专利名称：环境刺激控制系统的制作方法
技术领域：
环境刺激控制系统
本实用新型涉及动物刺激试验仪器技术领域，具体地说是一种动 物试验用的环境刺激控制系统。 [技术背景]
环境剌激控制模组主要辅助用于鼠博士行为学检测系统的穿 梭、避暗等实验，主要用于人为定义产生的实验箱的刺激环境， 一般 上位机主要功能用于实验人员设置实验箱的剌激环境，可以有声、光、 电三种方式组合。在通常的电刺激中，动物通过经验找到同电位电极
的试探理论需要2次，试验环境的一致性不够高，试验可靠性不高。 [发明内容]
本实用新型的目的是，改进电路设计，采用8路剌激电极，提 高试验的可靠性。
为实现上述目的，设计一种环境剌激控制系统，主要由上位机和
主控制器、各试验箱控制器、试验箱控制器连接组成，其特征在于
所述的试验控制器电路采用8路剌激电极。
其中，所述上位机与主控制器采用RS-232接口协议的电气结构 方式连接，主控制器与各试验箱控制器采用485总线结构连接。
所述上位机还设有视频卡并与试验箱采用视频线连接，便于试验 动物影像观察。
主控制器与各试验箱控制器及试验箱控制器连接，其具体线路连 接为主控制器的控制和逻辑电路依次与试验箱控制器的驱动电路、隔离变极电路、8路的刺激电极、反馈电路连接形成回路，驱动和隔离 变极电路的输出端还连接有声光输出电路，声光输出电路与反馈电路 的输入端相连，控制和逻辑电路还连接有启动电路。
所述的主控制器与试验箱控制器之间根据连接距离的需要，可以 采用通用中继器进行扩展连接。
所述的试验箱控制器与试验箱之间采用40芯电缆连接。
所述的视频线采用BNC屏蔽电缆。
本实用新型与现有技术相比，采用控制和逻辑电路结合使动物试 验的环境一致性得到了很大的提高；采用8路极性变换，大大降低了 动物找到规律的可能性，提高试验可靠性；采用隔离电路将高低压电 路隔离开，提高了系统的稳定性和安全性；启动电路的运用也保证了 试验时间的高度一致性；同时结合自定义的通讯协议，改进了数据校 验算法使通讯非常稳定，软硬件移植非常方便，结合上位机的存储功 能解决了红外检测无法回溯的问题；短路对电路和实验室供电无影 响，降低实验风险和意外成本。 [
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图1为本实用新型实施例的电路原理框图。
图2为本实用新型实施例的电气连接和拓扑结构示意图。
图3为本实用新型实施例的试验流程图。 [具体实施方式
]
下面结合实例对本实用新型作进一步的说明。
本系统采用主从分布式结构，上位机彩工业计算机，下位机采用单片机，上下位机采用485总线通讯，本套系统同时扩展多达16个 试验箱，其中，
上位机和主控器连接考虑到两个器件的通讯距离和方便，本实 用新型可采用232协议的电气结构，并运用自定义的通讯协议，改进 的数据校验算法使通讯非常稳定，软硬件移植也非常方便。
主控制器和各个试验控制器的连接考虑到实验室的不同空间结 构，采用485总线结构，可以在1200米范围内完成稳定可靠的试验， 如果超过此范围，还可以通过通用中继器扩展距离。
试验箱控制器和试验箱的连接考虑到以后试验模块的扩展性， 采用40芯的大容量电缆，已经使用的包括声、光、电环境信号线和 视频逻辑电源线共计24芯。
试验箱视频采集采用BNC屏蔽电缆。
所述上位机运行控制软件，主要用来存储分析各种试验必要数
据；
RS-232通讯接口完成通讯的电气转换功能；
控制和逻辑电路配合上位机设置的数据和反馈单元结合改进的 PID调解算法，迅速准确的输出环境控制信号，解决实验最重要的环 境一致性问题；
