一種用于生化免疫檢測設(shè)備的控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于生化免疫檢測設(shè)備的控制系統(tǒng)，包括具有微處理功能的主控制器、運動控制卡和多串口卡；其中所述的主控制器包含演算模塊、優(yōu)化調(diào)度模塊和控制模塊，其中，生化免疫檢測設(shè)備主要由加樣臂、機(jī)械臂、溫育振蕩器、洗板機(jī)和檢測儀五個子功能設(shè)備模塊組成。本發(fā)明通過采用調(diào)度控制策略合理地控制加樣臂、機(jī)械臂、溫育振蕩器、洗板機(jī)和檢測儀這五個子功能設(shè)備模塊的協(xié)調(diào)工作，使檢測設(shè)備的工作效率達(dá)到最大，從而在減小患者的檢測等待時間、避免檢測過程中的主觀因素等方面有較大的實際應(yīng)用價值。
【專利說明】一種用于生化免疫檢測設(shè)備的控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及具有加樣臂、機(jī)械臂、溫育振蕩器、洗板機(jī)和檢測儀五個子功能設(shè)備模 塊的醫(yī)用生化免疫檢測設(shè)備，具體涉及一種用于生化免疫檢測設(shè)備的控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 醫(yī)用生化免疫檢測設(shè)備由加樣臂、機(jī)械臂、溫育振蕩器、洗板機(jī)和檢測儀五個子功 能設(shè)備模塊組成。在醫(yī)院進(jìn)行患者的某項生化指標(biāo)檢測時，將按照檢測工藝流程使用這五 個子功能設(shè)備模塊對患者的血樣進(jìn)行檢測。當(dāng)需要進(jìn)行的檢測樣本較多時，如何合理地控 制加樣臂、機(jī)械臂、溫育振蕩器、洗板機(jī)和檢測儀這五個子功能設(shè)備模塊的協(xié)調(diào)工作，使檢 測設(shè)備的工作效率達(dá)到最大，從而在減小患者的檢測等待時間、避免檢測過程中的主觀因 素等方面將有較大的實際應(yīng)用價值。
[0003]目前已有的生化免疫檢測設(shè)備主要是針對設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)、檢測方式進(jìn)行各種改 進(jìn)，使設(shè)備具有更大的優(yōu)越性。而實際上子功能設(shè)備模塊的合理控制，即通過調(diào)度控制策略 對設(shè)備各子功能模塊進(jìn)行合理地控制，主要控制某種子功能設(shè)備模塊何時對要檢驗的某個 項目的某個工序進(jìn)行工作，可以使各子功能設(shè)備模塊的工作效率發(fā)揮到最大，從而使檢驗 效率達(dá)到最優(yōu)。在該方面的發(fā)明尚未見到報道。
[0004]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明就是鑒于上面所提到的問題而進(jìn)行的，其目的是提供一種控制系統(tǒng)，其能 夠根據(jù)臨床檢驗項目數(shù)、檢驗項目內(nèi)容和項目檢驗工藝流程，自動建立調(diào)度控制策略對儀 器各子功能設(shè)備模塊發(fā)出控制指令，使各子功能設(shè)備模塊能夠在指定的時間進(jìn)行工作，使 子功能設(shè)備模塊的工作效率發(fā)揮到最大，從而提高檢驗效率，具體通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)。
