小型分子检测数据分析系统

技术领域

本发明涉及小分子检测技术领域，具体为小型分子检测数据分析系统。

背景技术

小分子检测通常是指对分子结构较小的化合物进行检测和分析，这种分子通常包括有机分子、药物、天然产物等，其分子量相对较小，小分子检测在化学、生物学、医学等领域都有着广泛的应用。

一般的，传统小分子检测系统采用单一架构，各部分功能整合在一起，而非分割成模块，这种结构限制了系统的灵活性和扩展性，不利于对系统进行针对性的修改和升级，固定的功能架构难以轻易更新或替换，当需要引入新的技术或改进时，需要对整个系统进行大规模的改动，增加时间和成本，且集中式系统可能更容易成为攻击目标，因为系统的各个部分耦合度高，一旦某个部分出现漏洞，整个系统的安全性都会受到威胁。

综上，需要提出小型分子检测数据分析系统来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供小型分子检测数据分析系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

小型分子检测数据分析系统，包括传感器模块、数据采集预处理模块、数据处理分析模块、用户界面模块、报告导出模块、标准化模块、更新模块以及安全性模块；

所述传感器模块、数据采集预处理模块、数据处理分析模块、用户界面模块、报告导出模块、标准化模块、更新模块以及安全性模块之间通信连接；

传感器模块和数据采集预处理模块之间单向连接，传感器模块单向传输原始数据给数据采集预处理模块，供后续处理；

数据采集预处理模块和数据处理分析模块之间单向连接，数据采集预处理模块单向传输处理后的数据给数据处理分析模块，供进一步分析；

数据处理分析模块和用户界面模块之间双向连接，数据处理分析模块向用户界面模块发送分析结果，同时接收用户界面模块的输入和控制命令；

用户界面模块和报告导出模块之间单向连接，用户界面模块单向传输导出请求给报告导出模块，报告导出模块向用户界面模块发送生成的报告；

数据处理分析模块和报告导出模块之间单向连接，数据处理分析模块向报告导出模块发送分析结果，触发报告生成；

用户界面模块和数据导出模块之间双向连接，用户界面模块通过双向连接与数据导出模块交换信息，用户界面模块发送导出请求，数据导出模块传送导出的数据；

标准化模块和数据处理分析模块之间单向连接，标准化模块向数据处理分析模块发送标准化信息，确保系统与行业标准的兼容性；

更新模块和用户界面模块之间双向连接，用户界面模块通过双向连接向更新模块发送更新请求，更新模块通过双向连接向用户界面模块发送更新信息；

安全性模块和其他模块之间通信连接，安全性模块与其他模块建立单向或双向连接，确保数据传输的机密性和完整。

作为本发明一种优选的技术方案，所述传感器模块包括光学传感器以及电化学传感器，用于测量样品中的物理或化学性质，产生原始数据。

作为本发明一种优选的技术方案，所述数据采集和预处理模块包括数据采集单元以及预处理单元；

所述数据采集和预处理模块通过数据采集单元，将传感器输出的原始数据采集到系统中，高速、精准的数据采集，确保高质量的输入。

所述数据采集和预处理模块通过预处理单元对原始数据进行信号放大、滤波、校正处理，确保采集到的数据质量，准备数据供后续分析使用。

作为本发明一种优选的技术方案，所述数据处理分析模块包括数据处理软件单元以及数据分析算法单元；

所述数据处理分析模块通过数据处理软件单元处理数据，进行去噪、校正和对齐操作，提供对数据的深度处理，优化数据质量；

所述数据处理分析模块通过数据分析算法单元利用算法解释和分析数据，提取关于小型分子的信息，能够准确识别和定量目标分子。

作为本发明一种优选的技术方案，所述用户界面模块包括GUI单元；

所述用户界面模块通过GUI单元提供用户友好的界面，实时数据显示、实验控制和结果可视化，直观、易用，方便用户操作和监控。

作为本发明一种优选的技术方案，所述报告及导出模块包括报告生成单元以及数据导出单元；

所述报告及导出模块通过报告生成单元自动生成实验结果报告，包括分析参数、图表和结论，生成清晰、详尽的实验结果，便于用户理解。

所述报告及导出模块通过数据导出单元允许用户将数据导出到其他分析工具，支持进一步研究和共享，提供灵活的数据导出选项，符合行业标准。

作为本发明一种优选的技术方案，所述标准化模块用于实施行业标准，确保系统与其他设备和软件的互操作性，采用国际认可的数据交换标准和通信协议，确保系统无缝集成。

作为本发明一种优选的技术方案，所述更新模块用于提供系统固件和软件的定期更新机制，适应新的技术和算法，实施远程固件/软件更新功能，确保系统持续更新。

作为本发明一种优选的技术方案，所述安全性模块用于实施数据加密、身份验证和访问控制，确保数据的机密性和完整性，使用加密算法、多层次身份验证和权限控制，确保数据安全和用户隐私。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本系统每个功能模块都是相对独立的单元，实现独立开发、测试和维护，能够协调各个模块的工作，实现数据的流畅传递和处理，确保了系统中的数据的机密性和完整性，通过加密、身份验证和访问控制等手段，系统能够有效地防范未经授权的访问和数据泄露，同时数据采集预处理模块和数据处理分析模块的组合能够实现对小型分子检测数据的高效处理，实时地监测和分析小型分子检测数据，用户能够轻松地与系统交互，包括输入指令、查看结果，并进行必要的操作，生成标准化的报告，方便用户分享和归档检测结果，对于研究论文、质检报告或监管遵从性有极大帮助。

附图说明

图1为本发明的小型分子检测数据分析系统图；

具体实施方式

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做出创造性劳动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。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：

