随着新冠病毒疫情在全球的肆虐,核酸检测在社区、医院等场所得到广泛的应用,现有的核酸检测仪存在体积庞大、操作复杂、造价昂贵等问题,不能满足即时检测的需求,难以在基层医疗机构普及,急需体积小、低消耗、易操作、低成本的核酸检测设备来满足应用需求,因此研制便携式核酸检测设备迫在眉睫。本课题针对核酸检测仪中微流控PCR反应的控制需求,设计并研发了一种便携、易操作、交互效果好、低成本的集成控制系统。该系统以国产ARM A35系列的四核64位低功耗处理器Rock Chip PX30为控制核心,搭载嵌入式Linux操作系统;采用基于STM32F1系列芯片搭建底层硬件控制单元,设计可扩展的通讯机制和协议;上位机软件采用QT在嵌入式Linux中结合SQLite数据库设计,使用C++与QML语言结合的开发方式,利用多线程和节点映射,实现对微流控PCR检测过程的流路运动、温度控制、荧光信号采集、检测数据存储、检测信息录入、报告打印等功能的集成控制。课题研究内容主要包括:硬件方面,核心板、触摸屏、扫码模块、打印模块的选型及驱动电路设计、路由通讯单元设计、荧光信号采集模块设计、微泵驱动模块设计、温度控制模块设计;软件方面,包括基于QT与SQLite数据库的上位机软件设计、交叉编译环境及嵌入式Linux运行环境搭建、扫码和打印模块以及触摸显示模块等驱动编写、上下位机通讯机制和协议的拟定、温度信号采集与控制算法程序设计、荧光信号采集程序设计等内容。最后,本文完成了软硬件系统的整体调试与实验平台搭建,并设计了相关实验对系统性能进行测试。实验结果表明,底层硬件控制单元能稳定精确地运动,温度控制效果好,荧光信号采集精度较高,控制系统基本满足微流控PCR的检测需求,为便携式核酸检测设备的控制系统构建提供了解决方案。