ARM Linux嵌入式系统血液灌流控制系统的研究

论文摘要

血液灌流技术能够直接清除病人血液中内生性和外源性有害物质,使血液得到净化。它可以直接用于治疗近百种药物和毒物的重症中毒,比常规疗法有更显著的疗效。在治疗尿毒症方面,血液灌流与血液透析联合使用可大大提高溶质清除率,尤其可明显提高中分子物质和清除能力,改善尿毒症合并中枢神经症状,缩短治疗时间,减少病人痛苦。医疗仪器就其特殊的应用环境,必须具备高可靠性、高安全性、高精确性。随着市场对嵌入式技术和产品的需求不断增长以及半导体技术和系统设计方法的进步,嵌入式技术的发展在我国面临着一个很大的机遇。将嵌入式技术引入到医疗仪器设计中是对当今流行技术的有机结合,有着十分重大的意义。本论文着重介绍一种基于ARM Linux嵌入式系统的血液灌流装置控制系统的设计和实现。在对国内外血液灌流技术发展现状的详细调研后,选择了当前最为流行的技术之一——嵌入式系统作为血液灌流装置控制系统的开发平台;简单介绍了嵌入式技术的发展历程及现阶段发展状况,简要概括了嵌入式系统的开发过程;综合分析了血液灌流治疗过程的各种需求,客观地评估了当前的硬件设施、技术手段等系统开发环境,详细制定了一套基于ARM Linux嵌入式系统的血液灌流装置控制系统的设计方案;严格按照血液灌流技术要求,根据设计方案逐步实现控制系统并在实现过程中不断对设计方案进行修正以使其符合工程实践标准;在对系统实现的控制模型的关键组件进行反复测试后得出结论:按照设计方案实现的基于ARM Linux嵌入式系统血液灌流装置控制系统模型符合设计标准,达到了血液灌流治疗技术的各项控制标准,为嵌入式平台下血液灌流装置控制系统的进一步深度开发奠定了良好的基础,提供了重要的数据支持。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题研究意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 研究内容
• 2 嵌入式系统解析
• 2.1 引言
• 2.2 嵌入式系统
• 2.2.1 简介
• 2.2.2 ARM 微处理器
• 2.2.3 嵌入式Linux 系统
• 2.3 嵌入式系统开发过程
• 3 系统整体设计
• 3.1 血液灌流治疗过程
• 3.2 需求分析
• 3.2.1 参数指标
• 3.2.2 硬件结构需求分析
• 3.2.3 软件结构需求分析
• 3.3 设计方案
• 3.3.1 协同设计方法
• 3.3.2 模块划分设计
• 3.3.3 主控模块设计
• 3.3.4 监测模块设计
• 3.3.5 人机接口设计
• 3.3.6 系统软件
• 4 系统具体实现
• 4.1 引言
• 4.2 主控模块实现
• 4.2.1 传动装置
• 4.2.2 阻断装置
• 4.2.3 数据转换装置
• 4.3 人机接口实现
• 4.4 辅助接口实现
• 4.5 应用程序
• 4.5.1 初始化
• 4.5.2 治疗进程
• 4.5.3 参数控制进程
• 4.5.4 异常
• 5 系统组件性能测试
• 5.1 引言
• 5.2 电机驱动信号输出测试
• 5.3 A/D 转换测试
• 5.4 其他组件测试
• 5.5 结论
• 6 总结及展望
• 6.1 总结
• 6.2 后续研究工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录