技术领域
[0001] 本发明涉及实验设备技术领域，具体涉及一种远程协同的实验系统及实验方法。
相关背景技术
[0002] 工作实验台是指科研院所、鉴定机构、公安、海关、医院、学校等单位用于实验检测、鉴定取证及存放仪器所使用的台子。其在使用过程中有时会被用于指代进行实验的区域。现有的司法鉴定活动中，大部分鉴定活动需要在特定的实验室借助预先布置的实验台，比如显微实验台、化学分析实验台等对采集到的物证、样本等进行处理、进行一系列的实验并获取实验结果，并对实验结果进行分析获得司法鉴定的结论，从而为相关活动提供依据。
[0003] 现有技术中，受限于实际实验条件，比如部分实验室基于保密需求不对外开放、个别实验设备仅设置在特定地区的实验室中等因素，因此往往会采用远程实验的方法。比如，通过通信技术将实验流程和相关参数发送至远程的实验环境中进行操作。
[0004] 但是，在实际实施过程中，发明人发现，上述方案在实施过程中，由于是通过在远程的实验室中依照相关流程和参数来进行预定的实验过程，其往往会受实际实验环境和操作人员的影响，导致实验过程与预定流程存在一定的偏差，这在实践活动中可能会导致实验结果存在偏差、可信度下降的问题，且上述过程难以进行可信度认证。
具体实施方式
[0055] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0056] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0057] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
[0058] 本发明包括：
[0059] 一种远程协同的实验系统，如图1所示，包括：
[0060] 实验台1，实验台1上用于放置至少一件实验品，实验台上设置有至少一件操作设备11，操作设备11用于对实验品进行操作；
[0061] 实验台1通过至少一个预先设置的采集装置采集得到实验品的实验品信息并进行处理生成对应的上链信息，实验台1将上链信息上传至一联盟链2中进行存储；
[0062] 协作端3，协作端3通过联盟链2连接至实验台1，协作端3自联盟链2中获取上链信息，根据上链信息生成实验操作指令并反馈至联盟链2进行存储；
[0063] 实验台1根据联盟链2中存储的实验操作指令，控制操作设备11对实验品进行操作。
[0064] 具体地，针对现有技术中的实验台仅能够在本地进行操作，其使用较为不便的问题，本实施例中，通过采用实验台1对实验品进行信息采集生成实验品信息并生成上链信息，随后通过联盟链2对上链信息进行存储，从而实现对实验过程中实验品信息的变化情况的完整记录，便于后期进行追溯。随后，协作端3通过联盟链2获取上链信息，并根据上链信息解析得到远程的实验台1中的实验品的实际情况，并生成用于进行实验流程的实验操作指令。实验台1自联盟链2接收到反馈的实验操作指令后，采用操作设备11抓取实验品以执行实验操作指令，比如移动实验品位置、调整实验品的姿态、参数等，从而执行实验流程。上述过程使得整体实验过程中的实验品信息以及实验操作指令均被记录于联盟链中并在实验台1和协作端3之间进行交换，进而实现远程实验过程，并进行可信化认证。
[0065] 在一种较优的实施例中，采集装置包括：
[0066] 毫米波雷达阵列12，毫米波雷达阵列12向实验品发送毫米波信号，并根据毫米波信号的信号回波生成对应于实验品的空间位置信息并包括在实验品信息中；
[0067] 至少一个图像传感器13，图像传感器13采集得到实验品的视频信息并包括在实验品信息中；
[0068] 至少一个麦克风14，麦克风14采集得到实验台1的环境音频信息并包括在实验品信息中。
[0069] 具体地，针对现有技术中的远程实验方法不能实现对实验品的状况的有效记录的问题，本实施例中，通过在实验台1上布设毫米波雷达阵列12，实现了对实验品的空间位置信息的解算、采集，并采用图像传感器13采集实验品的视频信息，实现了对实验品的外观状况的记录，并采用麦克风14记录环境音频信息。随后，将上述信息作为实验品信息进行上链信息的生成、记录，从而实现较好的存证效果。
