膠體金便攜式ccd讀數(shù)儀的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種膠體金讀數(shù)儀，特別設及一種膠體金便攜式CCD讀數(shù)儀。
【背景技術(shù)】
[0002] 試紙檢測方法是醫(yī)學、藥品、食品和環(huán)境領域檢測生物化學量的一種常用的檢測 方法。膠體金標記（簡稱金標）試紙是一種常見的檢測用試紙，它可W定性檢測鹽酸克倫特 羅、萊克多己胺等多種生物化學量。當樣本中待分析物的含量高于檢測限時，試紙不顯色， 當樣本中待分析物的含量低于檢測限時，不同濃度的樣本將會在試紙上呈現(xiàn)出深淺不一的 顏色。由于試紙檢測是定性檢測，在樣本數(shù)量多和檢測精度要求高的情況下不能滿足檢測 要求，因此研制一種能夠定量檢測樣本濃度的生化檢測儀器非常必要。
[0003] 中國發(fā)明專利申請（申請?zhí)枺?01110115964. 7申請日；2011-05-06)公開了一種 采用CCD數(shù)字圖像技術(shù)對被檢測目標進行即時拍攝、處理和讀數(shù)的一種CCD型膠體金免疫 層析診斷試紙定量分析系統(tǒng)及分析方法，由圖像采集器、數(shù)據(jù)處理器、結(jié)果輸出器組成；數(shù) 據(jù)處理器中的主機板信號交換端分別與圖像處理與讀數(shù)軟件及圖像采集器中的工業(yè)相機 進行雙向數(shù)據(jù)交換。該專利的檢測方法如下；光由LED照明室發(fā)出，照射在反應后的試紙 條上，經(jīng)試紙條表面漫反射后，光由光學平面鏡反射至工業(yè)相機，工業(yè)相機拍攝生成數(shù)字圖 像，然后傳送至電腦軟件進行分析處理，最終得到膠體金免疫層析診斷試紙上的測試線和 質(zhì)控線的讀數(shù)數(shù)值。
[0004] 市面上常見的生化檢測儀器大多數(shù)體積較大，不易便攜，適合于在實驗室進行精 密測量。并且多數(shù)不能夠獨立處理數(shù)據(jù)，需要借助計算機等輔助工具進行測量。當需要在 現(xiàn)場進行大量樣本的快速檢測，或者沒有輔助工具需要獨立檢測的情況下，該些大型儀器 就不適用了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種膠體金便攜式CCD讀數(shù)儀， 該讀數(shù)儀具有體積小、重量輕、便于攜帶的特點，能夠獨立處理數(shù)據(jù)，達到定量檢測的功能。
[0006] 為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了W下的技術(shù)方案： 膠體金便攜式CCD讀數(shù)儀，該讀數(shù)儀包括上罩、下罩、前上罩、圖像采集裝置、顯示單 元、處理系統(tǒng)和電源模塊；所述的上罩和下罩通過螺釘相固定，上罩的左側(cè)上方設置有凹 口，凹口內(nèi)設置所述的圖像采集裝置，凹口上方設置所述的前上罩封閉，并在上罩上設置有 供樣品進入圖像采集裝置的插入口；上罩的右側(cè)上方設置斜面，在斜面上設置有按鍵模塊， 并在按鍵模塊的上設置有透明窗口，所述的顯示單元設置在透明窗口下方，安裝口下方的 下罩上固定設置所述的處理系統(tǒng)，處理系統(tǒng)分別連接所述的圖像采集裝置、按鍵模塊、顯示 單元和電源模塊；所述的圖像采集裝置包括卡片座、上卡片座、壓片、CCD座、CCD攝像頭和 發(fā)光光源；所述的卡片座的前端設置有開口的凹槽，上卡片座設置在凹槽的上方形成樣品 槽，樣品槽與所述的插入口相對接，樣品槽的上方敞口，樣品槽的后端設置所述的壓片；所 述的卡片座的后端設置有固定槽，所述的CCD座為"Z"字形，CCD座的下端固定設置在固定 槽內(nèi)，上端設置有CCD安裝口，所述的CCD攝像頭安裝設置在CCD安裝口內(nèi)，CCD攝像頭的鏡 頭正對樣品槽；所述的CCD安裝口的外側(cè)下方設置有連接柱，所述的發(fā)光光源固定設置在 連接柱上，發(fā)光光源中部設置有供光線或鏡頭穿過的中孔；所述的處理系統(tǒng)包括電源模塊、 視頻圖像處理模塊、單片機、FPGA單元、圖像存儲器和DSP視頻采集器；所述的圖像采集裝 置連接視頻圖像處理模塊，視頻圖像處理模塊連接FPGA單元，F(xiàn)PGA單元連接DSP視頻采集 器，DSP視頻采集器連接圖像存儲器；所述的視頻圖像處理模塊、FPGA單元、按鍵模塊和顯 示單元均與單片機相連接；所述的視頻圖像處理模塊采用SAA7114視頻轉(zhuǎn)換巧片，單片機 采用ATMEGA64單片機，圖像存儲器采用兩片44引腳IS51LV25616巧片，F(xiàn)PGA單元為一片 存儲FPGA的程序的邸PROM。
[0007] 作為進一步改進，所述的壓片為彈性金屬片，前端設置有向下的壓口，后端通過螺 釘固定設置在CCD座上。
[000引作為進一步改進，所述的按鍵模塊采用薄膜開關組件。
