口醫(yī)療網(wǎng)關(guān)使得醫(yī)療檢測儀器中的串口數(shù)據(jù)流到以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流的傳輸成為可能。該多串口醫(yī)療數(shù)據(jù)能連接多個帶有RS232串口的醫(yī)療檢測儀器，并將串口數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇和處理，把RS232接口的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)化成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流，這樣就可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)串行數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)化。
[0045]在具體實(shí)施過程中，其TCP/IP協(xié)議由應(yīng)用層、UDP層、IP層和數(shù)據(jù)鏈路層組成。為了在本實(shí)用新型實(shí)施中實(shí)現(xiàn)透明傳輸，增加應(yīng)用進(jìn)程協(xié)議層一一串口層。串口層由串口鏈路層和串口網(wǎng)絡(luò)層構(gòu)成。多串口醫(yī)療網(wǎng)關(guān)在串口層構(gòu)建，同時解析RS232數(shù)據(jù)包，并作為TCP/IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層的數(shù)據(jù)傳輸。多串口網(wǎng)關(guān)由TCP/IP協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊和多串口收發(fā)控制模塊組成，硬件具體結(jié)構(gòu)如圖4所示。協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊是一個微型的以太網(wǎng)接入模塊，由微控制器(MCU)、網(wǎng)卡接口芯片、EEPROM 93C46、片外512KBSRAM芯片IS61LV5128以及輔助元件構(gòu)成。微控制器控制網(wǎng)卡接口芯片進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，實(shí)現(xiàn)地址解析協(xié)議(ARP)、Internet控制報(bào)文協(xié)議(ICMP)、IP協(xié)議、用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)等協(xié)議的解析和封包。將以太網(wǎng)發(fā)送緩沖區(qū)的串口幀封裝在UDP包中，并傳給IP層；同時，接收以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀并向上層層解包，分離應(yīng)用層數(shù)據(jù)，然后數(shù)據(jù)的解析處理交由多串口發(fā)送模塊完成，實(shí)現(xiàn)RS232串口流與以太網(wǎng)端口流的透明轉(zhuǎn)換。
[0046]該多串口控制模塊采用微控制器的中斷機(jī)制優(yōu)先級來獲取醫(yī)療檢測儀器上的串口數(shù)據(jù)幀；或者所述多串口控制模塊采用輪詢方式對各個子串口給以響應(yīng)來獲取醫(yī)療檢測儀器上的串口數(shù)據(jù)幀。多串口控制模塊實(shí)現(xiàn)多個RS232串口數(shù)據(jù)流的收/發(fā)控制，包括微控制器、串口擴(kuò)展芯片(GM8123)、MAX232等元件。微控制器控制GM8123完成多串口數(shù)據(jù)收發(fā)，接收多個串口源數(shù)據(jù)，封裝后寫入以太網(wǎng)發(fā)送緩沖區(qū)打包傳輸；同時，接收以太網(wǎng)應(yīng)用層的數(shù)據(jù)，解析并發(fā)送給測控設(shè)備。它不關(guān)心通信數(shù)據(jù)的具體意義，只負(fù)責(zé)接收/發(fā)送，封裝/拆封串口幀，提供通用接口。圖4所采用的硬件環(huán)境上，在微控制器中有2個UART的基礎(chǔ)上，采用 GM8123，系統(tǒng)能提供 2 組(UART0、UART1)共 4 個串行口(COM1、COM2、COM3、COM4)，利用兩級優(yōu)先級控制UARTO和UARTl的中斷請求且允許嵌套。在UARTO的中斷例程內(nèi)部，通過查詢方式確定數(shù)據(jù)源是哪個子串口。當(dāng)兩組串口同時有數(shù)據(jù)請求時，首先，MCU的中斷機(jī)制判斷中斷請求的優(yōu)先級，對優(yōu)先級高的中斷請求優(yōu)先響應(yīng)。系統(tǒng)對優(yōu)先級分配:UARTO為2，UARTl為I，即MCU優(yōu)先響應(yīng)UARTO的中斷請求。當(dāng)UARTO的3個子口同時有數(shù)據(jù)請求時，通過輪詢方式，對各個子口予以響應(yīng)，即按照子口號的地址由小到大進(jìn)行響應(yīng)。這樣，就形成了 2級中斷和4個串口的多串口實(shí)現(xiàn)方案。
[0047]協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊用于在將串口數(shù)據(jù)幀封裝在以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀中，并形成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流過程中，該以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流中封裝有醫(yī)療檢測數(shù)據(jù)。具體實(shí)施中，針對圖4中的硬件環(huán)境，系統(tǒng)需要將4個串口源的串口數(shù)據(jù)幀作為以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的一部分，為了向設(shè)備提供透明的接口和區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)源，需要制定統(tǒng)一的幀格式。幀格式圖5中所示，其中串口號字段用來區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)源；幀頭、幀尾作為一個串口幀的起始分界；數(shù)據(jù)部分是來自串口的原始數(shù)據(jù)流。同樣，網(wǎng)口發(fā)送數(shù)據(jù)也要有一致的幀格式，如圖6所示。顯然，串口數(shù)據(jù)幀是作為UDP層的協(xié)議數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸?shù)摹６啻卺t(yī)療網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)多個串口和一個網(wǎng)口間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，串口鏈路層完成串口數(shù)據(jù)收發(fā)功能，串口網(wǎng)絡(luò)層作為TCP/IP應(yīng)用層的一部分，實(shí)現(xiàn)串口幀的封裝。發(fā)送是入?yún)f(xié)議棧的過程，如圖7所示，其為串口數(shù)據(jù)幀入以太網(wǎng)協(xié)議棧的封裝過程示意圖，接收是出協(xié)議棧的過程，不同之處在于對數(shù)據(jù)的收/發(fā)處理。
