一、产品概述
智慧实验室运维管理平台(Smart Laboratory Operation & Maintenance Management Platform,简称GH-LMP)是一套专为现代化实验室设计的综合性智能化运维管理系统。平台以"保障安全、提升效率、降低能耗、规范运维"为核心目标,通过物联网(IoT)、大数据分析、三维可视化和移动端协同技术,实现对实验室各类设施设备、环境参数、安防系统及能源使用的全流程、全时段、全要素集中监控与智能运维管理。
该平台不仅满足日常运营管理需要,更支持远程控制、自动报警、数据追溯与决策辅助,助力实验室从"被动响应"向"主动预防+智能运维"模式转型,全面提升实验室运行稳定性与管理水平。
二、系统架构

系统架构图
系统架构说明:
环境监测:温湿度传感器、空气质量监测仪(PM2.5/10、VOC)、气体探测器
能源计量:电表/水表、智能计量设备
安防监控:视频摄像头、门禁控制器、红外传感器
设备状态:设备运行状态采集模块、智能仪表
通信协议:支持LoRa/NB-IoT/Wi-Fi/RS485等多种通信协议
接口标准:兼容Modbus、HTTP、MQTT等标准接口
数据传输:加密传输保障,确保数据安全可靠
架构设计:基于微服务架构开发,支持高可用部署
核心服务:统一身份认证、日志审计、权限管理、消息推送
数据处理:实时数据流处理、历史数据存储与分析
智能引擎:数据分析引擎、预警模型、优化算法
功能模块:八大核心管理模块协同工作
业务逻辑:业务流程定制、审批流程配置
接口服务:标准化API接口,支持系统集成
多端适配:B/S网页端 + 移动APP + 三维可视化大屏
交互体验:全景漫游界面、多维度数据可视化
响应式设计:支持多种终端设备访问
三、核心功能模块详解
1. 设施管理模块

此模块集中管控实验室所有关键基础设施,确保其稳定、高效、安全运行,是实验室的“动力与生命线系统”。
1.1 新风监控
- 实时监控:对新风机组送风的温度、湿度进行实时监测与数据显示。
- 运行保障:监控送风机运行状态(频率、风压、故障/手自动状态)。
- 维护预警:初效、中效过滤器堵塞压差异常时,自动发出更换报警。
- 智能控制:支持对冷水调节阀等进行远程阀位控制,以维持送风参数稳定。

1.2 排风监控
- 全局监控:集中监控各区域排风机的运行状态(频率、风压、故障/手自动状态)。
- 系统联动:与通风柜、废气处理等系统联动,按需调整排风量,实现节能降耗。
- 安全预警:风机故障或风压异常时立即报警,保障实验室负压环境安全。

1.3 通风柜管理
- 安全监控:实时监测通风柜面风速或风量,确保面风速始终处于安全范围内。
- 智能调节:根据视窗高度变化,自动调节变风量阀门开度,维持安全风速。
- 异常报警:风速过低或过高时立即发出声光报警,并记录事件,保障操作人员安全。
1.4 废气处理管理
- 处理监控:实时监控废气处理设备的运行状态(运行/故障/待机)。
- 排放监测:对处理后废气的主要指标进行监测,确保达标排放。
- 耗材管理:监测活性炭等净化耗材的饱和度,到期前自动提醒更换,并生成运维台账。
1.5 纯水设施管理
- 水质监控:实时监测纯水设备的产水水质(如电阻率等),确保实验用水质量。
- 运行维护:自动统计设备累计制水量与运行时长,耗材更换周期前主动预警。
- 故障管理:设备发生故障时,信息即刻推送至管理人员移动端,支持快速响应。

1.6 废水管理
- 过程监控:对实验室废水处理设备的工作状态、处理流程进行实时监控。
- 药剂管理:记录中和、沉淀等药剂的消耗量,提示补充添加。
- 合规保障:确保处理后的废水符合排放标准,异常时自动报警并锁定排放。
1.7 照明控制
- 集中管控:对实验室各区域照明进行分区、分组远程集中控制。
- 策略节能:支持定时开关、光照感应、人员感应等多种节能策略模式。
- 状态监视:实时显示各照明回路的开关状态,异常开灯可及时提醒。
2. 环境管理模块

此模块构建了实验室环境的“数字孪生体”,实现对环境参数的全面感知、智能预警与数据溯源。
2.1 温湿度监测
- 全面监测:在实验室各关键区域布点,实时监测并记录环境温湿度数据。
- 智能预警:用户可自定义各区域温湿度上下限报警阈值,超标即刻报警。
- 历史追溯:所有数据自动存储,可生成历史曲线与报表,支持按需导出。

