一种便携式多通道电化学检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种便携式多通道电化学检测系统，包括USB供电模块、系统电源模块、STM32微控制器、片内DAC模块、片内ADC模块、电流采集模块、电压激励模块、多通道电极接口、SD卡存储电路、蓝牙传输模块、智能手机，智能手机通过蓝牙传输模块与STM32微控制器通信连接，通过蓝牙传输模块，智能手机可以操控系统并接收数据进行显示，让系统的操作更加简单便捷，同时由于系统不再通过按键和液晶显示模块进行人机交互，从而减少了体积，而且系统采用多通道检测，可满足更多场景的多元检测需求。

A Portable Multichannel Electrochemical Detection System

The invention discloses a portable multi-channel electrochemical detection system, which includes USB power supply module, system power module, STM32 microcontroller, on-chip DAC module, on-chip ADC module, current acquisition module, voltage excitation module, multi-channel electrode interface, SD card storage circuit, Bluetooth transmission module, smart phone, and STM32 microcontroller through Bluetooth transmission module. Through Bluetooth transmission module, smart phones can control and receive data display, which makes the operation of the system more simple and convenient. At the same time, because the system no longer uses keys and LCD module for human-computer interaction, thus reducing the volume, and the system uses multi-channel detection, which can meet the multi-detection needs of more scenes.

【技术实现步骤摘要】
一种便携式多通道电化学检测系统
本专利技术涉及电化学传感检测领域，具体涉及一种便携式多通道电化学检测系统。
技术介绍
随着电化学理论的不断完善和发展，电化学检测技术已被广泛应用于食品、环境、医疗等领域。典型的电化学反应，是在三电极体系中进行的（工作电极、参比电极、对电极，浸入到电解质溶液中），电化学检测方法需要向电极/电解质溶液施加恒定的激励电压，溶液中物质在电化学催化条件下发生氧化还原反应，导致电荷转移，从而产生电流。由于氧化还原反应产生的电流与靶标物浓度成比例关系，因此可通过电流信号实时检测靶标物的浓度。作为一种常见的定性和定量分析手段，电化学检测技术具有快速、灵敏、稳定的优点。专利号200610113140.5的专利公开了一种手持型电化学分析仪，专利号200710027808.9的专利公开了一种便携式双通道电化学分析设备，这些电化学检测分析设备携带方便，通过按键和液晶显示模块进行人机交互，摆脱了以往电化学分析测试仪器价格贵、体积大，并且需要配合上位机才能使用的缺陷。但是这些电化学检测分析仪器仅采用单通道或者双通道检测，且受按键和液晶显示屏的限制，体积仍然偏大。
技术实现思路