小型分子检测数据分析系统，包括传感器模块、数据采集预处理模块、数据处理分析模块、用户界面模块、报告导出模块、标准化模块、更新模块以及安全性模块；

所述传感器模块、数据采集预处理模块、数据处理分析模块、用户界面模块、报告导出模块、标准化模块、更新模块以及安全性模块之间通信连接；

传感器模块和数据采集预处理模块之间单向连接，传感器模块单向传输原始数据给数据采集预处理模块，供后续处理；

数据采集预处理模块和数据处理分析模块之间单向连接，数据采集预处理模块单向传输处理后的数据给数据处理分析模块，供进一步分析；

数据处理分析模块和用户界面模块之间双向连接，数据处理分析模块向用户界面模块发送分析结果，同时接收用户界面模块的输入和控制命令；

用户界面模块和报告导出模块之间单向连接，用户界面模块单向传输导出请求给报告导出模块，报告导出模块向用户界面模块发送生成的报告；

数据处理分析模块和报告导出模块之间单向连接，数据处理分析模块向报告导出模块发送分析结果，触发报告生成；

用户界面模块和数据导出模块之间双向连接，用户界面模块通过双向连接与数据导出模块交换信息，用户界面模块发送导出请求，数据导出模块传送导出的数据；

标准化模块和数据处理分析模块之间单向连接，标准化模块向数据处理分析模块发送标准化信息，确保系统与行业标准的兼容性；

更新模块和用户界面模块之间双向连接，用户界面模块通过双向连接向更新模块发送更新请求，更新模块通过双向连接向用户界面模块发送更新信息；

安全性模块和其他模块之间通信连接，安全性模块与其他模块建立单向或双向连接，确保数据传输的机密性和完整。

更进一步的，所述传感器模块包括光学传感器以及电化学传感器，用于测量样品中的物理或化学性质，产生原始数据。

更进一步的，所述数据采集和预处理模块包括数据采集单元以及预处理单元；

所述数据采集和预处理模块通过数据采集单元，将传感器输出的原始数据采集到系统中，高速、精准的数据采集，确保高质量的输入。

所述数据采集和预处理模块通过预处理单元对原始数据进行信号放大、滤波、校正处理，确保采集到的数据质量，准备数据供后续分析使用。

更进一步的，所述数据处理分析模块包括数据处理软件单元以及数据分析算法单元；

所述数据处理分析模块通过数据处理软件单元处理数据，进行去噪、校正和对齐操作，提供对数据的深度处理，优化数据质量；

所述数据处理分析模块通过数据分析算法单元利用算法解释和分析数据，提取关于小型分子的信息，能够准确识别和定量目标分子。

更进一步的，所述用户界面模块包括GUI单元；

所述用户界面模块通过GUI单元提供用户友好的界面，实时数据显示、实验控制和结果可视化，直观、易用，方便用户操作和监控。

更进一步的，所述报告及导出模块包括报告生成单元以及数据导出单元；

所述报告及导出模块通过报告生成单元自动生成实验结果报告，包括分析参数、图表和结论，生成清晰、详尽的实验结果，便于用户理解。

所述报告及导出模块通过数据导出单元允许用户将数据导出到其他分析工具，支持进一步研究和共享，提供灵活的数据导出选项，符合行业标准。

