CN104298979B - 一种生物试纸的识别装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种生物试纸的识别装置及方法，该装置包括允许生物试纸插入的壳体，所述壳体内设置有主控电路板以及用于容置生物试纸的检测端的槽体；主控电路板上集成有第一光源发生器、第一光源接收器、第二光源发生器、第二光源接收器、第三光源发生器、第三光源接收器和处理电路，第一光源发生器位于生物试纸的检测端的显色区域的第一区域正上方，第二光源发生器位于显色区域的第二区域正上方，第三光源发生器位于显色区域的第三区域正上方；处理电路用于对第一区域的第一颜色深度值、第二区域的第二颜色深度值和第三区域的第三颜色深度值的大小进行排序，并根据排序结果识别出所述生物试纸的类型。本发明能够自动将不同类型的生物试纸进行区分。

Description

一种生物试纸的识别装置及方法

技术领域

本发明涉及生物试纸识别技术。

背景技术

目前，生物试纸的种类繁多，例如验孕试纸、排卵试纸等。然而，不同类型的生物试纸对应有不同的检测算法，如果将验孕试纸插入检测排卵试纸的电子检测笔中，势必使检测结果出现错误。而且，厂家为了检测不同类型的生物试纸而相应的制造对应的电子检测笔，势必造成生产成本的增加。目前，还没有电子检测笔具有对生物试纸的类型进行识别的功能。

发明内容

本发明的目的之一在于提出一种生物试纸的识别装置，其能解决不能对生物试纸的类型进行识别的问题。

本发明的目的之二在于提出一种生物试纸的识别方法，其能解决不能对生物试纸的类型进行识别的问题。

为了达到上述目的之一，本发明所采用的技术方案如下：

一种生物试纸的识别装置，其包括允许生物试纸插入的壳体，所述壳体内至少设置有主控电路板以及用于容置所述生物试纸的检测端的槽体；所述主控电路板上至少集成有第一光源发生器、第一光源接收器、第二光源发生器、第二光源接收器、第三光源发生器、第三光源接收器和处理电路，第一光源发生器位于所述生物试纸的检测端的显色区域的第一区域正上方，第二光源发生器位于所述生物试纸的检测端的显色区域的第二区域正上方，第三光源发生器位于所述生物试纸的检测端的显色区域的第三区域正上方；

所述第一光源接收器，用于将第一光源发生器所辐射的光线照射在第一区域后反射的光信号转换为第一电压信号；

所述第二光源接收器，用于将第二光源发生器所辐射的光线照射在第二区域后反射的光信号转换为第二电压信号；

所述第三光源接收器，用于将第三光源发生器所辐射的光线照射在第三区域后反射的光信号转换为第三电压信号；

所述处理电路，用于驱动第一光源发生器、第二光源发生器和第三光源发生器依次工作；以及用于将第一电压信号、第二电压信号和第三电压信号分别转换为第一数字信号、第二数字信号和第三数字信号，并根据第一数字信号、第二数字信号和第三数字信号分别计算得到第一区域的第一颜色深度值、第二区域的第二颜色深度值和第三区域的第三颜色深度值，对计算得到的第一颜色深度值、第二颜色深度值和第三颜色深度值的大小进行排序，并根据排序结果识别出所述生物试纸的类型。

优选的，为了防止相邻的区域对反射光的干扰，所述槽体的顶部开设有第一透光孔、第二透光孔和第三透光孔，第一光源发生器和第一光源接收器均位于第一透光孔内，第二光源发生器和第二光源接收器均位于第二透光孔内，第三光源发生器和第三光源接收器均位于第三透光孔内。进一步优选的，为了进一步防止相邻的区域对反射光的干扰，第一透光孔与第二透光孔之间以及第二透光孔与第三透光孔之间均设有挡光板。

优选的，第一光源发生器、第二光源发生器和第三光源发生器均为发光二极管。

优选的，第一光源接收器、第二光源接收器和第三光源接收器均为光敏二极管、光敏三极管、光敏电阻和亮度传感器中的一种。

优选的，所述主控电路板上还集成有供电模块，壳体上还设有用于控制所述供电模块的启闭的开关，所述供电模块用于给所述主控电路板供电。

优选的，壳体上还设有一显示屏，所述显示屏与主控电路板电性连接。

为了达到上述目的之二，本发明所采用的技术方案如下：

一种生物试纸的识别方法，其应用于如本发明所述的识别装置中，其包括以下步骤：

步骤1、处理电路驱动第一光源发生器、第二光源发生器和第三光源发生器依次工作，以使第一光源发生器所辐射的光线照射在第一区域，第二光源发生器所辐射的光线照射在第二区域，第三光源发生器所辐射的光线照射在第三区域；

