自動化生化分析工作站電控系統(tǒng)研制.pdf

1、隨著人類開發(fā)海洋步伐不斷的邁進，海洋生態(tài)環(huán)境日趨惡化，赤潮等海洋災(zāi)害頻繁發(fā)生。加快海水水質(zhì)檢測與治理是關(guān)系海洋可持續(xù)發(fā)展的大事。傳統(tǒng)檢測手段效率低、耗時長，無法滿足海水水質(zhì)監(jiān)測實時快速的要求。因此船載快速現(xiàn)場檢測系統(tǒng)的研制成為海洋環(huán)境監(jiān)測的迫切需要。
　　 本課題屬于國家高技術(shù)研究發(fā)展(863)計劃海洋技術(shù)領(lǐng)域：船載海洋生態(tài)環(huán)境檢測技術(shù)系統(tǒng)--赤潮生物綜合測量分析系統(tǒng)。其核心任務(wù)是研制海洋浮游植物船載快速現(xiàn)場檢測系統(tǒng)，使我國具有

2、海洋生態(tài)環(huán)境現(xiàn)場實時快速檢測能力。
　　 本課題研制的自動化生化分析工作站系統(tǒng)是將DNA分子探針生物技術(shù)與計算機控制技術(shù)、電機控制技術(shù)、檢測技術(shù)、機械設(shè)計等有機融合為一體的船載機電一體化精密儀器系統(tǒng)。利用雙機械臂作為傳輸機構(gòu)，模擬工作人員的實驗室操作，運用孵育儀、電動移液器、洗板機、酶標(biāo)儀等儀器模塊通過酶切、顯色反應(yīng)工序，并分析上傳數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了對赤潮微藻水樣處理、分析的自動化。
　　 本文所做的工作主要包括以下幾個部分：

3、
　　 (1)依所需生化分析流程完成工作站整體設(shè)計，突出模塊化。主控PC機選用研祥公司的IPC-8562;PC-CAN接口適配卡選用致遠公司的PCI-9820I。各儀器設(shè)備模塊控制板采用AVR單片機+CPLD模式，分別選用ATMEL公司的AT90CAN128和ALTERA公司的EPM1270T144C3。
　　 (2)依CAN總線技術(shù)構(gòu)建了主控PC機與帶CAN總線接口的各模塊控制板的通訊。
　　 (3)完成了各儀

4、器設(shè)備模塊控制板電路設(shè)計及CPLD內(nèi)部硬件邏輯設(shè)計，CPLD采用VerilogHDL開發(fā)。
　　 (4)完成了主控PC機及各儀器設(shè)備模塊的軟件設(shè)計。主控PC機程序采用Visua1Basic開發(fā)，儀器設(shè)備模塊程序采用C語言開發(fā)。依分層模塊化設(shè)計模式，設(shè)計了CAN接口通訊程序、機械臂任務(wù)調(diào)度程序、PID溫度控制程序等。
　　 采用模塊化設(shè)計、CAN總線組網(wǎng)、嵌入式技術(shù)，實現(xiàn)復(fù)雜的自動化生化分析，是本文創(chuàng)新點，具有廣泛的應(yīng)用前