一种胚胎监控系统的制作方法

本实用新型主要涉及胚胎监控领域，更具体地说，涉及一种胚胎监控系统。

背景技术：

胚胎是专指有性生殖而言，是指雄性生殖细胞和雌性生殖细胞结合成为合子之后，经过多次细胞分裂和细胞分化后形成的有发育成生物成体的能力的雏体。胚胎指的就是有性繁殖发展形成过程的最初阶段，从受精卵开始第一次分裂，到下一阶段发展开始前，是发育生物学最早的阶段。早期胚胎发育最易收受各种因素的影响，高热环境和热性疾病可使妊娠的哺乳动物早期胚胎死亡率和畸形率明显增加，体外培养的胚胎暴露于高温，也可引起胚胎发育阻滞，所以，对胚胎进行监控是非常有必要的，因此，提供一种胚胎监控系统。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种胚胎监控系统，同时对胚胎的图像和胚胎所处环境的温湿度、氧气浓度进行监控，采用紫外线灯对胚胎所处环境进行杀菌，为胚胎的保存或者孵化营造良好的环境，避免被细菌感染。

为解决上述技术问题，本实用新型一种胚胎监控系统包括中央处理器、按键模块、温湿度检测模块、氧气检测模块、调温控制模块、调湿控制模块、调氧控制模块、电源模块、存储模块、报警模块、照明灯、杀菌灯、显示模块、通信接口、计算机、显微镜，同时对胚胎的图像和胚胎所处环境的温湿度、氧气浓度进行监控，采用紫外线灯对胚胎所处环境进行杀菌，为胚胎的保存或者孵化营造良好的环境，避免被细菌感染。

其中，所述按键模块的输出端连接着中央处理器的输入端；所述温湿度检测模块是输出端连接着中央处理器的输入端；所述氧气检测模块的输出端连接着中央处理器是输入端；所述中央处理器的输出端连接着调温控制模块的输入端；所述中央处理器的输出端连接着调湿控制模块的输入端；所述中央处理器的输出端连接着调氧控制模块的输入端；所述电源模块的输出端连接着中央处理器的输入端；所述存储模块连接着中央处理器；所述中央处理器的输出端连接着报警模块的输入端；所述中央处理器的输出端连接着照明灯的输入端；所述中央处理器的输出端连接着杀菌灯的输入端；所述中央处理器的输出端连接着显示模块的输入端；所述计算机通过通信接口连接着中央处理器；所述显微镜的输出端连接着计算机的输入端。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种胚胎监控系统所述中央处理器采用ATmega1280单片机。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种胚胎监控系统所述温湿度检测模块采用SHT11温湿度传感器。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种胚胎监控系统所述氧气检测模块采用O₂A2氧气传感器。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种胚胎监控系统所述显微镜采用USB数码显微镜。

控制效果：本实用新型一种胚胎监控系统，同时对胚胎的图像和胚胎所处环境的温湿度、氧气浓度进行监控，采用紫外线灯对胚胎所处环境进行杀菌，为胚胎的保存或者孵化营造良好的环境，避免被细菌感染。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型一种胚胎监控系统的硬件结构图。

