智能型双水平呼吸机通过在呼气相和吸气相分别提供两个不同的正压来实现治疗功能,已普遍用于各种原因所致的呼吸衰竭、呼吸支持治疗和急救复苏等场合。本课题在分析市场呼吸机产品优缺点和企业与自身需求的基础上完成MJⅡ型双水平智能呼吸机系统的研究与开发,主要包括自适应压力控制器、远程呼吸数据监控客户端和云数据管理系统的设计,并在所研制的平台上进行呼吸数据采集与分析。首先,完成双水平呼吸机系统的优化与总体搭建。依据现有产品、国家标准以及厂家要求进行呼吸机功能与性能分析,在MJⅠ型机器的缺陷分析基础上进行Ⅱ型呼吸机系统的总体方案设计,并搭建功能完全的呼吸机软硬件系统。其次,对自适应压力控制器进行设计并实现。该部分根据双水平呼吸机所划分的工作状态建立了风机有限状态机模型,并针对稳定运行状态下的机器特性进行单神经元PID自适应压力控制系统的设计与实现,控制器的仿真和实验数据的质控图分析显示,在超调量和响应时间上都能够控制在允许的误差范围内且具有良好的鲁棒性和动态性能,对非线性的呼吸机压力控制系统有很好的适应性,保证了用户治疗时的稳定性。再次,对呼吸机数据监控端及云管理系统进行研究与开发。定义了呼吸机的数据传输协议,在对呼吸机数据监控端的功能需求分析后,详细设计并开发了基于Android系统的呼吸机数据监控客户端和基于WEB应用的呼吸云管理系统,使呼吸机得以网络化,提高了呼吸数据的可追溯性,为远程医疗提供了平台基础。最后,呼吸实验及数据分析。在已搭建完成的呼吸机平台上进行了实验,根据所采集的呼吸实验数据分析了用户的呼吸状况,并进行了基于ARMA时间序列模型的气道压力波形预测分析,其残差序列的白噪声显著性检验和实验结果表明,该模型能够很好地拟合与预测气道压力波形。本课题成功研制出了一套完整的MJⅡ型双水平呼吸机系统且能够满足企业所提出的各项功能要求,通过系统调试与实验分析,在气道压力控制上呼吸机性能得到明显的优化,呼吸数据监控端及云管理系统的应用则为呼吸机远程治疗提供了可能性。