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专利号: 2024108508665
申请人: 临沂大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种食线虫真菌培养实验室环境远程监控系统,其特征在于,该系统包括:监控区域划分模块,用于基于实验室内培养箱的分布位置进行监控区域划分,各监控区域对应不同的培养箱;

菌群生长状态分析模块,用于基于设定检测频率利用高清摄像头获取各监控区域内各培养基的菌群生长图像,基于菌群生长图像获取对应各培养基的菌群生长信息,具体包括菌群位置、菌群类型和菌群面积,进而分析各监控区域内各培养基菌群生长情况;

环境参数调控判断模块,用于提取历史培养记录,所述历史培养记录包括生长期、监控区域和菌群生长指数,基于历史培养记录分析各监控区域内培养基的历史菌群生长情况,进而判断各培养基是否出现生长异常状态,据此判断各监控区域是否需要对实验环境参数进行调控,将需要进行环境参数调控的监控区域记为待调控监控区域;

基础环境参数分析模块,用于利用环境监测设备获取各待调控监控区域内各异常培养基的基础环境信息,其中环境监测设备由红外热成像仪和光照计构成,所述基础环境信息包括温度和光照强度,进而分析各待调控监控区域内各异常培养基的基础环境情况;

营养环境参数分析模块,用于利用营养检测设备获取各待调控监控区域内各异常培养基的营养环境信息,其中营养检测设备包括荧光光度计和离子色谱仪,营养环境信息包括碳源含量和氮源含量,进而分析各待调控监控区域内各异常培养基的营养环境情况;

实验环境参数调控模块,用于基于各待调控监控区域内各异常培养基的基础环境情况和营养环境情况识别调控类型,其中调控类型具体包括基础环境参数调控和营养环境参数调控;

数据存储库,用于保存碳源浓度与荧光强度对照关系,历史培养记录和各菌种标准菌群图像;

所述分析各监控区域内各培养基菌群生长情况具体如下:

提取各监控区域内各培养基对应菌种为食线虫真菌的各菌落面积,进而进行累加计算得到监控食线虫菌落面积;

将各监控区域内各培养基的菌落面积进行求和计算得到各监控区域各培养基的监控菌落面积;

将各监控区域内各培养基对应的监控食线虫菌落面积 、培养基表面积 和监控菌落面积 代入分析公式 得到第 个监控区域第 个培养基的菌群生长指数 ,其中 表示监控区域编号, , 表示培养基编号,

, 表示食线虫菌落面积占培养基表面积和监控菌落面积比例对应

的权重, ;

所述判断各培养基是否出现生长异常状态,具体如下:

提取各监控区域的各历史培养记录对应的生长期和菌群生长指数,将各监控区域的历史培养记录按照相同生长期进行分类得到各监控区域对应各生长期的各历史培养记录;

将各监控区域各生长期的各历史培养记录进行筛选得到正常生长状态对应的各监控区域各生长期历史培养记录,进而将各正常生长状态对应各监控区域各生长期的各菌群生长指数的平均值作为该监控区域该生长期的历史菌群生长指数;

基于各监控区域各培养基菌群的初始生长时间和检测时间获取各监控区域各培养基对应的监控生长期,将各监控区域各监控生长期与对应的历史菌群生长指数进行匹配得到各监控区域各监控生长期对应的历史菌群生长指数;

将各监控区域各培养基的菌群生长指数与对应的历史菌群生长指数进行对比得到各监控区域各培养基的菌群生长指数偏离度;

将各监控区域各培养基的菌群生长指数偏离度与预先设置的允许菌群生长指数偏离度进行对比,进而得到各培养基是否出现生长异常状态的判断结果。

2.如权利要求1所述的一种食线虫真菌培养实验室环境远程监控系统,其特征在于:所述获取对应各培养基的菌群生长信息,具体分析步骤如下:利用高清摄像头获取各监控区域内各培养基的菌群生长图像,定位各图像对应的菌落位置并利用图像处理软件获取各菌落位置对应菌落轮廓的菌落面积;

