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1.1 背景事件 針對患者手術(shù)中麻醉劑的施用，當麻醉劑量超標時(shí)，容易造成患者心跳、呼吸驟停從而造成腦損傷。傳統的麻醉劑注射依靠麻醉師的經(jīng)驗，而新型的腦電監測TCI注射泵則將BIS(腦電監測)與TCI(靶控輸注)相結合，真正實(shí)現個(gè)體化鎮靜麻醉，減少麻醉風(fēng)險。 1.2 腦電監測TCI注射泵控制主板功能需求 腦電監測TCI注射泵在常規注射泵基礎上，通過(guò)接收“腦電分析儀”的數據來(lái)進(jìn)行分析決策注射量和注射速度，使注射更加科學(xué)，更加安全。 控制主板主要功能需求： 顯示接口，外接7寸以上真彩液晶，支持觸摸屏; RS-232接口，連接腦電分析儀; PWM，控制注射電機; ADC，采集注射管位置數據信息; 聲卡，注射過(guò)程提示; 以太網(wǎng)，連接服務(wù)器，實(shí)現數據上傳; 1.3 腦電監測TCI注射泵控制主板設計難點(diǎn) 1. 觸摸屏“飛點(diǎn)”，頻繁操作失誤 注射泵采用7寸四線(xiàn)電阻式觸摸屏，在操作過(guò)程中“飛點(diǎn)”現象嚴重，導致頻繁誤操作并影響用戶(hù)體驗。通過(guò)觸摸屏繪線(xiàn)，可發(fā)現明顯的“毛刺”與“波浪”，如圖1所示。 圖1 觸摸屏操作繪線(xiàn) 2. 觸摸響應速度慢，且偶爾發(fā)生死機 腦電監測TCI注射泵內部程序較為復雜，軟件處理任務(wù)較多，時(shí)有觸摸按鍵點(diǎn)擊后、反映過(guò)于遲鈍現象，且偶爾會(huì )出現系統死機，需重啟設備現象。 3. 偶發(fā)性斷電重啟失敗，造成設備無(wú)法正常使用 注射泵關(guān)機采取直接斷電方式，測試過(guò)程中發(fā)現在頻繁的開(kāi)關(guān)機操作中，設備偶爾出現無(wú)法啟動(dòng)的現象，分析發(fā)現，該現象為斷電后操作系統文件系統丟失(原存儲在flash中)。偶發(fā)性現象在早期所有測試樣機中均不同程度復現，嚴重影響產(chǎn)品品質(zhì)。 1.4 我們的推薦方案 針對客戶(hù)的功能需求與設計難點(diǎn)，ZLG致遠電子推薦采用M3352工控核心板，協(xié)助客戶(hù)快速完成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，項目框圖如圖2所示。 圖2 項目框圖 1. 觸摸屏硬件濾波配合軟件驅動(dòng)去除“飛點(diǎn)” 四線(xiàn)電阻觸摸屏接口電路如圖3所示，為防止觸摸屏受干擾而出現較大識別誤差，加入了低通濾波電路;需注意電容 C78～C81選型，容值不能超過(guò)0.01μF，否則觸摸屏反映遲鈍或無(wú)法正常識別，建議取值1nF。 圖3 觸摸屏電路 除硬件濾波外，觸摸屏驅動(dòng)需增加去除“飛點(diǎn)”的算法處理，最終的觸摸屏實(shí)現效果如圖4所示，繪線(xiàn)已十分平滑。 圖4 觸摸屏繪線(xiàn) 2. 采用工控核心板，Cortex-A8處理器 觸摸響應速度慢、偶發(fā)性死機，與軟件處理的任務(wù)復雜度及處理器性能相關(guān)，同時(shí)不排除軟件設計、硬件設計問(wèn)題(如驅動(dòng)程序、電源電路、主板抗干擾性能)引發(fā)設備死機。 M3352核心板采用Cortex-A8處理器，主頻達800Mhz，性能為普通ARM9處理器的4倍以上，完全可滿(mǎn)足注射泵對處理器性能的需求。同時(shí)，ZLG核心板軟件、硬件均經(jīng)過(guò)嚴格的壓力測試，且穩定性歷經(jīng)醫療、電力、軍工等各行業(yè)考驗。 3. 十萬(wàn)次flash掉電測試，可靠文件系統 設備斷電重啟后無(wú)法啟動(dòng)，多為意外斷電導致的文件系統損壞或文件系統丟失。文件系統是指操作系統用于明確磁盤(pán)或分區上文件的方法和數據結構，即在磁盤(pán)上組織文件的方法。 文件系統常見(jiàn)異常： 文件系統掉電丟失，系統無(wú)法啟動(dòng)、重要記錄數據丟失; 文件系統損壞，存儲數據出現位錯亂、重要文件無(wú)法打開(kāi)讀取。 M3352核心板以及ZLG致遠電子ARM工控產(chǎn)品，文件系統在讀寫(xiě)過(guò)程中經(jīng)過(guò)10萬(wàn)次頻繁上下電測試： 確保文件系統可靠; 確保意外掉電文件系統不丟失。 1.2 推薦產(chǎn)品 圖6 M3352核心板 M3352核心板，靜電、浪涌、脈沖抗干擾設計符合工業(yè)4級; 主要功能特點(diǎn)： TI Cortex-A8 AM3352處理器，800MHz主頻 支持WinCE與嵌入式Linux操作系統 6 路UART接口 2 路CAN接口 2 路高速 USB OTG(內置PHY，480Mbps) 2路以太網(wǎng)(其中1路為千兆MAC) 機械尺寸 60mmx45mm 工作溫度-40℃ ~+85℃ |
