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呼吸系统疾病是严重威胁人类健康的重大疾病之一。随着世界人口老龄化、吸烟者的增加以及空气污染等众多因素的影响,近年来其发病率、致死率日趋增高。肺功能检查是临床诊断呼吸系统疾病的重要方法。使用肺功能仪可以比其它任何医学实验方法更早地检查出呼吸系统疾病。目前我国大多数的综合大型医院均使用昂贵的国外进口肺功能检测仪,而很多二甲医院尚未有条件配置这类仪器。因此开发一种便携、经济、实用的肺功能测试仪以实现广泛地使用它来预防和诊断呼吸系统疾病势在必行。嵌入式系统软硬件技术的飞速发展为这项研究提供了良好的技术条件。本文论述了一种基于ARM11的肺功能测试系统的构建理论和方法,主要的研究工作包括以下内容: (1)介绍了肺功能测试的重要意义及国内外肺功能仪的应用状况、发展趋势。在详细列举国内外医院常用肺功能仪特点的基础上,提出建立适合我国市场需要的肺功能测试系统的技术方法。 (2)肺功能测试系统的硬件原理和实现。根据肺功能检测标准,采用美国矽翔公司专为肺活量仪而设计的FS1022CL流量传感器来测量受试者呼气的瞬时流量。选用高性能、低功耗的ARM11微处理器S3C6410和大容量Flash存储器作为系统最核心的处理硬件,对采集的信号进行储存,并使用触摸屏为用户提供交互式界面接口。 (3)肺功能测试系统的软件开发和实现,主要包括两个部分:第一,嵌入式操作系统及其相关驱动的移植实现。根据S3C6410处理器的特点,选择合适的Boot Loader进行编译移植,对嵌入式Linux的内核和文件系统进行研究,建立交叉编译环境。第二,运用Qt实现嵌入式交互界面。根据系统的功能,设计相应的图形界面,研究Qt的类库,调用相应的类来实现不同的功能,如数据采集,实时显示,存储等。 (4)对系统进行人体肺活量测试实验。通过多项式回归拟合、梯形积分、多元线性回归分析等数学算法,利用Origin和SPSS软件对实验获得的数据进行分析处理,经过多次的调试和改进程序代码后,实验结果表明:系统能较好地实现数据采集、存储和显示等功能,运行稳定,操作简单。同时也证明了论文设计方案的可行性,为下一步系统的开发和软件功能的扩充奠定了基础。