[發明專利]基于鏈置換的火災報警雙軌邏輯電路及實現方法

有效

• 申請號: 201810058770.X
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN108233919B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 孫軍偉;王延峰;黃春;李吉祥;王英聰;王妍;崔光照
• 申請（專利權）人: 鄭州輕工業學院
• 主分類號: H03K19/20
• 分類號: H03K19/20;G06F17/50
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 董曉慧;栗改

本發明提出了一種基于鏈置換的火災報警雙軌邏輯電路及實現方法，基于DNA鏈置換的反應機制構建了四輸入的火災報警電路系統，搭建了煙感、溫感、光感、手報裝置四輸入的火災報警電路操作運算的數字邏輯電路，利用雙軌邏輯思想將數字邏輯電路轉化成雙軌邏輯電路，通過雙軌邏輯電路再轉化成蹺蹺板生化邏輯電路，最后通過Visual DSD仿真軟件驗證其輸出結果，并分析判斷是否有火情發生。本發明的電路設計是有效的，且具有很高的準確性以及靈敏度；對于大規模的智能化報警裝置系統設計的運算操作提供了基本的理論基礎，提高生物計算機邏輯電路的可靠性，促進了生物計算機的發展。

技術領域

本發明涉及邏輯電路的技術領域，尤其涉及一種基于鏈置換的火災報警雙軌邏輯電路及實現方法。

背景技術

在當前快速發展的計算機時代，傳統的邏輯電路設計已經不能滿足人們正常安全生活中的需要，例如設備電路因復雜的運算導致線路老化，報警裝置系統對火災判斷不準確等等，火災問題是目前我國比較重視的一個大問題，怎樣才能及時準確地判斷是否有隱患存在將是研究的方向。結合科學計算機和分子生物學科的DNA計算是一個新的研究領域。DNA作為一種新的計算工具已經解決了很多問題，比如哈密頓路徑以及最大團問題等。DNA自組裝是DNA納米技術的一個重要支撐技術，具有可預測性和可編程性的特點，在應用領域這兩種特點在自組裝方面都具有很好的發展前景。DNA鏈置換技術在生物計算領域也扮演著一種動態的DNA納米技術。DNA鏈置換技術由于其本身具有一系列自發性、靈敏性及準確性的特點，已經在納米機器、分子邏輯電路、納米藥物及其他方面被廣泛應用。近年來，生物計算機已被許多來自不同領域的科學家廣泛關注，而且分子邏輯電路又是生物計算機的重要組成部分。因此，邏輯電路的構建方法在生物計算機中起著重要的作用。

DNA計算已經處理了大量如自組裝、熒光標記、鏈置換和探針機等分子操作。DNA鏈置換技術是在DNA自組裝技術的基礎上發展起來，所以，DNA自組裝技術和DNA鏈置換技術是研究DNA納米技術的兩大重要支撐技術。而且DNA鏈置換技術非常適合于構建分子邏輯電路，在傳統的電子邏輯電路中，高電平和低電平通常表示為布爾邏輯的“真”和“假”。基于鏈置換技術的級聯反應已經實現了相鄰邏輯模塊的動態連接，并為研究人員構建大規模、復雜的邏輯電路成為可能。此外，DNA鏈置換技術憑借高容量信息積累、高性能并行計算、編程以及仿真的優勢，已經在分子計算、納米機器、診斷和疾病治療領域得到了深入的研究。DNA鏈置換技術在解決數學問題、管理納米機器和討論生命歷程方面也具有很大的研究意義。另外，基于DNA鏈置換的生物化學邏輯電路的構建對設計程序的掌握也具有重要的研究意義。基于DNA鏈置換技術的策略在智能刺激響應材料、納米電子電路和器件、生物傳感器和納米醫學等領域具有很大的應用前景。

發明內容

為了推進生物計算機的發展，本發明提出一種基于DNA鏈置換的火災報警雙軌邏輯電路及實現方法，先設計出火災報警雙軌邏輯的數字電路，然后將數字邏輯電路用雙軌的邏輯思想構建火災報警雙軌邏輯電路，最后將雙軌邏輯電路轉化為生化邏輯電路，并用Visual DSD仿真軟件分析了火災報警雙軌邏輯電路的正確性，具有很高的靈敏度和可靠性。