CN108958117B - 用于生物学实验的事件标记同步系统、方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于生物学实验的事件标记同步系统、方法及装置。该系统包括：单片机、实验输入设备以及实验输出设备，其中，实验输入设备，用于当存在第一待标记事件时生成相应的第一事件信号并传输至单片机；单片机，用于将接收的第一事件信号转换成实验输出设备对应的第一标记信号并传输；实验输出设备，用于根据单片机传输的第一标记信号触发进行第一事件标记。利用该系统，能够精准快速的实现不同实验输出设备同步进行事件标记，同时，上述系统具备的通用接口保证了不同实验设备之间同步进行事件标记的通用性以及扩展性；此外，与现有的事件标记策略相比，有效地保证了事件标记中时间同步的精度，还有效提高了事件标记同步的响应时间。

Description

用于生物学实验的事件标记同步系统、方法及装置

技术领域

本发明涉及单片机技术领域，尤其涉及用于生物学实验的事件标记同步系统、方法及装置。

背景技术

在生物学实验中，通常需要多台实验设备的共同参与实验，并需要将多台设备产生的数据放置到同一时间坐标中进行分析来确定最终的实验结果，因此，在多台实验设备参与的实验中，如果其中一台实验设备上存在待标记事件并进行了事件标记，则还需要在其他实验设备上同步进行事件标记，以便于获得该待标记事件所对应时间点在各实验设备上对应的数据信息，从而实现各实验设备中数据信息在同一时间坐标中的整合，由此可知，在多台实验设备上实现事件的同步标记属于生物学实验中的一个重要环节，对生物学实验的实验结果有着直接影响。

但是由于当前用于生物学实验的设备种类繁多，且生产厂家与设备标准均大相径庭，实验设备的设计标准不同等因素，使得当前很难高效的同步对多个设备进行事件标记，与此同时，新的实验设备也层出不穷，以及生物学实验的行为范式也在不断更新，这些问题都会影响在多台实验设备上同步进行事件标记的实现。

针对多台试验设备同步进行事件标记的问题，现有技术中一般采用人工干预的方式由实验者手动在各实验设备上进行事件标记，但该方式需要耗费较多的人力资源且无法保证事件标记在各实验设备上同步的时间精度；此外，现有技术中已有的事件标记系统，往往仅针对生物学实验中的某一种或某几种设备，或是很对摸一种生物学实验范式和某一种实验的事件标记同步，不具有广泛的通用性和适应性。

发明内容

本发明实施例提供了用于生物学实验的事件标记同步系统、方法及装置，能够精准高效的实现在不同生物学实验设备同步进行事件标记。

第一方面，本发明实施例提供了一种用于生物学实验的事件标记同步系统，包括：

单片机、实验输入设备以及实验输出设备；

所述实验输入设备，通过所述单片机中的通用输入接口与所述单片机相连，用于当存在第一待标记事件时生成相应的第一事件信号并传输至所述单片机；

所述单片机，通过通用输出接口与所述实验输出设备相连，用于将接收的第一事件信号转换成所述实验输出设备对应的第一标记信号并传输；

所述实验输出设备，用于根据所述单片机传输的第一标记信号触发进行第一事件标记。

第二方面，本发明实施例提供了一种用于生物学实验的事件标记同步方法，应用于单片机，包括：

监测到串口中断时，设置中断标记位，并读取缓冲区中上位机发送的事件触发数据；

如果存在所述事件触发数据对应的数据模式，则执行第一同步事件标记操作，并清除所述中断标记位；否则，直接清除所述中断标记位。

第三方面，本发明实施例提供了一种用于生物学实验的事件标记同步装置，配置于单片机，包括：

中断监测模块，用于监测到串口中断时，设置中断标记位，并读取缓冲区中上位机发送的事件触发数据；

第一事件标记模块，用于当存在所述事件触发数据对应的数据模式时，执行第一同步事件标记操作，并清除所述中断标记位；否则，直接清除所述中断标记位。

第四方面，本发明实施例提供了一种单片机，包括：

一个或多个控制器；一个或多个输入装置；一个或多个输出装置；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

所述一个或多个程序被所述一个或多个控制器执行，使得所述一个或多个控制器实现本发明实施例提供的用于生物学实验的事件标记同步方法。

第五方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被控制器执行时本发明实施例提供的用于生物学实验的事件标记同步方法。