图2为本实用新型一种胚胎监控系统的中央处理器的电路图。

图3为本实用新型一种胚胎监控系统的温湿度检测模块的电路图。

图4为本实用新型一种胚胎监控系统的氧气检测模块的电路图。

图5为本实用新型一种胚胎监控系统的显示模块的电路图。

图6为本实用新型一种胚胎监控系统的存储模块的电路图。

图7为本实用新型一种胚胎监控系统的通信接口的电路图。

图8为本实用新型一种胚胎监控系统的调温控制模块的电路图。

图9为本实用新型一种胚胎监控系统的调湿控制模块的电路图。

图10为本实用新型一种胚胎监控系统的调氧控制模块的电路图。

图11为本实用新型一种胚胎监控系统的电源模块的电路图。

图12为本实用新型一种胚胎监控系统的报警模块的电路图。

图13为本实用新型一种胚胎监控系统的按键模块的开关机按键的电路图。

图14为本实用新型一种胚胎监控系统的按键模块的设置按键的电路图。

图15为本实用新型一种胚胎监控系统的杀菌灯的电路图。

图16为本实用新型一种胚胎监控系统的照明灯的电路图。

图17为本实用新型一种胚胎监控系统的显微镜与计算机连接电路图。

具体实施方式

具体实施方式一：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17说明本实施方式，本实施方式所述一种胚胎监控系统包括中央处理器、按键模块、温湿度检测模块、氧气检测模块、调温控制模块、调湿控制模块、调氧控制模块、电源模块、存储模块、报警模块、照明灯、杀菌灯、显示模块、通信接口、计算机、显微镜，同时对胚胎的图像和胚胎所处环境的温湿度、氧气浓度进行监控，采用紫外线灯对胚胎所处环境进行杀菌，为胚胎的保存或者孵化营造良好的环境，避免被细菌感染。

其中，所述按键模块的输出端连接着中央处理器的输入端，按键包括开关机按键和设置按键两部分，其中，所述开关机按键为SW0，通过按键SW0向中央处理器的引脚输入中断信号，实现系统的开启或者关闭；当按下SW0时，Q7和D5导通，DC-DC稳压芯片工作，接通中央处理器的VCC端为中央处理器供电。中央处理器马上将相应的PC7引脚置为输出高，这时Q6和Q7导通，整个电路进入工作状态。然后中央处理器再将PC7引脚设置为输入，由于上拉电阻R13的存在，Q6和Q7一直导通。中央处理器一直扫描相应PC7引脚的输入状态，如果SW0没有按下去，则PC7引脚将始终为高。当SW0再次按下去时，D6导通，中央处理器检测到PC7引脚输入为低，这时中央处理器就将PC7引脚设置成输出为低的状态。Q6截止，如果按键抬起，Q7也会截止，DC-DC稳压芯片将不会为中央处理器提供电压，整个电路处于关断状态；所述设置按键为S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14、S15、S16，设置按键用于向中央处理器输入设定的温湿度的上下限值、氧气值和切换显示数据，在有按键按下时，向中央处理器申请中断，在中断子程序中修改预先设好的标志位，从而决定上下限温度值。按键模块与中央处理器的PH0、PH1、PH2、PH3、PH4、PH5、PH6、PH7引脚相连接；PH0、PH1、PH2、PH3构成按键的行线与设置按键的SW1、SW2、SW3、SW4端相连接，PH4、PH5、PH6、PH7构成按键的列线与设置按键的SW5、SW6、SW7、SW8端相连接；行线作为按键的控制输出端，按键的列线作为按键的输入端；在没有按键按下的情况下，PH4、PH5、PH6、PH7四个管脚的电平为高电平，如果有按键按下时，则相应的列线管脚为低电平，这时通过设置PH4、PH5、PH6、PH7为低电平触发中断方式，低电平就触发中断而进入中断服务程序，从而获得输入数据。

所述温湿度检测模块是输出端连接着中央处理器的输入端，温湿度检测模块用于检测胚胎所处环境的温湿度，温湿度检测模块中的两个敏感元件分别将湿度和温度转换成电信号，该电信号首先进入微弱信号放大器进行放大，然后进入一个14位的A/D转换器，最后经过二线串行数字接口输出数字信号，中央处理器通过PD7引脚与温湿度检测模块的SCK引脚相连接，通过PC0引脚与温湿度检测模块的DATA引脚相连接。

所述氧气检测模块的输出端连接着中央处理器是输入端，氧气检测模块采用O₂A2氧气传感器，采用LM358芯片作为放大器对氧气传感器传送的信号进行放大处理，经过LM358处理后得到稳定的信号通过ADC1端传送给中央处理器的PK1引脚，由中央处理器进行分析处理。

