專利名稱：一種用于呼吸機(jī)的控制方法及適用該控制方法的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于呼吸機(jī)的控制方法及該控制適用的控制系統(tǒng)，具體來說，涉及一種采用微機(jī)進(jìn)行控制的方法及其系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
呼吸機(jī)是一種用于支持呼吸能力不足的病人進(jìn)行呼吸的醫(yī)療儀器，比如，通?？?作為麻醉機(jī)的一部分，在手術(shù)過程中對(duì)病人實(shí)施麻醉，并對(duì)麻醉后的病人實(shí)施被動(dòng)呼吸。目前，幾乎所有呼吸機(jī)都是采用微機(jī)進(jìn)行控制。比如，采用一個(gè)單片機(jī)來接收來自 傳感器的信號(hào)以及鍵盤的輸入、進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算、控制通氣的頻率及氣壓、處理操作界面的顯 示等。隨著科技的進(jìn)步，呼吸機(jī)所能實(shí)現(xiàn)的功能也日益復(fù)雜，相應(yīng)的，對(duì)用于進(jìn)行控制的微 機(jī)的性能要求也日益提高。比如，通?？刹捎靡粋€(gè)32位的ARM單片機(jī)來對(duì)各外圍設(shè)置實(shí)施 控制，ARM單片機(jī)的運(yùn)行速度高、數(shù)據(jù)處理能量、外部擴(kuò)展能力也很強(qiáng)。作為維系病人生命的醫(yī)療儀器，必須保證呼吸機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。一旦控制系統(tǒng)由 于死機(jī)等原因發(fā)生崩潰，則可能造成病人窒息，導(dǎo)致生命危險(xiǎn)。因此，在設(shè)計(jì)呼吸機(jī)的控制 系統(tǒng)時(shí)，必須將穩(wěn)定性放在第一位，功能性放在第二位。同樣以上述ARM單片機(jī)為例，由于其連接的外圍設(shè)備比較多，這些外圍設(shè)備都是 掛在總線上的，并且程序是在外部ROM中運(yùn)行，數(shù)據(jù)也是儲(chǔ)存在外部RAM中，因此抗干擾能 力相對(duì)較差。一旦總線上受到干擾，就會(huì)使程序跑飛，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。工作中，系統(tǒng)一 旦崩潰，則必須令系統(tǒng)復(fù)位或重啟。復(fù)位后，ARM單片機(jī)按照開機(jī)流程，首先會(huì)進(jìn)行系統(tǒng)自 檢。該自檢將花費(fèi)一定時(shí)間，若時(shí)間過長，則會(huì)影響病人的生命安全。另一方面，即使自檢 速度較快，ARM單片機(jī)迅速進(jìn)入工作狀態(tài)，但系統(tǒng)內(nèi)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)都被初始化，無法恢復(fù)到崩 潰之前的工作狀態(tài)。對(duì)于必須時(shí)刻根據(jù)病人的呼吸狀況來調(diào)整運(yùn)行參數(shù)的呼吸機(jī)而言，這 種情況是絕對(duì)不允許發(fā)生的。于是，為了使得呼吸機(jī)的控制系統(tǒng)在死機(jī)復(fù)位后能盡快恢復(fù)到之前的工作狀態(tài)， 必須人工對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)被初始化，就迅速將目前的各參數(shù)輸入至系 統(tǒng)中，從而盡量減小由于系統(tǒng)復(fù)位所造成的影響。但無論人工監(jiān)控有多么及時(shí)，都會(huì)浪費(fèi)大 量時(shí)間用于復(fù)位時(shí)的自檢以及參數(shù)的輸入，從而無法百分之百確保病人的生命安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的之一在于提供一種能在工作中由于意外而復(fù)位時(shí)，自動(dòng)將系統(tǒng)恢復(fù)到 復(fù)位前的工作狀態(tài)的用于呼吸機(jī)的控制方法。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案一種用于呼吸機(jī)的控制方法，所述呼吸機(jī)包括外圍設(shè)備和用于控制所述外圍設(shè)備 的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)具備第一單片機(jī)、第二單片機(jī)以及設(shè)置在所述第二單片機(jī)內(nèi)的 存儲(chǔ)器。所述控制方法包括以下步驟a、所述第一單片機(jī)向所述第二單片機(jī)發(fā)起通信要求，進(jìn)而與所述第二單片機(jī)進(jìn)行通信，并通過所述通信向所述第二單片機(jī)發(fā)送至少一種運(yùn)行參數(shù)，該運(yùn)行參數(shù)與所述第一 單片機(jī)在發(fā)起所述通信要求時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)，在正常工作狀態(tài)下，所述第一單片機(jī)發(fā)起 任意兩次相鄰的所述通信要求之間的時(shí)間間隔不超過一個(gè)預(yù)先設(shè)定的值；b、所述第二單片機(jī)在接收到所述通信要求后，與所述第一單片機(jī)進(jìn)行通信，從而 