《一種主從通訊中自適應數據傳輸的通信方法》是廣東寶萊特醫用科技股份有限公司於2009年2月25日申請的發明專利，該專利申請號為2009100373839，公布號為CN101551787，專利公布日為2009年10月7日，發明人是李天寶。
《一種主從通訊中自適應數據傳輸的通信方法》公開了一種在醫療用電氣設備主從裝置通訊中自適應數據傳輸速率的通信方法，該方法是通過主端CPU依次訪問每一個監護模組並記錄通訊狀態，對數據量大的從端會自動調整為高訪問頻率，使數據及時傳輸，而對小數據量慢速的從端，則自動降低訪問速度，從而使主端與從端實現數據傳輸速率的自適應通訊，提高主端通訊的效率，同時也能保證對不同的從端做及時的通訊，達到最大化的數據傳輸效率，將主端裝置Master的資源及通訊匯流排的資源使用到最需求的地方，提高了在醫療儀器上所要求的實時性、可靠性。
2017年12月11日，《一種主從通訊中自適應數據傳輸的通信方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《一種主從通訊中自適應數據傳輸的通信方法》的摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種主從通訊中自適應數據傳輸的通信方法
- 公布號：CN101551787
- 公布日：2009年10月7日
- 申請號：2009100373839
- 申請日：2009年2月25日
- 申請人：廣東寶萊特醫用科技股份有限公司
- 地址：廣東省珠海市金鼎科技創新海岸創新一路2號
- 發明人：李天寶
- 代理機構：廣州市紅荔專利代理有限公司
- 代理人：王賢義
- Int.Cl.：G06F13/42(2006.01)I
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
在醫療用電氣設備中，設備與設備中的通訊是頻繁和普及的，即使在設備內部，各功能模組之間也頻繁通訊。而醫療電氣設備作為一種特殊用途的設備，其對通訊的要求也有其特殊性，主要表現在高可靠、高實時上。
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多參數病人監護儀是一種重要的且在醫院廣泛使用的醫療電氣設備，其作用是通過多種生理參數模組對病人的生命體徵參數進行採集並處理，及時顯示在顯示屏上，並且對參數進行自動判斷，對不正常的體徵及時向醫護人員報警。這種多參數監護儀內部往往集成有多種生理參數模組，各模組與主CPU頻繁通訊，及時將採集到的生理參數傳送到主CPU，也接收主CPU傳送來的各種指令和數據。不同的模組其傳送的數據量各不相同，且相差很大。
2009年2月之前，在多參數病人監護儀中模組與主CPU的通訊方法是：主CPU以一個固定的時間間隔依次對每一個模組進行訪問，對各模組並不做區分，數據量少的模組與數據量大的模組都一樣，這樣的弊端是數據量大的模組不能及時傳送數據，而小數據量的模組訪問太過於頻繁，浪費主CPU時間。
發明內容
專利目的
《一種主從通訊中自適應數據傳輸的通信方法》所要解決的技術問題是克服截至2009年2月之前技術的不足，提供一種主從通訊中自適應數據傳輸速率的通信方法，對數據量大的從端模組會自動調整為高訪問頻率，使數據及時傳輸，而對小數據量慢速的從端模組，則自動降低訪問速度，將主CPU的資源及通訊匯流排的資源使用到最需求的地方，整體提高主從通訊的效率。
技術方案
《一種主從通訊中自適應數據傳輸的通信方法》提供的技術方案是基於一點對多點的主從通訊中主端裝置Master採用分時切換的方式與多個從端裝置Slaver進行通信，具體包括以下步驟：
（1）初始化，在所述主端裝置Master中建立一個針對所述多個從端裝置Slaver的通信狀態表；
（2）所述主端裝置Master依次訪問所述多個從端裝置Slaver，根據各個從端裝置Slaver回響狀況判定是否進行數據傳輸，並同時在所述通信狀態表中記錄所述多個從端裝置Slaver的數據傳輸狀態；
