收藏本站
《山东大学》 2016年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于μC/OS-Ⅱ和嵌入式Linux的家用呼吸机的研制

武亚文  
【摘要】:阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(OSAS)是一种常见的慢性睡眠呼吸障碍疾病,持续气道正压通气(CPAP)呼吸机是目前治疗OSAS最安全有效的方法。CPAP呼吸机通过面罩向患者提供一定的气道正压,防止气道塌陷,减少或避免打鼾、低通气和呼吸暂停的发生。国内对CPAP家用呼吸机的研究尚处于起步阶段,与发达国家有较大差距。本文根据家用呼吸机的发展现状,结合数字信号处理技术和嵌入式操作系统,研究了家用呼吸机的呼吸信号处理算法和远程通信技术,设计了一款基于μC/OS-Ⅱ和嵌入式Linux双核心的家用呼吸机。本文研究了家用呼吸机的结构和运行原理,分析了家用呼吸机的控制策略和常用参数,确定了家用呼吸机的功能和技术指标。为了在完成呼吸信号实时处理的同时,实现数据存储、远程通信和触摸屏人机交互功能,本文中家用呼吸机采用双核心设计。实时控制核心采用基于Cortex-M4核心的微控制器STM32F407,运行μC/OS-Ⅱ操作系统;远程医疗核心采用基于ARM9核心的微处理器S3C2416,运行嵌入式Linux操作系统。本文研究了数字滤波技术和呼吸信号处理算法。设计了ⅡR数字滤波器处理呼吸流量信号,ⅡR低通滤波器用于滤除流量信号中的高频干扰和计算漏气量;ⅡR高通滤波器从总流量中分离出人体呼吸流量,用于实现呼吸触发。根据人体呼吸流量波形特点确定了滤波器的技术指标,借助MATLAB设计了滤波器的系统函数,通过对比滤波前后流量波形,实际验证了滤波效果。本文在数字滤波技术的基础上,研究了呼吸信号处理算法,实现了漏气补偿、主动压力释放、呼吸暂停检测和低通气检测等关键技术。实时控制核心的主要功能是呼吸信号实时处理,在μC/OS-Ⅱ实时操作系统基础上,实现多任务运行,完成压力和流量的实时采集、持续正压控制、漏气量测量、漏气补偿、呼吸触发、呼吸暂停检测和低通气检测等功能。远程医疗核心的主要功能是呼吸数据存储、远程通信和触摸屏人机交互等,该核心在嵌入式Linux操作系统基础上,运行多线程应用程序。应用程序读取实时控制核心的呼吸数据,使用SQLite数据库完成数据存储和查询。通过Wi-Fi自动配置技术,实现了呼吸机自动连接Wi-Fi热点;建立TCP服务器,实现与手机客户端通信;连接远程服务器,实现治疗数据上传;通过与远程医疗专家直连,实现远程诊断、修改治疗参数和下载治疗方案。通过Qt图形界面框架,实现基于触摸屏的人机交互。实验结果表明,本文设计的家用呼吸机充分结合了μC/OS-Ⅱ操作系统和嵌入式Linux操作系统的优势,保证了呼吸信号处理的实时性,提高了数据存储、远程通信、人机交互的灵活性,实现了远程医疗功能。
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TH789

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李亚征;王蕾;;呼吸机清洗消毒保养状态调查分析与对策[J];中国水电医学;2009年04期
2 何陈;;呼吸机的常见故障及减少故障需采取的主要措施[J];医疗装备;2019年12期
3 时礼峰;;呼吸机常见故障及维修方法[J];医疗装备;2018年02期
4 张峰;;医院呼吸机的使用原理、分类、故障及科学管理[J];医疗装备;2018年04期
5 吴彦刚;;呼吸机常见故障及维护保养方法[J];智慧健康;2018年07期
6 王逸尘;;呼吸机功能介绍及维护实用分析[J];名医;2018年02期
7 胡平;;呼吸机常见故障原因及维修方法[J];医疗装备;2018年14期
8 印春光;孙国君;黄旭圻;;呼吸机共享管理模式的研究与实践[J];中国医疗设备;2018年08期
9 郑凯;徐金娇;;呼吸机的维护与维修[J];医疗装备;2018年17期
10 赵长俊;王洪福;;医护人员操作呼吸机需要注意的三个工程问题[J];中国医疗器械信息;2018年15期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周健;;呼吸机的维修保养经验[A];中华医学会医学工程学分会第十五次全国学术年会论文汇编[C];2015年