接收所述運(yùn)行參數(shù)，并將所述運(yùn)行參數(shù)存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中；C、所述第二單片機(jī)還監(jiān)控所述時(shí)間間隔是否超過所述預(yù)先設(shè)定的值，當(dāng)所述時(shí)間 間隔超過所述預(yù)定的值時(shí)，向所述第一單片機(jī)發(fā)送一個(gè)復(fù)位信號(hào)；d、所述第一單片機(jī)在接收到所述復(fù)位信號(hào)后復(fù)位，然后向所述第二單片機(jī)發(fā)送一 個(gè)要求所述第二單片機(jī)返送回所述運(yùn)行參數(shù)的返送要求；e、所述第二單片機(jī)在接收到所述返送要求后，將存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中的所述運(yùn)行參數(shù)返送回所述第一單片機(jī)；f、所述第一單片機(jī)根據(jù)所述運(yùn)行參數(shù)設(shè)定運(yùn)行狀態(tài)。進(jìn)一步的，所述存儲(chǔ)器為RAM。所述第二單片機(jī)的開機(jī)流程包括一個(gè)將所述RAM 內(nèi)的數(shù)據(jù)初始化的步驟。所述步驟f包括一個(gè)判斷返送回的所述運(yùn)行參數(shù)是否為初始化狀 態(tài)的步驟，當(dāng)判斷為初始化狀態(tài)時(shí)，將所述第一單片機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)設(shè)定為開機(jī)自檢；當(dāng)判斷 為非初始化狀態(tài)時(shí)，將所述第一單片機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)設(shè)定為與所述運(yùn)行參數(shù)相對(duì)應(yīng)的運(yùn)行狀 態(tài)。更進(jìn)一步的，所述存儲(chǔ)器為EEPR0M。所述第二單片機(jī)的關(guān)機(jī)流程包括一個(gè)將所述 EEPROM內(nèi)的數(shù)據(jù)初始化的步驟。所述步驟f包括一個(gè)判斷返送回的所述運(yùn)行參數(shù)是否為初 始化狀態(tài)的步驟，當(dāng)判斷為初始化狀態(tài)時(shí)，將所述第一單片機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)設(shè)定為開機(jī)自檢； 當(dāng)判斷為非初始化狀態(tài)時(shí)，將所述第一單片機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)設(shè)定為與所述運(yùn)行參數(shù)相對(duì)應(yīng)的 運(yùn)行狀態(tài)。更進(jìn)一步的，所述第二單片機(jī)在完成所述步驟b后，向所述第二單片機(jī)發(fā)起反饋 通信要求，進(jìn)而與所述第一單片機(jī)進(jìn)行反饋通信，并通過所述反饋通信向所述第一單片機(jī) 發(fā)送反饋數(shù)據(jù)。更進(jìn)一步的，所述預(yù)先設(shè)定的值為0. 5 3秒。本發(fā)明的另一目的在于提供一種適用上述控制方法的控制系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案一種用于呼吸機(jī)的控制系統(tǒng)，具備第一單片機(jī)和第二單片機(jī)。其中，所述第一單 片機(jī)包括通信模塊，用于向所述第二單片機(jī)發(fā)起通信要求進(jìn)而與所述第二單片機(jī)進(jìn)行通 信，并通過所述通信向所述第二單片機(jī)發(fā)送至少一種運(yùn)行參數(shù)，所述運(yùn)行參數(shù)與所述第一 單片機(jī)在發(fā)起所述通信要求時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)；計(jì)時(shí)模塊，用于控制發(fā)起任意兩次相鄰的 所述通信要求之間的時(shí)間間隔不超過一個(gè)預(yù)先設(shè)定的值；以及狀態(tài)設(shè)定模塊，用于當(dāng)所述 控制系統(tǒng)復(fù)位后，向所述第二單片機(jī)發(fā)送一個(gè)要求所述第二單片機(jī)返送回所述運(yùn)行參數(shù)的 返送要求，并在接收到返送回的所述運(yùn)行參數(shù)后，根據(jù)所述運(yùn)行參數(shù)設(shè)定所述第一單片機(jī) 的運(yùn)行狀態(tài)。所述第二單片機(jī)包括存儲(chǔ)模塊，用于在接收到所述通信要求后，與所述第一 單片機(jī)進(jìn)行通信，從而接收并存儲(chǔ)所述運(yùn)行參數(shù)；監(jiān)控模塊，用于監(jiān)控所述時(shí)間間隔是否超 過所述預(yù)先設(shè)定的值，并當(dāng)所述時(shí)間間隔超過所述預(yù)定的值時(shí)，向所述第一單片機(jī)發(fā)送一 個(gè)復(fù)位信號(hào)從而令所述第一單片機(jī)復(fù)位；以及返送模塊，用于當(dāng)接收到所述返送要求時(shí)，從所述存儲(chǔ)模塊中讀取所述運(yùn)行參數(shù)，并將所述運(yùn)行參數(shù)返送回所述第一單片機(jī)。進(jìn)一步的，所述存儲(chǔ)模塊包括用于存儲(chǔ)所述運(yùn)行參數(shù)的RAM。