本实用新型属于临床免疫和生物科学技术领域，具体涉及一种特定蛋白分析仪的硬件系统。
背景技术：
一般临床免疫项目的测试采用酶联免疫法(elisa)、化学发光法(clia)、层析法(胶体金/荧光/上转发光)、比浊法等。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。
酶联免疫法(elisa)其反应原理使抗原或抗体结合到某种固相载体表面，并保持其免疫活性。化学发光法(clia)是将具有高灵敏度的化学发光测定技术与高特异性的免疫反应相结合，用于各种抗原、半抗原、抗体、激素、酶、脂肪酸、维生素和药物等的检测分析技术。层析法(胶体金/荧光/上转发光)是利用混合物中各组成部分物理化学性质的差异,使各组成部分在两相(一相为固定的，称为固定相；另一相流过固定相，称为流动相)中的分布程度不同，从而使各组成部分以不同的速度移动而达到分离的目的。
上述这些测试需要特定蛋白分析仪来定量分析体内蛋白的含量，传统的mcu加fpga架构的特定蛋白分析仪，结构复杂各单元模块之间存在相互电磁干扰，系统纹波噪声大，传统的特定蛋白分析仪精度低，不能满足现在测量要求，因此如何提供一种结构简单、测量精度高的特定蛋白分析仪的硬件系统是当前亟需解决的问题。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题在于如何提供一种结构简单、测量精度高的特定蛋白分析仪的硬件系统是当前亟需解决的问题。
本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的。
一种特定蛋白分析仪的硬件系统，包括电源子系统、主控子系统、驱动子系统、温控子系统、泵阀控制子系统，所述的电源子系统分别与主控子系统、驱动子系统、温控子系统、泵阀控制子系统连接，所述的电源子系统包括电源滤波器(10)、第一开关电源(11)、第二开关电源(12)、继电器(16)，所述的电源滤波器(10)与第一开关电源(11)连接，所述的第二开关电源(12)的输入端通过继电器(16)与第一开关电源(11)的输出连接，所述的第一开关电源(11)分别与温控子系统、泵阀控制子系统连接，所述的第二开关电源(12)分别与主控子系统和驱动子系统连接。
主控子系统对整个架构的指令分发与解析，用于完成数据采集及处理，及对所有外围设备进行控制和响应，驱动子系统用于发送运动信号，完成对电机的运动控制，主控子系统、温控子系统、泵阀控制子系统的结构采用独立的模块设计，有效的降低相互之间的噪声干扰，与传统的mcu加fpga架构相比结构要简单精简。
作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述的主控子系统包括主控板(1)，所述的驱动子系统包括驱动板(2)、所述的温控子系统包括温度控制板(3)，所述的泵阀控制子系统包括泵阀板(4)，所述的第一开关电源(11)分别与温度控制板(3)、泵阀板(4)连接，所述的第二开关电源(12)分别与主控板(1)和驱动板(2)连接。
作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述的电源子系统还包括第三开关电源(13)，所述的主控子系统还包括工控一体机(5)、彩屏显示器(6)，所述的第三开关电源(13)的输入端通过继电器(16)与第一开关电源(11)的输出连接，第三开关电源(13)的输出端与工控一体机(5)连接，所述的主控板(1)与工控一体机(5)连接，所述的工控一体机与彩屏显示器(6)连接。
作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述的硬件系统还包括光源灯(15)、所述的电源子系统还包括第四开关电源(14)，所述的第四开关电源(14)的输入端通过继电器(16)与第一开关电源(11)的输出连接，第四开关电源(14)的输出端与光源灯(15)连接。
作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述的主控板(1)的型号为：stm32f407zgt。
作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述的温度控制板(3)的型号为：stm32f103。
作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述的驱动板(2)以及泵阀板(4)的型号为：stm32f407vgt。
作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述的电源滤波器(10)的型号为：df102-6a-01d三合一电源滤波器。
作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述的第一开关电源(11)、第二开关电源(12)的型号为：rps-400-tf，输出的额定电压为24v直流电，电流为16.7a；所述的第三开关电源(13)、第四开关电源(14)的型号均为：rps-45-tf，输出的额定电压为12v直流电，电流为3.8a。
