本實用新型主要涉及醫(yī)療領域，更具體地說，涉及一種用于胰島細胞分離全程溫度控制系統(tǒng)。

背景技術：

近年來，隨著胰島分離、培養(yǎng)方法以及免疫抑制劑應用的改進，大大提高了胰島細胞移植的存活率，胰島細胞移植已成為治療胰島素依賴性糖尿病的理想方法。但該方法每例需2～4個供體胰腺，而供體短缺問題突出，胰島干細胞有可能解決這一難題。如果在成年個體中分離獲得胰島干細胞，將為胰島移植提供充足的胰島細胞來源。目前體外培養(yǎng)條件下還不能分離出滿意的成體胰島干細胞，同時也缺乏體外胰島細胞進一步成熟的理想方法。從供體的胰腺中獲得純度高、數(shù)量多、活力強的胰島細胞是進行細胞移植的先決條件，用于胰島細胞分離的復合膠原酶的活性和溫度是密切相關的，因此胰島細胞分離過程需要精確的溫度控制。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型主要解決的技術問題是提供一種用于胰島細胞分離全程溫度控制系統(tǒng)，采用半導體制冷片實現(xiàn)胰島細胞分離過程中的溫度控制，并帶有語音和指示燈提示對外界操作人員進行實時提示。

為解決上述技術問題，本實用新型一種用于胰島細胞分離全程溫度控制系統(tǒng)包括主控制器、溫度傳感器、信號處理模塊、實時時鐘模塊、按鍵模塊、存儲模塊、音頻輸出模塊、溫控元件、驅動模塊、12V電源、顯示模塊、指示燈、電源模塊、通信接口、上位機，采用半導體制冷片實現(xiàn)胰島細胞分離過程中的溫度控制，并帶有語音和指示燈提示對外界操作人員進行實時提示。

其中，所述存儲模塊連接著主控制器；所述按鍵模塊的輸出端連接著主控制器的輸入端；所述實時時鐘模塊連接著主控制器；所述溫度傳感器的輸出端連接著信號處理模塊的輸入端；所述信號處理模塊的輸出端連接著主控制器的輸入端；所述主控制器的輸出端連接著音頻輸出模塊的輸入端；所述主控制器的輸出端連接著驅動模塊的輸入端；所述驅動模塊的輸出端連接著溫控元件的輸入端；所述12V電源的輸出端連接著驅動模塊的輸入端；所述主控制器的輸出端連接著顯示模塊的輸入端；所述主控制器的輸出端連接著指示燈的輸入端；所述電源模塊的輸出端連接著主控制器的輸入端；所述上位機通過通信接口連接著主控制器。

作為本實用新型的進一步優(yōu)化，本實用新型一種用于胰島細胞分離全程溫度控制系統(tǒng)所述主控制器采用ATmega1280單片機。

作為本實用新型的進一步優(yōu)化，本實用新型一種用于胰島細胞分離全程溫度控制系統(tǒng)所述溫度傳感器采用10K熱敏電阻溫度傳感器。

作為本實用新型的進一步優(yōu)化，本實用新型一種用于胰島細胞分離全程溫度控制系統(tǒng)所述實時時鐘模塊采用DS1302時鐘芯片。

作為本實用新型的進一步優(yōu)化，本實用新型一種用于胰島細胞分離全程溫度控制系統(tǒng)所述溫控元件采用半導體制冷片。

作為本實用新型的進一步優(yōu)化，本實用新型一種用于胰島細胞分離全程溫度控制系統(tǒng)所述音頻輸出模塊采用ISD2500語音芯片。

作為本實用新型的進一步優(yōu)化，本實用新型一種用于胰島細胞分離全程溫度控制系統(tǒng)所述存儲模塊采用AT24C64存儲芯片。

控制效果：本實用新型一種用于胰島細胞分離全程溫度控制系統(tǒng)，采用半導體制冷片實現(xiàn)胰島細胞分離過程中的溫度控制，并帶有語音和指示燈提示對外界操作人員進行實時提示。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方法對本實用新型做進一步詳細的說明。