所述狀態(tài)設(shè)定模塊包 括判斷模塊，用于判斷返送回的所述運(yùn)行參數(shù)是否為初始化狀態(tài)；自檢模塊，當(dāng)所述運(yùn)行 參數(shù)為初始化狀態(tài)時(shí)，對(duì)所述第一單片機(jī)進(jìn)行自檢；以及恢復(fù)模塊，當(dāng)所述運(yùn)行參數(shù)并非初 始化狀態(tài)時(shí)，將所述第一單片機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)恢復(fù)到與所述運(yùn)行參數(shù)相對(duì)應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)。更進(jìn)一步的，所述存儲(chǔ)模塊包括用于存儲(chǔ)所述運(yùn)行參數(shù)的EEPROM ；以及初始化 模塊，用于在執(zhí)行所述第二單片機(jī)的正常關(guān)機(jī)流程時(shí)，將所述EEPROM的數(shù)據(jù)初始化。所述 狀態(tài)設(shè)定模塊包括判斷模塊，用于判斷返送回的所述運(yùn)行參數(shù)是否為初始化狀態(tài)；自檢 模塊，當(dāng)所述運(yùn)行參數(shù)為初始化狀態(tài)時(shí)，對(duì)所述第一單片機(jī)進(jìn)行自檢；以及恢復(fù)模塊，當(dāng)所 述運(yùn)行參數(shù)并非初始化狀態(tài)時(shí)，將所述第一單片機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)恢復(fù)到與所述運(yùn)行參數(shù)相對(duì) 應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)。
更進(jìn)一步的，在所述第二單片機(jī)的端口上連接有外圍設(shè)備，所述外圍設(shè)備包括傳 感器，用于接收與病人的呼吸相關(guān)的信號(hào)；以及輸入設(shè)備，用于供操作者輸入指令。所述第 二單片機(jī)還包括反饋模塊，用于在所述通信完成后，向所述第一單片機(jī)發(fā)起反饋通信要求 進(jìn)而與所述第一單片機(jī)進(jìn)行反饋通信，并通過所述反饋通信向所述第一單片機(jī)發(fā)送反饋數(shù) 據(jù)。所述反饋數(shù)據(jù)包括所述信號(hào)和所述指令。更進(jìn)一步的，所述第一單片機(jī)為ARM單片機(jī)，所述第二單片機(jī)為PIC單片機(jī)。由于上述各技術(shù)方案的采用，本發(fā)明具備如下優(yōu)點(diǎn)第二單片機(jī)相當(dāng)于第一單片機(jī)的看門狗，它在監(jiān)控第一單片機(jī)是否處于正常工作 狀態(tài)的同時(shí)，還實(shí)時(shí)接收和儲(chǔ)存第一單片機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，然后在第一單片機(jī)由于系統(tǒng)異常 而復(fù)位后，將儲(chǔ)存的運(yùn)行參數(shù)發(fā)回給第一單片機(jī)，從而令第一單片機(jī)能盡快恢復(fù)復(fù)位前的 正常工作狀態(tài)。這樣，第一單片機(jī)在復(fù)位時(shí)無需進(jìn)行自檢和初始化步驟，節(jié)約了大量時(shí)間， 保證了工作的穩(wěn)定性和持續(xù)性。并且，即使第一單片機(jī)在工作中發(fā)生復(fù)位，其系統(tǒng)內(nèi)的運(yùn)行 參數(shù)也能恢復(fù)到復(fù)位前的狀態(tài)，而不是被初始化，從保證了工作的連貫性，確保了病人的生 命安全。


圖1為實(shí)施例1的用于呼吸機(jī)的控制系統(tǒng)的模塊圖；圖2為實(shí)施例1的用于呼吸機(jī)的控制系統(tǒng)的工作流程圖；圖3為實(shí)施例2的用于呼吸機(jī)的控制系統(tǒng)的模塊圖；圖4為實(shí)施例2的用于呼吸機(jī)的控制系統(tǒng)的工作流程圖；其中10、ARM單片機(jī)；11、通信模塊；12、計(jì)時(shí)模塊；13、狀態(tài)設(shè)定模塊；14、判斷模 塊；15、自檢模塊；16、恢復(fù)模塊；20、PIC單片機(jī)；21、存儲(chǔ)模塊；22、監(jiān)控模塊；23、返送模 塊；24、反饋模塊；25、內(nèi)部RAM ；25’、EEPROM ；26、初始化模塊；30、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；31、通信要 求；32、復(fù)位信號(hào)；50、鍵盤；51、傳感器；52、模數(shù)轉(zhuǎn)換部；53、總線；54、外部RAM ；55、外部 R0M;56、顯示驅(qū)動(dòng)；57、數(shù)據(jù)閃存；58、擴(kuò)展輸入口 ；59、擴(kuò)展輸出口 ； 100、100，、控制系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。應(yīng)理解，以下實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而非用于限定本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1 附圖1為實(shí)施例1的用于呼吸機(jī)的控制系統(tǒng)100的模塊圖。如附圖1所示，該控制系統(tǒng)100包括ARM單片機(jī)10、PIC單片機(jī)20以及一個(gè)數(shù)據(jù) 緩沖區(qū)30。