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赛默飞CO2培养箱i160以太网远程访问功能?

i160 机背右下方配置一组多功能通信区:① 标准 RJ-45 千兆以太网接口(兼容 PoE 802.3af,可选购供电模块后单线供电);② USB-A 与 USB-B 各一,用作本地升级、串口桥或给 DeviceLink Connect mote 供电;③ Sub-D 9 针 RS-232/422 端口,出厂默认映射至触控主板并输出 Modbus-RTU 流。
Ethernet 接口并不直接暴露整机 OS,而是连接至 MCU + Linux SBC 组成的「通信沙箱」。沙箱与 iCAN 主控板之间仅交换传感数据和受限指令,物理隔离保证培养腔安全运行。该架构是 Thermo Fisher 新一代 CO₂ 培养箱的共同特征,并与官方远程套件 DeviceLink Connect 无缝衔接。

一、接口形态与硬件基础

i160 机背右下方配置一组多功能通信区:① 标准 RJ-45 千兆以太网接口(兼容 PoE 802.3af,可选购供电模块后单线供电);② USB-A 与 USB-B 各一,用作本地升级、串口桥或给 DeviceLink Connect mote 供电;③ Sub-D 9 针 RS-232/422 端口,出厂默认映射至触控主板并输出 Modbus-RTU 流。
Ethernet 接口并不直接暴露整机 OS,而是连接至 MCU + Linux SBC 组成的「通信沙箱」。沙箱与 iCAN 主控板之间仅交换传感数据和受限指令,物理隔离保证培养腔安全运行。该架构是 Thermo Fisher 新一代 CO₂ 培养箱的共同特征,并与官方远程套件 DeviceLink Connect 无缝衔接。


二、网络接入模式

  1. DHCP 自动获取 – 插网线即上,沙箱向实验室 DHCP 请求地址及网关,1 分钟内出现在局域网;

  2. 静态 IP/网段重设 – 在触控屏 Networking 菜单或使用 DeviceLink Commissioner 网页工具,关闭对应 PoE Adapter 的 DHCP 复选框,手动填入 IP/Mask/Gateway/DNS/NTP 并保存;

  3. 802.1X/EAP/WPA-Enterprise – 若需身份验证,可通过 Advanced Mode 上传 CA 证书并编辑 wpa_supplicant.conf;

  4. VLAN/QoS – 端口支持 802.1Q 标签透传,推荐在生产网划分独立 VLAN,配合 ACL 仅允许出站 TCP 443 及 UDP 123 等必要端口。

经验:使用静态 IP 时务必在 Commissioner 完成 “Test Connection” 自测,确认沙箱已连通目标子网与 AWS 云端,再移交 IT 做白名单。


三、DeviceLink Connect 云端平台

DeviceLink Connect System 由一块 mote(硬件网关)、一条 Heracell/iSeries 专用串行(或 USB)线缆及云端 InstrumentConnect 组成。mote 既可 Wi-Fi,也可经 RJ-45 接入局域网,通过加密通道定时上传 i160 的:

  • 腔体温度、湿度、CO₂/(选配)O₂ 实时值与设定值

  • 风扇、电加热、IR/TC 传感器自检状态

  • 门开关、气瓶切换、报警事件与机载日志

  • 断网缓存(本地 8 GB,可离线存 7 天后回传)

所有数据以 60 s 粒度写入 AWS 托管数据库,通过网页或 iOS/Android App 追踪趋势、生成 CSV/PDF 报告,并推送越限告警到邮件 / 移动端。云端权限模型分“管理员 / 只读”两级,可按设备共享。


四、远程可操作范围与安全边界

  • 可远程执行:设定点微调(温度、CO₂、湿度低限)、告警阈值变更、启停音蜂鸣、导出运行日志、触发远程固件检查。

  • 不可远程执行:开启 Steri-Run 高温灭菌、电磁门锁、气路硬切换等涉及人身/样本安全的动作需现场确认。

  • 通信安全:TLS 1.2 加密,Token 每 24 h 自动轮换;AWS 侧启用 VPC 隔离与双因子访问;本地沙箱仅开放 22/443 到预设域名,受防火墙锁定。


五、部署七步法

  1. 准备:确认实验室网口通网且 IT 允许外联;备好专用串行/USB 线与 Ethernet Cat6 线。

  2. 硬连线:mote → i160 串口;mote → 交换机 RJ-45;如需 PoE,则接入供电口。

  3. 上电自检:指示灯绿闪,表示 mote 启动;

  4. 初次配网:手机/电脑连 mote Wi-Fi SSID、打开 192.168.4.1;登记云帐户并导入局域网参数;

  5. 云端认领:登录 apps.thermofisher.com,在 InstrumentConnect 中看到新设备即成功;

  6. 配置报警:在 Settings 中绑定邮箱、App 推送、短信(部分地区)阈值;

  7. 交叉验证:在 iCAN 本地屏模拟开门或拔掉气瓶,远端是否实时弹出告警。


六、常见故障与排解

  • LED 红灯 + 无上传:多因 NTP 不通导致证书校验失败,手动指定公司 NTP 或网关 IP;

  • 掉线后数据缺口:检查 mote UPS 锂电是否到寿(3 年设计寿命),或更改本地数据间隔>60 s;

  • 只能监控不能改值:用户仅获“读者”角色,让管理员在云端 Share 页面勾选 Can edit setpoints


七、与实验室信息系统(LIMS/BMS)集成

Thermo Fisher 于 2024Q4 发布 Connect API v2,支持 OAuth 2.0 客户端凭证流,通过 RESTful 调用获取 JSON 格式实时数据;亦可在 i160 背部 4-20 mA 端子读出温度/CO₂ 比例电流后接入传统 BMS。对 GMP 车间,可在 LIMS 中存档原始 Telemetry 报告并做批次关联,实现 21 CFR Part 11 审计追溯。


八、数据完整性与法规符合

  • 原始记录不可删改:云端采用 WORM 策略;任何更改均写入 Audit Trail

  • 时戳一致性:沙箱通过 NTP 自动同步,本地停电/断网后恢复自动校正;

  • 电子签章:管理员可为关键设定变化强制二次确认并生成 PDF-A 报告,满足药典附录 1 要求。


九、固件与功能升级路径

  • 沙箱固件 OTA:通过 AWS S3 签名包推送,典型 5 min 完成;

  • 主控板 MCU:需 USB 离线刷写,由授权服务工程师执行;

  • 未来路线图:Thermo Fisher 正在内测 Remote Steri-Run authorization(远程授权灭菌)及 AI-driven predictive maintenance,预计 2026 投放高端临床版。


十、最佳实践汇总

  • 拓扑上“一机一 VLAN 一 ACL”,阻断横向渗透;

  • 定期(≥月度)下载运行日志及告警报告,备份至 LIMS;

  • 对高价值细胞库,启用双通道告警(邮件 + SMS)并冗余本地响铃;

  • 在 SOP 中写明远程操作权限矩阵与变更审批流程,确保审计可查;

  • 每半年验证一次 UPS 锂电容量与 PoE 供电上限,防止断网数据丢失。


结语
通过上文完整链路解析可见,i160 以太网远程访问并非简单“上网控箱”,而是依托 DeviceLink Connect 打造的云端数字孪生与合规审计体系。只要遵循规范布网、角色分配和合规维护,即可在任何地点掌握培养箱实时状态、远程统筹实验资源并显著降低停机或培养失败风险,为细胞培养业务带来更高可预见性和可追溯性。