CN115019949A - 医疗设备数据监测***和医疗设备数据监测方法 - Google Patents

医疗设备数据监测***和医疗设备数据监测方法 Download PDF

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盛长忠
粟艳
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Abstract

本申请提供了一种医疗设备数据监测***和医疗设备数据监测方法，涉及医疗监测技术领域，医疗设备数据监测***包括CAN主控机，以及分别与CAN主控机通信连接的至少一个CAN执行器；其中，CAN主控机配置有无线通信模块；CAN执行器用于采集医疗设备数据，并发送至CAN主控机；CAN主控机用于通过配置的无线通信模块将医疗设备数据发送至数据监控服务器。本申请实现医疗设备数据的远程传输，节约了医疗设备的技术支持人员到现场维修设备的时间和费用成本，并且时效性强，降低了地点和时间的限制。

Description

医疗设备数据监测***和医疗设备数据监测方法
技术领域
本申请涉及医疗监测技术领域，尤其是涉及一种医疗设备数据监测***和医疗设备数据监测方法。
背景技术
通常医疗设备发生故障后，需要专业人员对故障原因进行诊断并对故障进行解决，否则会影响实验的进度。然而，随着新冠疫情的爆发，医院对科室进入人员管理比较严格，可能导致技术人员无法及时到现场进行故障诊断及排除，从而导致医疗设备故障检测及维修收地点和时间限制较大，无法及时进行设备的故障检测及故障排除。
发明内容
本申请的目的在于提供一种医疗设备数据监测***和医疗设备数据监测方法，实现医疗设备数据的远程传输，可以节约了医疗设备的技术支持人员到现场维修设备的时间和费用成本，并且时效性强，降低了地点和时间的限制。
第一方面，本发明提供一种医疗设备数据监测***，医疗设备数据监测***包括CAN主控机，以及分别与CAN主控机通信连接的至少一个CAN执行器；其中，CAN主控机配置有无线通信模块；CAN执行器用于采集医疗设备数据，并发送至CAN主控机；CAN主控机用于通过配置的无线通信模块将医疗设备数据发送至数据监控服务器。
在可选的实施方式中，CAN主控机与至少一个CAN执行器构成CAN总线网络；CAN主控机和CAN执行器均为CAN总线网络上的CAN节点；CAN节点包括单片机，以及分别与单片机连接的CAN通信模块和无线通信模块；CAN通信模块用于受控于单片机的控制，与至少一个CAN执行器进行数据传输和交换；无线通信模块用于将CAN执行器发送的数据发送至数据监控服务器。
在可选的实施方式中，CAN通信模块包括依次连接的CAN总线驱动器、高速光电耦合器和CAN总线控制器；其中，CAN总线驱动器用于与高速光电耦合器、CAN总线控制器和单片机组成可编程控制；高速光电耦合器用于对CAN通信模块进行短路保护；CAN总线控制器用于对接收到的数据进行处理并发送至单片机。
在可选的实施方式中，CAN总线控制器包括接收缓冲区；接收缓冲区用于在接收数据时进行信息读取，对读取的信息进行合法性验证，并将验证通过的数据发送至单片机。
在可选的实施方式中，CAN执行器与CAN主控机通过CAN总线连接；CAN总线包括双绞线、同轴电缆或光缆。
在可选的实施方式中，高速光电耦合器为光电隔离SI8642。
在可选的实施方式中，CAN主控机还包括电源供电模块；电源供电模块用于为单片机、CAN通信模块和无线通信模块供电。
在可选的实施方式中，无线通信模块包括GPRS模块；GPRS模块包括SIM800C无线模块。
在可选的实施方式中，医疗设备数据监测***还包括无线收发器；无线收发器通过与无线通信模块连接，接收数据监控服务器的数据，或者，向数据监控服务器发送数据。
第二方面，本发明提供一种医疗设备数据监测方法，一种医疗设备数据监测方法应用于前述实施方式任一项的一种医疗设备数据监测***；医疗设备数据监测***包括CAN主控机，以及分别与CAN主控机通信连接的至少一个CAN执行器；其中，CAN主控机配置有无线通信模块；方法包括：通过CAN执行器采集医疗设备数据，并发送至CAN主控机；通过CAN主控机配置的无线通信模块将医疗设备数据发送至数据监控服务器，以便对医疗设备数据进行远程监控。
