CN105296352A - 基于嵌入式技术的基因分析仪器测控系统 - Google Patents
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- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
Abstract
本申请公开了一种基于嵌入式技术的基因分析仪器测控系统，其包括：中央信息处理单元、通信单元、光谱数据采集单元、光电传感器驱动单元、综合驱动单元、运动部件控制单元和面板操控单元，所述中央信息处理单元与通信单元、光谱数据采集单元、综合驱动单元、运动部件控制单元、面板操控单元均相连，所述光谱数据采集单元与光电传感器驱动单元相连。本申请测控系统置于分析仪器内部，组织各部件按照一定的时间要求协调工作，自动控制各部件工作在指定的状态下；与各个部件进行实时的数据通信；与外部计算机进行通讯，接受外部主机的管理；在仪器出现问题时，系统发出声光报警；在仪器启动时，系统自动检查各部件的健康状态。
Description
技术领域
本申请涉及基因分析仪器的测控系统，特别涉及生物基因信息检测仪器的整机测控。
背景技术
生物基因信息的检测技术是近年来逐渐发展起来的一门新兴学科，包含了多个领域的最新研究成果。所以，用于生物基因信息检测的分析仪器亦涉及到多个专业的关键技术，其检测原理基于生物学、化学、物理等多个学科，光学、电子、机械等精密部件构成了仪器的主体，生物信息受激显现、微弱信号检测、样品的精确进样、条件苛刻的检测环境的建立、危险因素的可靠规避、人机安全的有效保障等是仪器测控系统必须实现的功能，仪器的测控和工作精度要求非常高。如何对已有的基因分析仪器及类似仪器提供全部组件的精确测量和控制，安全、可靠地保障仪器的功能实现和稳定运行，一直是这一领域需要攻克的难题。
发明内容
有鉴于此，为了克服现有技术的不足，本申请提供一种基于嵌入式技术的基因分析仪器测控系统，以实现基因分析仪器的整机测控功能，为类似仪器提供全部组件的精确测量和控制，安全、可靠地保障仪器的功能实现和稳定运行。
本申请提供的一种基于嵌入式技术的基因分析仪器测控系统，其构成包括：中央信息处理单元、通信单元、光谱数据采集单元、光电传感器驱动单元、综合驱动单元、运动部件控制单元和面板操控单元，所述中央信息处理单元与通信单元、光谱数据采集单元、综合驱动单元、运动部件控制单元、面板操控单元均相连，所述光谱数据采集单元与光电传感器驱动单元相连。
本申请的有益效果在于：
(1)本申请实现了基因分析仪器硬件设计的全部要求，作为仪器中所有核心部件的控制处理中心，它可监测各个部件的工作状态，组织各部件按照一定的时间要求协调工作，自动控制各部件工作在指定的状态下(如指定的温度、电压、电流)；与各个部件进行实时的数据通信；与外部计算机进行通讯，接受外部主机的管理；在仪器出现问题时，本申请发出声光报警，并及时将出现问题的部位和状态告知外部计算机；在仪器启动时，本申请自动检查样机各部件的健康状态；其功能完全满足基因分析仪器的使用；
(2)本申请独特的主从式硬件设计结构、分散式运行模式，很好的解决了多个复杂部件的多功能、高精度、实时、可靠、安全、稳定、高效的有序运行；
(3)本申请根据功能划分，在硬件实现上由多块电路板组成，硬件资源分配比例适当，便于硬件电路的维护与升级，有很强的硬件功能扩展和升级能力；
(4)基于本申请的中央信息处理单元内嵌入式主处理器，可运行多线程软件架构的嵌入式测控软件，层次和功能模块划分合理，有效提高测控系统的实时性，又增强了系统的功能扩展和升级能力；
(5)本申请采用双端口RAM设计的CCD数据采集与传输方式，利用对应的数据采集传输与通讯协议，实现了对电荷耦合器件CCD的复杂时序驱动与控制，使得数据输出与时序控制同步，实现了数据的转换、存储、传输的同步工作；
(6)本申请的关键逻辑和安全保护功能均采用CPLD等硬逻辑实现，工作稳定可靠，具有良好的抗干扰能力。
附图说明
图1是本申请适用的基因分析仪器的硬件框图。
具体实施方式
现结合附图及实施例对本申请作进一步的描述。
本实施例中的中央信息处理单元采用三星公司的基于ARM920T内核的16/32位RISC嵌入式微处理器，内部含有丰富的硬件资源如LCD控制器、4个PWM定时器、4通道DMA、USB主从接口、3个UART等，运行频率可达203MHz，可以方便的实现10M/100M以太网接口、USB接口和串口通信，满足系统数据传输和通信的需要，同时其丰富的I/O和PWM接口可实现复杂的检测和控制功能。
本实施例中的光谱数据采集单元和运动部件控制单元分别采用TI公司的TMS320F2812DSP作为嵌入式从处理器，该处理器是运动控制芯片中功能强大的一款，能够实现多台电机的高精度控制和复杂时序的产生。三个处理器构成了有机的多处理器的测控系统，分散了处理器的测控载荷和故障风险，提高了测控系统的实时性和可靠性。
