一种便携式免疫层析分析仪的控制系统的制作方法

本实用新型属于一般的控制或调节系统；系统的功能单元；用于系统或单元的监视或测试装置的技术领域，特别涉及一种能满足仪器便携式、高精度、高灵敏度、低功耗等要求的便携式免疫层析分析仪的控制系统。

背景技术：

目前，免疫层析（lateral flow immunoassay, LFIA ）快速检测技术是建立在层析技术和抗原-抗体特异性免疫反应基础上技术上，可广泛应用于现场定量检测，是未来即时检测技术发展的重要方向。

免疫层析分析仪的工作过程是将试纸条插入卡座，然后利用检测电路控制驱动直线步进电机扫描试纸条，在扫描过程中发射单色光，接收反射或发射光强，从而分析出测量标的物的浓度等信息后进行反馈。

现有技术中，对于免疫层析分析仪的设置多为固定式，其控制系统多采用常规的控制模式，然而，现在的检测要求更为多样化，对于免疫层析分析仪的期望使用形态开始从固定式朝便携式转移，现有的控制电路无法满足免疫层析分析仪在便携式的前提下继续保证高精度、高灵敏度和低功耗的技术指标，造成了实际使用过程中的不便，且分析结果不可掌控。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题是，现有技术中，对于免疫层析分析仪的设置多为固定式，其控制系统多采用常规的控制模式，而导致的在检测要求更为多样化的当下，对于免疫层析分析仪的期望使用形态开始从固定式朝便携式转移，现有的控制电路无法满足免疫层析分析仪在便携式的前提下继续保证高精度、高灵敏度和低功耗的技术指标，造成了实际使用过程中的不便，且分析结果不可掌控的问题，进而提供了一种优化结构的便携式免疫层析分析仪的控制系统。

本实用新型所采用的技术方案是，一种便携式免疫层析分析仪的控制系统，所述免疫层析分析仪包括壳体，所述壳体上设有试纸条放置台，所述试纸条放置台上方设有光学检测机构，所述光学检测机构连接有步进电机，所述壳体上还设有触摸显示屏；所述控制系统包括控制主板，所述控制主板上设有控制电路，所述控制电路分别与所述光学检测机构、步进电机和触摸显示屏配合设置。

优选地，所述控制电路包括配合设置的单片机和电源管理模块；所述电源管理模块包括顺次连接的电源适配器、DC-DC转换器和LDO芯片，所述电源适配器的输入端连接至电源，所述电源适配器的输出端连接至所述步进电机，所述DC-DC转换器的输出端连接至光学检测机构，所述LDO芯片连接至单片机。

优选地，所述步进电机配合设置有电机驱动芯片，所述电源适配器的输出端连接至所述电机驱动芯片，所述单片机与所述电机驱动芯片连接。

优选地，所述电机驱动芯片包括步进接口和直接译码接口、正反转控制电路和双H桥驱动电路。

优选地，所述免疫层析分析仪配合设有热敏打印机，所述单片机包括UART接口，所述UART接口连接至所述热敏打印机，所述热敏打印机与所述DC-DC转换器的输出端连接。

优选地，所述单片机包括LCD控制器，所述触摸显示屏通过LCD接口电路与所述单片机的LCD控制器连接。

优选地，所述触摸显示屏包括背光驱动电路和AD采样电路，所述背光驱动电路与LCD接口电路连接，所述AD采样电路通过SPI与单片机连接。

优选地，所述单片机连接有存储模块、时钟电路和测试接口。

优选地，所述存储模块包括SDRAM、FLASH和FRAM。

优选地，所述单片机还包括USB接口。

本实用新型提供了一种优化结构的便携式免疫层析分析仪的控制系统，通过控制系统控制免疫层析分析仪的步进电机、光学检测机构和触摸显示屏正常工作，在控制系统的控制主板上设置分别与步进电机、光学检测机构和触摸显示屏配合的控制电路，通过控制电路可以延伸出各种关联模块，以简单的插电即可完成免疫层析分析仪的工作，以控制电路作为免疫层析分析仪的核心部分，在检测要求更为多样化的当下，满足免疫层析分析仪在便携式的前提下继续保证高精度、高灵敏度和低功耗的技术指标，使用便利，分析结果更为精准。

附图说明

图1为本实用新型的便携式免疫层析分析仪的结构示意图；

图2为本实用新型的控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细描述，但本实用新型的保护范围并不限于此。