在上述用于生物学实验的事件标记同步系统、方法及装置中，所提系统包括：单片机、实验输入设备以及实验输出设备，其中，实验输入设备，通过单片机中的通用输入接口与单片机相连，用于当存在第一待标记事件时生成相应的第一事件信号并传输至单片机；单片机，通过通用输出接口与实验输出设备相连，用于将接收的第一事件信号转换成实验输出设备对应的第一标记信号并传输；实验输出设备，用于根据单片机传输的第一标记信号触发进行第一事件标记。由此，在生物学实验过程中存在待标记事件时，能够通过上述系统，精准快速的实现不同实验输出设备同步进行事件标记，同时，上述系统具备的通用接口保证了不同实验设备之间同步进行事件标记的通用性以及扩展性；此外，与现有的事件标记策略相比，有效地保证了事件标记中时间同步的精度，还有效提高了事件标记同步的响应时间。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种用于生物学实验的事件标记同步系统的结构框图；

图2为本发明实施例二提供的一种用于生物学实验的事件标记同步系统的结构框图；

图3为本发明实施例三提供的一种用于生物学实验的事件标记同步方法的流程示意图；

图4为本发明实施例四提供的一种用于生物学实验的事件标记同步装置的结构框图；

图5为本发明实施例五提供的一种单片机的硬件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种用于生物学实验的事件标记同步系统的结构框图，该系统适用于生物学实验中在多台实验设备上对待标记事件同步进行事件标记的情况。

如图1所示，本实施例提供的事件标记同步系统，包括：单片机11、实验输入设备12以及实验输出设备13；其中，实验输入设备12，通过单片机11中的通用输入接口S1与单片机11相连，用于当存在第一待标记事件时生成相应的第一事件信号并传输至所述单片机11；单片机11，通过通用输出接口S2与实验输出设备13相连，用于将接收的第一事件信号转换成实验输出设备13对应的第一标记信号并传输；实验输出设备13，用于根据单片机11传输的第一标记信号触发进行第一事件标记。

在本实施例中，实验输入设备12具体可理解为进行生物学实验时输出待标记事件的事件信号从而触发进行事件标记的实验设备，常见的实验输入设备一般为光调控设备，如激光器等。以激光器为例，激光器可以根据通用输入接口与单片机相连，在基于设定的行为范式进行生物学实验时，如果存在待标记事件，则可通过与激光器相连的信号发生器驱动激光器向单片机输入事件信号。

可以理解的是，采用实验输入设备进行的事件信号输入仅是本实施例采用的其中一种信号输入方式，由此将由实验输入设备输入的事件信号记作第一事件信号，但所述“第一”并不会对所产生事件信号的使用范围进行限定。

在本实施例，单片机11具体起到了根据接收的事件信号控制实验输出设备在待标记事件对应的时间点进行同步事件标记的作用，本实施例中，单片机11采用了通用输入接口S1以及通用输出接口S2，由此实现了具备不同生产标准或不同厂家所生产实验设备到与单片机的通信，从而保证了本实施例所提供事件标记同步系统的适用性，同时，对于无法直接采用通用输入或输入接口与单片机建立通信的实验设备，可以考虑采用简单的接口转换器与单片机建立连接，因此，也保证了本实施例所提供事件标记同步系统在事件同步标记时的可扩展性。

具体地，单片机11接收到第一事件信号后，可以将第一事件信号转换成实验输出设备13可接受的信号模式，并将具有转换后信号模式的信号记为第一标记信号，并传输至实验输出设备13。在本实施例中，实验输出设备13具体可理解为进行生物学实验时能够输出实验数据或实验运行状态的实验设备，常见的实验输出设备一般为电生理设备等，以电生理设备中的示波器为例，其可接收的信号为电信号，因此，单片机可以将第一事件信号转换成电信号模式的第一标记信号。

在本实施例中，实验输出设备13可以在接收到单片机11所传输的第一标记信号的时刻，在其运行的实验数据上触发形成对应于第一标记信号的事件标记。

通过本实施例上述事件标记同步系统，单片机能够在实验输入设备产生事件信号时，控制实验输出设备精准高效的同步生成事件标记，由此实现了实验输入设备与实验输出设备的事件标记同步。

进一步地，单片机11包括：控制芯片111；其中，控制芯片111基于第一通用I/O口T1通过通用输入接口S1与所述实验输入设备12相连；还基于第二通用I/O口T2通过通用输出接口S2与所述实验输出设备13相连；控制芯片111，用于接收实验输入设备12生成的第一事件信号，以及将所述第一事件信号转换成实验输出设备13对应的第一标记信号并传输。

在本实施例中，单片机11中具体执行同步控制的器件为控制芯片111，具体地，控制芯片111可以通过通用I/O口与单片机的通用输入接口或通用输出接口相连，从而实现控制芯片与实验输入设备或实验输出设备的通信连接；并在建立通信连接后，实现对实验输入设备12所生成第一事件信号的接收以及对第一事件信号的转换及将转换后第一标记信号到实验输出设备13的输出。