步骤2、第一光源接收器将第一区域反射的光信号转换为第一电压信号，第二光源接收器将第二区域反射的光信号转换为第二电压信号，第三光源接收器将第三区域后反射的光信号转换为第三电压信号；

步骤3、处理电路将第一电压信号、第二电压信号和第三电压信号分别转换为第一数字信号、第二数字信号和第三数字信号，并根据第一数字信号、第二数字信号和第三数字信号分别计算得到第一区域的第一颜色深度值、第二区域的第二颜色深度值和第三区域的第三颜色深度值，对计算得到的第一颜色深度值、第二颜色深度值和第三颜色深度值的大小进行排序，并根据排序结果识别出所述生物试纸的类型。

本发明具有如下有益效果：

能够自动将不同类型的生物试纸进行区分，无需手动设置。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的生物试纸的识别装置的结构示意图；

图2为图1的拆分结构示意图；

图3为图2的A区域放大示意图；

图4为本发明较佳实施例的生物试纸的识别装置的处理电路的结构示意图。

附图标记：

10、壳体；

101、上壳；1011、通孔；1012、通孔；102、下壳；

103、主控电路板；1031、第一光源发生器；1032、第一光源接收器；1033、第二光源发生器；1034、第二光源接收器；1035、第三光源发生器；1036、第三光源接收器；

104、开关；105、显示屏；

106、槽体；1061、上槽体；10611、第一透光孔；10612、第二透光孔；10613、第三透光孔；10614、挡光板；1062、下槽体；

20、生物试纸；201、检测端；2011、第一区域；2012、第二区域；2013、第三区域。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述。

结合图1至图3所示，一种生物试纸的识别装置，其包括允许生物试纸20插入的壳体10。一般的，生物试纸20包括检测端201，检测端201上具有显示区域，显示区域包括三个区域(背景区、控制区和测试区)，为了便于描述，本实施例分别记为第一区域2011、第二区域2012和第三区域2013。

所述壳体10内设置有主控电路板103以及用于容置所述生物试纸20的检测端201的槽体106。所述槽体106由上槽体1061和下槽体1062连接构成，检测端201位于上槽体1061和下槽体1062连接构成的容置空间内。壳体10由上壳101和下壳102连接构成，上壳101上开始有通孔1011和通孔1012，一开关104位于通孔1012内，一显示屏105位于通孔1011内。所述主控电路板103上集成有第一光源发生器1031、第一光源接收器1032、第二光源发生器1033、第二光源接收器1034、第三光源发生器1035、第三光源接收器1036、处理电路和供电模块。所述开关104用于控制所述供电模块的启闭。所述供电模块用于给所述主控电路板103上各电子器件供电。

第一光源发生器1031位于所述生物试纸20的检测端201的显色区域的第一区域2011正上方，第二光源发生器1033位于第二区域2012正上方，第三光源发生器1035位于第三区域2013正上方。

上槽体1061的顶部开设有第一透光孔10611、第二透光孔10612和第三透光孔10613，第一光源发生器1031和第一光源接收器1032均位于第一透光孔10611内，第二光源发生器1033和第二光源接收器1034均位于第二透光孔10612内，第三光源发生器1035和第三光源接收器1036均位于第三透光孔10613内。第一透光孔10611与第二透光孔10612之间以及第二透光孔10612与第三透光孔10613之间均设有挡光板10614。

所述第一光源接收器1032，用于将第一光源发生器1031所辐射的光线照射在第一区域2011后反射的光信号转换为第一电压信号。

所述第二光源接收器1034，用于将第二光源发生器1033所辐射的光线照射在第二区域2012后反射的光信号转换为第二电压信号。

所述第三光源接收器1036，用于将第三光源发生器1035所辐射的光线照射在第三区域2013后反射的光信号转换为第三电压信号。

所述处理电路，用于驱动第一光源发生器1031、第二光源发生器1033和第三光源发生器1035依次工作，也就是说，第一光源发生器1031、第二光源发生器1033和第三光源发生器1035轮流在预设的时间内发光，例如，假设预设第一光源发生器1031先发光，发光持续时间为10秒，10秒后，第一光源发生器1031熄灭，再到第二光源发生器1033发光，发光持续时间也为10秒，如此类推，当然，也可以是第二光源发生器1033先发光，发光顺序可以根据需要设置；以及用于将第一电压信号、第二电压信号和第三电压信号分别转换为第一数字信号、第二数字信号和第三数字信号，并根据第一数字信号、第二数字信号和第三数字信号分别计算得到第一区域2011的第一颜色深度值、第二区域2012的第二颜色深度值和第三区域2013的第三颜色深度值，对计算得到的第一颜色深度值、第二颜色深度值和第三颜色深度值的大小进行排序，并根据排序结果识别出所述生物试纸20的类型。

