DIY微型快速尿液分析儀，系統(tǒng)解決方案

項(xiàng)目背景及可行性分析

1. 項(xiàng)目名稱、項(xiàng)目的主要內(nèi)容及目前的進(jìn)展情況
2. 項(xiàng)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(xiàng)目名稱：基于CCD的微型快速尿液分析儀的設(shè)計(jì)

主要內(nèi)容：

現(xiàn)有的自動(dòng)化尿液分析儀往往具有體積大、價(jià)格高、檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)的不足，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人們生活水平的提高，普通百姓對(duì)家用醫(yī)療儀器的需求正不斷增長(zhǎng)。因此， 我們有必要設(shè)計(jì)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(cè)方便快速的優(yōu)點(diǎn)，滿足廣大家庭用戶的健康需要。該尿液分析儀具有廣闊的市場(chǎng)前 景。

在用戶把浸沒了尿液的試紙條放入儀器后，通過LPC2148控制LED光源進(jìn)行分時(shí)發(fā)光，然后反射光通過光纖照射到CCD上，經(jīng)過信號(hào)的采集和模數(shù)轉(zhuǎn)換，并在微處理器中經(jīng)過歸一化的算法，將結(jié)果輸出至LCD進(jìn)行顯示，或者根據(jù)需要傳輸至PC。并可以利用以太網(wǎng)接口連接Internet，方便建設(shè)一個(gè)健康檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)。不用復(fù)雜的操作便可以得到醫(yī)生的診斷,十分適合家庭用戶的使用。通過設(shè)計(jì)新的儀器結(jié)構(gòu)和檢測(cè)方法，使儀器精度達(dá)到或超過國(guó)內(nèi)醫(yī)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(cè)量1次所用的時(shí)間控制在10秒內(nèi)。用戶可以通過觸摸屏進(jìn)行直觀的操作，也可以通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)讓醫(yī)生進(jìn)行尿液分析結(jié)果的診斷。最終實(shí)現(xiàn)個(gè)人—儀器—醫(yī)療機(jī)構(gòu)一體化的健康檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)。

關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)：

尿液分析儀系統(tǒng)主要包含了主控、電源及復(fù)位、LCD觸摸屏、LED、光電檢測(cè)模塊、CCD模塊、USB和以太網(wǎng)等8個(gè)功能模塊。采用了CPLD來驅(qū)動(dòng)高靈敏度的CCD，用來檢測(cè)尿液成分,USB可用來供電和傳輸數(shù)據(jù)，ADC可以處理CCD采集到的模擬信號(hào)，PWM用于驅(qū)動(dòng)LED，還有LCD觸摸屏、以太網(wǎng)等相關(guān)模塊。

我們已設(shè)計(jì)了一種無機(jī)械傳動(dòng)的光電檢測(cè)系統(tǒng)，由試紙倉(cāng)和CCD接收2個(gè)模塊組成，具體結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示。試紙倉(cāng)模塊由試紙匣2、檢測(cè)基座3、頂蓋4、多波長(zhǎng)LED光源5等組成。檢測(cè)時(shí)，把浸好尿液的試紙條（或校準(zhǔn)條）1放入試紙匣，并推入檢測(cè)基座中去；然后開始檢測(cè)，通過自動(dòng)控制固定在頂蓋上的20個(gè)多波長(zhǎng)的LED分時(shí)發(fā)光，照射在對(duì)應(yīng)的試劑塊上；反射光由固定在頂蓋上的孔A等10個(gè)孔內(nèi)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(jié)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(tǒng)和光電檢測(cè)機(jī)構(gòu)有效結(jié)合，能夠快速、方便地檢測(cè)尿液成分，檢測(cè)結(jié)果可以通過LCD觸摸屏、USB和以太網(wǎng)等三種方式輸出。利用嵌入式構(gòu)造出友好的人機(jī)交互界面，用戶易于操作。

項(xiàng)目實(shí)施方案

1.方案基本功能框圖及描述

2.需要的開發(fā)平臺(tái)

實(shí)現(xiàn)本方案所需要的基本功能、功能、接口

所需要的目標(biāo)FPGA開發(fā)平臺(tái)，簡(jiǎn)述為什么需要此平臺(tái)

是否需要其它配套的開發(fā)工具

尿液分析儀系統(tǒng)主要包含了主控、電源及復(fù)位、LCD觸摸屏、LED、光電檢測(cè)模塊、CCD模塊、USB和以太網(wǎng)等8個(gè)功能模塊。采用了CPLD來驅(qū)動(dòng)CCD， USB可用來供電和傳輸數(shù)據(jù)， ADC可以處理CCD采集到的模擬信號(hào)， PWM功能用于驅(qū)動(dòng)LED，還有LCD觸摸屏、以太網(wǎng)等相關(guān)模塊。

3.方案實(shí)施過程中需要開發(fā)的模塊

在本方案中需要研制、開發(fā)的功能主要模塊，以及開發(fā)的方式。

CPLD和CCD模塊

ARM主控模塊

采用先設(shè)計(jì)制作硬件電路板，然后軟件的編寫的方式。

4. 系統(tǒng)最終要達(dá)到的性能指標(biāo)

最終實(shí)現(xiàn)ARM CPLD DSP的平臺(tái)并軟件調(diào)試成功，實(shí)現(xiàn)功能。

需要的其它資源

1.設(shè)計(jì)輸入輸出功能子板

預(yù)設(shè)的功能子板有觸摸屏顯示,數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)傳輸采用以太網(wǎng)和USB接口,能夠方便上傳和下載。

2.測(cè)試設(shè)備

列出在方案實(shí)施過程中所需要的測(cè)試設(shè)備(萬用表、示波器、頻譜儀、邏輯分析儀等)

測(cè)試過程中索需要用到的設(shè)備有萬用表, 示波器等。

3.方針、開發(fā)工具

列出在方案實(shí)施過程中所需要的仿真、開發(fā)工具等。

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