基于Web的色谱分析软件平台研究与设计

摘要

色谱分析是在化学和生物等领域应用十分广泛的一种分析方法，它利用不同物质与固定相和流动相之间的作用力的不同。各个组分在固定相和流动相之间做相对移动时会进行多次平衡作用，最终各个组分会在这种作用下得以分离开来。
　　色谱分析软件是将计算机技术与色谱设备结合起来，利用计算机软件技术有效地控制色谱设备，并且对从色谱设备采集到的色谱原始信号进行分析处理。由于计算机具有高运算速度和精度以及逻辑判断能力，因此色谱分析软件提高了色谱分析的速度以及分析结果的精度，并且可以更加方便地控制色谱设备，将色谱应用推向一个更高的水平。
　　本文的重点主要在于将Web技术应用到色谱分析领域，即采用浏览器/服务器技术。借助浏览器的平台无关性，易维护性等优势，使客户通过电脑上的浏览器对色谱设备进行操作，包括设备管理、设备配置、数据采集、数据处理等，此外，通过因特网用户可以实现在局域网和广域网上对色谱设备进行远程操作和远程监控，以及远程维护。
　　本文首先阐述了本课题的研究背景以及色谱技术在国内外的研究现状，在深入研究了色谱分析工作原理的基础上，通过对系统的需求进行仔细分析，设计完成了一套色谱分析平台系统，该系统主要有以下功能:用户模块、系统日志模块、色谱设备控制模块、数据采集与谱图显示模块、谱图数据处理模块等。本文的工作包括:搭建一个功能完善拘Web服务器，包括Web网页设计（提供友好的界面，方便用户操作），Web后台开发（负责数据采集、数据处理等），并对其进行前后端的优化，在该服务器上完成系统核心功能模块开发;设计色谱数据处理算法，通过比较各种滤波算法、谱峰识别算法等，再结合本研究的实际情况，最终确定适合本系统的算法;根据特定下位机（色谱设备，输液泵和检测器）提供的通信协议，在该协议的基础上，完成对下位机的二次开发，包括对下位机的有效控制，监控和维护等。
　　最后，需要对本研究设计完成的色谱分析平台进行测试，包括对软件各个功能模块的测试，对色谱定性定量分析结果准确性的测试，以及对软件稳定性和可靠性的测试，以验证系统的可行性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 本课题的研究背景

1．2 国内外色谱技术的发展研究现状

1．3 本文的研究内容与意义

1．4 本文的组织结构

1．5 本章小结

第二章 色谱系统工作原理简介

2．1 色谱系统硬件部分

2．2 色谱系统软件部分

2．3 色谱系统上位机与下位机之间的通信

2．4 本章小结

第三章 色谱分析软件平台的需求分析与方案设计

3．1 色谱分析软件的需求分析

3．2 色谱分析软件的方案设计

3．2．1 Python语言

3．2．2 Django Web应用框架

3．2．3 HTML、JavaScript、CSS

3．2．4 MySQL、Apache、Linux

3．2．5 网站前后端交互技术AJAX

3．3 本章小结

第四章 色谱分析软件平台核心功能开发

4．1 系统数据库设计

4．1．1 数据库需求分析

4．1．2 数据库逻辑结构设计

4．2 系统用户模块

4．2．1 用户登录模块

4．2．2 系统权限管理模块

4．3 系统日志记录模块

4．4 色谱设备管理模块

4．5 色谱设备监控模块

4．6 色谱设备方法设置模块

4．7 数据采集与谱图显示模块

4．7．1 数据采集模块

4．7．2 谱图显示模块

4．8 其它功能模块

4．9 本章小结

第五章 色谱分析软件平台的色谱数据处理算法

5．1 信号噪声滤除

5．1．1 信号模型及去噪方法评价标准

5．1．2 常用的滤波方法

5．2 谱峰检测

5．2．1 基本原理

5．2．2 谱峰特征点识别

5．3 谱图基线校正

5．4 重叠峰分解

5．4．1 重叠程度的衡量

5．4．2 利用几何法分离重叠峰

5．5 谱峰参数计算

5．6 定性定量分析

5．6．1 定性分析

5．6．2 定量分析

5．7 本章小结

第六章 色谱分析软件平台的系统测试

6．1 系统测试

6．1．1 数据处理模块测试

6．1．2 分析结果准确性测试

6．1．3 智能终端对系统的访问测试

6．1．4 系统稳定性和可靠性测试

6．2 本章小结

第七章 总结与展望

7．1 总结

7．2 展望

致谢

参考文献

作者在攻读硕士期间发表的论文及专利