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(jī)是目前治療OSAS最安全有效的方法。CPAP呼吸機(jī)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(jī)的研究尚處于起步階段,與發(fā)達(dá)國家有較大差距。本文根據(jù)家用呼吸機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀,結(jié)合數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和嵌入式操作系統(tǒng),研究了家用呼吸機(jī)的呼吸信號(hào)處理算法和遠(yuǎn)程通信技術(shù),設(shè)計(jì)了一款基于μC/OS-Ⅱ和嵌入式Linux雙核心的家用呼吸機(jī)。本文研究了家用呼吸機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理,分析了家用呼吸機(jī)的控制策略和常用參數(shù),確定了家用呼吸機(jī)的功能和技術(shù)指標(biāo)。為了在完成呼吸信號(hào)實(shí)時(shí)處理的同時(shí),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、遠(yuǎn)程通信和觸摸屏人機(jī)交互功能,本文中家用呼吸機(jī)采用雙核心設(shè)計(jì)。實(shí)時(shí)控制核心采用基于Cortex-M4核心的微控制器STM32F407,運(yùn)行μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)；遠(yuǎn)程醫(yī)療核心采用基于ARM9核心的微處理器S3C2416,運(yùn)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(hào)處理算法。設(shè)計(jì)了ⅡR數(shù)字濾波器處理呼吸流量信號(hào),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(jí)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(diǎn)
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 家用呼吸機(jī)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(jī)分析
        2.2.1 CPAP呼吸機(jī)基本原理
        2.2.2 呼吸機(jī)的通氣方式
        2.2.3 呼吸機(jī)的控制策略
    2.3 家用呼吸機(jī)常用參數(shù)
    2.4 家用呼吸機(jī)主要功能要求
第三章 家用呼吸機(jī)硬件設(shè)計(jì)方案
    3.1 家用呼吸機(jī)整體結(jié)構(gòu)
    3.2 主要電路模塊設(shè)計(jì)
        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(jī)驅(qū)動(dòng)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(jī)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(jì)ⅡR濾波器
        4.1.5 ⅡR數(shù)字濾波器效果測試
    4.2 呼吸信號(hào)處理算法
        4.2.1 漏氣量測量和漏氣補(bǔ)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(shí)時(shí)控制核心軟件設(shè)計(jì)方案
    5.1 嵌入式實(shí)時(shí)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(jì)
    5.4 應(yīng)用程序詳細(xì)設(shè)計(jì)
        5.4.1 壓力測量和控制任務(wù)設(shè)計(jì)
        5.4.2 呼吸觸發(fā)任務(wù)設(shè)計(jì)
        5.4.3 SPI通信任務(wù)設(shè)計(jì)
    5.5 軟件可靠性設(shè)計(jì)
        5.5.1 軟件看門狗
        5.5.2 異常復(fù)位處理
        5.5.3 時(shí)鐘監(jiān)控程序設(shè)計(jì)
            5.5.3.1 系統(tǒng)初始化過程時(shí)鐘監(jiān)控
            5.5.3.2 系統(tǒng)運(yùn)行過程時(shí)鐘監(jiān)控
第六章 遠(yuǎn)程醫(yī)療核心軟件設(shè)計(jì)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(dòng)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(dòng)程序設(shè)計(jì)
    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(diǎn)
        6.6.2 創(chuàng)建動(dòng)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(dòng)配置程序設(shè)計(jì)
第七章 家用呼吸機(jī)測試
    7.1 呼吸機(jī)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(bǔ)償效果測試
        7.1.4 主動(dòng)壓力釋放效果測試
    7.2 遠(yuǎn)程醫(yī)療功能測試
        7.2.1 數(shù)據(jù)庫測試
        7.2.2 遠(yuǎn)程通信測試
            7.2.2.1 Wi-Fi自動(dòng)配置測試
            7.2.2.2 手機(jī)客戶端管理測試
            7.2.2.3 遠(yuǎn)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(xiàn)
致謝
學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]智能化呼吸機(jī)呼吸控制硬件平臺(tái)的研究[J]. 鄭建立,樊丞成,王剛.  中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志. 2014(04)
[3]基于UCOS-Ⅱ嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目的開發(fā)[J]. 李波.  電子制作. 2013(07)
[4]人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及應(yīng)用[J]. 毛健,趙紅東,姚婧婧.  電子設(shè)計(jì)工程. 2011(24)
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[7]ARM處理器的分散加載及特殊應(yīng)用研究[J]. 夏爽.  單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2009(04)
[8]睡眠無創(chuàng)呼吸機(jī)發(fā)展及其新技術(shù)[J]. 陳正龍,李淼,胡兆燕,謝海明.  醫(yī)療衛(wèi)生裝備. 2009(02)
[9]呼吸機(jī)常用的通氣模式及參數(shù)調(diào)整[J]. 李文俠,王川.  中國醫(yī)療器械雜志. 2009(01)
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博士論文
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[2]阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征的靜息態(tài)腦功能磁共振成像研究[D]. 張泉.天津醫(yī)科大學(xué) 2012

碩士論文
[1]基于微信控制物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的服務(wù)器系統(tǒng)[D]. 吳川環(huán).廣東工業(yè)大學(xué) 2015
[2]可穿戴遠(yuǎn)程健康監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)研究及設(shè)計(jì)[D]. 戴明.南昌航空大學(xué) 2015
[3]基于遠(yuǎn)程數(shù)字傳輸技術(shù)的智能家用呼吸機(jī)的研制[D]. 周緒貴.山東大學(xué) 2015
[4]LED景觀照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 蔡宇.浙江大學(xué) 2015
[5]基于uCOS-Ⅱ的無線居民抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 王進(jìn)浩.中國礦業(yè)大學(xué) 2014
[6]睡眠呼吸暫停綜合征的監(jiān)測與治療關(guān)鍵算法研究[D]. 孫薇.南方醫(yī)科大學(xué) 2014
[7]基于ARM嵌入式系統(tǒng)底層驅(qū)動(dòng)開發(fā)與系統(tǒng)優(yōu)化[D]. 朱銀瑞.遼寧科技大學(xué) 2014
[8]自動(dòng)調(diào)壓無創(chuàng)呼吸機(jī)研制[D]. 賈守強(qiáng).北方工業(yè)大學(xué) 2013
[9]基于Cortex-M3的呼吸機(jī)控制器設(shè)計(jì)[D]. 溫麗麗.北方工業(yè)大學(xué) 2013
[10]呼吸機(jī)的人機(jī)界面設(shè)計(jì)與遠(yuǎn)程監(jiān)測[D]. 展慕霞.北方工業(yè)大學(xué) 2013



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