[0006] 一種用于生化免疫檢測設(shè)備的控制系統(tǒng)，其包括具有微處理功能的主控制器、運 動控制卡和多串口卡；其中所述的主控制器包含演算模塊、優(yōu)化調(diào)度模塊和控制模塊，演算 模塊根據(jù)待檢驗項目數(shù)、檢驗項目步驟及檢驗項目步驟對應(yīng)的處理時間算出的每個項目工 序步驟的開始工作時間，從而獲得檢驗過程中的各工序的調(diào)度甘特圖；優(yōu)化調(diào)度模塊用于 生化免疫檢測設(shè)備中各子功能設(shè)備模塊的優(yōu)化調(diào)度；控制模塊根據(jù)各檢驗項目工序的執(zhí)行 狀態(tài)、生化免疫檢測設(shè)備的各子功能設(shè)備模塊的使用狀態(tài)和演算模塊給出的工序開始時間 點以及先后順序進(jìn)行判斷，并通過多串口卡給各子功能設(shè)備模塊發(fā)送控制指令，使各子功 能設(shè)備模塊工作；所述各子功能設(shè)備包括加樣臂、機(jī)械臂、溫育振蕩器、洗板機(jī)和檢測儀。
[0007] 進(jìn)一步的，主控制器根據(jù)臨床檢驗項目數(shù)、檢驗項目內(nèi)容和項目檢驗流程自動計 算出項目每道工序的開始工作時間點；根據(jù)所有檢驗項目的工序開始時間點得到項目工序 甘特圖，所述計算的方法為粒子群算法、模擬退火算法或蟻群算法。
[0008] 進(jìn)一步的，主控制器控制命令需在同時滿足當(dāng)前調(diào)度序列中即將執(zhí)行工序狀態(tài)、 項目當(dāng)前工序的前一工序完成狀態(tài)、即將執(zhí)行工序所使用設(shè)備狀態(tài)都是準(zhǔn)備就緒的情況 下，才能通過PCI接口或串口發(fā)送控制命令給各子功能設(shè)備模塊。
[0009] 進(jìn)一步的，所述的優(yōu)化調(diào)度模塊包括檢驗項目信息輸入子模塊、智能優(yōu)化算法處 理子模塊、調(diào)度方案輸出處理子模塊，檢驗項目信息輸入子模塊是指用戶通過輸入并保存 到數(shù)據(jù)庫中的需要進(jìn)行檢測的項目基本信息與工藝流程；智能優(yōu)化算法處理子模塊主要是 針對需要檢測的項目所采用的智能優(yōu)化調(diào)度算法，智能優(yōu)化調(diào)度算法是粒子群算法、模擬 退火算法或蟻群算法；調(diào)度方案輸出處理子模塊是針對優(yōu)化調(diào)度算法子模塊產(chǎn)生的調(diào)度方 案進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)換為執(zhí)行模塊所能識別的命令數(shù)據(jù)格式。
[0010] 進(jìn)一步的，根據(jù)主控制器的演算模塊所計算出的每個項目每個步驟的開始時間、 完成時間獲得工序調(diào)度甘特圖，根據(jù)此甘特圖和系統(tǒng)對不同子模塊控制實時性的要求不同 可將主控制器的控制通道劃分為兩個獨立線程來完成，其中線程1主要完成對控制實時性 要求較高的運動控制卡的啟動控制；線程2主要完成對控制實時性要求不高的溫育振蕩 器、洗板機(jī)和檢測儀的啟動控制。
[0011] 進(jìn)一步的，主控制器與溫育振蕩器及數(shù)據(jù)采集功能模塊、洗板機(jī)和檢測儀之間的 通信；主控制器與溫育振蕩器及數(shù)據(jù)采集功能模塊、洗板機(jī)、檢測儀功能模塊均采用RS232 串口通信，主控制器與數(shù)據(jù)采集功能模塊之間采用基于事件觸發(fā)的數(shù)據(jù)接收方式，主控制 器與洗板機(jī)、檢測儀功能模塊之間采用輪詢的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)接收。
[0012] 進(jìn)一步的，加樣臂和機(jī)械臂分別在電機(jī)的帶動下可以沿著XYZ軸在三維空間中運 動，加樣臂和機(jī)械臂共用一條X軌道，但分別有獨立的Y軸和Z軸軌道；主控制器可通過運 動控制卡給加樣臂、機(jī)械臂發(fā)送控制命令讓其運動到指定位置；主控制器通過多串口卡和 RS-232通訊線可向溫育振蕩器發(fā)送開關(guān)控制量，分別啟動加熱和振蕩功能；根據(jù)設(shè)定加熱 溫度是否到達(dá)指定溫度來決定加熱開關(guān)的關(guān)閉，及設(shè)定的振蕩時間來決定振蕩器的關(guān)閉； 洗板機(jī)和檢測儀是具有微處理器的子功能設(shè)備模塊，通過多串口卡和RS-232線接收主控 制器發(fā)送的開關(guān)控制量，開始洗板步驟和檢測步驟工序。
