介电电泳试验是一种以介电电泳芯片为载体,通过观测不均匀电场中细胞等生物颗粒的运动状态来检测其活性的试验方法。目前该试验采用分离装置的方案,仪器间组合协同性差,不利于发挥设备技术优势和扩展试验功能,同时人工评估电泳视频,劳动强度大,可靠性差,不能满足自动化要求。针对以上问题,提出设计一种集成生物芯片、专用电源、显微视频系统和PC机等试验仪器功能的自动化装置,并利用数字图像处理算法实现对视频图像的自动化检测。主要研究工作如下:首先,为解决仪器间组合协同性差的问题,提出一种打破现有结构,集成仪器功能,重新设计软硬件的方案,最大程度提高设备利用率,简化试验。在原有工作基础上,论文主要针对主控系统进行设计。为实现系统基本功能,硬件上,选择了合适的处理器,并设计基本外围电路和接口;软件上,选用主流的嵌入式Android系统,并完成了系统移植、驱动编写和应用软件设计等工作。其次,为解决电泳视频人工评估,劳动强度大,可靠性差的问题,提出采用数字图像处理算法自动检测视频运动参数的方案。算法主要实现了试验对象的轨迹描述和旋转速度自动检测的功能。以试验中最常见的试验对象——细胞为对象进行设计,算法分为静态处理和动态处理两部分。静态处理包括二值化、形态学滤波、对象检测、质心计算和特征点标记五个步骤,动态处理由细胞跟踪、轨迹描述和转速计算三个部分组成。提出优化SURF算法和优化Harris光流算法两种方法进行特征点跟踪检测,后者对硬件要求更高,检测精度也更高。最后,结合系统应用要求,设计了各模块的测试试验。在主控系统、专用电源模块和显微视频系统连接下,进行细胞视频图像检测试验,达到了运动参数检测结果与实际参数相对误差1%以内的指标。综上所述,论文基于Android平台,完成了介电电泳集成试验系统的结构集成化设计以及主控系统的软硬件设计,简化了复杂的生物芯片试验,实现了介电电泳集成试验系统的小型化与集成化,为未来实验室物联网搭建提供可能。