所述当前位置信息，预测所述障碍物在第一时刻处于当前巡视子路径的第一位置；
[0040]根据所述巡视图像，获取障碍物在第二时刻处于当前巡视子路径的第二位置；
[0041]判断所述第一位置与所述第二位置是否匹配，在确定所述第一位置与所述第二位置不匹配时，将所述当前巡视路径作为障碍路径；
[0042]根据所述障碍路径的起点和终点，确定新的若干条替换路径；
[0043]基于预设的最长路径巡视原则，在若干条替换路径中确定目标替换路径，根据所述目标替换路径对所述执行巡视路径进行更新。
[0044]根据本专利技术的一些实施例，所述AGV运动模块获取巡视机器人在执行巡视路径上的定位信息执行以下步骤：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实验环境安全检查的巡视控制系统，其特征在于，包括：第一控制层、执行层、通讯层及第二控制层；其中，所述第一控制层与所述执行层通过有线或无线信号连接；所述第一控制层与所述通讯层通过MODBUS连接；所述通讯层与所述第二控制层通过以太网或5G网络连接；所述第一控制层包括控制器和人机界面；所述控制器为嵌入式控制器，用于：根据存储运行程序和大数据控制策略，对执行层发出动作指令并采集执行层反馈数据；接收上位机操作指令；所述人机界面，用于显示系统运行参数以及状态；所述控制器包括监控模块、AGV运动模块、通讯模块、大数据模块；所述通讯模块分别与所述监控模块、AGV运动模块、大数据模块连接。2.如权利要求1所述的实验环境安全检查的巡视控制系统，其特征在于，所述监控模块用于获取监控数据，采用K
‑
means行为分析算法做预测预警分析。3.如权利要求1所述的实验环境安全检查的巡视控制系统，其特征在于，所述大数据模块中存储有神经网络机器学习算法，所述神经网络机器学习算法包括离散型神经网络演化方程：方程：其中，u
i
为第i个神经元的当前状态；v
i
为第i个神经元的输出信息；u
i
(t+1)表示在t+1时刻时，第i个神经元的当前状态；v
i
(t+1)表示在t+1时刻时，第i个神经元的输出信息；W
ij
表示第i个神经元和第j个神经元之间连接的权值；v
j
(t)为在t时刻时，第j个神经元的输出信息；I
i
为神经元i的外部连续输入值；n为神经元的数量；f(u
i
)为第i个神经元的当前状态与输出信息的关联函数。4.如权利要求1所述的实验环境安全检查的巡视控制系统，其特征在于，所述执行层用于接收控制器动作指令完成动作并且反馈各种运行数据给控制器。5.如权利要求1所述的实验环境安全检查的巡视控制系统，其特征在于，所述执行层包括监控系统、报警系统、AGV运动控制系统、消防联动系统、通风控制系统、室内环境监测系统。6.如权利要求5所述的实验环境安全检查的巡视控制系统，其特征在于，所述室内环境监测系统包括温度监测系统、压力监测系统、湿度监测系统、气体监测系统中的至少一种。7.如权利要求1所述的实验环境安全检查的巡视控制系统，其特征在于，所述通讯层包括远程通讯模块，所述远程通讯模块用于读取所述控制器内的所有的数据参数上传到第二控制层。8.如权利要求1所述的实验环境安全检查的巡视...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学亮，李清慧，张栋源，马振凯，盖丽丽，吴振国，
申请(专利权)人：青岛沃柏斯智能实验科技有限公司，
类型：发明
国别省市：