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实时PCR技术是美国PE公司于1995年研制出的一种新的核酸定量技术,是指在PCR反应体系中加入荧光基团,利用荧光信号积累实时监测整个PCR进程,最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法。随着基因科学及分子生物学的发展,实时PCR技术与生物芯片技术、胎核酸技术、微解剖技术等先进技术的整合,其前景更加广阔,自1996年美国PE公司推出世界第一台商品化的PCR仪以来,国内外公司都致力于完善软件系统。
本文设计开发了一种实时PCR仪的软件系统,既可以在本地又可以通过局域网完成数据采集、温度控制、数据分析、数据实时显示与格式文件存储。软件系统包括USB驱动程序、USB固件程序、系统应用程序、基于C/S的系统应用程序四个部分,其中基于Client/Server(C/S)的系统应用程序由客户端程序和服务器程序组成。
USB驱动程序的设计开发是编写INF文件与Cypress公司提供的标准驱动结合使用。
USB固件程序在uVison环境中采用C语言编写,经过编译后生成.hex固件文件,然后下载到数据采集卡USB芯片中,其中数据采集卡USB接口芯片采用Cypress公司的CY7C68013。
系统应用程序采用C#语言编写,主要实现的功能是从数据采集卡USB接口提取数据,显示在程序界面中并且将数据保存在本地数据文件中。
基于C/S的系统应用程序同样采用C#语言编写,涉及SSL、数字证书、多线程、断点续传以及软件授权保护等技术。客户端能够通过局域网发送命令文件给服务器程序,服务器根据命令文件进行数据采集,同时保存数据并且将数据实时发送给客户端,数据采集完成后将本地数据文件发送给客户端。
在本地模式与远程模式的应用程序设计完成后,本文使用微软提供的混淆工具dotfuscator对其进行代码混淆加密以防止源代码被反编译,最后在局域网中对整个软件系统性能进行了测试,结果表明:USB驱动程序和固件程序都能正常使用,系统的两种模式都能够准确实时地进行数据采集、数据显示与格式文件存储,并且在基于C/S的远程模式中本地服务器能够将数据文件打包后完整地发送给远程的客户端。