呼吸机测试系统设计
呼吸机测试系统设计[20191213105419]
摘 要
随着人们生活水平的不断提高，人们对于睡眠质量的要求也越来越高。对一些因为呼吸不畅导致睡眠质量不好的人，愈来愈多的临床试验要求，在不影响这些人其余方面的情况下并且能拥有一个良好质量的睡眠，他们需要一个能帮助呼吸通畅的仪器。呼吸机正是一款适合这种特殊要求的高性能呼吸机。
本次课题使用C#语言开发呼吸机测试系统软件。针对呼吸机测试系统的需求研究了如何将呼吸机的工作情况进行信息传输以及数据显示，提出了通过无线传输信息，用数据库记录数据，并以曲线图显示工作状态的方案，设计了基于TCP/IP通信协议通信能定时采集呼吸机的参数信息，将各种参数信息上传到测试系统的软件，实现了测试人员可在测试过程中查看呼吸机工作时候的情况，测试呼吸机的安全性能的功能。经测试，本系统可以快速、实时地采集呼吸机工作的参数信息，能准确、实时地记录数据到数据库内，能提供友好的用户界面方便用户监控开闭所环境情况，查询环境变化曲线和列表数据。
本次课题综合运用了自动化、计算机信息、通信、数据库等技术，所设计的软件实现了与Access数据库配合，为呼吸机测试人员提供实时测试、查询环境变化曲线和列表数据等功能。该设计有一定的价值，对其他同类产品有一定的意义。
查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:字测试系统；C#程序语言；呼吸机；TCP/IP；Access数据库
目 录
摘要 I
ABSTRACT II
第1章 概述 1
1.1 研究背景......................................................1
1.2 呼吸机发展趋势................................................1
1.3 需求分析......................................................2
第2章 系统总体设计.......................................3
2.1软件开发平台的选型及程序设计语言的选型........................3
2.2 数据库选型....................................................9
2.3 通信方案的选型...............................................12
2.4 系统功能分析.................................................15
2.5 系统总体设计.................................................16
第3章 呼吸机测试系统的实现.............................17
3.1 通信模块设计.................................................17
3.1.1 TCP/IP协议原理分析.......................................17
3.1.2 数据发送模块的设计.......................................20
3.1.3 数据接收处理模块设计.....................................23
3.2 数据库模块设计...............................................24
3.2.1 数据库设计...............................................24
3.2.2 数据库的连接.............................................25
3.2.3 数据显示.................................................25
3.2.4 数据库的操作.............................................26
3.3 实时显示模块设计.............................................27
3.3.1 ZedGraph控件介绍.........................................27
3.3.2 实时曲线设计.............................................28
第4章 系统的运行调试...................................30
4.1发送端测试...................................................30
4.2 接收端测试...................................................31
4.2.1 数据接收部分的测试.......................................31
4.2.2 数据库部分测试...........................................31
4.2.3 绘图工具的测试...........................................33
第5章 总结..............................................35
5.1 设计小结.....................................................35
5.2 个人小结.....................................................35
参考文献................................................37
致 谢..................................................39
附图、附录...............................................40
附录1：程序.......................................................40
附录2：系统运行图.................................................52
第1章 概述
本章将介绍呼吸机的发展趋势和现代对呼吸机的研究，随后介绍软件系统的总体框架，并对本文的主要工作和结构做出交代。
1.1 研究背景
呼吸支持是保障良好睡眠的手段之一，因而，呼吸机在临床医疗中已成为不可缺少的器械；它在睡眠治疗和呼吸治疗领域中正俞来俞广泛应用；掌握呼吸机的基本知识和基本操作方法是临床医生必需的基本知识和技能。
呼吸机治疗的目的主要为[1]：
1、维持适当的通气量，使肺泡通气量满足集体需要，改善气体交换功能，维持有效的气体交换。
2、减少呼吸肌的做功。
3、肺内雾化吸入治疗。
呼吸机工作过程如下[2]：
注入人体内气体的压力，由机内涡轮泵产生。工作过程：空气通过过滤器进入安需阀，安需阀开启的大小和泵的转速由CPU控制，通气的压力和容量大小由医生根据病人的需要设定，调节适量的气体通过单向阀 进入人体面罩，并进入人体，即吸入正压；单向阀关小，吸入压力降低，病人肺部的吸人正压自动流出，即通过面罩呼出。注入病人气体的压力，氧气瓶的氧气压力和正压空气产生[3]。
1.2 呼吸机发展趋势
近20年来，呼吸机的发展非常迅速，临床应用日趋广泛，已经积累了不少经验，有关呼吸机对人体的影响也有了更多的了解，同时也发现了一些亟待解决的问题，临床上也提出了一些新的要求，正是这些问题和要求促进了呼吸机的发
展。为了满足这些要求，目前新一代的呼吸机的性能较以往有了很大的改善。如在呼气、吸气转换上，高档机均有两种以上的切换方式；在通气上力求使病人更舒适，减少病人的呼吸功，触发的敏感度越来越高；而最关键的是计算机在呼吸机上应用，微机替代电子控制不但减低了成本，而且误差小，操作更直观、方便，计算机具有自检系统，可以自我检查故障，缩短保养和维修的时间[4]。可以预测，未来的呼吸机将绝大多数用微机控制，各种性能更完善，操作更直观，实现确实的人机对话。现在的呼吸机本身并不能改善换气功能，这将是未来留给人们的一个重要课题[5]。
1.3 需求分析
TCP/IP
图1.1 整体工作流程
从工作流程图分析，系统需要使用TCP/IP协议通信。
下位机将数据通过协议发送到上位机，上位机对接收到的数据进行分析处理。对数据进行记录、显示等处理则需要使用到数据库以及曲线图显示控件。
数据来源由差压传感器生成，但本次课题由于硬件缺少，数据来源改为系统内部设定自动生成。设计一段模拟数据生成的程序来生成所需数据。
该软件使用简单方便，适合于运行在Window XP及以上操作系统平台上。数据库系统适合在Acccess 2003及以上版本运行。
第2章 系统总体设计
2.1软件开发平台的选型及程序设计语言的选型
当下流行的软件开发平台有：Delphi、C++ Builder、Microsoft Visual Studio等。针对本次课题，需要选取一种合适可靠的开发工具。
Delphi:
Delphi是一个集成开发环境 IDE ，使用的核心是由传统Pascal语言发展而来的Object Pascal，以图形用户界面为开发环境，透过IDE、VCL工具与编译器，配合连结数据库的功能，构成一个以面向对象程序设计为中心的应用程序开发工具[6]。
Delphi开发平台还具有以下这些特点:
1、直接编译生成可执行代码，编译速度快。
2、支持将存取规则分别交给客户机或服务器处理的两种方案，而且允许开发人员建立一个简单的部件或部件集合，封装起所有的规则，并独立于服务器和客户机，所有的数据转移通过这些部件来完成。这样，大大减少了对服务器的请求和网络上的数据传输量，提高了应用处理的速度。
3、提供了许多快速方便的开发方法，使开发人员能用尽可能少的重复性工作完成各种不同的应用。利用项目模板和专家生成器可以很快建立项目的构架，然后根据用户的实际需要逐步完善。
4、具有可重用性和可扩展性。Delphi包含许多可以重复使用的部件，允许用户控制Windows的开发效果。
5、具有强大的数据存取功能。Delphi既可用于开发系统软件，也适合于应用软件的开发。
6、拥有强大的网络开发能力，能够快速的开发B/S应用，它内置的IntraWeb和ExpressWeb使得对于网络的开发效率超过了其他任何的开发工具。
7、Delphi使用独特的VCL类库，使得编写出的程序显得条理清晰，VCL是现在最优秀的类库，它使得Delphi在软件开发行业处于一个绝对领先的地位。用户可以按自己的需要，任意的构建、扩充、甚至是删减VCL，以满足不同的需要[6]。
C++ Builder:
C++ Builder具有快速的可视化开发环境：只要简单地把控件拖到窗体上，定义一下它的属性，设置一下它的外观，就可以快速地建立应用程序界面；C++ Builder内置了100多个完全封装了Windows公用特性且具有完全可扩展性的可重用控件；C++ Builder具有一个专业C++开发环境所能提供的全部功能：快速、高效、灵活的编译器优化，逐步连接，CPU透视，命令行工具等[7]。
C++ Builder可以编译所有符合ANSI/ISO标准的原代码，支持最新ANSI C++/C语言特征：模板、异常、运行类型信息、命名空间等，另外它还可以使用标准C++库且支持标准模板库，以前的所有C++/C原代码可以不经过修改，直接移植到C++ Builder环境下来。C++ Builder完全支持32位长文件名、多线程程序设计。
C++ Builder的集成开发环境提供了可视化窗体设计器、对象观察器、控件板、工程管理器、集成编辑器和调试器等一系列可视化快速应用程序开发工具，让程序员可以很轻松地建立和管理自己的程序和资源[8]。
Visual Studio:
Visual Studio是目前最流行的Windows平台应用程序开发环境，支持多种编程语言，可以用来编写创建Windows平台下的Windows应用程序和网络应用程序，也可以用来创建网络服务、智能设备应用程序和Office插件。
摘 要
