基于嵌入式PC的PKU荧光检测系统硬件设计

论文摘要

苯丙酮尿症(PKU)是一种由于人体正常染色体缺陷,所造成的新生儿体内苯丙氨酸代谢紊乱性的疾病。目前,国内所使用的PKU筛查仪器主要依靠进口,使得普及新生儿PKU筛查工作进展缓慢。适用于大人群新生儿PKU筛查的方法有细菌抑制法和荧光法。细菌抑制法是一种定性的方法,速度慢且假阳率高,所以目前已经趋于淘汰。荧光法是一种定量的精确的方法,该检测方法简便、快捷、易操作、重复性好、稳定性高、易于大规模普查。所以今天世界性的趋势是用基于微量反应板的定量荧光法来替代半定量的抑菌法。本课题主要涉及PKU荧光检测系统中有关硬件部分的设计。该设计是以嵌入式PC为基础的,主要包括各种传感器的设计,控制电路的设计,检测电路的设计,信号处理电路的设计,运动机构驱动和控制电路的设计等。以上各部分电路的控制检测信号均由嵌入式PC提供。系统检测到的信号经过硬件电路的放大处理之后,在嵌入式PC中得到还原处理。还原后的信号大小与实际的输入信号大小相同。为了使该信号与用标准设备测量出的数据具有可比性,需要对该数据进行相关性分析和回归处理。回归处理后会得到一组新的数据,该数据可以用来衡量仪器的各项性能指标。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 系统研究的内容意义
• 1.1.1 苯丙酮尿症（pku）及其晒查的重要性
• 1.1.2 研究目的意义
• 1.2 系统研究方法
• 1.3 本课题涉及的内容及意义
• 第二章 系统的总体设计
• 2.1 荧光分析法简介
• 2.2 PKU荧光检测系统工作原理
• 第三章 机械扫描装置的制作及控制
• 3.1 扫描装置的结构介绍
• 3.2 扫描装置制作安装过程中的问题及解决办法
• 3.3 扫描机构的驱动及控制原理
• 3.3.1 步进电机驱动电路
• 3.3.2 初始定位传感器的设计
• 3.4 本章小节
• 第四章 硬件电路设计
• 4.1 总体设计思想
• 4.2 具体硬件电路设计
• 4.2.1 信号甄别放大处理电路
• 4.2.2 温度控制电路
• 4.2.3 光源检测
• 4.2.4 程控光源电源及亮度电路
• 4.2.5 光电倍增管相关控制电路
• 4.3 相关电源的设计
• 4.4 本章小节
• 第五章 嵌入式PC在系统中的应用
• 5.1 嵌入式PC
• 5.1.1 嵌入式PC概况
• 5.1.2 嵌入式PC的标准
• 5.2 PC/104 的硬件结构
• 5.2 A/D模拟转换器
• 5.2.1 ADT200 模块简介
• 5.2.2 ADT200 模块主要硬件描述
• 5.3 嵌入式PC控制模块在PKU荧光检测系统中的应用
• 5.3.1 嵌入式PC的相关设置及外设的连接
• 5.3.2 系统控制
• 第六章 实验
• 6.1 数据处理相关理论
• 6.1.1 相关与回归
• 6.1.2 最小二乘法
• 6.2 增益确定及数据回归处理试验
• 6.2.1 增益确定实验
• 6.2.2 数据回归实验
• 6.2.3 仪器验证实验
• 第七章 总结与展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 附录 1 总板设计图
• 附录 2 光源检测设计图
• 附录 3 定位传感器设计图
• 附录 4 光电倍增管反相输出设计图
• 附录 5 系统电源设计图
• 致谢