需要说明的是，本实施例为了降低硬件成本，降低单片机的功耗以及减少单片机体积及提高硬件使用效率，优选使用了但不限于STC15w204s芯片作为单片机11的控制芯片，其中该STC15w204s芯片仅有8个引脚，包含6个I/O口和两个定时器，4K字节的程序存储器以及256字节的数据存储区，因此该该STC15w204s芯片能够有效的实现在实验输出设备上同步进行事件标记的控制。

进一步地，单片机11还包括：打标按钮112；其中，打标按钮112，通过驱动电路基于第三通用I/O口T3与控制芯片111相连，用于在接收到外界的按键触发时生成第二事件信号；控制芯片111，用于将所述第二事件信号转换成实验输出设备13对应的第二标记信号并传输；实验输出设备13，用于根据控制芯片111传输的第二标记信号触发进行第二事件标记。

在本实施例中，上述基于实验输入设备的事件信号输入为其中一种输入方式，本实施例提供的事件标记同步系统在单片机11中还优化设置了打标按钮112，基于打标按钮112，同样可以触发形成事件信号，因此，基于打标按钮112的事件信号输入可看作另一种输入方式。

示例性地，当实验人员需要对实验过程中的某个时间点产生的事件进行标记时，可以手动按压触发打标按钮112，其中，打标按钮112与控制芯片111同样基于通用I/O口(第二通用I/O口T2)建立通信连接，由此，控制芯片111可以接收到打标按钮112在外界(如实验者)的按键按压后生成的第二事件信号(为便于与上述实验输入设备产生的事件信号进行区分，本实施将打标按钮生成的事件信号记为第二事件信号)，并将该第二事件信号转换成实验输出设备13对应的第二标记信号，控制芯片根据该第二标记信号同样可控制实验输出设备13在实验者按键时的时间点触发进行事件标记(记为第二事件标记)。

可以理解的是，由于市面上常见的或实验者自制的实验设备均可与单片机建立通信，所以能够覆盖生物学实验中绝大多数的行为范式并保证了行为范式在实验设备中的正常应用，从而实现了本实施例所提供事件同步标记系统在更多生物学行为范式下进行事件标记的同步。

本发明实施例一提供的用于生物学实验的事件标记同步系统，在生物学实验过程中存在待标记事件时，能够通过上述系统，精准快速的实现不同实验输出设备同步进行事件标记，同时，上述系统具备的通用接口保证了不同实验设备之间同步进行事件标记的通用性以及扩展性；此外，与现有的事件标记策略相比，有效地保证了事件标记中时间同步的精度，还有效提高了事件标记同步的响应时间，因此本实施例系统与现有技术相比，具有更好的适用性、扩展性以及精确性。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种用于生物学实验的事件标记同步系统的结构框图，本发明实施例二以上述实施例为基础进行优化，如图2所示，在本实施例中，该事件标记同步系统还包括：上位机21以及与上位机21相连的实验设备显示屏22。

其中，上位机21通过单片机11中的上位机21通信接口与单片机11建立通信连接，用于接收单片机11基于所述第一事件信号生成的第一标记数据，或者接收单片机11基于所述第二事件信号生成的第二标记数据；上位机21还用于控制实验设备显示屏22显示所述第一标记数据对应的第一事件标记；或者，控制所述实验设备显示屏22显示所述第二标记数据对应的第二事件标记。

在本实施例中，在所提供的事件标记同步系统优化增加了上位机21，由此该事件标记同步系统不仅可以基于实验输入设备12进行外部事件信号输入，或者基于打标按钮112的按键触发形成事件信号，还实现了事件标记同步系统中单片机11与上位机21的通信交互，由此使得上位机21可以接收到基于实验输入设备12的外部事件信号输入生成的第一标记数据，或者接收到基于打标按钮112按键触发的事件信号生成的第二标记数据。从而保证与上位机21相连的生物学实验设备能够基于第一标记数据或第二标记数据实现事件标记同步。

需要说明的是，与上位机21相连的生物学实验设备优选为但不限定为实验设备显示屏22，其中该实验设备显示屏22可以是生物实验视觉刺激设备的显示屏。在本实施例中，上位机21可以基于第一标记数据或第二标记数据控制实验设备同步进行相应的事件标记，并控制实验设备显示屏22进行事件标记显示。

在上述优化的基础上，上位机21还用于当确定满足第二待标记事件的触发条件时，向单片机11发送事件触发数据；单片机11，还用于根据所述事件触发数据生成实验输出设备13对应的第三标记信号并传输；实验输出设备13，还用于根据单片机11传输的第三标记信号触发进行第三事件标记。

