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一种基于主多从的血气分析仪处理控制系统   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2013-12-12
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2014-04-23
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2015-09-16
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2033-12-12
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201310680360.6 申请日 2013-12-12
公开/公告号 CN103675246B 公开/公告日 2015-09-16
授权日 2015-09-16 预估到期日 2033-12-12
申请年 2013年 公开/公告年 2015年
缴费截止日
分类号 G01N33/48 主分类号 G01N33/48
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 4
权利要求数量 5 非专利引证数量 3
引用专利数量 2 被引证专利数量 0
非专利引证 1、王振涛.检验设备的负压故障维修2例.《医疗设备信息》.2002,(第4期),53.; 2、徐国良.ABL5全自动血气分析仪结构原理和维护.《医疗装备》.2009,第22卷(第4期),78-79.; 3、严锡君等.DH-1332血气分析仪的设计与实现.《微型电脑应用》.2003,第19卷(第7期),35-36,42.;
引用专利 EP0246451B1、US2008/0030317A1 被引证专利
专利权维持 4 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 河海大学 当前专利权人 河海大学
发明人 严锡君、赵光辰、严妍、郁麟玉、卜旸、孙桐、王玲玲、孟祥薇 第一发明人 严锡君
地址 江苏省南京市鼓楼区西康路1号 邮编
申请人数量 1 发明人数量 8
申请人所在省 江苏省 申请人所在市 江苏省南京市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
南京经纬专利商标代理有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
许方
摘要
本发明公开了一种基于主多从的血气分析仪处理控制系统,包含主板以及分别与之连接的进样针控制板、转盘控制板、抽吸泵控制板、打印控制板、键盘控制板和信号调理与转换板,信号调理与转换板与样品箱上的信号采集电极的输出端相连,信号调理与转换板接收信号采集电极的输出信号,并将该信号处理和转换后送给主板,主板根据接收到的信号计算出PO2值。本发明根据系统中各个具体子任务,选用不同性能的微控制器作为从机管理各个部件,再选用一个高性能的微控制器作为主机,管理多个从机,构成主多从系统,发挥了微控制器的性能,提高了仪器的性能和灵活性,降低了成本。
  • 摘要附图
    一种基于主多从的血气分析仪处理控制系统
  • 说明书附图:图1
    一种基于主多从的血气分析仪处理控制系统
  • 说明书附图:图2
    一种基于主多从的血气分析仪处理控制系统
  • 说明书附图:图3
    一种基于主多从的血气分析仪处理控制系统
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2015-09-16 授权
2 2014-04-23 实质审查的生效 IPC(主分类): G01N 33/48 专利申请号: 201310680360.6 申请日: 2013.12.12
3 2014-03-26 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种基于主多从的血气分析仪处理控制系统,其特征在于:包含主板以及分别与之连接的进样针控制板、转盘控制板、抽吸泵控制板、打印控制板、键盘控制板和信号调理与转换板;所述信号调理与转换板包含4路放大倍数互不相同的放大电路和一个多通道A/D转换器,所述4路放大电路的输入端分别连接样品箱上的信号采集电极的输出端,4路放大电路的输出端分别连接多通道A/D转换器的四个输入端,对应的多通道A/D转换器的四个输出端分别连接主板,主板分别计算出四个通道的PO2值的斜率,然后计算出平均斜率,并根据平均斜率计算出PO2值;所述PO2值的具体计算步骤如下:
(1)分别采集四个通道的毫伏值作为四个通道的一点校正值a31、a32、a34、a38;
(2)按照下式分别计算四个通道的二点校正值b31、b32、b34、b38:
其中,M31 、M32 、M34 、M38分别为四个通道的斜率,其初始值均为60;
PO2Ⅱ为PO2二点校正标准液的氧气含量,初始值设为0;
(3) 根据一点校正值和二点校正值计算各通道的斜率M31 、M32 、M34 、M38以及平均斜率:


(4)根据平均斜率 和a34、a38值的范围,计算PO2:
其中,PO2Ⅰ为PO2一点校正标准液的氧气含量,其初始值为20。

2.根据权利要求1 所述的一种基于主多从的血气分析仪处理控制系统,其特征在于:
2
所述样针控制板、转盘控制板和抽吸泵控制板通过IC接口与主板连接,打印控制板通过SPI接口与主板连接,键盘控制板和信号调理与转换板通过I/O口与主板连接,且键盘控制板的一个I/O口与主板的外部中断输入引脚连接。

3.根据权利要求1 所述的一种基于主多从的血气分析仪处理控制系统,其特征在于:
所述4路放大电路的放大倍数分别为1、2、4、8。

4.根据权利要求1 所述的一种基于主多从的血气分析仪处理控制系统,其特征在于:
键盘控制板从键盘处获得有效按键后将键值送给主板,主板采用修改返回地址的中断处理方法处理功能键,实现功能键的转移,完成状态的切换。

