基于嵌入式linux的麻醉机软件设计与实现

论文摘要

麻醉机是手术室不可缺少的重要麻醉设备，其功能是向病人提供氧气，吸入麻醉药剂并进行呼吸管理，在保障病人术中生命安全方面有着不可估量的作用。随着电子技术的快速发展以及医疗仪器智能化概念的普及，嵌入式系统在麻醉机中的应用越来越广泛。本文从系统稳定性和智能化角度出发，设计并实现了基于嵌入式Linux系统和图形用户界面MiniGUI的麻醉机主控端软件。在充分掌握麻醉机工作原理的基础上，进行了完备的需求分析，采用软件分层设计思想，将麻醉机主控端应用程序分为交互层、业务逻辑层和界面显示层。其中交互层处理应用程序和Linux系统的直接信息交互，负责硬件设备的控制和读写；业务逻辑层是应用程序的核心部分，主要完成数据的分析处理、数据存取以及报警判定等功能；界面显示层负责数据显示和窗口切换，实现人机交互式用户界面。从功能模块的角度出发，模块化实现各层次内的各项功能，模块间采用接口函数进行通信，使程序设计、调试和维护等操作简单化，提高了软件架构的灵活性。开发完成后，进行了系统功能和性能测试，以提高系统的安全性和稳定性。本设计在基于S3C2440芯片构建的嵌入式Linux系统平台上运行，测试结果为，系统能够动态顺畅刷新波形曲线，正确显示监护参数，实时触发安全报警，通过相应按键操作可以对通气模式、报警上下限等参数进行灵活设置，且各窗口间切换自由，系统能长时间稳定良好运行。结果表明，本系统运行稳定，人机交互式界面清晰友好，操作简便快捷。系统中麻醉机软件设计具有较高的实际价值和意义，同时本系统的实现也可为其他医疗仪器的软件开发提供参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.2 麻醉机概述
• 1.2.1 麻醉机的发展历程
• 1.2.2 麻醉机的工作原理
• 1.2.3 麻醉机发展趋势
• 1.3 课题研究意义
• 1.4 课题主要内容
• 1.5 本文章节安排
• 第二章 麻醉机系统的总体设计
• 2.1 总体设计目标
• 2.2 硬件设计方案
• 2.2.1 气路设计
• 2.2.2 整体硬件结构
• 2.3 软件设计方案
• 2.3.1 嵌入式操作系统的选择
• 2.3.2 图形库的选择
• 2.3.3 软件架构设计
• 第三章 嵌入式 Linux 开发环境的搭建
• 3.1 宿主机端开发环境的搭建
• 3.1.1 交叉编译环境的配置
• 3.1.2 TFTP 服务的启动
• 3.1.3 NFS 服务的启动
• 3.2 目标板端运行环境的配置
• 3.2.1 u-boot
• 3.2.2 嵌入式 Linux 内核
• 3.2.3 根文件系统
• 3.3 MiniGUI 的编译和移植
• 3.3.1 编译 MiniGUI
• 3.3.2 移植 MiniGUI
• 第四章 应用程序的设计与实现
• 4.1 软件需求
• 4.1.1 功能需求
• 4.1.2 性能需求
• 4.2 架构设计
• 4.3 交互层的设计和实现
• 4.3.1 串口数据传输模块
• 4.3.2 串口数据处理模块
• 4.4 业务逻辑层的设计和实现
• 4.4.1 数据处理模块
• 4.4.2 报警模块
• 4.6 界面显示的设计和实现
• 4.6.1 自检窗口
• 4.6.2 校准窗口
• 4.6.3 体重设置窗口
• 4.6.4 波形窗口
• 4.6.5 设置窗口
• 4.6.6 环窗口
• 第五章 系统优化与测试
• 5.1 系统优化
• 5.1.1 Linux 内核精简
• 5.1.2 MiniGUI 库精简
• 5.1.3 应用程序优化
• 5.2 系统测试
• 5.2.1 功能测试
• 5.2.2 性能测试
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 附 1 波形窗口
• 附 2 设置窗口
• 附 3 环窗口
• 攻读硕士学位期间发表的文章
• 致谢