一種新型細胞培養系統的製作方法
2023-05-14 18:05:21 1
本發明屬於細胞培養技術領域，尤其涉及一種新型細胞培養系統。
背景技術：
細胞培養技術也叫細胞克隆技術，在生物學中的正規名詞為細胞培養技術。不論對於整個生物工程技術，還是其中之一的生物克隆技術來說，細胞培養都是一個必不可少的過程，細胞培養本身就是細胞的大規模克隆。細胞培養技術可以由一個細胞經過大量培養成為簡單的單細胞或極少分化的多細胞，這是克隆技術必不可少的環節，而且細胞培養本身就是細胞的克隆。通過細胞培養得到大量的細胞或其代謝產物。因為生物產品都是從細胞得來，所以可以說細胞培養技術是生物技術中最核心、最基礎的技術。
綜上所述，現有技術存在的問題是：目前的細胞培養系統存在功能單一，智能化水平較低，使得細胞培養成本高，效率低。
技術實現要素：
針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種新型細胞培養系統。
本發明是這樣實現的，一種新型細胞培養系統，所述新型細胞培養系統包括：
溫度傳感器、溼度傳感器，通過數據線與處理器連接，用於實時監測細胞培養系統內的溫度和溼度；
所述溫度傳感器、溼度傳感器網絡中的安全數據檢索方法包括以下步驟：
步驟一，傳感器si完成一個周期的數據採集，採集的數據為(i，t，{d1，d2，…，dn})，其中i為傳感器號，t為周期號；si首先採用aes對數據{d1，d2，…，dn}進行加密，生成加密數據{(d1)k，(d2)k，…，(dn)k}，其中k為數據加密密鑰；
步驟二，si為每一個數據構建一個不可區分布魯姆過濾器，且每一個不可區分布魯姆過濾器分配一個唯一的id號，對數據dj，si構建一個分配id號為ij的不可區分布魯姆過濾器bij；
步驟三，si將加密數據、對應的不可區分布魯姆過濾器以及其id號上傳到存儲節點，上傳的數據形式為：{(i1，bi1，(d1)k)，(i2，bi2(d2)k)，…，(in，bin，(dn)k)}；
殺菌模塊，通過數據線與處理器連接，用於對細胞培養系統內殺菌操作；
處理器，用於接收溫度傳感器、溼度傳感器的信號，進行預處理，並同時控制殺菌模塊、消毒模塊進行殺菌和消毒操作；
所述處理器設置有無線體域網快速喚醒關聯模塊，所述無線體域網快速喚醒關聯模塊的關聯方法包括：
步驟一，hub根據當前通信的需要設置sss、asso_ctrl域為相應的值，構造wakeup幀；在發送wakeup幀後，向節點發送t-poll幀；
步驟二，節點收到喚醒幀後，獲得本次關聯的配置信息以及hub的公鑰pkb，然後選擇自己的私鑰ska長為256比特，計算公鑰計算公鑰pka＝ska×g，計算出公鑰後，節點再計算基於口令的公鑰，pka'＝pka-q(pw)，q(pw)＝(qx，qy)，qx＝232×pw+mx；節點根據收到的wakeup幀中的nonce_b以及自身選擇的nonce_a計算：
kmac_1a
＝cmac(temp_1,add_aadd_bnonce_anonce_bsss,64)
kmac_2a
＝cmac(temp_1,add_badd_anonce_bnonce_asss,64)；
利用上述計算的信息pka、kmac_2a構造第一關聯請求幀，並向hub發送；
步驟三，hub收到第一關聯請求幀後，首先復原當前節點的公鑰pka＝pka'+q(pw)，q(pw)＝(qx，qy)，qx＝232×pw+mx；mx為使qx滿足橢圓曲線上的點的最小非負整數；計算dhkey＝x(skb×pka)＝x(ska×skb×g)，這裡x函數是取橢圓曲線密鑰的x坐標值，temp_1＝rmb_128(dhkey)，根據收到的信息以及計算得到的信息計算：
kmac_1b
＝cmac(temp_1,add_aadd_bnonce_anonce_bsss,64)
kmac_2b
＝cmac(temp_1,add_badd_anonce_bnonce_asss,64)
