一种用于生化免疫检测设备的控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于生化免疫检测设备的控制系统，包括具有微处理功能的主控制器、运动控制卡和多串口卡；其中所述的主控制器包含演算模块、优化调度模块和控制模块，其中，生化免疫检测设备主要由加样臂、机械臂、温育振荡器、洗板机和检测仪五个子功能设备模块组成。本发明专利技术通过采用调度控制策略合理地控制加样臂、机械臂、温育振荡器、洗板机和检测仪这五个子功能设备模块的协调工作，使检测设备的工作效率达到最大，从而在减小患者的检测等待时间、避免检测过程中的主观因素等方面有较大的实际应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种用于生化免疫检测设备的控制系统
本专利技术涉及具有加样臂、机械臂、温育振荡器、洗板机和检测仪五个子功能设备模 块的医用生化免疫检测设备，具体涉及一种用于生化免疫检测设备的控制系统。
技术介绍
医用生化免疫检测设备由加样臂、机械臂、温育振荡器、洗板机和检测仪五个子功 能设备模块组成。在医院进行患者的某项生化指标检测时，将按照检测工艺流程使用这五 个子功能设备模块对患者的血样进行检测。当需要进行的检测样本较多时，如何合理地控 制加样臂、机械臂、温育振荡器、洗板机和检测仪这五个子功能设备模块的协调工作，使检 测设备的工作效率达到最大，从而在减小患者的检测等待时间、避免检测过程中的主观因 素等方面将有较大的实际应用价值。 目前已有的生化免疫检测设备主要是针对设备的机械结构、检测方式进行各种改 进，使设备具有更大的优越性。而实际上子功能设备模块的合理控制，即通过调度控制策略 对设备各子功能模块进行合理地控制，主要控制某种子功能设备模块何时对要检验的某个 项目的某个工序进行工作，可以使各子功能设备模块的工作效率发挥到最大，从而使检验 效率达到最优。在该方面的专利技术尚未见到报道。
技术实现思路
本专利技术就是鉴于上面所提到的问题而进行的，其目的是提供一种控制系统，其能 够根据临床检验项目数、检验项目内容和项目检验工艺流程，自动建立调度控制策略对仪 器各子功能设备模块发出控制指令，使各子功能设备模块能够在指定的时间进行工作，使 子功能设备模块的工作效率发挥到最大，从而提高检验效率，具体通过如下技术方案实现。 一种用于生化免疫检测设备的控制系统，其包括具有微处理功能的主控制器、运 动控制卡和多串口卡；其中所述的主控制器包含演算模块、优化调度模块和控制模块，演算 模块根据待检验项目数、检验项目步骤及检验项目步骤对应的处理时间算出的每个项目工 序步骤的开始工作时间，从而获得检验过程中的各工序的调度甘特图；优化调度模块用于 生化免疫检测设备中各子功能设备模块的优化调度；控制模块根据各检验项目工序的执行 状态、生化免疫检测设备的各子功能设备模块的使用状态和演算模块给出的工序开始时间 点以及先后顺序进行判断，并通过多串口卡给各子功能设备模块发送控制指令，使各子功 能设备模块工作；所述各子功能设备包括加样臂、机械臂、温育振荡器、洗板机和检测仪。 进一步的，主控制器根据临床检验项目数、检验项目内容和项目检验流程自动计 算出项目每道工序的开始工作时间点；根据所有检验项目的工序开始时间点得到项目工序 甘特图，所述计算的方法为粒子群算法、模拟退火算法或蚁群算法。 进一步的，主控制器控制命令需在同时满足当前调度序列中即将执行工序状态、 项目当前工序的前一工序完成状态、即将执行工序所使用设备状态都是准备就绪的情况 下，才能通过PCI接口或串口发送控制命令给各子功能设备模块。 进一步的，所述的优化调度模块包括检验项目信息输入子模块、智能优化算法处 理子模块、调度方案输出处理子模块，检验项目信息输入子模块是指用户通过输入并保存 到数据库中的需要进行检测的项目基本信息与工艺流程；智能优化算法处理子模块主要是 针对需要检测的项目所采用的智能优化调度算法，智能优化调度算法是粒子群算法、模拟 退火算法或蚁群算法；调度方案输出处理子模块是针对优化调度算法子模块产生的调度方 案进行处理并转换为执行模块所能识别的命令数据格式。 进一步的，根据主控制器的演算模块所计算出的每个项目每个步骤的开始时间、 完成时间获得工序调度甘特图，根据此甘特图和系统对不同子模块控制实时性的要求不同 可将主控制器的控制通道划分为两个独立线程来完成，其中线程1主要完成对控制实时性 要求较高的运动控制卡的启动控制；线程2主要完成对控制实时性要求不高的温育振荡 器、洗板机和检测仪的启动控制。 进一步的，主控制器与温育振荡器及数据采集功能模块、洗板机和检测仪之间的 通信；主控制器与温育振荡器及数据采集功能模块、洗板机、检测仪功能模块均采用RS232 串口通信，主控制器与数据采集功能模块之间采用基于事件触发的数据接收方式，主控制 器与洗板机、检测仪功能模块之间采用轮询的方式进行数据接收。 进一步的，加样臂和机械臂分别在电机的带动下可以沿着XYZ轴在三维空间中运 动，加样臂和机械臂共用一条X轨道，但分别有独立的Y轴和Z轴轨道；主控制器可通过运 动控制卡给加样臂、机械臂发送控制命令让其运动到指定位置；主控制器通过多串口卡和 RS-232通讯线可向温育振荡器发送开关控制量，分别启动加热和振荡功能；根据设定加热 温度是否到达指定温度来决定加热开关的关闭，及设定的振荡时间来决定振荡器的关闭； 洗板机和检测仪是具有微处理器的子功能设备模块，通过多串口卡和RS-232线接收主控 制器发送的开关控制量，开始洗板步骤和检测步骤工序。 