（3）所述主端裝置Master根據上述的數據傳輸狀態重新調整對所述多個從端裝置Slaver的訪問頻率；
（4）重複操作步驟（2）、（3）對所述多個從端裝置Slaver進行輪詢訪問及數據傳輸。
上述步驟（2）中判定是否進行數據傳輸的過程包括：所述主端裝置Master設定一個訪問頻率依次訪問所述多個從端裝置Slaver；若有數據回響則進行該次數據傳輸，若無數據回響則不進行數據傳輸直接訪問下一個從端裝置Slaver；主端裝置Master依次訪問每一個從端裝置Slaver，從端裝置Slaver可能有有數傳輸、無數傳輸、無回響三種狀態，主端CPU依次記錄每一個從端的狀態；對於有數傳輸的從端，下一次輪詢將繼續訪問該從端，對於無數傳輸的從端，將減少對該從端的訪問次數，對於無回響的從端，將保持一個最少頻次的訪問，以保證能獲得該從端的新狀態。
進一步，當所述主端裝置Master依次訪問所述多個從端裝置Slaver時，其訪問頻率在從端裝置Slaver數量很少、通訊量很小時，主端裝置Master對從端裝置Slaver的輪詢時間很短，這樣過於頻繁的訪問將干擾從端裝置Slaver的正常工作，所以此時訪問頻率應該作一定的限制，比如限制在300次/秒。
所述主端裝置Master採用串列匯流排結構，所有的從端裝置Slaver都可通過分時切換電路掛在串列匯流排上。
對單個從端的通訊時，如果該從端的單包數據量較大，導致主端對其的單次訪問時間過長，從端的大數據包應可分為多個合適的小數據包，主端可多次快速輪詢完成主從數據的傳輸，防止因某個從端的通訊影響主端不能及時訪問其他從端。
改善效果
《一種主從通訊中自適應數據傳輸的通信方法》的改善效果是：通過主端裝置Master記錄每一個從端裝置Slaver的狀態，對數據量大的從端會自動調整為高訪問頻率，使數據及時傳輸，而對小數據量慢速的從端，則自動降低訪問速度，而使主端與從端實現數據傳輸速率的自適應通訊，提高主端通訊的效率，同時能保證對不同的從端做及時的通訊，達到最大化的數據傳輸效率，將主端裝置Master的資源及通訊匯流排的資源使用到最需求的地方，特別是對醫療儀器在高實時、高可靠性的實現上有效。由於主端裝置Master訪問從端裝置Slaver的訪問頻率限制在一定的頻率內，可以防止因主端對從端的輪詢速度過快，主端過於頻繁的訪問干擾從端的正常工作。另外如果該從端的單包數據量較大時，從端的大數據包應可分為多個合適的小數據包，主端可多次快速輪詢完成主從數據的傳輸從而避免影響其它從端的訪問。
附圖說明
圖1是《一種主從通訊中自適應數據傳輸的通信方法》的結構示意框圖；
圖2是《一種主從通訊中自適應數據傳輸的通信方法》的原理流程圖。
技術領域
《一種主從通訊中自適應數據傳輸的通信方法》涉及一種在醫療用電氣設備主從裝置通訊中自適應數據傳輸速率的通信方法。
權利要求
1、《一種主從通訊中自適應數據傳輸速率的通信方法》是基於一點對多點的主從通訊中主端裝置Master採用分時切換的方式與多個從端裝置Slaver進行通信，其特徵在於，包括以下步驟：
（1）初始化，在所述主端裝置Master中建立一個針對所述多個從端裝置Slaver的通信狀態表；
（2）所述主端裝置Master依次訪問所述多個從端裝置Slaver，根據各個從端裝置Slaver回響狀況判定是否進行數據傳輸，並同時在所述通信狀態表中記錄所述多個從端裝置Slaver的數據傳輸狀態；
（3）所述主端裝置Master根據上述的數據傳輸狀態重新調整對所述多個從端裝置Slaver的訪問頻率；
（4）重複操作步驟（2）、（3）對所述多個從端裝置Slaver進行輪詢訪問及數據傳輸。
2、根據權利要求1所述的主從通訊中自適應數據傳輸速率的通信方法，其特徵在於，所述步驟（2）中判定是否進行數據傳輸的過程包括：
所述主端裝置Master設定一個訪問頻率依次訪問所述多個從端裝置Slaver；若有數據回響則進行該次數據傳輸，若無數據回響則不進行數據傳輸直接訪問下一個從端裝置Slaver。