[0070] 在实施过程中，毫米波雷达阵列12指基于至少三个毫米波雷达以特定方向进行布设组成的毫米波雷达阵列12，其分别向实验品发送毫米波信号，并接收回波信号，从而得到实验品在实验台1上的具体位置。根据实验品的类型和实验台的尺寸可调整毫米波雷达阵列11的布设方法，比如，在一实施例中，针对环境较为干净的实验台，可分别在X轴、Y轴、Z轴方向上分别设置一毫米波雷达组成毫米波雷达阵列，每个毫米波雷达分别采集实验品的X轴信息、Y轴信息或Z轴信息以组合得到实验品的空间坐标。在其他实施例中，针对在同一个平台上设置较多实验品的场景，可将毫米波雷达设置为在一平面上以一定间隔组合形成的毫米波雷达阵列，随后采用MIMO阵列对回波信号进行处理从而得到实验品的空间坐标。
[0071] 在一种较优的实施例中，实验台1还包括：
[0072] 身份认证模块15，身份认证模块15用于生成对应于实验台的身份标识信息[0073] 加密签名模块16，分别连接身份认证模块15和采集装置，用于对身份标识信息和实验品信息进行加密并签名生成上链信息；
[0074] 网络模块17，网络模块17连接联盟链2和加密签名模块16，网络模块17将上链信息发送至联盟链2。
[0075] 具体地，针对现有技术中的远程实验方法，其在实验数据传输过程中难以进行监督的问题，本实施例中，通过在实验台中设置身份认证模块15，基于每个实验台1分别生成唯一的身份标识信息，随后将身份标识信息和实验品信息共同进行加密并签名，生成具有签名的上链信息。该信息在上链后会由联盟链2对签名进行验证，判断是否为可信的签名方对上链信息进行签名，并进一步进行解密获取身份标识信息进行校验。
[0076] 在一种较优的实施例中，加密签名模块16还自网络模块17中接收实验操作指令，加密签名模块16对实验操作指令进行解密，并验证协作端3在实验操作指令中的签名是否有效，随后根据验证结果判断是否放行；
[0077] 身份标识模块15还接收加密签名模块16放行的实验操作指令，身份标识模块15对实验操作指令进行身份认证来选择是否接收实验操作指令。
[0078] 具体地，为实现较好的安全性，本实施例中，通过采用加密签名模块16和身份标识模块15对协作端3发送的实验操作指令进行校验，从而实现了整体通信过程的双向校验过程，使得操作设备11仅接收通过校验的实验操作指令，提高了系统整体的安全性。
[0079] 一种远程协同的实验方法，适用于上述的实验系统，如图2所示，包括：
[0080] 步骤S1：采用实验台对本地的实验品采集并生成上链信息；
[0081] 步骤S2：采用联盟链将上链信息发送至远程的协作端；
[0082] 步骤S3：自联盟链接收协作端反馈的实验操作指令；
[0083] 步骤S4：基于实验操作指令对实验品进行操作；
[0084] 重复步骤S1‑步骤S4，以完成实验操作。
[0085] 具体地，针对现有技术中的实验台仅能够在本地进行操作，其使用较为不便的问题，本实施例中，通过采用实验台对实验品进行信息采集生成实验品信息并生成上链信息，随后通过联盟链对上链信息进行存储，从而实现对实验过程中实验品信息的变化情况的完整记录，便于后期进行追溯。随后，协作端通过联盟链获取上链信息，并根据上链信息解析得到远程的实验台中的实验品的实际情况，并生成用于进行实验流程的实验操作指令。实验台自联盟链接收到反馈的实验操作指令后，采用操作设备执行实验操作指令，比如移动实验品位置、调整实验品的姿态、参数等，从而执行实验流程。上述过程使得整体实验过程中的实验品信息以及实验操作指令均被记录于联盟链中并在实验台和协作端之间进行交换，进而实现远程实验过程，并进行可信化认证。
[0086] 在一种较优的实施例中，如图3所示，步骤S1包括：
[0087] 步骤S11：对实验品采集实验品信息，并根据实验品所在的实验台生成身份标识信息；
[0088] 步骤S12：对实验品信息和身份标识信息进行加密并签名，生成上链信息。
[0089] 具体地，针对现有技术中的远程实验方法，其在实验数据传输过程中难以进行监督的问题，本实施例中，通过在实验台中设置身份认证模块，基于每个实验台分别生成唯一的身份标识信息，随后将身份标识信息和实验品信息共同进行加密并签名，生成具有签名的上链信息。该信息在上链后会由联盟链对签名进行验证，判断是否为可信的签名方对上链信息进行签名，并进一步进行解密获取身份标识信息进行校验。
[0090] 在一种较优的实施例中，步骤S11中，实验品信息的采集方法包括：
[0091] 采用毫米波雷达阵列对实验品采集空间位置信息；
[0092] 采用图像传感器采集用于表征实验品状态的视频信息；
[0093] 采用麦克风采集用于表征实验台环境的环境音频信息。
