一种液体温度数据获取方法、装置、存储介质及电子设备

技术领域

本申请涉及温度控制领域，具体而言，涉及一种液体温度数据获取方法、装置、存储介质及电子设备。

背景技术

全自动玻片处理系统是针对细胞学样本、组织学样本(穿刺或中性福尔马林固定的石蜡包埋组织切片样本)以及血液样本进行病理分析前的样本处理的仪器，其工作是过程大致包括：预处理过程(脱蜡、煮片、消化)、变性/杂交、杂交之后的清洗过程，从而实现了FISH制片流程的自动化，大大提升了工作效率。

处理FISH制片期间，该需要反复实现升温——降温——再升温操作，例如，预处理期间煮片水温设置88±1℃左右(升温后保持)，之后需要降低至室温洗涤；杂交时又需要将温度升至85±1℃，后需要降至37±1℃进行洗涤。简单的温度控制属于常规方法范畴，但是在温度控制过程中，需要保持反应槽前后摇晃(一次晃动周期大概6-7S之间)，且每次操作时使用的反应液体量尽可能少，反应液体量及温度值均是由用户自行设定后系统完成自动化操作。常规的测温方法是温度传感实时接触被测液体，从而直接感知被测量，实时获取温度值，但是由于反应液体量少，设备在摇晃时，有部分时间传感器无法直接接触被测液体。

因此，如何在反应液体量少，并且设备摇晃时，准确获取被测液体的温度，成为了本领域技术人员亟待解决的难题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种液体温度数据获取方法、装置、存储介质及电子设备，以至少部分改善上述问题。

为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供一种液体温度数据获取方法，所述方法应用于电子设备，所述电子设备与设置于容器一端的温度传感器通信连接，所述容器按照预设周期晃动，在所述预设周期内，所述温度传感器在被容器中的液体浸没和未被容器中的液体浸没的状态切换，所述方法包括：

获取目标时间段内温度传感器采集的温度数据，其中，所述目标时间段为容器设置有所述温度传感器的一端摇摆至最低位后的预设时间段；

依据所述目标时间段内的温度数据，确定温度数据预估算式；

依据所述温度数据预估算式对待预测时间段内的温度数据进行预估。

第二方面，本申请实施例提供一种液体温度数据获取装置，所述装置应用于电子设备，所述电子设备与设置于容器一端的温度传感器通信连接，所述容器按照预设周期晃动，在所述预设周期内，所述温度传感器在被容器中的液体浸没和未被容器中的液体浸没的状态切换，所述装置包括：

信息获取单元，用于获取目标时间段内温度传感器采集的温度数据，其中，所述目标时间段为容器设置有所述温度传感器的一端摇摆至最低位后的预设时间段；

处理单元，用于依据所述目标时间段内的温度数据，确定温度数据预估算式；

所述处理单元还用于依据所述温度数据预估算式对待预测时间段内的温度数据进行预估。

第三方面，本申请实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。

第四方面，本申请实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，实现上述的方法。

相对于现有技术，本申请实施例所提供的一种液体温度数据获取方法、装置、存储介质及电子设备，应用于电子设备，电子设备与设置于容器一端的温度传感器通信连接，容器按照预设周期晃动，在预设周期内，温度传感器在被容器中的液体浸没和未被容器中的液体浸没的状态切换，方法包括：获取目标时间段内温度传感器采集的温度数据，目标时间段为容器设置有温度传感器的一端摇摆至最低位后的预设时间段；依据目标时间段内的温度数据，确定温度数据预估算式；依据温度数据预估算式对待预测时间段内的温度数据进行预估。即使在仅设置一个温度传感器，不增加额外的成本的情况下，也可以准确获得每一个摇摆周期中的温度数据。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1为本申请实施例提供的容器示意图；

图2为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的液体温度数据获取方法的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的S104的子步骤示意图；

图5为本申请实施例提供的回归线示意图；

图6为本申请实施例提供的S104的子步骤示意图之一；

图7为本申请实施例提供的S104-3的子步骤示意图；

图8为本申请实施例提供的液体温度数据获取方法的流程示意图之一；

图9为本申请实施例提供的液体温度数据获取装置的单元示意图。

图中：10-处理器；11-存储器；12-总线；13-通信接口；201-信息获取单元；202-处理单元。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

