基于ZYNQ的无线超声数据传输及显示系统的实现
本文选题:无线医疗设备 + 套接字 ; 参考:《哈尔滨工业大学》2017年硕士论文
【摘要】:随着互联网技术的高速发展,移动设备逐渐成为人类生活中不可或缺的工具,通过各类App的支持,使得它能够具有多种多样的功能。因此,本课题将传统的医疗超声探头和日常生活中的手机进行结合,使移动设备作为无线探头数据显示的终端,提出无线超声探头代替传统有线探头作为医疗器械实现用户随时检测病情,并且便于医生或者用户操作使用,极大简化了医生的工作。将手机和医疗超声采集设备的结合将为医疗行业带来实质性的突破。压缩上一段,将摘要精练为一页本课题主要实现一个便携式的无线超声探头的数据传输系统与整体的软件系统,通过手机开发Android软件进行图像观测,手机上进行超声数据处理,采用数据库保存用户信息。本课题主要分为以下四个部分:介绍了整体数据的传输流程以及整体软件的框架,同时介绍的开发过程中用到的开发工具;通过搭建DMA模块实现了数据从采集到DDR内存的传输;在ZYNQ开发板中进行嵌入式软件开发,实现了超声数据的发送端以及超声参数的接收端;在手机端进行Android软件开发,实现了超声显示终端所需要的各种功能。首先,本文介绍了整体数据传输的流程,以及嵌入式软件和Android软件的框架,详细介绍了开发过程中所需要的开发工具,开发环境的搭建等内容。其次,本文通过Vivado软件完成DMA传输通路的搭建,Vivado生成system.bit用于BOOT.bin启动时对开发板硬件环境进行配置,完成DMA驱动的编写,为超声数据传输提供硬件支持,将采集到的超声数据通过DMA传输到开发板的DDR内存中,实现了在硬件平台中数据的传输过程。接下来,本项目中,在开发板中搭建嵌入式Linux系统,完成相关驱动的编写与移植,搭建socket服务器端,完成虚拟地址与DDR内存的映射,通过无线传输将内存中的数据循环发送到手机端,同时搭建超声参数的接收端,编写将参数分配到寄存器的驱动程序,实现参数下载的功能。为了实现将超声探头与手机结合的目的,本文在手机端开发Android软件,实现数据的接收,在JNI层用C++完成超声数据处理模块,在Android层用Java完成界面的显示工作,并完成界面的设计。为了便于医生和患者调试探头,在手机端设计超声参数调试界面,并且通过无线传输完成参数下载的发送端,在开发板端实现超声参数接收并分配的功能;同时,植入开源数据库Litepal,用于保存患者的信息,方便医生观察患者病情,随时记录患者信息。
[Abstract]:With the rapid development of Internet technology, mobile devices have gradually become an indispensable tool in human life. With the support of various kinds of App, mobile devices can have a variety of functions. Therefore, this subject combines the traditional medical ultrasonic probe with the mobile phone in daily life, so that the mobile device can be used as the data display terminal of the wireless probe. In this paper, a wireless ultrasonic probe is proposed to replace the traditional wired probe as a medical device to detect the patient's condition at any time, and it is convenient for the doctor or user to operate, which greatly simplifies the work of the doctor. The combination of mobile phone and medical ultrasonic acquisition equipment will bring a substantial breakthrough for the medical industry. In the last section, the abstract is condensed into one page. This subject mainly implements a portable wireless ultrasonic probe data transmission system and the whole software system. The Android software is developed for image observation by mobile phone, and ultrasonic data processing is carried out on the mobile phone. Use database to save user information. This thesis is divided into four parts: the whole data transmission flow and the whole software frame are introduced, and the development tools used in the development process are introduced, and the data transfer from acquisition to DDR memory is realized by building DMA module. The embedded software is developed in the ZYNQ development board to realize the ultrasonic data sending end and the receiving end of ultrasonic parameters, and the Android software is developed in the mobile phone to realize all kinds of functions needed by the ultrasonic display terminal. Firstly, this paper introduces the flow of the whole data transmission, the framework of embedded software and Android software, the development tools needed in the development process, the construction of the development environment and so on. Secondly, this paper completes the construction of DMA transmission path by Vivado software and generates system.bit to configure the hardware environment of the development board when BOOT.bin starts, completes the preparation of DMA driver, and provides hardware support for ultrasonic data transmission. The collected ultrasonic data is transferred through DMA to DDR memory of the development board, and the data transmission process is realized in the hardware platform. Then, in this project, we build the embedded Linux system in the development board, complete the compilation and transplantation of the related drivers, build the socket server, and complete the mapping between virtual address and DDR memory. Through wireless transmission, the data in memory is sent to the mobile phone. At the same time, the receiver of ultrasonic parameters is set up, and the driver to distribute the parameters to the register is written to realize the function of parameter downloading. In order to combine the ultrasonic probe with the mobile phone, this paper develops the Android software on the mobile phone to realize the data receiving, completes the ultrasonic data processing module with C in the JNI layer, and completes the display of the interface in the Android layer. And finish the design of interface. In order to facilitate the doctors and patients to debug the probe, the ultrasonic parameter debugging interface is designed in the mobile phone, and the wireless transmission is used to complete the download of the parameters, and to realize the function of receiving and distributing the ultrasonic parameters at the development board; at the same time, The open source database Litepalis is used to save patient information, to facilitate doctors to observe the patient's condition and record patient information at any time.
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:R318;TP311.52
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,本文编号:2092463
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