基于stm32的医用控温毯控制系统的设计-机械工程专业论文.docx

研究生优秀毕业论文大连理工大学专业学位硕士学位论文摘要医用控温毯作为对患者进行物理控温的医疗器械，被广泛应用于各个临床科室。但目前国内大部分的医用控温毯存在安全可靠性差、温度控制不精确、操作界面不友好等缺点。针对这些缺点，本文在参考国内外医用控温毯产品的基础上，充分利用嵌入式开发技术、数字传感器技术、触摸液晶屏技术和智能的控制算法，提出了基于STM32的医用控温毯控制系统的设计方案。本控制系统以ST公司的STM32F103VET6芯片为硬件核心，采用7寸可触摸串口屏实现人机交互，以获取用户所设定的目标温度值，同时通过传感器采集循环液体的实际温度、患者的体温等信号，最终输出不同占空比的PWM脉冲，并通过相应的控制输出电路控制半导体制冷模块加热或制冷循环液体使其温度达到目标温度值；控制系统采用ADuM系列磁耦隔离芯片实现输入信号、主控系统、输出信号之间的相互隔离，提高了控制系统的安全可靠性；控制系统留有备用接口，可根据不同的需求进行相应的拓展与升级。控制系统软件设计采用嵌入式实时操作系统uC／OS．II，提高了系统软件的实时性与稳定性；控制算法采用带有积分分离功能的数字式增量PID算法，并可通过继电反馈整定算法对PID参数进行自整定，保证控制系统具有较好的控制精度。控制系统操作界面采用VisualTFT软件进行开发，为用户提供界面友好、简洁大方的操作界面，增强医用控温毯的产品竞争力。控制系统的硬件和软件都经过实际调试验证，且效果较好，具有功能齐全、控温精度高、安全可靠性好、稳定性好、抗干扰能力强、扩展性强以及操作界面美观大方等优点，有较好的实用价值和广阔的市场发展前景。关键词：医用控温毯；STM32；磁耦隔离；uC／OS—II；PID自整定；串口屏万方数据基于STM32的医用控温毯控制系统的设计DesignofthemedicalcontrolblanketcontrolsystembasedonSTM32AbstractAsamedicaldevice，medicalcontrolblankethasbeenwidelyusedinclinicaldepartmentsforcontrollingpatienttemperaturephysically．Mostofthedomesticmedicalcontrolblanketshavepoorsecurityandreliability，lowtemperatureaccuracy，unfriendlyinterfaceandothershortcomings．Tocompensatefortheseshortcomings，thispaperproposesadesignofthemedicalcontrolblanketconwolsystemonthebasisofembeddedtechnology．digitalsensortechnology，touchscreentechnologyandintelligentcontrolalgorithm．ThiscontrolsystemusesSTcompany’SSTM32F103VET6asthecoreprocessor，with7inchtouchscreenasthehuman-computerinterfacetogetthetargettemperaturevaluesetbytheuser．Meanwhile，thecontrolsystemusessensorstocollectmultichannelsignalssuchascirculatingliquid‘Stemperature，patient’sbodytemperatureandSOon．FinallythePWMpulseisoutputwithdifferentdutycycle．Throughthecontrol-outputcircuit，thePWMpulsecancontrolthesemiconductorrefrigerationmodulecoolingorheatingthecirculatingliquid，makingthecirculatingliquid’Stemperaturereachethesetvalue．Theinputsection，controlsection，andoutputsectionareisolatedfromeachotherbyADuMchips，whichmakethecontrolsystemsaferandmorereliable．Thereatesomespareinterfacesonthecontrolsystem，whicharepreparedforthenecess