ARM單片機(jī)1是32位的RISC架構(gòu)的系統(tǒng)，運(yùn)行速度高，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)，外部擴(kuò)展能力也很強(qiáng)，所以它在此控制系統(tǒng)100中是作為主CPU，負(fù)責(zé)處理大多數(shù)的復(fù)雜的事件。在 ARM單片機(jī)10上通過總線53掛有外部RAM54、外部ROM 55、顯示驅(qū)動(dòng)56、數(shù)據(jù)閃存57、擴(kuò)展 輸入口 58和擴(kuò)展輸入口 59等外圍設(shè)備。PIC單片機(jī)20是8位的單片機(jī)，它的運(yùn)行速度相對(duì)較慢，所以在系統(tǒng)中是作為從 屬CPU，負(fù)責(zé)處理小部分的簡單事件，同時(shí)監(jiān)控ARM單片機(jī)10的運(yùn)行情況。在PIC單片機(jī) 20的端口上直接掛有鍵盤50和傳感器51，鍵盤50的作用是供醫(yī)生輸入操作指令，控制呼 吸機(jī)的運(yùn)行，傳感器51的作用是接收與病人的呼吸相關(guān)的信號(hào)，并通過一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換部52 將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，輸入PIC單片機(jī)20中進(jìn)行處理。由于ARM單片機(jī)10是3. 3V的系統(tǒng)，在其總線53上掛的外圍設(shè)備比較多，并且程 序是在外部ROM 55中運(yùn)行，數(shù)據(jù)也是儲(chǔ)存在外部RAM 54中，所以ARM單片機(jī)10的抗干擾 能力比較差，一旦總線53上受到干擾就很容易造成程序跑飛(即死機(jī))，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。相比較之下，PIC單片機(jī)20是5V的系統(tǒng)，ROM和RAM均為內(nèi)置，外圍設(shè)備少，并且 PIC單片機(jī)20的端口驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，所以它的抗干擾能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于ARM單片機(jī)10。實(shí)驗(yàn)證明， 即使用一個(gè)能瞬間釋放大功率的電子設(shè)備，比如高頻電刀，接近PIC單片機(jī)20的電路部分， 然后進(jìn)行電刀切或凝的操作，使其瞬間釋放大功率，PIC單片機(jī)20仍然不會(huì)發(fā)生死機(jī)。而 在ARM單片機(jī)10上實(shí)施相同的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)ARM單片機(jī)10死機(jī)的概率很高。ARM單片機(jī)10具備通信模塊11、計(jì)時(shí)模塊12和狀態(tài)設(shè)定模塊13構(gòu)成，PIC單片 機(jī)20具備存儲(chǔ)模塊21、監(jiān)控模塊22、返送模塊23和反饋模塊24。正常工作時(shí)，ARM單片機(jī)10的通信模塊11向PIC單片機(jī)20發(fā)出通信要求31，并 與其進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，將與目前的運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)的運(yùn)行參數(shù)發(fā)送給PIC單片機(jī)20。PIC單片機(jī)20的存儲(chǔ)模塊21接收由ARM單片機(jī)10所發(fā)送過來的運(yùn)行參數(shù)，并將 其存入內(nèi)置的一個(gè)內(nèi)部RAM 25中。由于RAM內(nèi)的數(shù)據(jù)掉電即失，因此內(nèi)部RAM 25內(nèi)的數(shù) 據(jù)在PIC單片機(jī)20開機(jī)時(shí)將自動(dòng)被初始化。整個(gè)通信的過程是通過數(shù)據(jù)緩沖區(qū)30進(jìn)行的。具體來說，ARM單片機(jī)10先將運(yùn) 行參數(shù)存入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)30內(nèi)，然后向PIC單片機(jī)20發(fā)出通信要求31。PIC單片機(jī)20在接 到通信要求31后，從數(shù)據(jù)緩沖區(qū)30內(nèi)讀取出運(yùn)行參數(shù)，并將其轉(zhuǎn)存到內(nèi)部RAM 25中。計(jì)時(shí)模塊12的作用是控制上述通信的頻率，使得兩次通信之間的時(shí)間間隔不大 于一個(gè)預(yù)先設(shè)定的值，本實(shí)施例中，該值為1秒。PIC單片機(jī)20的監(jiān)控模塊22監(jiān)控上述通信是否以預(yù)期的頻率進(jìn)行。若在1秒內(nèi) 接收到了下一次的通信要求，就認(rèn)為ARM單片機(jī)2處于正常工作狀態(tài)。而一旦超過1秒ARM 單片機(jī)10都沒有發(fā)起下一次通信要求，就判斷ARM單片機(jī)10死機(jī)，于是向其發(fā)出一個(gè)復(fù)位 信號(hào)32，使得ARM單片機(jī)10復(fù)位。
