项目背景

智能化信息管理已经成为近年来发展的众多主流方向之一，而动物实验室具有复杂的生命科学知识规章，普通的智能化管理系统难以适合、符合环境特殊、培养过程和实验操作要求严格的动物实验室。在实验动物信息管理方面，很多科研单位实现了实验动物资源信息共享平台，但科研工作者对于实验动物的管理始终停留在较为繁杂纸质记录阶段，至今尚无成熟的便捷的信息化系统管理方案。

完备的实验动物对象记录，需要实验人员经过及时发现事件，纸质记录，零散整理，记录电子化等步骤，由于步骤零散，并且实验动物管理通常与其对应的生命科学实验操作同时进行，因此使实验动物管理的系统性、及时性、准确性难以保证。尤其是部分实验设计的小鼠年龄等信息对于整个实验尤为重要，一旦出现数量稍多的情况，除非耗费更多时间，否则难以实现精准的记录。系统性的动物管理记录将很大程度上提高此过程的效率，使科研人员将主要精力集中在生命科学实验上。

项目简介

本项目主要分为简单服务系统构建、云端连接、单片机-服务器系统的连接，实例化系统四个部分。

1.简单服务系统的构建：简单服务系统主要是负责处理表格数据，通过接收到的命令完成数据的处理，并返回数据至显示屏。数据的处理主要包括简称的映射，记录的增删改查，上传文件至面向对象储存系统。

2.云端连接：由于实验阶段，选用腾讯云的 COS作为云端储存方式，得到python SDK所需参数，并将python SDK嵌入至简单服务器系统。

3.模拟单片机-服务器系统连接：选用ESP-8266单片机，在未确定便携端-服务器-云端模式之前，由于上传的python-SDK所需运行内存超出单片机限制，无法将简单服务器系统完全移植，因此确定了便携端-服务器-云端的命令交互模式。

4.实例化系统：即将硬件连接，调整单片机-服务器系统连接程序。本系统的应用重在解决实际小鼠管理操作过程中的问题，尤其在“人工智能”大时代背景下，各平台应用增加语音识别播报，图片识别等模块也是大势，这也是此处增加服务器环节的一个原因。此系统基于python开发，python语音和图片处理库调用较为简单，可大幅度减少开发难度。服务器与云端的连接，共有云资源的调用也较为便捷。

图 1 便携端-服务器-云端系统模式图


技术优势

1.提出实验动物管理的信息化：本解决方案，不止适用于实验动物实验室，对于常规实验室的试剂接收短信提醒等方面功能的实现均有一定的意义。

2.使用MQTT协议作为命令交互：MQTT协议此处并不是最优选择，但是其并发性能较好，未来可通过MQTT实现多人同时使用此系统。此处通过增加一定的限制条件，不止用于传感器的规律数据上传，也实现了MQTT的单一命令交互。

3.提出一种实验动物管理信息化的解决方案，并完成简易的实践过程。整体上为便携端-服务器-云端备份模式，提供多端共享途径并通过PC端的介入，为功能的拓展留下空间。

图 2   便携端与 PC 端交互的实例图


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