因为每一种类型的生物试纸的背景区、控制区(C区)和测试区(T区)对应的颜色深度值的排序都是唯一的，只要判断到显色区域中三个区域的排序，即可识别出生物试纸的类型。

本实施例中，第一光源发生器1031、第二光源发生器1033和第三光源发生器1035均采用发光二极管。第一光源接收器1032、第二光源接收器1034和第三光源接收器1036均可采用光敏二极管、光敏三极管、光敏电阻和亮度传感器中的任意一种。

本实施例还提出了一种生物试纸的识别方法，其应用于如本实施例所述的识别装置中，其包括以下步骤：

步骤1、处理电路驱动第一光源发生器1031、第二光源发生器1033和第三光源发生器1035依次工作，以使第一光源发生器1031所辐射的光线照射在第一区域2011，第二光源发生器1033所辐射的光线照射在第二区域2012，第三光源发生器1035所辐射的光线照射在第三区域2013；

步骤2、第一光源接收器1032将第一区域2011反射的光信号转换为第一电压信号，第二光源接收器1034将第二区域2012反射的光信号转换为第二电压信号，第三光源接收器1036将第三区域2013后反射的光信号转换为第三电压信号；

步骤3、处理电路将第一电压信号、第二电压信号和第三电压信号分别转换为第一数字信号、第二数字信号和第三数字信号，并根据第一数字信号、第二数字信号和第三数字信号分别计算得到第一区域2011的第一颜色深度值、第二区域2012的第二颜色深度值和第三区域2013的第三颜色深度值，对计算得到的第一颜色深度值、第二颜色深度值和第三颜色深度值的大小进行排序，并根据排序结果识别出所述生物试纸20的类型，然后处理电路就可以根据该生物试纸20的类型自动进入对应的后续检测程序中，并通过显示屏105显示最终的检测结果。

为了提高检测精度，在步骤3中，第一颜色深度值、第二颜色深度值和第三颜色深度值均为平均值。计算过程如下：

SUM1＝(V1₀+V1₁+……+V1_i+1)/i+2；

SUM2＝(V2₀+V2₁+……+V2_i+1)/i+2；

SUM3＝(V3₀+V3₁+……+V3_i+1)/i+2。

其中，i＝0,1,2，……，表示采集顺序，例如，发光持续时间10秒，每1秒采集一次；SUM1为第一颜色深度值，SUM2为第二颜色深度值，SUM3为第三颜色深度值，V1_i+1为第i+1次采集的第一数字信号，V2_i+1为第i+1次采集的第二数字信号，V3_i+1为第i+1次采集的第三数字信号。

请结合图4所示，为本实施例的处理电路的具体实施案例。

处理电路包括MCU模块、光源驱动模块、复位模块、显示接口模块LCD1、提示模块和模数转换模块。

其中，MCU模块包括MCU U1、电容C1和电容C2，MCU U1的型号为STM8L051F3P6。

光源驱动模块包括电阻R5、电阻R6、电阻R8、电容C7、电容C8和电容C9，光源驱动模块用于驱动LED D1、LED D2和LED D3点亮，其中，LED D1、LED D2和LED D3分别对应为第一光源发生器1031、第二光源发生器1033和第三光源发生器1035。

复位模块包括电阻R1和电容C3。

提示模块包括蜂鸣器B1和电阻R2。

模数转换模块包括三极管Q1和电阻R7，模数转换模块用于将光敏二极管D2、光敏二极管D3和光敏二极管D4分别输出的电压信号分别转换为数字信号，其中，光敏二极管D2、光敏二极管D3和光敏二极管D4分别对应为第一光源接收器1032、第二光源接收器1034和第三光源接收器1036。