将各菌落位置对应菌落图像与数据存储库中存储的各菌种标准菌群图像进行对比,进而得到各菌落位置对应的菌种。

3.如权利要求1所述的一种食线虫真菌培养实验室环境远程监控系统,其特征在于:所述判断各监控区域是否需要对实验环境参数进行调控,具体如下:将判断为出现生长异常的培养基记为异常培养基,将各异常培养基按照相同监控区域进行归类得到各监控区域的异常培养基数量;

将各监控区域的异常培养基数量与对应监控区域的培养基总数量进行占比计算得到各监控区域的异常培养基数量占比;

将各监控区域的异常培养基数量占比与预先设置的允许异常培养基数量占比进行对比,得到各监控区域是否需要对实验环境参数进行调控的判断结果。

4.如权利要求1所述的一种食线虫真菌培养实验室环境远程监控系统,其特征在于:所述获取各待调控监控区域内各异常培养基的基础环境信息,具体如下:利用红外热成像仪获取各待调控监控区域的热图像,进而获取各异常培养基轮廓区域内的热图像,进而按照相同色度区域进行划分,并将各相同色度区域面积进行累加得到各色度对应区域面积;

将各色度对应区域面积与异常培养基轮廓区域面积进行比值计算得到各色度对应的区域面积占比,进而将各色度与对应区域面积占比进行相乘计算的结果进行累加得到对应各异常培养基的温度;

选取各待调控监控区域各异常培养基的中心点作为光照强度检测点,利用光照计对光照强度检测点进行检测得到各异常培养基的光照强度。

5.如权利要求1所述的一种食线虫真菌培养实验室环境远程监控系统,其特征在于:所述分析各待调控监控区域内各异常培养基的基础环境情况,具体分析步骤如下:将各待调控监控区域对应各异常培养基的温度 和光照强度 代入分析公式得到第 个监控区域域第 个异常培养基的基础环境适宜指数 ,其中 表示历史培养记录对应该生长期的平均生长温度, 表示示历史培养记录对应该生长期的平均光照强度, 分别表示温度和光照强度对应的权重, 。

6.如权利要求1所述的一种食线虫真菌培养实验室环境远程监控系统,其特征在于:所述获取各待调控监控区域内各异常培养基的营养环境信息,具体分析步骤如下:利用荧光光度计获取各待调控监控区域各异常培养基的荧光强度,进而与数据存储库中保存的碳源浓度与荧光强度对照关系进行匹配得到各待调控监控区域各异常培养基的碳源浓度;

利用离子色谱仪对各待调控监控区域各异常培养基进行氮源浓度检测进而得到各待调控监控区域各异常培养基的氮源浓度;

将各待调控监控区域各异常培养基的碳源浓度和氮源浓度分别与对应的异常培养基净含量进行相乘计算得到各待调控监控区域各异常培养基的碳源含量和氮源含量。

7.如权利要求5所述的一种食线虫真菌培养实验室环境远程监控系统,其特征在于:所述分析各待调控监控区域内各异常培养基的营养环境情况,具体分析步骤如下:将各待调控监控区域各异常培养基的碳源含量 和氮源含量 代入分析公式得到第 个监控区域第 个异常培养基的营养环境适宜指数 ,其中 表示第 个监控区域历史培养记录对应该生长期的平均碳源含量, 表示第 个监控区域历史培养记录对应该生长期的平均氮源含量,分别表示碳源含量和氮源含量对应的权重, , 表示自然常数。

8.如权利要求7所述的一种食线虫真菌培养实验室环境远程监控系统,其特征在于:所述识别调控类型,具体分析步骤如下:将各待调控监控区域对应异常培养基的基础环境适宜指数和营养环境适宜指数分别与预先设置的达标基础环境适宜指数和达标营养环境适宜指数进行对比,得到各待调控监控区域各异常培养基的具体调控类型;

进而基于各待调控监控区域需要进行调控的异常培养基的数量判断具体调控类型。