驱动电路完成逻辑电路无法完成的功率驱动问题；
隔离变极电路中的隔离电路将高低压电路隔离开，提高了系统 的稳定性和安全性；
隔离变极电路中的变极电路是系统中最重要的一个改进，在通常的电刺激中动物通过经验找到同电位电极的试探理论需要2次，但 本系统根据行为学研究人员提供的数据结合相关经验，设计为变换电 极的变极电路，采用8个剌激电极，变换极性的电机宽度大于一般动 物体长，理论上在同电极组里是找不到同电位电极的，即便在不同电 极组里找到同电位电极的试探理论需要8次，加上动物动作的协调 性，在整个试验过程中找到同电位电极的可能性几乎不存在，使试验 的环境一致性大大提高了。
启动电路:是系统的另一重要改进，通过软硬件结合的启动方式， 保证了试验在时间上高度一致性，相关参数设置为如下
电流范围0-2.5ma， 一般为O.lma;
负载能力0 (短路)-150k欧姆； 极性变换8极；
光刺激强度与所选发光体有关，驱动能力理论值为45W; 声音强度0-130dB;
声音频率4-25khz。
本系统电路中，短路对电路和实验室供电无影响，因为恒流特性 在电极短路时不会使供电负载无穷大而烧毁前级电路和实验室供电 电路跳闸或者烧断保险引起供电停止影响正常试验室运营等。
权利要求1、一种环境刺激控制系统，主要由上位机和主控制器、各试验箱控制器、试验箱控制器连接组成，其特征在于所述的试验控制器电路采用8路刺激电极。
2、 如权利要求1所述的一种环境剌激控制系统，其特征在于所述的上位机与主控制器采用RS-232接口协议的电气结构方式连接， 主控制器与各试验箱控制器采用485总线结构连接。
3、 如权利要求1所述的一种环境剌激控制系统，其特征在于所述 的上位机还设有视频卡并与试验箱采用视频线连接。
4、 如权利要求1所述的一种环境刺激控制系统，其特征在于所述 的主控制器与各试验箱控制器及试验箱控制器连接，其具体线路 连接为主控制器的控制和逻辑电路依次与试验箱控制器的驱动电路、隔离变极电路、8路的刺激电极、反馈电路连接形成回路， 驱动和隔离变极电路的输出端还连接有声光输出电路，声光输出 电路与反馈电路的输入端相连，控制和逻辑电路还连接有启动电路。
5、 如权利要求1或4所述的一种环境剌激控制系统，其特征在于所述的主控制器与试验箱控制器之间根据连接距离的需要，采用 通用中继器进行扩展连接。
6、 如权利要求1所述的一种环境剌激控制系统，其特征在于所述 的试验箱控制器与试验箱之间采用40芯电缆连接。
7、 如权利要求3所述的一种环境刺激控制系统，其特征在于所述的视频线采用BNC屏蔽电缆。
专利摘要本实用新型涉及动物刺激试验仪器技术领域，具体地说是一种动物试验用的环境刺激控制系统，主要由上位机和主控制器、各试验箱控制器、试验箱控制器连接组成，其特征在于所述的试验控制器电路采用8路刺激电极。本实用新型与现有技术相比，采用8路电极和相关控制驱动电路使动物试验的环境一致性、试验的可靠性得到了很大的提高；采用隔离电路将高低压电路隔离开，提高了系统的稳定性和安全性；启动电路的运用也保证了试验时间的高度一致性；同时结合自定义的通讯协议，改进了数据校验算法使通讯非常稳定，软硬件移植非常方便，结合上位机的存储功能解决了红外检测无法回溯的问题；短路对电路和实验室供电无影响，降低实验风险和意外成本。
文档编号A61B19/00GK201279186SQ200820154038
公开日2009年7月29日 申请日期2008年10月14日 优先权日2008年10月14日
发明者锋 郑 申请人:上海移数信息科技有限公司