對比收到的kmac_2a和計算得到的kmac_2b，如果相同則繼續構造第二關聯請求幀並進入本次關聯請求的步驟五，如果不同則取消本次關聯請求；
步驟四，節點收到第二關聯請求幀，對比在步驟二中計算的kmac_1a與收到的kmac_1b，如果不同則取消本次關聯請求，如果相同則進入本次關聯的步驟五步；
步驟五，節點與hub計算mk＝cmac(temp_2,nonce_anonce_b,128)，temp_2＝lmb(dhkey)，為dhkey的最左128位；雙方完成喚醒關聯；
所述無線體域網的計算方法如下：
利用laguerre多項式計算得到：
其中，m＝min(nt,nr)；
n＝max(nt,nr)；
為次數為k的laguerre多項式；
如果令λ＝n/m，可以推導出如下歸一化後的信道容量表示式；
其中，
在快速瑞利衰落的情況下，令m＝n＝nt＝nr，則v1＝0，v2＝4；
漸進信道容量為：
利用不等式：
log2(1+x)≥log2(x)；
式簡化為：
顯示模塊，通過數據線與處理器連接，用於對細胞培養系統內的溫度和溼度實時顯示。
進一步，所述處理器的信號處理方法包括：
第一步，根據各個節點的信噪比γi為每一個參與合作感知的次級用戶cri,i＝1…k設計一個權重然後對收集得到的信號能量統計量ui進行線性加權得到最終的信號能量的統計量
第二步，分析虛警惡意攻擊模式對頻譜感知造成的影響，得到全局虛警概率pf和攻擊概率pa、攻擊閾值η、攻擊強度δ之間的函數表達式如下：
其中：
進一步，所述無線區域網的信任值計算方法包括以下步驟：
步驟一，採集節點間不同時間片的交互次數，根據得到的數據建立時間序列，通過三次指數平滑法來預測節點間下一個時間片的交互次數，將交互次數預測值與實際值的相對誤差作為節點的直接信任值；採集網絡觀測節點i與節點j之間的n個時間片的交互次數：
選取一定時間間隔t作為一個觀測時間片，以觀測節點i和被測節點j在1個時間片內的交互次數作為觀測指標，真實交互次數，記作yt，依次記錄n個時間片的yn，並將其保存在節點i的通信記錄表中；
預測第n+1個時間片的交互次數：
根據採集到的n個時間片的交互次數建立時間序列，採用三次指數平滑法預測下一個時間片n+1內節點i和j之間的交互次數，預測交互次數，記作計算公式如下：
預測係數an、bn、cn的取值可由如下公式計算得到：
其中：分別是一次、二次、三次指數平滑數，由如下公式計算得到：
是三次指數平滑法的初始值，其取值為：
α是平滑係數(0＜α＜1)，體現信任的時間衰減特性，即離預測值越近的時間片的yt權重越大，離預測值越遠的時間片的yt權重越小；一般地，如果數據波動較大，且長期趨勢變化幅度較大，呈現明顯迅速的上升或下降趨勢時α應取較大值(0.6～0.8)，增加近期數據對預測結果的影響；當數據有波動，但長期趨勢變化不大時，α在0.1～0.4之間取值；如果數據波動平穩，α應取較小值(0.05～0.20)；
計算直接信任值：
節點j的直接信任值tdij為預測交互次數和真實交互次數yn+1的相對誤差，
步驟二，採用多路徑信任推薦方式而得到的計算式計算間接信任值；收集可信節點對節點j的直接信任值：
節點i向所有滿足tdik≤φ的可信關聯節點詢問其對節點j的直接信任值，其中φ為推薦節點的可信度閾值，根據可信度的要求精度，φ的取值範圍為0～0.4；
計算間接信任值：
綜合計算所收集到的信任值，得到節點j的間接信任值trij，
其中，set(i)為觀測節點i的關聯節點中與j節點有過交互且其直接信任值滿足tdik≤φ的節點集合；
步驟三，由直接信任值和間接信任值整合計算得出綜合信任值，綜合信任值(tij)的計算公式如下：tij＝βtdij+(1-β)trij，其中β(0≤β≤1)表示直接信任值的權重，當β＝0時，節點i和節點j沒有直接交互關係，綜合信任值的計算直接來自於間接信任值，判斷較客觀；當β＝1時，節點i對節點j的綜合信任值全部來自於直接信任值，在這種情況下，判斷較為主觀，實際計算根據需要確定β的取值。
