ARM工控板在免疫熒光檢測儀中的應(yīng)用-設(shè)計應(yīng)用

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免疫熒光檢測儀根據(jù)熒光免疫分析原理，通過快速定量檢測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，檢測流程如圖1所示。

圖1熒光檢測流程

免疫熒光檢測儀控制板功能需求：

●中英文顯示界面及觸摸屏操作；

●RS-232接口，用于驅(qū)動微打、與單片機(jī)通訊；

●以太網(wǎng)接口，與LIS（實驗室信息管理系統(tǒng)）連接；

●支持浮點運算，快速數(shù)據(jù)處理；

●可靠電磁兼容設(shè)計，醫(yī)療器械。

1.1免疫熒光檢測儀控制板設(shè)計難點

1.醫(yī)療器械失敗，銷售受阻

醫(yī)療檢測器械為智能型電子設(shè)備，靜電、電磁干擾直接影響檢測的靈敏度與檢測結(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，要通過嚴(yán)格的電磁兼容測試。工程師在設(shè)計控制板之初，簡單的理解只要做好屏蔽、良好接地就能通過電磁兼容設(shè)計，而在產(chǎn)品測試中，基本的靜電接觸放電4KV便無法通過。

2.觸摸屏“飛點”嚴(yán)重，頻繁操作失誤

檢測儀采用5.6寸四線電阻式觸摸屏，在操作過程中“飛點”現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致頻繁誤操作并影響用戶體驗。通過觸摸屏繪線，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)備無法正常使用

熒光檢測儀關(guān)機(jī)采取直接斷電方式，測試過程中發(fā)現(xiàn)在頻繁的開關(guān)機(jī)操作中，設(shè)備偶爾出現(xiàn)無法啟動的現(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（原存儲在flash中）。偶發(fā)性現(xiàn)象在早期所有測試樣機(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

針對用戶的功能需求與設(shè)計難點，ZLG致遠(yuǎn)電子推薦采用M3352工控板，協(xié)助用戶快速完成產(chǎn)品開發(fā)，項目框圖如圖3所示。

圖3項目框圖

1.電磁兼容抗干擾設(shè)計

電磁兼容抗干擾設(shè)計包括接地、屏蔽、濾波、接口電路保護(hù)、PCB布局布線設(shè)計等多個方面，M3352板配套開源的評估底板通過了電磁兼容工業(yè)4級的測試。如空氣放電±15KV測試，接觸放電±8KV測試，雷擊（浪涌）抗擾度2KV電容耦合與氣體放電管耦合（1次/分鐘）測試。

2.觸摸屏硬件濾波配合軟件驅(qū)動去除“飛點”

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0.01μF,否則觸摸屏反映遲鈍或無法正常識別，建議取值1nF。

圖4觸摸屏電路

除硬件濾波外，觸摸屏驅(qū)動需增加去除“飛點”的算法處理，終的觸摸屏實現(xiàn)效果如圖5所示，繪線已十分平滑。

圖5觸摸屏繪線

3.十萬次flash掉電測試，可靠文件系統(tǒng)

設(shè)備斷電重啟后無法啟動，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)常見異常：

●文件系統(tǒng)掉電丟失，系統(tǒng)無法啟動、重要記錄數(shù)據(jù)丟失；

●文件系統(tǒng)損壞，存儲數(shù)據(jù)出現(xiàn)位錯亂、重要文件無法打開讀取。

M3352板以及ZLG致遠(yuǎn)電子ARM工控產(chǎn)品，文件系統(tǒng)在讀寫過程中經(jīng)過10萬次頻繁上下電測試：

●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6M3352板

M3352板，靜電、浪涌、脈沖抗干擾設(shè)計符合工業(yè)4級。

主要功能特點：

●TICortex-A8AM3352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US