圖1為本實用新型一種用于胰島細胞分離全程溫度控制系統(tǒng)的硬件結構圖。

圖2為本實用新型一種用于胰島細胞分離全程溫度控制系統(tǒng)的主控制器電路圖。

圖3為本實用新型一種用于胰島細胞分離全程溫度控制系統(tǒng)的實時時鐘模塊電路圖。

圖4為本實用新型一種用于胰島細胞分離全程溫度控制系統(tǒng)的信號處理模塊電路圖。

圖5為本實用新型一種用于胰島細胞分離全程溫度控制系統(tǒng)的存儲模塊電路圖。

圖6為本實用新型一種用于胰島細胞分離全程溫度控制系統(tǒng)的指示燈電路電路圖。

圖7為本實用新型一種用于胰島細胞分離全程溫度控制系統(tǒng)的音頻輸出模塊電路圖。

圖8為本實用新型一種用于胰島細胞分離全程溫度控制系統(tǒng)的通信接口電路電路圖。

圖9為本實用新型一種用于胰島細胞分離全程溫度控制系統(tǒng)的顯示模塊電路圖。

圖10為本實用新型一種用于胰島細胞分離全程溫度控制系統(tǒng)的按鍵模塊電路圖。

圖11為本實用新型一種用于胰島細胞分離全程溫度控制系統(tǒng)的電源模塊電路圖。

圖12為本實用新型一種用于胰島細胞分離全程溫度控制系統(tǒng)的驅動模塊電路圖。

圖13為本實用新型一種用于胰島細胞分離全程溫度控制系統(tǒng)的+12V電源模塊電路圖。

具體實施方式

具體實施方式一：

結合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13說明本實施方式，本實施方式所述一種用于胰島細胞分離全程溫度控制系統(tǒng)包括主控制器、溫度傳感器、信號處理模塊、實時時鐘模塊、按鍵模塊、存儲模塊、音頻輸出模塊、溫控元件、驅動模塊、12V電源、顯示模塊、指示燈、電源模塊、通信接口、上位機，采用半導體制冷片實現(xiàn)胰島細胞分離過程中的溫度控制，并帶有語音和指示燈提示對外界操作人員進行實時提示。

其中，所述存儲模塊連接著主控制器，存儲模塊通過I²C協(xié)議與主控制器連接通信，存儲模塊的SDA引腳與主控制器的PD1引腳相連接；存儲模塊的SCL引腳與主控制器的PD0引腳相連接，主控制器將檢測的溫度數(shù)據存儲在存儲模塊中，掉電不丟失。

所述按鍵模塊的輸出端連接著主控制器的輸入端，通過按鍵模塊設定溫度值，在有按鍵按下時，向主控制器申請中斷，從而決定上下限溫度值。按鍵模塊的SW1、SW2、SW3、SW4、SW5、SW6、SW7、SW8端與主控制器的PH0、PH1、PH2、PH3、PH4、PH5、PH6、PH7引腳相連接；PH0、PH1、PH2、PH3構成按鍵的行線，PH4、PH5、PH6、PH7構成按鍵的列線；行線作為按鍵的控制輸出端，按鍵的列線作為按鍵的輸入端；在沒有按鍵按下的情況下，PH4、PH5、PH6、PH7四個管腳的電平為高電平，如果有按鍵按下時，則相應的列線管腳為低電平，這時通過設置PH4、PH5、PH6、PH7為低電平觸發(fā)中斷方式，低電平就觸發(fā)中斷而進入中斷服務程序，從而獲得輸入數(shù)據。

所述實時時鐘模塊連接著主控制器，實時時鐘模塊用于產生時鐘信號給系統(tǒng)提供實時時間，實時時鐘模塊的SCLK引腳與單片機的PD7引腳相連接；實時時鐘模塊的RST引腳與單片機的PC0引腳相連接，RST引腳為輸入信號，在讀、寫數(shù)據期間，必須為高；實時時鐘模塊的I/O引腳與單片機的PC1引腳相連接。

