基于BF518的心肺音听诊训练平台的设计与实现

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心肺音听诊是医疗诊断教学中的重点和难点的科目,心肺腹部听触诊技能是所有临床医师必须掌握的基本临床技能之一,医学教育中常需要通过患者来培训学生的这些专业技能。但基于我国的现状要使得每个医学院的学生在医院都得到系统的实习和培训变得基本不可能。医学模拟教育则是解决这个问题的最佳途径,所以研发出相应的医学模拟教育产品势在必行。  本论文致力于研发出更切合实际的医学模拟心肺音听诊训练平台,该平台的设计相对与市场中现有的产品只能播放一个通道的声音,实现了最多同时播放16通道的声音,更加真实的模拟了人体的实际环境。并且增加了存储在平台中音频文件的安全性和易更换性。本论文主要的研究工作:  首先,本课题开发了心肺音听诊训练硬件平台,设计了以BF518为核心的控制主模块和外围的功能从模块。根据各个模块的主控芯片分析了各个模块的功能作用,并给出了硬件的设计思路。  其次,为了能够更方便对本训练平台后期的二次开发,训练平台移植了嵌入式实时操作系统。论文中分析并移植了嵌入式实时操作系统RT-Thread。根据训练平台与PC机交互数据量的大小,开发了两种通信方式下的心肺音听诊训练平台,串口通信方式下的训练平台是在RT-Thread操作系统下完成的,实现了在该操作系统下驱动的设计和功能线程的建立及运行;USB通信方式下的训练平台是在裸机下实现的,该通信方式的训练平台实现了系统驱动和系统功能的设计。为了实现不同通信方式下的训练平台,论文中分别设计了两种不同的通信协议指令。  最后,因SD卡支持热插拔,且存储在卡内的文件易更换。为了提高储存在SD卡中的音频文件的安全性,对SD卡中的音频文件做了加密处理,加解密的算法使用的是流密码RC4算法,但此算法具有弱密钥性的缺点,因此RC4算法中插入了混沌算法提高了密钥的可靠性。为了提高BF518的数据存取效率,改进原有的直存直取为基于DMA的双缓冲乒乓并行结构数据处理算法,从而提高了数据存取的效率。最终对这些改进的算法和整个系统进行了测试。  本训练平台结构先进、控制灵活、系统升级维护简单,在一定程度上弥补了传统教学模式的不足,并逐步成为现代临床医学实践教学的主导方式之一。
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