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浅析实验动物设施监控与门禁系统
2011-06-08 22:28:08 来源: 作者: 【 】 浏览:2484次 评论:0
 
浅析实验动物设施监控与门禁系统
秦冬梅1     刘树昌1    庄万英1    伍彬1         钟浩2
(成都达硕生物科技有限公司实验动物工程部1 )   
( 通讯作者:E-mail:zh663@163.com 四川省医学科学院实验动物研究所2
 
【摘要】上世纪五十年代以后,实验动物科学逐渐发展为一门具有严密理论体系的综合性应用学科。该学科已经成为生物、医学、环保、商检、质检及军事科学等广阔领域的前置条件,为构建实验动物生产与使用的严格溯源体系,各实验动物机构争先对动物饲养设施进行门禁及监控升级。针对国内监控及门禁参差不齐的行业现状,部分单位在实验动物饲养设施升级中不知所措,陷入维谷;本文通过对部分实验动物设施成功升级案例的探讨和分析。以供国内同行交流参考。
【关键词】实验动物设施;国家标准;监控与门禁;自动化
 
一、国内的现状与存在的问题
我国实验动物产业长期以来基础薄弱,存在产业分散、规模小、管理水平参差不齐的现状。随着重大新药创制专项的启动及国家“十二五”中长期规划的稳步推进,各生物医药产业对实验动物的质量及数量提出了更高的要求,按照真实溯源的原则,GB/14925-2001实验动物环境与设施国家标准,强制规定了实验动物设施中远程监控与门禁系统的配置要求。
 由于实验动物行业的特殊性,实验动物专业动态监控系统相对于普通防盗监控安装队伍来说,还比较陌生,因为它并非民用摄像机从市场购回就可以使用,它只是监控系统前端采集信息的一部分,还需要经过中间视频音频压缩传输直至后端存储。这是一个相对复杂的高科技系统,系统的复杂性还不是一般安装队伍所能够掌握。由于国内各行业监控摄像机市场的应用要求不同,前端系统(摄像机)的单台价格选择从数百元到数万元应有尽有,中外摄像机厂商在中国市场跑马圈地,竞争异常激烈。摄像机产品越来越趋于细分化、多样化、个性化,模拟摄像机、网络摄像机、高速球、一体化摄像机品种不断丰富。
为了抢占市场,部分厂商不惜以超低价格策略献宠市场,国内摄像机产业集群中,产业链上下游联系不紧密,专业化分工水平不高,企业发展水平和竞争能力弱,“散、乱、小”情况比较普遍,于是组装机、山寨版大量充实于监控摄像机市场,这些产品大多是一些黑白与彩色枪机,且多是模拟摄像机、DSP摄像机、带红外管的红外摄像机、以及一些半球摄像机、一体化
 
 
摄像机等。摄像机中,主要采用CCD,而极少采用CMOS图像传感器;CCD芯片多是采用像素500×582低解规格;实验室门禁也因控制器出错、接触不良、电压不稳、程序出错、读不了卡、开不了门、长时间不关门也不报警等问题;除了控制器之外,部分山寨安装商安装的读卡器、电子锁和感应器也频频出现故障。
上述山寨监控与门禁系统,实际上已经不同程度的进入了部分实验动物单位的屏障设施内,以至于,所安装系统形像而意不像,各单位在使用中大呼上当,苦不堪言。
 
