Entwicklung eines elektronischen Laborbuchs mit Datenbankanbindung

Für die Dokumentation von Messkampagnen mit verschiedenen Messystemen und Proben soll in Zukunft ein maschinenlesbares Protokoll eingeführt werden, welches die Digitalisierung am Laborarbeitsplatz umsetzt und diesen Arbeitsprozess sowie die nachfolgende Datenaufberetitung und Auswertung in vieler Hinsicht erleichtern soll.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, ein elektronisches Laborbuch zu entwicklen, welches das Führen eines solchen Protokolls in einer möglichst benutzerfreundlichen Anwendung einrichtet. Dafür wird eine grafische Benutzeroberfläche angestrebt, auf welcher die Erstellung, Bearbeitung und Verwaltung der Protokolle in übersichtlicher Form möglich ist.
Zur Realisierung dieser Arbeit wurden zunächst verschiedene Lösungsansätze bezüglich Systemstruktur und Implementierung aufgestellt, von welchen anschließend die vielversprechendeste und wirtschaftlichste Methode umgesetzt wurde.
Die als Ergebnis der vorliegenden Arbeit entstandene Software ist in der Lage komplexe Dateien im JSON-Format übersichtlich einzulesen, zu erstellen, zu modifizieren und zu verarbeiten und wurde in C/C++ mithilfe der Qt Bibliothek geschrieben. Durch das verwendete Dateiformat sind die erstellten Protokolle maschinenlesbar und somit auch mit Hilfe von Suchalgorithmen durchsuchbar. Auf längere Sicht ist damit auch eine computergestützte Auswertung der Versuchsparameter sowie eine Analyse der Messergebnisse mit Maschine Learning Algorithmen denkbar. Die Protokolldateien werden über ein Datenbanksystem verwaltet, wodurch eine strukturierte Archivierung aller Daten sowie ein einfaches Einsehen vergangener Versuchsergebnisse möglich ist. Eine ausführliche Dokumentation der Softwarestruktur wurde mithilfe des Software-Dokumentationswerkzeugs doxygen ([10]) in HTML-Form erstellt.

For the documentation of measurement campaigns with different measuring instruments and samples, a machine-readable protocol will introduce and implement digitization at the laboratory workplace and ist intended to facilitate this work proces as well as the subsequent data preparation and evaluation in many respects.
The aim of the present work is to develop an electronic laboratory notebook that sets up such a protocol in an application that is as user-friendly as possible. For this purpose, a graphical user interface is aimed at, where the creation, processing and administration of the logs is possible in a clear form.
In order to realize this work, various solution approaches regarding system structure and implementation were first set up, of which the most promising and most economical method was the implemented.
The software created as a result of this work is able to clearly read, create, modify and process complex files in JSON format and was written in C/C++ using the Qt library. Due to the file format used, the logs created are machine-readable and can therefore be searched with the help of search algorithms. In the long term, a computer-aided evaluation of the test parameters and an analysis of the results with machine learning algorithms are also conceivabel. The log files are managed via a database system, which enables structured archiving of all data and easy viewing of past test results. A detailed documentation of the software was created in HTML form using the software documentation tool doxygen ([10]).