🫁 呼吸机数据监控 实战课程 · 30章

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01 系统概述与需求分析
呼吸机数据监控背景、核心功能需求(实时采集、报警、历史记录)、非功能需求(可靠性、低延迟)
02 系统架构设计
整体分层(感知层·网络层·应用层)、模块划分(采集/通信/存储/Web展示)
03 硬件选型与传感器接口
主流呼吸机传感器(流量、压力、氧浓度)、树莓派/STM32选型对比
04 数据采集协议解析
串口通信(RS232/RS485)、Modbus RTU详解、从呼吸机读取实时数据帧
05 Python串口编程实战
pyserial读取串口数据、数据帧解析与CRC16校验、异常重连机制
06 数据清洗与预处理
原始数据去噪(滑动平均)、异常值检测(3σ)、时间戳对齐与插值
07 本地数据存储设计
SQLite vs MySQL选型、表结构设计(患者/设备/实时/报警)、索引优化
08 数据库操作封装
Python DAO层(sqlite3/connector)、连接池管理、事务处理
09 MQTT通信协议入门
发布/订阅模型、QoS等级、Broker选型(Mosquitto/EMQX)、主题设计
10 Python MQTT客户端实现
paho-mqtt连接Broker、发布传感器数据、订阅控制指令、遗嘱消息
11 WebSocket实时推送技术
WebSocket原理与HTTP对比、Python websockets服务端、浏览器连接
12 Flask Web框架搭建
Flask路由设计、RESTful API(历史数据/报警查询)、蓝图模块化
13 前端实时数据可视化
ECharts实时折线图(流量/压力/氧浓度)、仪表盘、数据自动刷新
14 报警规则引擎设计
阈值报警(高压/低压)、趋势报警(快速下降)、优先级与去重机制
15 报警通知服务
邮件(smtplib)、短信(Twilio)、微信推送(Server酱)、报警日志
16 历史数据查询与导出
按时间范围查询API、导出CSV/Excel、报表生成(ReportLab)
17 用户认证与权限管理
Flask-Login登录、JWT令牌、角色权限(管理员/护士/医生)
18 系统日志与审计
Python logging操作日志、日志轮转、审计追踪(谁·何时·做了什么)
19 多设备并发管理
设备注册与心跳、在线状态管理、多线程/异步处理多路数据流
20 数据加密与安全通信
TLS/SSL加密MQTT&WebSocket、数据库AES加密、HTTPS证书
21 系统高可用设计
主从数据库备份、MQTT集群、Nginx反向代理+负载均衡、故障转移
22 Docker容器化部署
Dockerfile(Python/MySQL/Mosquitto)、docker-compose编排、环境变量
23 持续集成与持续部署
GitHub Actions自动化测试、构建Docker镜像、部署云服务器
24 性能测试与优化
Locust压力测试、数据库EXPLAIN优化、异步IO提升吞吐量
25 边缘计算与本地决策
网关轻量推理(异常检测)、断网本地缓存与续传
26 医疗数据标准与合规
HL7 FHIR标准、数据脱敏、HIPAA/GDPR合规要点
27 系统监控与运维
Prometheus+Grafana监控(CPU/内存/连接数)、自定义告警规则
28 移动端适配与小程序
uni-app跨平台小程序、WebSocket实时数据、报警推送
29 项目实战:从零搭建原型
需求梳理→编码实现→联调测试→部署上线全流程演练
30 课程总结与进阶方向
核心回顾、常见坑点、推荐资源(MQTT 5.0/InfluxDB/AI预测维护)