2 郑朝敏;甘晓琴;谢镒鞠;谭春艳;黄淑琼;黄亮;;呼吸机管理中心在院所危重症患者救治中的作用[A];中国中药杂志2015/专集:基层医疗机构从业人员科技论文写作培训会议论文集[C];2016年
3 邵亚娣;;危重患者进行呼吸机集束化护理的效果观察[A];第三届重症医学大会论文汇编[C];2009年
4 王毓敏;;急救呼吸机长途转送(2-4H)中的应用体会[A];2009年浙江省急诊医学学术年会论文汇编[C];2009年
5 曲彦;;呼吸机常见报警原因及处理[A];中国重症医学的创新与发展——第二届中国医师协会重症医学医师分会暨第九届中国病理生理学会危重病医学专业委员会2010年危重病医学全国会议会刊[C];2010年
6 孙铁英;方保民;于鹏;;加强呼吸机临床应用的培训[A];中华医学会呼吸病学年会——2011(第十二次全国呼吸病学学术会议)论文汇编[C];2011年
7 任燕云;;呼吸机的全面质量管理[A];第8届全国重症监护专科护理新进展研讨会论文汇编[C];2011年
8 金建芳;方莉;李莉;;呼吸机外置回路集中消毒处理的效果观察[A];“全国护理管理改革创新”高层论坛、全国护理新理论、新方法、新技术研讨会论文汇编[C];2011年
9 朱曦;;常见呼吸机异常波形及处理[A];重症呼吸——肺与多器官衰竭——中华医学会第一次重症呼吸学术大会论文集[C];2012年
10 成艳琴;;使用呼吸机患者的心理护理[A];2013年河南省呼吸危重症护理新进展学习班论文集[C];2013年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 健康时报记者 刘子晨 叶正兴;家用睡眠呼吸机问题不少[N];健康时报;2015年
2 解放军总医院急诊科主任医师 孟庆义;呼吸机 急救应用中如何避免失误[N];健康报;2013年
3 解放军第252医院 王艳军;呼吸机的安全使用[N];中国医药报;2010年
4 通讯员于群;州医院引进三台呼吸机[N];博尔塔拉报;2009年
5 ;呼吸机市场持续扩大 国产品前景不容乐观[N];中国医药报;2003年
6 毛庆 严常坤;穿防护服戴呼吸机 体验高温下粮食熏蒸作业[N];粮油市场报;2018年
7 广州市呼吸疾病研究所教授 黎毅敏;撤离呼吸机:不可太随意[N];医药经济报;2011年
8 本报记者 杨蕾;呼吸机的计量关口[N];中国质量报;2010年
9 记者时旭;五台呼吸机捐一线[N];中国航天报;2003年
10 孟刚;呼吸机咋没了声称的功能[N];中国消费者报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 郭锐;基于Linux的微细电火花加工数控系统及其相关关键技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
2 彭朝勇;面向预警的一体化强震仪实时嵌入式Linux系统研制[D];中国地震局地球物理研究所;2013年
3 赵慧斌;RFRTOS——基于Linux的QoS实时操作系统[D];中国科学院研究生院(软件研究所);2003年
4 吴峰光;Linux内核中的预取算法[D];中国科学技术大学;2008年
5 刘克龙;安全Linux操作系统及安全Web系统的形式化建模与实现[D];中国科学院软件研究所;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 武亚文;基于μC/OS-Ⅱ和嵌入式Linux的家用呼吸机的研制[D];山东大学;2016年
2 于春慧;家用呼吸机营销模式研究[D];对外经济贸易大学;2015年
3 龙慧平;基于3G的嵌入式家用呼吸机设计[D];辽宁大学;2014年
4 马树;呼吸机数据采集与分析系统的设计与实现[D];浙江工业大学;2019年
5 周绪贵;基于远程数字传输技术的智能家用呼吸机的研制[D];山东大学;2015年
6 邝勇;睡眠呼吸机的关键技术研究[D];南方医科大学;2015年
7 牛菀漓;呼吸机软件设计及嵌入式Linux系统的搭建[D];汕头大学;2008年
8 郝木兰;基于Linux的呼吸机控制系统的研究[D];天津大学;2006年
9 杜彦讳;基于用户体验的家用呼吸机设计[D];东南大学;2015年
10 胡欣俊;结合基础流的呼吸机智能模糊控制研究[D];上海交通大学;2013年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026