呼吸机软件设计及嵌入式Linux系统的搭建

论文摘要

随着电子技术的飞速发展,多数国内外呼吸机的生产研发,都纷纷朝着高技术含量、智能化开发、多功能应用的方向发展,嵌入式控制系统则更倾向于微型化、智能化,系统的人机交互界面按照人性化设计的原则,越来越“简单、自然、友好、一致”。为此,深入研究呼吸机嵌入系统式开发工作,对提高国内呼吸机产品的技术水平和市场竞争力,具有十分重要的理论和现实意义。本文依据相关基础理论知识,针对智能呼吸机的软件设计方案与实现技术、嵌入式Linux系统的开发设计与搭建运行等问题,运用系统研究和模块化设计等研究方法,论文内容主要包括以下三个方面:首先,论文按照模块化设计的思想,以嵌入式Linux系统及图形用户界面支持系统MiniGUI为开发平台,设计实现了智能呼吸机的人机交互界面;目前,界面已在嵌入式Linux系统中成功显示,并初步达到预计技术效果。其中,论文重点探讨了人机交互界面的规划与实现问题、中文拼音输入法的设计实现,及其将其移植到Linux/嵌入式Linux系统等技术难点问题。其次,文章给出了新型的压力控制模式——PC模式的设计思想和应用程序。区别于传统的压力控制模式,不但适用于无自主呼吸能力的患者,而且满足了有自主呼吸能力的患者。文章最后介绍了呼吸机的操作系统——嵌入式Linux系统软硬件平台的搭建,以及在此系统下所设计的A/D转换驱动程序,并完成整个系统的移植工作,使图形界面能在液晶屏上正确显示。实验结果表明,较以往的数码管显示屏而言,按照人性化设计原则采用MiniGUI系统设计的人机交互界面,更加简洁友好,美观直接,信息量丰富,并具有更高的实用性;呼吸机操作控制系统开发平台改用嵌入式Linux系统,使呼吸机软件系统功能得到进一步完善,硬件设备功用得到更大限度的发挥,并为今后软件系统改进与升级提供了良好的技术支撑。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 呼吸机功能
• 1.3 选题意义
• 1.3.1 国内外研究现状
• 1.3.2 国外呼吸机技术优势
• 1.3.3 国内呼吸机的市场发展现状及趋势
• 1.3.4 亟待提高部分
• 1.4 本课题研究内容
• 1.4.1 软件的编写
• 1.4.2 呼吸机系统的硬件设计规划及嵌入式系统平台搭建
• 第二章 基于MiniGUI的人机界面设计
• 2.1 呼吸机界面设计总体规划
• 2.1.1 人机界面及其人性化的涵义
• 2.1.2 界面设计思想
• 2.1.3 开机自检界面
• 2.1.4 呼吸机主界面
• 2.2 图形界面开发系统的选择
• 2.2.1 嵌入式产品开发中常用的图形解决方案
• 2.2.2 基于MiniGUI的嵌入式系统软件结构
• 2.2.3 MiniGUI配置
• 2.3 GUI应用程序开发
• 2.3.1 设置的主要参数
• 2.3.2 开机画面子程序
• 2.3.3 自定义控件
• 2.3.4 输入法模块的完善
• 2.3.5 菜单的设计
• 2.4 本章小结
• 第三章 呼吸机压力控制通气模式的设计
• 3.1 气路结构及原理
• 3.2 呼吸模式简介
• 3.2.1 呼吸机常用参数介绍
• 3.2.2 呼吸模式介绍
• 3.3 传统的压力控制模式
• 3.4 改进后的压力控制模式
• 3.4.1 吸气相工作流程
• 3.4.2 呼气相工作流程
• 3.4.3 压力控制模式工作过程
• 3.5 本章小结
• 第四章 呼吸机硬件平台设计
• 4.1 硬件平台
• 4.2 AD转换模块
• 4.2.1 SPI接口特点
• 4.2.2 AD7888 的功能与使用
• 4.2.3 接口与驱动
• 4.3 本章小结
• 第五章 操作系统移植
• 5.1 操作系统选型
• 5.1.1 常用实时嵌入式操作系统
• 5.1.2 嵌入式Linux
• 5.2 嵌入式Linux开发步骤
• 5.3 嵌入式Linux前期准备工作
• 5.3.1 主机系统
• 5.3.2 目标系统
• 5.4 PPCBOOT/U-BOOT的移植
• 5.4.1 添加自己的配置文件
• 5.4.2 目标板系统参数配置
• 5.4.3 初始化
• 5.5 嵌入式Linux的移植
• 5.5.1 内核源代码分析
• 5.5.2 内核裁减、编译及调试
• 5.5.3 内核装载、启动
• 5.5.4 文件系统简介及分析
• 5.6 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 尚待继续深入研究的工作
• 参考文献
• 致谢
• 发表论文
• 个人简历