Medizinisches Beatmungsgerät mit STONE HMI ESP32 - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

Das neuartige Coronavirus hat landesweit fast mehr als 80.000 bestätigte Fälle verursacht, und die Beatmungs- und Atemschutzgeräte sind in den letzten Monaten knapp geworden. Nicht nur das, auch die Lage im Ausland ist nicht optimistisch. Die kumulierte Zahl der bestätigten Fälle hat drei Millionen und fünfhunderttausend Fälle erreicht, mit einer Zahl von 240.000 Todesopfern. Dadurch steigt auch die Nachfrage nach ausländischen Beatmungsgeräten.

Also habe ich mich hier entschieden, ein kleines Projekt im Zusammenhang mit dem Beatmungsgerät zu machen. Es ist sehr bequem, mit dem STONE TFT LCD-Bildschirm für die serielle Schnittstelle zu entwickeln. Ich benutze es als Display-Schnittstelle. Außerdem benötige ich einen externen Hauptcontroller, um Daten hochzuladen. Hier habe ich mich für esp32 entschieden, der auch ein beliebter Chip ist, und die Entwicklung ist relativ einfach.

In diesem Tutorial erstellen Sie ein Bildschirmprojekt für die serielle Schnittstelle. Der Bildschirm kann mit der MCU interagieren, Wellenformen über esp32 steuern und generieren und auf dem Bildschirm anzeigen. Dieses Projekt wird sehr hilfreich sein, um die Atemfrequenz des Patienten zu erfassen.

Schritt 1: Projektübersicht

Hier werden wir ein Beatmungsprojekt durchführen. Nachdem das Beatmungsgerät eingeschaltet und eingeschaltet wurde, gibt es eine Startoberfläche und das Wort "Beatmungsgerät öffnen" wird angezeigt. Ein Klick darauf hat einen Klick-Effekt, begleitet von einer Sprachansage, die anzeigt, dass es erfolgreich eingeschaltet wurde. Schließlich springt es zu einer Funktionsauswahlschnittstelle. In dieser Schnittstelle können wir den Beatmungsmodus auswählen: CMV PCV SIMV PS CPAP PEEP. Wenn die Einstellung falsch ist, können Sie auf Zurücksetzen klicken und dann auf OK klicken, um zurückzukehren. Klicken Sie als Nächstes auf die Schaltfläche "Vendor-Wellenformen", um den gleichen Schaltflächeneffekt zu erzielen, und rufen Sie dann die Anzeigeschnittstelle für die Herzfrequenz-Wellenform auf. Zu diesem Zeitpunkt sendet der STONE TFT-LCD-Bildschirm den seriellen Befehl, wodurch die esp32-MCU ausgelöst wird, um mit dem Hochladen der Wellenformdaten zu beginnen.

Das heißt, die folgenden Funktionen: ① STONE TFT LCD-Seriell-Port-Bildschirm, um die Tasteneinstellung zu realisieren ② STONE TFT-LCD-Seriell-Port-Bildschirm realisiert Seitenumschaltung; ③ STONE TFT-LCD-Bildschirm für die serielle Schnittstelle realisiert die Ausgabe von Befehlen für die serielle Schnittstelle; ④ STONE TFT-LCD-Bildschirm für die serielle Schnittstelle zur Anzeige der Wellenform. Für das Projekt benötigte Module: ① STONE TFT LCD ② Arduino ESP32 ③ Sprachwiedergabemodul

Schritt 2: Hardware-Einführung und Prinzip

Lautsprecher

Da das STONE TFT LCD über einen Audiotreiber und eine reservierte entsprechende Schnittstelle verfügt, kann es die gängigsten Magnetlautsprecher, allgemein als Lautsprecher bekannt, verwenden. Der Lautsprecher ist eine Art Wandler, der das elektrische Signal in ein akustisches Signal umwandelt. Die Leistung des Lautsprechers hat einen großen Einfluss auf die Klangqualität. Lautsprecher sind die schwächste Komponente in Audiogeräten und für den Audioeffekt die wichtigste Komponente. Es gibt viele Arten von Lautsprechern und die Preise variieren stark. Audio elektrische Energie durch elektromagnetische, piezoelektrische oder elektrostatische Effekte, so dass es ein Papierbecken oder eine Membran zu Schwingungen und Resonanzen mit der umgebenden Luft (Resonanz) und zur Erzeugung von Schall.

STONE STVC101WT-01l 10,1 Zoll 1024x600 TFT-Panel in Industriequalität und 4-Draht-Widerstands-Touchscreen; l Helligkeit beträgt 300cd / m2, LED-Hintergrundbeleuchtung; l RGB-Farbe ist 65K; l Sichtbereich ist 222,7 mm * 125,3 mm; l Sichtwinkel ist 70 / 70 / 50 / 60; l arbeitsleben ist 20000 stunden. 32-Bit-Cortex-m4 200-Hz-CPU; l CPLD epm240 TFT-LCD-Controller; l 128 MB (oder 1 GB) Flash-Speicher; l Download des USB-Hafens (U-Scheibe); l Toolbox-Software für GUI-Design, einfache und leistungsstarke Hex-Anweisungen.

Schritt 3: Grundfunktionen

Touchscreen-Steuerung / Bild anzeigen / Text anzeigen / Kurve anzeigen / Daten lesen und schreiben / Video und Audio abspielen. Es ist für verschiedene Branchen geeignet.

