DIY微型快速尿液分析仪，系统解决方案

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项目背景及可行性分析

       

•                 项目名称、项目的主要内容及目前的进展情况        
  
•                 项目关键技术及创新点的论述；        
  
•                 技术成熟性和可靠性论述：
  

           
          项目名称：基于CCD的微型快速尿液分析仪的设计
          主要内容：
          现有的自动化尿液分析仪往往具有体积大、价格高、检测时间长的不足，随着国民经济和人们生活水平的提高，普通百姓对家用医疗仪器的需求正不断增长。因此， 我们有必要设计一种基于嵌入式的便携式微型尿液分析仪，具有体积小、价格低、检测方便快速的优点，满足广大家庭用户的健康需要。该尿液分析仪具有广阔的市场前 景。
           
          在用户把浸没了尿液的试纸条放入仪器后，通过LPC2148控制LED光源进行分时发光，然后反射光通过光纤照射到CCD上，经过信号的采集和模数转换，并在微处理器中经过归一化的算法，将结果输出至LCD进行显示，或者根据需要传输至PC。并可以利用以太网接口连接Internet，方便建设一个健康检测网络。不用复杂的操作便可以得到医生的诊断,十分适合家庭用户的使用。通过设计新的仪器结构和检测方法，使仪器精度达到或超过国内医院使用较多的尿液分析仪的水平，把体积减小到170×150×150MM左右，并把测量1次所用的时间控制在10秒内。用户可以通过触摸屏进行直观的操作，也可以通过计算机网络让医生进行尿液分析结果的诊断。最终实现个人—仪器—医疗机构一体化的健康检测网络。
           
          关键技术及创新点：
          尿液分析仪系统主要包含了主控、电源及复位、LCD触摸屏、LED、光电检测模块、CCD模块、USB和以太网等8个功能模块。采用了CPLD来驱动高灵敏度的CCD，用来检测尿液成分,USB可用来供电和传输数据，ADC可以处理CCD采集到的模拟信号，PWM用于驱动LED，还有LCD触摸屏、以太网等相关模块。
           
          我们已设计了一种无机械传动的光电检测系统，由试纸仓和CCD接收2个模块组成，具体结构如图1、图2所示。试纸仓模块由试纸匣2、检测基座3、顶盖4、多波长LED光源5等组成。检测时，把浸好尿液的试纸条（或校准条）1放入试纸匣，并推入检测基座中去；然后开始检测，通过自动控制固定在顶盖上的20个多波长的LED分时发光，照射在对应的试剂块上；反射光由固定在顶盖上的孔A等10个孔内的大芯径光纤传输至CCD上。CCD接收模块由CCD芯片1、CCD掩盖件2和大芯径光纤3组成。掩盖件能够与CCD芯片紧密结合，2端由螺栓固定在PCB板上，且整体为黑色，能够减小背景光的影响。将嵌入式尿液分析仪系统和光电检测机构有效结合，能够快速、方便地检测尿液成分，检测结果可以通过LCD触摸屏、USB和以太网等三种方式输出。利用嵌入式构造出友好的人机交互界面，用户易于操作。
         
       
           
          项目实施方案
          1.方案基本功能框图及描述

       

         
          2.需要的开发平台
          实现本方案所需要的基本功能、功能、接口
          所需要的目标FPGA开发平台，简述为什么需要此平台
          是否需要其它配套的开发工具
           
          尿液分析仪系统主要包含了主控、电源及复位、LCD触摸屏、LED、光电检测模块、CCD模块、USB和以太网等8个功能模块。采用了CPLD来驱动CCD， USB可用来供电和传输数据， ADC可以处理CCD采集到的模拟信号， PWM功能用于驱动LED，还有LCD触摸屏、以太网等相关模块。
           
          3.方案实施过程中需要开发的模块
          在本方案中需要研制、开发的功能主要模块，以及开发的方式。
           
          CPLD和CCD模块
          ARM主控模块
          采用先设计制作硬件电路板，然后软件的编写的方式。
           

       

•                 系统最终要达到的性能指标
  

          最终实现ARM & CPLD & DSP的平台并软件调试成功，实现功能。
           
          需要的其它资源
          1.设计输入输出功能子板
          预设的功能子板有触摸屏显示,数据传输,CCD图像采集.液晶显示采用SED1330控制器,能够显示一些移动的图象.数据传输采用以太网和USB接口,能够方便上传和下载。
           
          2.测试设备
          列出在方案实施过程中所需要的测试设备(万用表、示波器、频谱仪、逻辑分析仪等)
          测试过程中索需要用到的设备有万用表, 示波器等。
           
          3.方针、开发工具
          列出在方案实施过程中所需要的仿真、开发工具等。
          在方案实施过程中需要的用到的仿真、开发工具有ISE软件,CCS,KEIL, UG NX4, AUTOCAD, DSK,Adtium Designer6.7等开发软件。