在本实施例中，上位机21不仅可以接收基于事件信号形成的标记数据，还可以作为事件信号的输入载体，向单片机11发送事件信号的相关数据，以实现实验输出设备13基于其发送的相关数据进行的事件标记。具体地，生物学实验中，存在与上位机相连的实验设备，当上位机21上运行的程序监控到与之相连的实验设备上存在待标记事件时，向单片机11发送事件触发数据，然后单片机11就可根据该事件触发数据生成实验输出设备13对应的第三标记信号，并控制实验输出设备13基于第三标记信号进行事件标记，由此也可以实现多台实验设备的事件标记同步。

进一步地，单片机11还包括：发光二极管(Light Emitting Diode，LED)113；其中，LED113通过驱动电路基于第四通用I/O口T4与所述控制芯片111相连；控制芯片111，用于将所述第一事件信号转换为第一光标记信号，并基于所述第一光标记信号控制点亮LED113；或者，用于将所述第二事件信号转换为第二光标记信号，并基于所述第二光标记信号控制点亮LED113；或者，用于根据所述事件触发数据生成第三光标记信号，并基于所述第三光标记信号控制点亮LED113。

在本实施例中，单片机11中还包括了LED113，该LED113可以根据单片机11中控制芯片111的控制点亮。其中，LED点亮后不同的闪烁方式可以代表不同的事件标记。其中，基于事件信号的LED点亮也可以被第三方实验设备作为一个事件标记。

进一步地，所述驱动电路为上下拉电阻；通用输入接口S1为卡扣配合型连接(British Naval Connector，BNC)输入接口；所述通用输出接口S2为BNC输出接口；上位机21通信接口采用USB转TTL电路实现。

在本实施例中，单片机11中的控制芯片111均通过驱动电路及通用I/O口分别与打标按钮及LED相连，其中该驱动电路可以是但不限于上下拉电阻，也可以是三台缓冲器或锁存器等；此外，单片机11与上位机21通信时的上位机通信接口可以采用USB转TTL电路实现，且为保证本实施例所提供事件标记同系统的通用性，优选但不限于通用输入接口为BNC输入接口，通用输出接口为BNC输出接口。

在上述优化的基础上，该事件标记同步系统还包括视频监控装置23，其中，视频监控装置23，用于实时捕获LED113的点亮状态，以实现视频监控装置23对待标记事件的事件标记；如果视频监控装置23与上位机21建立通信连接，则视频监控装置23用于向上位机21实时传输实验监控视频；上位机21用于在所述实验监控视频中记录接收到所述第一标记数据或所述第二标记数据时对应的时间戳，以作为事件标记。

本实施例中，视频监控装置23也可作为一种实验设备用于生物学实验，且该视频监控装置23能够以在线方式与上位机21相连，还可以以离线方式独立存在(即视频监控装置不与上位机23相连)，因此，图2中采用虚线方式表示上位机21与视频监控装置23的连接。

具体地，当视频监控装置23处于离线状态时，主要采用存储卡等离线存储设备存储视频监控装置采集的视频，待实验结束后再将存储卡中存储的视频拷贝进计算机；当视频监控装置23处于在线状态时，视频监控装置23能够将实时采集的图像实时存储到上位机21中，同时也可以通过使用MATLAB编写代码对视频监控装置23采集到的图像实时处理，并跟踪实验对象，以及根据实验对象的某些行为特征判断是否通过显示屏给予一定的视觉刺激。此外，本实施例中的视频监控装置可以优选但不限定为摄像头。

在视频监控装置23离线方式下，因为其无法与上位机实时通信，所以无法采用在线通信的方式直接根据上位机获得的标记数据来在实验监控视频中进行事件标记，此时，可以通过LED灯在视频中输入标记。

离线状态下的视频监控装置23进行事件标记时，首先需要启动视频监控装置23进行拍摄，之后通过上位机21、实验输入设备12等外部输入设备或打标按钮112发送事件信号给单片机11，由单片机11基于事件信号生成的光标记信号来控制点亮LED灯，并保证视频监控装置23同时拍摄下LED灯的点亮状态，其点亮的LED灯就相当于视频监控装置23中的事件标记，由此可实现在实验监控视频中进行事件同步标记。

可以知道的是，当视频监控装置23处于在线状态时，进行事件标记的标记信号不仅可以通过LED灯进行传递，也可以通过上位机21中编写相应的串口通信代码与单片机11进行通信，直接由上位机21在所述实验监控视频中记录接收到第一标记数据或第二标记数据时对应的时间戳，来实现视屏监控装置23的事件标记。

需要注意的是，在本实施例中，与单片机11连接的上位机可以是一台或多台，可以是计算机但不仅限于计算机，还可以是包含具有操作系统的其他嵌入式设备或具有类似硬件与软件结构的设备系统；此外。连接于上位机11上的外接设备也并不仅限于实验设备显示屏及视频监控装置等，也可以是应用于生物学实验的其他外接设备。