UART-Schnittstelle ist RS232 / RS485 / TTL; Spannung ist 6V-35V; Stromverbrauch beträgt 3,0 W; Arbeitstemperatur beträgt - 20 ℃ / + 70 ℃; Die Luftfeuchtigkeit beträgt 60 ℃ 90%. Das STONE STVC101WT-01-Modul kommuniziert mit der MCU über einen seriellen Port, der in diesem Projekt verwendet werden muss. Wir müssen nur das entworfene UI-Bild über den oberen Computer über die Menüleistenoptionen zu Schaltflächen, Textfeldern, Hintergrundbildern und Seitenlogik hinzufügen, dann die Konfigurationsdatei generieren und schließlich zum Ausführen auf den Anzeigebildschirm herunterladen.

Das Handbuch kann über die offizielle Website heruntergeladen werden:

Schritt 4: ESP32 EVB

Esp32 ist ein Single-Chip-Schema, das in 2,4 GHz Wi-Fi und Bluetooth Dual-Mode integriert ist. Es verwendet die 40-nm-Technologie von TSMC mit ultraniedrigem Stromverbrauch, mit ultrahoher HF-Leistung, Stabilität, Vielseitigkeit und Zuverlässigkeit sowie einem extrem niedrigen Stromverbrauch, der unterschiedliche Stromverbrauchsanforderungen erfüllt und für verschiedene Anwendungsszenarien geeignet ist. Derzeit umfassen die Produktmodelle der esp32-Serie esp32-d0wd-v3, esp32-d0wdq6-v3, esp32-d0wd, esp32-d0wdq6, esp32-d2wd, esp32-s0wd und esp32-u4wdh. Esp32-d0wd-v3, esp32-d0wdq6-v3 und esp32-u4wdh sind Chipmodelle basierend auf Eco v3.

Wi-Fi • 802.11 b/g/n • 802.11 n (2,4 GHz) bis zu 150 Mbit/s • Wireless Multimedia (WMM) • Frame-Aggregation (TX / RX A-MPDU, Rx A-MSDU) • Sofortige Block-ACK • Defragmentierung • automatische Beacon-Überwachung (Hardware-TSF) • 4x virtuelle Wi-Fi-Schnittstelle Bluetooth • Bluetooth v4.2 kompletter Standard, einschließlich traditionelles Bluetooth (BR / EDR) und Low-Power-Bluetooth (BLE) • unterstützt Standardklasse 1, Klasse 2 und Klasse 3 ohne externen Leistungsverstärker • verbesserte Leistungsregelung Ausgangsleistung bis zu +12 dBm • nzif-Empfänger hat – 94 DBM ble Empfangsempfindlichkeit • adaptives Frequenzsprungverfahren (AFH) • Standard-HCI basierend auf SDIO / SPI / UART-Schnittstelle • High-Speed UART HCI bis zu 4 Mbit/s Unterstützung für Bluetooth 4.2 BR / EDR und ble Dual-Mode-Controller • synchron verbindungsorientiert/erweitert synchron verbindungsorientiert (SCO / ESCO) • CVSD- und SBC-Audio-Codec-Algorithmen • Piconet und Scatternet • Multi-Device Verbindung mit herkömmlichem Bluetooth und Low-Power-Bluetooth • unterstützt gleichzeitiges Broadca st und scannen

Schritt 5: Entwicklungsschritte

Arduino ESP32

Die Entwicklung des Softwareteils erfordert zunächst die Installation der IDE. Esp32 unterstützt die Entwicklung und Kompilierung in der Arduino-Umgebung, daher müssen wir zuerst das Arduino-Entwicklungstool installieren. IDE-IDE-Link herunterladen:

Hier wählen wir nach dem tatsächlichen Computerbetriebssystem, laden es herunter und installieren es. Arduino installieren Nach dem Herunterladen doppelklicken Sie, um es zu installieren. Es sollte beachtet werden, dass Arduino ide von der Java-Entwicklungsumgebung abhängt und einen PC erfordert, um Java JDK zu installieren und Variablen zu konfigurieren. Wenn der Doppelklick beim Starten fehlschlägt, verfügt der PC möglicherweise nicht über die JDK-Unterstützung.

Schritt 6: Code

Der Bearbeitungsbefehl ist wie oben gezeigt, und

Interweave ist der Tastenbefehl zum Eingeben des Oszillogramms, das vom Identifikationsbildschirm gesendet wird. Der Rückstand ist der Befehl zum Verlassen des Oszillogramms, der vom Erkennungsbildschirm gesendet wird Startwelle sind die anfänglichen Wellenformdaten, die an den Bildschirm gesendet werden. Klicken Sie dann auf Kompilieren, klicken Sie zuerst auf das erste Häkchen und dann auf das zweite, um das esp32-Entwicklungsboard herunterzuladen.

Schritt 7: WERKZEUG 2019

Bild hinzufügen

Verwenden Sie das installierte Tool 2019, klicken Sie in der oberen linken Ecke auf das neue Projekt und dann auf OK.

Danach wird standardmäßig ein Standardprojekt mit blauem Hintergrund generiert. Wählen Sie es aus und klicken Sie mit der rechten Maustaste, und wählen Sie dann Entfernen, um den Hintergrund zu entfernen. Klicken Sie dann mit der rechten Maustaste auf die Bilddatei und klicken Sie auf Hinzufügen, um Ihren eigenen Bildhintergrund wie folgt hinzuzufügen:

Schritt 8: Bildfunktion einstellen

Stellen Sie zunächst das Boot-Image, Tool -> Bildschirmkonfiguration wie folgt ein

Dann müssen Sie ein Videosteuerelement hinzufügen, um automatisch zu springen, nachdem die Einschaltseite beendet wurde.

Schritt 9: Einstellung der Auswahlschnittstelle

Nehmen Sie hier das erste als Beispiel, stellen Sie den Button-Effekt auf Seite 3 und springen Sie zu Seite 4.

Hier müssen Sie für jede Option einen Schaltflächen-Einfrieren-Effekt einstellen, um das ausgewählte Optionssymbol anzuzeigen.