智能雾化器的设计与实现

论文摘要

随着计算机科学技术、通信技术的快速发展，与人类健康息息相关的医学领域也不可避免地被赋予了数字化理念。社会的不断发展，人们对个体生命价值认知的不断提升，越来越多用户病人希望利用高科技手段保障生命，一种设计合理、技术先进、经济、实用、可靠的医用超声智能雾化器将会受到社会的欢迎。经调查，在“非典”过后的今天，随着超声技术的发展，超声技术在雾化治疗方面被广泛应用，超声雾化器已是临床不可缺少的医疗仪器之一。它具有构造简单、价格适中、操作方便、应用范围广泛、治疗效果可靠、方便、无痛苦、药物副作用小、使用成本低、安全可靠、维修方便等优点，故在临床治疗中得到广泛的应用，是一个不可替代的辅助治疗手段。超声波雾化器不仅可在医院作为对患有呼吸道疾病病人的治疗给药器具，更可作为家庭空气加湿、清毒、预防疾病及室内盆景造型等多种用途。本文是在智能雾化器系统项目开发的基础上总结完成的，作者的主要研究开发工作如下：(1)在本次智能雾化器的开发试验中，作者以单片机为核心，实现对内部功能的控制，并分别对影响设备输出量的主要因素的进行检测。其中包括设备雾化量、风机转速和对设备工作温度的检测，并配有液晶屏显示，数据存储部分，将治疗参数和设备状态显示出来，实现了人机交互功能，并将临时的数据储存储在存储器X5045中。(2)在嵌入式开发的基础上，作者将两种高频振荡器进行了比较和分析，实现了对最优方案的设计，并用单片机对其性能进行了控制实现，从而使雾化器在整体的性能上优于传统的设计开发。(3)根据实际需求，设计并实现了基于蓝牙技术的无线传输的通信链路。可将采集到的参数通过蓝牙无线协议上传至上位机，同时，可接收上位机下传的运行控制参数，增强设备的网络治疗功能，也弥补现有医疗监护系统的不足。(4)最后作者对整个智能雾化器系统进行了调试和结果分析，总结了系统的不足之处，并且提出了系统有待进一步改进和完善的问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的主要研究内容和组织结构
• 1.3.1 本文的主要研究内容
• 1.3.2 本文的组织结构
• 第2章 系统的总体设计
• 2.1 系统的整体功能结构
• 2.2 系统的整体功能流程图
• 2.3 控制系统的需求分析
• 2.3.1 系统主要实现的工作目标
• 2.3.2 系统主要设计的参数指标
• 第3章 智能雾化器的硬件设计与实现
• 3.1 概述
• 3.2 系统主要芯片选型及介绍
• 3.3 液晶显示接口电路
• 3.4 存储器接口电路
• 3.5 温度传感器 DS18B20与单片机的接口电路
• 3.6 湿度传感器检测电路
• 3.7 单片机测量转速系统电路
• 3.8 电机控制电路
• 3.9 温控部分控制电路与参数设定
• 3.10 高频振荡器设计与实现
• 3.10.1 两种电容三点式高频振荡器在超声雾化器中的运用
• 3.10.2 两种高频振荡器的工作原理分析
• 3.10.3 电容三点式串联谐振振荡器的实现
• 3.10.4 电容三点式并联谐振振荡器的实现
• 3.10.5 调试结果分析比较
• 3.10.6 电容三点式串联谐振高频振荡器在超声雾化器中的改进
• 第4章 智能雾化器的软件设计与实现
• 4.1 嵌入式软件设计与实现
• 4.1.1 主要工作模式的软件设计
• 4.1.2 定时器的中断服务程序
• 4.1.3 键盘及液晶显示
• 4.1.4 数据存取
• 4.1.5 温度传感器 DS18B20的软件设计
• 4.2 PC机与单片机基于蓝牙模块的通信链路设计
• 4.2.1 基于蓝牙的通信链路的功能结构
• 4.2.2 UART接口分析
• 4.2.3 HCI分组格式
• 4.2.4 通信原理及流程图
• 4.2.5 主设备端的程序设计
• 4.2.6 从设备端的程序设计
• 第5章 系统的调试与结果分析
• 5.1 雾化器系统的系统调试
• 5.1.1 硬件调试
• 5.1.2 软件调试
• 5.2 系统雾化量测试与结果分析
• 5.2.1 系统的雾化量测试
• 5.2.2 测试结果分析
• 5.3 系统连续工作测试与结果分析
• 5.3.1 连续工作测试
• 5.3.2 结果分析
• 5.4 系统稳定性、抗干扰性分析与体会
• 第6章 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及参加的项目