所述中央处理器的输出端连接着调温控制模块的输入端，中央处理器通过PC3引脚向调温控制模块发送控制信号，调温控制模块的OUT1端接收到来自中央处理器的PC3引脚的控制信号后，经过光耦U5和NPN三极管Q4，使继电器K4得电，接通调温设备，调温设备为制冷器，调节胚胎所处环境的温度。

所述中央处理器的输出端连接着调湿控制模块的输入端，中央处理器通过PC2引脚向调温控制模块发送控制信号，调温控制模块的OUT2端接收到来自中央处理器的PC2引脚的控制信号后，经过光耦U4和NPN三极管Q5，使继电器K5得电，接通调湿设备，调湿设备为加湿器，调节胚胎所处环境的湿度。

所述中央处理器的输出端连接着调氧控制模块的输入端，中央处理器通过PC1引脚向调氧控制模块发送控制信号，调氧控制模块的OUT3端接收到来自中央处理器的PC1引脚的控制信号后，经过光耦U7和NPN三极管Q8，使继电器K6得电，接通调氧设备，调氧设备为气泵，调节胚胎所处环境的氧气浓度。

所述电源模块的输出端连接着中央处理器的输入端，电源模块用于给系统供电，保证系统正常工作，电源模块提供5V和12V的电压，通过VCC端口给系统供电。

所述存储模块连接着中央处理器，存储模块采用AT24C64存储芯片，通过I²C协议与中央处理器连接通信，AT24C64存储芯片的SDA引脚与中央处理器的PD1引脚相连接；AT24C64存储芯片的SCL引脚与中央处理器的PD0引脚相连接，中央处理器将输入的设定数据存储在AT24C64存储芯片中，掉电不丢失。

所述中央处理器的输出端连接着报警模块的输入端，中央处理器用于向报警模块发送控制信号，报警模块由蜂鸣器LS1和指示灯LED1、LED2组成，当中央处理器的PA3引脚低电平，三极管Q5集电极正偏，发射极反偏，三极管导通，驱动蜂鸣器发声提示；当中央处理器的PA4引脚低电平，指示灯LED1导通，进行发光提示；当中央处理器的PA5引脚低电平，指示灯LED2导通，进行发光提示。

所述中央处理器的输出端连接着照明灯的输入端，照明灯采用LED灯组，中央处理器通过PA7引脚向照明灯OUT4端发送控制信号，当中央处理器的PA7引脚输出为高电平时，继电器线圈K7吸合，控制照明灯开始工作，当中央处理器的PA7引脚输出为低电平时，继电器线圈K7断开，控制照明灯停止工作。

所述中央处理器的输出端连接着杀菌灯的输入端，中央处理器通过PA6引脚向照明灯OUT3端发送控制信号，当中央处理器的PA6引脚输出为高电平时，继电器线圈K6吸合，控制杀菌灯开始工作，当中央处理器的PA6引脚输出为低电平时，继电器线圈K6断开，控制杀菌灯停止工作。

所述中央处理器的输出端连接着显示模块的输入端，显示模块用于显示温湿度值、氧气值，显示模块的DB0、DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7端与主控制器的PF0、PF1、PF2、PF3、PF4、PF5、PF6、PF7引脚相连接，用来显示数据；显示模块的RS端与主控制器的PC6引脚相连接，用来控制数据命令；显示模块的R/W端与主控制器的PC5引脚相连接，用来控制读写操作；显示模块的使能端E与主控制器的PC4引脚相连接；主控制器的PC6、PC5、PC4引脚用于控制显示模块中的数码管的选通状态。

所述计算机通过通信接口连接着中央处理器，通信接口用于传输数据，通信接口采用RS232接口，中央处理器的PE0引脚与MAX232的R1OUT引脚相连接，中央处理器的PE1引脚与MAX232的T1IN引脚相连接。

所述显微镜的输出端连接着计算机的输入端，显微镜用于采集胚胎的图像信息，并通过USB接口传送给计算机，由计算机对采集的图像进行分析处理，从而向中央处理器发送控制指令。