进一步的，运动控制卡具有内设PCI接口，通过PCI接口与主控制器进行通信；运 动控制卡通过扩充端口连接板分别控制加样臂与机械臂在X、Y、Z轴方向上的运动电机。 本专利技术与现有技术方案实现相比的优势： 目前已有的生化免疫检测设备主要是针对设备的机械结构、检测方式进行各种改进， 使设备具有更大的优越性。而实际上针对子功能设备模块的合理控制，即通过调度控制策 略对设备各子功能模块进行合理地控制，使生化免疫检测设备的工作效率达到最大，从而 在减小患者的检测等待时间、避免检测过程中的主观因素等方面将有较大的实际应用价 值。 【附图说明】 图1为生化免疫检测设备各功能模块结构图。 图2a为生化免疫检测设备各部分结构示意图； 图2b为主控制器与运动控制卡、多串口卡的连接图。 图3为生化免疫检测设备优化调度模块结构图。 图4为生化免疫检测设备多线程控制流程图。 图5为生化免疫检测设备控制命令发送条件结构图。 图6为主控制器通过串口向各子功能设备模块发送数据流程图。 图7为主控制器通过串口接收各子功能设备模块数据流程图。 【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术的实施作进一步说明。 本专利技术的用于医用生化免疫检验设备的调度控制系统，其包括具有微处理功能的 主控制器13+运动控制卡12+多串口卡14的集散控制的结构。如图1生化免疫检测设备 各功能模块结构图所示，主控制器13通过多串口卡14分别与温育振荡器10、洗板机4和 检测仪5进行通信；主控制器13通过运动控制卡12分别控制加样臂1、机械臂8的XYZ轴 电机以及微量注射电机、抓手臂电机。主控制器13用于发出调度控制命令(其可以是具有 数据处理功能的微处理器，包括PC机);各子功能设备模块(包括加样臂1、机械臂8、温育振 荡器10、洗板机4和检测仪5)，接收主控制器13的控制命令，并按要求进行动作；实现主控 制器13对加样臂1和机械臂8进行控制的运动控制卡12 ;实现主控制器13和温育振荡器 10、洗板机4和检测仪5通讯的多串口卡14和RS-232通讯线。主控制器13根据检验项目 数、检验项目内容和项目检验工艺流程能够离线地求出各子功能设备模块(加样臂1、机械 臂8、温育振荡器10、洗板机4和检测仪5)对某一项目的某道工序进行工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生化免疫检测设备的控制系统，其特征在于包括具有微处理功能的主控制器、运动控制卡和多串口卡；其中所述的主控制器包含演算模块、优化调度模块和控制模块，演算模块根据待检验项目数、检验项目步骤及检验项目步骤对应的处理时间算出的每个项目工序步骤的开始工作时间，从而获得检验过程中的各工序的调度甘特图；优化调度模块用于生化免疫检测设备中各子功能设备模块的优化调度；控制模块根据各检验项目工序的执行状态、生化免疫检测设备的各子功能设备模块的使用状态和演算模块给出的工序开始时间点以及先后顺序进行判断，并通过多串口卡给各子功能设备模块发送控制指令，使各子功能设备模块工作；所述各设备子模块包括加样臂、机械臂、温育振荡器、洗板机和检测仪。

【技术特征摘要】
1. 一种用于生化免疫检测设备的控制系统，其特征在于包括具有微处理功能的主控 制器、运动控制卡和多串口卡；其中所述的主控制器包含演算模块、优化调度模块和控制模 块，演算模块根据待检验项目数、检验项目步骤及检验项目步骤对应的处理时间算出的每 个项目工序步骤的开始工作时间，从而获得检验过程中的各工序的调度甘特图；优化调度 模块用于生化免疫检测设备中各子功能设备模块的优化调度；控制模块根据各检验项目工 序的执行状态、生化免疫检测设备的各子功能设备模块的使用状态和演算模块给出的工序 开始时间点以及先后顺序进行判断，并通过多串口卡给各子功能设备模块发送控制指令， 使各子功能设备模块工作；所述各设备子模块包括加样臂、机械臂、温育振荡器、洗板机和 检测仪。2. 根据权利要求1所述的用于医用生化免疫检验设备的调度控制系统，其特征在于主 控制器根据临床检验项目数、检验项目内容和项目检验流程自动计算出项目每道工序的开 始工作时间点；根据所有检验项目的工序开始时间点得到项目工序甘特图，所述计算的方 法为粒子群算法、模拟退火算法或蚁群算法。3. 根据权利要求1所述的用于医用生化免疫检验设备的调度控制系统，其特征在于主 控制器控制命令需在同时满足当前调度序列中即将执行工序状态、项目当前工序的前一工 序完成状态、即将执行工序所使用设备状态都是准备就绪的情况下，才能通过PCI接口或 串口发送控制命令给各子功能设备模块。4. 根据权利要求1所述的用于医用生化免疫检验设备的调度控制系统，其特征在于所 述的优化调度模块包括检验项目信息输入子模块、智能优化算法处理子模块、调度方案输 出处理子模块，检验项目信息输入子模块是指用户通过输入并保存到数据库中的需要进行 检测的项目基本信息与工艺流程；智能优化算法处理子模块主要是针对需要检测的项目所 采用的智能优化调度算法，智能优化调度算法是粒子群算法、模拟退火算法或蚁群算法；调 度方案输出处理子模块是针对优化调度算法子模块产生...

【专利技术属性】
技术研发人员：张梅，袁鹏，胡善德，林志波，胡跃明，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44