[摘 要]傳統(tǒng)近紅外分析儀器只能手工一個一個分析，再手工抄寫數(shù)據，分析完后需要手工清洗。為了解決人工成本問題與效率問題。因此需要開發(fā)全自動分析系統(tǒng)。

[關鍵詞]串口通訊，運動控制，軟件設計

中圖分類號：X832 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）21-0357-01

引言

隨著科研和生產技術的不斷發(fā)展，優(yōu)良實驗室的規(guī)范已經確立，人們對分析測試的要求在樣品數(shù)量、分析周期、數(shù)據準確性、降低工作成本和提高工作效率等方面都提出了更高的標準和要求。傳統(tǒng)的分析過程中手動取樣和進樣操作方式，人為因素所造成的各種誤差以及勞動強度大和效率低。

在食品行業(yè)，隨著食品行業(yè)法規(guī)的完善，基層實驗室將面對更多批次的樣品量和法規(guī)要求，食品企業(yè)自檢實驗室對經濟型液相分析需求不斷增加，樣品分析量的大幅增加和人工成本的增加，使快速便捷的智能化機械進樣和智能化分析的需求在迅速增加，本套系統(tǒng)綜合了樣品制備、分析及多種分析模式，實現(xiàn)了綠色分析，可全自動化樣品前處理及分析，且具備靈敏度高，幫助實驗室實現(xiàn)高通量、快速分析，是全面應用新技術成果的成功案例。

1 系統(tǒng)結構

自動進樣遠紅外分析系統(tǒng)結構如圖所示：

2 硬件組成

系統(tǒng)硬件主要組成包括以下部分：

進樣平臺：1臺，蠕動泵2臺 ，條碼掃描器：1臺，近紅外分析儀：1臺，串口分配器：1臺

硬件各部件的主要功能：

（1）進樣平臺：起“定位”功能，其中“旋轉臺”負責樣品管的選擇，“移動杠”負責進樣針在所選樣品管上插入頁面或離開頁面。

（2）蠕動泵：1# 蠕動泵負責泵送清洗液，2#蠕動泵負責泵送樣品溶液。

（3）條碼掃描器：負責掃描待測樣品的條碼。

（4）近紅外分析儀：負責后端樣品的檢測及檢測結果輸入。

（5）串口分配器：提供相關的通訊接口，實現(xiàn)系統(tǒng)通訊。

硬件的運動控制：

各硬件模塊的控制相對比較簡單，因為這些部件都是商品化的儀器，我們已經拿到了廠家提供的“通信協(xié)議”，通過軟件rs232串口通訊向硬件端發(fā)送簡單的字符串指令即可讓硬件完成相應的動作。例如，發(fā)送指令“16540D”給條碼掃描器，掃描器即啟動掃描的動作，并把掃描的條碼信息反饋給軟件端；發(fā)送指“s”給蠕動泵，它即開始轉動，發(fā)送“t”，泵即停止轉動。

這里提及的“對硬件的控制功能”主要是將上述各硬件配件的運動根據用戶的特定功能需求搭配起來使用，即各指定操作動作的執(zhí)行的先后順序，以此來完成“樣品條碼掃描”、“進樣針定位”、“進樣”、“管路清洗”等操作。

3 軟件設計

（見圖2）

部分功能模塊的實現(xiàn)邏輯

（1）復位：進樣針先抬至最高點（上下移動），然后移動至0#位置（左右移動）。

（2）清洗管路、針壁：進樣針下移至X1位（比樣品位稍深），啟動1#泵，流通池開始進水，3秒后，再同時啟動2#泵，開始清洗管路。

（3）進樣針定位：判斷上一次的位置號n，樣品臺旋轉1個單位至“n+1”位置（前提n+1≤最大位置號），樣品針移動至樣品盤上空。

（4）該樣品是否為最后一個樣品：掃描完最后1個位置號后，繼續(xù)掃描2圈，如在這兩圈中均沒掃描到新的條碼，則謂之流程結束。

軟件功能

用戶登錄：兩種登錄方式，一為名字條碼掃描登錄；二是傳統(tǒng)的“賬號、密碼”模式。聯(lián)機自檢：監(jiān)控各硬件是否連接上了。測量窗口：分“自動檢測”、“定點檢測”和“手動檢測”等三個窗口。功能按鈕：“開始檢測”、“停止檢測”、“儀器條件”等窗口。狀態(tài)提示：檢測中的進度條提醒。歷史數(shù)據：分析數(shù)據匯總。清洗平臺：清洗自動進樣平臺和蠕動泵。系統(tǒng)管理。

結束語：基于java串口通訊的程序設計越來越廣泛，主要優(yōu)點在于java在應用程序上的快速開發(fā)能力，目前許多開發(fā)人員利用java開發(fā)與硬件通訊的應用程序。

參考文獻：

[1] 李良，朱善安，基于java的串口通訊

[2]劉海巖，綠青，梁建龍，設計模式及其在軟件設計中的應用

作者簡介：

范超（1991-），男，漢族，四川樂山，單位：廣東工業(yè)大學2014級研究生，研究方向：控制科學與工程。