本文關鍵詞：生物安全柜控制報警系統(tǒng)設計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：生物安全柜是一種用于生物安全實驗室生物安全防護的排風柜，生物安全柜將生物實驗室中的操作者和生物實驗環(huán)境隔離，防止生物實驗過程中的實驗品和實驗操作者間發(fā)生交叉感染。生物安全柜作為重要保護措施，使生物實驗操作者免受實驗過程中生物危險。 目前國內(nèi)對于生物安全柜的研究多基于理論方面，其中大部分只針對生物安全柜的氣流模型進行研究，對生物安全柜的實際應用和系統(tǒng)報警較少有涉及。依據(jù)上述現(xiàn)狀，本文旨在設計和實現(xiàn)一種符合中華人民共和國醫(yī)藥行業(yè)標準YYO569-2011,YY-T0664-2008,YY/T0709-2009的生物安全柜控制報警系統(tǒng)，并根據(jù)中華人民共和國醫(yī)藥行業(yè)標準對系統(tǒng)進行測試。 本文依據(jù)中華人民共和國醫(yī)藥行業(yè)標準，對生物安全柜控制系統(tǒng)的需求進行分析。在生物安全柜的氣流模型基礎上，分析生物安全柜的控制過程。生物安全柜的控制過程是通過氣流流速傳感器采集的氣流數(shù)據(jù)，調(diào)整風機參數(shù)，實現(xiàn)氣流流速控制功能。依據(jù)生物安全柜國家相關標準，對生物安全柜報警系統(tǒng)進行需求分析，報警系統(tǒng)功能包括氣流流速報警、過濾器壽命報警、生物安全柜窗口狀態(tài)報警和外排壓力報警。 根據(jù)需求分析，，在硬件設計上采用了由微控制器加看門狗為處理單元，外圍連接氣流流速傳感器、溫度傳感器、窗口狀態(tài)傳感器和壓力傳感器，風機和驅(qū)動電路作為控制系統(tǒng)的執(zhí)行部件，報警系統(tǒng)執(zhí)行由聲音和燈光組成。 根據(jù)需求分析，軟件系統(tǒng)采用管道與過濾器架構，包括傳感器模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和動作執(zhí)行模塊三個部分。傳感器模塊對水平氣流流速傳感器、垂直氣流流速傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器采樣的數(shù)據(jù)進行數(shù)字濾波處理，再將數(shù)值濾波處理過后的數(shù)據(jù)輸出。數(shù)據(jù)處理要對氣流流速、溫度、壓力、窗口狀態(tài)和過濾器使用壽命的數(shù)據(jù)進行處理，輸出相對應的控制數(shù)據(jù)給動作執(zhí)行模塊，包括了風機控制和報警。風機控制根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊輸出的風機控制數(shù)據(jù)調(diào)整風機的功率大小，通過這樣的過程調(diào)節(jié)氣流流速的大小。報警根據(jù)氣流流速、壓力、過濾器壽命和窗口狀態(tài)報警數(shù)據(jù)，執(zhí)行相應的報警功能。 本文最后依據(jù)國家相關標準進行控制系統(tǒng)測試和報警系統(tǒng)測試，測量生物安全柜內(nèi)的氣流流速，驗證氣流流速是否在中華人民共和國醫(yī)藥行業(yè)標準YYO569-2011規(guī)定范圍內(nèi)。報警系統(tǒng)依據(jù)設計需求，對氣流流速報警、過濾器壽命報警、生物安全柜窗口狀態(tài)報警和外排壓力報警進行功能驗證。
【關鍵詞】：生物安全柜 氣流流速控制 報警系統(tǒng)
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP277;R197.39
【目錄】：

• 附件5-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• １ 緒論13-16
• １.１ 研究背景13-14
• １.２ 現(xiàn)狀分析14
• １.３ 研究內(nèi)容及研究意義14-15
• １.４ 論文結構15-16
• ２ 相關技術介紹16-25
• ２.１ 生物安全柜概述16-20
• ２.１.１ 核心系統(tǒng)16-18
• ２.１.２ 生物安全柜的分類18-19
• ２.１.３ 生物安全柜相關國家標準概述19-20
• ２.２ 相關算法和技術概述20-24
• ２.２.１ 線性插值算法20
• ２.２.２ 去極值平均濾波算法20-21
• ２.２.３ 閥值控制算法21-22
• ２.２.４ 循環(huán)冗余檢驗算法22-23
• ２.２.５ 滑動平均算法23-24
• ２.２.６ I~2C 總線24
• ２.３ 本章小結24-25
• ３ 需求分析和總體設計25-44
• ３.１ 需求分析25-28
• ３.２ 硬件設計28-38
• ３.２.１ 傳感器信號采集28-32
• ３.２.２ 信號處理32-34
• ３.２.３ 動作執(zhí)行34-36
• ３.２.４ 交互界面36-37
• ３.２.５ 看門狗監(jiān)測37-38
• ３.３ 軟件架構設計38-43
• ３.３.１ I~2C 操作模塊39-41
• ３.３.２ 傳感器模塊41-42
• ３.３.３ 數(shù)據(jù)處理模塊42-43
• ３.３.４ 動作執(zhí)行模塊43
• ３.４ 本章小結43-44
• ４ 模塊詳細設計44-66
• ４.１ I~2C 操作模塊實現(xiàn)44-52
• ４.１.１ I~2C 總線初始化44-45
• ４.１.２ I~2C 總線啟動45-46
• ４.１.３ I~2C 應答46-47
• ４.１.４ I~2C 停止47-48
• ４.１.５ I~2C 寫（字節(jié)操作）48-49
• ４.１.６ I~2C 讀（字節(jié)操作）49-50
• ４.１.７ 數(shù)據(jù)塊寫操作50-51
• ４.１.８ 數(shù)據(jù)塊讀操作51-52
• ４.２ 傳感器模塊實現(xiàn)52-55
• ４.２.１ 去除極值平均處理模塊53-55
• ４.２.２ 滑動平均處理模塊55
• ４.３ 數(shù)據(jù)處理模塊實現(xiàn)55-63
• ４.３.１ 氣流流速傳感器數(shù)據(jù)處理模塊56-57
• ４.３.２ 壓力數(shù)據(jù)處理模塊57-58
• ４.３.３ 窗口狀態(tài)數(shù)據(jù)處理模塊58-60
• ４.３.４ 過濾器壽命數(shù)據(jù)處理模塊60-62
• ４.３.５ 線性插值處理模塊62-63
• ４.４ 動作執(zhí)行模塊實現(xiàn)63-65
• ４.４.１ 風機控制63-64
• ４.４.２ 報警64-65
• ４.５ 本章小結65-66
• ５ 測試與驗證66-72
• ５.１ 氣流測試66-69
• ５.１.１ 測試方法66-69
• ５.１.２ 測試數(shù)據(jù)69
• ５.２ 報警測試69-71
• ５.２.１ 測試方法70-71
• ５.２.２ 測試結果71
• ５.３ 本章小結71-72
• 6 結論72-74
• 參考文獻74-76
• 致謝76-77
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄77

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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  本文關鍵詞：生物安全柜控制報警系統(tǒng)設計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：283914