Главная » » ARM9 основе биохимического анализатора в высокой температуры
21:09
ARM9 основе биохимического анализатора в высокой температуры
Аннотация: Серия S3C2410 ARM9-процессоры, в сочетании со встроенной операционной системой Linux, в комплекте драйверов оборудования и нечетких ПИД самоконтроля алгоритм разработки, внедрения, автоматический анализатор биохимический, температуры реактора, высокая точность управления. Результат показывает, что разработана система управления быстрого реагирования, устойчивость и хорошее в режиме реального времени. Реализует полностью автоматический биохимический анализатор используется в высокой температуры системы контроля точности.
1 Введение ARM9 все более и более широкое применение в различных био-электронных приборов, автоматический анализатор биохимический является типичным приложением. Биохимический анализатор температуры на результаты тестов имеют большое влияние на матрицы пробы и реагентов только в заданной температуре испытания для обеспечения надежности результатов биохимических анализов. Биохимический анализатор системы контроля температуры часто нелинейных, задержку и другие характеристики, используя обычные ПИД далеки от идеальных результатов. ARM9 процессора, системы управления системы в качестве основы нечетких PID алгоритм управления настройки самостоятельно. После тестирования, системы высокой точности, хорошей стабильностью, быстрая реакция и катушки температуры реакции на текущие стандартной температуре испытания 37 ℃, точность контроля температуры почвы 0,1 ℃, показал точность ± 0,01 ℃, в полной мере отвечают требованиям клинического использования .
2, дизайн системы и аппаратной реализации основных
2,1 Проектирование системы
Структура системы показана на рисунке 1. Система состоит из температуры измерительных приборов, ARM контроллера и отображения агрегатов трансмиссии из трех частей. ARM контроллера с Samsung S3C2410A. Измерение температуры устройства отвечает за температуру коллекции, в этой системе DS1 8B20 состав датчика температуры. Рабочий процесс для всей системы клавиатуры набора значение температуры, ARM регулятор температуры датчик температуры приобретения сигнал, после нечетких ПИД работы модуля, PWM выход волны управления силовой модуль, для достижения нагрева и охлаждения температуры, через LCD температуры.
2,2 контроллер S3C2410
S3C2410A от компании Samsung Electronics Co , Ltd для разработки портативных устройств с низким энергопотреблением, высокой степенью интеграции, основанной на ядре ARM920T 16/32RISC встроенных процессоров, с частотой до 203MHz, независимо от 16k обучения и 16kB кэша данных (кэш), управление виртуальной памятью MMU блок, ЖК-контроллер (STN и TFT), нелинейные (NAND) FLASH загрузки блок System Manager (включая контроль и SDRAM чип выбрать логический контроллер), 3-канальный асинхронный последовательный порт (UART), входной и выходной порты, часы реального времени модуль (RTC), с экраном сенсорный интерфейс, 8 каналов 10bitADC, IIC интерфейс шины, IIS интерфейс шины, USB Host (хост) долларов, USB-устройства (устройства) интерфейс, 2-канальный интерфейс SPI и фазовой автоподстройки частоты (PLL ) часы устройства. Проектирование системы используется 32-разрядный RISC-процессор встроенный режим, использование NAND FLASH режим загрузки. NAND FLASH памяти возможности расширения производства электроники K9F1208 Samsung, единичной мощности 64MX 8bit (64M байт), рабочее напряжение 2,7 ~ 3,6 В, 8-бит ширина данных, защита данных с аппаратной поддержкой автоматического включения функции руководства. SDRAM использования системы HY57V561620T, монолитный емкостью от 4 x4Mxl6 бит (32M байт), рабочее напряжение (3,3 ± 0,3) В, 16-бит ширина данных. В соответствии с системой потребностей и дать полный простор 32-разрядный процессор обработки данных возможностей, система выбирает два HY57V561620T построить 32-бит SDRAM параллельные системы памяти, в общей сложности 64 Мб SDRAM пространство для удовлетворения встроенной операционной системы и особенностей различных относительно сложных оперативных потребностей.
2.3 Осуществление единицы температуры приобретения Температура, основной сигнал температуры приобретения единицы и реагировать на принимающей в режиме реального времени выборки порядка [31. Система датчиков температуры DS1 8B20, DS1 8B2 8B20 Dallas Semiconductor представила шины Соединенных Штатов одного датчика температуры. Устройство небольшой, простой, практичной и широкой напряжения могут быть сети, низкая стоимость, легкость расширения и технического обслуживания автобусов и много других преимуществ, но и в цепи управления, трансивер цепи и цепи хранения. DS18B20 имеет широкую сферу применения напряжения (3 ~ 5,5 В), и может быть запрограммирован сигнала температуры от 9 до 12-разрядный цифровой код, высокое разрешение до 0,0625 ℃. Температурный диапазон измерения от -55 ~ +125 ℃, которые, в диапазоне от -10 ~ +85 ℃, точность может достигать ± 0,5 ℃. Устройства, использующие КМОП-технологии, потребляемая мощность мала, температура может быть измерена непосредственно и могут быть прочитаны в соответствии с фактическими потребностями программирования через простое числовое значение, чтение методом резолюций. Использование микропроцессоров в качестве контроллера, вы можете использовать общий порт, вы можете управлять датчик чипа, система использует GPB7 булавку, чтобы диск DS18B20. Как DS1 8B20 передает данные через линии передачи данных, так что вся система в один автобус, в строгом соответствии с соглашением устройстве на работу времени, так что DS 1 8B20 имеет строгий протокол, чтобы все правильность и полноту данных. По DS 1 8B20 протокол связи, управления ведущего DS 1 8B20 полное превращение температуры, первый читать и писать на каждом из DS1 8B20 сбросить до команды сброса после успешной отправлять ПЗУ, ОЗУ, а затем посылает инструкции, с тем чтобы сделать предварительный заказ на DS18B20 операции. ROM операции команды ключ для решения работы датчика. RAM Директива полное измерение температуры, Есть читать зарегистрироваться, написать зарегистрироваться, температура операции преобразования.
