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肾衰竭是一种严重影响人们生命安全的常见病。在治疗肾衰竭的方式中,腹膜透析是其中一种便捷有效的方式,它的基本工作原理是将腹膜透析液灌入腹腔中,利用患者腹腔为半透膜的特性,使血液与腹膜透析液进行物质交换,把营养物质输入体内并把体内的毒素排出。现阶段,尿毒症患者基本上在医院接受腹膜透析治疗,不仅治疗费高,而且患者需要经常往返于医院和家庭,给很多患者带来了车马劳顿之苦。
随着嵌入式技术的成熟以及在社会各个领域中的广泛应用,本文基于功能强大的ARM7和DSP C2000系列微处理器及嵌入式实时操作系统uC/OS-II设计了一款便捷、智能的腹膜透析仪,其主要面向患者家庭使用。此款透析仪的成功研制降低了患者透析的成本、方便了患者的治疗、提高了透析的效果。
本文首先对腹膜透析的基本原理和现阶段的腹膜透析方式进行了介绍,同时也介绍了本课题涉及的家用版智能腹膜透析仪的功能特征:基本透析功能、特殊远程医疗功能和安全功能等。然后介绍了腹膜透析仪(家用版)的硬件系统,包括基于ARM7系列微控制器LPC2138的主控制系统和基于DSP2407A的阀门控制系统。在基于ARM7微控制器的主控制系统部分主要讲述了LPC2138的特点、基于LPC2138的嵌入式开发板的设计、嵌入式实时操作系统uC/OS-II在ARM7上的移植以及整个主控制系统的结构设计等:在阀门控制系统中,详细介绍了DSP控制芯片TMS320LF2407A的性能特征,尤其是事件管理模块EVA和EVB,然后介绍了DSP2407A开发板的设计以及基于此开发板的阀门控制系统结构设计。最后,介绍了主控制系统和阀门控制系统的相关软件设计思想以及控制算法等。
在撰写本文时,作者已经完成了智能腹膜透析仪(家用版)的硬件设计和软件设计,样机已经交付给相关厂商进行测试。以往的试验测试和模拟测试都表明该系统已经达到了预期的研究目标。