X射线诊断设备运动控制系统设计与实现

发布时间：2018-07-05 18:10

  本文选题：X线机 + 运动控制　； 参考：《东北大学》2015年硕士论文

【摘要】：随着医疗信息技术的高速发展和国内医学影像的快速进步,极大地推动了医疗设备的运动控制技术的发展。嵌入式运动控制技术对实现医疗影像设备网络化、系统化、精确化、实时化起着至关重要作用。通过通讯协议进行数据传输,实现电机各种运动功能己经成为主要的控制方式。因此本文设计了基于uC/OS操作系统的运动控制子系统。首先,本文对运动控制系统发展现状进行了介绍,同时对其实现的意义作了说明。然后比较详细地对运动控制子系统组成原理和主要解决的问题进行了阐述。其次,介绍了运动控制子系统的硬件信号处理部分和软件通讯部分。此次设计主要包括:一方面,基于uC/OS-Ⅱ软件系统的X射线诊断设备运动控制子系统控制板的设计与实现。运动控制板以C8051F121单片机为核心控制中心,CPLD作为I/O接口的扩展,通过单片机内部嵌入uC/OS-Ⅱ系统,借助外围电路搭建,对输入信息进行处理计算得到输出结果,实现与上位机进行I/O通讯传输;同时通过控制台给出的运动控制信号,控制X射线诊断设备床面板电机横向与纵向的运动,压迫器电机的压力选择运动,床体倾斜运动,实时采集各运动位置。另一方面,通过X射线诊断设备的限位开关、编码器等反馈器件,判断当前床体的位置。这里,电机运动控制采用变频器和伺服器通讯协议方式进行控制,实现上位控制器对多台变频器、伺服器参数控制。大大简化了硬件设计的复杂程度,降低了电路板板卡的成本并提高了系统的可靠性。由于X射线诊断设备采用变频器和伺服器的自身RS485、RS422通讯方式,显著减少了系统间的连线且具有较高的抗干扰能力。单片机将采集到的电机运动数据传入到上位机中,完成对各种运动控制功能的监控,保护患者的安全,实现基本的床体运动故障诊断,并从软件层面上实现对床体运动的保护。最后,本文通X射线诊断设备上对运动控制子系统控制板进行了实际调试,通过系统EMC测试后,验证了本文所涉及的运动控制子系统控制板的可靠性。本文对完成的实际工作以及未来的发展方向进行了概括和总结,同时也提出了目前系统存在的不足之处以及需要改进的方面。
[Abstract]:With the rapid development of medical information technology and the rapid progress of domestic medical image, the movement control technology of medical equipment has been greatly promoted. Embedded motion control technology plays an important role in the realization of medical imaging equipment networking, systematization, accuracy and real-time. Data transmission through communication protocol has become the main control mode to realize all kinds of motor motion functions. Therefore, a motion control subsystem based on UC / OS operating system is designed in this paper. Firstly, this paper introduces the development of motion control system, and explains the significance of its implementation. Then, the principle of motion control subsystem and the main problems are discussed in detail. Secondly, the hardware signal processing part and software communication part of motion control subsystem are introduced. This design mainly includes: on the one hand, the design and implementation of motion control subsystem of X-ray diagnostic equipment based on UC / OS- 鈪，

本文编号：2101224