3、根據權利要求1所述的主從通訊中自適應數據傳輸速率的通信方法，其特徵在於，將所述訪問頻率限制在某一限定頻率以內來防止主端裝置Master過於頻繁的訪問而干擾從端裝置Slaver的正常工作。
4、根據權利要求1所述的主從通訊中自適應數據傳輸速率的通信方法，其特徵在於，所述主端裝置Master採用串列匯流排結構與所述多個從端裝置Slaver分時切換連線。
5、根據權利要求1至4任一項所述的主從通訊中自適應數據傳輸速率的通信方法，其特徵在於，所述多個從端裝置Slaver內的大數據包分為若干小數據包，所述主端裝置Master可多次快速輪詢完成主從數據的傳輸。
實施方式
如圖1、圖2所示，《一種主從通訊中自適應數據傳輸的通信方法》的實施步驟包括：
（1）初始化，在所述主端裝置Master中建立一個針對多個從端裝置Slaver1、Slaver2、Slaver3…Slavern—1和Slavern的通信狀態表；
（2）所述主端裝置Master依次訪問所述多個從端裝置Slaver，根據各個從端裝置Slaver回響狀況判定是否進行數據傳輸，並同時在所述通信狀態表中記錄所述多個從端裝置Slaver的數據傳輸狀態；
（3）所述主端裝置Master根據上述的數據傳輸狀態重新調整對所述多個從端裝置Slaver的訪問頻率；
（4）重複操作步驟（2）、（3）對所述多個從端裝置Slaver進行輪詢訪問及數據傳輸。
所述主端裝置Master設定一個訪問頻率依次訪問所述多個從端裝置Slaver；若有數據回響則進行此次數據傳輸，若無數據回響則不進行數據傳輸直接訪問下一個從端裝置Slaver；所有從端裝置Slaver全部訪問完後重新設定每個從端裝置Slaver的訪問頻率再次輪詢訪問以及數據傳輸。
而對單個從端裝置Slaver的通訊時，如果該從端裝置Slaver的單包數據量較大，導致主端對其的單次訪問時間過長，該從端裝置Slaver的大數據包應可分為多個合適的小數據包，主端可多次快速輪詢完成主從數據的傳輸，防止因某個從端的通訊影響主端不能及時訪問其他從端。
該實施例是某型號的監護儀的控制卡，相比原來的電路，取消了連線卡，簡化了電路，提高了系統的穩定性和可靠性，也提供了監護模組擴展的空間；控制卡線上路上採用串列匯流排結構，所有的監護模組（即上述的從端裝置Slaver）都可通過切換電路直接掛在串列匯流排上，也簡化了電路。
控制卡在硬體上截至2009年2月採用AT89C51CPU，程式放在CPU的FLASH存儲器中，沒有用外部RAM及ROM。通信方式上採用MCS—51單片機中的MODE2方式，是一種主從多機通信，截至2009年2月採用的波特率為345.6千比特/秒。控制卡用查詢方式與各模組CPU通信。
在程式設計上如下：
1、在片內RAM中設定模組狀態字，每個模組一個位元組，8個模組共8個狀態字（STATUS0—STATUS7）。狀態字定義如下：
D0—D3：計數器，PC送給該模組的數據個數計數（0—15）。D4：保留。D5：＝1，PC送給該模組的數據串未結束；＝0，PC送給該模組的數據串已結束。D6：＝1，PC有數送給該模組；＝0，PC無數送給該模組。D7：＝1，該模組線上；＝0，該模組已脫落。
2、在片內RAM中設定模組計時字，每個模組一個位元組，共8個計時字（TCOUNT0—TCOUNT7），計時字每70毫秒加一，當計時到超過0.8Sec時設定該模組逾時脫落標誌。
3、控制卡由於採用查詢方式與模組的CPU通信，故在片內RAM中只設定一個模組數據存放緩衝區（RECBUFF），接收模組數據時先將數據放在緩衝區中，然後再將緩衝區數據寫入FIFO中。一包模組的數據不能超過16位元組長。
4、模組訪問速度限制子程式起限制主CPU訪問模組的頻繁度，主CPU過於頻繁地訪問模組將干擾模組CPU的正常工作。訪問速度限制在300次/秒以下。
榮譽表彰
2017年12月11日，《一種主從通訊中自適應數據傳輸的通信方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