本实施例中的中央信息处理单元的核心由ARM920T内核的嵌入式微处理器、12MHz晶振、64MBSDRAM内部存储器、64MB程序存储器、2KbEEPROM数据存储器组成，以此为最小系统。该单元还采用ALTERA公司的可编程逻辑器件MAX3256与光谱数据采集单元和综合驱动单元电气连接，驱动光谱数据采集单元中的双口RAM，实现中央信息处理单元和光谱数据采集单元之间的数据通信，MAX3256同时驱动综合驱动单元中的模数转换器和数模转换器，实现对综合驱动板的实时测控，MAX3256还与综合驱动单元及面板操控单元中的开关量传感器接口和开关量驱动接口电气连接，各开关量信息在MAX3256内进行逻辑组合，通过这些开关量，由MCU实现仪器工作状态的实时测控。MCU还通过其数据总线和地址总线与通信单元进行连接，通过芯片内部的UART接口与运动部件控制单元进行连接。中央信息处理单元的电源电压为5V。为降低功耗，板上器件除MCU核心电路(采用1.8V供电)外均选为3.3V供电，因此设计三路3.3V电源转换器，分别为板级接口驱动、通信接口驱动、MCU最小系统供电；设计一路1.8V电源转换器，为MCU的核心电路供电。电源监视复位芯片采用MAX811组成，对关键电压进行监视，当相关电压跌落至某一限值时，MAX811对MCU进行复位，以确保系统工作在确定的工作条件下，防止逻辑紊乱，对人机安全造成危害。
Claims (2)
1.一种基于嵌入式技术的基因分析仪器测控系统，其特征在于，包括：中央信息处理单元、通信单元、光谱数据采集单元、光电传感器驱动单元、综合驱动单元、运动部件控制单元和面板操控单元，所述中央信息处理单元与通信单元、光谱数据采集单元、综合驱动单元、运动部件控制单元、面板操控单元均相连，所述光谱数据采集单元与光电传感器驱动单元相连。
2.按照权利要求1所述的基于嵌入式技术的基因分析仪器测控系统，其特征在于，所述的中央信息处理单元包括一个嵌入式主处理器，所述的光谱数据采集单元和运动部件控制单元分别包括一个嵌入式从处理器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510904964.3A CN105296352A (zh) | 2015-12-09 | 2015-12-09 | 基于嵌入式技术的基因分析仪器测控系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201510904964.3A CN105296352A (zh) | 2015-12-09 | 2015-12-09 | 基于嵌入式技术的基因分析仪器测控系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN105296352A true CN105296352A (zh) | 2016-02-03 |
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ID=55194189
Family Applications (1)
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| CN201510904964.3A Pending CN105296352A (zh) | 2015-12-09 | 2015-12-09 | 基于嵌入式技术的基因分析仪器测控系统 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN105296352A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105950464A (zh) * | 2016-04-20 | 2016-09-21 | 成都瀚辰光翼科技有限责任公司 | 一种新型pcr实时定量测量系统及方法 |
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2015
- 2015-12-09 CN CN201510904964.3A patent/CN105296352A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105950464A (zh) * | 2016-04-20 | 2016-09-21 | 成都瀚辰光翼科技有限责任公司 | 一种新型pcr实时定量测量系统及方法 |
| CN105950464B (zh) * | 2016-04-20 | 2018-04-27 | 成都瀚辰光翼科技有限责任公司 | 一种新型pcr实时定量测量系统及方法 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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Application publication date: 20160203 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |