本文關(guān)鍵詞：多功能數(shù)字X射線機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： X射線機(jī) STM32 RS485通信 變頻調(diào)速 控制系統(tǒng)

【摘要】：X射線機(jī)是醫(yī)學(xué)影像科的主要醫(yī)療設(shè)備之一,在臨床中廣泛使用。傳統(tǒng)X射線機(jī)存在功能單一,成像質(zhì)量差,控制方式落后等缺點(diǎn)。隨著我國醫(yī)療體制改革的大力推進(jìn),廣大基層醫(yī)院亟需配備性能優(yōu)良、價(jià)格實(shí)惠的醫(yī)療設(shè)備。目前,X射線機(jī)正朝著專有化、數(shù)字化、多功能、動(dòng)態(tài)等方向發(fā)展。多功能x射線機(jī)已成為國內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)和醫(yī)療設(shè)備企業(yè)研究開發(fā)的熱點(diǎn)。本文通過調(diào)研X射線機(jī)的臨床需求和發(fā)展方向,分析傳統(tǒng)X射線機(jī)在功能上的缺陷和性能上的不足,綜合考慮其穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和易操作性,設(shè)計(jì)了一套運(yùn)用于多功能數(shù)字X射線機(jī)的機(jī)械控制系統(tǒng),并對控制系統(tǒng)的硬件電路、控制軟件和配電系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。本文主要工作包括：1,通過分析X射線機(jī)的發(fā)展歷程、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,確立以多功能數(shù)字X射線機(jī)的控制系統(tǒng)為研究對象,并闡述課題研究目的及研究意義。2.通過論述多功能數(shù)字X射線機(jī)的整機(jī)結(jié)構(gòu),剖析多功能機(jī)的整體優(yōu)勢,確立以STM32為主控芯片,以不同類型的電機(jī)為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),并匹配檢測和限位裝置,設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)總體方案,重點(diǎn)分析了控制對象、功能需求、器件選型等關(guān)鍵性問題。3.硬件方面,根據(jù)機(jī)電一體化系統(tǒng)的組成要素,將整個(gè)控制系統(tǒng)分為人機(jī)交互系統(tǒng)、下位機(jī)控制系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)及執(zhí)行系統(tǒng),重點(diǎn)設(shè)計(jì)人機(jī)交互和下位機(jī)系統(tǒng),并實(shí)現(xiàn)了控制部分與動(dòng)力部分的有效隔離。具體包括STM32最小系統(tǒng)、液晶顯示與按鍵輸入電路、電源電路、隔離電路、傳感器電路、串口通信電路、繼電器控制電路、系統(tǒng)啟動(dòng)電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、系統(tǒng)供配電電路等。4.軟件方面,首先闡述控制系統(tǒng)軟件部分所需實(shí)現(xiàn)的功能,然后詳細(xì)設(shè)計(jì)了人機(jī)交互系統(tǒng)和下位機(jī)系統(tǒng)的程序部分,最后對控制系統(tǒng)軟硬件聯(lián)調(diào)部分進(jìn)行詳述。選用RVMDK集成開發(fā)環(huán)境,運(yùn)用模塊化思想編寫驅(qū)動(dòng)程序。人機(jī)交互通過RS485通信將命令下發(fā)給下位機(jī),下位機(jī)處理完信息后再通過RS485通信返回給上位機(jī)。具體包括STM32系統(tǒng)初始化、按鍵輸入、位置檢測、液晶驅(qū)動(dòng)、串口通信等。5.對電氣控制柜進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì),包括電氣原理圖的設(shè)計(jì)、電氣布局圖的設(shè)計(jì)、電氣系統(tǒng)布線。最后,詳細(xì)說明了系統(tǒng)聯(lián)調(diào)部分,對系統(tǒng)可靠性及系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行了分析。經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試,本控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行穩(wěn)定、成本合理、功能完善、操作方便、易于擴(kuò)展等功能,大大提高了普通x射線機(jī)的數(shù)字化水平,系統(tǒng)滿足醫(yī)生的臨床需求。
【關(guān)鍵詞】：X射線機(jī) STM32 RS485通信 變頻調(diào)速 控制系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH774;TP273
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-11
• CONTENTS11-14
• 第一章 緒論14-19
• 1.1 課題研究背景14-15
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展歷史及現(xiàn)狀15-17
