CN109583253A - 酶标板定位与信息传输装置及方法 - Google Patents

Abstract

酶标板定位与信息传输装置及方法，所述酶标板定位与信息传输装置包括二维码贴纸A、二维码贴纸B、二维码扫描模块、LED点阵电路模块、触摸屏、电路处理模块和上位机。通过二维码扫描模块扫描二维码贴纸A或二维码贴纸B以获取酶标板的标识信息和酶标板上孔位内培养液的标识信息，并通过LED点阵电路模块中LED灯的亮灭情况进行定位，实现酶标板的定位与信息获取，然后将获取的信息或对酶标板上孔位内培养液的操作，通过电路处理模块与上位机进行数据传输，并在触摸屏上进行显示。通过该装置与方法可快速对酶标板上的孔位进行定位，提高数据传输效率，且有效避免记录信息不统一，进一步提高使用酶标板为载体工具的实验的成功率。

Description

酶标板定位与信息传输装置及方法

技术领域

本发明涉及酶标板应用领域，特别是一种酶标板定位与信息传输装置及方法。

背景技术

酶标板是酶联实验中重要的载体，在医药或化学等实验中当需要对细菌进行多种培养以观察其生长情况时，多采用多孔的酶标板对同种类或不同种类细菌在不同时期的生长状态进行跟踪与记录。现有技术中在进行人工细菌培养操作过程中需要一遍遍的对酶标板中每个孔位中的培养液进行操作，并记录信息，由于酶标板中孔位的数量较多间距完全一样，且放入酶标板孔位中的不同生长时期的细菌也很难用肉眼进行分别，因而实验用户在进行酶标板孔位中培养液的操作与信息记录时容易出现效率低下和记录信息不统一的问题，从而使得实验观察的成功率不高。因此，需要设计一种方便对酶标板进行定位与信息传输的装置与方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种酶标板定位与信息传输装置及方法，在进行酶标板孔位内培养液的操作时，利用该酶标板定位与信息传输装置及方法可准确的定位到操作的培养液对应的孔位，大大提高操作效率，同时将数据信息传输到上位机进行处理，数据传输可靠，处理效率高。

本发明的技术方案是：酶标板定位与信息传输装置，包括二维码贴纸A、二维码贴纸B、二维码扫描模块、LED点阵电路模块、触摸屏、电路处理模块和上位机；

二维码贴纸A的数量与酶标板的数量相适应，以对每一块酶标板进行标识，用于酶标板标识的二维码贴纸A贴在酶标板的固定区域；

二维码贴纸B的数量与与酶标板上孔位的数量相适应，以对酶标板上的孔位内培养液种类进行标识，用于酶标板孔位内培养液种类标识的二维码贴纸B贴在酶标板的固定区域；

二维码扫描模块与电路处理模块电连接，其用于扫描二维码贴纸A和二维码贴纸B分别获取酶标板标识信息和酶标板孔位内培养液种类标识信息并发送至上位机；

LED点阵电路模块与电路处理模块电连接，其包括多个LED灯，每个LED灯对应一个酶标板的孔位，LED灯的间距与酶标板孔的间距一致；

触摸屏通过电路处理模块与上位机电相连，以实现用户对酶标板和酶标板上各孔位内培养液信息的存入、取出操作以及查看显示。

本发明进一步的技术方案是：设置酶标板标识的二维码贴纸A的信息按顺序分别为M1、M2、M3……MI,其中I为酶标板的数量，用于酶标板标识的二维码贴纸A贴于每块酶标板的左上角位置；设置酶标板孔位内培养液种类标识的二维码贴纸B按顺序分别为P1、P2、P3……PJ，其中J为培养液的种类数量，该培养液种类标识的二维码贴纸B贴于酶标板孔位的正下方位置。