[0013] 進(jìn)一步的，運動控制卡具有內(nèi)設(shè)PCI接口，通過PCI接口與主控制器進(jìn)行通信；運 動控制卡通過擴(kuò)充端口連接板分別控制加樣臂與機(jī)械臂在X、Y、Z軸方向上的運動電機(jī)。
[0014] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)方案實現(xiàn)相比的優(yōu)勢： 目前已有的生化免疫檢測設(shè)備主要是針對設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)、檢測方式進(jìn)行各種改進(jìn)， 使設(shè)備具有更大的優(yōu)越性。而實際上針對子功能設(shè)備模塊的合理控制，即通過調(diào)度控制策 略對設(shè)備各子功能模塊進(jìn)行合理地控制，使生化免疫檢測設(shè)備的工作效率達(dá)到最大，從而 在減小患者的檢測等待時間、避免檢測過程中的主觀因素等方面將有較大的實際應(yīng)用價 值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1為生化免疫檢測設(shè)備各功能模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0016] 圖2a為生化免疫檢測設(shè)備各部分結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2b為主控制器與運動控制卡、多串口卡的連接圖。
[0017] 圖3為生化免疫檢測設(shè)備優(yōu)化調(diào)度模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0018] 圖4為生化免疫檢測設(shè)備多線程控制流程圖。
[0019] 圖5為生化免疫檢測設(shè)備控制命令發(fā)送條件結(jié)構(gòu)圖。
[0020] 圖6為主控制器通過串口向各子功能設(shè)備模塊發(fā)送數(shù)據(jù)流程圖。
[0021] 圖7為主控制器通過串口接收各子功能設(shè)備模塊數(shù)據(jù)流程圖。

【具體實施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施作進(jìn)一步說明。
[0023] 本發(fā)明的用于醫(yī)用生化免疫檢驗設(shè)備的調(diào)度控制系統(tǒng)，其包括具有微處理功能的 主控制器13+運動控制卡12+多串口卡14的集散控制的結(jié)構(gòu)。如圖1生化免疫檢測設(shè)備 各功能模塊結(jié)構(gòu)圖所示，主控制器13通過多串口卡14分別與溫育振蕩器10、洗板機(jī)4和 檢測儀5進(jìn)行通信；主控制器13通過運動控制卡12分別控制加樣臂1、機(jī)械臂8的XYZ軸 電機(jī)以及微量注射電機(jī)、抓手臂電機(jī)。主控制器13用于發(fā)出調(diào)度控制命令(其可以是具有 數(shù)據(jù)處理功能的微處理器，包括PC機(jī));各子功能設(shè)備模塊(包括加樣臂1、機(jī)械臂8、溫育振 蕩器10、洗板機(jī)4和檢測儀5)，接收主控制器13的控制命令，并按要求進(jìn)行動作；實現(xiàn)主控 制器13對加樣臂1和機(jī)械臂8進(jìn)行控制的運動控制卡12 ;實現(xiàn)主控制器13和溫育振蕩器 10、洗板機(jī)4和檢測儀5通訊的多串口卡14和RS-232通訊線。