【呼吸器余压报警系统设计与实现9400字（论文）】

呼吸器余压报警系统设计与实现1引言 11.1研究背景 11.2研究意义 11.3论文的主要工作 12呼吸器的基本结构及通气模式 32.1呼吸器的基本结构 32.2呼吸器的通气原理 42.3呼吸器的工作机制 42.4呼吸器主要功能要求 43呼吸器控制系统硬件电路设计 63.1最小系统的设计 63.1.1微处理器的选用 62.1.2时钟模块硬件电路 73.1.3复位电路 83.1.4微处理器晶振电路 93.2系统外围电路设计 103.2.1独立控制键电路 103.2.2LCD显示模块的电路设计 103.2.3报警提醒模块 113.2.4微处理器电源的设计 123.2.5同步动态随机存储器 133.3主功能监测控制模块 133.3.1压力检测模块 133.3.2流量检测模块 143.4PC机串口通信电路设计 154系统软件设计 174.1软件环境 174.1.1嵌入式操作系统的选择 174.1.2开发平台 174.2控制软件各子模块的设计 174.2.1主程序模块 174.3.2键盘程序设计 184.2.2数据采集处理 194.3.4呼吸触发报警子程序设计 204.3.5系统显示子程序 214.2.6控制量计算模块的程序 224.3仿真调试软件运行 234.3.1各功能模块的设定 244.3.2测试结果 25总结 27附录 30摘要：呼吸器作为医疗健康领域不可缺少的重要工具，其智能化程度越来越高，对于它的控制和监测也受到更多的关注。课题主要工作是通过对吸信号特点的分析，着重进行了呼吸器信号测量系统的研究和实现;其次，进行了呼吸器电子PEEP控制系统的研究和设计工作。通过分析研究实验室呼吸器平台定容通气的持性及漏气检测的不足之处，从而选取智能控制定容通气的流速。本设计基于S3C2400系列的ARM芯片以及嵌入式操作系统进行开发，利用压力传感器检测通道内的实时压力，实时获取气体的压力和流量数据，判断患者的呼吸状态，并采用了安全报警功能，保证了控制系统的安全性。同时，进行了人机界面的设计，动态显示了呼吸器的工作状态。通过搭建呼吸器机系统进行测试，结果表明该系统工作靠，稳定性好，参数测量精确，人机交互界面优良，满足呼吸器应用的各类需求和指标，此外对该系统的进一步优化和完善提出了建议。关键词：呼吸器、ARM、压力传感器、流量传感器1引言1.1研究背景随着过程控制的迅速兴起与蓬勃发展，其稳定、安全、高效、经济等优点十分突出，所以其应用也十分广泛。呼吸器是医院必备的抢救设备，是延长病人生命为进一步治疗争取宝贵时间的重要工具。近几十年来，随着新技术的不断应用和临床应用要求的逐步提高，现代呼吸器得以迅速发展。目前，已成功建立起一套较为成熟的机械通气理论和技术，在临床上获得了广泛的应用并卓有成效。但是，目前常见的国内生产的呼吸器在精确度、舒适性、可靠性等方面还有一定差距。本文正是出于这一目的，对病人的呼吸过程进行监测，以最大限度的防止危险的发生及提高系统的易操作性，并作为呼吸器控制回路的前相通道为呼吸器的控制提供参考信号。本课题将着重研究呼吸器压力控制方法，提出一种稳定、有效的呼吸器压力控制方法。1.2研究意义压力控制是呼吸器控制的重点，多种呼吸模式需要精确的压力输出，即使是在容量控制或容量支持模式下，也需要有必要的压力上限控制来保证病人的安全。提高呼吸器流速控制水平、提高通气平稳度、弱化人机对抗及对系统漏气情况的检测与弥补对病人的身体健康及呼吸器的发展都有着重要的意义。该自救呼吸器的研究，可以使我国也有防护性能好的化学氧自救呼吸器，这就使普通的民众有能力购买，以及大型的建筑或地下建筑等的所有者及经营者有能力来装配，避免了需要化学氧自救呼吸器而只有买昂贵的进口自救呼吸器，从而有利于自救呼吸器的推广使用，有利于自救呼吸器走进寻常百姓家。此外，深入研究呼吸器嵌入系统式开发及对呼吸器系统外围各检测及控制模块的设计，对提高国内呼吸器产品的技术水平和市场竞争力，具有十分重要的理论和现实意义。