多維度傳感布局：試驗箱工作室內部采用 “三維立體傳感陣列” 設計，根據工作室容積確定傳感器數量（如 100L 工作室布置 3 個傳感器，500L 工作室布置 5 個傳感器），分別安裝在 “工作室中心、角落、樣品周邊” 等關鍵位置，確保采集數據覆蓋整個試驗空間；傳感器選用 “高精度溫濕度集成探頭”，溫度測量范圍 - 70℃ - 150℃（精度 ±0.1℃），濕度測量范圍 10% RH - 98% RH（精度 ±2% RH），采樣頻率≥1Hz，避免單點采集導致的局部數據偏差；

實時校準與補償：每個傳感器均內置 “自動校準芯片”，可實時檢測環境溫度變化對傳感器的影響（如溫度每變化 10℃，自動修正濕度測量偏差≤0.5% RH）；同時，控制系統定期（默認每 30min）與 “內置標準溫濕度模塊”（精度 ±0.05℃/±1% RH）進行數據比對，當檢測到傳感器采集偏差超過 ±0.2℃/±3% RH 時，立即觸發校準程序，修正采集數據；

零點與量程校驗：設備出廠前，通過 “計量校準設備”（如高精度溫濕度校準箱，精度 ±0.02℃/±0.5% RH）對每個傳感器進行 “多點位校驗”（溫度在 - 70℃、0℃、50℃、150℃，濕度在 20% RH、50% RH、80% RH），建立校準曲線并存儲至控制系統；用戶使用過程中，可通過設備自帶的 “手動校準功能”（建議每 6 個月校準一次），或聯系東莞皓天計量服務團隊進行專業校準，保障長期采集精度。

雙鏈路傳輸架構：采用 “有線 + 無線” 雙鏈路備份傳輸，有線傳輸選用 “工業以太網”（傳輸速率 100Mbps，延遲≤50ms），通過屏蔽網線連接試驗箱與上位機，適用于固定試驗場景；無線傳輸采用 “LoRa 無線通訊”（傳輸距離≤1km，穿透能力強），作為備用傳輸鏈路，當有線傳輸中斷時，自動切換至無線傳輸（切換時間≤100ms），避免數據傳輸中斷；

抗干擾設計：傳輸線路采用 “雙層屏蔽結構”（內層鋁箔屏蔽，外層編織網屏蔽），降低電磁干擾（EMI）對數據傳輸的影響（抗干擾等級達到 EN 61000-6-2 標準）；同時，在傳輸協議中加入 “數據校驗位” 與 “重傳機制”，每幀數據均包含 CRC 校驗碼，若上位機檢測到數據校驗錯誤，立即請求試驗箱重新傳輸數據（重傳次數最多 3 次），確保數據傳輸準確率≥99.99%；

傳輸速率自適應調節：根據試驗數據量自動調整傳輸速率，如在 “快速溫變試驗”（溫變速率≥10℃/min）中，數據變化頻率高，傳輸速率自動提升至 10Hz；在 “恒定溫濕試驗” 中，數據變化平緩，傳輸速率自動降至 1Hz，既保證關鍵數據不丟失，又降低傳輸帶寬占用。

分布式存儲架構：數據采用 “本地 + 云端” 雙重存儲，本地存儲通過試驗箱內置的 “工業級 SD 卡”（容量≥32GB，讀寫壽命≥10 萬次）實時存儲原始數據，保存時間≥1 年；云端存儲通過 “HT - Cloud” 云平臺（符合 ISO 27001 信息安全標準），將數據加密（AES - 256 加密算法）后上傳至云端服務器，實現數據長期備份（保存時間可自定義設置，最長 10 年），避免本地存儲設備損壞導致的數據丟失；

多級權限管理：系統設置 “管理員、操作員、查看員” 三級權限，管理員擁有數據修改、用戶管理、系統配置等全部權限；操作員僅擁有試驗啟動、數據查看、報表導出等權限；查看員僅能查看歷史數據與試驗報告，無數據修改權限；所有操作均記錄 “操作日志”（包含操作人、操作時間、操作內容），便于追溯數據修改記錄；

數據防篡改與審計：原始采集數據存儲后自動生成 “不可篡改的時間戳”，任何對原始數據的修改都會被系統記錄并標記 “異常修改”；同時，系統定期（默認每月）生成 “數據審計報告”，統計數據傳輸成功率、存儲完整性、權限操作記錄等信息，確保數據從采集到存儲的全流程可審計。

多傳感數據加權融合：根據不同傳感器的安裝位置與環境影響系數，為每個傳感器設置 “權重系數”（如工作室中心傳感器權重 0.4，角落傳感器權重 0.2，樣品周邊傳感器權重 0.4），系統實時采集所有傳感器數據后，通過加權平均算法計算 “最終環境數據”，降低局部環境波動對采集結果的影響；例如，當中心傳感器采集溫度 25.0℃，角落傳感器采集 24.8℃，樣品周邊傳感器采集 25.2℃時，最終計算溫度為 25.0℃×0.4 + 24.8℃×0.2 + 25.2℃×0.4 = 25.0℃；

