基于STM32的荧光分析仪的软件设计

发布时间：2017-05-24 05:11

  本文关键词：基于STM32的荧光分析仪的软件设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着社会生产力的发展和人民生活品质的提高，，人民对食品安全更加重视和关注。然而，由于部分不良商家导致的食品安全事故频繁发生，食品安全问题始终困扰着群众和政府。最近几年的“瘦肉精”事件让人们惶恐不安，使得瘦肉精检测的重要性和必要性尤为凸显。目前成熟的检测技术有多种，但各自都有明显的优缺点。本文采用的检测原理是免疫荧光分析法。基于此原理研发出的免疫荧光分析仪精度高，致性好，性能稳定，操作简单，已经完全可以用于食品安全的检测，目前主要用于对瘦肉精的定量和定性检测。 本论文的主题是基于STM32的免疫荧光分析仪的软件设计，共分为6个部分： 第部分主要介绍了瘦肉精检测的研究背景，现状及发展趋势，接着通过比较各种检测技术来确立了本文的研究主题和方法。 第二部分首先详细介绍了免疫荧光分析法的基本原理，接着从产品的角度，介绍了免疫荧光分析仪的特点以及自己的优势，然后从性能方面分析市场的需求，从而明确其整体设计指标。最后介绍了该仪器的系统组成。主要描述系统平台框图，重点介绍了系统所选择的单片机STM32F4的特点及内部框图。 第三部分详述了免疫荧光分析仪的嵌入式软件的设计。首先给出了系统的嵌入式软件流程图，然后重点介绍了寻峰算法、打印和存储，历史记录查询，时间和日期设置，电池电压和环境温度检测，信号采集与处理，人机界面设计，电机控制等功能。 第四部分详细介绍了免疫荧光分析仪的上位机软件设计。上位机通过USB转串口与免疫荧光分析仪进行通信。主要实现参数设置和荧光强度波形显示和清空这两个功能。前者包括设置和读取仪器序列号、读取软件版本号、设置和读取激光器电流，ID芯片参数（测量种类，单位，公式等）的读取和写入。 第五部分对免疫荧光分析仪进行测试以及结果分析。本设计达到了预定的设计指标，说明该仪器的稳定性和实用性。特别地，为满足便携式的需求我们测试分析了本系统的整体功耗。 第六部分作了全文总结与展望。
【关键词】：免疫荧光分析法 STM32 寻峰算法 瘦肉精检测
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH744.4
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目录8-11
• 第一章 绪论11-14
• 1.1 研究背景及意义11
• 1.2 研究现状及发展现状11-13
• 1.3 本文的主要内容13-14
• 第二章 免疫荧光分析仪系统原理及组成14-25
• 2.1 系统原理14-17
• 2.1.1 荧光免疫技术14
• 2.1.2 免疫层析技术14-16
• 2.1.3 激光诱导荧光检测技术16-17
• 2.2 平台组成17-22
• 2.2.1 STM32 处理器18-20
• 2.2.1.1 简介及管脚图18-19
• 2.2.1.2 特点及内部框图19-20
• 2.2.3 光学结构20-22
• 2.2.4 传动结构22
• 2.3 平台功能22-24
• 2.4 仪器特点与设计指标24-25
• 2.4.1 免疫荧光分析仪的特点24
• 2.4.2 免疫荧光分析仪设计指标24-25
• 第三章 免疫荧光分析仪嵌入式软件系统25-54
• 3.1 嵌入式软件开发环境与开发工具25
• 3.2 嵌入式软件架构设计25-28
• 3.2.1 程序结构架构25-27
• 3.2.2 应用层划分27
• 3.2.3 模块层划分27
• 3.2.4 程序工程目录结构27-28
• 3.3 应用层设计28-35
• 3.3.1 系统自检28-31
• 3.3.1.1 电源自检29-30
• 3.3.1.2 步进电机自检30
• 3.3.1.3 外部 EEPROM 自检30-31
• 3.3.1.4 外部 RTC 自检31
• 3.3.1.5 温度传感器自检31
• 3.3.1.6 激光器驱动自检31
• 3.3.1.7 激光器自检31
• 3.3.2 系统总流程31-32
• 3.3.3 其他流程32-35
• 3.3.3.1 测试流程32-34
• 3.3.3.2 查询流程34
• 3.3.3.3 时间与日期设置流程34-35
• 3.4 模块层设计35-54
• 3.4.1 OLED 人机界面模块35-39
• 3.4.2 运动系统控制模块39-40
• 3.4.3 USB 通讯模块40-45
• 3.4.3.1 USB 及 CDC 类介绍40-41
• 3.4.3.2 通讯帧的格式41-42
• 3.4.3.3 通讯协议42-45
• 3.4.4 存储模块45-47
• 3.4.4.1 外部 EEPROM 数据存储45-46
• 3.4.4.2 历史记录查询与清空46
• 3.4.4.3 ID 芯片读写46-47
• 3.4.5 激光器控制模块47
• 3.4.6 打印机模块47-48
• 3.4.7 信号采集与处理模块48-51
• 3.4.7.1 寻峰要求48
• 3.4.7.2 自动寻峰算法48-51
• 3.4.8 其他模块51-54
• 3.4.8.1 RTC 模块51
• 3.4.8.2 温度检测模块51-52
• 3.4.8.3 电池电量检测模块52-53
• 3.4.8.4 按键模块53-54
• 第四章 免疫荧光分析仪上位机软件54-63
• 4.1 上位机软件开发环境及开发工具54-55
• 4.2 上位机软件架构设计55-56
• 4.2.1 程序结构架构55
• 4.2.2 程序工程目录结构55-56
• 4.3 应用程序功能设计56-63
• 4.3.1 参数配置功能56-60
• 4.3.1.1 仪器参数56-57
• 4.3.1.2 ID 芯片参数57-58
• 4.3.1.3 ID 芯片 XML 文件制作及解析58-60
• 4.3.2 波形显示功能60-63
• 4.3.2.1 显示和清空荧光强度波形61
• 4.3.2.2 导入和导出 EXCEL 波形数据文件61-63
• 第五章 测试与分析63-71
• 5.1 软件测试63-66
• 5.1.1 ADC 精度测试63
• 5.1.2 RTC 精度测试63
• 5.1.3 USB 转串口通信测试63-65
• 5.1.4 PT100 温度精度测试65
• 5.1.5 打印机测试65
• 5.1.6 步进电机测试65-66
• 5.2 整机性能测试66-70
• 5.2.1 性能指标测试66-69
• 5.2.2 功耗测试69-70
• 5.3 结果分析70-71
• 第六章 总结与展望71-73
• 6.1 工作总结71-72
• 6.2 工作展望72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-77
• 附录 1 作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目77-78
• 附录 2 软件部分代码78-81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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