另外，供电模块包括电池J2、电容C5、电容C6、开关S1(即图1中的开关104)、电阻R3、电阻R4和电容C4。

图4的处理电路的工作原理如下：

闭合开关S1，电池J2输出3V电压，MCU U1的供电端VDD得电工作，MCU U1输出控制信号至光源驱动模块，以使LED D1、LED D2和LED D3依次发光，生物试纸20反射的光信号引起光敏二极管D2、光敏二极管D3和光敏二极管D4的输出电压变化，从而使三极管Q1的发射极的电压产生相应变化，MCU U1根据三极管Q1的发射极输出的信号，计算得到生物试纸20的第一区域2011、第二区域2012和第三区域2013的颜色深度值，通过排序，即可识别出该生物试纸20的类型，然后就进入相应的后续检测程序，得到该生物试纸20的检测结果，通过显示接口模块LCD1将所述检测结果输出至显示屏105，并驱动蜂鸣器B1工作，以提醒用户查看检测结果。

本实施例能够自动将不同类型的生物试纸进行区分，无需手动设置，使用十分方便，而且识别精度高。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种生物试纸的识别装置，其包括允许生物试纸插入的壳体，所述壳体内至少设置有主控电路板以及用于容置所述生物试纸的检测端的槽体；其特征在于，所述主控电路板上至少集成有第一光源发生器、第一光源接收器、第二光源发生器、第二光源接收器、第三光源发生器、第三光源接收器和处理电路，第一光源发生器位于所述生物试纸的检测端的显色区域的第一区域正上方，第二光源发生器位于所述生物试纸的检测端的显色区域的第二区域正上方，第三光源发生器位于所述生物试纸的检测端的显色区域的第三区域正上方；

所述第一光源接收器，用于将第一光源发生器所辐射的光线照射在第一区域后反射的光信号转换为第一电压信号；

所述第二光源接收器，用于将第二光源发生器所辐射的光线照射在第二区域后反射的光信号转换为第二电压信号；

所述第三光源接收器，用于将第三光源发生器所辐射的光线照射在第三区域后反射的光信号转换为第三电压信号；

所述处理电路，用于驱动第一光源发生器、第二光源发生器和第三光源发生器依次工作；以及用于将第一电压信号、第二电压信号和第三电压信号分别转换为第一数字信号、第二数字信号和第三数字信号，并根据第一数字信号、第二数字信号和第三数字信号分别计算得到第一区域的第一颜色深度值、第二区域的第二颜色深度值和第三区域的第三颜色深度值，对计算得到的第一颜色深度值、第二颜色深度值和第三颜色深度值的大小进行排序，并根据排序结果识别出所述生物试纸的类型。

2.如权利要求1所述的识别装置，其特征在于，所述槽体的顶部开设有第一透光孔、第二透光孔和第三透光孔，第一光源发生器和第一光源接收器均位于第一透光孔内，第二光源发生器和第二光源接收器均位于第二透光孔内，第三光源发生器和第三光源接收器均位于第三透光孔内。

3.如权利要求2所述的识别装置，其特征在于，第一透光孔与第二透光孔之间以及第二透光孔与第三透光孔之间均设有挡光板。

4.如权利要求1所述的识别装置，其特征在于，第一光源发生器、第二光源发生器和第三光源发生器均为发光二极管。

5.如权利要求1所述的识别装置，其特征在于，第一光源接收器、第二光源接收器和第三光源接收器均为光敏二极管、光敏三极管、光敏电阻和亮度传感器中的一种。

6.如权利要求1所述的识别装置，其特征在于，所述主控电路板上还集成有供电模块，壳体上还设有用于控制所述供电模块的启闭的开关，所述供电模块用于给所述主控电路板供电。

7.如权利要求1所述的识别装置，其特征在于，壳体上还设有一显示屏，所述显示屏与主控电路板电性连接。

8.一种生物试纸的识别方法，其应用于如权利要求1-7任一项所述的识别装置中，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、处理电路驱动第一光源发生器、第二光源发生器和第三光源发生器依次工作，以使第一光源发生器所辐射的光线照射在第一区域，第二光源发生器所辐射的光线照射在第二区域，第三光源发生器所辐射的光线照射在第三区域；

步骤2、第一光源接收器将第一区域反射的光信号转换为第一电压信号，第二光源接收器将第二区域反射的光信号转换为第二电压信号，第三光源接收器将第三区域后反射的光信号转换为第三电压信号；

步骤3、处理电路将第一电压信号、第二电压信号和第三电压信号分别转换为第一数字信号、第二数字信号和第三数字信号，并根据第一数字信号、第二数字信号和第三数字信号分别计算得到第一区域的第一颜色深度值、第二区域的第二颜色深度值和第三区域的第三颜色深度值，对计算得到的第一颜色深度值、第二颜色深度值和第三颜色深度值的大小进行排序，并根据排序结果识别出所述生物试纸的类型。