關(guān)于電子系統(tǒng)在生物醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域解決方案的探討

《中國(guó)制造2025》已明確提出聚焦生物醫(yī)藥及高性能醫(yī)療器械等重點(diǎn)領(lǐng)域，如今生物醫(yī)療行業(yè)是一個(gè)快速發(fā)展的領(lǐng)域，它結(jié)合了生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物技術(shù)和信息技術(shù)等多個(gè)學(xué)科，以提高疾病治療和預(yù)防的能力。

生物醫(yī)療設(shè)備的控制、監(jiān)測(cè)、通信功能目前主要采用傳統(tǒng)PLC的解決方案。通過(guò)借助PLC幾十年的技術(shù)發(fā)展，其雖在生物醫(yī)療行業(yè)實(shí)現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用，帶來(lái)了諸多的產(chǎn)品概念的實(shí)現(xiàn)，但隨著時(shí)代的發(fā)展，技術(shù)的不斷革新，人民生命健康需求的不斷增加，PLC在生物醫(yī)療設(shè)備控制、監(jiān)測(cè)方面的短板也日益突出，其主要表現(xiàn)在：

1.系統(tǒng)的復(fù)雜度高。PLC系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜，模塊眾多且接線復(fù)雜，需要專業(yè)人員管理和調(diào)試。

2.靈活性限制。PLC雖具備可編程性，但其靈活性還是不如基于現(xiàn)代PC控制系統(tǒng)和FPGA開(kāi)發(fā)的板卡的控制系統(tǒng)。

3.專業(yè)的維護(hù)。PLC系統(tǒng)需要專業(yè)的維護(hù)和支持。

4.成本問(wèn)題。任何系統(tǒng)或硬件最重要的是性價(jià)比，產(chǎn)品離開(kāi)性價(jià)比其應(yīng)用性就會(huì)受限，PLC系統(tǒng)一般來(lái)說(shuō)由于壟斷性強(qiáng)，其硬件和軟件系統(tǒng)成本高。

（安裝在機(jī)柜里的某PLC）

新技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)設(shè)備不斷被更新迭代是歷史發(fā)展的必然趨勢(shì)。更靈活的FPGA主板+工控一體機(jī)的電子系統(tǒng)解決方案在生物醫(yī)療設(shè)備行業(yè)正應(yīng)運(yùn)而生

SG2171測(cè)控板是一款用于自動(dòng)化數(shù)采、控制、監(jiān)測(cè)和通信為一體的測(cè)制主板。整板采用工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，以底層ARM+FPGA框架開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，配帶傳感器、變送器和執(zhí)行器供電能力。系統(tǒng)擁有高精確度、高穩(wěn)定性和可靠性，并支持Modbus工業(yè)協(xié)議，響應(yīng)速度快，安全性高。SG2171測(cè)控板主要應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、生物醫(yī)療設(shè)備和環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。

（測(cè)控板示意圖）

其主要特點(diǎn)包括：

• 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，符合IEC標(biāo)準(zhǔn)，具備穩(wěn)定、可靠和精準(zhǔn)的AFE信號(hào)調(diào)理性能。
• 豐富的通訊接口。整板具備豐富的 I/O資源（44通道）和標(biāo)準(zhǔn)?業(yè)通訊接?（1個(gè)以太?? +8個(gè)RS485接?）。
• 支持通道隔離，斷線檢測(cè)，硬件接口和通道數(shù)的定制。具備24bits ADC高分辨率測(cè)量性能。
• 主板結(jié)構(gòu)尺寸靈巧（L260mm*W150mm*H42.6mm），可集成度極高，最大功耗114W。
• 性價(jià)比高。應(yīng)用在生物醫(yī)療行業(yè)，通過(guò)SG2171主板+工控一體機(jī)替代傳統(tǒng)PLC系統(tǒng)，在系統(tǒng)復(fù)雜度大大降低，設(shè)備/模塊減少，一塊主板解決所有功能的情況下，SG2171主板具備絕對(duì)的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。

SG2171測(cè)控板主要應(yīng)用領(lǐng)域舉例：

SG2171測(cè)控板應(yīng)用案例：

臺(tái)式生物反應(yīng)器解決方案醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用新方案。PAX工控一體機(jī)結(jié)合SG2171測(cè)控板運(yùn)用到相應(yīng)的臺(tái)式生物反應(yīng)器中。不同于傳統(tǒng)的PLC模塊繁復(fù)的組合，PAX工控一體機(jī)基于I7四核十一代CPU，擁有豐富的控制接口，另外有可接觸式的電容觸摸顯示屏可直接進(jìn)行系統(tǒng)操作，配合SG2171測(cè)控板的高性能，可直接降低設(shè)備操作的復(fù)雜程度，易于上手、使用方便。

隨著生命健康需求快速增長(zhǎng)和生物技術(shù)加速演進(jìn)，我國(guó)生物醫(yī)療產(chǎn)業(yè)步入高質(zhì)量發(fā)展的重要階段，在國(guó)外封鎖傳統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)卡脖子的大背景下，我國(guó)更需要自主研發(fā)，創(chuàng)新科研的精神，通過(guò)靈活、精準(zhǔn)、可靠、豐富的控制和數(shù)據(jù)采集來(lái)發(fā)展來(lái)彌補(bǔ)傳統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的不足。