主控制器13根據(jù)檢驗項目 數(shù)、檢驗項目內(nèi)容和項目檢驗工藝流程能夠離線地求出各子功能設(shè)備模塊(加樣臂1、機(jī)械 臂8、溫育振蕩器10、洗板機(jī)4和檢測儀5)對某一項目的某道工序進(jìn)行工作的開始時間點。 根據(jù)這些初始的時間點，主控制器13通過多串口卡14給各子功能設(shè)備模塊(加樣臂1、機(jī)械 臂8、溫育振蕩器10、洗板機(jī)4和檢測儀5)發(fā)出相應(yīng)工作指令。當(dāng)加樣臂1、機(jī)械臂8、溫育 振蕩器10、洗板機(jī)4和檢測儀5完成了相應(yīng)工作后通過運動控制卡12的PCI接口或者多 串口卡14發(fā)回執(zhí)行完畢指令給主控制器13。由于開始的時間點是根據(jù)項目情況離散計算 出來的，而實際控制系統(tǒng)運行過程中各工序階段的時間可能會存在偏差，因此，主控制器13 還能夠根據(jù)實際運行過程中的工序時間波動情況更新未進(jìn)行工序的開始時間點。
[0024] 主控制器13包括演算模塊和控制模塊。演算模塊根據(jù)待檢驗項目數(shù)、檢驗項目步 驟及檢驗項目步驟對應(yīng)的處理時間算出的每個項目工序步驟的開始工作時間，從而可獲得 檢驗過程中的各工序的調(diào)度甘特圖。演算模塊一般為具有微處理器的設(shè)備，例如PC機(jī)?？?制模塊根據(jù)各項目工序的執(zhí)行狀態(tài)、各設(shè)備子模塊(加樣臂1、機(jī)械臂8、溫育振蕩器10、洗 板機(jī)4和檢測儀5)的使用狀態(tài)和演算模塊給出的工序開始時間點以及先后順序進(jìn)行判斷， 并通過運動控制卡12的PCI接口或者多串口卡14給各子功能設(shè)備模塊(加樣臂1、機(jī)械臂 8、溫育振蕩器10、洗板機(jī)4和檢測儀5)發(fā)送控制指令，使子功能設(shè)備模塊工作。
[0025] 各子功能設(shè)備模塊包括加樣臂1、機(jī)械臂8、溫育振蕩器10、洗板機(jī)4和檢測儀5。 其中加樣臂1和機(jī)械臂8分別在電機(jī)的帶動下可以沿著XYZ軸在三維空間中運動，兩個設(shè) 備共用一條X軌道，但分別有獨立的Y軸和Z軸軌道。主控制器13可通過運動控制卡12 給加樣臂1、機(jī)械臂8發(fā)送控制命令讓其運動到指定位置。主控制器13通過多串口卡14 和RS-232通訊線可向溫育振蕩器10發(fā)送開關(guān)控制量，可分別啟動加熱和振蕩功能。根據(jù) 設(shè)定加熱溫度是否到達(dá)指定溫度來決定加熱開關(guān)的關(guān)閉，及設(shè)定的振蕩時間來決定振蕩器 的關(guān)閉。洗板機(jī)4和檢測儀5是具有微處理器的子功能設(shè)備模塊，它們通過多串口卡14和 RS-232線可接收主控制器13發(fā)送的開關(guān)控制量，開始洗板步驟和檢測步驟工序。
[0026] 運動控制卡12具有內(nèi)設(shè)PCI接口，通過PCI接口與主控制器13進(jìn)行通信。如圖 2a生化免疫檢測設(shè)備各部分結(jié)構(gòu)示意圖所示，運動控制卡12通過擴(kuò)充端口連接板11可分 別控制第一電機(jī)201、第二電機(jī)202、第三電機(jī)203、第四電機(jī)204、第五電機(jī)205和第六電機(jī) 206工作。第一電機(jī)201安裝于X軸運動軌道上，用于帶動加樣臂1在X軸方向上的運動； 第二電機(jī)202安裝于加樣臂1的Y軸軌道上，用于帶動加樣臂1在Y軸上的運動；第三電機(jī) 203安裝于加樣臂1的Z軸軌道上，用于帶動加樣臂1裝置在Z軸上的運動；第四電機(jī)204 安裝于相對于第一電機(jī)201的X軸運動軌道的另一端，用于帶動機(jī)械臂8在X軸上的運動； 第五電機(jī)205安裝在機(jī)械臂8的Y軸軌道上，用于帶動機(jī)械臂8在Y軸上的運動；第六電機(jī) 206安裝于機(jī)械臂8的Z軸軌道上，用于帶動機(jī)械臂8的抓手6在Z軸上的運動。