本申请提供的医疗设备数据监测***和医疗设备数据监测方法，该医疗设备数据监测***包括CAN主控机，以及分别与CAN主控机通信连接的至少一个CAN执行器；其中，CAN主控机配置有无线通信模块；CAN执行器用于采集医疗设备数据，并发送至CAN主控机；CAN主控机用于通过配置的无线通信模块将医疗设备数据发送至数据监控服务器。本申请通过将医疗监测设备与CAN主控机进行CAN组网，以进行局域网通信，并通过CAN主控制机中配置的无线通讯装置与数据监控服务器通信，从而实现医疗设备数据的远程传输，可以简化智慧医疗检测***的布线，在提升数据的传输速度和传输质量的同时，提供针对医疗设备的非接触式的远程技术支持，包括故障诊断、远程技术支持、远程保养维护指导。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种医疗设备数据监测***的结构图；
图2为本申请实施例提供的一种CAN主控机的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种CAN通信模块的示意图；
图4为本申请实施例提供的另一种医疗设备数据监测***的结构图；
图5为本申请实施例提供的一种CAN通信***的总体软件的流程图；
图6为本申请实施例提供的一种CAN初始化流程图；
图7为本申请实施例提供的一种接收报文的流程图；
图8为本申请实施例提供的一种医疗设备数据监测方法的流程图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
医疗监测***，目前主要采用人工记录和有线传输用来作为数据的采集和传输。这导致了一些医疗设备采集到的数据的困难，并且布线也比较困难。手工记录的效率低下，人为记录错误的几率也大大增高，因此无线技术就成为了我们智慧医疗监测***数据传输的主要方向。
疫情阶段，医院对科室进入人员管理比较严格，一旦仪器发生故障，会影响实验的进度。传统的设备维修特点通常是设备发生故障，由于用户缺乏专业的判断能力，售后服务人员需要赶到现场才能解决问题。或者故障现场与用户提供的故障信息不一致，导致带错了仪器配件和维修工具等，使得维修进行不顺利。或者售后服务人员在赶到现场后发现问题很简单，只需简单的常识操作即可以解决问题。因此售后服务人员需要赶到现场维修设备的时间和费用成本高，并且缺乏时效性，受地点和时间的限制比较大。
基于此，本申请实施例提供了一种医疗设备数据监测***和医疗设备数据监测方法，此***的建立帮助技术支持人员远程可以根据故障信号判断医疗设备的故障类型，并根据故障的难易程度判断是否需要到医疗设备现场维修，同时医疗设备的技术支持人员可以预先准备所需要的仪器配件和维修工具等，从而节约了医疗设备的技术支持人员到现场维修设备的时间和费用成本，并且时效性强，降低了地点和时间的限制。
为了保证数据的隐私性和传输安全性，当医疗设备发生故障时，用户可以通过上位机选择是否开启检测结果远程传输的权限，诸如可以包括远程进行异常结果的分析，以及是否允许进行试剂用量统计等，以便进行维护保养指导。
本申请实施例提供了一种医疗设备数据监测***，参见图1所示，医疗设备数据监测***包括CAN主控机，以及分别与CAN主控机通信连接的至少一个CAN执行器；其中，CAN主控机配置有无线通信模块；CAN执行器用于采集医疗设备数据，并发送至CAN主控机；CAN主控机用于通过配置的无线通信模块将医疗设备数据发送至数据监控服务器。
在一可选的实施方式中，CAN主控机与至少一个CAN执行器构成CAN总线网络；CAN主控机和CAN执行器均为CAN总线网络上的CAN节点；CAN节点包括单片机，以及分别与单片机连接的CAN通信模块和无线通信模块。此外，CAN主控机还包括电源供电模块，电源供电模块用于为单片机、CAN通信模块和无线通信模块供电。可选的，CAN执行器与CAN主控机通过CAN总线连接，CAN总线包括双绞线、同轴电缆或光缆。
在实际应用中，CAN主控机的结构示意图参见图2所示，CAN主控机由电源供电模块，单片机（ARM单片机***）、CAN通信模块、串口通信模块（RS232）及无线通信模块（GPRS）组成。CAN通信模块通过双绞线（同轴电缆、光缆）收发数据实现和执行器的连通。主控机负责与无线通信网络进行数据传输，同时也是CAN总线网络中的一个节点，在整个***中起着主导作用。在实际应用中，CAN通信模块可以采用SN65HVD230和MCP2515，通过单片机控制实现与其他节点（CAN执行器）通信。