[0048]多串口到網(wǎng)口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換傳輸:串口鏈路層，接收來自醫(yī)療檢測設(shè)備的數(shù)據(jù)，交給串口網(wǎng)絡(luò)層，該層完成串口數(shù)據(jù)幀的封裝并放入以太網(wǎng)的發(fā)送緩沖區(qū)。當(dāng)系統(tǒng)規(guī)定的UDP打包時間到或已經(jīng)有4個串口數(shù)據(jù)幀時，打UDP包，并逐層下送，直到把數(shù)據(jù)送上物理介質(zhì)，完成比特流的傳輸。
[0049]該協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊按照預(yù)先設(shè)置的UDP打包時間閾值或者串口數(shù)據(jù)幀閾值進(jìn)行UDP打包，并依照以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀封裝過程形成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流。為了能一次傳輸盡量多的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)對數(shù)據(jù)長度作了嚴(yán)格定義:串口數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)段最大長度為300個字節(jié)；網(wǎng)口發(fā)送幀的數(shù)據(jù)段最多允許4個串口數(shù)據(jù)幀。同時，還要滿足具體應(yīng)用對實(shí)時性的要求:對每一個串口規(guī)定一個最長響應(yīng)時間。時間到時，不管是否已接收:300個字節(jié)都要對串口數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝，并放人以太網(wǎng)發(fā)送緩沖區(qū)；同時，為了避免系統(tǒng)由于等待以太網(wǎng)發(fā)送緩沖區(qū)串口幀數(shù)達(dá)到4，而造成串口數(shù)據(jù)不能實(shí)時發(fā)送，要求在一定的時間內(nèi)進(jìn)行一次以太網(wǎng)通信，而不必等待4個串口幀到齊才打包傳輸。系統(tǒng)對數(shù)據(jù)容量和時間的雙重規(guī)定，能保證具體應(yīng)用對實(shí)時性的要求，并能一次傳輸盡量多的數(shù)據(jù)，降低了由于時間上的“空等”造成系統(tǒng)實(shí)時性差的可能性。4個串口在串口層完成的功能是相同的，僅以COMl為例，給出串口層上數(shù)據(jù)流，如圖8所示。圖9說明了多串口數(shù)據(jù)幀等待打包傳輸?shù)倪^程。網(wǎng)口數(shù)據(jù)到多串口的數(shù)據(jù)流向，是對以太網(wǎng)鏈路層的數(shù)據(jù)幀向上逐層解包的過程。如圖10所示，將收到的以太網(wǎng)幀，依次去掉每層的協(xié)議頭分解出應(yīng)用層數(shù)據(jù)，再以0x24和OxOa為分界分離，根據(jù)串口號字段的值，將信息發(fā)送到相應(yīng)的設(shè)備，完成預(yù)定的控制。
[0050]需要說明的是，該數(shù)據(jù)通信模塊為WIFI模塊，以WIFI模式將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流發(fā)送至接入點(diǎn)，由接入點(diǎn)將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流發(fā)送至醫(yī)療數(shù)據(jù)管理中心；或者所述數(shù)據(jù)通信模塊為短信模塊，以短信平臺將將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流發(fā)送至醫(yī)療數(shù)據(jù)管理中心；或者所述數(shù)據(jù)通信模塊為有線模塊，以有線方式將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流發(fā)送至醫(yī)療數(shù)據(jù)管理中心。WIFI模塊采用UART接口，支持透明數(shù)據(jù)傳輸模式，并且具有多模安全能力，內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧和IEEE802.11協(xié)議棧，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶串口到無線網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)換。短信模塊是一種用來收發(fā)短信的設(shè)備，需要SIM卡的支持，在需要收發(fā)短信的時候，在短信模塊里面插入一張SIM卡，插上電源，通過網(wǎng)口、數(shù)據(jù)線和電腦相連，在電腦的應(yīng)用管理軟件中就可以實(shí)現(xiàn)短信收發(fā)的功能。
[0051]相應(yīng)的，圖11還出了本實(shí)用新型實(shí)施例中的多串口醫(yī)療網(wǎng)關(guān)的另一結(jié)構(gòu)示意圖，該多串口醫(yī)療網(wǎng)關(guān)包括有:多串口控制模塊，基于多個子串口可連接著多個醫(yī)療檢測儀器，用于接收連接在串口線上醫(yī)療檢測儀器的串口數(shù)據(jù)幀，該串口數(shù)據(jù)幀封裝有醫(yī)療檢測數(shù)據(jù)；協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，用于將串口數(shù)據(jù)幀封裝在以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀中，并形成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流，該以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流中封裝有醫(yī)療檢測數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)通信模塊，用于將將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至醫(yī)療數(shù)據(jù)管理中心。該數(shù)據(jù)通信模塊還用于接收醫(yī)療數(shù)據(jù)管理中心的反饋信息；以及多串口醫(yī)療網(wǎng)關(guān)還包括一語音模塊，用于將所述反饋信息通過語音方式出書；或者協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊將反饋信息轉(zhuǎn)換成串口數(shù)據(jù)幀，多串口控制模塊將轉(zhuǎn)換后的串口數(shù)據(jù)幀反饋到對應(yīng)的醫(yī)療檢測儀器上。
[0052]相應(yīng)的，圖12還出了本實(shí)用新型實(shí)施例中的多串口醫(yī)療網(wǎng)關(guān)的多通信模式結(jié)構(gòu)示意圖，該多串口醫(yī)療網(wǎng)關(guān)包括有:多串口控制模塊，基于多個子串口可連接著多個醫(yī)療檢測儀器，用