所述溫度傳感器的輸出端連接著信號處理模塊的輸入端，溫度傳感器采用高靈敏度的熱敏電阻，信號處理模塊中的R15為10K熱敏電阻溫度傳感器，用于檢測胰島細胞分離環(huán)境中的溫度信號，并將檢測的溫度信號傳送給信號處理模塊。

所述信號處理模塊的輸出端連接著主控制器的輸入端，信號處理模塊中的R15為10K熱敏電阻溫度傳感器，通過后面的放大電路和消除干擾電路的整理放大后通過OUT端傳送給主控制器的PK1引腳，主控制器的PK1引腳將接收到的模擬溫度信號轉換為數(shù)字溫度信號進行處理分析。

所述主控制器的輸出端連接著音頻輸出模塊的輸入端，主控制器用于向音頻輸出模塊發(fā)送控制信號，音頻輸出模塊根據接收到的控制信號進行音頻的播放或停止，音頻輸出模塊的A0引腳與單片機的PK2引腳相連接；音頻輸出模塊的A6、A8、A9相連接并連接至單片機的PK3；音頻輸出模塊的CE引腳與單片機的PB1引腳相連接；音頻輸出模塊的PD引腳與單片機的PB3引腳相連接；音頻輸出模塊的P/R引腳與單片機的PB2引腳相連接；音頻輸出模塊的EOM引腳與單片機的PB0引腳相連接。

所述主控制器的輸出端連接著驅動模塊的輸入端，主控制器通過PL7、PC2、PC3引腳與驅動模塊相連接，PC2引腳用于向驅動模塊發(fā)送加熱控制信號，PC3引腳用于向驅動模塊發(fā)送制冷控制信號，PL7引腳為加熱驅動和制冷驅動的公共端；驅動模塊采用IR2110芯片驅動場效應管的換向電路，通過控制四個大功率場效應管來實現(xiàn)電源的換向；當無加熱與制冷輸出時，光耦U1、U2不導通，使三極管Q9、Q10導通，U3、U4的10引腳HIN端和12腳LIN端均為低電平，U3、U4的1、7腳無輸出，四個場效應管均截止，溫控元件不工作；當主控制器的PC2引腳輸出加熱信號時，光耦U1導通，使三極管Q9截止，12V電壓經R19加到U3的10腳HIN端和U4的1腳LIN端，使U3的7腳和U4的1腳輸出高電平，使場效應管Q5、Q8導通，大功率開關電源的爭端經導通的Q3漏極、源極，溫控元件的兩端和Q8的漏極、源極到地，使溫控元件工作在加熱狀態(tài)；當主控制器的PC3引腳輸出制冷信號時，場效應管Q6、Q7導通，溫控元件兩端電源換向，工作在制冷狀態(tài)。

所述驅動模塊的輸出端連接著溫控元件的輸入端，當驅動模塊的HOT端接收到主控制器的信號后，驅動溫控元件進行加熱處理，當驅動模塊的COLD端接收到主控制器的信號后，驅動溫控元件進行制冷處理，溫控元件采用的是半導體制冷片。

所述12V電源的輸出端連接著驅動模塊的輸入端，驅動模塊的工作電壓為12V，采用獨立電源供電。

所述主控制器的輸出端連接著顯示模塊的輸入端，主控制器用于向顯示模塊發(fā)送控制信號，顯示模塊根據控制信號進行顯示當前檢測溫度，顯示模塊的DB0、DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7端與主控制器的PF0、PF1、PF2、PF3、PF4、PF5、PF6、PF7引腳相連接，用來顯示數(shù)據；顯示模塊的RS端與主控制器的PC6引腳相連接，用來控制數(shù)據命令；顯示模塊的R/W端與主控制器的PC5引腳相連接，用來控制讀寫操作；顯示模塊的使能端E與主控制器的PC4引腳相連接；主控制器的PC6、PC5、PC4引腳用于控制顯示模塊中的數(shù)碼管的選通狀態(tài)。