動態環境補償算法：針對試驗過程中 “樣品發熱、開門操作、氣流變化” 等動態因素，系統通過 “實時環境模型” 進行數據補償。如樣品發熱導致局部溫度升高 2℃時，系統根據樣品發熱功率與工作室容積，計算溫度擴散系數，修正采集數據（如將采集到的 27℃修正為 25℃）；開門操作導致濕度驟降 10% RH 時，系統根據開門時間與工作室密封性，動態調整濕度補償值，避免短期環境波動影響試驗數據判斷；

傳感故障自診斷與冗余：系統實時監測每個傳感器的工作狀態（如采集數據是否超出量程、響應速度是否正常），當檢測到某一傳感器故障時（如數據持續超出正常范圍 5min），自動將該傳感器標記為 “故障狀態”，并剔除其數據，同時啟用 “冗余傳感器”（每個關鍵位置備用 1 個傳感器）的數據參與融合計算，確保采集過程不中斷，故障傳感器更換后，系統自動重新校準并納入融合計算。

協議幀結構優化：采用 “固定幀頭 + 變長數據段 + 校驗段 + 幀尾” 的幀結構設計，幀頭包含 “設備 ID、數據類型、傳輸鏈路標識”（1 字節），確保上位機準確識別數據來源與類型；數據段根據采集數據量動態調整長度（1 - 100 字節），可同時傳輸溫濕度、試驗時間、設備狀態等多類數據；校驗段采用 “CRC32 + 奇偶校驗” 雙重校驗，大幅降低數據傳輸錯誤率；幀尾包含 “傳輸狀態標識”（1 字節），反饋數據傳輸是否成功；

鏈路自適應切換：系統實時監測有線與無線鏈路的 “傳輸速率、誤碼率、信號強度” 等參數，當有線鏈路誤碼率超過 0.1% 或信號強度低于 - 80dBm 時，自動切換至無線鏈路；當無線鏈路傳輸延遲超過 200ms 或中斷時，自動切換回有線鏈路（若有線鏈路已恢復）；切換過程中，系統緩存未傳輸數據（緩存容量≥1000 幀），切換完成后優先傳輸緩存數據，避免數據丟失；

邊緣計算預處理：在試驗箱本地控制系統中加入 “邊緣計算模塊”，對采集到的原始數據進行 “預處理”（如剔除異常值、平滑數據波動），再將處理后的數據傳輸至上位機。例如，當傳感器因電磁干擾采集到異常溫度值（如瞬間跳變至 100℃，而實際試驗溫度為 25℃）時，邊緣計算模塊通過 “3σ 準則” 識別該異常值并剔除，避免異常數據影響上位機數據顯示與分析，同時記錄異常數據信息（時間、數值、原因），便于后續排查問題。

數據加密上傳與存儲：試驗箱采集的數據通過 “HT - DataLink” 協議傳輸至本地控制系統后，采用 “AES - 256” 加密算法對數據進行加密，再通過 “HTTPS” 協議上傳至云端服務器；云端服務器采用 “分布式存儲架構”，將數據分散存儲在多個節點（至少 3 個節點），每個節點均進行數據備份，確保數據存儲安全；同時，云端定期（默認每日）對數據進行 “完整性校驗”，若發現某節點數據損壞，自動從其他節點恢復數據；

多維度數據可視化與分析：云端平臺提供 “實時監控、歷史查詢、數據分析” 三大功能模塊。實時監控模塊可顯示所有在線試驗箱的 “當前溫濕度、試驗進度、設備狀態”，支持 “單設備查看” 與 “多設備對比”；歷史查詢模塊支持按 “試驗編號、時間范圍、設備編號” 等條件查詢歷史數據，可導出 Excel、PDF 等格式的報表；數據分析模塊提供 “趨勢分析、偏差計算、合規性判定” 功能，可自動生成溫濕度變化曲線、計算實際數據與設定值的偏差、判斷試驗數據是否符合相關標準（如 GB/T 2423 系列）；

遠程控制用戶通過云端平臺（支持電腦端、手機 APP 端）可遠程 “查看試驗數據、修改試驗參數（需管理員權限）、啟動 / 停止試驗（需操作員權限）”；同時，系統設置 “多級機制”，當試驗數據超出設定范圍（如溫度偏差超過 ±2℃）、設備出現故障（如加熱器故障）或數據傳輸異常時，云端平臺通過 “短信、APP 推送、郵件” 三種方式向指定用戶（如操作員、管理員）發送信息，響應時間≤10s，便于用戶及時處理問題。三、東莞皓天恒溫恒濕試驗箱數據系統核心部件設計與選型

溫濕度傳感器選型：

傳感線路設計：

冗余傳感設計：