基于Linux的嵌入式生化仪USB接口驱动及应用程序开发

摘要

生化分析仪是一种重要的医疗临床检测分析设备，主要用于测定人的体液中的各种生化指标。随着现代科学技术的进步，医疗临床检测分析仪器朝着微型化、集成化、检测快速、操作简单直观、携带方便和低成本等方向发展，嵌入式技术是实现医疗临床检测分析仪微型化、智能化的重要技术途径之一。 本论文根据国家863项目“微型实用化生化分析仪研究”总体要求，在微型生化分析仪核心部件一微型光谱仪基础上，进行“基于Linux的嵌入式生化仪USB接口驱动及应用程序”的研究。论文在充分了解微型光谱仪信号采集处理系统电路的基础上，根据USB规范及USB通信方式，提出Linux系统下USB接口驱动程序设计方法，完成了USB接口在Linux操作系统下的驱动程序。同时，在研究嵌入式系统中图形用户界面开发的基础上，进行了Linux操作系统下嵌入式微型生化仪应用软件的研究，实现了应用程序的部分功能(包括界面设计和数据采集部分)。论文主要进行了以下研究工作： ①研究了USB协议的基础内容，包括总线拓扑结构、内部层次关系、USB通信流、传输类型等。 ②分析研究了Linux系统下外围设备的管理及设备驱动程序架构。 ③根据微型光谱仪USB接口的特点和要求，提出了Linux系统下USB接口驱动程序设计方法，开发了USB接口的驱动程序。 ④研究嵌入式图形用户界面的开发，分析比较各种GUI系统，选择了QT图形用户界面开发包进行嵌入式生化分析仪应用软件系统的设计。通过USB接口采集来自生化仪的核心部件-光谱仪的光谱数据，通过图形界面系统直观地和动态地显示光谱信息。 ⑤研究了GUI系统在嵌入式硬件平台的移植。 ⑥进行了系统调试，包括USB接口驱动和应用程序的调试。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1背景及意义

1.2国内外USB接口及图形用户界面现状

1.2.1 USB接口发展的现状

1.2.2嵌入式图形界面(GUI)现状

1.3本论文研究目的及内容

1.4本章小结

2相关基础知识

2.1 Linux和嵌入式系统

2.1.1 Linux操作系统

2.1.2嵌入式系统

2.2 USB接口技术

2.2.1 USB总线概述

2.2.2 USB总线拓扑结构及内部层次关系

2.2.3 USB的传输类型

2.2.4 USB通信流和端点、管道

2.3图形用户界面

2.4本章小结

3Linux下微型生化仪USB接口驱动程序

3.1 Linux下设备驱动程序实现方法的研究

3.1.1设备驱动原理

3.1.2 Linux下设备管理方法

3.1.3设备驱动模块

3.1.4设备驱动程序接口

3.2 Linux下设备驱动程序的架构

3.3微型生化仪USB接口相关参数

3.4操作系统支持

3.5 Linux下USB驱动程序实现

3.5.1 USB驱动程序框架搭建

3.5.2接口各函数的实现

3.6驱动程序的调试

3.6.1内核配置

3.6.2驱动程序模块编译

3.6.3驱动程序测试

3.7本章小结

4基于QT的嵌入式生化仪数据采集程序

4.1嵌入式系统中的GUI

4.2比较选择嵌入式GUI

4.3 QT分析

4.3.1 Qt跨平台结构

4.3.2.信号与槽机制

4.3.3.国际化设置

4.4基于QT的应用程序开发基本框架

4.5嵌入式生化分析仪应用程序总体设计及数据采集

4.5.1总体设计

4.5.2软件系统的主要模块实现

4.5.3数据采集

4.6系统调试及软件系统移植

4.6.1软件调试

4.6.2软件在嵌入式平台的移植

4.7本章小结

5总结与展望

致谢

参考文献

附录