1.3论文的主要工作本文的工作主要是根据某医院的要求，设计一个医用呼吸器控制系统的硬件电路，选取合适的微处理器、传感器和执行机构，并进行相关调试，具体包括：（1）分析呼吸器工作原理，设计硬件结构框图；（2）系统各硬件模块的设计；设计实验平台硬件电路，主要设计信号采集电路，控制输出电路和主芯片相关电路，调试实验平台电路，考察电路性能是否满足系统要求（3）系统软件架构的设计。控制量输出和与上位机通讯功能，上位机实现显示、设置、存储、控制等功能。软件系统各功能模块根据各硬件电路，可以大体确定为采样处理模块、键盘处理子程序、液晶处理子程序、以及一些中间处理子程序等。2呼吸器的基本结构及通气模式2.1呼吸器的基本结构如图2.1所示，呼吸器主要由气源、空氧混合器、主机、外部通道、湿化器等部分组成。图2.1呼吸器的基本结构电动型呼吸器工作时不需要高压空气，其中部分需要高压氧，部分不需要高压氧，经氧流量计供氧。主机：呼吸器的主机由控制器、呼气阀、吸气阀和预警器组成。控制器通过对吸气阀和呼气阀的控制来实现对呼吸器的控制，并利用计算机处理系统对控制器发出相应的指令来满足病人的呼吸要求。空氧混合器：空氧混合器的输入气体可以是压缩空气、环境空气和压缩氧气，其输出气体的氧浓度调节范围在21%～100%。湿化器主要由冷水湿化器、加热湿化器、雾化湿化器和热湿交换器四种。湿化器的结构如图2.2所示。图2.2湿化器外部通道：其作用是把经过湿化的气体提供给病人，同时把病人呼出的气体排出体外，同时把呼吸信号反馈给主机，从而达到同步呼吸，有效地改善病人的换气功能。2.2呼吸器的通气原理正常的呼吸时间由两部分组成，即吸气时间和呼气时间，吸气动力所产生的大气—肺泡压力差决定吸气潮气量（TV）；而吸气潮气量（TV）和呼吸频率的乘积决定分钟通气量（MV）。呼吸器的气路原理图如图2.3所示。图2.3气路工作原理2.3呼吸器的工作机制为了实现经呼吸道直接加压方式，呼吸器工作时，经过加压的氧气和空气先通过过滤器进入空氧混合器，并由电子控制单元按照预先设定的参数将氧气和空气进行混合一并送入储气箱，然后以一个恒定的压力供给病人。当储气箱内的气体压力达到要求时，系统会停止向储气箱供气，储气箱内还设有一个吸入阀门，微处理器会根据设定的参数，对阀门打开的大小、时间的长短进行自动控制。2.4呼吸器主要功能要求参考国内外市场上家用呼吸器的技术现状，以及本文中呼吸器的技术特点，本文中呼吸器的主要功能如下：（1）持续正压功能。输出压力范围4-20cmH20，允许误差士0.5cmH20。当患者呼吸动作对输出压力造成扰动时，能迅速调节风机转速以保证输出压力稳定。（2）人机同步和主动压力释放功能。压力释放范围1}ScmH20。通过呼吸触发识别患者呼吸动作，在呼气开始时，自动降低输出压力，减小患者呼气做功。呼气结束时，输出压力自动恢复为正常治疗压力。（3）漏气补偿功能。治疗压力l0cmH20时，推荐漏气量15-30L/min，根据漏气量自动提高输出压力对面罩处压力进行漏气补偿。（4）呼吸暂停检测功能。检测到10秒内无呼吸动作时，自动提高输出压力。（5）低通气检测功能。吸气潮气量小于正常值50%或吸气波形异常时，自动提高输出压力。（6）报警功能。当漏气量超过70L/min或者治疗过程中呼吸器意外断电时，蜂鸣器报警。（7）图形界面显示功能。通过4.3寸触摸屏进行人机交互，可查看和修改治疗参数。（8）数据存储功能。保存60天的历史治疗数据，可查看历史治疗压力、流量、潮气量、低通气和呼吸暂停等数据。3呼吸器控制系统硬件电路设计3.1最小系统的设计3.1.1微处理器的选用本设计选用NXP公司的S3C2440FBD100嵌入式微处理器，它的内部系统结构框图如图3.2所示。SamsungS3C6410是一个32位RISC微处理器，实现了32/64位内部总线架构，该内部总线结构由AHB、AXI以及APB总线组成。每次复位后，微处理器程序将从第一个新的执行。由设计的要求，只要做小型集成最小系统应用在小型控制单元。微处理器开发系统仿真只能微处理器，并没有为用户提供一般的最小系统。微处理器系统硬件电路原理图如图3.1所示。正是由于S3C6410高性能，使得呼吸器在进行UI切换到时候非常流畅，这是其他采用M3芯片的呼吸器是无法比拟的。