在进行医疗设备数据的远程监控时，CAN通信模块用于受控于单片机的控制，与至少一个CAN执行器进行数据传输和交换；无线通信模块用于将CAN执行器发送的数据发送至数据监控服务器。该CAN执行器可以为需要进行监控的医疗设备。
进一步，上述CAN通信模块包括依次连接的CAN总线驱动器、高速光电耦合器和CAN总线控制器，其中，CAN总线驱动器用于与高速光电耦合器、CAN总线控制器和单片机组成可编程控制，高速光电耦合器用于对CAN通信模块进行短路保护，CAN总线控制器用于对接收到的数据进行处理并发送至单片机。在可选的实施方式中，CAN总线控制器包括接收缓冲区，高速光电耦合器为光电隔离SI8642。
CAN通信模块负责主控机和执行器之间的数据通信，单个CAN总线节点由单片机、CAN总线控制器和高速光电耦合器及总线驱动器组成可编程控制，参见图3所示。CAN通信模块采用了独立式的CAN控制器，数据通过对控制器编程写入控制器芯片的发送缓冲区里发送出去，目的节点则负责把数据接收到数据接收缓冲区里，再通过CAN总线接口和单片机之间的数据总线传递给单片机进行处理。
进一步，接收缓冲区用于在接收数据时进行信息读取，对读取的信息进行合法性验证，并将验证通过的数据发送至单片机。
本实施例采用的无线通信模块包括GPRS模块；GPRS模块包括SIM800C无线模块，SIM800C是四频GSM/GPRS模块，性能稳定、外观小巧，性价比高，能满足多种数据通信需求。SIM800C工作频率为GSM/GPRS850/900/1800/1900MHz，可以低功耗实现语音、SMS和数据信息的传输。GPRS模块与数据采集模块间通过串行口进行通信，通信的最大速率可以达到115200 bps, SIM800C集成了TCP/IP协议，采用内部的扩展AT指令数据采集模块可以与GPRS模块通信，使其通过GPRS网络把数据发送给PC上位机，可以通过以下指令执行：
1、定义PDP上下文AT+CGATT=1, 使用设置命令，可为PDP上下文定义参数，该PDP上下文是由本地上下文标识参数<cid>标识的。
2、开始任务AT+CSTT ，该命令用来设置APN
3、初始化命令AT+CIICR：该命令实现PDP激活和TCP IP的初 始化， 是使用TCP/IP功能前必须完成的一步操作。
4、打开一条TCP或者UDP 链接命令：AT+CIPSTART="TCP","IP地址",端口号, 该命令用于打开TCP或者UDP链接命令。
5、数据传输: AT+CIPSEND：实现TCP IP上的直接数据传输，简化了发送数据阶段的操作步骤，并且提供了多种操作模式以适应于不同的传输场景。
6、关闭链接命令：AT+CIPCLOSE。
进一步，医疗设备数据监测***还包括无线收发器，该无线收发器通过与无线通信模块连接，接收数据监控服务器的数据，或者，向数据监控服务器发送数据。
本申请实施例提供的医疗设备数据监测***，也可以参见图4所示，该医疗设备数据监测***包括无线服务终端和CAN总线通信***，其中，无线服务终端包括前述的GPRS模块和ARM单片机，可以向CAN总线通信网络中发送和读取数据，无线收发器通过GPRS和WEB服务器收发数据。
CAN通信***的总体软件的流程图可以参见图5所示，CAN控制器首先要定义接收过滤器，开启CAN的功能，定义CAN的中断处理函数，然后打开CAN接收中断，接收协议数据，CAN初始化流程图可以参见图6所示。
接收报文的流程图可以参见图7所示，信息从CAN总线传到CAN控制器的接收缓冲区，在CAN控制器接收完数据后，发出中断，接收中断程序从接收缓冲区读取信息，根据读取的信息，按照协议处理的要求，看是否是合法的协议包，根据协议处理流程进行处理。
综上，本申请实施例提供的医疗设备数据监测***，简化了智慧医疗检测***的布线、减少传感器数量，避免控制功能重复、提高***可靠性、降低成本，同时提升了数据传输速度和数据传输质量，节约了医疗设备的技术支持人员到现场维修设备的时间和费用成本，并且时效性强，降低了地点和时间的限制，实现异地监测医疗设备数据。
基于上述***实施例，本申请实施例还提供一种医疗设备数据监测方法，参见图8所示，该方法包括主要包括以下步骤：
步骤S802，通过CAN执行器采集医疗设备数据，并发送至CAN主控机。医疗设备数据诸如可以包括设备故障数据、以及医疗设备中记录的试剂使用数据，在采集该医疗设备数据之前，首先保证用户开通了数据开放的相应权限，以保证数据的隐私性和安全性。