随着人们生活水平的不断提高，人们对于睡眠质量的要求也越来越高。对一些因为呼吸不畅导致睡眠质量不好的人，愈来愈多的临床试验要求，在不影响这些人其余方面的情况下并且能拥有一个良好质量的睡眠，他们需要一个能帮助呼吸通畅的仪器。呼吸机正是一款适合这种特殊要求的高性能呼吸机。
本次课题使用C#语言开发呼吸机测试系统软件。针对呼吸机测试系统的需求研究了如何将呼吸机的工作情况进行信息传输以及数据显示，提出了通过无线传输信息，用数据库记录数据，并以曲线图显示工作状态的方案，设计了基于TCP/IP通信协议通信能定时采集呼吸机的参数信息，将各种参数信息上传到测试系统的软件，实现了测试人员可在测试过程中查看呼吸机工作时候的情况，测试呼吸机的安全性能的功能。经测试，本系统可以快速、实时地采集呼吸机工作的参数信息，能准确、实时地记录数据到数据库内，能提供友好的用户界面方便用户监控开闭所环境情况，查询环境变化曲线和列表数据。
本次课题综合运用了自动化、计算机信息、通信、数据库等技术，所设计的软件实现了与Access数据库配合，为呼吸机测试人员提供实时测试、查询环境变化曲线和列表数据等功能。该设计有一定的价值，对其他同类产品有一定的意义。
查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:字测试系统；C#程序语言；呼吸机；TCP/IP；Access数据库
目 录
摘要 I
ABSTRACT II
第1章 概述 1
1.1 研究背景......................................................1
1.2 呼吸机发展趋势................................................1
1.3 需求分析......................................................2
第2章 系统总体设计.......................................3
2.1软件开发平台的选型及程序设计语言的选型........................3
2.2 数据库选型....................................................9
2.3 通信方案的选型...............................................12
2.4 系统功能分析.................................................15
2.5 系统总体设计.................................................16
第3章 呼吸机测试系统的实现.............................17
3.1 通信模块设计.................................................17
3.1.1 TCP/IP协议原理分析.......................................17
3.1.2 数据发送模块的设计.......................................20
3.1.3 数据接收处理模块设计.....................................23
3.2 数据库模块设计...............................................24
3.2.1 数据库设计...............................................24
3.2.2 数据库的连接.............................................25
3.2.3 数据显示.................................................25
3.2.4 数据库的操作.............................................26
3.3 实时显示模块设计.............................................27
3.3.1 ZedGraph控件介绍.........................................27
3.3.2 实时曲线设计.............................................28
第4章 系统的运行调试...................................30
4.1发送端测试...................................................30
4.2 接收端测试...................................................31
4.2.1 数据接收部分的测试.......................................31
4.2.2 数据库部分测试...........................................31
4.2.3 绘图工具的测试...........................................33
第5章 总结..............................................35
5.1 设计小结.....................................................35
5.2 个人小结.....................................................35
参考文献................................................37
致 谢..................................................39
附图、附录...............................................40