[0027] 主控制器13可通過多串口卡14按照演算模塊計算出的工作時間點來控制溫育振 蕩器10、洗板機(jī)4和檢測儀5工作。如圖2b，每個子功能設(shè)備模塊在做完相應(yīng)工作后通過 多串口卡14和RS-232通訊線發(fā)送工作完成信號給主控制器13。其中洗板機(jī)4通過多串口 卡14的第一串口 141與主控制器13進(jìn)行通信；檢測儀5通過多串口卡14的第二串口 142 與主控制器13進(jìn)行通信；溫育振蕩器10多串口卡14的第三串口 143與主控制器13進(jìn)行 通信。
[0028] 主控制器13是具有計算能力的微處理器，它根據(jù)臨床檢驗項目數(shù)、檢驗項目內(nèi)容 和項目檢驗流程自動計算出項目每道工序的開始工作時間點。根據(jù)所有項目的工序開始時 間點可以得到項目工序甘特圖，可用的計算方法為PS0算法、GA算法、AC0算法等。該主控 制器13還帶有串口和PCI接口，可以和運動控制卡12通過PCI接口進(jìn)行通訊，和多串口卡 14通過主控制器13的串口進(jìn)行通訊。
[0029] 主控制器13的控制命令需在同時滿足當(dāng)前調(diào)度序列中即將執(zhí)行工序狀態(tài)、項目 當(dāng)前工序的前一工序完成狀態(tài)、即將執(zhí)行工序所使用設(shè)備狀態(tài)都是準(zhǔn)備就緒的情況下，才 能通過PCI接口或串口發(fā)送控制命令給加樣臂1、機(jī)械臂8、溫育振蕩器10、洗板機(jī)4和檢測 儀5。
[0030] 可根據(jù)主控制器13的演算模塊所計算出的每個項目每個步驟的開始時間、完成 時間獲得工序調(diào)度甘特圖，根據(jù)此甘特圖和系統(tǒng)對不同子模塊控制實時性的要求不同可將 主控制器13的控制通道劃分為兩個獨立線程來完成，如圖4生化免疫檢測設(shè)備多線程控制 流程圖所示。線程1主要完成對控制實時性要求較高的運動控制卡的啟動控制。線程2主 要完成對控制實時性要求不高的溫育振蕩器、洗板機(jī)和檢測儀的啟動控制。線程1和線程2 在整個設(shè)備運行時啟動，直到整個檢測過程完成才結(jié)束。分成兩個線程進(jìn)行控制有利于提 高CPU的工作效率，同時易于實現(xiàn)。
[0031] 主控制器13的控制信息通道的線程1和線程2何時發(fā)出控制命令，由多方面因 素決定，如圖5生化免疫檢測設(shè)備控制命令發(fā)送條件結(jié)構(gòu)圖所示。由于運動控制卡控制的 機(jī)械臂XYZ三軸運動與加樣臂XYZ三軸運動是共用X軸的，因此線程1的控制指令必須在 確保上一步發(fā)出的控制命令所對應(yīng)的運動機(jī)構(gòu)執(zhí)行完畢后，才可再次通過PCI接口發(fā)出下 一個控制命令。同時該線程1還需滿足由主控制器13的演算模塊所獲得的項目工序狀態(tài)、 項目上一步工序步驟的完成狀態(tài)和當(dāng)前工序需用子功能設(shè)備模塊的使用狀態(tài)決定，當(dāng)這些 狀態(tài)均為on時，線程1發(fā)送包含運動目標(biāo)位置的X，y，z坐標(biāo)、控制通道號(若加樣頭有多個 時)、控制參數(shù)(吸液或者注液量);線程2的控制命令發(fā)送由主控制器13的演算模塊所獲得 的項目工序狀態(tài)、項目上一步工序步驟的完成狀態(tài)和當(dāng)前工序需要子功能設(shè)備的使用狀態(tài) 共同決定，當(dāng)這些狀態(tài)均為on時，線程2發(fā)送子功能設(shè)備模塊啟動控制命令及子功能設(shè)備 模塊工作參數(shù)給溫育振蕩器10、洗板機(jī)4或檢測儀5。