  • 我们的解决方案
成都达硕生物科技有限公司是从事实验动物及其配套设施的产、学、研一体化专业公司,除进行实验动物的繁育生产、设施设备销售、安装及维护外,还承担了四川省实验动物配套计算机软、硬件研发等行政任务。其产品包括实验室监控、门禁、巡更、考勤、楼宇对讲及楼宇智能化安防系统。作为科技部及四川省科技厅重点孵化的高新产业链条企业。公司为构建具有国际水准、国内领先的实验动物科技服务基地,总部已于2011年正式入驻成都市高新区天府生命科技园。成都达硕生物科技有限公司是国内SPF实验动物生产的先行单位之一,为推动国内实验动物产业的稳步发展,先后组建了净化设施综合技术开发团队及专业施工队伍,通过跟踪国内国际先进技术,积极投入新型实验动物设施设备的研究与开发,成功的产品有“实验动物饲料一体机组”、“非人灵长类实验动物背置式留置针”、“非人灵长类实验动物坐立式固定器”“文丘里原理IVC风量调节阀”与“动物实验脏器分置解剖台”,获得了业内的一致好评。
2010年末,本公司应四川某新注册国际生物医药服务外包机构(CRO机构)所托,采用本公司XFL-Q监控方案,代其设计安装了该机构在我国西部首个药物非临床动物实验室专业监控与门禁系统,设计中,诸如消防安全、环境保护、卫生防疫、全面布局以及设施的可改造性等,均严格遵循实验动物设施设备的相关要求,其具体如下:
  • 动物实验室监控与门禁系统的设计
1.1 设计依据 
《实验动物环境与设施(GB/14925-2001)》
《实验动物设施建筑技术规范(GB/50447-2008)》
《智能建筑设计标准(DBJ08-47-95)》
《安全防范工程技术规范》
《出入口控制系统工程设计规范》
《出入口控制系统技术要求》
1.2 设计原则
1.3 XFL-Q型监控系统
1.3.1XFL-Q型监控系统作用 
XFL-Q型监控系统与传统监控系统的差别:由于传统监控系统由于架构太老,不易实现远程监视,发生误报时,操作人员无法及时解决,造成使用单位人力、物力、财力资源的极大浪费。成都达硕生物科技有限公司2010年初,推出的XFL-Q型远程数字监控管理系统,具有独立的WEB服务器、支持TCP/IP协议,可硬解高清摄像机采集的全码流信号,在服务器系统的协助下,可将前端实时影像传送到网络另一端,支持整套设备远程控制、远程关机、远程唤醒。异地操作者只需安装与XFL-Q型监控系统相匹配的驱动程序及应用软件,便可远程浏览及控制设施内监控摄像机集群进行录像、监听及云台操作。
1.3.2设计原则
XFL-Q型监控系统遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则,综合考虑了布线、维护及后台操作,为今后的发展、扩建、改造等因素预留了扩充余地。监控系统由前端,传输,控制等设备组成。主要承载监控图像、声音、系统控制等业务。
前端设备:安装在各动物室及走廊的摄像机(即镜头、云台、防护罩、解码器等)。
传输设备:采用高清视频线进行短距离高清传输,线缆采用99.9%高纯度无氧铜线身,导线双绞阻抗匹配工艺,最大程度减少信号交叉,确保无错传输;采用高清视频采集卡采集高清视频信号,支持标准清晰度和高清视频输入,多种视频格式输出;采用视频服务器进行远程监控和传输,可对视频数据进行压缩编码,以满足存储和传输的要求;采用网络磁盘阵列磁盘组并配合数据分散排列的设计,提升数据的安全性、提供高清大容量存储记录。并为存储系统提高传输速率和容错功能。
1.3.3系统优点
压缩技术:采用先进的H.264压缩算法,在保证高清晰度图像的基础上最大限度节省硬盘空间。
任务支持功能:除具有显示、录像、检索、回放、控制云台/镜头、系统设置等功能,还可升级增加控制高速球、电子地图、报警信号远传、屏蔽键盘、网络监听、语音对讲、IE浏览等多功能。
为保证可靠、稳定的运行,全部软件均通过2000小时不间断开机疲劳测试;主机内部结构设计,充分考虑了线材质量、走线、散热、电源稳定性等技术细节,从而有效降低整机故障率。
有利于系统扩充:采用硬件板卡叠加方式,扩充简单快捷。
完善的系统升级功能:拥有专业的软件研发队伍,迅速根据用户需求和最新视频技术不断完善软件程序。
1.3.4实现功能
本地回放:回放本地录像,支持时间点连续回放和单录像文件回放,对监控情况实行有效追溯;
本地录像:采用H.264 格式,可按预设方案进行录像;
画面抓拍:监视画面抓拍和录像回放画面抓拍;
解锁/锁定功能可以禁止其他无关人员操作监控系统;
可以稳定运行“实验动物笼旁观察动态捕捉系统”;
可接入Internet,登录客户端程序后可实现远程监控及操作。监控系统可以使用控制键盘对每台远程图像集中监控主机进行完全控制,包括参数设置,录像回放,录像查询等。远程监控点可以使用PC机上的键盘进行画面监控,录像查询,文件下载等;
支持视频环通输出、单路回放,支持AVI、MJPEG、MPEG1、DV多种格式输出;
支持驱动编程,具有强大升级空间能力;
1.4  门禁系统
1.4.1XFL-Q型门禁系统
目前,国内外研制和使用的门禁系统主要集中在刷卡门禁系统和生物识别门禁系统,在刷卡门禁系统中,管理员不能很好的控制人员的进出,XFL-Q型门禁系统则避免了这个老大难问题,它由电脑、控制主机、管理软件、通讯转换器、电锁、门禁等专业设备组成。读卡方式采用指纹识别门禁方式。只有管理员授予动物实验中心实验员权限,当指纹识别正确时才能判断本次操作的合法性。系统软件可以由标准型、豪华型升级到尊贵型,具有人工快速比对功能,可快速判断并识别指纹;内置大容量USB存储设备,具有写保护功能,并可存储二万多例门禁识别记录。
1.4.3软件功能
1.4.3.1 实时监控
对出入各门区情况实时监控,某时某刻什么人从什么门进入,如无授权则显示无效门区;可实时监控进入、外出、警报状态、进出资料、通讯失败资料、控制器目前时间、门位状态、遥控状态等窗口。
 