全自动玻片处理系统是针对细胞学样本、组织学样本(穿刺或中性福尔马林固定的石蜡包埋组织切片样本)以及血液样本进行病理分析前的样本处理的仪器，其工作过程大致包括：预处理过程(脱蜡、煮片、消化)、变性/杂交、杂交之后的清洗过程，从而实现了FISH制片流程的自动化，大大提升了工作效率。处理FISH制片期间，全自动玻片处理系统需要反复实现升温——降温——再升温操作。例如，预处理期间煮片水温设置88±1℃左右(升温后保持)，之后需要降低至室温洗涤；杂交时又需要将温度升至85±1℃，后需要降至37±1℃进行洗涤。简单的温度控制属于常规方法范畴，但是在温度控制过程中，需要保持反应槽前后摇晃(一次晃动周期大概6-7S之间)，且每次操作时使用的反应液体量尽可能少，反应液体量及温度值均是由用户自行设定后系统完成自动化操作。

可以设置温度传感器实时接触被测液体，从而直接感知被测量，实时获取温度值。但是在反应液体量少，设备处于摇晃状态的情况下，有部分时间传感器无法直接接触被测液体。由于反应液体量未知，也无法明确界定何时可直接接触到液体，或者说何时接触不到，如图1所示。所以温度传感器的安装位置往往固定在摇晃容器(例如反应槽)的两侧。在一种可能的实现方式中，可以在一个反应槽内安装两个传感器分布在两侧，这样总有一侧可以直接接触到被测量液体，但又需要安装传感器了解反应槽的实时倾角，从而判定哪个传感器输出数据，当液量较少时，极容易出现误判情况，也导致了设备硬件安装复杂。

而在仅有一个组温度传感器安装于反应槽的单侧时，在一个摇晃的周期内(6-7s)，一半时间可以取一组测量序列，一半时间(约计3-3.5s)无值。由于整体上反应液体量较少(最多为数十毫升)，反应液体的升温和降温存在一定的热惯性，与传统行业的水温控制时的大惯性存在较大的差别。该系统常规采样约计200ms一次，并实施一次控制，但在应用场合下，3-3.5s的时间内无采样值，属于超低采样率范畴属，这对反应槽的高精度温度的控制与保持提出了极大的挑战。

经过大量的测试实验及效果比对，发明人发现，可以将温度的控制方式分为三个阶段：升温阶段、降温阶段和温度振荡衰减阶段。假设当前采样温度为T

(1)当T

(2)当T

(3)当-3＜T

经过大量的前期标定测试，发明人发现在开足功率驱动加热元件的情况下，温度大概每1-2s增加1度；而降温时，每2-4s减小1度。基于此特性，经过大量的测量发现升温和降温的策略是一致的，在此仅对单一方向温度变化和振荡衰减期间的温度变化时的控温方法进行说明。

本申请实施例提供了一种电子设备，可以是玻片处理系统的控制系统、电脑、手机、服务器以及其他具备计算处理能力的终端设备。请参照图2，电子设备的结构示意图。电子设备包括处理器10、存储器11、总线12。处理器10、存储器11通过总线12连接，处理器10用于执行存储器11中存储的可执行模块，例如计算机程序。

处理器10可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，液体温度数据获取方法的各步骤可以通过处理器10中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器10可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

存储器11可能包含高速随机存取存储器(RAM：Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。

总线12可以是ISA(Industry Standard Architecture)总线、PCI(PeripheralComponent Interconnect)总线或EISA(Extended Industry Standard Architecture)总线等。图2中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线12或一种类型的总线12。

存储器11用于存储程序，例如液体温度数据获取装置对应的程序。液体温度数据获取装置包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于存储器11中或固化在电子设备的操作系统(operating system，OS)中的软件功能模块。处理器10在接收到执行指令后，执行所述程序以实现液体温度数据获取方法。

可能地，本申请实施例提供的电子设备还包括通信接口13。通信接口13通过总线与处理器10连接。例如，通过通信接口13获取温度传感器传输的数据。

可选地，电子设备与设置于容器一端的温度传感器通信连接，如图2所示，容器按照预设周期晃动，在预设周期内，温度传感器在被容器中的液体浸没和未被容器中的液体浸没的状态切换。

