一种实验室环境综合处理系统的制作方法

本发明属于环境处理，具体为一种实验室环境综合处理系统。

背景技术：

1、实验室环境综合处理是指对实验室内部环境条件，如温度、湿度、空气质量等，和能源使用进行综合管理和优化的系统，这种系统结合了多种技术和设备，旨在提高实验室的能效、安全性和操作效率，同时减少能源消耗和环境影响。

2、现有的实验室环境综合处理系统在进行信息处理时系统比较固化，不能根据实时信息进行模型以及阈值的更新，从而使实验室环境管理效率更高，节能效果更好。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种实验室环境综合处理系统，以解决以上技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种实验室环境综合处理系统，处理系统包括：传感器数据采集模块、安全检测模块、安全控制模块、重点区域优化模块、能源管理模块与维护与服务模块；

3、传感器数据采集模块：用于对实验室环境数据进行采集；

4、安全检测模块：安全检测模块与传感器数据采集模块电性连接，所述安全检测模块用于对数据进行判断分析，检测是否超出设定的安全阈值；

5、安全控制模块：安全控制模块与安全检测模块电性连接，所述安全控制模块用于根据检测数据对环境处理进行自动调节；

6、重点区域优化模块：重点区域优化模块与传感器数据采集模块、安全检测模块和安全控制模块电性连接，所述重点区域优化模块用于对重点区域进行空气采集检测；

7、能源管理模块：能源管理模块与重点区域优化模块、传感器数据采集模块、安全检测模块和安全控制模块电性连接，所述能源管理模块用于实时监测和记录实验室的能源使用情况，进行能源管理；

8、维护与服务模块：维护与服务模块与能源管理模块、重点区域优化模块、传感器数据采集模块、安全检测模块和安全控制模块电性连接，维护与服务模块用于对系统设备进行定期检查、保养和制定维修计划。

9、优选地，传感器数据采集模块包括：

10、温度传感器单元：测量实验室内部每个区域的温度；

11、湿度传感器单元：监测实验室内的空气湿度水平；

12、空气质量传感器单元：检测空气中的pm2.5与pm10颗粒物的浓度，检测空气中的有害气体，包括co2、co与so2，监测空气中的挥发性有机化合物浓度，评估空气的洁净程度；

13、光照传感器单元：测量实验室内每个区域的光照强度，调节实验室内的照明系统；

14、压力传感器单元：监测实验室内部空间的气压变化；

15、流量传感器单元：测量实验室内液体和气体的流量。

16、优选地，安全检测模块包括：

17、传感器数据接收单元：接收传感器内的环境数据；

18、数据检测单元：将每一项环境数据与设定的阈值进行对比；

19、紧急按钮和报警系统：在紧急情况下触发报警信号，立即通知相关人员进行应急处理：包括声音报警与视觉报警，用于吸引注意并提醒人员采取应对措施；

20、安全监控系统：监视实验室内部的安全状态，通过视频监控设备记录和实时查看实验室的活动；

21、安全指数分析单元：分析环境数据，计算安全指数，生产环境报告；

22、安全指数计算公式为：

23、[si＝wt·tf+wh·hf+wc·gcf]

24、其中，si为安全指数，tf、hf与gcf是不同的影响因子，wt、wh与wc是影响因子对应的权重。

25、优选地，安全控制模块包括：

26、安全阈值设定单元：分析历史数据，设置动态阈值；

27、动态阈值计算公式为：

28、[ymin＝μ-k·σ]

29、[ymax＝μ+k·σ]

30、其中，ymin是影响因子的最小值，ymax是影响因子的最大值，μ是影响因子的平均值，其中(k)是根据需要调整的倍数，为1与2，σ是标准差。

31、优选地，数据分析和决策单元：检测是否有任何环境参数超出了安全范围，以及超出程度；

32、安全控制执行单元：决策单元检测到环境参数存在安全问题，安全控制执行单元将会执行相应的控制动作，包括调节空调与加热器、开启与关闭通风设备和调整照明强度；

33、警报与通知单元：在发生安全事件或超出设定范围时，警报与通知单元负责发出警报；

34、历史数据记录单元：记录环境参数的历史数据。

35、优选地，重点区域优化模块包括：

36、重点区域选择单元：基于对历史数据的分析，选择出现异常次数较高的区域作为重点区域；

37、重点区域监控单元：对重点区域进行实时监测，并进行数据的自动更新；

38、优化算法与模型单元：使用优化算法预测环境变化以及优化能效；

39、环境变化预测公式为：

40、[xt＝c+φ1xt-1+θ1∈t-1+∈t]

41、其中，xt是时间t的环境变量，φ1和θ1是模型的参数，∈t是白噪声误差；

42、优化能效公式为：

43、[mf(x)]

44、[sugi(x)≤0,；i＝1,...,m]

45、[hj(x)＝0,；j＝1,…,p]

46、其中，(x)是决策变量，f(x)是目标函数，gi(x)和hj(x)是约束条件。

47、优选地，用户界面单元：提供操作人员交互的界面，显示当前环境状态、异常警报和优化建议；

48、远程监控：允许远程访问和控制，远程管理和监控重点区域的环境条件。

49、优选地，能源管理模块包括：

50、能源监测与数据采集单元：监测实验室的电能消耗情况，记录电流、电压与功率参数，监测用于实验室水资源管理的流量计和水质监测设备，监测气体消耗情况的传感器与流量计；

51、数据处理与分析单元：从监测设备中收集能源消耗数据，并进行实时处理；

52、能源数据分析平台单元：利用数据分析技术来识别能效问题、趋势和异常，提供优化建议。

53、优选地，能源效率优化单元：基于数据分析结果制定能效优化策略，包括调整设备运行时段与优化能源消耗模式，根据实时能耗数据和预测模型，自动调节设备运行状态以提高能效；

54、能源管理技术单元：包括能量回收与储能技术，以最大程度地利用和优化可再生能源与废热资源。

55、优选地，维护与服务模块包括：

56、设备维护与保养单元：定期检查和维护实验室中的能源管理设备；

57、故障排除和修复单元：响应设备故障和问题，进行修复减少系统停机时间；

58、软件更新与优化单元：定期更新能源管理系统的软件，包括能源数据分析平台与能效优化算法；

59、优化算法调整单元：根据实验室能源消耗数据和最新的优化技术，调整能效优化算法；

60、用户支持与培训单元：提供实验室管理者和操作人员所需的技术支持，解答使用过程中的问题和疑虑；

61、培训与指导单元：为新用户与新操作员提供系统使用培训，使其能够充分利用系统的功能和优化能源管理；

62、性能监测与报告单元：定期对实验室环境综合处理系统进行性能监测和评估，检查系统是否达到设计要求和预期的能效水平；

63、报告生成单元：生成定期报告，包括能源消耗趋势、节能效果评估与系统性能分析，为决策者提供有价值的数据支持；

64、应急响应和预防维护单元：针对突发性能源问题与设备故障，提供紧急响应和解决方案，以最小化系统运行中断时间；

65、预防性维护计划单元：制定预防性维护计划，定期检查和维护关键设备，预防潜在的故障和损坏。

66、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

67、本技术通过对实时数据以及历史数据的分析，以及对阈值的更新，从而使实验室环境管理效率更高，节能效果更好，带来更好的使用前景与商业价值。