5.根据权利要求1 所述的一种基于主多从的血气分析仪处理控制系统,其特征在于:
所述主板采用C8051F360微控制器,样针控制板、转盘控制板、抽吸泵控制板和打印控制板分别采用4个C8051F912微控制器、键盘控制板采用C8051F012微控制器。
说明书

技术领域

[0001] 本发明属于电子测控领域,特别涉及了一种基于主多从的血气分析仪处理控制系统。

背景技术

[0002] 血气分析仪是用于血液检测的医学设备,不仅能检测出病人血液中的氧气、二氧化碳等气体的含量和血液酸碱度及相关指标的变化,还能快速反映血液中钾、钠、钙的含量,为危重病人抢救中快速、准确的检测提供了有利的保障。
[0003] 随着计算机技术的发展,计算机技术在血气分析领域得到了广泛的应用,使现代血气分析仪具有超级的数据处理、维护、贮存和专家诊断功能,血气分析仪正朝着便携式、免维护、易操作的方向发展。
[0004] 目前,普遍采用PC104等微型计算机设计血气分析仪,这样的仪器能够充分利用计算机的性能,但存在操作不灵活、成本高、可靠性差的缺陷;也有采用89C51、MSP430等微控制器来设计,由于采用单一微控制器的单机系统,虽然可以大大降低成本、提高了操作的灵活性,但存在系统性能降低的缺陷。

发明内容

[0005] 为了解决上述背景技术存在的技术问题,本发明旨在提出一种基于主多从的血气分析仪处理控制系统,从而解决现有血气分析仪性能、灵活性和成本不能兼顾的问题。
[0006] 为了实现上述的技术目的,本发明的技术方案是:
[0007] 一种基于主多从的血气分析仪处理控制系统,包含主板以及分别与之连接的进样针控制板、转盘控制板、抽吸泵控制板、打印控制板、键盘控制板和信号调理与转换板,所述信号调理与转换板与样品箱上的信号采集电极的输出端相连,信号调理与转换板接收信号采集电极的输出信号,并将该信号处理和转换后送给主板,主板根据接收到的信号计算出PO2值。
[0008] 其中,上述进样针控制板、转盘控制板和抽吸泵控制板通过I2C接口与主板连接,打印控制板通过SPI接口与主板连接,键盘控制板和信号调理与转换板通过I/O口与主板连接,且键盘控制板的一个I/O口与主板的外部中断输入引脚连接。
[0009] 其中,上述信号调理与转换板还包含4路放大倍数分别为1、2、4、8的放大电路和一个多通道A/D转换器,所述4路放大电路的输入端连接样品箱输出信号,4路放大电路的输出端分别连接多通道A/D转换器的四个输入端,对应的多通道A/D转换器的四个输出端连接主板;主板分别计算出四个通道的PO2值的斜率,然后计算出平均斜率,再根据平均斜率计算出PO2值。
[0010] 其中,键盘控制板从键盘处获得有效按键后将键值送给主板,主板采用修改返回地址的特殊中断处理方法处理功能键,实现复杂功能键的转移,完成状态的切换。
[0011] 其中,主板采用C8051F360微控制器,样针控制板、转盘控制板、抽吸泵控制板和打印控制板分别采用4个C8051F912微控制器、键盘控制板采用C8051F012微控制器。
[0012] 采用上述技术方案带来的有益效果是:
[0013] (1)本发明采用的主多从结构,将一个复杂的任务分成若干个相对简单的子任务并行处理,提高了系统的灵活性和实时性;
[0014] (2)本发明采用多个放大器对PO2电极输出的毫伏信号进行放大,根据具体情况选用不同的量计算其值,提高了测量精度;
[0015] (3)本发明采用修改返回地址的特殊中断处理方法,实现复杂功能键的转移,完成状态的切换,提高了系统操作的容错性和灵活性。

