本发明涉及微生物检测领域，尤其涉及了一种微生物分析系统。
背景技术：
培养基通过和样品匀液的化学反应，而产生相应的颜色变化，而有时这些颜色变化只有极小的差别，对于这些微小的差别，人的眼睛是无法观测和准确的区别。
技术实现要素：
本发明针对现有技术中人的眼睛是无法观测和准确的区别样品颜色变化的问题，提供了一种微生物分析系统，包括上位机、仪器外壳、支架、电源、电路部分和光路部分，电路部分包括主mcu、从mcu单元、温度获取单元、透过率测量单元、加热模块及打印机；主mcu分别与打印机输入端、加热模块输入端、从控制器单元输入端相连，与透过率测量单元输出端、温度获取单元输出端相连；从mcu单元分别与温度获取单元输入端和透过率测量单元输入端相连，其中：
(1)主mcu：用于控制仪器内部的模块以及和上位机通信，通过串口控制从mcu单元；
(2)从mcu单元：包括四个从mcu，每个从mcu用于实现实时温度获取、透过率测量功能；
(3)透过率测量单元：用于实现光信号发射和采集；
光路部分包括led、毛玻璃、传感器一、传感器二、被测样品容器，所述毛玻璃位于led的前方，用于使led发出的光均匀；毛玻璃和传感器一分别位于被测样品容器两侧，光通过被测样品后再由传感器一接收；传感器二位于led的正下方，用于接收led直接发出来的光。
进一步的，所述的透过率测量单元包括led固定恒流驱动控制专用电路、led、传感器一、传感器二、模拟电子开关、运算放大器、高精度模数转换器。
进一步的，所述的传感器1、传感器2均为硅光电池。
进一步的，所述的加热模块包括加热片、隔热层、导热层。
进一步的，所述的主mcu为stm32f103c8t6。
进一步的，所述的温度获取单元为ds18b20温度传感器。
本发明通过检测样品颜色随时间的变化，得出样品匀液中初始的微生物浓度；分析系统便携，可以满足多种环境下的使用需求；恒温培养箱与微生物分析系统融合在一起保证微生物的生存环境；通过内置微型打印机可以打印报告。
附图说明
图1是本发明总体结构框图；
图2是本发明电路部分模块框图；
图3是本发明光路部分示意图；
附图中附图标记所指代的部位名称如下：1—led、2—毛玻璃、3—被测样品容器、4—传感器一、5—传感器二。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明的微生物分析系统，结构框图如图1所示，包括上位机、仪器外壳、支架、电源、电路部分和光路部分。电路部分模块框图如图2所示，包括主mcu、从mcu单元、温度获取单元、透过率测量单元、加热模块及打印机；主mcu分别与打印机输入端、加热模块输入端、从mcu单元输入端相连，与透过率测量单元输出端、温度获取单元输出端相连；从mcu单元分别与温度获取单元输入端和透过率测量单元输入端相连。
主mcu采用stm32f103c8t6芯片，负责控制仪器内部的模块以及和上位机通信。该产品采用高性能armcortex™-m332位risc内核，工作频率为72mhz，高速嵌入式存储器（高达128kb的闪存和高达20kb的sram）以及连接到两个apb总线的广泛的增强型i/o和外设。所有器件提供两个12位adc，三个通用16位定时器和一个pwm定时器以及标准和高级通信接口：最多两个i2c和spi，三个usart，usb和can。
主mcu通过串口控制四个从mcu，每个从mcu可以实现实时温度获取、透过率测量等功能。
温度获取功能采用ds18b20温度传感器，该温度传感器具有体积小、适用电压宽、性价比高等特点，具有更宽的电压适用范围，适合于构建经济的测温系统。
加热模块包括加热片、隔热层、导热层。
透过率测量单元包括led固定恒流驱动控制专用电路、led、传感器一4、传感器二5、模拟电子开关、运算放大器、高精度模数转换器。利用led、tm1926、cd4051、tlv2254、ads1115等器件组成了信号发射和采集系统，经过mcu的数据处理得出透过率的值。
tm1926是十二通道led固定恒流驱动控制专用电路，内部集成有mcu单线数字接口、数据锁存器、led固定恒流驱动，pwm辉度控制等电路。此芯片可通过单线数字接口（di、do）级联，外部控制器只需单线就可控制该芯片和与其级联的后续芯片。tm1926输出端口的pwm辉度可单独通过外部控制器设置。vdd引脚内部集成5v稳压管，外围器件少。此产品性能优良，质量可靠，而且一个芯片只需要一个i/o口就可以控制12通道led，非常适合微生物分析系统这样使用了大量led的便携设备。
cd4051是单8通道数字控制模拟电子开关，有三个二进控制输入端a、b、c和inh输入，具有低导通阻抗和很低的截止漏电流。幅值为4.5～20v的数字信号可控制峰值至20v的模拟信号。例如，若vdd＝+5v，vss＝0，vee＝-13.5v，则0～5v的数字信号可控制-13.5～4.5v的模拟信号。这些开关电路在整个vdd-vss和vdd-vee电源范围内具有极低的静态功耗，与控制信号的逻辑状态无关。当inh输入端＝“1”时，所有的通道截止。三位二进制信号选通8通道中的一通道，可连接该输入端至输出。
tlv2254是德州仪器的四倍低压运算放大器，轨到轨输出性能，可提高单电源或分电源应用中的动态范围。每通道仅消耗34μa的电源电流。这种微功率操作使其成为电池供电应用的良好选择。该系列具有3v和5v全功能特性，可针对低电压应用进行优化。噪声性能已经比以前的几代cmos放大器大大提高。tlv225x在1khz时具有19nv/hz的噪声电平，比竞争性微功率解决方案低四倍。具有高输入阻抗和低噪声的tlv225x非常适用于高阻抗源（如压电换能器）的小信号调理。由于微功耗级别与3v操作相结合，这些器件在手持式监控和遥感应用中工作良好。此外，轨到轨输出功能具有单个或分离电源，使得该系列成为与模数转换器（adc）接口的绝佳选择。对于精密应用，tlv225xa系列可用，最大输入失调电压为850μv。
ads1115是具有16位分辨率的高精度模数转换器(adc)。ads1115具有一个板上基准和振荡器。数据通过一个i2c兼容型串行接口进行传输；可以选择4个i2c从地址。ads1115能够以高达每秒860个采样数据(sps)的速率执行转换操作。ads1115具有一个板上可编程增益放大器(pga)，该pga可提供从电源电压到低至±256mv的输入范围，因而使得能够以高分辨率来测量大信号和小信号。另外，ads1115还具有一个输入多路复用器(mux)，可提供2个差分输入或4个单端输入。ads1115可工作于连续转换模式或单触发模式，后者在一个转换完成之后将自动断电，从而极大地降低了空闲状态下的电流消耗。
光路部分示意图如图3所示，采用led作为光源，led具有工作电压很低、抗冲击和抗震性能好、可靠性高、寿命长等优点，通过调制通过的电流强弱可以方便地调制发光的强弱，传感器一4和传感器二5采用硅光电池。在led的前方使用一个毛玻璃使led发出的光均匀，光通过被测样品后在由一个硅光电池接收，在led的正下方也有一个硅光电池来接收led直接发出来的光。通过两个硅光电池来测量同一时刻的led发出的光并将光信号转变成电信号，可以去除因光源的变化而导致的透过率的变化的因素，大大增加了仪器的稳定性。