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生化分析系统是一种基于光、机、电一体化的高精度生化分析检测仪器,是生命科学技术研究的支撑平台之一,广泛应用于分子生物学、医学基础研究、疾病基因诊断、临床治疗以及环境检测等领域。对促进当代生命科学的发展有着重要的意义。本课题以基于磁性纳米颗粒的SNP检测技术为基础,参与开发一种快速、高通量且适合临床诊断分析的生化分析检测系统,本文完成了系统框架的设计与描述,并对温度控制模块做了重点论述。
论文工作调研了生化分析系统的组成、生化分析检测技术的发展现状和工作原理。在此基础上,根据检测系统的功能要求和性能要求,提出并设计基于ARM+Linux的总体架构,分析讨论了ARM和Linux的特点与优势。设计采用ARM处理器主要完成对系统各个模块的控制,用Linux系统实现各个模块功能的整合,提供人机界面接口。论文完成了ARM+Linux嵌入式系统的硬件电路与软件实现,硬件电路包括ARM微处理器的最小系统电路、温度采集与控制电路。软件方面,建立交叉编译环境,裁剪内核、移植系统,搭建了针对本应用的基于嵌入式Linux的操作系统,并完成了DS18B20、PWM等模块的驱动程序设计,实现了几种温度控制算法的应用程序,并以QT为工具,建立了人机交互界面。论文还论述了几种温度控制算法,包括模糊控制、PID控制、模糊PID自整定和Fuzzy-PI控制,对这几种算法做了一些分析和比较,并将它们分别应用于本系统的温度控制模块中。最后对课题进行了总结,并提出后续的工作目标和方向。