如图所示，本实用新型涉及一种便携式免疫层析分析仪的控制系统，所述免疫层析分析仪包括壳体10，所述壳体10上设有试纸条放置台，所述试纸条放置台上方设有光学检测机构8，所述光学检测机构8连接有步进电机1，所述壳体10上还设有触摸显示屏2；所述控制系统包括控制主板，所述控制主板上设有控制电路，所述控制电路分别与所述光学检测机构8、步进电机1和触摸显示屏2配合设置。

本实用新型中，便携式免疫层析分析仪包括壳体10，同时在壳体10上设置试纸条放置台，并在试纸条放置台上方设置光学检测机构8，在实际的检测过程中，将试纸条插入卡座，然后利用触摸显示屏2触发控制系统，控制光学检测机构8和步进电机1配合工作，步进电机1用于运动扫描，同时在扫描的过程中光学检测机构8发射单色光，接收反射或发射光强，从而分析出测量标的物的浓度等信息后通过触摸显示屏2进行反馈。

本实用新型通过控制系统控制免疫层析分析仪的光学检测机构8、步进电机1和触摸显示屏2正常工作，在控制系统的控制主板上设置分别与光学检测机构8、步进电机1和触摸显示屏2配合的控制电路，通过控制电路可以延伸出各种关联模块。

本实用新型以简单的插电即可完成免疫层析分析仪的工作，以控制电路作为免疫层析分析仪的核心部分，在检测要求更为多样化的当下，满足免疫层析分析仪在便携式的前提下继续保证高精度、高灵敏度和低功耗的技术指标，使用便利，分析结果更为精准。

所述控制电路包括配合设置的单片机3和电源管理模块；所述电源管理模块包括顺次连接的电源适配器4、DC-DC转换器5和LDO芯片6，所述电源适配器4的输入端连接至电源7，所述电源适配器4的输出端连接至所述步进电机1，所述DC-DC转换器5的输出端连接至光学检测机构8，所述LDO芯片6连接至单片机3。

所述步进电机1配合设置有电机驱动芯片，所述电源适配器4的输出端连接至所述电机驱动芯片，所述单片机3与所述电机驱动芯片连接。

所述电机驱动芯片包括步进接口和直接译码接口、正反转控制电路和双H桥驱动电路。

所述免疫层析分析仪配合设有热敏打印机9，所述单片机3包括UART接口，所述UART接口连接至所述热敏打印机9，所述热敏打印机9与所述DC-DC转换器5的输出端连接。

本实用新型中，控制电路的主要作用是控制免疫层析分析仪中的触摸显示屏2、步进电机1以及外联的热敏打印机9、存储、USB、UART等模块，可以由单片机3加多种模块驱动电路组成。

本实用新型中，单片机3可以采用LPC1788，LPC1788是恩智浦推出的集成LCD图像控制器的ARM Cortex-M3微控制器，是NXP半导体针对各种高级通讯、高质量图像显示等应用场合而设计的一款具有高集成度，以Cortex-M3为内核的微控制器。

本实用新型中，电源管理模块负责给整个系统提供稳定的直流电源，电源的设计要满足稳定性和可靠性的要求。

本实用新型中，电源管理模块采用电源适配器4，一端连接至电源7，另一端供电给步进电机1，并通过DC-DC转换器5有效输出固定电压供电给光学检测机构8，通过LDO芯片6进行稳压操作，最终连接到单片机3，完成后续的控制作业。

本实用新型中，一般情况下，采用12V/4A的电源适配器4作为供电电源，再通过DC-DC转换器5和LDO芯片6分别逐级转换产生+5V或+9V和+3.3V的电源电压。

本实用新型中，+12V可以通过电机驱动芯片驱动步进电机1，+5V或+9V可以为热敏打印机9或光学检测机构8供电，+3.3V可以作为单片机3及一些数字外设的供电电源，其中，数字外设包括FLASH、串口芯片等。

本实用新型中，电机驱动芯片与单片机3进行连接，本实施例中采用集成芯片A3977。A3977是一款专门用于双极性步进电机1的微步进电机驱动集成电路，其内部集成了步进和直接译码接口、正反转控制电路、双H桥驱动电路，可以保证较高的电机精度。

本实用新型中，A3977通过其特有的译码器实现了控制功能的简单化，只需EN（芯片使能）、STEP（步进）和DIR（电机走动方向）三条输入线，输出则由内部的DMOS的双H桥完成。其中MCU通过“STEP”脚简单的输入1个脉冲就可以使电机完成1次步进，省去了相序表，高频控制线及复杂的编程接口,这使其更适于应用在没有复杂的微处理器或微处理器负担过重的场合。同时，A3977的内部电路可以自动地控制其PWM操作工作在快、慢及混合衰减模式，不但降低了电机工作时产生的噪声，也同时省去一些额外的控制线。另外，其内部低输出阻抗的N沟道功率DMOS输出结构，可以使其输出达到2.5A/35V，这一结构使它能完成同步整流功能，由于有同步整流功能，既降低系统的功耗，又可以在应用时省去外加的肖特基二极管。A3977的休眠功能可以使系统不工作时的功耗达到最低。休眠时芯片的大部分内部电路，如输出DMOS、比较器及电荷泵等都将停止工作。从而在休眠模式时，包括电机驱动电流在内的总电流消耗在40μA以内，此外，A3977内部保护电路还有利用磁滞实现的热停车、低压关断及换流保护等功能。