作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述的继电器(16)的型号为：my2n-gs-24vdc。
本实用新型的优点在于：
(1)主控子系统对整个架构的指令分发与解析，用于完成数据采集及处理，及对所有外围设备进行控制和响应，驱动子系统用于发送运动信号，完成对电机的运动控制，主控子系统、温控子系统、泵阀控制子系统的结构采用独立的模块设计，有效的降低相互之间的噪声干扰，与传统的mcu加fpga架构相比结构要简单精简。
(2)供电电源相互独立设计，大大的降低系统纹波噪声干扰，提高了系统的性能。
(3)主控板(1)的mcu的型号为：stm32f407zgt，采用高性能32位处理器，基于armcortex-m4内核，以168m主频达到210dmips的处理能力，内含1m的flash和196k的srom，lqfp144封装，能快速处理数据。
附图说明
图1为本实用新型实施例的一种特定蛋白分析仪的硬件系统的结构示意图；
图2为本实用新型实施例的一种特定蛋白分析仪的硬件系统的主控系统结构示意图；
图3为本实用新型实施例的一种特定蛋白分析仪的硬件系统的驱动系统结构示意图；
图4为本实用新型实施例的一种特定蛋白分析仪的硬件系统的温控系统结构示意图；
图5为本实用新型实施例的一种特定蛋白分析仪的硬件系统的泵阀控制系统结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
下面结合说明书附图以及具体的实施例对本实用新型的技术方案作进一步描述：
实施例一
如图1所示，一种特定蛋白分析仪的硬件系统，包括主控板1、驱动板2、温度控制板3、泵阀板4、工控一体机5、彩屏显示器6、电源滤波器10、第一开关电源11、第二开关电源12、第三开关电源13、第四开关电源14、光源灯15、继电器16。
所述的主控板1分别与驱动板2、温度控制板3、泵阀板4以及工控一体机5连接，所述的工控一体机与彩屏显示器6连接。所述的电源滤波器10与第一开关电源11连接，所述的第一开关电源11连接的输出端分别与所述的温度控制板3、泵阀板4连接，所述的第二开关电源12、第三开关电源13、第四开关电源14输入端公共端并联后通过继电器16与第一开关电源11的输出连接，所述的第二开关电源12输出端分别与主控板1和驱动板2连接，所述的第三开关电源13的输出端与工控一体机5连接，所述的第四开关电源14的输出端与光源灯15。
所述的主控板1的mcu的型号为：stm32f407zgt，采用高性能32位处理器，基于armcortex-m4内核，以168m主频达到210dmips的处理能力，内含1m的flash和196k的srom，lqfp144封装，所述的温度控制板3的mcu的型号为：stm32f103，所述的驱动板2的mcu以及泵阀板4的mcu的型号为：stm32f407vgt，与主控板1的mcu采用同系列的32位处理器，数据的处理速度快，满足特定蛋白分析仪的硬件系统的快速数据处理的要求。
所述的电源滤波器10的型号为：df102-6a-01d三合一电源滤波器；所述的第一开关电源11、第二开关电源12的型号为：rps-400-tf，输出的额定电压为24v直流电，电流为16.7a；所述的第三开关电源13、第四开关电源14的型号均为：rps-45-tf，输出的额定电压为12v直流电，电流为3.8a；所述的继电器16的型号为：my2n-gs-24vdc。
工控一体机5通过彩屏显示器6给主控板1发送控制指令，所述的主控板1与温度控制板3、泵阀板4之间相互用串口通讯，提高了信号的通讯灵活性，主控板1对整个架构的指令分发与解析，用于完成数据采集及处理，及对所有外围设备进行控制和响应，所述的驱动板2用于给驱动试剂单元、样本单元、轨道单元、摇匀单元发送运动信号，完成对电机的运动控制，主控板1、温度控制板3、泵阀板4的结构相互独立、互不干扰，与传统的mcu加fpga架构相比结构要简单精简。
所述的第一开关电源11、第二开关电源12、第三开关电源13、第四开关电源14分别为硬件系统的各个板卡、部件和设备提供电源；采用交流90-264v(50/60hz)供电，当电源滤波器10上电时，第一开关电源11上电工作，为温度控制板3和泵阀板4提供24v电源；另外三个电源则通过继电器16上电后才能正常工作，第二开关电源12给主控板1和驱动板2提供电源；第三开关电源13、给工控一体机5提供电源；第四开关电源14给光源灯15提供电源。四个电源都相互独立设计，大大的降低系统纹波噪声干扰提高系统性能。
驱动板2的作用是完成动作控制，驱动部分主要负责实现对步进电机驱动、泵阀驱动、光耦传感器监控，完成这个仪器的所有动作控制，核心是一个32bit的高性能微控制单元(mcu)，外围是电机驱动芯片、传感器电路，微控制单元(mcu)接收主控系统(cpu)发过来的动作指令，解析为具体器件(步进电机、传感器等)的动作并操作驱动器执行，驱动系统的每个单元模块采用独立的设计方案主要为了减小大功率器件工作所产生的不稳定性因素包括电压的波动、电流的抖动以及电磁的辐射，只有将系统自身的干扰降低到最小时才能满足测试重复性好精度高；温度控制板3用于传输精确恒温控制和试剂仓的制冷控制的信号，完成试剂盘制冷、反应盘加热的控制；由于试剂需要在2至8度环境下才能长期保存所以需要制冷控制系统，制冷系统采用半导体制冷片利用散热片与风扇进行散热处理，反应盘采用金属加热模进行加热控制主要是为了模拟人体温度用高精度温度传感器进行温度控制将温度严格控制在37±0.5度的范围内；泵阀板4传输对液路器件的控制包括泵、阀、气泵等部件的控制信号，对液路系统进行控制，控制方式都采用cmos管开关控制。
