试纸检测方法是医学、药品、食品和环境领域检测生物化学量的一种常用的检测方法。胶体金标记(简称金标)试纸是一种常见的检测用试纸,它可以定性检测盐酸克伦特罗、莱克多巴胺等多种生物化学量。当样本中待分析物的含量高于检测限时,试纸不显色,当样本中待分析物的含量低于检测限时,不同浓度的样本将会在试纸上呈现出深浅不一的颜色。由于试纸检测是定性检测,在样本数量多和检测精度要求高的情况下不能满足检测要求,因此研制一种能够定量检测样本浓度的生化检测仪器非常必要。市面上常见的生化检测仪器大多数体积较大,不易便携,适合于在实验室进行精密测量。并且多数不能够独立处理数据,需要借助计算机等辅助工具进行测量。当需要在现场进行大量样本的快速检测,或者没有辅助工具需要独立检测的情况下,这些大型仪器就不适用了。因此本文设计研究了一种基于ARM嵌入式系统和图像处理方法的便携式金标试纸分析仪,它体积小、重量轻、便于携带,能够独立处理数据,达到定量检测的功能。便携式金标试纸分析仪主要包括图像采集模块、图像存储模块、数据处理模块、操作显示模块和通信模块。用CMOS摄像头、ARM9系列S3C2440芯片,LCD触摸屏等元件搭建了硬件模型,并且设计了相关软件。分析仪能够使用CMOS摄像头采集一幅图片,存储到存储器中相应的位置。利用软件提取图像的灰度特征值,用MATLAB曲线拟合工具箱将灰度特性与样本浓度拟合成相对应的函数后写入图像分析软件中。当再次测量时,输入一幅采集到的试纸图片就能够自动计算出灰度特征值,并且根据预先设定的函数关系得到相应的待检测的样本浓度。仪器还支持SD卡存储,可以将样本图像存储到SD卡中,便于数据查阅。本文的主要研究内容分为硬件搭建和软件设计两部分,具体研究内容如下:第一章介绍了试纸分析仪的研究背景以及研究现状,比较了几种常用的图像处理方法以及微处理器选择方法的优缺点,通过对实验背景的研究和讨论,提出了总体的设计方案:用图像测量的方法结合ARM嵌入式系统研制便携式金标试纸分析仪。第二章介绍了系统总体方案的设计,包括检测卡的构成原理,光源选择,光电机理,图像滤波,特征值的选取和计算等。通过对待测图片特征的分析,使用中值滤波和均值滤波相结合的方法进行滤波,提取C线和T线与背景的灰度差作为C线和T线的灰度特征值。最后,介绍了MATLAB函数拟合的原理。第三章介绍了系统的硬件设计,搭建由CMOS图像传感器,LCD触摸屏,S3C2440芯片等元件搭建的硬件平台。主要包括图像采集模块、存储模块、图像处理模块、操作显示模块和通信模块等部分,阐述了元件选择方案和连接方法。第四章设计了系统工作的相关软件,包括图像的采集和存储部分和图像特征值的提取和计算部分。在Microsoft Visual Studio 2005开发平台上建立并且调试相关的编程项目,设计了一种基于鼠标跟踪算法的特征值提取软件。由于试纸显色区域比较狭窄,鼠标跟踪选取特征区域的一条线作为计算区域,使用MATLAB函数拟合工具箱拟合出提取的灰度值与样本浓度的函数关系。将编译好的软件烧写在ARM板上的Windows CE 6.0操作系统下,使仪器能够脱离计算机独立处理数据。第五章在硬件及软件平台搭建完毕的前提下,选取一定量的样本,对分析仪的性能进行测试,验证方案的可行性以及设计过程中存在的不足,并且对本次设计情况进行总结,对以后的性能改进以及功能扩展进行了展望。