应当理解的是，图2所示的结构仅为电子设备的部分的结构示意图，电子设备还可包括比图2中所示更多或者更少的组件，或者具有与图2所示不同的配置。图2中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

本申请实施例提供的一种液体温度数据获取方法，可以但不限于应用于图2所示的电子设备，具体的流程，请参考图3，液体温度数据获取方法包括：S101、S104以及S105，具体阐述如下。

S101，获取目标时间段内温度传感器采集的温度数据。

其中，目标时间段为容器设置有温度传感器的一端摇摆至最低位后的预设时间段。

如图1所示，当容器(反应槽)摇晃到最左端，即容器设置有温度传感器的一端摇摆至最低位后，做为设备开启控制点的初始条件，此时开始采集温度值。可选地，温度值属于接触式采集，属于正常控制序列。标志为每200ms采集一次，控制一次。

预设时间段的长度与容器的摇摆周期长度和容器中的液体的体积相关。在一种可能的实现方式中，预设时间段的长度可以为摇摆周期的二分之一。应理解，容器(例如为反应槽)中的液体，在摇摆周期内，至少部分时间不与温度传感器接触。

S104，依据目标时间段内的温度数据，确定温度数据预估算式。

正如前文所述的，可以将温度的控制方式分为三个阶段：升温阶段、降温阶段和温度振荡衰减阶段。假设当前采样温度为T

由此可知，温度数据按照一定的规律的变化，在获得目标时间段内的温度数据可以推导出温度数据预估算式。温度数据预估算式用于对后续的温度数据进行预估。

S105，依据温度数据预估算式对待预测时间段内的温度数据进行预估。

可理解地，待预测时间段可以为在后续温度传感器未被液体覆盖，即二者之间没有接触的时间段。

综上所述，本申请实施例提供了一种液体温度数据获取方法，应用于电子设备，电子设备与设置于容器一端的温度传感器通信连接，容器按照预设周期晃动，在预设周期内，温度传感器在被容器中的液体浸没和未被容器中的液体浸没的状态切换，方法包括：获取目标时间段内温度传感器采集的温度数据，目标时间段为容器设置有温度传感器的一端摇摆至最低位后的预设时间段；依据目标时间段内的温度数据，确定温度数据预估算式；依据温度数据预估算式对待预测时间段内的温度数据进行预估。即使在仅设置一个温度传感器，不增加额外的成本的情况下，也可以准确获得每一个摇摆周期中的温度数据。

在当前温度变化趋势为单一方向变化时，温度数据预估算式为线性多项式。单一方向变化包括升温阶段和降温阶段。在此基础上，对于图3中的S104，如何确定温度数据预估算式，本申请实施例还提供了一种可能的实现方式，请参考图4，S104包括：S104-1和S104-2，具体阐述如下。

S104-1，依据目标时间段内的温度数据进行多项式拟合，确定线性多项式的多项式系数。

可选地，线性多项式的表达式为：

其中，T

可选地，在温度传感器直接接触液体的采集时间段内，可以形成N个采样序列A

应理解，依靠上述N个点的实际序列，可以进行多项式拟合，求解最佳的多项式系数。

可选地，结合最小二乘法和求解线性方程组(依靠高斯消元法进行实现)，求解最佳的多项式系数。STM32F4可以完成求解最佳的多项式系数的计算。

依据线性多项式的表达式列出待拟合的曲线与实际点之间的关系：

用矩阵符号列出其之间的关系，如下：

因此，回归多项式的系数可以表示为：

其中，X

由于在已知序列中，输入的时间序列矩阵X，及其转至矩阵X

S104-2，依据多项式系数确定温度数据预估算式。

根据温度数据预估算式预测后续的N个温度值序列A

在当前温度变化趋势为振荡衰减变化时，温度数据预估算式为衰减振荡曲线表达式。振荡衰减变化包括振荡衰减阶段。在此基础上，对于图3中的S104，如何确定温度数据预估算式，本申请实施例还提供了一种可能的实现方式，请参考图6，S104包括：S104-3和S104-4，具体阐述如下。