本发明实施例二提供的用于生物学实验的事件标记同步系统，能够使用单片机获取外部输入设备输入的事件信号、上位机或人工触发打标按钮生成的事件信号，且单片机可将各事件信号转换成实验输出设备或其他外接设备对应的标记信号(如光信号、电信号以及TTL逻辑电平等)，并根据标记信号在实验输出设备或其他外接设备同步进行事件标记。利用该系统，精准高效解决了生物学实验中不同试验设备无法同步进行事件标记的问题，因此本实施例系统与现有技术相比，具有更好的适用性、扩展性以及精确性。

本实施例还提供了基于上述事件标记同步系统的一个优选示例。在该优选示例中，采用了具有图2所示系统结构图的时间标记同步系统，基于该系统进行事件同步标记时，主要采用信号发生器作为事件标记同步系统的实验输入设备，采用示波器作为事件标记同步系统的实验输出设备，且基于图2所示结构的事件标记同步系统进行事件同步标记时，分别模拟了基于信号发生器的生物学事件标记、基于上位机的生物学事件标记以及基于打标按钮的生物学事件标记，最终均可在示波器中、上位机中以及视频监控装置所拍摄的视频中显示出对应形式的事件标记。

此外，本实施例还给出一个基于上述事件标记同步系统具体地进行事件标记的实验示例，其中，在该实验示例中所采用的事件标记同步系统中，主要设置了自制的陀螺仪设备与上位机相连，同时采用电生理设备作为实验输出设备。

具体地，该实验示例的操作过程为：

1)使用C#编写的运行于上位机中的上位机软件启动陀螺仪设备；

2)当陀螺仪设备开始记录加速度信息时上位机通过串口发送启动信号即一种生物学事件信号(主要以事件触发数据形式表示)至单片机；

3)之后单片机将表示启动信号的事件触发数据转换成光标记信号，并基于该光标记信号控制LED灯点亮，以实现上述启动信号到视频监控装置所采集监控视频中的事件标记，同时，还将该事件触发数据转换成电信号，并通过BNC输出接口输出一个高电平实现启动信号在电生理设备中的事件标记。

上述1)至3)的操作实现了陀螺仪设备中启动信号到视频监控装置以及电生理设备的事件同步标记。

启动信号的事件同步标记后，在需要关闭陀螺仪设备时，还可进行下述操作：

4)上位机使用上位机软件关闭陀螺仪设备，同时通过串口发送关闭信号即另一种生物学事件信号(仍以事件触发数据形式表示)至单片机；

5)之后单片机又将表示关闭信号的事件触发数据转换成相应的光标记信号，并基于该光标记信号控制LED灯点亮，以实现上述关闭信号到视频监控装置所采集监控视频中的事件标记，同时，还将该事件触发数据转换成电信号，并通过BNC输出接口输出一个高电平实现关闭信号在电生理设备中的事件标记。

上述4)和5)的操作实现了陀螺仪设备中关闭信号到视频监控装置以及电生理设备的事件同步标记。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种用于生物学实验的事件标记同步方法的流程示意图，该方法适用于生物学实验中在多台实验设备上对待标记事件同步进行事件标记的情况，该方法通过用于生物学实验的事件标记同步装置执行，该装置可由软件和/或硬件实现，并一般由集成在单片机中。

如图3所示，本实施例三提供的一种用于生物学实验的事件标记同步方法，具体包括如下操作：

需要说明的是，本实施例提供的事件标记同步方法，具体相当于上述实施例提供的事件标记同步系统中单片机工作时控制代码的执行流程。

S301、串口及输入/输出口初始化。

具体地，单片机可能根据相关的单片机控制电路进行上电启动，并在上电后开始程序运行。在单片机的控制程序运行中，首先进行单片机上的串口及输入接口和/或输出接口的状态初始化，之后进入串口中断的监测状态，即相当执行本步骤后进入S302。

S302、监测当前是否存在串口中断，若是，则执行S303；若否，则执行S307。

具体地，本实施例中如果存在上位机对单片机进行通信的情况，则会存在串口中断，本步骤可监测到串口是否中断，并根据监测结果执行相关操作。

需要理解的是，在上位机与单片机进行通信时，需要依据相关的通信程序或串口通信软件来实现，一般地，串口通信程序不限于某一种计算机语言，可使用MATLAB、python、C语言、C#语言甚至DOS和batch命令均可以和单片机进行通信，在生物学实验中，MATLAB较为常用，因此可使用MATLAB编写了串口通信程序。MATLAB编写的串口通信程序包含三部分，分别为打开串口程序、串口数据发送程序和串口数据接收程序，其中，串口数据接收程序可以采用阻塞式或非阻塞式的接收，以适用于不同的实验行为范式和不同的实验设备。

