生物安全柜是一種用于生物安全實驗室生物安全防護的排風柜，生物安全柜將生物實驗室中的操作者和生物實驗環(huán)境隔離，防止生物實驗過程中的實驗品和實驗操作者間發(fā)生交叉感染。生物安全柜作為重要保護措施，使生物實驗操作者免受實驗過程中生物危險。目前國內對于生物安全柜的研究多基于理論方面，其中大部分只針對生物安全柜的氣流模型進行研究，對生物安全柜的實際應用和系統(tǒng)報警較少有涉及。依據(jù)上述現(xiàn)狀，本文旨在設計和實現(xiàn)一種符合中華人民共和國醫(yī)藥行業(yè)標準YYO569-2011,YY-T0664-2008,YY/T0709-2009的生物安全柜控制報警系統(tǒng)，并根據(jù)中華人民共和國醫(yī)藥行業(yè)標準對系統(tǒng)進行測試。本文依據(jù)中華人民共和國醫(yī)藥行業(yè)標準，對生物安全柜控制系統(tǒng)的需求進行分析。在生物安全柜的氣流模型基礎上，分析生物安全柜的控制過程。生物安全柜的控制過程是通過氣流流速傳感器采集的氣流數(shù)據(jù)，調整風機參數(shù)，實現(xiàn)氣流流速控制功能。依據(jù)生物安全柜國家相關標準，對生物安全柜報警系統(tǒng)進行需求分析，報警系統(tǒng)功能包括氣流流速報警、過濾器壽命報警、生物安全柜窗口狀態(tài)報警和外排壓力報警。根據(jù)需求分析，在硬件設計上采用了由微控制器加看門狗為處理單元，外圍連接氣流流速傳感器、溫度傳感器、窗口狀態(tài)傳感器和壓力傳感器，風機和驅動電路作為控制系統(tǒng)的執(zhí)行部件，報警系統(tǒng)執(zhí)行由聲音和燈光組成。根據(jù)需求分析，軟件系統(tǒng)采用管道與過濾器架構，包括傳感器模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和動作執(zhí)行模塊三個部分。傳感器模塊對水平氣流流速傳感器、垂直氣流流速傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器采樣的數(shù)據(jù)進行數(shù)字濾波處理，再將數(shù)值濾波處理過后的數(shù)據(jù)輸出。數(shù)據(jù)處理要對氣流流速、溫度、壓力、窗口狀態(tài)和過濾器使用壽命的數(shù)據(jù)進行處理，輸出相對應的控制數(shù)據(jù)給動作執(zhí)行模塊，包括了風機控制和報警。風機控制根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊輸出的風機控制數(shù)據(jù)調整風機的功率大小，通過這樣的過程調節(jié)氣流流速的大小。報警根據(jù)氣流流速、壓力、過濾器壽命和窗口狀態(tài)報警數(shù)據(jù)，執(zhí)行相應的報警功能。本文最后依據(jù)國家相關標準進行控制系統(tǒng)測試和報警系統(tǒng)測試，測量生物安全柜內的氣流流速，驗證氣流流速是否在中華人民共和國醫(yī)藥行業(yè)標準YYO569-2011規(guī)定范圍內。報警系統(tǒng)依據(jù)設計需求，對氣流流速報警、過濾器壽命報警、生物安全柜窗口狀態(tài)報警和外排壓力報警進行功能驗證。