图3.1S3C2440开发板实体图S3C2410x的内核基于ARM920T，带有MMU功能，其主频可达203MHZ，适合对成本和功耗敏感的需求。SPI通信只能由SPI主机S3C2440FBD100发起，S3C2440FBD100控制通信时钟CLK，把数据通过MOSI传输至STM32F407SPI从机STM32F407只能被动接收数据并把返回数据通过MISO传输至S3C2416。图3.2S3C2440的结构图上图是S3C2440的结构图，以及以上所介绍的功能各个接口都在图上可以提现，其中图的上半部分是ARM920T的结构图，下半部分是各个接口扩展功能图。可以发现S3C2440具有很好的功能扩展，在内核ARM920T的控制下可以很方便的进行各种功能的实现。2.1.2时钟模块硬件电路S3C2440有三个独立的晶体振荡器，分别是主晶振、内部RC晶振和RTC晶振。每个振荡器都可以根据应用需求，在多种方式下使用。在此系统中，ARM微处理器为主要设备，DS1302的设备和从设备接收数据，发送数据。DS1302为每一位读者需要16个时钟脉冲，8地址前脉冲输入操作和写命令。DS1302读取和写入实时数据，用于定时控制照明灯具的启停。本次系统设计中系统时钟所采用的晶振为50MHz的有源晶振，活跃的晶体主要使用3.3V直流电源，该电源系统时钟电路。经实际电路测试，该时钟电路可以稳定输出50MHz的时钟频率，在示波器中实际测试观察可以看到频率中的纹波很小几乎可以忽略不计，该时钟电路是微处理器最小系统中常用的系统时钟电路，因此该设计电路非常可行，稳定性也很好。图3.3时钟模块硬件电路图3.1.3复位电路由于S3C2440的外部复位输入管脚可以承受5V电压，本设计采用RC上电按钮复位电路（如图3.4所示）。RST销复位信号输入，复位信号的有效高度，RST有一定宽度的脉冲，可以有效地实现电动自动复位和手动复位。在12MHz时钟时，通常C7可取22μF，R2可取1kΩ，需持续2μs以上才能完成复位操作。图3.4复位电路随着时间的增加，电容电压值增加缓慢，和RST销上的电压逐渐降低，有复位信号输入时，IRC振荡器开始运行，并对Flash控制器进行初始化，锁存特定的管脚以实现配置。3.1.4微处理器晶振电路众所周知，微处理器的正常运行离不开时钟元件产生的时钟频率。而常用的时钟元件为晶体振荡器，其产生的晶振是微处理器所有指令正常执行的前提。这时的时钟电路需要外界的定时原件来加以辅助，外部原件可通过XT2的进出两个端口与电路连接，从而产生自激振荡。这个外部原件一般都是一个并联谐振电路，其中包含石英晶振和瓷片电容。其电路图如下3.5所示。图3.5微处理器晶振电路3.2系统外围电路设计3.2.1独立控制键电路键盘是人机交互的重要部件。在调节和设置各类呼吸器工作参数时非常方便快捷，薄膜按键则是作为备用输入设备使用，即当触摸控制失效或不灵敏的时候，可以采用薄膜按键进行操控，大大提高了系统的可靠性。键盘包括2个独立按键S2和S3，一端与微处理器的P1.3和P1.4口相连，另一端接地，当按下任一键时，P1口读取低电平有效。系统上电后，进入键盘扫描子程序，以查询的方式确定各按键，完成温度初值的设定。键盘操作模块在电风扇底座部分有一个3x3小矩阵键盘，可以进行风的强度、类型、定时等系统设置，按键电路图如图3.6所示。图3.6按键控制原理图3.2.2LCD显示模块的电路设计由于本设计中需要设计UI，而且需要支持中英文菜单，同时还需要对实时的压力曲线显示，所以在设计中需要使用到一个液晶屏。液晶显示采用LCD12864，这样就算是在不使用计算机的情况下，控制系统系统也能正常运行，并且能具有直观的可视性。在显示模块方面我们使用的是液晶屏，以下对液晶显示屏作简单的介绍。同CRT显示器相比，LCD显示器的平面显示技术零件少、桌面占据少、耗电量较小，但CRT技术更为稳定成熟。