本专利技术提供一种便携式多通道电化学检测系统，支持多通道电化学检测，且体积小。一种便携式多通道电化学检测系统，包括：USB供电模块、系统电源模块、STM32微控制器、片内DAC模块、片内ADC模块、电流采集模块、电压激励模块、多通道电极接口、SD卡存储电路、蓝牙传输模块、智能手机；所述USB供电模块外接外部USB电源、内接所述系统电源模块，为所述系统电源模块供电；所述STM32微控制器分别与所述电流采集模块、所述电压激励模块、所述SD卡存储电路、所述蓝牙传输模块连接；所述多通道电极接口连接多通道工作电极、对电极、参比电极；所述电流采集模块通过所述多通道电极接口与所述多通道工作电极连接；所述电压激励模块通过所述多通道电极接口与所述对电极、所述参比电极连接；所述智能手机通过所述蓝牙传输模块与所述STM32微控制器通信连接；所述智能手机通过所述蓝牙传输模块向所述STM32微控制器发送电化学检测的设置参数，所述STM32微控制器按照所述设置参数控制所述片内DAC模块与所述片内ADC模块工作；所述电压激励模块接收所述片内DAC模块的输出电压并通过所述多通道电极接口输出恒定的激励电压到所述对电极和所述参比电极；所述电流采集模块实时采集所述多通道工作电极产生的电流信号，将电流信号转换成电压信号，输出到所述片内ADC模块；所述STM32微控制器将所述片内ADC模块输出的电压信号转换回电流信号，通过所述蓝牙传输模块发送数据到所述智能手机，所述智能手机接收数据并显示数据;所述智能手机通过所述蓝牙传输模块指示所述STM32微控制器控制所述SD卡存储电路工作，将数据存储至SD卡。在本专利技术中，智能手机通过蓝牙传输模块与STM32微控制器通信连接，通过蓝牙传输模块，智能手机可以操控系统并接收数据进行显示，让系统的操作更加简单便捷，同时由于系统不再通过按键和液晶显示模块进行人机交互，从而减少了体积，而且系统采用多通道检测，可满足更多场景的多元检测需求。附图说明图1是本专利技术实施例中的一种便携式多通道电化学检测系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例中的一种便携式多通道电化学检测系统中电流采集模块的电路图；图3是本专利技术实施例中的一种便携式多通道电化学检测系统中电压激励模块的电路图。具体实施方式本专利技术实施例提供一种便携式多通道电化学检测系统，具体进行八通道电化学检测。以下进行详细说明。参见图1，便携式多通道电化学检测系统包括：USB供电模块101、系统电源模块102、STM32微控制器103、片内DAC模块104、片内ADC模块105、电流采集模块106、电压激励模块107、多通道电极接口108、SD卡存储模块109、蓝牙传输模块110、智能手机111。USB供电模块101外接外部USB电源、内接系统电源模块102，为系统电源模块102供电；在本实施例中，系统电源模块102包括±5V模块、+3.3V模块、+1.5V模块。多通道电极接口108连接外部电极，外部电极包括多通道工作电极1080、对电极1081、参比电极1082，电流采集模块106与多通道工作电极1080连接；电压激励模块107与对电极1081、参比电极1082连接。系统采用多通道检测可满足更多场景的多元检测需求。在本实施例中，电流采集模块106包括多通道微电流检测电路1061、加法运算电路1062和电压跟随器二1063，加法运算电路1062分别与多通道微电流检测电路1062和电压跟随器二1063连接。多通道工作电极1080产生的电流信号通过多通道微电流检测电路1061转换为电压信号，通过加法运算电路1062将电压信号调节至非负范围，再通过电压跟随器二1063输出电压信号到片内ADC模块105。图2是用于八通道电化学检测的电流采集模块106的电路图。电压激励模块107包括恒电位电路1071、减法运算电路1072和电压跟随器一1073，减法运算电路1072分别与恒电位电路1071和电压跟随器一1073相连接。电压跟随器一1073提高片内DAC模块104的输出带负载能力，减法运算电路1072进行电压的平移调节，通过恒电位电路1071将激励电压恒定地施加给对电极1081与参比电极1082。图3是电压激励模块107的电路图。STM32微控制器103分别与电流采集模块106、电压激励模块107相连，具体为：电压跟随器二1063与片内ADC模块105连接，电压跟随器一1073与片内DAC模块104相连接。STM32微控制器103还与SD卡存储模块109以及蓝牙传输模块110连接。STM32微控制器103是单处理器，片内ADC模块104和片内DAC模块105在STM32微控制器103内，STM32微控制器103比双处理器更加精简、价格低廉，而且STM32微控制器103的片上资源丰富，可以增强系统的稳定性，缩小系统的体积，更加便携化；同时，系统采用片内DAC模块104，外围电路简单稳定，无需额外的费用，片内DAC模块104具有DMA功能，能够提高CPU的效率。智能手机111通过蓝牙传输模块110与STM32微控制器103通信连接；智能手机111通过蓝牙传输模块110向STM32微控制器103发送电化学检测的设置参数，STM32微控制器103按照设置参数控制片内DAC模块104与片内ADC模块105工作。