步骤S804，通过CAN主控机配置的无线通信模块将医疗设备数据发送至数据监控服务器，以便对医疗设备数据进行远程监控。
本申请实施例提供的医疗设备数据监测方法，通过将医疗监测设备与CAN主控机进行CAN组网，以进行局域网通信，并通过CAN主控制机中配置的无线通讯装置与数据监控服务器通信，从而实现医疗设备数据的远程传输，节约了医疗设备的技术支持人员到现场维修设备的时间和费用成本，并且时效性强，降低了地点和时间的限制。
本申请实施例提供的医疗设备数据监测方法，其实现原理及产生的技术效果和前述***实施例相同，为简要描述，医疗设备数据监测方法的实施例部分未提及之处，可参考前述医疗设备数据监测***实施例中相应内容。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，该计算机可执行指令促使处理器实现上述医疗设备数据监测***，具体实现可参见前述方法实施例，在此不再赘述。
本申请实施例所提供的医疗设备数据监测***和医疗设备数据监测方法的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本申请的范围。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种医疗设备数据监测***，其特征在于，所述医疗设备数据监测***包括CAN主控机，以及分别与所述CAN主控机通信连接的至少一个CAN执行器；其中，
所述CAN主控机配置有无线通信模块；
所述CAN执行器用于采集医疗设备数据，并发送至所述CAN主控机；
所述CAN主控机用于通过配置的所述无线通信模块将所述医疗设备数据发送至数据监控服务器。
2.根据权利要求1所述的医疗设备数据监测***，其特征在于，
所述CAN主控机与至少一个CAN执行器构成CAN总线网络；
所述CAN主控机和所述CAN执行器均为所述CAN总线网络上的CAN节点；
所述CAN节点包括单片机，以及分别与所述单片机连接的CAN通信模块和所述无线通信模块；
所述CAN通信模块用于受控于所述单片机的控制，与所述至少一个CAN执行器进行数据传输和交换；
所述无线通信模块用于将CAN执行器发送的数据发送至所述数据监控服务器。
3.根据权利要求2所述的医疗设备数据监测***，其特征在于，所述CAN通信模块包括依次连接的CAN总线驱动器、高速光电耦合器和CAN总线控制器，其中，所述CAN总线驱动器用于与所述高速光电耦合器、CAN总线控制器和所述单片机组成可编程控制；所述高速光电耦合器用于对CAN通信模块进行短路保护；所述CAN总线控制器用于对接收到的数据进行处理并发送至所述单片机。
4.根据权利要求3所述的医疗设备数据监测***，其特征在于，所述CAN总线控制器包括接收缓冲区；所述接收缓冲区用于在接收数据时进行信息读取，对读取的信息进行合法性验证，并将验证通过的数据发送至所述单片机。
5.根据权利要求1所述的医疗设备数据监测***，其特征在于，所述CAN执行器与所述CAN主控机通过CAN总线连接；所述CAN总线包括双绞线、同轴电缆或光缆。
6.根据权利要求3所述的医疗设备数据监测***，其特征在于，所述高速光电耦合器为光电隔离SI8642。
7.根据权利要求2所述的医疗设备数据监测***，其特征在于，所述CAN主控机还包括电源供电模块；所述电源供电模块用于为所述单片机、CAN通信模块和所述无线通信模块供电。
8.根据权利要求1所述的医疗设备数据监测***，其特征在于，所述无线通信模块包括GPRS模块；所述GPRS模块包括SIM800C无线模块。
9.根据权利要求1所述的医疗设备数据监测***，其特征在于，所述医疗设备数据监测***还包括无线收发器；所述无线收发器通过与所述无线通信模块连接，接收所述数据监控服务器的数据，或者，向所述数据监控服务器发送数据。
10.一种医疗设备数据监测方法，其特征在于，所述一种医疗设备数据监测方法应用于权利要求1至9任一项所述的一种医疗设备数据监测***；所述医疗设备数据监测***包括CAN主控机，以及分别与所述CAN主控机通信连接的至少一个CAN执行器；其中，所述CAN主控机配置有无线通信模块；所述方法包括：
通过所述CAN执行器采集医疗设备数据，并发送至CAN主控机；
通过所述CAN主控机配置的所述无线通信模块将所述医疗设备数据发送至数据监控服务器，以便对所述医疗设备数据进行远程监控。
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