本发明再进一步的技术方案是：所述电路处理模块包括微处理器、电源电路、LED点阵驱动电路和外围接口电路。

本发明更进一步的技术方案是：所述外围接口电路包括串行接口、RS485接口、IIC接口和40pin排线接口。

本发明更进一步的技术方案是：所述微处理器为STM32F7核心板，所述触摸屏为电容触摸RGB显示屏，所述LED点阵驱动电路包括MAX7219芯片。

利用酶标板定位与信息传输装置进行酶标板定位与信息传输的方法，包括如下步骤：

1），将酶标板放在LED点阵电路模块上方，使其每个孔位对准各自LED灯，开机启动，在触摸屏右上方显示提示信息“请扫描酶标板二维码”；

2），用户根据提示，将二维码扫描模块对准酶标板上贴有二维码贴纸A左上角位置，获取该二维码贴纸A的信息，将该信息传输至上位机；

3），上位机判断二维码贴纸A的信息是否是酶标板标识信息M1、M2、M3……或MI，若否，则程序不保存数据；若是酶标板标识信息，则触摸屏中提示信息变为“扫描成功！”，触摸屏上方显示标题为“M1、M2、M3……或MI号酶标板”的酶标板标识信息，触摸屏中间位置显示对应的酶标板孔位的坐标圆，设置每个坐标圆为蓝色，开始对酶标板的孔位进行培养液的存入、取出或查看操作。

所述对酶标板的孔位进行培养液的存入、取出操作具体如下：

扫描酶标板成功后默认酶标板左上角孔位为A1孔位，LED点阵电路模块中与A1孔位对准的LED灯点亮，二维码扫描模块扫描酶标板上A1孔位正下方的二维码贴纸B，获取该二维码贴纸B对应的培养液种类信息，点击触摸屏中对应A1孔位的坐标圆，该坐标圆变成橙色，同时信息框存储该酶标板孔位的坐标、培养液的种类和载入时间，然后用户将该二维码贴纸B对应的培养液存入酶标板上A1孔位，从而完成A1孔位培养液的存入操作，LED点阵模块自动点亮下一个孔位，进行下一个孔位的培养液存入，依此进行操作，直至完成所有培养液的存入或酶标板所有孔位存满；

当用户想要取出某孔位的培养液时，点击触摸屏中该孔位对应的坐标圆，LED点阵电路模块中与A1孔位对准的LED灯点亮，触摸屏上显示一个信息框，信息框标题显示该孔位对应的坐标，信息框中间显示培养液的类型和载入时间，信息框下方显示两个按键“取出”和“退出”，点击“取出”后，用户将点亮的LED灯对准孔位中的培养液取出，同时信息框关闭，触摸屏中该坐标圆的颜色由橙色变回蓝色，与该孔位相关的所有数据被清零；点击“退出”后，不进行任何操作关闭信息框。

所述对酶标板的孔位进行培养液的查看操作具体如下：

在触摸屏主界面中设置“显示已存”和“清空信息”两个按键，点击“显示已存”后LED点阵电路模块将酶标板上已经存有培养液的孔位对准的LED灯点亮，用户可通过LED灯的亮灭情况或触摸屏上坐标圆的颜色情况查看酶标板上哪些孔位存有培养液哪些孔位没有培养液；点击“清空信息”后将酶标板所有的孔位信息清零。

本发明与现有技术相比具有如下特点：

1、本发明设置标识酶标板信息和酶标板上孔位内培养液信息的二维码贴纸，使用时通过相应的二维码扫描模块进行标识信息的获取识别，提高了酶标板上孔位与孔位内的培养液的识别效率。

2、本发明设置与酶标板上孔位相对应的LED点阵电路模块，在操作酶标板上孔位的存入、取出或查看时点亮孔位对应的LED灯进行指示，方便用户操作，大大减少操作失误。

3、本发明通过触摸屏实现人机交互程序，系统运行稳定，操作方式多样化，且触摸屏、上位机、及与LED点阵电路模块的配合可有效避免实验过程中记录信息不统一。

以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。

附图说明

图1为本发明的酶标板定位与信息传输装置的结构示意图；

图2为本发明二维码贴纸A和二维码贴纸B在酶标板上的粘贴示意图；

图3为本发明的电路处理模块的连接示意图。

具体实施方式

如图1-3所示：酶标板定位与信息传输装置，包括二维码贴纸A1、二维码贴纸B2、二维码扫描模块3、LED点阵电路模块4、触摸屏5、电路处理模块6和上位机7。

二维码贴纸A1的数量与酶标板的数量相适应,以对每一块酶标板进行标识，设置酶标板标识的二维码贴纸A1的信息按顺序分别为M1、M2、M3……MI,其中I为酶标板的数量，用于酶标板标识的二维码贴纸A1贴在酶标板的固定区域，该固定区域为每块酶标板的左上角位置。例如当有5块酶标板时，将具有识别信息为M1、M2、M3、M4、M5的二维码贴纸A1分别贴于每块酶标板的左上角位置。