此時，三類子功能模塊設(shè)備可同時并 行工作。線程2發(fā)送給溫育振蕩器10的工作參數(shù)包括振蕩時間、振蕩等級和溫育溫度，線 程2發(fā)送給洗板機(jī)4的工作參數(shù)包括洗板次數(shù)、微孔板類型、振蕩次數(shù)、洗板模式、需要洗板 的排數(shù)，線程2發(fā)送給檢測儀5的工作參數(shù)包括檢測項目類型（4字節(jié)的十六進(jìn)制的數(shù)）、需 檢測的開始微孔號和結(jié)束微孔號（1-96,十六機(jī)制的數(shù)表示）、檢測方法。
[0032] 線程1與線程2之間的通信，由于線程1與線程2是在同一進(jìn)程下的兩個線程之 間的共享數(shù)據(jù)，所以使用關(guān)鍵字volatile修飾的全局變量來實現(xiàn)兩個線程之間的通信。
[0033] 為了保證線程1與線程2之間通信正常，采用互斥對象技術(shù)來實現(xiàn)線程間的同步 運行，互斥對象屬于系統(tǒng)內(nèi)核對象，擁有互斥對象的線程可以獨占某個系統(tǒng)資源，其他線程 無法訪問這個系統(tǒng)資源，這樣可以避免多個線程同時訪問同一全局變量的情況。
[0034] 優(yōu)化調(diào)度模塊，該模塊主要包含檢驗項目信息輸入子模塊、智能優(yōu)化算法處理子 模塊、調(diào)度方案輸出處理子模塊，通過對這三個部分的接口進(jìn)行設(shè)計，從而實現(xiàn)一個用于生 化免疫檢測設(shè)備的優(yōu)化調(diào)度模塊。檢驗項目信息輸入子模塊是指用戶通過軟件界面輸入并 保存到數(shù)據(jù)庫中的需要進(jìn)行檢測的項目基本信息與工藝流程；智能優(yōu)化算法處理子模塊主 要是針對需要檢測的項目所采用的智能優(yōu)化調(diào)度算法，可以是PS0算法、GA算法、AC0算法 等。調(diào)度方案輸出處理子模塊是針對優(yōu)化調(diào)度算法子模塊產(chǎn)生的調(diào)度方案進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)換 為執(zhí)行模塊所能識別的命令數(shù)據(jù)格式。
[0035] 主控制器13與、溫育振蕩器10及數(shù)據(jù)采集功能模塊、洗板機(jī)4和檢測儀5之間的 通信。主控制器13與溫育振蕩器10及數(shù)據(jù)采集功能模塊、洗板機(jī)4、檢測儀5功能模塊均 采用RS232串口通信，但具體的通信方式有所區(qū)別。數(shù)據(jù)采集功能模塊對于通信的實時性 要求比較高，所以主控制器13與數(shù)據(jù)采集功能模塊之間采用基于事件觸發(fā)的數(shù)據(jù)接收方 式，主控制器13與洗板機(jī)4、檢測儀5功能模塊之間對于通信的實時性要求并不太高，所以 采用輪詢的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)接收。主控制器13通過多串口卡14向溫育振蕩器10、洗板機(jī)4 和檢測儀5的數(shù)據(jù)發(fā)送流程，如圖6主控制器通過串口向各子功能設(shè)備模塊發(fā)送數(shù)據(jù)流程 圖所示，首先由主控器13向多串口卡14發(fā)送"點名"命令，然后判斷被點到的串口接收緩 沖區(qū)是否接收到下位機(jī)返回的應(yīng)答數(shù)據(jù)，若接收到應(yīng)答數(shù)據(jù)，則主控制器13通過多串口卡 14開始向下位機(jī)發(fā)送控制數(shù)據(jù)信息，從而控制該子功能設(shè)備模塊的運行；若超時三次均未 接收到應(yīng)答信息，則報警并記錄異常信息。