图2所示，主控系统包括主mcu、反应盘mcu、信号采集mcu部分，这三个部分之间都相互用串口通讯进一步提高了信号的通讯灵活性，主mcu主要是对整个架构的指令分发与解析，反应盘mcu主要是对反应盘的动作控制，采集mcu主要是对光学透射和散射信号的采集。从主控系统的结构而言这三个部分相互独立互不干扰与传统的mcu加fpga架构相比结构要简单精简。
主控mcu采用stm32f407zgt高性能32位处理器，基于armcortex-m4内核，以168m主频达到210dmips的处理能力，内含1m的flash和196k的srom,lqfp144封装，反应盘mcu、信号采集mcu也采用同系列32位处理器。
图3所示，驱动系统的作用是完成动作控制。驱动部分主要负责实现对步进电机驱动、泵阀驱动、光耦传感器监控，完成这个仪器的所有动作控制。核心是一个32bit的高性能微控制单元(mcu)，外围是电机驱动芯片、传感器电路。微控制单元(mcu)接收主控系统(cpu)发过来的动作指令，解析为具体器件(步进电机、传感器等)的动作并操作驱动器执行，驱动系统的每个单元模块采用独立的设计方案主要为了减小大功率器件工作所产生的不稳定性因素包括电压的波动、电流的抖动以及电磁的辐射，只有将系统自身的干扰降低到最小时才能满足测试重复性好精度高。
图4所示，温控系统的作用是完成试剂盘制冷、反应盘加热的控制；由于试剂需要在2至8度环境下才能长期保存所以需要制冷控制系统，制冷系统采用半导体制冷片利用散热片与风扇进行散热处理。反应盘采用金属加热模进行加热控制主要是为了模拟人体温度用高精度温度传感器进行温度控制将温度严格控制在37±0.5度的范围内。
图5所示，泵阀控制系统主要是对液路系统进行控制，控制方式都采用cmos管开关控制。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
1.一种特定蛋白分析仪的硬件系统，其特征在于，包括电源子系统、主控子系统、驱动子系统、温控子系统、泵阀控制子系统，所述的电源子系统分别与主控子系统、驱动子系统、温控子系统、泵阀控制子系统连接，所述的电源子系统包括电源滤波器(10)、第一开关电源(11)、第二开关电源(12)、继电器(16)，所述的电源滤波器(10)与第一开关电源(11)连接，所述的第二开关电源(12)的输入端通过继电器(16)与第一开关电源(11)的输出连接，所述的第一开关电源(11)分别与温控子系统、泵阀控制子系统连接，所述的第二开关电源(12)分别与主控子系统和驱动子系统连接。
2.根据权利要求1所述的一种特定蛋白分析仪的硬件系统，其特征在于，所述的主控子系统包括主控板(1)，所述的驱动子系统包括驱动板(2)、所述的温控子系统包括温度控制板(3)，所述的泵阀控制子系统包括泵阀板(4)，所述的第一开关电源(11)分别与温度控制板(3)、泵阀板(4)连接，所述的第二开关电源(12)分别与主控板(1)和驱动板(2)连接。
3.根据权利要求2所述的一种特定蛋白分析仪的硬件系统，其特征在于，所述的电源子系统还包括第三开关电源(13)，所述的主控子系统还包括工控一体机(5)、彩屏显示器(6)，所述的第三开关电源(13)的输入端通过继电器(16)与第一开关电源(11)的输出连接，第三开关电源(13)的输出端与工控一体机(5)连接，所述的主控板(1)与工控一体机(5)连接，所述的工控一体机与彩屏显示器(6)连接。
4.根据权利要求3所述的一种特定蛋白分析仪的硬件系统，其特征在于，所述的硬件系统还包括光源灯(15)、所述的电源子系统还包括第四开关电源(14)，所述的第四开关电源(14)的输入端通过继电器(16)与第一开关电源(11)的输出连接，第四开关电源(14)的输出端与光源灯(15)连接。
5.根据权利要求2所述的一种特定蛋白分析仪的硬件系统，其特征在于，所述的主控板(1)的型号为：stm32f407zgt。
6.根据权利要求2所述的一种特定蛋白分析仪的硬件系统，其特征在于，所述的温度控制板(3)的型号为：stm32f103。
7.根据权利要求2所述的一种特定蛋白分析仪的硬件系统，其特征在于，所述的驱动板(2)以及泵阀板(4)的型号为：stm32f407vgt。
8.根据权利要求1所述的一种特定蛋白分析仪的硬件系统，其特征在于，所述的电源滤波器(10)的型号为：df102-6a-01d三合一电源滤波器。
9.根据权利要求3所述的一种特定蛋白分析仪的硬件系统，其特征在于，所述的第一开关电源(11)、第二开关电源(12)的型号为：rps-400-tf，输出的额定电压为24v直流电，电流为16.7a；所述的第三开关电源(13)、第四开关电源(14)的型号均为：rps-45-tf，输出的额定电压为12v直流电，电流为3.8a。
10.根据权利要求1所述的一种特定蛋白分析仪的硬件系统，其特征在于，所述的继电器(16)的型号为：my2n-gs-24vdc。
技术总结