图3.7ARML微处理器中LCD的电路图图3.8LCD系统总线图在ARML微处理器的LCD控制器是用来传输视频数据，有VD(23:0)共引脚23个用于传送视频资料，并产生诸如VDENS，VSYNC，VCLK，HSYNC等必要的控制信号，其中VDENS是数据有效标志信号端口，VCLK是像数时钟信号端口，VSYNC是指帧同步信号端口，HSYNC是指行同步信号端口。3.2.3报警提醒模块报警模块主要实现呼吸器的余压不足报警功能，蜂鸣器使用PNP三极管进行驱动控制，蜂鸣器使用的是交流蜂鸣器。当在BEEP输入一定频率的脉冲时，蜂鸣器蜂鸣，改变输入频率可以改变蜂鸣器的响声。因此可以利用一个PWM来控制BEEP，通过改变PWM的频率来得到不同的声响，也可以用来播放音乐。若把JP7断开，Q4截止，蜂鸣器停止蜂鸣。图3.9蜂鸣电路图表3.1呼吸器系统报警种类及级别划分报警名称报警显示报警类型气道压力上限报警气道压力高中级报警气道压力下限报警气道压力低中级报警分钟通气量上限报警分钟通气量高中级报警分钟通气量下限报警分钟通气量低中级报警超频呼吸报警超频高级报警窒息报警窒息高级报警气源压力不足报警气源压力低高级报警电池电量不足报警电池电量低高级报警3.2.4微处理器电源的设计为了符合便携的要求，本设计采用5V电压供电，为了防止在使用过程中断开与电源的连接，电源接口采用带锁的装置将其锁定。通过AMS1117-3.3稳压器输出稳定的的3.3V线性电压，输出电流为1A。稳压电路如图3.10所示:图3.10系统电源电路3.2.5同步动态随机存储器呼吸器系统需要对病人生理参数及呼吸器设置参数进行实时存储，一方面保证了重要数据的备查，另一方面通过呼吸器设置参数备份，当呼吸器在下次断电重启时能自动执行上次调整好的工作参数，避免了每次重启机器都都重新设置各个参数的繁琐工作，为操作人员带来较大的便利。文件读取之后，控制器对文件数据的处理是分步进行的。SDRAM具有单位空间存储容量大和价格便宜的优点，由于其可编程擦除、掉电不会丢失、读写速度块和单位容量价格低等优势已经全面替代EPROM在嵌入式系统中的地位，已广泛应用在各种嵌入式系统中。每次系统上电的时候，由于SDRAM速度很快，ARM9都会把EPCS中存储的控制程序发送给SDRAM，并在SDRAM中运行，这样做可以加快系统的运行速度，考虑到SDRAM中数据掉电丢失的特性，因此我们要将程序提前固化到EPCS中。因此本控制板中用到了flash芯片作为掉电数据可保存存储器。SDQ[015]SDQ[015]图3.11SDRAM电路3.3主功能监测控制模块3.3.1压力检测模块通道内气压的检测直接决定了呼吸器获取数据的精确性，如果获取到的数据不准确，系统对实时的状态没有办法做出正确的判断。气源压力检测主要为了监测氧气瓶供气压力，当气源压力过低及时报警，防止发生医疗事故。在本设计中，我们选择Freescale公司生产的MPXV5004G传感器作为系统的压力传感器。图3.12气源压力检测电路传感器供电电压为10V，由主芯片输出A/D参考电压经跟随放大后得到。信号放大部分采用AD620仪用放大器，在信号进入A/D转换之前加入了限压保护电路。为抑制高频干扰，需要对放大后的信号做低通滤波。3.3.2流量检测模块在呼吸软管的近病人端设置流量传感器，检测气道的流量信号。流量测量模块是家用呼吸器进行呼吸触发的关键模块。流量测量模块由节流模块和差压传感器组成。本系统采用差压传感器SSCMJJV400LD2A3量程为-400-400Pa。此处采用三运放对信号进行差分放大即可。对放大后的信号做一次滤波和0-2.5V的限压即可进行A/D转换。本系统压力和差压传感器电路原理图如图3.13所示。图3.13压差式流量传感器信号调理电路差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压、已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来测量流量的仪器。在流量测量中，一次压差检测装置是将管路中流量信号转换为相应的差压信号。3.4PC机串口通信电路设计ARM9有一个全双工的串行通讯口，所以微处理器和电脑之间可以方便地进行串口通讯。