所述主控制器的輸出端連接著指示燈的輸入端，主控制器用于向指示燈發(fā)送控制信號，指示燈根據控制信號進行發(fā)光指示，主控制器通過PA4、PA5、PA6引腳控制指示燈LED1、LED2、LED3的亮滅，當系統(tǒng)工作的時候指示燈LED1綠燈亮起；當系統(tǒng)加熱時，主控制器通過PA5引腳控制LED2紅燈亮起，通過PA6引腳控制LED3黃燈滅；當系統(tǒng)制冷時，主控制器通過PA6引腳控制LED3黃燈亮起，通過PA5引腳控制LED2紅燈滅。

所述電源模塊的輸出端連接著主控制器的輸入端，電源模塊用于給系統(tǒng)供電，保證系統(tǒng)的正常工作，主控制器的工作電壓為5V。

所述上位機通過通信接口連接著主控制器，通信接口進行用于數(shù)據傳輸，通信接口采用RS232接口，主控制器的RXD引腳與MAX232的R1OUT引腳相連接，主控制器的TXD引腳與MAX232的T1IN引腳相連接；上位機采用電腦，用于接收檢測數(shù)據，同時對胰島細胞分離全程的溫度進行監(jiān)控。

具體實施方式二：

結合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13說明本實施方式，所述主控制器采用ATmega1280單片機。ATmega1280單片機是高性能、低功耗的AVR8位微處理器，具有先進的RISC結構；具有高耐久度非易失性的程序和數(shù)據存儲器；具有JTAG接口；兩個具有獨立的頻分器和比較器功能的8位定時器/計數(shù)器；四個具有預分頻器、比較功能和捕捉功能的16位定時器/計數(shù)器；具有四路8位PWM頻道；具有12路分辨率可編程(2到16位)的PWM頻道；輸出比較調制器；具有6路10位ADC；面向字節(jié)的2-wire串口；具有四個可編程的串行USART；具有可工作于主機/從機模式的SPI串行接口；具有獨立片內振蕩器的可編程看門狗定時器；具有片內模擬比較器；引腳電平變化可引發(fā)中斷及喚醒單片機。

具體實施方式三：

結合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13說明本實施方式，所述溫度傳感器采用10K熱敏電阻溫度傳感器。在說明書附圖4中，JP1的1、2引腳接10K熱敏電阻溫度傳感器，用于采集胰島細胞分離過程中的環(huán)境的溫度信號，并將檢測的溫度信號傳送給信號處理模塊中的放大電路和消除干擾電路的整理放大后傳送給主控制器的PK1引腳，主控制器的PK1引腳將接收到的模擬溫度信號轉換為數(shù)字溫度信號進行處理分析。

具體實施方式四：

結合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13說明本實施方式，所述實時時鐘模塊采用DS1302時鐘芯片。所述DS1302時鐘芯片具有一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能。主要特點是采用串行數(shù)據傳輸，可以為掉電保護電源提供可編程的充電功能，并且可以關閉充電功能。采用普通32.768Hz晶振。DS1302還可以用于數(shù)據記錄，特別是對某些具有特殊意義的數(shù)據點的記錄上，能實現(xiàn)數(shù)據與出現(xiàn)該數(shù)據的時間同時記錄，用于記錄用戶使用系統(tǒng)的時間點。

具體實施方式五：

結合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13說明本實施方式，所述溫控元件采用半導體制冷片。主控制器通過PL7、PC2、PC3引腳與驅動模塊相連接，PC2引腳用于向驅動模塊發(fā)送加熱控制信號，PC3引腳用于向驅動模塊發(fā)送制冷控制信號，PL7引腳為加熱驅動和制冷驅動的公共端；驅動模塊采用IR2110芯片驅動場效應管的換向電路，通過控制四個大功率場效應管來實現(xiàn)電源的換向；當無加熱與制冷輸出時，光耦U1、U2不導通，使三極管Q9、Q10導通，U3、U4的10引腳HIN端和12腳LIN端均為低電平，U3、U4的1、7腳無輸出，四個場效應管均截止，半導體制冷片不工作；當主控制器的PC2引腳輸出加熱信號時，光耦U1導通，使三極管Q9截止，12V電壓經R19加到U3的10腳HIN端和U4的1腳LIN端，使U3的7腳和U4的1腳輸出高電平，使場效應管Q5、Q8導通，大功率開關電源的爭端經導通的Q3漏極、源極，半導體制冷片的兩端和Q8的漏極、源極到地，使半導體制冷片工作在加熱狀態(tài)；當主控制器的PC3引腳輸出制冷信號時，場效應管Q6、Q7導通，半導體制冷片兩端電源換向，工作在制冷狀態(tài)。