更进一步的，所述标准化模块用于实施行业标准，确保系统与其他设备和软件的互操作性，采用国际认可的数据交换标准和通信协议，确保系统无缝集成。

更进一步的，所述更新模块用于提供系统固件和软件的定期更新机制，适应新的技术和算法，实施远程固件/软件更新功能，确保系统持续更新。

更进一步的，所述安全性模块用于实施数据加密、身份验证和访问控制，确保数据的机密性和完整性，使用加密算法、多层次身份验证和权限控制，确保数据安全和用户隐私。

实施例

小型分子检测数据分析系统由传感器模块、数据采集预处理模块、数据处理分析模块、用户界面模块、报告导出模块、标准化模块、更新模块以及安全性模块构成，其中：

传感器模块、数据采集预处理模块、数据处理分析模块、用户界面模块、报告导出模块、标准化模块、更新模块以及安全性模块之间通信连接；传感器模块和数据采集预处理模块之间单向连接，传感器模块单向传输原始数据给数据采集预处理模块，供后续处理；数据采集预处理模块和数据处理分析模块之间单向连接，数据采集预处理模块单向传输处理后的数据给数据处理分析模块，供进一步分析；数据处理分析模块和用户界面模块之间双向连接，数据处理分析模块向用户界面模块发送分析结果，同时接收用户界面模块的输入和控制命令；用户界面模块和报告导出模块之间单向连接，用户界面模块单向传输导出请求给报告导出模块，报告导出模块向用户界面模块发送生成的报告；数据处理分析模块和报告导出模块之间单向连接，数据处理分析模块向报告导出模块发送分析结果，触发报告生成；用户界面模块和数据导出模块之间双向连接，用户界面模块通过双向连接与数据导出模块交换信息，用户界面模块发送导出请求，数据导出模块传送导出的数据；标准化模块和数据处理分析模块之间单向连接，标准化模块向数据处理分析模块发送标准化信息，确保系统与行业标准的兼容性；更新模块和用户界面模块之间双向连接，用户界面模块通过双向连接向更新模块发送更新请求，更新模块通过双向连接向用户界面模块发送更新信息；安全性模块和其他模块之间通信连接，安全性模块与其他模块建立单向或双向连接，确保数据传输的机密性和完整。

在本实施例中，传感器模块包括光学传感器以及电化学传感器，用于测量样品中的物理或化学性质，产生原始数据；

光学传感器在分子检测时，用于分析溶液中的化合物浓度，包括DNA测序、蛋白质测定，荧光检测时，检测样品在受激发光下发出的荧光信号，用于标记的小分子或生物分子在受到激发光后发出荧光，用于检测色谱柱上分离的化合物，在色谱分析时，通过检测不同化合物对特定波长的光的吸收情况，实现对混合物中不同成分的分离和鉴定；

电化学传感器在分子检测数据分析系统中的应用包括 pH测量以及氧气测量。

在本实施例中，数据采集和预处理模块包括数据采集单元以及预处理单元；

数据采集和预处理模块通过数据采集单元，将传感器输出的原始数据采集到系统中，高速、精准的数据采集，确保高质量的输入；

通过数据采集单元，实现对传感器输出的原始数据的高速采集，在小型分子检测中，某些反应或事件发生得非常迅速，需要高速数据采集以确保不漏掉关键信息，满足对于准确测量物质浓度、反应速率关键参数的要求。