[0094] 具体地，针对现有技术中的远程实验方法不能实现对实验品的状况的有效记录的问题，本实施例中，通过在实验台上布设毫米波雷达阵列，实现了对实验品的空间位置信息的解算、采集，并采用图像传感器采集实验品的视频信息，实现了对实验品的外观状况的记录，并采用麦克风记录环境音频信息。随后，将上述信息作为实验品信息进行上链信息的生成、记录，从而实现较好的存证效果。
[0095] 在一种较优的实施例中，如图4所示，步骤S2包括：
[0096] 步骤S21：联盟链获取上链信息并依照时间顺序对上链信息进行认证并存储；
[0097] 步骤S22：联盟链向协作端推送上链信息。
[0098] 具体地，针对现有技术中的远程实验方法，其在操作过程中难以对实际的操作情况进行有效记录的问题，本实施例中，通过设置联盟链对上链信息进行认证并存储，从而使得对应于本次实验过程的上链信息被完整记录，以便于后续对实验品产生的变化进行追溯。随后，基于预先构建的智能合约或消息队列向协作端推送上链信息，以此来使得协作端获取到实验品的当前状态，进而生成对应的实验操作指令。
[0099] 在一种较优的实施例中，如图5所示，步骤S3包括：
[0100] 步骤S31：协作端自联盟链中获取上链信息；
[0101] 步骤S32：协作端根据实验流程和上链信息生成对应于实验品的调整内容；
[0102] 步骤S33：协作端根据调整内容生成实验操作指令并发送至联盟链中；
[0103] 步骤S34：联盟链将实验操作指令反馈至对应于上链信息的实验台。
[0104] 具体地，针对现有技术中的远程实验方法实施较为不利的问题，本实施例中，通过在协作端接收联盟链推送的上链信息，并对上链信息进行解析得到实验品的当前状态，并根据实验流程生成调整内容，从而生成实验操作指令发送至联盟链中，使得实验台能够根据实验操作指令直接对实验品进行调整。
[0105] 作为可选的实施方式，协作端上构建有一虚拟仿真环境。协作端接收到上链信息后，对上链信息进行解析以获得实验品信息，并根据实验品信息在虚拟仿真环境中生成仿真实验品并调整仿真实验品的状态。用户通过在协作端中对仿真实验品进行操作以生成调整内容。调整内容包括对实验品的位置、姿态进行调整、对实验品添加试剂、采样、数据记录等实验操作。随后，对调整内容重新映射至对应于远程的实验台上的实验坐标系，将其转化为操作设备能够进行读取、执行的实验操作指令，比如调整机械臂的方向、角度等，并添加协作端的身份标识信息，进行加密、签名后输入联盟链中。联盟链在接收到实验操作指令后定向推送至对应的实验台上以实现对实验操作指令的反馈。
[0106] 在一种较优的实施例中，如图6所示，步骤S4包括：
[0107] 步骤S41：对实验操作指令进行校验，仅当校验通过时转向步骤S42；
[0108] 步骤S42：将上链信息与实验操作指令进行比较，生成调整向量；
[0109] 步骤S43：采用实验台上的操作设备根据调整向量对实验品的位置和/或姿态进行调整，以符合实验操作指令。
[0110] 具体地，为实现较好的远程实验效果，本实施例中，通过在实验台侧接收到实验操作指令后，将上链信息中的实验品信息和实验操作指令进行比较，生成调整向量，以使得操作设备根据调整向量对实验品进行调整，从而使得实验流程得以进行。
[0111] 采用了本发明基于三维传感空间定位技术与区块链技术的远程协同工作实验台运行方法，在现有远程协同工作实验台运行方法上增加三维传感空间定位技术与区块链技术辅助实验的远程协同操作。其中三维传感空间定位技术主要可实现对实验物品的定位功能，供远程协同者操作。区块链技术将实验记录关键数据进行加密、签名和上链。
[0112] 由此在工作实验台上实验物品的空间位置、角度不尽相同，远程协同时，工作实验台运行方法首先通过三维传感空间定位技术观察和感知物品位置，其次根据置物位置可进一步调整实验物品的空间位置、角度，实现远程与本地协同进行实验操作。在实验过程中实验记录将通过区块链进行加密、签名和关键数据上链。由此可实现可信的远程协同实验，克服现有的工作实验台运行方法难以满足远程协同及难以可信认证的不足问题，且该基于三维传感空间定位技术与区块链技术的远程协同工作实验台运行方法操作简单，易于实现，不受原来结构的约束，具有更广泛的应用范围。
[0113] 以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