本实用新型中，A3977的步进控制为：每一次上电后，在内置译码器的作用下将H桥的输出预置到HOME输入所对应的输出状态，然后当STEP输入的上升沿到来后，内置译码器将根据步进逻辑的输入值控制H桥的输出，使步进电机1在当前步进模式下产生1次步进。

本实用新型中，电机驱动模块具体采用的芯片可以由本领域技术人员自行选择，亦可以采用自行搭接电路的方式完成。

所述单片机3包括LCD控制器，所述触摸显示屏2通过LCD接口电路与所述单片机3的LCD控制器连接。

所述触摸显示屏2包括背光驱动电路和AD采样电路，所述背光驱动电路与LCD接口电路连接，所述AD采样电路通过SPI与单片机连接。

本实用新型中，触摸显示屏2采用320*240的LCD屏幕集成触摸模块，如采用TM035BH02的触摸显示屏2，采用3.5寸TFT屏，5:6:5RGB模式，配电阻触摸屏，此处可由本领域技术人员依据实际的需要自行设置。

本实用新型中，由于采用LPC1788为单片机，其内部自带有LCD控制器，故触摸显示屏2只需包括可以驱动液晶的背光驱动电路和可以驱动触摸显示屏2的AD采样电路。

本实用新型中，LCD的驱动电路可以采用LCD54P芯片，其中1-4号脚由屏幕决定，8-11号脚用于连接电阻，决定触摸屏的4个角，38号脚用于连接单片机3完成时钟功能，52号脚用于连接单片机3完成使能，36-37号脚用于连接单片机3完成定位，6、41和42号脚用于连接电源和复位电源。此为LCD驱动电路的一种实施方式，本领域技术人员可以依据实际的设计需求进行设置。

本实用新型中，背光驱动电路可选用安森美半导体公司的CAT4238驱动芯片，其可支持高达40mA的LED电流，由单片机3控制其开关，当单片机3输出为高电平时，LED点亮，当单片机3输出为低电平时，LED不亮。

本实用新型中，触摸采样电路可采用TI公司的ADS7843芯片，通过SPI和单片机3通讯。ADS7843是4线电阻触摸屏转换接口芯片，是一款具有同步串行接口的12位取样模数转换器。

本实用新型中，本领域技术人员可以依据对于本技术的理解自行选择合适的芯片或搭接电路完成功能。

所述单片机3连接有存储模块、时钟电路和测试接口。

所述存储模块包括SDRAM、FLASH和FRAM。

本实用新型中，单片机3连接有存储模块、时钟电路和测试接口，其都是LPC1788上的固定接口。

本实用新型中，系统的存储模块可以设置为包括SDRAM、FLASH和FRAM的形式。其中，SDRAM可采用IS42S16400，主要用于TFT屏的显示缓存；FLASH可采用AT45DB081B，FRAM可采用FM24LC16， FLASH和FRAM主要用于存储厂家信息、项目信息、历史记录、配置参数等信息。

所述单片机3还包括USB接口。

本实用新型中，单片机3还设置有USB接口，用于扩展。

本实用新型解决了现有技术中，对于免疫层析分析仪的设置多为固定式，其控制系统多采用常规的控制模式，而导致的在检测要求更为多样化的当下，对于免疫层析分析仪的期望使用形态开始从固定式朝便携式转移，现有的控制电路无法满足免疫层析分析仪在便携式的前提下继续保证高精度、高灵敏度和低功耗的技术指标，造成了实际使用过程中的不便，且分析结果不可掌控的问题，通过控制系统控制免疫层析分析仪的步进电机1、光学检测机构8和触摸显示屏2正常工作，在控制系统的控制主板上设置分别与步进电机1、光学检测机构8和触摸显示屏2配合的控制电路，通过控制电路可以延伸出各种关联模块，以简单的插电即可完成免疫层析分析仪的工作，以控制电路作为免疫层析分析仪的核心部分，在检测要求更为多样化的当下，满足免疫层析分析仪在便携式的前提下继续保证高精度、高灵敏度和低功耗的技术指标，使用便利，分析结果更为精准。