电压激励模块107接收片内DAC模块104的输出电压并通过多通道电极接口108输出恒定的激励电压到对电极1081和参比电极1082；电流采集模块106实时采集多通道工作电极1080产生的电流信号，将电流信号转换成电压信号，输出到片内ADC模块105。STM32微控制器103将片内ADC模块105输出的电压信号转换回电流信号，通过蓝牙传输模块110发送数据到智能手机111，智能手机111接收数据并显示数据。智能手机111通过蓝牙传输模块110指示STM32微控制器103控制SD卡存储模块109工作，将数据存储至SD卡。STM32微控制器103将片内ADC模块105输出的电压信号按照电压电流比例关系转换回相应的电流信号，然后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式多通道电化学检测系统，其特征在于，包括：USB供电模块、系统电源模块、STM32微控制器、片内DAC模块、片内ADC模块、电流采集模块、电压激励模块、多通道电极接口、SD卡存储电路、蓝牙传输模块、智能手机；所述USB供电模块外接外部USB电源、内接所述系统电源模块，为所述系统电源模块供电；所述STM32微控制器分别与所述电流采集模块、所述电压激励模块、所述SD卡存储电路、所述蓝牙传输模块连接；所述多通道电极接口连接多通道工作电极、对电极、参比电极；所述电流采集模块通过所述多通道电极接口与所述多通道工作电极连接；所述电压激励模块通过所述多通道电极接口与所述对电极、所述参比电极连接；所述智能手机通过所述蓝牙传输模块与所述STM32微控制器通信连接；所述智能手机通过所述蓝牙传输模块向所述STM32微控制器发送电化学检测的设置参数，所述STM32微控制器按照所述设置参数控制所述片内DAC模块与所述片内ADC模块工作；所述电压激励模块接收所述片内DAC模块的输出电压并通过所述多通道电极接口输出恒定的激励电压到所述对电极和所述参比电极；所述电流采集模块实时采集所述多通道工作电极产生的电流信号，将电流信号转换成电压信号，输出到所述片内ADC模块；所述STM32微控制器将所述片内ADC模块输出的电压信号转换回电流信号，通过所述蓝牙传输模块发送数据到所述智能手机，所述智能手机接收数据并显示数据;所述智能手机通过所述蓝牙传输模块指示所述STM32微控制器控制所述SD卡存储电路工作，将数据存储至SD卡。...

【技术特征摘要】
1.一种便携式多通道电化学检测系统，其特征在于，包括：USB供电模块、系统电源模块、STM32微控制器、片内DAC模块、片内ADC模块、电流采集模块、电压激励模块、多通道电极接口、SD卡存储电路、蓝牙传输模块、智能手机；所述USB供电模块外接外部USB电源、内接所述系统电源模块，为所述系统电源模块供电；所述STM32微控制器分别与所述电流采集模块、所述电压激励模块、所述SD卡存储电路、所述蓝牙传输模块连接；所述多通道电极接口连接多通道工作电极、对电极、参比电极；所述电流采集模块通过所述多通道电极接口与所述多通道工作电极连接；所述电压激励模块通过所述多通道电极接口与所述对电极、所述参比电极连接；所述智能手机通过所述蓝牙传输模块与所述STM32微控制器通信连接；所述智能手机通过所述蓝牙传输模块向所述STM32微控制器发送电化学检测的设置参数，所述STM32微控制器按照所述设置参数控制所述片内DAC模块与所述片内ADC模块工作；所述电压激励模块接收所述片内DAC模块的输出电压并通过所述多通道电极接口输出恒定的激励电压到所述对电极和所述参比电极；所述电流采集模块实时采集所述多通道工作电极产生的电流信号，将电流信号转换成电压信号，输出到所述片内ADC模块；所述STM32微控制器将所述片内ADC模块输出的电压信号转换回电流信号，通过所述蓝牙传输模块发送数据到所述智能手机，所述智能手机接收数据并显示数据;所述智能手机通过所述蓝牙传输模块指示所述STM32微控制器控制所述SD卡存储电路工作，将数据存储至SD卡。2.根据权利要求1所述的便携式多通道电化学检测系统，其特征在于，所述电压激励模块包括恒电位电路、减法运算电路和电压跟随器一；所述电压跟随器一与所述片内DAC模块相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：易长青，黄文政，张明，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东,44