辐照损伤检测中信号采集处理及传输软件设计

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1、辐照损伤检测中信号采集处理及传输软件设计第1章绪论1.1课题背景自然界中的一切物体都会源源不断地向外传送能量，这种传送能量的方式称为辖射⑴。辐射分为两类，一类是非电离辖射，例如可见光、紫外线、声福射、热辖射和低能电磁辐射。另一类是电离福射，是指a、P.Y、X和中子等射线。这些射线能够直接或者间接地使物质电离（即原子或分子获得或失去电子而成为离子）。通常也将电离辖射称为辖射照射，简称福照[2]。作用于生物体的辐射分为天然福射和人工辐射两大类[3]。天然福射是无处不在的，房屋、食品、天空、植物乃至人体内部都存在着辐射照射。除了天然的放射性之外，人们还会常常使用或者接触一些其他放射源，其中包括

2、放射性诊断和治疗辐射源、放射性药物、以及核反应堆和加速器产生的辐照源等。但是，少量的辐射照射不会危及人类的健康，只有过量的放射性射线的照射，才会对人体产生伤害。福射照射的剂量越大，危害性就越大。辐射损伤是指由放射性照射引起的机体组织的损害。一般来说，是由放射性照射或放射性物质通过空气和水进入人体而引起的。它能破坏人体组织里的分子和原子之间的化学键，进而会使人产生身体不适，严重的可造成人体器官和系统的损伤，导致各种疾病的发生。如表1.1所示是放射线福射对健康的影响，当辐射剂量达到7000-10000mSv时，就会全员死亡，可见辐射的危险性。..1.2本文福射损伤检测原理1.2.1细胞损伤评

3、价标志物参数Y-H2AX是一种特异性抗体，当细胞受到辐照后，细胞会产生这种特异性抗体，目前Y-H2AX是公认的可以反映辖射损伤生物标志物，是检测辐射损伤修复的最敏感指标[17]。Y-H2AX的免疫荧光值可反映每个细胞核内的染色体DNA的损伤程度，流式细胞仪或者激光共聚焦显微镜均能定量地检测出Y-H2AX的免疫焚光值，从而反映DNA损伤程度[18][19]。因而本文通过检测经特异性焚光染料染色后的人体血液淋巴细胞的光强来评估辐射造成损伤的程度，其评估参数包括辐照强度与辐照浓度。本课题组幵发了一种基于微流控芯片的便携式福照损伤检测仪，检测仪主要包括如下子系统：主控系统、微流控芯片子系统、片内

4、细胞操控子系统、光电检测子系统、信号采集处理与传输子系统等。检测系统组成框图如图1.1所示，其中微流控芯片平台用于承载细胞样品，通过压力驱动方法操控细胞运动，使细胞在微通道内能够逐个经过检测区域，利用阻抗脉冲检测法和LED诱导焚光检测法对通道内的细胞进行检测，将两路检测信号进行放大滤波后同基底信号一起釆集到ARM开发板内进行信号的存储与处理，并将已处理过的信号与检测结果实时显示在液晶屏上。.第2章基于Qt的信号采集与存储模块2.1Qt简介Qt是一种跨平台的C++用户图形界面应用程序开发框架。它包含一个功能丰富的C++类库以及一套简便易用的集成开发工具。Qt所支持的平台不但包括Linux、

5、aemo以及MeeGo这样的嵌入式操作系统[22]。使用Qt编写的C++程序具有良好的跨平台性，程序员几乎无须更改源代码，所编写的应用程序即可以运行在各种操作系统中，这大幅度的缩短了开发周期、降低了开发成本。这也是本文釆用这种编程环境的主要原因。基本上，Qt同X上层传送有效数据。反之当打开底层驱动后，就可以从10口采集到外部信号数据，有了信号数据作为基础才可以进行后续的处理。(4)定时器，底层驱动会以500Hz的频率向上层传送数据，通过对定时器的设定，可以根据所需频率进行设定，本文有效采样率最低为30Hz。(5)将数据读出并存到buf存储器，定时器开启后，将底层数据按照定时频率读出并存到

6、buf存储器，作为一个中转存储。第3章信号处理与显示模块.......183.1信号处理模块.......183.2信号显示模块.......213.2.1界面总体布局.......223.2.2曲线实时绘制.......243.3数据统计分析.......293.4本章小结.......30第4章数据文件传输模块.......314.1数据传输模块整体设计.......314.1.1TCP与UDP简介.......314.1.2整体设计思路.......314.2客户端设计.......324.2.1软件设计思路.......324.2.2软件编译结果.......354.3服务器端设

7、计.......364.4数据传输测试.......384.5本章小结.......43第5章系统软件调试.......445.1软件移植方法.......445.2便携式辐照损伤检测软件部分功能说明.......455.3实物实验结果及说明.......455.4本章小结.......46第5章系统软件调试5.1软件移植方法本章主要介绍了软件移植与功能说明。首先说明了软件开发的过程，程序编译仿真方法以及如何移植到Linux系统的幵