二维码贴纸B2的数量与与酶标板上孔位的数量相适应,以对酶标板上的孔位内培养液种类进行标识，设置酶标板孔位内培养液种类标识的二维码贴纸B2按顺序分别为P1、P2、P3……PJ，其中J为培养液的种类数量，用于酶标板孔位内培养液种类标识的二维码贴纸B2贴在酶标板的固定区域，该固定区域为酶标板孔位的正下方位置。例如当每块酶标板上需要观察的培养液的种类为5种时，将具有识别信息为P1、P2、P3、P4、P5的二维码贴纸B2分别贴于酶标板上5个孔位的正下方位置，酶标板上该5个孔位的位置实验用户可根据实际需要进行选择，可选择酶标板上A1、A2～A5位置或B1、B2～B5或A1、B1、C1、D1、E1或其他任意选择5个孔位。

电路处理模块6包括微处理器61、电源电路、LED点阵驱动电路62和外围接口电路。微处理器61以STM32F7为核心，对装置采集到的各类信号进行处理并与上位机7实现信息的传输；电源电路可提供输出稳定的5V、3.3V工作电压和稳定的工作电流给各种芯片和外围电路；LED点阵驱动电路62提供工作电流给LED点阵电路模块4；外围接口电路为装置提供各种接口电路，使得STM32F7核心板61与二维码扫描模组3、LED点阵电路模块4、触摸屏5、上位机7等连接形成一个整体，外围接口电路主要包括串行接口、RS485接口和40pin排线接口，具体为STM32F7核心板61通过串行接口与二维码扫描模组3电连接、通过RS485接口与上位机7电连接、通过IIC接口与触摸屏5电连接、通过40pin排线接口与LED点阵驱动电路62电连接。

二维码扫描模块3与电路处理模块6电连接，其用于扫描二维码贴纸A1和二维码贴纸B2分别获取酶标板标识信息和酶标板孔位内培养液种类标识信息并发送至上位机7。

LED点阵电路模块4与电路处理模块6电连接，其包括多个LED灯，每个LED灯对应一个酶标板的孔位，LED灯的间距与酶标板孔的间距一致；LED点阵电路模块4的作用是对酶标板中的孔位进行辅助定位，即当需要对酶标板上的某个孔位进行操作时，例如存入培养液、取出培养液或查看是否存有培养液，该孔位对应的LED灯点亮以对用户的操作进行指示。

LED点阵电路模块4由电路处理模块6中的微处理器61进行控制，由于微处理器I/O口不能提供较大电流，因而设置相应的LED点阵驱动电路62以点亮大量LED，使得LED点阵电路模块4能够正常工作。

触摸屏5通过电路处理模块6与上位机7电相连，以实现用户对酶标板和酶标板上各孔位内培养液信息的存入、取出操作以及查看显示；设置触摸屏5为电容触摸RGB显示屏。

利用本发明酶标板定位与信息传输装置进行实验的方法包括如下步骤：

1），将酶标板放在LED点阵电路模块4上方，使其每个孔位对准各自LED灯，开机启动，在触摸屏5右上方显示提示信息“请扫描酶标板二维码”。

2），用户根据触摸屏5的提示，将二维码扫描模块3对准酶标板上贴有二维码贴纸A1左上角位置，获取该二维码贴纸A1的信息，将该信息传输至上位机7。

3），上位机7判断二维码贴纸A1的信息是否是酶标板标识信息M1、M2、M3……或MI，若否，则程序不保存数据，例如如果扫描到的时培养液的二维码的标识信息P1、P2……或PJ，则程序不保存数据；若是酶标板标识信息，则触摸屏5中提示信息变为“扫描成功！”，触摸屏5上方显示标题为“1、2、3……或I号酶标板”的酶标板标识信息，触摸屏5中间位置显示对应的酶标板孔位的坐标圆，设置每个坐标圆为蓝色，例如若扫描获取的二维码编码为M5，则扫描后触摸屏5中标题变为“5号酶标板”，即证明扫描成功，系统成功锁定5号酶标板；同时触摸屏5中显示所有孔位对应的蓝色坐标圆，即证明该5号酶标板上的孔位内还没有存培养液，可开始对酶标板的孔位进行培养液的存入、取出或查看操作。

