无线通信技术在光合功能微结构流控制备中的应用

发布时间：2017-03-21 10:11

  本文关键词：无线通信技术在光合功能微结构流控制备中的应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科学的进步与信息化水平的提高,自动化仪器设备正在向着便携化、小型化、网络化和智能化的方向迈进。对流体流量的精确控制在越来越多的领域显得尤为重要,如化工领域:对微量化学元素的检测和分析常需流量的精确控制;医疗保健领域:输血、麻醉药物注射、抗生素摄入和止痛药注射等都需要对流量精确控制;生物工程领域:药物的注射、微丝纤维的形成、细胞包封等都需要对流量的精确控制。而对于用于生物实验微量液体加样装置必不可少的注射泵的精度要求也越来越高。本文通过分析微量液体加样装置的工作原理及设计要求,选用智能手机作为控制系统核心,设计出了无线控制系统,不仅适用于常规的生物液体加样实验,也适用于其它需对流量精确控制的场合,系统旨在精确方便的定量加样实验样本。本文设计初期对目前市场上的微量注射泵进行了大量的分析,在各自优缺点的基础上进行改进,最终设计出了适应现代科技水平的无线注射泵控制系统,系统的设计内容包括硬件结构设计和软件结构设计两个部分。此外,在整个无线控制系统平台上制备了微丝纤维,并对实验结果进行分析,在保证预期实验精度的前提下实现了优化设计。首先,在系统的硬件结构设计部分,分别从芯片选取、系统控制方案、主控电路、通信接口等方面进行设计,对系统的硬件结构组成以及各部分的功能都作了详细说明,最终设计出微量注射泵无线控制系统的完整硬件系统。其次,在系统的软件结构设计部分,简单介绍了软件开发平台及其搭建过程。在具体的控制系统设计部分包括软件控制总系统和软件控制子系统,包括接收与发送、通信指令与协议和Android应用程序开发,其中,详细介绍了Android应用程序开发界面结构设计、功能模块和命令模式。最后,在生物工程技术平台上制备了微丝纤维,简要介绍了微流控聚焦流芯片的制作技术,详细介绍了微纤维制备的实验试剂、实验器材和步骤,完成制备后对实验结果进行分析。最终本文设计的无线微量注射泵系统,通过测试,符合预期精度指标,能满足微量注射的基本要求,可以应用于化工、医疗、生物工程等领域,特别是在需要隔离操作的场合能得到广泛的应用。
【关键词】：蓝牙 微流控 嵌入式 智能手机 微纤维
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH38;TN925
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 课题研究背景及研究意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.3 本文的主要研究内容11
• 1.4 论文的主要构架11-13
• 2 无线通信技术概述13-25
• 2.1 数据通信系统组成及信号传输方式13-15
• 2.1.1 无线数据通信系统的基本组成13-14
• 2.1.2 数据通信信号传输方式14-15
• 2.2 短距离无线通信技术介绍15-21
• 2.2.1 802.11 WIFI15-16
• 2.2.2 SIG蓝牙联盟16-18
• 2.2.3 IEEE 802.15.4/ ZigBee18-19
• 2.2.4 红外技术19-21
• 2.3 几种短距离无线通信技术对比21-22
• 2.4 Android系统下蓝牙通信22-23
• 2.5 本章小结23-25
• 3 基于蓝牙的注射泵控制系统设计25-42
• 3.1 近距离无线监控系统原理概述25
• 3.2 系统工作原理及构成25-26
• 3.3 系统硬件结构设计26-33
• 3.3.1 蓝牙模块单元26-28
• 3.3.2 传感器扩展板单元28-29
• 3.3.3 底座单元29-32
• 3.3.4 RS-485接口32-33
• 3.4 系统软件结构设计33-41
• 3.4.1 Arduino驱动的安装及Arduino IDE33-34
• 3.4.2 单片机软件结构设计34-35
• 3.4.3 智能终端界面设计35-41
• 3.5 本章小结41-42
• 4 微丝纤维生成的实验研究42-50
• 4.1 微流控聚焦流芯片42
• 4.2 微流控聚焦流装置制备微纤维42-45
• 4.2.1 注射泵功能设置42-43
• 4.2.2 实验试剂与器材43
• 4.2.3 生成海藻酸钙微纤维43-45
• 4.3 系统测试及实验结果分析45-49
• 4.3.1 微纤维形成所需溶液最适流量的确定48
• 4.3.2 微纤维直径与海藻酸钠及氯化钙溶液流量的关系48-49
• 4.4 本章小结49-50
• 5 结论与展望50-52
• 5.1 论文总结50
• 5.2 展望50-52
• 致谢52-53
• 参考文献53-55

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