共聚焦系统架构流程图
来源：Visio 流程图文件，提取自 page1 页面，52 个文本形状。 描述共聚焦显微镜系统的三层架构：仪器硬件层、操作逻辑层、软件层（业务+UI）。
一、整体架构三层模型
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│ 软件 UI 层 │
│ 文件数据管理 / 保存 / 导出 / 打开 / 图像处理 │
├─────────────────────────────────────────────────┤
│ 软件业务层 │
│ 硬件调度（control类）/ 图像处理 / 向导更新参数 │
├─────────────────────────────────────────────────┤
│ 硬件抽象层 │
│ 对象数据（硬件抽象层）→ 硬件驱动（单独控制功能方法）│
├─────────────────────────────────────────────────┤
│ 仪器硬件层 │
│ 激光器 → 光路 → 被测目标 → PMT → 位移平台 │
└─────────────────────────────────────────────────┘
二、仪器硬件层
2.1 光路由线
激光器 → 光路 → 被测目标 → PMT
- 激光器：光源，由激光器参数控制（id、开关状态、强度）
- 光路：光传输路径，含振镜、针孔等光学元件
- 被测目标：样品，放置在位移平台上
- PMT（光电倍增管）：检测荧光信号，输出 PMT 采集数据
2.2 机械硬件
- 位移平台：承载样品，实现 XYZ 三维移动
三、硬件驱动与抽象层
3.1 三层硬件软件接口
| 层级 | 职责 | 说明 |
|---|---|---|
| 硬件驱动 | 单独控制功能方法 | 直接操作硬件寄存器/接口 |
| 硬件抽象层 | 对象数据 | 封装硬件为对象，屏蔽硬件差异 |
| 硬件调度 | control 类 | 组合调度多个硬件，实现高级功能 |
3.2 硬件调度核心能力
- 硬件调度组合：多个硬件协同工作
- 硬件调度使能：调度开关控制
- 调度模式：
- XY 平面扫描
- XYZ 平面扫描
- 振镜模式：振镜扫描控制
四、操作逻辑层（参数系统）
4.1 参数对象模型
采用单例全局参数对象管理所有系统参数，引入参数统一入口。
4.2 参数分类
| 参数类别 | 说明 |
|---|---|
| 激光器参数 | 激光器 id、开关状态、强度（结构体数组） |
| PMT 参数 | 光电倍增管增益等 |
| 振镜参数 | 扫描振镜控制参数 |
| 针孔参数 | 共聚焦针孔大小/位置 |
| 物镜参数 | 物镜倍数、数值孔径等 |
| 图像数据 | 采集到的图像数据对象 |
4.3 激光器参数结构体
- 激光器 id
- 开关状态
- 强度
4.4 参数更新机制
- 向导更新参数：通过向导式界面修改全局参数对象
五、软件业务层
5.1 扫描工作流
硬件设备设置 → 硬件设备调度 → 硬件数据采集 → 图像数据 → 存储 / 展示
↓ ↓
xy平面扫描 振镜模式
- 硬件设备设置：配置激光器、位移台、PMT 等参数
- 硬件设备调度：按调度模式（XY/XYZ）执行扫描
- 硬件数据采集：PMT 采集原始数据
- 图像处理：预处理 → 处理 → 形成原始图像数据
- 存储 / 展示：文件数据管理模块负责
5.2 图像处理流水线
PMT采集数据 → 原始图像数据 → 预处理 → 处理 → 文件数据管理
↓
┌─────────┴─────────┐
保存 导出 打开
六、软件 UI 层
6.1 文件数据管理
- 保存：图像数据持久化存储
- 导出：导出为其他格式
- 打开：加载已有数据文件
6.2 图像处理
- 独立的图像处理功能模块
七、关键设计要点
- 分层架构清晰：硬件驱动 → 抽象层 → 调度层 → 业务层 → UI 层，五层分离
- 单例参数对象：全局唯一参数管理，便于各模块共享配置
- 硬件调度模式化：支持 XY 平面扫描、XYZ 平面扫描等多种扫描模式
- 图像处理流水线：采集 → 预处理 → 处理 → 存储，标准流水线结构
- 硬件抽象层隔离：业务逻辑不直接操作硬件，通过 control 类调度