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实验室环境温湿度监测系统
作者：钱晓鹏 朱浩然
来源：《科技创新导报》2017年第15期
摘 要：依据ISO-IEC17025实验室认可准则要求，对实验室环境应该进行连续监测控制，采用传统的温湿度记录方式已经不能满足实验室认可准则要求。本文就实验室环境温湿度监测系统的开发过程进行阐述。
关键词：实验室环境 环境控制 温湿度监测
中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（c）-0151-02 1 实验室环境温湿度监测系统开发的背景和意义：
随着科技的进步和发展，高灵敏度的试验设备越来越多，各行各业对试验环境温湿度监控的要求也越来越高。例如：电气实验室，样品储存管理等。在科研试验领域，大部分实验都是在明确的温湿度环境中展开，试验环境及设备对温湿度的控制准确与否，对实验结果有着重大的影响；长期以来传统的温湿度数据记录方式通常采用的是人工记录或普通墨水记录仪在记录纸上绘制曲线，其体积庞大、 费时费力；无纸记录仪也因体积大、成本高，而未能在规模比较大的试验室中使用。我单位试验室近60个房间，假设采用墨水记录仪在记录纸上绘制曲线的方式，成本与管理工作量巨大。计算机技术的发展让环境温湿度从单纯的记录扩展到监测与控制功能，具有多种记录方式及任意的记录时间间隔设置。监测系统也可脱机独立工作，当需要读取数据时可通过通讯接口由计算机读取记录仪内的数据。 2 项目研发内容，技术关键与主要创新点
温湿度监测系统基于传感技术、网络技术、数据管理技术等技术为主体，对多个监测点位进行温、湿度数据监测管理。
（1）方案采用按实验室序号分布式监控系统，每个被监控的实验室房间可根据需要扩展硬件种类，如：有线，wifi，GPRS类型。增加监控点数量。实时采集温湿度数据。 （2）自校准功能：由于实验室计量管理体系的要求，可以依据更高精度标准器的示值来校准设置数据显示值。
（3）该单位采集器目前采用无线数据传输方式传输数字信号，监测的温湿度数据通过接收器自动传输到计算机上并通过使用温湿度系统软件进行实时监控。无线连接方式采用GPRS移动物联卡和单位内部wifi，安装方便、无需穿墙打孔、重新布线。采集器具有自主数据存储功能，在电脑关闭或温湿度监测软件没有开启的情况下，温湿度数据仍然能自动保存。当温湿
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度监测软件开启并连接上采集器后可以随时下载调取采集器内部存储的数据到电脑，进一步分析处理数据。
（4）采集器内置蜂鸣报警功能，可以根据实际需要在电脑的温湿度监测软件中任意设置报警上下限，同时亦可以根据需要外置声光报警器；
（5）温湿度监控软件采用标准windows 全中文图形界面，实时显示、记录各监测点的温湿度值和曲线变化，统计温湿度数据的历史数据、最大值、最小值及平均值数据，报警画面。 （6）系统具有超限报警功能，当温湿度数据超过设定标准时系统会自动发出报警信号，还可以根据需要可以通过手机短信发送报警信息提示。 3 研究预期目标、成果提供的内容和方式
设计目标：设计开发实验室环境温湿度监测系统，统一数据传输管理，对接企业ERP管理系统，推进“智慧检测”，实现智能化管理。研发计划周期：半年 系统技术指标：
测量范围：-20℃ ～70℃ / 0 - 100%RH 分 辨 率：±0.1℃（温度） / ±0.1%RH（湿度） 精 度：±0.5℃（温度） / ±3%RH（湿度） 4 经济效益与社会效益
实验室环境需要长期连续的监测，要是采用人工方式显然是不现实的，而采用传统墨水记录仪就需要每天维护更换记录纸张，经济性非常差，工作强度大，成本也很高，采用此项目方案可以极大降低试验人员工作强度，节省纸张 。每年可为该单位节省耗材成本在2万元以上，人工成本约5万。通过该项目的实施，预期形成如下成果：
系统硬件设备50套以及监测软件一套，培养测试设备研发人员3名，完成软件著作权申报。
应用的产业化前景。本监测系统开发成功后，不但能用于该单位低压电器实验室，也能广泛适用于其它实验室以及需要对环境条件进行监测的任何场合，实现长周期，连续性不间断的监测，该系统能大大降低人力成本减少资源消耗，因此具有比较好的产业化前景。 5 技术架构简图
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温湿度测试模块结构包括：主控制器、温湿度传感器、数显及按键、内置存储器、网络传输模块、蜂鸣器。
监测过程：通过传感器对实验室环境的温度、湿度参数实时检测，将模拟信号经A/D 转换器转换成对应的二进制值存储于芯片中，再将温湿度测量值与设定值比较，根据比较的结果进行不同的处理。例如，当监测到温湿度高于设定值时，系统通过蜂鸣器报警。各个温湿度监测控制模块都带有网络接口与中心服务器连机，将数据结果通过网络上传至中心服务器，并将接收到的数据包含测试节点编号、温度、湿度、测量时间等信息储存到SQL数据库服务器。温湿度监控系统通过中心服务器将所采集的各个测量结果数据可根据管理员的授权通过网络查阅到实时以及历史温湿度监测数据。
扩展功能：依据设置可以对温湿度控制装置下达指令，对任一节点进行控制，实现了无距离限制的环境温湿度测控网络。 6 结语
实验室环境温湿度监测系统是计算机技术发展带来的对环境温湿度数据监控手段的变革， 使得数据监测与控制得以智能自动实现，极大促进了生产力的进步。 参考文献
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