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基于Java串口通讯的检测系统程序设计

作者：范超

来源：《中国科技博览》2016年第21期

[摘 要]传统近红外分析仪器只能手工一个一个分析，再手工抄写数据，分析完后需要手工清洗。为了解决人工成本问题与效率问题。因此需要开发全自动分析系统。 [关键词]串口通讯，运动控制，软件设计

中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）21-0357-01 引言

随着科研和生产技术的不断发展，优良实验室的规范已经确立，人们对分析测试的要求在样品数量、分析周期、数据准确性、降低工作成本和提高工作效率等方面都提出了更高的标准和要求。传统的分析过程中手动取样和进样操作方式，人为因素所造成的各种误差以及劳动强度大和效率低。

在食品行业，随着食品行业法规的完善，基层实验室将面对更多批次的样品量和法规要求，食品企业自检实验室对经济型液相分析需求不断增加，样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机械进样和智能化分析的需求在迅速增加，本套系统综合了样品制备、分析及多种分析模式，实现了绿色分析，可全自动化样品前处理及分析，且具备灵敏度高，帮助实验室实现高通量、快速分析，是全面应用新技术成果的成功案例。 1 系统结构

自动进样远红外分析系统结构如图所示： 2 硬件组成

系统硬件主要组成包括以下部分：

进样平台：1台，蠕动泵2台 ，条码扫描器：1台，近红外分析仪：1台，串口分配器：1台

硬件各部件的主要功能：

（1）进样平台：起“定位”功能，其中“旋转台”负责样品管的选择，“移动杠”负责进样针在所选样品管上插入页面或离开页面。

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（2）蠕动泵：1# 蠕动泵负责泵送清洗液，2#蠕动泵负责泵送样品溶液。 （3）条码扫描器：负责扫描待测样品的条码。

（4）近红外分析仪：负责后端样品的检测及检测结果输入。 （5）串口分配器：提供相关的通讯接口，实现系统通讯。 硬件的运动控制：

各硬件模块的控制相对比较简单，因为这些部件都是商品化的仪器，我们已经拿到了厂家提供的“通信协议”，通过软件rs232串口通讯向硬件端发送简单的字符串指令即可让硬件完成相应的动作。例如，发送指令“16540D”给条码扫描器，扫描器即启动扫描的动作，并把扫描的条码信息反馈给软件端；发送指“s”给蠕动泵，它即开始转动，发送“t”，泵即停止转动。 这里提及的“对硬件的控制功能”主要是将上述各硬件配件的运动根据用户的特定功能需求搭配起来使用，即各指定操作动作的执行的先后顺序，以此来完成“样品条码扫描”、“进样针定位”、“进样”、“管路清洗”等操作。 3 软件设计 （见图2）

部分功能模块的实现逻辑

（1）复位：进样针先抬至最高点（上下移动），然后移动至0#位置（左右移动）。 （2）清洗管路、针壁：进样针下移至X1位（比样品位稍深），启动1#泵，流通池开始进水，3秒后，再同时启动2#泵，开始清洗管路。

（3）进样针定位：判断上一次的位置号n，样品台旋转1个单位至“n+1”位置（前提n+1≤最大位置号），样品针移动至样品盘上空。

（4）该样品是否为最后一个样品：扫描完最后1个位置号后，继续扫描2圈，如在这两圈中均没扫描到新的条码，则谓之流程结束。 软件功能

用户登录：两种登录方式，一为名字条码扫描登录；二是传统的“账号、密码”模式。联机自检：监控各硬件是否连接上了。测量窗口：分“自动检测”、“定点检测”和“手动检测”等三个

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窗口。功能按钮：“开始检测”、“停止检测”、“仪器条件”等窗口。状态提示：检测中的进度条提醒。历史数据：分析数据汇总。清洗平台：清洗自动进样平台和蠕动泵。系统管理。 结束语：基于java串口通讯的程序设计越来越广泛，主要优点在于java在应用程序上的快速开发能力，目前许多开发人员利用java开发与硬件通讯的应用程序。 参考文献：

[1] 李良，朱善安，基于java的串口通讯

[2]刘海岩，绿青，梁建龙，设计模式及其在软件设计中的应用 作者简介：

范超（1991-），男，汉族，四川乐山，单位：广东工业大学2014级研究生，研究方向：控制科学与工程。