为了使微处理器能够与PC机进行系统设备通信，在设计时，系统特增加了串口电路，串口通信部分只设在主机电路部分，在从机电路中不设此模块。因为电脑的串口是RS—232C接口，是符合EIARS—232C规范的外部总线标准接口。在微处理器与PC机通信电路之间应添加转换电路将TTL或CMOS电平与RS—232C电平进行相互转换。本系统设计中选用的是MAXIM公司的MAX232电平转换芯片，芯片引脚如图3.14所示。图3.14MAX232引脚图MAX232外部电路也非常简单，只需接几个0.1uF电容就可以了；典型应用如图3.15所示。图3.17MAX232典型应用原理图PC机和MAX232接口的连接非常简单，在一般的应用中，只需有三条线即可完成通信，分别是串口接头DB9的第2脚RXD与MAX232的输出相连，第3脚TXD与MAX232的输入相连，然后在共地，最后，通过串口线连接到电脑的串口上就可以实现微处理器与PC机的串行通信了，不过在通信的过程中一定要特别注意双方的波特率一定要相同，否则，通信是不可能成功的，具体的电路如图3.16所示。图3.16PC机与MAX232的电路图4系统软件设计4.1软件环境4.1.1嵌入式操作系统的选择嵌入式是对目前比较流行的操作系统进行修改剪裁，使之能够在嵌入式系统上运行的一种操作系统。嵌入式是开源的，代码开放，有很多应用软件的支持，而且安全性和实时性能都比较好。从应用层软件开发的角度考虑，应选择开发平台功能强、共享软件资源丰富、硬件驱动支持多的操作系统。WindowsCE不仅继承了传统的Windows图形界面，并且在WindowsCE平台上可以使用Windows95/98上的编程工具。4.1.2开发平台EVC是Microsoft公司为其WindowsCE操作系统开发应用程序而开发的一个运行于windows2000上(或以上)的一个开发环境。为了开发运行于某硬件下的程序，您必须先安装相应的SDK(软件开发工具包)。为了方便于应用程序的开发，一般要安装SDK相应的调试环境(这里指emulation即模拟器)。而且WinCE系统占用系统资源较多，对资源有限的芯片来说也不是一个很理想的操作系统。4.2控制软件各子模块的设计4.2.1主程序模块主程序模块如图4.1主要是使控制系统处于准备好状态，以保证能随时启动呼吸器开始工作。主程序模块的任务就是信号采集卡的初始化。图4.1控制软件的总体结构4.3.2键盘程序设计在操作按键时，无论是按下还是松开，触电在闭合和断开时均会产生抖动，此时逻辑电平是不稳的，如果得不到正确的处理，可能会引起微处理器对按键命令的错误执行。解决这个问题的简单方法是利用软件延时。在微处理器处理按键操作后都延时5ms，如果确定是按键后再延时12ms，这样基本可以避免键盘的抖动。然后由微处理器运行键码分析，并执行相应的命令，显示并且返回。图4.2是键盘设计流程图。两次调用显示程序两次调用显示程序返回开始按键？调用显示程序延时分析按键，执行YN图4.2键盘设计流程图在微处理器应用系统设计中，系统有两性能很大一部分取决于键盘处理程序。在按键时按得快了没有反应，按慢了一连响应几次，总给人迟钝感，不能使人满意。在该设计中用以下思路设计的键处理程序。4.2.2数据采集处理在本系统中，除环境压力信号外，都属于呼吸相关信号，采样频率取50Hz即可满足检测和控制需要。本系统中对环境压力信号检测要求不高，采样频率可以低至1Hz以下，但为了方便程序编写，我们将它与其它三路信号一起采集，同样取采样频率为50Hz。图4.3A/D转换子程序流通过微处理器输出多路复用器地址Dl多路复用器移位寄存器。上述扩张过程可以实现数据转换从模拟到数字量。数据处理主要包括数字滤波、十进制转化和查表。经过数据处理，其中包括过滤和十进制转换，然后查表数据到字体大小，用于显示，程序流程图如图4.3所示。4.3.4呼吸触发报警子程序设计本任务主要功能是计算漏气量和检测患者呼吸动作，在患者呼吸正常时进行呼吸触发，出现呼吸暂停等情况时调整治疗压力。蜂鸣器在其两个保险丝只有3至15v直流电压，可以产生大约3KHZ的声音蜂鸣器振动。可以使用一个晶体管驱动程序。