本發明的優點及積極效果為：設置有溫度傳感器、溼度傳感器實時監測細胞培養系統內的溫度和溼度，有利於提高細胞培養系統的工作效率，延長其使用壽命；消毒模塊和殺菌模塊，根據處理器的指令實現消毒和殺菌；提高了細胞培養系統的智能化水平。
附圖說明
圖1是本發明實施例提供的新型細胞培養系統結構示意圖；
圖中：1、溫度傳感器；2、溼度傳感器；3、殺菌模塊；4、處理器；5、消毒模塊；6、顯示模塊。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
下面結合附圖對本發明的應用原理作詳細的描述。
如圖1所示，本發明實施例提供的新型細胞培養系統包括：溫度傳感器1、溼度傳感器2、殺菌模塊3、處理器4、消毒模塊5、顯示模塊6。
溫度傳感器1、溼度傳感器2，通過數據線與處理器4連接，用於實時監測細胞培養系統內的溫度和溼度。
殺菌模塊3，通過數據線與處理器4連接，用於對細胞培養系統內殺菌操作。
處理器4，用於接收溫度傳感器1、溼度傳感器2的信號，進行預處理，並同時控制殺菌模塊3、消毒模塊5進行殺菌和消毒操作。
顯示模塊6，通過數據線與處理器4連接，用於對細胞培養系統內的溫度和溼度實時顯示。
所述溫度傳感器、溼度傳感器網絡中的安全數據檢索方法包括以下步驟：
步驟一，傳感器si完成一個周期的數據採集，採集的數據為(i，t，{d1，d2，…，dn})，其中i為傳感器號，t為周期號；si首先採用aes對數據{d1，d2，…，dn}進行加密，生成加密數據{(d1)k，(d2)k，…，(dn)k}，其中k為數據加密密鑰；
步驟二，si為每一個數據構建一個不可區分布魯姆過濾器，且每一個不可區分布魯姆過濾器分配一個唯一的id號，對數據dj，si構建一個分配id號為ij的不可區分布魯姆過濾器bij；
步驟三，si將加密數據、對應的不可區分布魯姆過濾器以及其id號上傳到存儲節點，上傳的數據形式為：{(i1，bi1，(d1)k)，(i2，bi2(d2)k)，…，(in，bin，(dn)k)}；
進一步，所述處理器的信號處理方法包括：
第一步，根據各個節點的信噪比γi為每一個參與合作感知的次級用戶cri,i＝1…k設計一個權重然後對收集得到的信號能量統計量ui進行線性加權得到最終的信號能量的統計量
第二步，分析虛警惡意攻擊模式對頻譜感知造成的影響，得到全局虛警概率pf和攻擊概率pa、攻擊閾值η、攻擊強度δ之間的函數表達式如下：
其中：
所述處理器設置有無線體域網快速喚醒關聯模塊，所述無線體域網快速喚醒關聯模塊的關聯方法包括：
步驟一，hub根據當前通信的需要設置sss、asso_ctrl域為相應的值，構造wakeup幀；在發送wakeup幀後，向節點發送t-poll幀；
步驟二，節點收到喚醒幀後，獲得本次關聯的配置信息以及hub的公鑰pkb，然後選擇自己的私鑰ska長為256比特，計算公鑰計算公鑰pka＝ska×g，計算出公鑰後，節點再計算基於口令的公鑰，pka'＝pka-q(pw)，q(pw)＝(qx，qy)，qx＝232×pw+mx；節點根據收到的wakeup幀中的nonce_b以及自身選擇的nonce_a計算：
kmac_1a
＝cmac(temp_1,add_aadd_bnonce_anonce_bsss,64)
kmac_2a
＝cmac(temp_1,add_badd_anonce_bnonce_asss,64)；
利用上述計算的信息pka、kmac_2a構造第一關聯請求幀，並向hub發送；
步驟三，hub收到第一關聯請求幀後，首先復原當前節點的公鑰pka＝pka'+q(pw)，q(pw)＝(qx，qy)，qx＝232×pw+mx；mx為使qx滿足橢圓曲線上的點的最小非負整數；計算dhkey＝x(skb×pka)＝x(ska×skb×g)，這裡x函數是取橢圓曲線密鑰的x坐標值，temp_1＝rmb_128(dhkey)，根據收到的信息以及計算得到的信息計算：
kmac_1b
＝cmac(temp_1,add_aadd_bnonce_anonce_bsss,64)
kmac_2b