PIC單片機(jī)20還包括一個(gè)反饋模塊24，該反饋模塊24的作用是在完成由ARM單 片機(jī)10所發(fā)起的通信之后，向ARM單片機(jī)10發(fā)起一次反饋通信。該反饋通信的過程如下 反饋模塊24將需要反饋給ARM單片機(jī)10的數(shù)據(jù)，比如醫(yī)生通過鍵盤50輸入的指令，以及 傳感器51接收到的信號(hào)等，存入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)30，再向ARM單片機(jī)10發(fā)送一個(gè)反饋通信要求 31，ARM單片機(jī)10在接收到該反饋通信要求31后，從數(shù)據(jù)緩沖區(qū)30中讀取數(shù)據(jù)。ARM單片機(jī)10的狀態(tài)設(shè)定模塊13具備判斷模塊14、自檢模塊15以及恢復(fù)模塊16 構(gòu)成。復(fù)位后，狀態(tài)設(shè)定模塊13首先會(huì)向PIC單片機(jī)20發(fā)送一個(gè)要求信號(hào)，要求PIC單片 機(jī)20提供在死機(jī)前發(fā)送過去的運(yùn)行參數(shù)。在從PIC單片機(jī)20獲得這些運(yùn)行參數(shù)后，判斷 模塊14將判斷這些運(yùn)行參數(shù)是初始化狀態(tài)的，還是工作狀態(tài)的。若為初始化狀態(tài)，則判斷 為上電復(fù)位，啟動(dòng)自檢模塊15，進(jìn)行自檢流程；若為工作狀態(tài)的，則判斷位死機(jī)復(fù)位，啟動(dòng) 恢復(fù)模塊16，根據(jù)上述運(yùn)行參數(shù)將ARM單片機(jī)10的運(yùn)行狀態(tài)恢復(fù)到與死機(jī)前相同，從而能 持續(xù)的進(jìn)行工作。從死機(jī)到恢復(fù)原本的運(yùn)行狀態(tài)這一過程，時(shí)間不超過2秒，對(duì)病人的呼吸 所產(chǎn)生的影響幾乎是微不足道的。綜上所述，由于PIC單片機(jī)20的抗干擾能力強(qiáng)，幾乎不會(huì)發(fā)生死機(jī)，所以采用PIC單片機(jī)20當(dāng)作ARM單片機(jī)10的看門狗，能提高整個(gè)控制系統(tǒng)100的穩(wěn)定性。附圖2為實(shí)施例1的用于呼吸機(jī)的控系統(tǒng)100的工作流程圖。如附圖2所示，呼吸機(jī)開機(jī)后，PIC單片機(jī)20的系統(tǒng)初始化，這一初始化步驟包括 將其內(nèi)部RAM 25的數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化(步驟1)。然后，PIC單片機(jī)20向ARM單片機(jī)10發(fā)出復(fù)位信號(hào)32 (步驟2)。ARM單片機(jī)10 在接收到復(fù)位信號(hào)32后復(fù)位，開始運(yùn)行(步驟3)。ARM單片機(jī)10在開始運(yùn)行后，首先向PIC單片機(jī)20發(fā)出一個(gè)要求信號(hào)，要求其提 供狀態(tài)參數(shù)(步驟4)。PIC單片機(jī)20接收到ARM單片機(jī)10所發(fā)出的要求信號(hào)，將儲(chǔ)存在內(nèi)部RAM 25內(nèi) 的狀態(tài)參數(shù)通過數(shù)據(jù)緩沖區(qū)30發(fā)送給ARM單片機(jī)10 (步驟5)。如前所述，內(nèi)部RAM 25的數(shù)據(jù)有可能是被初始化了的，ARM單片機(jī)10在接到狀態(tài) 參數(shù)后，首先將判斷該狀態(tài)參數(shù)的性質(zhì)(步驟6)。如果該狀態(tài)參數(shù)為工作狀態(tài)下的，則ARM 單片機(jī)10根據(jù)該狀態(tài)參數(shù)，恢復(fù)到與該狀態(tài)參數(shù)相對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)(步驟12)；如果該狀 態(tài)參數(shù)是初始化狀態(tài)的，則ARM單片機(jī)10進(jìn)入上電復(fù)位模式，進(jìn)行開機(jī)自檢，然后進(jìn)入工作 狀態(tài)(步驟7)。進(jìn)入工作狀態(tài)后，ARM單片機(jī)10實(shí)時(shí)將狀態(tài)參數(shù)發(fā)送至數(shù)據(jù)緩沖區(qū)30，并向PIC 單片機(jī)20發(fā)起通信要求31，本實(shí)施例中，兩次發(fā)起通信要求之間的時(shí)間間隔被設(shè)置成小于 1秒(步驟8)。PIC單片機(jī)20的監(jiān)控模塊22判斷兩次通信之間的時(shí)間間隔是否超時(shí)(步驟9)。如上文所述，本實(shí)施例中，兩次通信要求之間的時(shí)間間隔被設(shè)置成1秒，若超過1 秒還未接收到下一次通信要求，則超時(shí)，認(rèn)為ARM單片機(jī)10死機(jī)(步驟15)，PIC單片機(jī)20 將返回步驟2，也就是向ARM單片機(jī)10發(fā)出一個(gè)復(fù)位信號(hào)。若距離上次通信還未超過1秒，則未超時(shí)，PIC單片機(jī)20將判斷是否接收到來自 PIC單片機(jī)20的通信要求31 (步驟10)，若還未接收到通信要求31，則繼續(xù)計(jì)時(shí)，返回步驟 9。
