全自动荧光分析仪控制系统的设计与实现

发布时间：2017-09-02 15:38

  本文关键词：全自动荧光分析仪控制系统的设计与实现

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【摘要】：荧光分析仪属于临床诊断分析范畴，主要是为检验医学提供临床荧光学、临床血液学、临床免疫学等检验项目的分析手段，为医师在疾病的诊断、治疗、预防中提供重要的科学依据。全自动荧光分析仪是一种集光、电、机、液于一体的大型检验类仪器，一般包括以下几个组成部分：加样仪、洗板机、孵育振荡器、机械臂和分析仪。控制系统采用双单片机系统：PC机+运动控制卡和STM32控制芯片的方案；系统运动控制由上位机结合运动控制卡完成，系统通信、洗板机和孵育振荡器以STM32为主控制器。系统软件基于Windows操作系统和Microsoft C#语言采用面向对象技术在Visual Studio2008环境中开发。 本课题主要研究工作包括和成果如下： (1)总结和比较国内外同类产品的性能，并且针对国内现有技术和工艺水平，提出本全自动荧光分析仪控制系统的功能需求，，确定本课题研究方向； (2)研究和总结了全自动荧光分析仪的操作流程和性能指标，针对各个模块进行了硬件电路设计。其中加样仪和机械臂运动控制部分采用PC+运动控制卡方案，加样仪驱动模块、孵育振荡器和洗板机采用STM32作为主控芯片进行设计； (3)研究了固高GTS运动控制卡的驱动原理和究数控基本知识，重点研究S曲线加减速控制，并且推导了相关公式。指出一般S曲线加减速控制算法的缺陷，并在此基础上结合本全自动荧光分析仪的实际运行要求进行改善，设计了一套简单使用的S曲线加减速控制算法，并在运动控制卡上实现； (4)研究了全自动荧光分析仪多Tip头变间距问题，并采用基于势函数的控制方法、结合图论知识设计多Tip头变间距稳定控制规律，并应用Lyapunov稳定理论证明之，实现多Tip头稳定快速变间距以适应不同试剂微板规格，这是本课题的创新所在； (5)研究分析了软件开发的方法和设计要求，重点分析了本系统软件模块功能、工作流程，基于Windows操作平台和Visual Studio2008编译环境，采用面向对象技术、ADO.NET数据库技术和Microsoft C#语言设计本全自动荧光分析仪应用软件，实现各模块的功能。在此基础上，设计了友好美观、易于操作的用户界面，方便用户使用。
【关键词】：全自动荧光分析仪 S曲线速度规划 多Tip变间距 势函数 软件设计
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP273;R318.6
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目录8-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究背景和研究意义10-15
• 1.1.1 全自动荧光分析仪相关技术10-11
• 1.1.2 全自动荧光分析仪国内外发展状况11-15
• 1.1.3 研究意义15
• 1.2 研究内容15-16
• 1.3 本章总结16-17
• 第二章 全自动荧光分析仪总体方案设计17-29
• 2.1 全自动荧光分析仪介绍17-18
• 2.1.1 荧光分析实验的操作流程17-18
• 2.1.2 全自动荧光分析仪性能指标分析18
• 2.2 全自动荧光分析仪各子模块硬件设计18-27
• 2.2.1 加样仪和机械臂运动控制模块设计19-22
• 2.2.2 加样仪加样驱动模块设计22-26
• 2.2.3 孵育振荡器设计26-27
• 2.3 软件开发平台及开发工具27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 全自动荧光分析仪的运动控制29-43
• 3.1 运动控制卡的编程29-35
• 3.1.1 运动控制卡的驱动程序结构29-30
• 3.1.2 运动控制卡参数配置模块30-32
• 3.1.3 单步运动控制模块32-35
• 3.2 S 曲线加减速控制规律以及实现35-41
• 3.2.1 S 曲线加减速控制规律35-37
• 3.2.2 S 曲线速度规划在运动控制卡上的实现37-41
• 3.3 算法仿真41-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 加样仪中多 Tip 头变间距控制方法43-56
• 4.1 多 Tip 头变间距问题描述43-45
• 4.1.1 多 Tip 头变间距问题来源43-45
• 4.1.2 多 Tip 头编队控制45
• 4.2 势函数控制方法描述45-50
• 4.2.1 代数图形理论及度量编队图形46-47
• 4.2.2 基于势函数的多 Tip 变间距控制规律设计47-50
• 4.3 算例仿真50-55
• 4.4 本章小结55-56
• 第五章 全自动荧光分析仪应用软件实现56-70
• 5.1 软件系统设计概述56-60
• 5.1.1 面向对象软件开发方法与 Visual C#56-57
• 5.1.2 全自动荧光分析仪软件设计要求57
• 5.1.3 控制系统软件模块57-60
• 5.2 各模块设计60-69
• 5.2.1 实时监控与通讯模块60-63
• 5.2.2 数据库模块63-67
• 5.2.3 用户界面操作模块67-69
• 5.3 本章小结69-70
• 结论与展望70-72
• 本文总结70
• 未来展望70-72
• 参考文献72-75
• 附录75-79
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果79-80
• 致谢80-81
• 附件81

【参考文献】

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本文编号：779441