● 摘要
医疗器械是单独或组合使用于人体的仪器、设备、器具、材料，包括所需要的软件。我国医疗器械行业经过30多年的发展，已经有了相当的规模，但仍存在瓶颈制约发展。因此提高创新能力和研制水平，研制开发出安全、可靠、经济、高效且具有自主知识产权的新型医疗器械有非常重要的现实意义。 本文的工作主要是将嵌入式实时操作系统µC/OS-Ⅱ与智能控制系统程序设计相结合，移植到AVR系列单片机上，最终设计出使临床人体输液更为安全、精度更高的嵌入式智能输液系统。 论文设计了一种以ATmega128为核心控制器的嵌入式智能输液器的解决方案。方案设计在参考国内外同类输液产品设计模式的基础上，在成本、控制模式以及程序设计等方面加以改进。论文从方案设计、硬件电路设计、嵌入式实时操作系统的介绍、裁减和移植以及输液器控制程序这几个方面，详细论述了嵌入式智能输液器的设计要点和解决方案的特点。 输液器以ATmega128为核心，通过定时器发出脉冲驱动步进电机，从而带动凸轮机构顺序挤压输液管，将液体输入到人体。为了保证输液的安全，控制芯片外围设计了超声波、压力、温度传感器，自动监测各种异常状况。便携设备要采用电池供电，因而需设计电池的充电电路，同时必须对电池剩余电量进行检测，以保证系统运行的可靠性。系统的控制程序是基于嵌入式实时操作系统µC/OS-Ⅱ而设计的。利用µC/OS-Ⅱ的任务调度、互斥量和消息队列的功能，完成控制程序中任务的切换，实现实际应用所需功能。 系统经过原理设计、电路调试、µC/OS-Ⅱ移植、驱动程序调试到最后的精度校准，经过大量的试验，完成了样机的研制，与市场上同类产品相比，在输液模式、输液精度、流速范围以及稳定性等方面具有更好的性能。