基于ZYNQ的无线超声数据传输及显示系统的实现

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。本文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。
　　本研究主要内容包括：⑴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。⑵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。⑶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。⑷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。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的主要研究内容

第2章 数据传输流程设计及软件架构

2.1 硬件平台介绍

2.2 超声数据传输流程

2.3 嵌入式软件以及Android软件架构

2.4 嵌入式环境搭建

2.5本章小结

第3章 DMA数据传输平台的设计与实现

3.1 DMA数据传输的整体方案实现

3.2 DMA传输通路的设计

3.3 DMA驱动程序的编写

3.4 DMA数据传输的测试

3.5本章小结

第4章 无线数据传输以及参数下载功能的设计与实现

4.1 数据传输整体方案实现

4.2 无线传输环境搭建

4.3基于socket的无线数据传输

4.4 参数下载

4.5 本章小结

第5章 基于Android的超声数据接收处理以及显示功能的实现

5.1 软件整体架构设计

5.2 软件界面的设计与实现

5.3 B模式超声算法的研究与软件实现

5.4 Android端超声B模式功能的软件实现

5.5 用户信息保存功能的实现

5.6超声数据传输与显示系统验证

5.7 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士期间发表论文及其他成果

声明

致谢