随着人类开发海洋步伐不断的迈进,海洋生态环境日趋恶化,赤潮等海洋灾害频繁发生。加快海水水质检测与治理是关系海洋可持续发展的大事。传统检测手段效率低、耗时长,无法满足海水水质监测实时快速的要求。因此船载快速现场检测系统的研制成为海洋环境监测的迫切需要。本课题属于国家高技术研究发展(863)计划海洋技术领域:船载海洋生态环境检测技术系统——赤潮生物综合测量分析系统。其核心任务是研制海洋浮游植物船载快速现场检测系统,使我国具有海洋生态环境现场实时快速检测能力。本课题研制的自动化生化分析工作站系统是将DNA分子探针生物技术与计算机控制技术、电机控制技术、检测技术、机械设计等有机融合为一体的船载机电一体化精密仪器系统。利用双机械臂作为传输机构,模拟工作人员的实验室操作,运用孵育仪、电动移液器、洗板机、酶标仪等仪器模块通过酶切、显色反应工序,并分析上传数据,实现了对赤潮微藻水样处理、分析的自动化。本文所做的工作主要包括以下几个部分:(1)依所需生化分析流程完成工作站整体设计,突出模块化。主控PC机选用研祥公司的IPC-8562;PC-CAN接口适配卡选用致远公司的PCI-9820I。各仪器设备模块控制板采用AVR单片机+CPLD模式,分别选用ATMEL公司的AT90CAN128和ALTERA公司的EPM1270T144C3。(2)依CAN总线技术构建了主控PC机与带CAN总线接口的各模块控制板的通讯。(3)完成了各仪器设备模块控制板电路设计及CPLD内部硬件逻辑设计,CPLD采用Verilog HDL开发。(4)完成了主控PC机及各仪器设备模块的软件设计。主控PC机程序采用Visual Basic开发,仪器设备模块程序采用C语言开发。依分层模块化设计模式,设计了CAN接口通讯程序、机械臂任务调度程序、PID温度控制程序等。采用模块化设计、CAN总线组网、嵌入式技术,实现复杂的自动化生化分析,是本文创新点,具有广泛的应用前景。