若在步驟10中判斷為接收到了來自ARM單片機(jī)10的通信要求31，則計(jì)時(shí)清零， Pic單片機(jī)20從數(shù)據(jù)緩沖區(qū)30中讀取來自ARM單片機(jī)10的狀態(tài)參數(shù)，并將該狀態(tài)參數(shù)暫 存入內(nèi)部RAM 25(步驟11)。在完成由ARM單片機(jī)10發(fā)起的通信后，PIC單片機(jī)20還將通過反饋模塊24向ARM 單片機(jī)10發(fā)起一次反饋通信(步驟13)。反饋通信完成后，PIC單片機(jī)20將判斷是否接收到關(guān)機(jī)指令(步驟14)。若未接 到關(guān)機(jī)指令，則返回步驟8。若接到關(guān)機(jī)指令，則控制系統(tǒng)100關(guān)機(jī)，流程結(jié)束。通過上述步驟，PIC單片機(jī)20不僅能在ARM單片機(jī)10死機(jī)時(shí)及時(shí)給與復(fù)位信號(hào)32，而且還會(huì)告訴ARM單片機(jī)10是在什么狀態(tài)下發(fā)生的死機(jī)，從而能使其在復(fù)位后迅速恢 復(fù)到原來的工作狀態(tài)。比如，如果死機(jī)前呼吸機(jī)正在給病人進(jìn)行通氣，那么復(fù)位后將繼續(xù)按 照原來的參數(shù)設(shè)置給病人通氣。同時(shí)，ARM單片機(jī)10還能根據(jù)從PIC單片機(jī)20接收到的 狀態(tài)參數(shù)的性質(zhì)來判斷是屬于上電復(fù)位還是死機(jī)復(fù)位。若為上電復(fù)位，則按照正常開機(jī)流 程進(jìn)行自檢等步驟，然后再進(jìn)入工作狀態(tài)。實(shí)施例2 在前文中，雖然通過實(shí)驗(yàn)證明了 PIC單片機(jī)20幾乎不會(huì)由于外界干擾而發(fā)生死 機(jī)，但并不代表Pic單片機(jī)20 —定不會(huì)死機(jī)。萬一 PIC單片機(jī)20發(fā)生死機(jī)，則在實(shí)施例中， 由于是采用RAM來當(dāng)作存儲(chǔ)器的，而儲(chǔ)存在RAM中的數(shù)據(jù)掉電即失，每次PIC單片機(jī)20復(fù) 位時(shí)這些數(shù)據(jù)都會(huì)被初始化。因此，萬一 PIC單片機(jī)20也由于死機(jī)而復(fù)位，則將導(dǎo)致ARM 單片機(jī)10也隨之進(jìn)入上電復(fù)位模式，不但需要進(jìn)行開機(jī)自檢，而且無法恢復(fù)到復(fù)位前的工 作狀態(tài)。為進(jìn)一步解決上述問題，如附圖3所示，在實(shí)施例2的控制系統(tǒng)100’中，將存儲(chǔ)模 塊21中的存儲(chǔ)器由內(nèi)部RAM 25改為EEPROM 25’，即電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器，并且增設(shè)了 初始化模塊26，用于在正常關(guān)機(jī)流程中對(duì)EEPROM 25，進(jìn)行初始化。這樣，存在EEPROM 25， 中的數(shù)據(jù)即使意外掉電也不會(huì)消失。附圖4為實(shí)施例2的用于呼吸機(jī)的控制系統(tǒng)100’的工作流程圖。開機(jī)后，PIC單片機(jī)20開始運(yùn)行，系統(tǒng)初始化，但EEPROM 25，內(nèi)的數(shù)據(jù)并不會(huì)被 初始化，依然保持在控制系統(tǒng)100’上一次斷電前的狀態(tài)(步驟1)。其后的流程，從步驟2到步驟15基本與實(shí)施例1相同，故省略重復(fù)的描述。唯一 的區(qū)別僅在于步驟11中，Pic單片機(jī)20將接收到的狀態(tài)參數(shù)存入EEPROM 25，，而非實(shí)施 例1中的內(nèi)部RAM 25。 最后，當(dāng)PIC單片機(jī)20接收到關(guān)機(jī)指令時(shí)，會(huì)執(zhí)行正常關(guān)機(jī)流程，這一流程包括一 個(gè)由初始化模塊26將EEPROM 25’內(nèi)的數(shù)據(jù)初始化的步驟(步驟16)，然后所有流程才結(jié)
束ο假如PIC單片機(jī)20是因?yàn)橐馔馑罊C(jī)而復(fù)位，由于沒有接收到關(guān)機(jī)指令，將不會(huì)執(zhí) 行最后的初始化步驟16，從而使得EEPROM 25’內(nèi)依然儲(chǔ)存有復(fù)位前所接收到的ARM單片機(jī) 10的狀態(tài)參數(shù)。這樣一來，在PIC單片機(jī)20復(fù)位后，ARM單片機(jī)10也隨之復(fù)位，并且能接 收到在復(fù)位前所儲(chǔ)存的狀態(tài)參數(shù)，從而使得ARM單片機(jī)10以及PIC單片機(jī)20都能恢復(fù)到 復(fù)位前的狀態(tài)繼續(xù)工作。通過采用EEPROM 25’作為存儲(chǔ)器，就能進(jìn)一步避免由于PIC單片機(jī)20死機(jī)復(fù)位而造成的影響，進(jìn)一步提高了控制系統(tǒng)100’的可靠 性。
權(quán)利要求
一種用于呼吸機(jī)的控制方法，所述呼吸機(jī)包括外圍設(shè)備和用于控制所述外圍設(shè)備的控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制系統(tǒng)具備第一單片機(jī)(10)、第二單片機(jī)(20)以及設(shè)置在所述第二單片機(jī)內(nèi)的存儲(chǔ)器(25)，所述控制方法包括以下步驟a、所述第一單片機(jī)(10)向所述第二單片機(jī)(20)發(fā)起通信要求，進(jìn)而與所述第二單片機(jī)(20)進(jìn)行通信，并通過所述通信向所述第二單片機(jī)(20)發(fā)送至少一種運(yùn)行參數(shù)，該運(yùn)行參數(shù)與所述第一單片機(jī)(10)在發(fā)起所述通信要求時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)，在正常工作狀態(tài)下，所述第一單片機(jī)(10)發(fā)起任意兩次相鄰的所述通信要求之間的時(shí)間間隔不超過一個(gè)預(yù)先設(shè)定的值；b、所述第二單片機(jī)(20)在接收到所述通信要求后，與所述第一單片機(jī)(10)進(jìn)行通信，從而接收所述運(yùn)行參數(shù)，并將所述運(yùn)行參數(shù)存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器(25)中；c、所述第二單片機(jī)(20)還監(jiān)控所述時(shí)間間隔是否超過所述預(yù)先設(shè)定的值，當(dāng)所述時(shí)間間隔超過所述預(yù)定的值時(shí)，向所述第一單片機(jī)(10)發(fā)送一個(gè)復(fù)位信號(hào)(32)；d、所述第一單片機(jī)(10)在接收到所述復(fù)位信號(hào)(32)后復(fù)位，然后向所述第二單片機(jī)(20)發(fā)送一個(gè)要求所述第二單片機(jī)(20)返送回所述運(yùn)行參數(shù)的返送要求；e、所述第二單片機(jī)(20)在接收到所述返送要求后，將存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中(25)的所述運(yùn)行參數(shù)返送回所述第一單片機(jī)(10)；f、所述第一單片機(jī)(10)根據(jù)所述運(yùn)行參數(shù)設(shè)定運(yùn)行狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于呼吸機(jī)的控制方法，其特征在于所述存儲(chǔ)器(25)為RAM，所述第二單片機(jī)(20)的開機(jī)流程包括一個(gè)將所述RAM內(nèi)的數(shù)據(jù)初始化的步驟，所述步驟f包括一個(gè)判斷返送回的所述運(yùn)行參數(shù)是否為初始化狀態(tài)的步驟，當(dāng)判斷為 初始化狀態(tài)時(shí)，將所述第一單片機(jī)(10)的運(yùn)行狀態(tài)設(shè)定為開機(jī)自檢；當(dāng)判斷為非初始化狀 態(tài)時(shí)，將所述第一單片機(jī)(10)的運(yùn)行狀態(tài)設(shè)定為與所述運(yùn)行參數(shù)相對(duì)應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于呼吸機(jī)的控制方法，其特征在于所述存儲(chǔ)器(25)為EEPR0M，所述第二單片機(jī)(20)的關(guān)機(jī)流程包括一個(gè)將所述EEPR0M內(nèi)的數(shù)據(jù)初始化的步驟，所述步驟f包括一個(gè)判斷返送回的所述運(yùn)行參數(shù)是否為初始化狀態(tài)的步驟，當(dāng)判斷為 初始化狀態(tài)時(shí)，將所述第一單片機(jī)(10)的運(yùn)行狀態(tài)設(shè)定為開機(jī)自檢；當(dāng)判斷為非初始化狀 態(tài)時(shí)，將所述第一單片機(jī)(10)的運(yùn)行狀態(tài)設(shè)定為與所述運(yùn)行參數(shù)相對(duì)應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于呼吸機(jī)的控制方法，其特征在于所述第二單片機(jī)(20) 在完成所述步驟b后，向所述第二單片機(jī)(20)發(fā)起反饋通信要求，進(jìn)而與所述第一單片機(jī) (10)進(jìn)行反饋通信，并通過所述反饋通信向所述第一單片機(jī)(10)發(fā)送反饋數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4所述的用于呼吸機(jī)的控制方法，其特征在于所述預(yù)先設(shè)定的 值為0. 5 3秒。
6.一種用于呼吸機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征在于，具備第一單片機(jī)(10)和第二單片機(jī) (20)，其中，所述第一單片機(jī)(10)包括通信模塊(11)，用于向所述第二單片機(jī)(20)發(fā)起通信要求進(jìn)而與所述第二單片機(jī)(20)進(jìn)行通信，并通過所述通信向所述第二單片機(jī)(20)發(fā)送至少一種運(yùn)行參數(shù)，所述運(yùn)行 參數(shù)與所述第一單片機(jī)(10)在發(fā)起所述通信要求時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)；計(jì)時(shí)模塊(12)，用于控制發(fā)起任意兩次相鄰的所述通信要求之間的時(shí)間間隔不超過一 個(gè)預(yù)先設(shè)定的值；以及狀態(tài)設(shè)定模塊(13)，用于當(dāng)所述控制系統(tǒng)復(fù)位后，向所述第二單片機(jī)(20)發(fā)送一個(gè)要 求所述第二單片機(jī)(20)返送回所述運(yùn)行參數(shù)的返送要求，并在接收到返送回的所述運(yùn)行 參數(shù)后，根據(jù)所述運(yùn)行參數(shù)設(shè)定所述第一單片機(jī)(10)的運(yùn)行狀態(tài)， 所述第二單片機(jī)(20)包括存儲(chǔ)模塊(21)，用于在接收到所述通信要求后，與所述第一單片機(jī)(10)進(jìn)行通信，從 而接收并存儲(chǔ)所述運(yùn)行參數(shù)；監(jiān)控模塊(22)，用于監(jiān)控所述時(shí)間間隔是否超過所述預(yù)先設(shè)定的值，并當(dāng)所述時(shí)間間 隔超過所述預(yù)定的值時(shí)，向所述第一單片機(jī)(10)發(fā)送一個(gè)復(fù)位信號(hào)(32)從而令所述第一 