ARM工控核心板在免疫熒光檢測(cè)儀中的應(yīng)用
免疫熒光檢測(cè)儀根據(jù)熒光免疫分析原理,通過(guò)快速定量檢測(cè)CRP(全程C-反應(yīng)蛋白)以確定抗原或抗體的性質(zhì)指導(dǎo)臨床用藥,檢測(cè)流程如圖1所示。
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/262977.htm圖1 熒光檢測(cè)流程
免疫熒光檢測(cè)儀控制板功能需求:
- 中英文顯示界面及觸摸屏操作;
- RS-232接口,用于驅(qū)動(dòng)微打、與單片機(jī)通訊;
- 以太網(wǎng)接口,與LIS(實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng))連接;
- 支持浮點(diǎn)運(yùn)算,快速數(shù)據(jù)處理;
- 可靠電磁兼容設(shè)計(jì),醫(yī)療器械認(rèn)證。
1.1 免疫熒光檢測(cè)儀控制板設(shè)計(jì)難點(diǎn)
1. 醫(yī)療器械認(rèn)證失敗,銷售受阻
醫(yī)療檢測(cè)器械為智能型電子設(shè)備,靜電、電磁干擾直接影響檢測(cè)的靈敏度與檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性,造成醫(yī)生誤判,間接影響患者的人身安全。因此,醫(yī)療器械在上市前,要通過(guò)嚴(yán)格的電磁兼容測(cè)試。工程師在設(shè)計(jì)控制板之初,簡(jiǎn)單的理解只要做好屏蔽、良好接地就能通過(guò)電磁兼容設(shè)計(jì),而在產(chǎn)品認(rèn)證測(cè)試中,最基本的靜電接觸放電4KV便無(wú)法通過(guò)。
2. 觸摸屏“飛點(diǎn)”嚴(yán)重,頻繁操作失誤
檢測(cè)儀采用5.6寸四線電阻式觸摸屏,在操作過(guò)程中“飛點(diǎn)”現(xiàn)象嚴(yán)重,導(dǎo)致頻繁誤操作并影響用戶體驗(yàn)。通過(guò)觸摸屏繪線,可發(fā)現(xiàn)明顯的“毛刺”與“波浪”,如圖2所示。
圖2 觸摸屏操作繪線
3. 偶發(fā)性斷電重啟失敗,造成設(shè)備無(wú)法正常使用
熒光檢測(cè)儀關(guān)機(jī)采取直接斷電方式,測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)在頻繁的開(kāi)關(guān)機(jī)操作中,設(shè)備偶爾出現(xiàn)無(wú)法啟動(dòng)的現(xiàn)象,分析發(fā)現(xiàn),該現(xiàn)象為斷電后操作系統(tǒng)文件系統(tǒng)丟失(原存儲(chǔ)在flash中)。偶發(fā)性現(xiàn)象在早期所有測(cè)試樣機(jī)中均不同程度復(fù)現(xiàn),嚴(yán)重影響產(chǎn)品品質(zhì)。
1.2 方案推薦
針對(duì)客戶的功能需求與設(shè)計(jì)難點(diǎn),ZLG致遠(yuǎn)電子推薦采用M3352工控核心板,協(xié)助客戶快速完成產(chǎn)品開(kāi)發(fā),項(xiàng)目框圖如圖3所示。
圖3 項(xiàng)目框圖
1. 電磁兼容抗干擾設(shè)計(jì)
電磁兼容抗干擾設(shè)計(jì)包括接地、屏蔽、濾波、接口電路保護(hù)、PCB布局布線設(shè)計(jì)等多個(gè)方面,M3352核心板配套開(kāi)源的評(píng)估底板通過(guò)了電磁兼容工業(yè)4級(jí)的測(cè)試。如空氣放電±15KV測(cè)試,接觸放電±8KV測(cè)試,雷擊(浪涌)抗擾度2KV電容耦合與氣體放電管耦合(1次/分鐘)測(cè)試。
2. 觸摸屏硬件濾波配合軟件驅(qū)動(dòng)去除“飛點(diǎn)”
四線電阻觸摸屏接口電路如圖4所示,為防止觸摸屏受干擾而出現(xiàn)較大識(shí)別誤差,加入了低通濾波電路;需注意電容 C78~C81選型,容值不能超過(guò)0.01μF,否則觸摸屏反映遲鈍或無(wú)法正常識(shí)別,建議取值1nF。
圖4 觸摸屏電路
除硬件濾波外,觸摸屏驅(qū)動(dòng)需增加去除“飛點(diǎn)”的算法處理,最終的觸摸屏實(shí)現(xiàn)效果如圖5所示,繪線已十分平滑。
圖5 觸摸屏繪線
3. 十萬(wàn)次flash掉電測(cè)試,可靠文件系統(tǒng)
設(shè)備斷電重啟后無(wú)法啟動(dòng),多為意外斷電導(dǎo)致的文件系統(tǒng)損壞或文件系統(tǒng)丟失。文件系統(tǒng)是指操作系統(tǒng)用于明確磁盤或分區(qū)上文件的方法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),即在磁盤上組織文件的方法。
文件系統(tǒng)常見(jiàn)異常:
- 文件系統(tǒng)掉電丟失,系統(tǒng)無(wú)法啟動(dòng)、重要記錄數(shù)據(jù)丟失;
- 文件系統(tǒng)損壞,存儲(chǔ)數(shù)據(jù)出現(xiàn)位錯(cuò)亂、重要文件無(wú)法打開(kāi)讀取。
- M3352核心板以及ZLG致遠(yuǎn)電子ARM工控產(chǎn)品,文件系統(tǒng)在讀寫過(guò)程中經(jīng)過(guò)10萬(wàn)次頻繁上下電測(cè)試:
- 確保文件系統(tǒng)可靠;
- 確保意外掉電文件系統(tǒng)不丟失。
1.3 推薦產(chǎn)品
圖6 M3352核心板
M3352核心板,靜電、浪涌、脈沖抗干擾設(shè)計(jì)符合工業(yè)4級(jí);
主要功能特點(diǎn):
- TI Cortex-A8 AM3352處理器,800MHz主頻
- 支持WinCE與嵌入式Linux操作系統(tǒng)
- 6 路UART接口
- 2 路CAN接口
- 2 路高速 USB OTG(內(nèi)置PHY,480Mbps)
- 2路以太網(wǎng)(其中1路為千兆MAC)
- 機(jī)械尺寸 60mmx45mm
- 工作溫度-40℃ ~+85℃
評(píng)論