S303、设置中断标记位，并读取缓冲区中上位机发送的事件触发数据。

具体地，在存在串口中断时，首先需要设置一个中断标记位，以进行中断声明，来保证后续在中断情况下相关操作的正常进行，之后，可以在缓冲区中读取上位机与单片机通信时发送的数据，本实施例中，上位机与单片机的通信主要用来发送待标记事件的事件触发数据。

S304、判定所述事件触发数据是否存在对应的数据模式，若是则执行S305；若否，则执行S306。

需要说明的是，上位机可以向单片机发送任意形式的数据，但所发送的数据可能并不符合事件标记的数据模式，因此需要执行本步骤来判定所读取的事件触发数据是否符合进行事件标记的数据模式，若单片机中预先存储的数据模式中存在与事件触发数据对应的数据模式，则可继续执行S305，否则相当于所读取的事件触发数据不符合事件标记的条件，需要执行S306。

S305、执行第一同步事件标记操作，并继续执行S306。

具体地，所述执行第一同步事件标记操作，包括：控制所述单片机中的LED基于所述数据模式点亮，并控制实验输出设备基于所述数据模式进行事件标记。

在本实施例中，当符合事件标记的数据模式时，就可以控制单片机中的LED点亮，并可按照相应的数据模式进行闪烁，同时，还可控制实验输出设备同样基于事件触发数据的数据模式进行事件标记。

需要说明的是，不同的事件触发数据存在对应的数据模式，本实施例为了区分不同事件触发标记产生的事件标记，可以根据事件触发数据对应数据模式设定不同的事件标记形式，如对LED采用不同的闪烁方式，又如实验输出设备采用不同的标记模式进行事件标记；此外，本步骤中单片机对LED的点亮控制和对实验输出设备的事件标记触发控制实际为串行执行，但单片机处理上述两个操作时的时间间隔为毫秒级别，在实际应用中，其所产生的时间差相对于事件标记的同步实现可以忽略不计。

S306、清除所述中断标记位，并继续执行S307。

基于S305实现事件标记后，需要清除之前设置的中断标记位，从而保证后续流程的正常进行，同样，当不符合S305的执行条件时，可以直接执行S306来继续进行后续操作。

S307、检测当前是否生成有事件信号，若是，则执行S308；若否，则返回执行S302。

在本实施例中，如果单片机上电启动后并没有监测到因上位机的通信引起的串口中断，则需要基于本步骤继续执行，具体地，本步骤首先执行阻塞式的按键状态检测(如检测打标按钮是否被外界按压按键)，或者执行外部事件的输入检测(如检测外接的实验输入设备是否进行了事件信号输入)，若检测到按键的触发或外部事件信号输入时，相当于检测到有事件信号生成，可以执行S308；若没有按键触发及外部的事件信号输入，则需要返回执行S302。

S308、执行第二同步事件标记操作，并继续返回执行S302。

具体地，所述执行第二同步事件标记操作，包括：向所述上位机发送基于所述事件信号生成的标记数据；控制所述单片机中的LED基于所述事件信号点亮，并将所述事件信号转换成实验输出设备对应的标记信号，以触发所述实验输出设备基于对应的标记信号进行事件标记；经过设定时间后关闭所述LED以及控制所述实验输出设备停止事件标记。

在本实施例中，当符合S307的判定条件时，可首先向上位机发送事件信号对应的标记数据，从而实现上位机在事件信号所产时间点进行事件标记，一般地，该标记数据的数据格式没有具体限定，可以是字符串，也可以是一个数据文件，所采用的数据格式可在实际应用中依据外部输入事件信号的格式或者按键按下的动作进行自主定义；之后可以控制单片机中的LED点亮，以及控制实验输出设备触发进行对应于事件信号的事件标记，同样的，在实际应用中，LED点亮后的闪烁模式及实验输出设备进行事件标记的模式也可以依据外部输入事件信号的格式或者按键按下的动作进行自主定义；然后还需要向后延时设定时间，该设定时间可优选为1秒，相当于经过设定时间后在关闭LED同时停止实验输出设备上的事件标记。

可以理解的是，本步骤中的具体操作实际为串行操作，但各操作之间的时间间隔为毫秒级别，由此仍可看作同步进行了各操作，相当于实现了事件标记的同步。

完成上述操作后，如果单片机仍处于上电状态，则可再次返回S302进行下一次的循环执行。

本发明实施例三提供的一种用于生物学实验的事件标记同步方法，给出了事件标记同步系统具体实现各实验设备同步进行事件标记的实现流程，基于该方法，能够完全脱离人为进行事件同步标记，以及完全杜绝人为因素带来的事件同步精度的误差，与现有的事件标记方式相比，有效地保证了事件标记中时间同步的精度，还有效提高了事件标记同步的响应时间，有效保证了生物学实验中事件标记的通用性、扩展性以及精确性。

