DIY微型快速尿液分析儀，系統(tǒng)解決方案
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項目背景及可行性分析
- 項目名稱、項目的主要內(nèi)容及目前的進展情況
- 項目關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點的論述；
- 技術(shù)成熟性和可靠性論述：
項目名稱：基于CCD的微型快速尿液分析儀的設計
主要內(nèi)容：
現(xiàn)有的自動化尿液分析儀往往具有體積大、價格高、檢測時間長的不足，隨著國民經(jīng)濟和人們生活水平的提高，普通百姓對家用醫(yī)療儀器的需求正不斷增長。因此， 我們有必要設計一種基于嵌入式的便攜式微型尿液分析儀，具有體積小、價格低、檢測方便快速的優(yōu)點，滿足廣大家庭用戶的健康需要。該尿液分析儀具有廣闊的市場前 景。
在用戶把浸沒了尿液的試紙條放入儀器后，通過LPC2148控制LED光源進行分時發(fā)光，然后反射光通過光纖照射到CCD上，經(jīng)過信號的采集和模數(shù)轉(zhuǎn)換，并在微處理器中經(jīng)過歸一化的算法，將結(jié)果輸出至LCD進行顯示，或者根據(jù)需要傳輸至PC。并可以利用以太網(wǎng)接口連接Internet，方便建設一個健康檢測網(wǎng)絡。不用復雜的操作便可以得到醫(yī)生的診斷,十分適合家庭用戶的使用。通過設計新的儀器結(jié)構(gòu)和檢測方法，使儀器精度達到或超過國內(nèi)醫(yī)院使用較多的尿液分析儀的水平，把體積減小到170×150×150MM左右，并把測量1次所用的時間控制在10秒內(nèi)。用戶可以通過觸摸屏進行直觀的操作，也可以通過計算機網(wǎng)絡讓醫(yī)生進行尿液分析結(jié)果的診斷。最終實現(xiàn)個人—儀器—醫(yī)療機構(gòu)一體化的健康檢測網(wǎng)絡。
關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點：
尿液分析儀系統(tǒng)主要包含了主控、電源及復位、LCD觸摸屏、LED、光電檢測模塊、CCD模塊、USB和以太網(wǎng)等8個功能模塊。采用了CPLD來驅(qū)動高靈敏度的CCD，用來檢測尿液成分,USB可用來供電和傳輸數(shù)據(jù)，ADC可以處理CCD采集到的模擬信號，PWM用于驅(qū)動LED，還有LCD觸摸屏、以太網(wǎng)等相關(guān)模塊。
我們已設計了一種無機械傳動的光電檢測系統(tǒng)，由試紙倉和CCD接收2個模塊組成，具體結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示。試紙倉模塊由試紙匣2、檢測基座3、頂蓋4、多波長LED光源5等組成。檢測時，把浸好尿液的試紙條（或校準條）1放入試紙匣，并推入檢測基座中去；然后開始檢測，通過自動控制固定在頂蓋上的20個多波長的LED分時發(fā)光，照射在對應的試劑塊上；反射光由固定在頂蓋上的孔A等10個孔內(nèi)的大芯徑光纖傳輸至CCD上。CCD接收模塊由CCD芯片1、CCD掩蓋件2和大芯徑光纖3組成。掩蓋件能夠與CCD芯片緊密結(jié)合，2端由螺栓固定在PCB板上，且整體為黑色，能夠減小背景光的影響。將嵌入式尿液分析儀系統(tǒng)和光電檢測機構(gòu)有效結(jié)合，能夠快速、方便地檢測尿液成分，檢測結(jié)果可以通過LCD觸摸屏、USB和以太網(wǎng)等三種方式輸出。利用嵌入式構(gòu)造出友好的人機交互界面，用戶易于操作。
項目實施方案
1.方案基本功能框圖及描述
2.需要的開發(fā)平臺
實現(xiàn)本方案所需要的基本功能、功能、接口
所需要的目標FPGA開發(fā)平臺，簡述為什么需要此平臺
是否需要其它配套的開發(fā)工具
尿液分析儀系統(tǒng)主要包含了主控、電源及復位、LCD觸摸屏、LED、光電檢測模塊、CCD模塊、USB和以太網(wǎng)等8個功能模塊。采用了CPLD來驅(qū)動CCD， USB可用來供電和傳輸數(shù)據(jù)， ADC可以處理CCD采集到的模擬信號， PWM功能用于驅(qū)動LED，還有LCD觸摸屏、以太網(wǎng)等相關(guān)模塊。
3.方案實施過程中需要開發(fā)的模塊
在本方案中需要研制、開發(fā)的功能主要模塊，以及開發(fā)的方式。
CPLD和CCD模塊
ARM主控模塊
采用先設計制作硬件電路板，然后軟件的編寫的方式。
- 系統(tǒng)最終要達到的性能指標
最終實現(xiàn)ARM CPLD DSP的平臺并軟件調(diào)試成功，實現(xiàn)功能。
需要的其它資源
1.設計輸入輸出功能子板
預設的功能子板有觸摸屏顯示,數(shù)據(jù)傳輸,CCD圖像采集.液晶顯示采用SED1330控制器,能夠顯示一些移動的圖象.數(shù)據(jù)傳輸采用以太網(wǎng)和USB接口,能夠方便上傳和下載。
2.測試設備
列出在方案實施過程中所需要的測試設備(萬用表、示波器、頻譜儀、邏輯分析儀等)
測試過程中索需要用到的設備有萬用表, 示波器等。
3.方針、開發(fā)工具
列出在方案實施過程中所需要的仿真、開發(fā)工具等。
在方案實施過程中需要的用到的仿真、開發(fā)工具有ISE軟件,CCS,KEIL, UG NX4, AUTOCAD, DSK,Adtium Designer6.7等開發(fā)軟件。
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