＝cmac(temp_1,add_badd_anonce_bnonce_asss,64)
對比收到的kmac_2a和計算得到的kmac_2b，如果相同則繼續構造第二關聯請求幀並進入本次關聯請求的步驟五，如果不同則取消本次關聯請求；
步驟四，節點收到第二關聯請求幀，對比在步驟二中計算的kmac_1a與收到的kmac_1b，如果不同則取消本次關聯請求，如果相同則進入本次關聯的步驟五步；
步驟五，節點與hub計算mk＝cmac(temp_2,nonce_anonce_b,128)，temp_2＝lmb(dhkey)，為dhkey的最左128位；雙方完成喚醒關聯；
所述無線體域網的計算方法如下：
利用laguerre多項式計算得到：
其中，m＝min(nt,nr)；
n＝max(nt,nr)；
為次數為k的laguerre多項式；
如果令λ＝n/m，可以推導出如下歸一化後的信道容量表示式；
其中，
在快速瑞利衰落的情況下，令m＝n＝nt＝nr，則v1＝0，v2＝4；
漸進信道容量為：
利用不等式：
log2(1+x)≥log2(x)；
式簡化為：
進一步，所述無線區域網的信任值計算方法包括以下步驟：
步驟一，採集節點間不同時間片的交互次數，根據得到的數據建立時間序列，通過三次指數平滑法來預測節點間下一個時間片的交互次數，將交互次數預測值與實際值的相對誤差作為節點的直接信任值；採集網絡觀測節點i與節點j之間的n個時間片的交互次數：
選取一定時間間隔t作為一個觀測時間片，以觀測節點i和被測節點j在1個時間片內的交互次數作為觀測指標，真實交互次數，記作yt，依次記錄n個時間片的yn，並將其保存在節點i的通信記錄表中；
預測第n+1個時間片的交互次數：
根據採集到的n個時間片的交互次數建立時間序列，採用三次指數平滑法預測下一個時間片n+1內節點i和j之間的交互次數，預測交互次數，記作計算公式如下：
預測係數an、bn、cn的取值可由如下公式計算得到：
其中：分別是一次、二次、三次指數平滑數，由如下公式計算得到：
是三次指數平滑法的初始值，其取值為：
α是平滑係數(0＜α＜1)，體現信任的時間衰減特性，即離預測值越近的時間片的yt權重越大，離預測值越遠的時間片的yt權重越小；一般地，如果數據波動較大，且長期趨勢變化幅度較大，呈現明顯迅速的上升或下降趨勢時α應取較大值(0.6～0.8)，增加近期數據對預測結果的影響；當數據有波動，但長期趨勢變化不大時，α在0.1～0.4之間取值；如果數據波動平穩，α應取較小值(0.05～0.20)；
計算直接信任值：
節點j的直接信任值tdij為預測交互次數和真實交互次數yn+1的相對誤差，
步驟二，採用多路徑信任推薦方式而得到的計算式計算間接信任值；收集可信節點對節點j的直接信任值：
節點i向所有滿足tdik≤φ的可信關聯節點詢問其對節點j的直接信任值，其中φ為推薦節點的可信度閾值，根據可信度的要求精度，φ的取值範圍為0～0.4；
計算間接信任值：
綜合計算所收集到的信任值，得到節點j的間接信任值trij，
其中，set(i)為觀測節點i的關聯節點中與j節點有過交互且其直接信任值滿足tdik≤φ的節點集合；
步驟三，由直接信任值和間接信任值整合計算得出綜合信任值，綜合信任值(tij)的計算公式如下：tij＝βtdij+(1-β)trij，其中β(0≤β≤1)表示直接信任值的權重，當β＝0時，節點i和節點j沒有直接交互關係，綜合信任值的計算直接來自於間接信任值，判斷較客觀；當β＝1時，節點i對節點j的綜合信任值全部來自於直接信任值，在這種情況下，判斷較為主觀，實際計算根據需要確定β的取值。
本發明的工作原理：
本發明的溫度傳感器、溼度傳感器實時監測細胞培養系統內的溫度和溼度；處理器接收溫度傳感器、溼度傳感器的信號，進行預處理，並同時控制殺菌模塊、消毒模塊進行殺菌和消毒操作；殺菌模塊對細胞培養系統內殺菌操作；顯示模塊對細胞培養系統內的溫度和溼度實時顯示。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。