实施例四

图4为本发明实施例四提供的一种用于生物学实验的事件标记同步装置的结构框图。该装置适用于生物学实验中在多台实验设备上对待标记事件同步进行事件标记的情况，且可由软件和/或硬件实现，并一般由集成在单片机中。如图4所示，该装置包括：中断监测模块41和第一事件标记模块42。

其中，中断监测模块41，用于监测到串口中断时，设置中断标记位，并读取缓冲区中上位机发送的事件触发数据；

第一事件标记模块42，用于当存在所述事件触发数据对应的数据模式时，执行第一同步事件标记操作，并清除所述中断标记位；否则，直接清除所述中断标记位。

在上述实施例的基础上，第一事件标记模块42，具体用于：

当存在所述事件触发数据对应的数据模式时，控制所述单片机中的LED基于所述数据模式点亮，以及控制实验输出设备基于所述数据模式进行事件标记，并清除所述中断标记位；否则，直接清除所述中断标记位。

进一步的，该装置还包括：第二事件标记模块43，用于当不存在所述中断标记位且检测到有事件信号生成时，执行第二同步事件标记操作，并返回执行串口中断的监测操作。

在上述实施例的基础上，第二事件标记模块43，具体用于：

当不存在所述中断标记位且检测到有事件信号生成时，向所述上位机发送基于所述事件信号生成的标记数据；控制所述单片机中的LED基于所述事件信号点亮，并将所述事件信号转换成实验输出设备对应的标记信号，以触发所述实验输出设备基于对应的标记信号进行事件标记；经过设定时间后关闭所述LED以及控制所述实验输出设备停止事件标记，并返回执行串口中断的监测操作。

本发明实施例四提供的一种用于生物学实验的事件标记同步装置，能够完全脱离人为进行事件同步标记，以及完全杜绝人为因素带来的事件同步精度的误差，与现有的事件标记方式相比，有效地保证了事件标记中时间同步的精度，还有效提高了事件标记同步的响应时间，有效保证了生物学实验中事件标记的通用性、扩展性以及精确性。

实施例五

本发明实施例五提供了一种单片机，图5为本发明实施例五提供的一种单片机的硬件结构示意图，如图5所示，该单片机包括：控制器51、输入装置52、输出装置53以及存储装置54，该单片机中的控制器、输入装置及输出装置均可以是一个或多个，图5中以一个控制器、一个输入装置及一个输出装置为例；此外，控制器可以可以通过总线或其他方式与输入装置、输出装置及存储装置连接，图5中以通过总线连接为例。

该单片机中的输入装置52可以外接实验输入设备，输出装置53可以外接实验输出设备，存储装置54可作为一种计算机可读存储介质，可用于存储一个或多个程序，所述程序可以是软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例提供的用于生物学实验的事件标记同步装置中对应的程序指令/模块(例如，附图4所示的模块，包括：中断监测模块41和第一事件标记模块42，还包括了第二事件标记模块43)。控制器51通过运行存储在存储装置54中的软件程序、指令以及模块，从而执行单片机的种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中用于生物学实验的事件标记同步方法。

存储装置54可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据设备的使用所创建的数据等。此外，存储装置54可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储装置54可进一步包括相对于控制器51远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

并且，当上述单片机所包括一个或者多个程序被所述一个或者多个控制器51执行时，其中一个程序可以进行如下操作：

监测到串口中断时，设置中断标记位，并读取缓冲区中上位机发送的事件触发数据；如果存在所述事件触发数据对应的数据模式，则执行第一同步事件标记操作，并清除所述中断标记位；否则，直接清除所述中断标记位。

此外，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被控制器执行时实现本发明实施例三提供的用于生物学实验的事件标记同步方法，其中，上述实施例三供的方法包括：监测到串口中断时，设置中断标记位，并读取缓冲区中上位机发送的事件触发数据；如果存在所述事件触发数据对应的数据模式，则执行第一同步事件标记操作，并清除所述中断标记位；否则，直接清除所述中断标记位。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台单片机(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

值得注意的是，上述序列位点重要度的确定装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (12)