存入操作：扫描酶标板成功后默认酶标板左上角孔位为A1孔位，LED点阵电路模块4中与A1孔位对准的LED灯点亮，二维码扫描模块3扫描酶标板上A1孔位正下方的二维码贴纸B2，获取该二维码贴纸B2对应的培养液种类标识信息P1、P2……或PJ，点击触摸屏中对应A1孔位的坐标圆，该坐标圆变成橙色，同时存储该酶标板孔位的坐标、培养液的种类和载入时间，然后用户将该二维码贴纸B2对应的培养液存入酶标板上A1孔位，从而完成A1孔位培养液的存入操作。例如若二维码贴纸B2扫描到的培养液种类标识信息为P3，在触摸屏5信息框显示A1、P3和载入时间（载入时间为二维码扫描模块扫描并识别到二维码贴纸B的时间），即表示在该载入时间的时刻在该酶标板的A1孔位存入了种类标识为P3的3号培养液，然后用户在A1孔位存入种类标识为P3的3号培养液。

完成第一个A1孔位的存入之后，LED点阵电路模块4自动点亮下一个孔位或用户通过点击触摸屏5上的坐标圆选择点亮下一个孔位，进行下一个孔位的培养液存入，依次进行操作，直至完成所有培养液的存入或酶标板所有孔位存满。

取出操作：当用户想要取出某孔位的培养液时，点击触摸屏5中该孔位对应的坐标圆，LED点阵电路模块4中与该孔位对准的LED灯点亮，触摸屏5上显示一个信息框，信息框标题显示该孔位对应的坐标，信息框中间显示培养液的类型和载入时间，信息框下方显示两个按键“取出”和“退出”，点击“取出”后，用户将点亮的LED灯对准孔位中的培养液取出，同时信息框关闭，触摸屏5中该坐标圆的颜色由橙色变回蓝色，与该孔位相关的所有数据被清零。例如当用户想取出A1孔位的培养液时，点击触摸屏5中A1孔位对应的坐标圆，LED点阵电路模块4中与A1孔位对准的LED灯点亮，触摸屏5上显示一个内容为A1、P3和载入时间的信息框，用户点击信息框下方的“取出”按钮，同时将酶标板上A1孔中的3号培养液取出，触摸屏5上信息框关闭，A1孔对应的坐标圆由橙色变回蓝色，且与A1孔相关的所有数据被清零。

点击信息框下方“退出”后，不进行任何操作关闭信息框。

查看操作：在触摸屏5主界面中设置“显示已存”和“清空信息”两个按键，点击“显示已存”后LED点阵电路模块4将酶标板上已经存有培养液的孔位对准的LED灯点亮，用户可通过LED灯的亮灭或触摸屏5中坐标圆的颜色知晓酶标板上哪些孔位存有培养液哪些孔位没有培养液。例如用户可查看LED点阵电路模块4中LED灯的状态情况查看酶标板孔位中培养液的存入状态，也可查看触摸屏5中坐标圆的颜色查看酶标板孔位中培养液的存入状态，其中坐标圆为橙色则对应的酶标板孔位表示存有培养液，坐标圆为蓝色则对应的酶标板孔位表示没有存培养液。点击“清空信息”后将标题标号的酶标板中所有的孔位信息清零。

Claims (8)