具体实施方式二：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17说明本实施方式，所述中央处理器采用ATmega1280单片机。所述ATmega1280单片机是高性能、低功耗的AVR 8位微处理器，具有先进的RISC结构；具有高耐久度非易失性的程序和数据存储器；具有JTAG接口；两个具有独立的频分器和比较器功能的8位定时器/计数器；四个具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16位定时器/计数器；具有四路8位PWM频道；具有12路分辨率可编程2到16位的PWM频道；输出比较调制器；具有6路10位ADC；面向字节的2-wire串口；具有四个可编程的串行USART；具有可工作于主机/从机模式的SPI串行接口；具有独立片内振荡器的可编程看门狗定时器；具有片内模拟比较器；引脚电平变化可引发中断及唤醒单片机。

具体实施方式三：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17说明本实施方式，所述温湿度检测模块采用SHT11温湿度传感器。SHT11是瑞士Sensirion公司推出的基于COMSensTM技术的新型温湿度传感器。SHT11数字式温湿度传感器由于将温度传感器、湿度传感器、信号调理、模/数转换器、标定参数及I²C总线接口全部集成到传感器内部。因此，既提高了传感器的性能，又降低了成本、减小了体积。以它为核心组成的温湿采集系统性能可靠，测量精度高。

具体实施方式四：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17说明本实施方式，所述氧气检测模块采用O₂A2氧气传感器。所述O₂A2氧气传感器是英国Alphasense公司生产的，其在煤矿、钢铁、石油化工、医疗、工业控制等领域有广泛应用。采用LM358芯片作为放大器对氧气传感器传送的信号进行放大处理，经过LM358处理后得到稳定的信号通过ADC1端传送给中央处理器的PK1引脚进行模数转换，然后由中央处理器进行分析处理。

具体实施方式五：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17说明本实施方式，所述杀菌灯采用紫外线灯。采用紫外线灯对胚胎所处环境进行杀菌处理，防止胚胎被细菌感染。

具体实施方式六：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17说明本实施方式，所述显微镜采用USB数码显微镜。USB数码显微镜采用专用主控芯片24Bit DSP，高性能感光芯片主控。USB数码显微镜实用简单，只需要同计算机USB接口连接就可以实用，数码显微镜用于采集胚胎的图像信息，并通过USB接口将图像信息传送给计算机，计算机进行处理分析，并通过通信接口向中央处理器传送控制指令，调节胚胎所处环境的温湿度、氧气值。

本实用新型一种胚胎监控系统的工作原理为：本实用新型一种胚胎监控系统，电源模块用于给系统提供电能，保证系统的正常工作，通过按键模块中的开关机按键SW0开启系统，系统开启时，中央处理器驱动报警模块中的蜂鸣器进行发声提示，同时，报警模块中的指示灯LED1点亮，通过按键模块中的设置按键设定温度值、湿度值及氧气值，温湿度检测模块检测胚胎所处环境的温湿度信号，并将信号传送给中央处理器进行处理，氧气检测模块用于检测胚胎所处环境的氧气浓度，并将检测信号经过放大后传送给中央处理器转换成数字信号进行处理，检测数据存储在存储模块中，并供中央处理器调用；当检测的温度值或者湿度值或者氧气值超出设定值时，中央处理器驱动报警模块中的蜂鸣器进行长鸣报警，显示模块用于显示温度值、湿度值、氧气浓度值；中央处理器根据检测的温度值、湿度值与设定值进行对比，从而驱动调温控制模块或者调湿控制模块对胚胎所处环境的温度、湿度进行调节，显微镜用于采集胚胎的图像信息，并通过USB接口将图像信息传送给计算机，计算机进行处理分析，计算机根据胚胎的图像信息通过通信接口向中央处理器传送控制指令，调节胚胎所处环境的温湿度、氧气值。在发送控制指令的过程中，中央处理器向报警模块中的指示灯LED2发送间断脉冲信号，使LED2闪烁发光。通过按键模块中的设置按键控制开启杀菌灯，进行杀菌；通过按键模块中的设置按键控制开启照明灯，进行照明，使计算机获得清晰的胚胎图像信息。

虽然本实用新型已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。