一种食线虫真菌培养实验室环境远程监控系统

本发明属于实验室环境监测，涉及到一种食线虫真菌培养实验室环境远程监控系统。

背景技术：

1、食线虫真菌是指一类寄生于线虫体内或捕食线虫的真菌，食线虫真菌在生态学中具有重要作用。食线虫真菌的培养是一个涉及特定培养基和特定培养条件的过程，在实验室培养过程中需要严格的基础环境条件和营养环境条件，而通过人工的环境监控与调控无法满足环境监控的实时性与精准性要求，因此，对于食线虫真菌培养实验室环境远程监控具有重要意义。

2、实验室食线虫真菌生长环境监控进行分区域分析是进行精准环境参数调控的重要前提，传统的食线虫真菌实验室培养环境监控通常采用对整体环境进行监测，这种分析方式无精准识别出现异常的具体区域，从而导致无法对异常区域进行针对性的调控，同时无法根据各区域的实际风险情况采取合适的监控手段，增加了防控成本，降低了环境监控的效率，可能对实验室的正常区域运行造成干扰。

3、准确判断实验室食线虫真菌的生长状态是进行实验室环境调控的基础，传统的食线虫真菌实验室培养环境监控通常基于统一的判断标准对食线虫真菌的生长状态进行分析，这种分析方式忽略了食线虫真菌所处位置差异性，可能导致分析结果出现偏离，降低了食线虫真菌生长状态分析的准确性，对判断错误的结果进行处理可能会影响实验效率，增加实验成本，影响实验进度。

技术实现思路

1、鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，现提出一种食线虫真菌培养实验室环境远程监控系统。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种食线虫真菌培养实验室环境远程监控系统，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。

3、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。

4、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。

5、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。

6、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。

7、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。

8、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。

9、于本发明一优选实施例，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。

10、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。

11、于本发明一优选实施例，所述分析各监控区域内各培养基菌群生长情况，具体分析步骤如下：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。

12、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。

13、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，。

14、于本发明一优选实施例，所述判断各培养基是否出现生长异常状态，具体分析步骤如下：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。

15、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。

16、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。

17、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。

18、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。

19、于本发明一优选实施例，所述判断各监控区域是否需要对实验环境参数进行调控，具体分析步骤如下：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。

20、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。

21、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。

22、于本发明一优选实施例，所述获取各待调控监控区域内各培养基的基础环境信息，具体分析步骤如下：利用红外热成像仪获取各待调控监控区域的热图像，进而基于各异常培养基轮廓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。

23、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。

24、选取各待调控监控区域各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。

25、于本发明一优选实施例，所述分析各待调控监控区域内各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，。

26、于本发明一优选实施例，所述获取各待调控监控区域内各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。

27、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。

28、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。

29、于本发明一优选实施例，所述分析各待调控监控区域内各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。

30、于本发明一优选实施例，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。

31、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。

32、相较于现有技术，本发明的有益效果如下：（1）本发明通过对食线虫真菌实验室培养过程进行分区域分析，对各异常监控区域进行针对性的调控，这种分析方式能够更精确地定位到生长异常的区域，避免了对整个培养环境进行全面而繁琐的排查，提高了监控和管理的效率，有助于确保资源的有效利用，避免浪费，并提升实验室的整体运行效率。

33、（2）本发明通过分析各监控区域的食线虫真菌历史生长状态，进而进行食线虫真菌的生长状态异常分析，这种分析方式考虑了因为区域差异导致的各区域间生长状态分析的差异性，提高了当前生长状态分析的准确性，基于历史生长状态数据的对比使得异常检测更加客观和可靠，避免因为各区域间生长状态差异而导致的生长状态误判，避免了不必要的环境参数调控，降低了管理成本。