[0009] 作為進一步改進，所述的SAA7114視頻轉(zhuǎn)換巧片將標準的視頻信號轉(zhuǎn)換成24位數(shù) 字信號，分為亮度信號Y、色差信號U和V輸出；提取包含數(shù)字圖像中像素的位置信息的行 同步信號、場同步信號，W供FPGA單元生成圖像存儲地址。
[0010] 作為進一步改進，所述的SAA7114視頻轉(zhuǎn)換巧片內(nèi)部有25個8位寄存器，通過IIC 總線接口可編程選擇其工作模式，當SAA7114視頻轉(zhuǎn)換巧片的IICSA引腳接地時，IIC讀地 址為49H，寫地址為48H;采用ATMEGA64單片機模擬IIC總線協(xié)議對SAA7114視頻轉(zhuǎn)換巧片 的25個寄存器編程；ATMEGA64單片機2的P3. 4引腳、P3. 5引腳分別與SAA7114的S化、SDA 相連，模擬IIC總線對于SAA7114視頻轉(zhuǎn)換巧片的數(shù)字部分供電電壓為3. 3V和ATMEGA64 單片機2為5V，電平兼容。
[0011] 作為進一步改進，所述的DSP視頻采集器，通過GPI04使FPGA單元采集一帖視頻 數(shù)據(jù)，F(xiàn)PGA單元完成后通過INT4送中斷信號給DSP視頻采集器，DSP視頻采集器再讀取 SRAM中的數(shù)據(jù)，處理后把結(jié)果送給單片機。
[0012] 本發(fā)明由于采用上述的技術(shù)方案，首先插入標準色卡建立標準曲線，存儲在儀器 CPU主板中的單片機處理器中。標準色卡由淺到深的標準的8段灰色組成，8段標準值的 圖像采集后，由單片機處理生成內(nèi)部標準的色彩曲線，校正采集的圖像數(shù)據(jù)，使測試值更精 確。當再次測量時，輸入一幅采集到的試紙圖片就能夠自動計算出灰度特征值，并且根據(jù)預 先設定的函數(shù)關系得到相應的待檢測的樣本濃度。進行試紙檢測時，把檢測卡插入樣品槽， 采用CCD攝像頭采集試紙圖像，由圖像處理模塊進行圖像分析處理，處理后的數(shù)據(jù)傳入單 片機中，與標準曲線進行比對，得出所測濃度，然后由顯示屏輸出。儀器本身集成圖像采集 處理和輸出，脫離計算機。儀器的人機界面有按鍵操作，可進行相關設置并通過顯示屏讀取 最終數(shù)據(jù)。儀器本身構(gòu)造輕便，適合隨身攜帶，且檢測數(shù)據(jù)比較準確，克服了大型檢測儀器 笨重不方便移動的問題。儀器的構(gòu)成模塊所需器件比較常見，價格比較低，使儀器的整體價 格比較低，符合市場需求。
【附圖說明】
[0013] 圖1、圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014] 圖3為上罩的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖4為圖像采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖5為處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0017] 圖6~圖7為單片機的電路結(jié)構(gòu)圖。
[001引圖8為電源的電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做一個詳細的說明。
[0020]如圖1、圖2所示的膠體金便攜式CCD讀數(shù)儀，該讀數(shù)儀包括上罩1、下罩2、前上罩 3、圖像采集裝置4、顯示單元6、處理系統(tǒng)5和電源模塊8;所述的上罩1和下罩2通過螺釘 相固定。如圖3所示，上罩1的左側(cè)上方設置有凹口 11，凹口 11內(nèi)設置所述的圖像采集裝 置4,凹口 11上方設置所述的前上罩3封閉，并在上罩1上設置有供樣品10進入圖像采集 裝置4的插入口 12 ;上罩1的右側(cè)上方設置斜面13,在斜面13上設置有薄膜開關組件7， 并在薄膜開關組件7的上設置有透明窗口，所述的顯示單元6設置在透明窗口下方，安裝口 下方的下罩2上固定設置所述的處理系統(tǒng)5,處理系統(tǒng)5分別連接所述的圖像采集裝置4、 薄膜開關組件7、顯示單元6和電源模塊8。
[0021] 如圖4所示，所述的圖像采集裝置4包括卡片座41、上卡片座43、壓片44、CCD座 42、CCD攝像頭45和發(fā)光光源46 ;所述的卡片座41的前端設置有開口的凹槽412,上卡片 座43設置在凹槽412的上方形成樣品槽48,樣品槽48與所述的插入口 12相對接，樣品槽 48的上方敞口，樣品槽48的后端設置所述的壓片44 ;壓片44為彈性金屬片，前端設置有向 下的壓口，后端通過螺釘固定設置在CCD座42上。所述的卡片座41的后端設置有固定槽 411，所述的CCD座42為"Z"字形，CCD座42的下端固定設置在固定槽411內(nèi)，上端設置有 CCD安裝口 421，所述的CCD攝像頭45安裝設置在CCD安裝口 421內(nèi)，CCD攝像頭45的鏡 頭正對樣品槽48 ;所述的CCD安裝口 421的外側(cè)下方設置有連接柱47,所述的發(fā)光光源46 固定設置在連