1.一种用于生物学实验的事件标记同步系统，其特征在于，包括：单片机、实验输入设备以及实验输出设备；

所述实验输入设备，通过所述单片机中的通用输入接口与所述单片机相连，用于当存在第一待标记事件时生成相应的第一事件信号并传输至所述单片机；

所述单片机，通过通用输出接口与所述实验输出设备相连，用于将接收的第一事件信号转换成所述实验输出设备对应的第一标记信号并传输；

所述实验输出设备，用于根据所述单片机传输的第一标记信号触发进行第一事件标记；

所述系统还包括：上位机，

所述上位机，用于当确定满足第二待标记事件的触发条件时，向所述单片机发送事件触发数据；

所述单片机，还用于根据所述事件触发数据生成所述实验输出设备对应的第三标记信号并传输；

所述实验输出设备，还用于根据所述单片机传输的第三标记信号触发进行第三事件标记。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述单片机包括：控制芯片；

所述控制芯片基于第一通用I/O口通过通用输入接口与所述实验输入设备相连；还基于第二通用I/O口通过通用输出接口与所述实验输出设备相连；

所述控制芯片，用于接收所述实验输入设备生成的第一事件信号，以及将所述第一事件信号转换成所述实验输出设备对应的第一标记信号并传输。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述单片机还包括：打标按钮；

所述打标按钮，通过驱动电路基于第三通用I/O口与所述控制芯片相连，用于在接收到外界的按键触发时生成第二事件信号；

所述控制芯片，用于将所述第二事件信号转换成所述实验输出设备对应的第二标记信号并传输；

所述实验输出设备，用于根据所述控制芯片传输的第二标记信号触发进行第二事件标记。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括：与所述上位机相连的实验设备显示屏；

所述上位机，通过所述单片机中的上位机通信接口与所述单片机建立通信连接，用于接收所述单片机基于所述第一事件信号生成的第一标记数据，或者接收所述单片机基于所述第二事件信号生成的第二标记数据；

所述上位机，还用于控制所述实验设备显示屏显示所述第一标记数据对应的第一事件标记；或者，控制所述实验设备显示屏显示所述第二标记数据对应的第二事件标记。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述单片机还包括：发光二极管LED；

所述LED，通过驱动电路基于第四通用I/O口与所述控制芯片相连；

所述控制芯片，用于将所述第一事件信号转换为第一光标记信号，并基于所述第一光标记信号控制点亮所述LED；

或者，用于将所述第二事件信号转换为第二光标记信号，并基于所述第二光标记信号控制点亮所述LED；

或者，用于根据所述事件触发数据生成第三光标记信号，并基于所述第三光标记信号控制点亮所述LED。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：视频监控装置，

所述视频监控装置，用于实时捕获所述LED的点亮状态，以实现所述视频监控装置对待标记事件的事件标记；

如果所述视频监控装置与所述上位机建立通信连接，则所述视频监控装置用于向所述上位机实时传输实验监控视频；

所述上位机用于在所述实验监控视频中记录接收到所述第一标记数据或所述第二标记数据时对应的时间戳，以作为事件标记。

7.一种用于生物学实验的事件标记同步方法，应用于单片机，其特征在于，包括：

监测到串口中断时，设置中断标记位，并读取缓冲区中上位机发送的事件触发数据；

如果存在所述事件触发数据对应的数据模式，则执行第一同步事件标记操作，并清除所述中断标记位；否则，直接清除所述中断标记位；

如果不存在所述中断标记位，则当检测到生成了事件信号时，执行第二同步事件标记操作，并返回执行串口中断的监测操作。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述执行第一同步事件标记操作，包括：

控制所述单片机中的LED基于所述数据模式点亮，并控制实验输出设备基于所述数据模式进行事件标记。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述执行第二同步事件标记操作，包括：

向所述上位机发送基于所述事件信号生成的标记数据；

控制所述单片机中的LED基于所述事件信号点亮，并将所述事件信号转换成实验输出设备对应的标记信号，以触发所述实验输出设备基于对应的标记信号进行事件标记；

经过设定时间后关闭所述LED以及控制所述实验输出设备停止事件标记。

10.一种用于生物学实验的事件标记同步装置，配置于单片机，其特征在于，包括：

中断监测模块，用于监测到串口中断时，设置中断标记位，并读取缓冲区中上位机发送的事件触发数据；

第一事件标记模块，用于当存在所述事件触发数据对应的数据模式时，执行第一同步事件标记操作，并清除所述中断标记位；否则，直接清除所述中断标记位；

该装置还包括：

第二事件标记模块，用于当不存在所述中断标记位且检测到有事件信号生成时，执行第二同步事件标记操作，并返回执行串口中断的监测操作。

11.一种单片机，其特征在于，包括：

一个或多个控制器；一个或多个输入装置；一个或多个输出装置；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

所述一个或多个程序被所述一个或多个控制器执行，使得所述一个或多个控制器实现如权利要求7-9中任一项所述的用于生物学实验的事件标记同步方法。

12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被控制器执行时实现如权利要求7-9中任一项所述的用于生物学实验的事件标记同步方法。

Images