 
1.4.3.2 记忆功能
内置大容量USB存储设备,具有写保护功能,可存储二万多笔门禁识别记录。
1.4.3.3 多语言版本支持
本系统可支持英文、中文简体、中文繁体、法文、日文、德文、意大利文、西班牙文、瑞典文、泰国文、印度文,还可根据系统自定义15种语言(用户须选用专用机型)。
1.4.3.4 遥控功能
本系统可通过软件遥控指定开门、可调节开门状态为永远开启、永远关闭、恢复自控等功能(用户须选用专用机型)。
1.4.3.5 事件处理
当紧急事件发生时,可设定门区全部打开并发出指定警报声。
1.4.3.6 设定功能
设定控制器资料:设定控制器模组、进出时段、时区、假日管制、应用群组;
设定紧急门区:可设定十个警急门区、以及其独立的警报设置(分为控制器警报和系统警报)和警急开门快捷按钮等;
设定警报类型:分为防盗警报、紧急求助警报、火灾警报、瓦斯警报、强行进入警报、反胁迫警报等;
节假日设定:可根据要求灵活设定假日;
使用者权限设定;
1.4.4硬件功能
控制器:控制数据流入及流出,可脱机使用,具有断电保存数据功能。
读卡器:捕捉指纹信息并上传达至控制器。
三、结束语
实验动物作为生命科学研究的基础和重要支撑条件,受到愈来愈广泛的重视,实验动物学学科的发展水平往往被用来衡量生命科学和医学科研的水平。所以在大力扩建高标准动物实验设施的同时,我们还应重视动物本身生理特性的原则。参照GB14924实验动物国家标准与动物福利相关法规,本公司监控与门禁系统将根据客户需求量身订造,以便满足实验数据的科学性、准确性;特殊设施可赠送实验动物饲养背景音效播放系统,该系统可放送32种实验动物栖原地背景音效及各种动物安详音效,以提高动物福利及减少应激反应。
参考文献(略)
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