單片機(jī)(10)復(fù)位；以及返送模塊(23)，用于當(dāng)接收到所述返送要求時(shí)，從所述存儲(chǔ)模塊中讀取所述運(yùn)行參數(shù)， 并將所述運(yùn)行參數(shù)返送回所述第一單片機(jī)(10)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于呼吸機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征在于 所述存儲(chǔ)模塊包括用于存儲(chǔ)所述運(yùn)行參數(shù)的RAM(25)，所述狀態(tài)設(shè)定模塊(13)包括判斷模塊(14)，用于判斷返送回的所述運(yùn)行參數(shù)是否為初始化狀態(tài)； 自檢模塊(15)，當(dāng)所述運(yùn)行參數(shù)為初始化狀態(tài)時(shí)，對(duì)所述第一單片機(jī)(10)進(jìn)行自檢;以及恢復(fù)模塊(16)，當(dāng)所述運(yùn)行參數(shù)并非初始化狀態(tài)時(shí)，將所述第一單片機(jī)(10)的運(yùn)行狀 態(tài)恢復(fù)到與所述運(yùn)行參數(shù)相對(duì)應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于呼吸機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征在于 所述存儲(chǔ)模塊包括用于存儲(chǔ)所述運(yùn)行參數(shù)的EEPR0M(25’ )；以及初始化模塊(26)，用于在執(zhí)行所述第二單片機(jī)(20)的正常關(guān)機(jī)流程時(shí)，將所述EEPR0M 的數(shù)據(jù)初始化，所述狀態(tài)設(shè)定模塊(13)包括判斷模塊(14)，用于判斷返送回的所述運(yùn)行參數(shù)是否為初始化狀態(tài)； 自檢模塊(15)，當(dāng)所述運(yùn)行參數(shù)為初始化狀態(tài)時(shí)，對(duì)所述第一單片機(jī)(10)進(jìn)行自檢;以及恢復(fù)模塊(16)，當(dāng)所述運(yùn)行參數(shù)并非初始化狀態(tài)時(shí)，將所述第一單片機(jī)(10)的運(yùn)行狀 態(tài)恢復(fù)到與所述運(yùn)行參數(shù)相對(duì)應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)。。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于呼吸機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征在于在所述第二單片機(jī)(20)的端口上連接有外圍設(shè)備，所述外圍設(shè)備包括 傳感器(51)，用于接收與病人的呼吸相關(guān)的信號(hào)；以及 輸入設(shè)備(50)，用于供操作者輸入指令，所述第二單片機(jī)(20)還包括反饋模塊(24)，用于在所述通信完成后，向所述第一單片機(jī)(10)發(fā)起反饋通信要求進(jìn)而與所述第一單片機(jī)(10)進(jìn)行反饋通信，并通過所述反饋通 信向所述第一單片機(jī)(10)發(fā)送反饋數(shù)據(jù)，所述反饋數(shù)據(jù)包括所述信號(hào)和所述指令。
10.根據(jù)權(quán)利要求6 9中任一項(xiàng)所述的用于呼吸機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征在于所述第 一單片機(jī)(10)為ARM單片機(jī)，所述第二單片機(jī)(20)為PIC單片機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于呼吸機(jī)的控制方法及其適用的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)具備第一單片機(jī)和第二單片機(jī)。第一單片機(jī)定時(shí)與第二單片機(jī)通信并向其發(fā)送運(yùn)行參數(shù)，并且上述通信的時(shí)間間隔不超過一個(gè)預(yù)設(shè)值。當(dāng)?shù)谝粏纹瑱C(jī)復(fù)位后，首先要求第二單片機(jī)將運(yùn)行參數(shù)返送回，并根據(jù)該運(yùn)行參數(shù)設(shè)定第一單片機(jī)的工作狀態(tài)，使其恢復(fù)到死機(jī)前的工作狀態(tài)。第二單片機(jī)接收并儲(chǔ)存來自第一單片機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，同時(shí)監(jiān)控通信的時(shí)間間隔是否超時(shí)，若超時(shí)，則向第一單片機(jī)發(fā)送復(fù)位信號(hào)，令其復(fù)位。根據(jù)本發(fā)明，第一單片機(jī)在死機(jī)復(fù)位后可根據(jù)返送回的運(yùn)行參數(shù)直接恢復(fù)到死機(jī)前的狀態(tài)，無需進(jìn)行自檢，節(jié)約了時(shí)間，保證了工作的連貫性，確保了病人的生命安全。
文檔編號(hào)A61M16/00GK101862494SQ201010211338
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者宋智廣, 袁方 申請人:上海力申科學(xué)儀器有限公司