实施方案

[0019] 以下将结合附图,对本发明的技术方案进行详细说明。
[0020] 如图1所示的本发明的结构框图,包含主板以及分别与之连接的进样针控制板、转盘控制板、抽吸泵控制板、打印控制板、键盘控制板和信号调理与转换板,所述信号调理与转换板与样品箱上的信号采集电极的输出端相连,信号调理与转换板接收信号采集电极的输出信号,并将该信号处理和转换后送给主板,主板根据接收到的信号计算出PO2值。
[0021] 在本实施例中,由于打印控制、进样针控制、转盘控制、抽吸泵控制这4个模块功能相对单一、简单,故分别选用一片高性能、低价格的C8051F912微控制器;键盘控制需要使用的I/O线较多,选用内部资源相对较多的C8051F012微控制器来完成键盘检测。主板完成大部分的工作,需要大容量的程序存储器和数据存储器,选用一片高性能的C8051F360微控制器承担,由这6片微控制器构成主多从系统。进样针控制板、转盘控制板、抽吸泵控制板中的C8051F912微控制器以I2C串行方式与主板的C8051F360微控制器进行通讯,实现数据传输;键盘控制板中C8051F012微控制器以并行方式与主板的C8051F360微控制器传输键值,C8051F012其中一根I/O线连接到C8051F360的外部中断输入引脚,C8051F360以中断方式处理键盘;打印控制板中的C8051F912微控制器以SPI串行方式与主板的C8051F360微控制器进行通讯,实现数据传输,具体打印控制由打印控制板中的C8051F912微控制器完成。样品箱上的采样输出电极输出毫伏信号,该信号经过信号调理与转换板中的信号放大、A/D转换后送给主板。
[0022] 本发明在计算含氧量值时采用多通道的方法。在采集信号时,采用4路放大倍数分别为1、2、4、8的放大电路,对于小采样信号采用放大倍数相对较大的通道,以提高信号的采集精度。计算出每个通道的PO2值的斜率,然后计算出
[0023] 平均斜率,再根据平均斜率和测量时采集到信号值,应用不同的公式计算出PO2值。具体的计算方法如下:
[0024] 1)一点校正采集毫伏值a31、a32、a34、a38
[0025] 将采集到的毫伏值mv3、mv4、mv5、mv6直接赋给一点校正值,
[0026] a31=mv3;
[0027] a32=mv4;
[0028] a34=mv5;
[0029] a38=mv6;
[0030] 其中,a31:一点校正时PO2在G=1时的毫伏值;
[0031] a32:一点校正时PO2在G=2时的毫伏值;
[0032] a34:一点校正时PO2在G=4时的毫伏值;
[0033] a38:一点校正时PO2在G=8时的毫伏值;
[0034] G:运算放大器的放大倍数。
[0035] 2)二点校正采集毫伏值ba31、b32、b34、b38
[0036] 将采集到的毫伏值mv3、mv4、mv5、mv6,考虑温度等因素,按如下公式计数二点校正毫伏值:
[0037]
[0038]
[0039]
[0040]
[0041] 其中,b31:二点校正时PO2在G=1时的毫伏值;
[0042] b32:二点校正时PO2在G=2时的毫伏值;
[0043] b34:二点校正时PO2在G=4时的毫伏值;
[0044] b38:二点校正时PO2在G=8时的毫伏值;
[0045] M31:PO2在G=1时的斜率,初始值设为60;
[0046] M32:PO2在G=2时的斜率,初始值设为60;
[0047] M34:PO2在G=4时的斜率,初始值设为60;
[0048] M38:PO2在G=8时的斜率,初始值设为60;
[0049] PO2II:PO2二点校正标准液的氧气含量,初始值设为0。
[0050] 3)测量
[0051] 根据一点校正和二点校正值计算各通道的斜率:
[0052]
[0053]
[0054]
[0055]
[0056] 计算平均斜率
[0057]
[0058] 根据平均斜率 和mv5、mv6值的范围,计算PO2
[0059] 若
[0060]
[0061] 若
[0062]
[0063] 其中,PO2Ⅰ:PO2一点校正标准液的氧气含量,初始值设为20。
[0064] 如图2所示的本发明的状态转换图,本发明的系统主要有预备、就绪、一点校正、二点校正和测量5个状态组成,其中一点校正和二点校正执行的功能很复杂。仪器在开机后进入预备状态,通过按键或2小时后进入二点校正状态,二点校正状态结束后,进入就绪状态。在就绪状态下才可以进行测量。
[0065] 由于仪器的流体部件较多,执行时间较长(如二点校正状态需要几分钟至几十分钟),若监控程序设计采用常规的扫描键盘--执行键功能的监控方式,在执行这些功能键时,不能打断,即使是误操作,也必须等该功能键执行完毕,这是用户所不能接受的。本发明在设计监控程序时采用特殊的中断方法,在中断中实现了程序的转移;可以很方便地修改命令。
[0066] 图3所示为本发明的键盘中断处理流程图,主板响应键盘中断这一外中断后,首先保护现场,接着读I/O口获得键值,然后判断是否是特殊功能键,如是数字键和非特殊功能键,由于这两类键简单,就在中断服务程序中进行处理,然后中断返回;如是特殊功能键,则恢复现场,从栈顶弹出中断返回地址并丢弃,然后将特殊功能键处理程序的入口地址压栈,然后中断返回;特殊功能键处理程序在主程序中完成。
[0067] 以上实施例仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明的保护范围之内。

附图说明

[0016] 图1为本发明的结构框图。
[0017] 图2为本发明的状态转换图。
[0018] 图3为本发明的键盘中断处理流程图。
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