2,4 клавиатурой и ЖК-дисплей Система использует интерфейс SPI, контроллер клавиатуры чип ZLG 72 8 и $ 3C2410A интерфейс SPI, ZLG7289 сканирования связаны R [2:0】 и столбцов линий C [7:0】 составляют матрицу клавиатуры, а внутри чипа может быть завершен автоматически сканирования, декодирование, на сглаживание и другие задачи.
S3C2410A ЖК-контроллер был интегрирован в рамках, так что вы можете легко управлять различными типами экранов LCD, таких как: STN и TFT панелей. Система использует отражающий TFT LCD Samsung 3,5 LTS350Q1, 320 x 240 пикселей, 256K цветов, белой светодиодной подсветкой, поставляется с сенсорным экраном четыре провода, могут непосредственно и S3C2410A драйвера сенсорного экрана цепи связи, сенсорного расположение встроенного АЦП непосредственно с процессором цепи выборки доступны. Клавиатура и ЖК-схема подключения показана на рисунке 2.
3 Нечеткие самонастройки ПИД-алгоритм управления модульный дизайн Нечеткие самонастройки ПИД-регулирования система может контролировать процесс в условиях неопределенности, параметры задержки и помехи и другие факторы были выявлены и проанализированы, использование метода нечеткого вывода для достижения трех параметров ПИД, F, и он-лайн самонастройки. Нечеткие самонастройки ПИД-регулирование не только сохранить принцип системы управления PID проста, проста в использовании, хорошая прочность и другие характеристики, но и имеет большую гибкость, адаптивность, точность и другие характеристики.
Нечеткие самонастройки ПИД-регулятор является обычным ПИД-регулятора на основе параметра К, К, К и отклонение от абсолютной скорости ошибка изменения IE Я и Q абсолютной Леци двумерных непрерывных функций контроллера. Двоичные] отношения функцию: = (, J J) = 0, J), K = (JEC}). Нечеткие самонастройки ПИД-регулятор на основе различных, НИКИ онлайн самонастройки К, К, и КД.
Возьмите входного смещения, изменения скорости и ошибка функции принадлежности выходной показаны на рисунке 3.
Для членства в рисунке 3, при п = р, когда, A, B, соответственно, принять 0.3,0.3; как при п = I, A, B, соответственно, принять 0.06,0.06, когда п = D, когда, A, B, соответственно, принимать 3,3. Нечеткие PID системы контроля за две-вход-выход системы из трех, введите количество E ошибка и ошибка изменения скорости ЕС, производительностью параметров PID, К и. К семи различных нечетких лингвистических переменных для описания: Отрицательный Малый (NS), отрицательный (NM), негативное 3V (NB), нулевой (Z), мал (Ps), средней (ПМ), СР (PB), правила контроля берется как: если Е и ЕС, то К, К,, в соответствии с основными принципами управления PID, в сочетании с практическим опытом, разработка нечетких таблице контроля приведены в таблице 1.
4 Система Software Design Программные компоненты Embedded Linux операционная система, основной поток системы, изображенной на рисунке 4. Система, электрический старт загрузчика, инициализации системы оборудования, загрузка операционной системы, системы с подходящей среды для людей. После завершения новой системы загрузчик, серия темы, включая тему приобретения данных о температуре, нечеткие настройка самоконтроля алгоритм нить, выходной поток, и новые каналы связи между потоками FIFO. Полное выше работы позже в основной процесс, основной процесс завершения основной работы: использование S3C2410 читать выборочных данных для расчета отклонения и отклонения скорости изменения, отклонения и скорости изменения отклонения в качестве входных данных, то нечетких PID самонастройки управления Алгоритм производного элемента управления громкость. С помощью клавиатуры и использования внешних прерываний для контроля того, чтобы остановить выборки, если образцы объединились, чтобы остановить поток, в конце приложения.
Центр тяжести метод нечетких правил управления доходами, и касающиеся борьбы с нечеткими значениями являются точными, то эти значения в формулу
5 Заключение Выбранной системы высокопроизводительного процессора S3C2420 ARM9 серии и встроенных Linux операционная система, датчик температуры на основе самых популярных автобус датчик температуры-сингл DS 1 8B20, разработка и внедрение биохимический анализатор в точности регулятор температуры высокой. Через нечетких ПИД самоконтроля алгоритм для улучшения быстродействия системы и точность управления. Результаты показывают, что система может достичь хороших биохимический анализатор температуры реактора контроля необходимо в рамках, с тем чтобы эффективно улучшить обнаружение биохимических анализатора точности и аккуратности.