附录1：程序.......................................................40
附录2：系统运行图.................................................52
第1章 概述
本章将介绍呼吸机的发展趋势和现代对呼吸机的研究，随后介绍软件系统的总体框架，并对本文的主要工作和结构做出交代。
1.1 研究背景
呼吸支持是保障良好睡眠的手段之一，因而，呼吸机在临床医疗中已成为不可缺少的器械；它在睡眠治疗和呼吸治疗领域中正俞来俞广泛应用；掌握呼吸机的基本知识和基本操作方法是临床医生必需的基本知识和技能。
呼吸机治疗的目的主要为[1]：
1、维持适当的通气量，使肺泡通气量满足集体需要，改善气体交换功能，维持有效的气体交换。
2、减少呼吸肌的做功。
3、肺内雾化吸入治疗。
呼吸机工作过程如下[2]：
注入人体内气体的压力，由机内涡轮泵产生。工作过程：空气通过过滤器进入安需阀，安需阀开启的大小和泵的转速由CPU控制，通气的压力和容量大小由医生根据病人的需要设定，调节适量的气体通过单向阀 进入人体面罩，并进入人体，即吸入正压；单向阀关小，吸入压力降低，病人肺部的吸人正压自动流出，即通过面罩呼出。注入病人气体的压力，氧气瓶的氧气压力和正压空气产生[3]。
1.2 呼吸机发展趋势
近20年来，呼吸机的发展非常迅速，临床应用日趋广泛，已经积累了不少经验，有关呼吸机对人体的影响也有了更多的了解，同时也发现了一些亟待解决的问题，临床上也提出了一些新的要求，正是这些问题和要求促进了呼吸机的发
展。为了满足这些要求，目前新一代的呼吸机的性能较以往有了很大的改善。如在呼气、吸气转换上，高档机均有两种以上的切换方式；在通气上力求使病人更舒适，减少病人的呼吸功，触发的敏感度越来越高；而最关键的是计算机在呼吸机上应用，微机替代电子控制不但减低了成本，而且误差小，操作更直观、方便，计算机具有自检系统，可以自我检查故障，缩短保养和维修的时间[4]。可以预测，未来的呼吸机将绝大多数用微机控制，各种性能更完善，操作更直观，实现确实的人机对话。现在的呼吸机本身并不能改善换气功能，这将是未来留给人们的一个重要课题[5]。
1.3 需求分析
TCP/IP
图1.1 整体工作流程
从工作流程图分析，系统需要使用TCP/IP协议通信。
下位机将数据通过协议发送到上位机，上位机对接收到的数据进行分析处理。对数据进行记录、显示等处理则需要使用到数据库以及曲线图显示控件。
数据来源由差压传感器生成，但本次课题由于硬件缺少，数据来源改为系统内部设定自动生成。设计一段模拟数据生成的程序来生成所需数据。
该软件使用简单方便，适合于运行在Window XP及以上操作系统平台上。数据库系统适合在Acccess 2003及以上版本运行。
第2章 系统总体设计
2.1软件开发平台的选型及程序设计语言的选型
当下流行的软件开发平台有：Delphi、C++ Builder、Microsoft Visual Studio等。针对本次课题，需要选取一种合适可靠的开发工具。
Delphi:
Delphi是一个集成开发环境 IDE ，使用的核心是由传统Pascal语言发展而来的Object Pascal，以图形用户界面为开发环境，透过IDE、VCL工具与编译器，配合连结数据库的功能，构成一个以面向对象程序设计为中心的应用程序开发工具[6]。
Delphi开发平台还具有以下这些特点:
1、直接编译生成可执行代码，编译速度快。
2、支持将存取规则分别交给客户机或服务器处理的两种方案，而且允许开发人员建立一个简单的部件或部件集合，封装起所有的规则，并独立于服务器和客户机，所有的数据转移通过这些部件来完成。这样，大大减少了对服务器的请求和网络上的数据传输量，提高了应用处理的速度。
3、提供了许多快速方便的开发方法，使开发人员能用尽可能少的重复性工作完成各种不同的应用。利用项目模板和专家生成器可以很快建立项目的构架，然后根据用户的实际需要逐步完善。
4、具有可重用性和可扩展性。Delphi包含许多可以重复使用的部件，允许用户控制Windows的开发效果。
5、具有强大的数据存取功能。Delphi既可用于开发系统软件，也适合于应用软件的开发。
6、拥有强大的网络开发能力，能够快速的开发B/S应用，它内置的IntraWeb和ExpressWeb使得对于网络的开发效率超过了其他任何的开发工具。
7、Delphi使用独特的VCL类库，使得编写出的程序显得条理清晰，VCL是现在最优秀的类库，它使得Delphi在软件开发行业处于一个绝对领先的地位。用户可以按自己的需要，任意的构建、扩充、甚至是删减VCL，以满足不同的需要[6]。
C++ Builder:
C++ Builder具有快速的可视化开发环境：只要简单地把控件拖到窗体上，定义一下它的属性，设置一下它的外观，就可以快速地建立应用程序界面；C++ Builder内置了100多个完全封装了Windows公用特性且具有完全可扩展性的可重用控件；C++ Builder具有一个专业C++开发环境所能提供的全部功能：快速、高效、灵活的编译器优化，逐步连接，CPU透视，命令行工具等[7]。
C++ Builder可以编译所有符合ANSI/ISO标准的原代码，支持最新ANSI C++/C语言特征：模板、异常、运行类型信息、命名空间等，另外它还可以使用标准C++库且支持标准模板库，以前的所有C++/C原代码可以不经过修改，直接移植到C++ Builder环境下来。C++ Builder完全支持32位长文件名、多线程程序设计。
C++ Builder的集成开发环境提供了可视化窗体设计器、对象观察器、控件板、工程管理器、集成编辑器和调试器等一系列可视化快速应用程序开发工具，让程序员可以很轻松地建立和管理自己的程序和资源[8]。
Visual Studio:
Visual Studio是目前最流行的Windows平台应用程序开发环境，支持多种编程语言，可以用来编写创建Windows平台下的Windows应用程序和网络应用程序，也可以用来创建网络服务、智能设备应用程序和Office插件。
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