【摘 要】
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在医学领域中,呼吸末二氧化碳(EtCO2)已成为重症监护、伤员转运和其他医疗应用的重要工具。ETCO2已被美国麻醉医师协会(ASA)列为2005年度常规手术监测项目之一,在重症监护、
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在医学领域中,呼吸末二氧化碳(EtCO2)已成为重症监护、伤员转运和其他医疗应用的重要工具。ETCO2已被美国麻醉医师协会(ASA)列为2005年度常规手术监测项目之一,在重症监护、急诊医学和远程医疗中具有广泛的应用需求。ETC02具有无创性、连续性的特点,在临床中得到广泛应用,然而在检测中ETC02容易受到外界环境(温度、湿度、大气压)影响,因此研究提高呼吸式二氧化碳检测系统的性能具有很大的研究前景。本文研究的ETCO2检测系统采用化学气敏法进行(CO2浓度检测,这种检测方法基于晶体尺寸效应,利用金属氧化物传感器材料电导的变化来检测CO2浓度,具有灵敏度高、系统稳定、抗干扰能力强、成本低廉等特点。本文以CO2传感器CSS811为核心,结合温度、湿度传感器HDC1080和气压传感器BMP280搭建了一套检测CO2浓度、温度、湿度、气体压力的智能检测系统,并对CO2浓度进行了标定,研究温度、湿度、气体压力对CO2浓度检测的影响,本文利用CC2530芯片搭建ZigBee无线传输系统,并采用星型网络进行组网,采用STM32F103ZET6芯片作为CPU搭建硬件电路,并对STM32F103ZET6芯片电路、稳压电路、电平转换电路、通信电路的设计进行了详细说明。软件部分主要分为上位机软件设计和下位机软件设计,上位机程序是利用labview软件编写的,设计了便于操作的人机交互界面实现了数据通信、数据处理、数据存储以及数据显示的功能;下位机软件实现了 ETCO2数据接收和数据存储功能,对I2C串口通讯协议程序以及ZigBee通信协议程序进行了编写,利用Z-Stack中的串口透传功能函数接口实现了 ZigBee网络的无线数据传输,并就功能实现的软件编程代码进行了描述,利用I2C总线传输实现了二氧化碳浓度、温度、湿度、气体压力数据的接收和存储。本文为了提高ETCO2测量精度,建立了温度、湿度、气体压力对二氧化碳测量浓度的校正模型,对测量数据进行处理。用仿真数据建立校正模型,利用验证数据对校正模型进行验证,证明该校正模型可以提高ETCO2测量精度。
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