1.酶标板定位与信息传输装置，其特征是：包括二维码贴纸A、二维码贴纸B、二维码扫描模块、LED点阵电路模块、触摸屏、电路处理模块和上位机；

二维码贴纸A的数量与酶标板的数量相适应，以对每一块酶标板进行标识，用于酶标板标识的二维码贴纸A贴在酶标板的固定区域；

二维码贴纸B的数量与与酶标板上孔位的数量相适应，以对酶标板上的孔位内培养液种类进行标识，用于酶标板孔位内培养液种类标识的二维码贴纸B贴在酶标板的固定区域；

二维码扫描模块与电路处理模块电连接，其用于扫描二维码贴纸A和二维码贴纸B分别获取酶标板标识信息和酶标板孔位内培养液种类标识信息并发送至上位机；

LED点阵电路模块与电路处理模块电连接，其包括多个LED灯，每个LED灯对应一个酶标板的孔位，LED灯的间距与酶标板孔的间距一致；

触摸屏通过电路处理模块与上位机电相连，以实现用户对酶标板和酶标板上各孔位内培养液信息的存入、取出以及查看操作。

2.如权利要求1所述的酶标板定位与信息传输装置，其特征是：设置酶标板标识的二维码贴纸A的信息按顺序分别为M1、M2、M3……MI,其中I为酶标板的数量，用于酶标板标识的二维码贴纸A贴于每块酶标板的左上角位置；设置酶标板孔位内培养液种类标识的二维码贴纸B按顺序分别为P1、P2、P3……PJ，其中J为培养液的种类数量，该培养液种类标识的二维码贴纸B贴于酶标板孔位的正下方位置。

3.如权利要求1所述的酶标板定位与信息传输装置，其特征是：所述电路处理模块包括微处理器、电源电路、LED点阵驱动电路和外围接口电路。

4.如权利要求3所述的酶标板定位与信息传输装置，其特征是：所述外围接口电路包括串行接口、RS485接口、IIC接口和40pin排线接口。

5.如权利要求3所述的酶标板定位与信息传输装置，其特征是：所述微处理器为STM32F7核心板，所述触摸屏为电容触摸RGB显示屏，所述LED点阵驱动电路包括MAX7219芯片。

6.利用权利要求1-5中任一项所述酶标板定位与信息传输装置进行酶标板定位与信息传输的方法，其特征是，包括如下步骤：

1），将酶标板放在LED点阵电路模块上方，使其每个孔位对准各自LED灯，开机启动后，触摸屏右上方显示提示信息“请扫描酶标板二维码”；

2），用户根据触摸屏提示，将二维码扫描模块对准酶标板上贴有二维码贴纸A左上角位置，获取该二维码贴纸A的信息，获取的信息传输至上位机；

3），上位机判断二维码贴纸A的信息是否是酶标板标识信息M1、M2、M3……或MI，若否，则程序不保存数据；若是酶标板标识信息，则触摸屏中提示信息变为“扫描成功！”，触摸屏上方显示标题为“M1、M2、M3……或MI号酶标板”的酶标板标识信息，触摸屏中间位置显示对应的酶标板孔位的坐标圆，设置每个坐标圆为蓝色，开始对酶标板的孔位进行培养液的存入、取出或查看操作。

7.如权利要求6所述的酶标板定位与信息传输方法，其特征是：所述对酶标板的孔位进行培养液的存入、取出操作，具体如下：

扫描酶标板成功后默认酶标板左上角孔位为A1孔位，LED点阵电路模块中与A1孔位对准的LED灯点亮，二维码扫描模块扫描酶标板上A1孔位正下方的二维码贴纸B，获取该二维码贴纸B对应的培养液种类信息，点击触摸屏中对应A1孔位的坐标圆，该坐标圆变成橙色，同时存储该酶标板孔位的坐标、培养液的种类和载入时间，然后用户将该二维码贴纸B对应的培养液存入酶标板上A1孔位，从而完成A1孔位培养液的存入操作，LED点阵模块自动点亮下一个孔位，进行下一个孔位的培养液存入，依次进行操作，直至完成所有培养液的存入或酶标板所有孔位存满；

当用户想要取出某孔位的培养液时，点击触摸屏中该孔位对应的坐标圆，LED点阵电路模块中与A1孔位对准的LED灯点亮，触摸屏上显示一个信息框，信息框标题显示该孔位对应的坐标，信息框中间显示培养液的类型和载入时间，信息框下方显示两个按键“取出”和“退出”，点击“取出”后，用户将点亮的LED灯对准孔位中的培养液取出，信息框关闭，触摸屏中该坐标圆的颜色由橙色变回蓝色，同时与该孔位相关的所有数据被清零；点击“退出”后，不进行任何操作关闭信息框。

8.如权利要求6所述的酶标板定位与信息传输方法，其特征是：所述对酶标板的孔位进行培养液的查看操作，具体如下：

在触摸屏主界面中设置“显示已存”和“清空信息”两个按键，点击“显示已存”后，LED点阵电路模块将酶标板上已经存有培养液的孔位对准的LED灯点亮，用户可通过LED灯的点亮情况或触摸屏上坐标圆的颜色情况查看酶标板上哪些孔位存有培养液哪些孔位没有；点击“清空信息”后将酶标板所有的孔位信息清零。