报警程序设计如图4.4所示。图4.4报警程序流程图4.3.5系统显示子程序该子程序主要将各类采集数据和参数设置数据，包括潮气量、瞬时气道压力、呼吸频率等多种参数,将这些参数直观显示为曲线和数值,及时刷新显示至彩色液晶屏，该任务的执行时间较长，且对实时性要求不高，可以分配较低的优先级。本次采用软件消抖，通过调用子程序延时来解决，可以很好地解决微处理器的抖动问题。图4.5LCD显示子程序流程图4.2.6控制量计算模块的程序该模块根据输入的控制参数来计算相应的控制量值，当输入的参数值被修改并确认后就需要调用该模块以计算新的控制量值。要计算的控制量包括潮气量流量、吸气时间和呼气时间。图4.6控制量计算模块的流程图4.3仿真调试软件运行4.3.1各功能模块的设定上位机软件运行时，利用打开串口/关闭串口按键可以控制上位机串口的打开与关闭。参数显示使用Edit控件来实现，显示时只需要将计算得到的相关值赋给Editi.Text。分钟通气量是将最近一分钟内潮气量累加而得。参数显示界面如图4.7。图4.7参数显示界面实验平台要求在调试过程中可以设置吸气压力、呼气压力、呼吸频率、吸呼比、通气模式和压力上升斜率六项参数，设置功能需要由上位机软件来实现。图4.8参数设置界面通过接收数据/暂停接受按键可以控制上位机是否接收下位机的采样数据。发送控制量/暂停发送按键则是控制上位机控制量的下发。接收数据与发送控制量必须要在串口打开的情况下才能操作。保存和打开按键则是用于数据的保存与打开，在实现这两项操作时，上位机软件必须处于无接收和发送数据的情况。图4.9上位机软件运行界面4.3.2测试结果通过多次试验可以发现，当使用者在进行正常的吸气和呼气时，通道内的压力基本都在预设的压力值附近，因为受到呼吸气流的影响，压力值有一定的偏差，但是这是属于正常现象。从测试结果来看，呼吸器的参数显示准确、稳定，达到了预期的目标，显示的流量波形图和压力波形图图形自然、连续、比较稳定，可以满足医生及专业人员对呼吸器及患者呼吸情况的直观显示要求。图4.10液晶屏的显示测量状态总结整一学年的学习实践让我在以下几个方面有了长足的进步，我对嵌入式系统的设计有了一定的掌握和了解。并对做嵌入式工程的开发流程已熟悉，对软硬件设计和测试也积累一定的经验，这定将对我未来的工作会有极大的帮助。在软件设计方面，采用C语言编程，不仅提高了系统的可靠性，而且增加了设计的灵活性，还可以通过修改软件来满足不同的需求。实验结果表明，本文设计的家用呼吸器充分结合了操作系统和嵌入式Linux操作系统的优势，保证了呼吸信号处理的实时性，提高了数据存储、远程通信、人机交互的灵活性，实现了远程医疗功能。由于作者的水平能力和研究能力有限，论文中仍有许多不足之处，仍然有许多需要改进的地方。在自动压力跟随方面，通过压力检测的方式，仍然会存在一定的滞后性。该系统目前仍有很多需要完善和改进的地方，主要有以下几方面：1、完善呼吸器系统的电磁兼容性设计，使其能在电磁干扰较强的环境中正常工作。2、完善系统的人机交互界面（GUI）设计，提高其操作简便性及美观性。3、增加呼吸器系统的通信及数据备份功能，实现远程监控及历史数据备查。4、进一步提高各类传感器模块的检测精度。5、利用更多临床测试数据，不断提升呼吸器各项性能。参考文献[1]陈晓江.正压氧气呼吸器氧气瓶的自换与互换技术探讨[J].山东煤炭科技.2014(01)[2]冯华瑞，琚全宗.氧气呼吸器呼吸循环系统的分析与探讨[J].大众科技.2013(04)[3]张玉春，徐乐会，张允.氧气呼吸器的现状及发展趋势[J].中国高新技术企业.2011(27)[4]吕海燕.正确佩戴和使用正压氧气呼吸器是开展煤矿事故应急救援的保障[J].中国个体防护装备.2010(03)[5]万育红，贾春玉，唐述明.我国正压氧气呼吸器现状分析及发展建议[J].矿业安全与环保.2009(03)[6]张世涛，许凯，刘浩，陈于今，李浩东.化学氧气呼吸器生氧罐的设计[J].矿业安全与环保.2009(05)[7]张红红.正压氧气呼吸器存在问题及技术改进之探讨[J].煤炭工程.2008(06