[0036] 主控制器13通過多串口卡14接收溫育振蕩器10、洗板機(jī)4和檢測儀5的數(shù)據(jù)的 接收流程，如圖7主控制器通過串口接收各子功能設(shè)備模塊數(shù)據(jù)流程圖所示。主控制器13 與數(shù)據(jù)采集功能模塊之間采用基于事件觸發(fā)的數(shù)據(jù)接收方式，當(dāng)數(shù)據(jù)采集功能模塊的串口 緩沖區(qū)接收到數(shù)據(jù)時，則立即觸發(fā)該串口的數(shù)據(jù)接收程序并開始讀取該串口的緩沖區(qū)，緩 沖區(qū)數(shù)據(jù)全部接收完畢后，根據(jù)通信協(xié)議完成對接收數(shù)據(jù)的解析；主控制器13與洗板機(jī)4、 檢測儀5功能模塊之間采用的輪詢方式進(jìn)行數(shù)據(jù)接收，即根據(jù)是否達(dá)到串口輪詢周期來判 斷，若達(dá)到該串口的輪詢周期，則讀取該指定串口的緩沖區(qū)數(shù)據(jù)，完成指定串口緩沖區(qū)的數(shù) 據(jù)讀取后，同樣按照相關(guān)的通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)解析。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于生化免疫檢測設(shè)備的控制系統(tǒng)，其特征在于包括具有微處理功能的主控 制器、運動控制卡和多串口卡；其中所述的主控制器包含演算模塊、優(yōu)化調(diào)度模塊和控制模 塊，演算模塊根據(jù)待檢驗項目數(shù)、檢驗項目步驟及檢驗項目步驟對應(yīng)的處理時間算出的每 個項目工序步驟的開始工作時間，從而獲得檢驗過程中的各工序的調(diào)度甘特圖；優(yōu)化調(diào)度 模塊用于生化免疫檢測設(shè)備中各子功能設(shè)備模塊的優(yōu)化調(diào)度；控制模塊根據(jù)各檢驗項目工 序的執(zhí)行狀態(tài)、生化免疫檢測設(shè)備的各子功能設(shè)備模塊的使用狀態(tài)和演算模塊給出的工序 開始時間點以及先后順序進(jìn)行判斷，并通過多串口卡給各子功能設(shè)備模塊發(fā)送控制指令， 使各子功能設(shè)備模塊工作；所述各設(shè)備子模塊包括加樣臂、機(jī)械臂、溫育振蕩器、洗板機(jī)和 檢測儀。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于醫(yī)用生化免疫檢驗設(shè)備的調(diào)度控制系統(tǒng)，其特征在于主 控制器根據(jù)臨床檢驗項目數(shù)、檢驗項目內(nèi)容和項目檢驗流程自動計算出項目每道工序的開 始工作時間點；根據(jù)所有檢驗項目的工序開始時間點得到項目工序甘特圖，所述計算的方 法為粒子群算法、模擬退火算法或蟻群算法。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于醫(yī)用生化免疫檢驗設(shè)備的調(diào)度控制系統(tǒng)，其特征在于主 控制器控制命令需在同時滿足當(dāng)前調(diào)度序列中即將執(zhí)行工序狀態(tài)、項目當(dāng)前工序的前一工 序完成狀態(tài)、即將執(zhí)行工序所使用設(shè)備狀態(tài)都是準(zhǔn)備就緒的情況下，才能通過PCI接口或 串口發(fā)送控制命令給各子功能設(shè)備模塊。