• 1.2.1 X射線機(jī)發(fā)展歷程15-16
• 1.2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢16-17
• 1.3 課題研究目的及意義17-18
• 1.4 本文研究內(nèi)容18-19
• 第二章 多功能數(shù)字X射線機(jī)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)19-30
• 2.1 多功能數(shù)字X射線機(jī)整機(jī)概述19-23
• 2.1.1 多功能X射線機(jī)整體優(yōu)勢19
• 2.1.2 整機(jī)介紹19-21
• 2.1.3 X射線發(fā)生和成像裝置21-22
• 2.1.4 機(jī)械控制系統(tǒng)22-23
• 2.2 控制需求分析23-24
• 2.3 總體方案設(shè)計(jì)24-26
• 2.4 主要器件選型與分析26-29
• 2.4.1 主控芯片的選型26-27
• 2.4.2 執(zhí)行元件的選型27-28
• 2.4.3 變頻器的選型28
• 2.4.4 檢測和限位裝置的選型28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第三章 數(shù)字X射線機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)30-46
• 3.1 人機(jī)交互系統(tǒng)31-36
• 3.1.1 硬件構(gòu)成31-32
• 3.1.2 電源電路32-33
• 3.1.3 液晶顯示與按鍵輸入33-34
• 3.1.4 RS232通信電路34-35
• 3.1.5 RS485通信電路35-36
• 3.1.6 光耦隔離電路36
• 3.2 下位機(jī)控制系統(tǒng)36-42
• 3.2.1 受控模塊硬件構(gòu)成36-37
• 3.2.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)37-39
• 3.2.3 繼電器模塊硬件構(gòu)成39
• 3.2.4 繼電器控制電路39-40
• 3.2.5 PCB設(shè)計(jì)40-42
• 3.3 檢測系統(tǒng)42-43
• 3.3.1 位置檢測電路42
• 3.3.2 電流檢測電路42-43
• 3.3.3 限位裝置43
• 3.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)與執(zhí)行系統(tǒng)43-45
• 3.4.1 系統(tǒng)啟動(dòng)電路43-44
• 3.4.2 電機(jī)控制電路44-45
• 3.4.3 系統(tǒng)供配電電路45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 第四章 數(shù)字X射線機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)46-60
• 4.1 軟件總體設(shè)計(jì)46-48
• 4.1.1 軟件功能分析46
• 4.1.2 軟件開發(fā)平臺46-48
• 4.1.3 軟件總體結(jié)構(gòu)48
• 4.2 人機(jī)交互系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)48-54
• 4.2.1 人機(jī)交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程48-50
• 4.2.2 系統(tǒng)初始化程序設(shè)計(jì)50-51
• 4.2.3 按鍵驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)51-52
• 4.2.4 液晶顯示界面開發(fā)52-54
• 4.3 下位機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)54-57
• 4.3.1 受控模塊設(shè)計(jì)流程54-55
• 4.3.2 位置檢測子程序55-56
• 4.3.3 通信程序設(shè)計(jì)56-57
• 4.4 控制系統(tǒng)軟硬件聯(lián)調(diào)57-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 第五章 控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與驗(yàn)證60-70
• 5.1 電氣柜設(shè)計(jì)與安裝60-64
• 5.1.1 電氣柜布局與安裝60-61
• 5.1.2 電氣元器件清單61-62
• 5.1.3 電氣布線注意事項(xiàng)62-64
• 5.2 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)64-67
• 5.2.1 電氣柜調(diào)試64-65
• 5.2.2 整機(jī)聯(lián)調(diào)65-67
• 5.3 系統(tǒng)可靠性分析67-68
• 5.4 系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值68-69
• 5.5 本章小結(jié)69-70
• 總結(jié)與展望70-73
• 總結(jié)70-72
• 展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 致謝77

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：551564