DIY微型快速尿液分析儀，系統解決方案

項目背景及可行性分析

1. 項目名稱(chēng)、項目的主要內容及目前的進(jìn)展情況
2. 項目關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng )新點(diǎn)的論述；
3. 技術(shù)成熟性和可靠性論述：

項目名稱(chēng)：基于CCD的微型快速尿液分析儀的設計

主要內容：

現有的自動(dòng)化尿液分析儀往往具有體積大、價(jià)格高、檢測時(shí)間長(cháng)的不足，隨著(zhù)國民經(jīng)濟和人們生活水平的提高，普通百姓對家用醫療儀器的需求正不斷增長(cháng)。因此， 我們有必要設計一種基于嵌入式的便攜式微型尿液分析儀，具有體積小、價(jià)格低、檢測方便快速的優(yōu)點(diǎn)，滿(mǎn)足廣大家庭用戶(hù)的健康需要。該尿液分析儀具有廣闊的市場(chǎng)前 景。

在用戶(hù)把浸沒(méi)了尿液的試紙條放入儀器后，通過(guò)LPC2148控制LED光源進(jìn)行分時(shí)發(fā)光，然后反射光通過(guò)光纖照射到CCD上，經(jīng)過(guò)信號的采集和模數轉換，并在微處理器中經(jīng)過(guò)歸一化的算法，將結果輸出至LCD進(jìn)行顯示，或者根據需要傳輸至PC。并可以利用以太網(wǎng)接口連接Internet，方便建設一個(gè)健康檢測網(wǎng)絡(luò )。不用復雜的操作便可以得到醫生的診斷,十分適合家庭用戶(hù)的使用。通過(guò)設計新的儀器結構和檢測方法，使儀器精度達到或超過(guò)國內醫院使用較多的尿液分析儀的水平，把體積減小到170×150×150MM左右，并把測量1次所用的時(shí)間控制在10秒內。用戶(hù)可以通過(guò)觸摸屏進(jìn)行直觀(guān)的操作，也可以通過(guò)計算機網(wǎng)絡(luò )讓醫生進(jìn)行尿液分析結果的診斷。最終實(shí)現個(gè)人—儀器—醫療機構一體化的健康檢測網(wǎng)絡(luò )。

關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng )新點(diǎn)：

尿液分析儀系統主要包含了主控、電源及復位、LCD觸摸屏、LED、光電檢測模塊、CCD模塊、USB和以太網(wǎng)等8個(gè)功能模塊。采用了CPLD來(lái)驅動(dòng)高靈敏度的CCD，用來(lái)檢測尿液成分,USB可用來(lái)供電和傳輸數據，ADC可以處理CCD采集到的模擬信號，PWM用于驅動(dòng)LED，還有LCD觸摸屏、以太網(wǎng)等相關(guān)模塊。

我們已設計了一種無(wú)機械傳動(dòng)的光電檢測系統，由試紙倉和CCD接收2個(gè)模塊組成，具體結構如圖1、圖2所示。試紙倉模塊由試紙匣2、檢測基座3、頂蓋4、多波長(cháng)LED光源5等組成。檢測時(shí)，把浸好尿液的試紙條（或校準條）1放入試紙匣，并推入檢測基座中去；然后開(kāi)始檢測，通過(guò)自動(dòng)控制固定在頂蓋上的20個(gè)多波長(cháng)的LED分時(shí)發(fā)光，照射在對應的試劑塊上；反射光由固定在頂蓋上的孔A等10個(gè)孔內的大芯徑光纖傳輸至CCD上。CCD接收模塊由CCD芯片1、CCD掩蓋件2和大芯徑光纖3組成。掩蓋件能夠與CCD芯片緊密結合，2端由螺栓固定在PCB板上，且整體為黑色，能夠減小背景光的影響。將嵌入式尿液分析儀系統和光電檢測機構有效結合，能夠快速、方便地檢測尿液成分，檢測結果可以通過(guò)LCD觸摸屏、USB和以太網(wǎng)等三種方式輸出。利用嵌入式構造出友好的人機交互界面，用戶(hù)易于操作。

項目實(shí)施方案

1.方案基本功能框圖及描述

2.需要的開(kāi)發(fā)平臺

實(shí)現本方案所需要的基本功能、功能、接口

所需要的目標FPGA開(kāi)發(fā)平臺，簡(jiǎn)述為什么需要此平臺

是否需要其它配套的開(kāi)發(fā)工具

尿液分析儀系統主要包含了主控、電源及復位、LCD觸摸屏、LED、光電檢測模塊、CCD模塊、USB和以太網(wǎng)等8個(gè)功能模塊。采用了CPLD來(lái)驅動(dòng)CCD， USB可用來(lái)供電和傳輸數據， ADC可以處理CCD采集到的模擬信號， PWM功能用于驅動(dòng)LED，還有LCD觸摸屏、以太網(wǎng)等相關(guān)模塊。

3.方案實(shí)施過(guò)程中需要開(kāi)發(fā)的模塊

在本方案中需要研制、開(kāi)發(fā)的功能主要模塊，以及開(kāi)發(fā)的方式。

CPLD和CCD模塊

ARM主控模塊

采用先設計制作硬件電路板，然后軟件的編寫(xiě)的方式。

4. 系統最終要達到的性能指標

最終實(shí)現ARM CPLD DSP的平臺并軟件調試成功，實(shí)現功能。

需要的其它資源

1.設計輸入輸出功能子板

預設的功能子板有觸摸屏顯示,數據傳輸,CCD圖像采集.液晶顯示采用SED1330控制器,能夠顯示一些移動(dòng)的圖象.數據傳輸采用以太網(wǎng)和USB接口,能夠方便上傳和下載。

2.測試設備

列出在方案實(shí)施過(guò)程中所需要的測試設備(萬(wàn)用表、示波器、頻譜儀、邏輯分析儀等)

測試過(guò)程中索需要用到的設備有萬(wàn)用表, 示波器等。

3.方針、開(kāi)發(fā)工具

列出在方案實(shí)施過(guò)程中所需要的仿真、開(kāi)發(fā)工具等。

在方案實(shí)施過(guò)程中需要的用到的仿真、開(kāi)發(fā)工具有ISE軟件,CCS,KEIL, UG NX4, AUTOCAD, DSK,Adtium Designer6.7等開(kāi)發(fā)軟件。