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于醫(yī)用生化免疫檢驗設(shè)備的調(diào)度控制系統(tǒng)，其特征在于所 述的優(yōu)化調(diào)度模塊包括檢驗項目信息輸入子模塊、智能優(yōu)化算法處理子模塊、調(diào)度方案輸 出處理子模塊，檢驗項目信息輸入子模塊是指用戶通過輸入并保存到數(shù)據(jù)庫中的需要進(jìn)行 檢測的項目基本信息與工藝流程；智能優(yōu)化算法處理子模塊主要是針對需要檢測的項目所 采用的智能優(yōu)化調(diào)度算法，智能優(yōu)化調(diào)度算法是粒子群算法、模擬退火算法或蟻群算法；調(diào) 度方案輸出處理子模塊是針對優(yōu)化調(diào)度算法子模塊產(chǎn)生的調(diào)度方案進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)換為執(zhí) 行模塊所能識別的命令數(shù)據(jù)格式。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于醫(yī)用生化免疫檢驗設(shè)備的調(diào)度控制系統(tǒng)，其特征在于根 據(jù)主控制器的演算模塊所計算出的每個項目每個步驟的開始時間、完成時間獲得工序調(diào)度 甘特圖，根據(jù)此甘特圖和系統(tǒng)對不同子模塊控制實時性的要求不同可將主控制器的控制通 道劃分為兩個獨立線程來完成，其中線程1主要完成對控制實時性要求較高的運動控制卡 的啟動控制；線程2主要完成對控制實時性要求不高的溫育振蕩器、洗板機(jī)和檢測儀的啟 動控制。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于醫(yī)用生化免疫檢驗設(shè)備的調(diào)度控制系統(tǒng)，其特征在于主 控制器與溫育振蕩器及數(shù)據(jù)采集功能模塊、洗板機(jī)和檢測儀之間的通信；主控制器與溫育 振蕩器及數(shù)據(jù)采集功能模塊、洗板機(jī)、檢測儀功能模塊均采用RS232串口通信，主控制器與 數(shù)據(jù)采集功能模塊之間采用基于事件觸發(fā)的數(shù)據(jù)接收方式，主控制器與洗板機(jī)、檢測儀功 能模塊之間采用輪詢的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)接收。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于醫(yī)用生化免疫檢驗設(shè)備的調(diào)度控制系統(tǒng)，其特征在于 加樣臂和機(jī)械臂分別在電機(jī)的帶動下可以沿著XYZ軸在三維空間中運動，加樣臂和機(jī)械臂 共用一條X軌道，但分別有獨立的Y軸和Z軸軌道；主控制器可通過運動控制卡給加樣臂、 機(jī)械臂發(fā)送控制命令讓其運動到指定位置；主控制器通過多串口卡和RS-232通訊線可向 溫育振蕩器發(fā)送開關(guān)控制量，分別啟動加熱和振蕩功能；根據(jù)設(shè)定加熱溫度是否到達(dá)指定 溫度來決定加熱開關(guān)的關(guān)閉，及設(shè)定的振蕩時間來決定振蕩器的關(guān)閉；洗板機(jī)和檢測儀是 具有微處理器的子功能設(shè)備模塊，通過多串口卡和RS-232線接收主控制器發(fā)送的開關(guān)控 制量，開始洗板步驟和檢測步驟工序。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于醫(yī)用生化免疫檢驗設(shè)備的調(diào)度控制系統(tǒng)，其特征在于運 動控制卡具有內(nèi)設(shè)PCI接口，通過PCI接口與主控制器進(jìn)行通信；運動控制卡通過擴(kuò)充端口 連接板分別控制加樣臂與機(jī)械臂在X、Y、Z軸方向上的運動電機(jī)。
【文檔編號】B25J9/18GK104090533SQ201410251228
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】張梅, 袁鵬, 胡善德, 林志波, 胡躍明 申請人:華南理工大學(xué)