2.2 空气质量监测
- 多参数监测:实时监测实验室内PM2.5、PM10、VOCs、CO₂等空气质量参数。
- 环境评估:系统自动评估空气质量等级,为环境改善提供数据依据。
- 联动调节:空气质量超标时,可自动联动新风系统加大换气次数。
2.3 压力差监测
- 梯度监控:实时监测不同洁净度等级区域之间、室内外的压差数据。
- 安全屏障:压差异常(如正压实验室失压)时立即报警,保障区域环境安全。
- 联动控制:可联动风阀、空调机组等设备,自动调节以恢复设定压差。
3. 智慧安防模块
此模块是实验室的“智能安保体系”,通过人防、物防、技防相结合,全方位保障实验室安全。
3.1 视频监控
- 全景覆盖:对实验室出入口、走廊、主要设备间、危化品仓库等重点区域进行无死角视频监控。
- 远程巡更:管理人员可通过PC端或移动端随时调取实时画面或历史录像进行巡视。
- 智能识别:支持区域入侵、人员聚集、异常行为等智能识别报警功能。
3.2 入侵报警
- 周界防范:对非授权时间进入特定区域的行为进行检测并触发报警。
- 即时推送:报警信息与现场画面同步推送至安保人员移动端,便于快速核实与处置。
- 记录追溯:所有报警事件均被记录,形成完整的安全日志,可供审计查询。
3.3 门禁管理
- 权限管控:对接门禁控制器,实现刷卡、密码、人脸识别等多种方式的门禁权限管理。
- 进出追溯:所有人员的进出记录(人员、时间、门点)均可查询、可追溯。
- 远程管控:支持管理员远程为访客授权或紧急开门。
3.4 电子巡更
- 规划路线:可预设保安巡更路线和巡更点。
- 监督考核:巡更人员通过刷卡或 NFC 打卡,系统自动记录巡更时间、地点,确保巡更工作落实。
- 异常上报:巡更中发现异常可通过移动端一键上报。
3.5 危化品管理
- 全流程溯源:对危化品的采购、入库、存储、领用、归还、废弃的全生命周期进行无纸化精准管理。
- 智能预警:库存低于安全值、试剂临近有效期时,系统自动预警提醒。
- 安全管控:采用智能称重、RFID标签等技术,实现精准存取控制,确保账实相符,责任到人。
4. 智慧能源模块
此模块是实验室的“能源中心”,通过对水、电、气等能耗的精细化管理,实现节能减排与成本控制。

4.1 能源监测
- 分类分项计量:通过智能电表、水表等,对实验室照明、空调、通风、设备等不同分路的能耗进行实时数据采集。
- 可视化管理:以数字、图表等形式实时展示各回路当前功率、当日用量、累计用量等数据。
4.2 能耗分析
- 多维度统计:支持按区域、按设备、按时间段进行能耗统计与对比分析(同比、环比)。
- 能效评估:生成能耗趋势曲线与报表,识别能耗异常峰值和节能潜力点。
- 成本核算:适用于内部成本中心核算,为节能管理决策提供数据支持。
4.3 节能管理
- 策略制定:根据实验室使用规律,制定空调、照明、通风的定时启停与温度设定策略。
- 优化运行:根据环境参数(如室内温湿度、CO₂浓度)自动优化设备运行状态,避免过度能耗。
5. 智慧运维模块
此模块是实验室的“运营管理中心”,通过流程化、标准化的线上管理,提升运维效率和服务质量。
5.1 工单管理
- 全流程在线化:支持用户在线提交报修、保养申请,管理员在线派单,维修人员接单处理并在完成后线上反馈,形成闭环管理。
- 进度可视化:申请人和管理员可实时查看每张工单的处理进度和状态。
- 绩效可量化:自动统计工单响应时间、完成时长、完成率等,用于考核评估。
5.2 维修管理
- 知识沉淀:记录每次维修的设备故障原因、处理方法和更换的备件信息,形成维修知识库。
- 成本统计:统计设备维修的人工成本与物料成本。
5.3 备件管理
- 库存管理:对维修常用备件、耗材进行库存管理,设置安全库存,库存不足时自动预警。
- 出入库记录:记录备件的采购入库、领用出库信息,清晰追踪备件去向。
5.4 巡检管理
- 计划制定:制定设备定期巡检计划,定义巡检项目和标准。
- 移动执行:巡检人员通过移动端接收任务,按项目打卡巡检并记录数据。
- 异常上报:发现异常可直接通过移动端生成报修工单。