[发明专利]一种流式免疫发光分析仪的硬件系统

说明书

技术领域

本发明属于医学仪器领域，具体而言，涉及一种流式免疫发光分析仪的硬件系统。

背景技术

临床生化检测分析工作使用一般技术包括免疫分析有酶联免疫法(ELISA)、化学发光法(CLIA)、层析法(胶体金/荧光/上转反)、比浊法(透射/散射)等。

上述几种检测分析方法的技术相对成熟，临床应用开展比较广泛，但是，随着临床分子检测/分子诊断的需求不断细分，现有的检测技术的缺点逐渐显现，具体而言，现有的成熟检测技术的缺点可以总结如下：

(1)酶联免疫法(ELISA)：只能检测单个项目，测试步骤繁琐、时间长(需要洗板)，重复性差(一般CV值约20％)。

(2)化学发光法(CLIA)：只能检测单个项目，测试步骤繁琐、时间长(需要磁分离)，成本高。

(3)层析法(胶体金/荧光/上转反)：最多同时检测3个项目，假阳性、假阴性高，重复性差(一般CV值约15％)。

针对上述问题，流式免疫发光分析仪越来越受到科研和临床工作者的重视。

发明内容

本发明提供一种流式免疫发光分析仪硬件系统，包括电源板、主控板、模拟板、驱动板，还包括需要电源供给的驱动及部件，如电机、阀、泵、传感器、输入电源滤波器等。

所述的流式免疫发光分析仪硬件系统包括系统电源、数据流通道、主控系统、驱动部件和外设五大模块。各个模块的作用如下：

(1)系统电源：为硬件系统的各个板卡、部件和设备提供各种规格的电源；

(2)数据流通道：完成信号提取、信号滤波、信号放大、信号采集和预处理等；

(3)主控系统：完成数据收集、数据处理。此外，主控系统还是调度和控制中心，对所有设备进行控制和响应；

(4)驱动系统：完成阀泵、电机的控制，并对光耦和其他重要参数进行监控，并完成检测信息收集和报警；

(5)外设接口：USB接口、UART接口、网络接口。此外，外设还包括工作状态指示灯和键盘输入。

其中，主控系统包括数字部分和模拟部分，

模拟部分主要完成光学通道、监测电压等模拟信号的A/D转换以得到数字信号；

数字部分将完成数据的处理，数据的输出及控制和通信的任务，是主控系统乃至整个硬件系统工作的核心部分。

所述主控系统的控制部分采用“CPU+FPGA”的结构。

主控系统主要功能包括：模数转换、数据处理、外设接口实现、控制接口扩展。

模数转换：将模拟信号转换为可利用FPGA或CPU处理的数字信号。

数据处理：FPGA对A/D采样得到的数字信号进行数字滤波、粒子参数的保存，然后将数据传送给CPU，进行进一步处理，CPU处理完成后在液晶屏上显示结果。

外设接口实现：CPU模块为系统提供软件运行的平台，并为外设提供接口，包括指示板 接口、网络接口、USB接口、UART接口等，并且提供对FPGA配置芯片进行在线烧写的JTAG接口以及CPU调试接口。

控制接口扩展：为驱动板提供接口。

驱动系统包括一个32bit的高性能微控制单元(MCU)核心，外围是电机驱动芯片、泵阀驱动芯片。

微控制单元(MCU)接收中央处理器(CPU)发过来的动作指令，解析为具体器件(电机、泵、阀等)的动作并操作驱动器执行。

驱动系统主要实现对电机驱动、泵阀驱动、光耦传感器监控，完成仪器动作。

附图说明

图1.流式免疫发光分析仪硬件系统整体设计图

图2.主控板、驱动板的整体设计图

图3.主控板的组成设计图

图4.驱动板设计图

具体实施方式

实施例1，流式免疫发光分析仪硬件系统整体设计

图1所示为本发明所涉及的流式免疫发光分析仪硬件系统整体设计图，具体而言，包括电源板、主控板、模拟板、驱动板，还包括需要电源供给的驱动及部件，如电机、阀、泵、传感器、输入电源滤波器等。

系统包括系统电源、数据流通道、主控系统、驱动部件和外设五大模块。各个模块的作用如下：

(1)系统电源：为硬件系统的各个板卡、部件和设备提供各种规格的电源；

(2)数据流通道：完成信号提取、信号滤波、信号放大、信号采集和预处理等；

(3)主控系统：完成数据收集、数据处理。此外，主控系统还是调度和控制中心，对所有设备进行控制和响应；