数据采集和预处理模块通过预处理单元对原始数据进行信号放大、滤波、校正处理，确保采集到的数据质量，准备数据供后续分析使用；

在小型分子检测中，一些检测信号较弱，通过信号放大提高信噪比，使得检测结果更加稳定可靠，受到环境干扰或传感器本身噪声的影响，通过滤波处理提高数据的清晰度和可读性，传感器在使用过程中存在漂移或非线性特性，通过校正确保获得的数据与实际情况一致，不同传感器输出不同格式的数据，预处理单元将其转换为统一的数据格式，便于后续的数据分析和算法处理。

在本实施例中，数据处理分析模块包括数据处理软件单元以及数据分析算法单元；

数据处理分析模块通过数据处理软件单元处理数据，进行去噪、校正和对齐操作，提供对数据的深度处理，优化数据质量；

数据处理分析模块通过数据分析算法单元利用算法解释和分析数据，提取关于小型分子的信息，能够准确识别和定量目标分子。

在本实施例中，用户界面模块包括GUI单元；

用户界面模块通过GUI单元提供用户友好的界面，实时数据显示、实验控制和结果可视化，直观、易用，方便用户操作和监控；

通过GUI单元以图形化形式显示实验中产生的数据，使用户能够实时监测实验进展和数据变化；

通过GUI单元提供按钮、滑块控件，让用户能够方便地控制实验的进行，调整实验条件，以满足特定需求；

通过GUI单元，系将实验结果进行图表化或图形化展示，帮助用户更好地理解数据、趋势和模式；

GUI单元通过各种输入控件收集用户输入，同时通过提示、弹窗方式提供反馈，增加系统与用户的互动性。

在本实施例中，报告及导出模块包括报告生成单元以及数据导出单元；

报告及导出模块通过报告生成单元自动生成实验结果报告，包括分析参数、图表和结论，生成清晰、详尽的实验结果，便于用户理解。

报告及导出模块通过数据导出单元允许用户将数据导出到其他分析工具，支持进一步研究和共享，提供灵活的数据导出选项，符合行业标准。

在本实施例中，标准化模块用于实施行业标准，确保系统与其他设备和软件的互操作性，采用国际认可的数据交换标准和通信协议，确保系统无缝集成；

具体的，首先确定系统中传输和存储数据的格式标准，标准化模块定义并实施行业认可的数据格式标准，确保不同模块之间能够正确地解释和处理数据，然后 选择和实施用于模块之间通信的标准协议，确保系统中的各个部分通过统一的通信协议进行交流，从而实现设备之间的无缝通信；

小型分子检测数据分析系统中，标准化模块的应用确保了系统的可扩展性和灵活性，使其能够与不同供应商的设备和其他软件系统进行集成。

在本实施例中，更新模块用于提供系统固件和软件的定期更新机制，适应新的技术和算法，实施远程固件/软件更新功能，确保系统持续更新。

在本实施例中，安全性模块用于实施数据加密、身份验证和访问控制，确保数据的机密性和完整性，使用加密算法、多层次身份验证和权限控制，确保数据安全和用户隐私；

具体的， 通过SSL安全传输协议对数据在传输过程中进行加密，在小型分子检测系统中，通过传输层加密，确保实验数据在从传感器到分析模块的传输过程中不被未授权方访问或篡改，对存储在系统中的数据进行加密，确保即使在数据存储介质被盗取的情况下也能保持机密性，小型分子检测系统包含敏感的实验数据，数据存储加密防止非授权访问和数据泄露；

在小型分子检测系统中，RBAC用于限制普通用户和管理员对系统的不同访问权限，保护系统免受未授权访问和操作，实施多层次的双因素身份验证，需要提供用户名和密码，并通过手机验证码或生物识别进行验证，以确保只有授权用户能够访问系统，管理不同用户的权限，确保他们只能访问其所需的功能和数据，用户权限管理确保每个用户只能访问其权限范围内的数据和功能。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其同物限定。