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FreeRTOS多任务智能医用呼吸机与机械通气闭环控制系统.docx
资料介绍
FreeRTOS多任务智能医用呼吸机与机械通气闭环控制系统
实验概述
机械通气是危重症患者生命支持的核心技术，呼吸机通过精确控制气道压力、潮气量和呼吸频率，维持患者充分的氧合和通气。本实验基于STM32F777NIH6微控制器与FreeRTOS实时操作系统，设计了一套智能医用呼吸机与机械通气闭环控制系统。系统通过高精度压力传感器和流量传感器实时监测患者呼吸参数，利用比例电磁阀和涡轮风机精确控制送气过程，实现多种通气模式（VCV、PCV、SIMV、PSV）的闭环控制。系统将整个控制流程分解为多个实时任务：参数监测任务以1kHz采样率读取气道压力、流量和CO2浓度传感器数据，进行实时校准和滤波；通气控制任务根据设定模式和患者呼吸努力，控制吸气阀和呼气阀的开关时序，生成精确的压力/容量波形；闭环PID调节任务实时计算目标值与实测值的误差，通过PID算法调节涡轮风机转速和比例阀开度；患者触发检测任务监测患者自主吸气努力，检测流量触发或压力触发信号，启动辅助通气；报警管理任务实时监测系统异常（气道压力过高/过低、分钟通气量不足、氧浓度异常等），触发分级报警；数据记录任务将呼吸波形和趋势数据记录至SD卡，支持数据回放分析；显示交互任务通过LTDC驱动触摸屏实时显示呼吸波形、监测参数和报警信息。系统采用计数型信号量管理传感器数据缓冲区，利用事件标志组协调采样-控制-监测的实时流水线，并通过消息队列传递通气参数和报警事件。实验涵盖了机械通气原理、闭环控制算法、传感器信号处理和呼吸力学分析等关键技术，为医用呼吸机设备的嵌入式系统开发提供了完整的实践参考。
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| FreeRTOS多任务智能医用呼吸机与机械通气闭环控制系统.docx | 46K |
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