具體實施方式六：

結合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13說明本實施方式，所述音頻輸出模塊采用ISD2500語音芯片。ISD2500系列語音芯片結構簡單、使用方便，可以構成簡單的單芯片應用系統(tǒng)。本用于胰島細胞分離全程溫度控制系統(tǒng)中，采用AVR系列的ATmega1280與ISD2500構成一個基本電路，實現(xiàn)語音錄放功能。器件上電后，PD端置低電平，主控制器通過A8、A9輸入放音起始地址，等待上電延遲(T_PUD)后，使CE端由高變低，下降沿執(zhí)行放音操作，在遇到EOM標志時，器件繼續(xù)輸出聲音，當EOM脈沖(T_EOM)結束時，放音停止，放音時可以用查詢或外部中斷的方式來檢測EOM端的上升沿，因為只有當EOM端變?yōu)楦唠娖胶?，CE信號才能開始下一個操作。

具體實施方式七：

結合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13說明本實施方式，所述存儲模塊采用AT24C64存儲芯片。AT24C64存儲芯片通過I²C協(xié)議與主控制器連接通信，AT24C64存儲芯片的SDA引腳與主控制器的PD1引腳相連接；AT24C64存儲芯片的SCL引腳與主控制器的PD0引腳相連接，主控制器將檢測的溫度數(shù)據存儲在AT24C64存儲芯片中，掉電不丟失。

本實用新型一種用于胰島細胞分離全程溫度控制系統(tǒng)的工作原理為：本實用新型一種用于胰島細胞分離全程溫度控制系統(tǒng)，電源模塊用于給系統(tǒng)提供電能，保證系統(tǒng)的正常工作；系統(tǒng)開啟時，主控制器驅動音頻輸出模塊進行語音提示，語音內容為“準備開始工作”，通過按鍵給系統(tǒng)設定溫度值，溫度傳感器用于檢測胰島細胞分離過程中環(huán)境的溫度，并將檢測的溫度信號傳送給信號處理模塊，信號處理模塊將溫度信號經過放大，消除干擾后傳送給主控制器，主控制器將模擬溫度信號轉換為數(shù)字溫度信號后再進行處理分析，并存儲在存儲模塊中，供主控制器調用，主控制器將檢測到的溫度信號與設定溫度相比較，若檢測溫度值低于設定值，主控制器則向驅動模塊發(fā)送加熱信號，驅動模塊驅動溫控元件進行加熱處理，指示燈LED2紅燈亮起，LED3黃燈滅；若檢測溫度值高于設定值，主控制器則向驅動模塊發(fā)送制冷信號，驅動模塊電源換向驅動溫控元件進行制冷，指示燈LED3黃燈亮起，LED2紅燈滅，通過閉環(huán)調節(jié)，使胰島細胞分離過程中的溫度保持相對恒定狀態(tài)；同時，主控制器將檢測的溫度信號傳送給顯示模塊進行顯示；通過通信接口將實時溫度信號傳送給上位機進行記錄顯示；系統(tǒng)正常工作使指示燈LED1綠燈亮起；當系統(tǒng)關閉時，主控制器驅動音頻輸出模塊進行語音提示，語音內容為“是否關閉系統(tǒng)”，再按下確認按鍵后關閉系統(tǒng)，實時時鐘模塊用于記錄系統(tǒng)的實用時間，便于用戶對后期的信息查詢和總結提供時間依據。

雖然本實用新型已以較佳的實施例公開如上，但其并非用以限定本實用新型，任何熟悉此技術的人，在不脫離本實用新型的精神和范圍內，都可以做各種改動和修飾，因此本實用新型的保護范圍應該以權利要求書所界定的為準。