阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征（OSAS）是一種常見的慢性睡眠呼吸障礙疾病,持續(xù)氣道正壓通氣（CPAP）呼吸機是目前治療OSAS最安全有效的方法。CPAP呼吸機通過面罩向患者提供一定的氣道正壓,防止氣道塌陷,減少或避免打鼾、低通氣和呼吸暫停的發(fā)生。國內(nèi)對CPAP家用呼吸機的研究尚處于起步階段,與發(fā)達國家有較大差距。本文根據(jù)家用呼吸機的發(fā)展現(xiàn)狀,結(jié)合數(shù)字信號處理技術(shù)和嵌入式操作系統(tǒng),研究了家用呼吸機的呼吸信號處理算法和遠程通信技術(shù),設(shè)計了一款基于μC/OS-Ⅱ和嵌入式Linux雙核心的家用呼吸機。本文研究了家用呼吸機的結(jié)構(gòu)和運行原理,分析了家用呼吸機的控制策略和常用參數(shù),確定了家用呼吸機的功能和技術(shù)指標。為了在完成呼吸信號實時處理的同時,實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲、遠程通信和觸摸屏人機交互功能,本文中家用呼吸機采用雙核心設(shè)計。實時控制核心采用基于Cortex-M4核心的微控制器STM32F407,運行μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)；遠程醫(yī)療核心采用基于ARM9核心的微處理器S3C2416,運行嵌入式Linux操作系統(tǒng)。本文研究了數(shù)字濾波技術(shù)和呼吸信號處理算法。設(shè)計了ⅡR數(shù)字濾波器處理呼吸流量信號,ⅡR低通濾波器用于... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題的研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 課題的研究內(nèi)容和創(chuàng)新點
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 創(chuàng)新點
第二章 家用呼吸機相關(guān)理論
    2.1 阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征
    2.2 CPAP呼吸機分析
        2.2.1 CPAP呼吸機基本原理
        2.2.2 呼吸機的通氣方式
        2.2.3 呼吸機的控制策略
    2.3 家用呼吸機常用參數(shù)
    2.4 家用呼吸機主要功能要求
第三章 家用呼吸機硬件設(shè)計方案
    3.1 家用呼吸機整體結(jié)構(gòu)
    3.2 主要電路模塊設(shè)計
        3.2.1 微控制器模塊
            3.2.1.1 壓力和流量測量模塊
            3.2.1.2 無刷直流電機驅(qū)動模塊
        3.2.2 微處理器模塊
            3.2.2.1 USB和Wi-Fi模塊
            3.2.2.2 SPI通信模塊
            3.2.2.3 編碼開關(guān)模塊
第四章 家用呼吸機控制算法
    4.1 數(shù)字濾波技術(shù)
        4.1.1 低通濾波器簡介
        4.1.2 數(shù)字濾波器類型選擇
        4.1.3 巴特沃斯濾波器分析
        4.1.4 使用MATLAB設(shè)計ⅡR濾波器
        4.1.5 ⅡR數(shù)字濾波器效果測試
    4.2 呼吸信號處理算法
        4.2.1 漏氣量測量和漏氣補償
        4.2.2 呼吸暫停檢測
        4.2.3 呼吸觸發(fā)
        4.2.4 低通氣檢測
第五章 實時控制核心軟件設(shè)計方案
    5.1 嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ簡介
    5.2 μC/OS-Ⅱ的移植
        5.2.1 處理器接口文件OS_CPU.H的移植
        5.2.2 處理器接口文件OS_CPU_C.C的移植
        5.2.3 處理器接口文件OS_CPU_A.ASM的移植
    5.3 應(yīng)用程序整體設(shè)計
    5.4 應(yīng)用程序詳細設(shè)計
        5.4.1 壓力測量和控制任務(wù)設(shè)計
        5.4.2 呼吸觸發(fā)任務(wù)設(shè)計
        5.4.3 SPI通信任務(wù)設(shè)計
    5.5 軟件可靠性設(shè)計
        5.5.1 軟件看門狗
        5.5.2 異常復(fù)位處理
        5.5.3 時鐘監(jiān)控程序設(shè)計
            5.5.3.1 系統(tǒng)初始化過程時鐘監(jiān)控
            5.5.3.2 系統(tǒng)運行過程時鐘監(jiān)控
第六章 遠程醫(yī)療核心軟件設(shè)計方案
    6.1 嵌入式Linux系統(tǒng)簡介
    6.2 嵌入式Linux系統(tǒng)軟件啟動流程
    6.3 交叉編譯環(huán)境搭建
        6.3.1 安裝交叉編譯工具鏈
        6.3.2 編譯安裝交叉調(diào)試器
        6.3.3 配置NFS服務(wù)器
    6.4 U-Boot移植
        6.4.1 U-Boot簡介
        6.4.2 U-Boot移植
            6.4.2.1 U-Boot移植步驟
            6.4.2.2 U-Boot編譯和測試
    6.5 Linux內(nèi)核移植
        6.5.1 Linux內(nèi)核簡介
        6.5.2 Linux內(nèi)核移植
        6.5.3 編碼開關(guān)驅(qū)動程序設(shè)計
    6.6 根文件系統(tǒng)制作
        6.6.1 創(chuàng)建基本目錄和設(shè)備節(jié)點
        6.6.2 創(chuàng)建動態(tài)鏈接庫
        6.6.3 編譯安裝Busybox
        6.6.4 創(chuàng)建配置文件
        6.6.5 制作并燒寫映象文件
    6.7 應(yīng)用程序開發(fā)
        6.7.1 應(yīng)用程序整體流程
        6.7.2 Wi-Fi自動配置程序設(shè)計
第七章 家用呼吸機測試
    7.1 呼吸機基本功能測試
        7.1.1 壓力控制效果測試
        7.1.2 漏氣量測量效果測試
        7.1.3 漏氣補償效果測試
        7.1.4 主動壓力釋放效果測試
    7.2 遠程醫(yī)療功能測試
        7.2.1 數(shù)據(jù)庫測試
        7.2.2 遠程通信測試
            7.2.2.1 Wi-Fi自動配置測試
            7.2.2.2 手機客戶端管理測試
            7.2.2.3 遠程服務(wù)器管理測試
            7.2.2.4 醫(yī)療專家管理測試
第八章 總結(jié)與展望
    8.1 全文總結(jié)
    8.2 未來展望
參考文獻
致謝
學(xué)位論文評閱及答辯情況表


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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