⚡ 除颤仪 · 协议栈设计

📘 30章完整目录

01 课程导论与医疗设备通信背景

除颤仪工作原理 · IEEE 11073 · 协议栈设计重要性

02 嵌入式系统基础回顾

MCU选型(STM32/ARM Cortex) · FreeRTOS · 中断管理

03 物理层设计(一) RS232/RS485

接口电路 · 差分信号抗干扰 · 电气隔离要求

04 物理层设计(二) CAN总线

医疗设备CAN应用 · 收发器选型 · 终端电阻匹配

05 物理层设计(三) 以太网PHY

RTL8201/LAN8720 · RMII/MII · 变压器隔离

06 数据链路层(一) UART协议帧

起始/停止/校验位 · 波特率误差分析

07 数据链路层(二) CAN协议帧

标准帧/扩展帧 · ID分配 · 位填充

08 数据链路层(三) 以太网MAC

MAC地址 · FCS校验 · 半双工/全双工

09 网络层设计 IP协议

IP基础 · 子网划分 · ARP实现

10 传输层设计 TCP/UDP

TCP与UDP选择 · 端口规划 · 状态机简化

11 应用层协议(一) HL7

医疗健康信息交换 · 消息结构 · 段与字段

12 应用层协议(二) DICOM

医学数字成像 · 除颤仪数据记录应用

13 应用层协议(三) 自定义私有协议

协议版本控制 · 兼容性设计

14 数据序列化 JSON/CBOR

嵌入式对比 · 内存占用 · 解析性能

15 数据安全(一) 隐私与加密

HIPAA/GDPR · AES-128/256

16 数据安全(二) TLS/DTLS

mbedTLS移植 · 证书管理 · 会话密钥

17 数据完整性 CRC & SHA

CRC32 · SHA256 · 数字签名/固件升级

18 实时性设计延迟与优先级

通信延迟 · 优先级反转 · 看门狗超时

19 错误处理与重传 ARQ

停等/回退N步/选择性重传 · 指数退避

20 状态机设计除颤仪通信

空闲/连接/传输/错误 · 状态转换表

21 缓冲区管理环形/DMA

环形缓冲区 · DMA双缓冲 · 内存池

22 多任务通信 FreeRTOS

队列与信号量 · 任务间数据传递 · 互斥

23 日志与调试 RTT/串口

SEGGER RTT · 串口调试 · 逻辑分析仪

24 协议一致性测试

测试用例 · 边界条件 · 压力测试

25 固件升级协议 OTA

升级流程 · 签名验证 · 回滚机制

26 低功耗通信 BLE

蓝牙BLE · 广播包 · 连接间隔优化

27 无线通信(一) Wi-Fi

ESP32/ESP8266 · AT指令 · TCP/IP卸载

28 无线通信(二) LoRa

远程医疗 · 扩频技术 · 速率与功耗权衡

29 多协议融合架构

有线(以太网/CAN) + 无线(BLE/Wi-Fi)

30 课程总结与项目实战

综合项目 · 常见问题复盘 · 5G/TSN趋势