S104-3，依据目标时间段内的温度数据进行非线性振荡衰减曲线拟合，确定衰减振荡曲线的系数。

可选地，衰减振荡曲线表达式为：

其中，T

关于如何确定衰减振荡曲线的系数，请见下文中关于S104-3的子步骤的说明。

S104-4，依据衰减振荡曲线的系数确定衰减振荡曲线表达式。

可选地，根据衰减振荡曲线表达式预测后续的N个温度值序列A

在图6的基础上，对于S104-3中的内容，本申请实施例还提供了一种可能的实现方式，请参考图7，S104-3包括：S104-3A、S104-3B以及S104-3C，具体阐述如下。

S104-3A，将拟合后的非线性振荡衰减曲线的最小均方误差函数确定为迭代的目标损失函数。

依据衰减振荡曲线表达式可以得到拟合曲线为：

S104-3B，依据目标损失函数确定衰减振荡曲线的系数的梯度值。

为使每个目标函数最优(即最小均方误差)，对每个系数求其偏导数为0，即可得到：

因此，可得出最优参数的c，b对应的最优梯度值为：

因此，可以得到系数的迭代更新公式为：

c

b

其中，learning_rate表征学习率。当学习率取值过大时，可能导致迭代次数达到后无法收敛，若取值太小，收敛速度过慢，经过大量的计算，learning_rate取值可以为0.01。每次迭代，分别求出各个系数c，b对应的梯度值，之后用梯度值和学习率更新下一个系数，从而保持每一次更新完成系数之后，对应的LOSS损失函数值都在减小，也就是梯度一直在下降。

S104-3C，依据梯度值和预设的学习率对衰减振荡曲线的系数进行迭代，直至迭代次数大于预设次数或目标损失函数小于预设损失值，将当前的迭代结果确定为最终的衰减振荡曲线的系数。

预设次数可以为2000次。例如，当迭代次数超过2000次，损失函数的值小于某一个设定值时，结束迭代，从而输出最优的系数c，b。

可选地，经过不断的采集、回归、预测、再采集……等一些列温控操作，可以最大程度的保持合理的控制策略，从而有效解决了超低采样率或者采样值大范围缺失时所导致的失控问题。测试时发现，反应槽内液体量增加或者减小时，或起始条件不一致(如开机后的环境温度导致的初始条件不一致)，在本申请实施例提供的温度数据获取方法的作用下，均无明显的控制差别，结果的准确性较高。

关于如何确定当前温度变化趋势，本申请实施例还提供了一种可能的实现方式，请参考图8，在S101之后，液体温度数据获取方法还包括：S102和S103，具体阐述如下。

S102，依据目标时间段内的温度数据确定评测数据。

评测数据可以是目标时间段内的温度数据中的最大值、最小值或平均值。

S103，依据评测数据和目标温度值确定当前温度变化趋势。

可选地，(1)当T

请参阅图9，图9为本申请实施例提供的一种液体温度数据获取装置，可选的，该液体温度数据获取装置被应用于上文所述的电子设备。

液体温度数据获取装置包括：信息获取单元201和处理单元202。

信息获取单元201，用于获取目标时间段内温度传感器采集的温度数据，其中，目标时间段为容器设置有温度传感器的一端摇摆至最低位后的预设时间段；

处理单元202，用于依据目标时间段内的温度数据，确定温度数据预估算式；

处理单元202还用于依据温度数据预估算式对待预测时间段内的温度数据进行预估。

可选地，信息获取单元201可以执行上述的S101，处理单元202可以执行上述的S102至S104。

需要说明的是，本实施例所提供的液体温度数据获取装置，其可以执行上述方法流程实施例所示的方法流程，以实现对应的技术效果。为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。

本申请实施例还提供了一种存储介质，该存储介质存储有计算机指令、程序，该计算机指令、程序在被读取并运行时执行上述实施例的液体温度数据获取方法。该存储介质可以包括内存、闪存、寄存器或者其结合等。

下面提供一种电子设备，可以是玻片处理系统的控制系统、电脑、手机、服务器以及其他具备计算处理能力的终端设备，该电子设备如图2所示，可以实现上述的液体温度数据获取方法；具体的，该电子设备包括：处理器10，存储器11、总线12。处理器10可以是CPU。存储器11用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被处理器10执行时，执行上述实施例的液体温度数据获取方法。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。