CN100453033C - 基于静态分配的便携式生理参数检测设备多用户实现方法 - Google Patents

Abstract

一种基于静态分配的便携式生理参数检测设备多用户实现方法，用于医疗仪器技术领域。本发明包括如下步骤：a.划分与标识存储空间，并开辟控制信息区；b.创建用户，并为其分配用户存储空间和记录单元空间；c.将所检测的用户生理参数信息写入所述用户存储空间，并将该记录的有关信息写入对应用户的记录单元空间；d.通过记录定位、记录删除和用户删除操作，管理存储空间。本发明通过存储空间的分配与管理，使不同用户使用不同存储空间，避免了可能的数据混叠，实现了便携式生理参数检测设备对多个用户的支持。

Description

基于静态分配的便携式生理参数检测设备多用户实现方法

技术领域

本发明涉及一种用于医疗仪器技术领域的方法，特别涉及一种基于静态分配的便携式生理参数检测设备多用户实现方法。

背景技术

便携式生理参数检测设备，如便携式心电检测仪或便携式血压计，已经成为人们随时检测了解自身生理状况或采集生理参数供后续分析的一种基本装置。考虑到便携式生理参数检测设备的非连续性的使用特点和相对昂贵的价格，多个用户共用一台便携式生理参数检测设备以发挥其最大效用并分担其成本，是一种较为可取的方式。而且，从现今微电子技术的发展态势来看，一方面，高性能微处理器和大容量存储芯片已经成为便携式生理参数检测设备的基本可选组件，从而为多用户共享提供了技术上的可行性。另一方面，由于通信技术(特别是无线通信技术)还无法保证一般的电子设备“连续在线”和相对昂贵的接入费用，用户往往无法及时地将采集信息上传至某个数据中心。因此，技术上也支持和要求多位用户能够共享便携式生理参数检测设备。

经对现有技术的文献检索发现，虽然有关便携式生理参数检测设备的相关技术已经在CN 200510013384.1、CN 200410101243.0和CN 200420099124.1等专利申请中已被披露，但是在这些现有技术中均未涉及在一台便携式生理参数检测设备中实现多用户机制的方法。此外，现有的便携式生理参数检测设备也不支持多用户，当超过一位用户共用同一台设备时，会发生记录混叠而导致数据失效。也存在一些支持多条记录的便携式生理参数检测设备，如快速心电检测仪爱心宝Prince 180(注册号：粤食药监械(准)字2006第2210395号)，可以借助设备外的某种人为分配方式同时记录多位用户的生理信息，但这种虚拟映射的方式并没有真正解决多用户支持的问题，而且可能存在的数据混淆往往会导致严重的医疗后果。因此，便携式生理参数检测设备的多用户机制的实现，即如何支持多个用户共享一台便携式生理参数检测设备，是现有技术中有待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中存在的问题，提供一种基于静态分配的便携式生理参数检测设备多用户实现方法。本发明通过存储空间的分配与管理，使不同用户使用不同的存储空间，避免了可能的数据混叠，实现了便携式生理参数检测设备对多个用户的支持。

本发明是通过以下技术方案实现的，所述的基于静态分配的便携式生理参数检测设备多用户实现方法，包括如下步骤：

a.划分与标识存储空间，并开辟控制信息区

将存储器划分成若干个可供分配的最小存储单元，每一个存储单元的首地址和大小都是固定的，这样就可以通过一个首地址以及一定的偏移量访问所有存储单元；保留若干存储单元作为控制信息区，所述控制信息区包括一个系统单元和若干个等长的用户单元，所述系统单元用以存放可分配存储空间的信息和当前用户数，一个所述用户单元用以存放用户基本信息，所述用户基本信息至少包括用户识别信息、用户存储空间的位置及其使用信息、当前记录数。

控制信息区：

系统单元

用户单元1

…

用户单元n

b.创建用户并为其分配用户存储空间和记录单元空间

为此新用户分配一段存储空间作为其用户存储空间，改写所述系统单元内的可分配存储空间的信息和当前用户数，将所述控制信息区内第一个可用的用户单元分配给该用户并写入所述用户基本信息；分配若干存储单元作为该用户的记录单元空间，所述记录单元空间包含若干个等长的记录单元，一个所述记录单元用以存放记录基本信息，所述记录基本信息至少包括记录识别信息、该记录的存储位置。

在上述的用户存储空间的分配中，根据所要检测的参数和时间估算所采集的信息量，分配恰当的存储空间；或者系统直接为每个新用户选定默认的分配空间长度；或者设置可供分配的存储空间的最小长度L_min和最大长度L_max，所述系统单元内的可分配存储空间中，只有长度不低于最小长度L_min的可分配存储空间才可分配给新用户，而且分配给每个用户的存储空间的长度不可以超过最大长度L_max。

在上述的记录单元空间的分配中，预先指定或动态分配若干存储单元作为该用户的记录单元空间；若采用动态分配方式，则在该用户的所述用户基本信息中增加该记录单元空间的存储位置或首地址。

c.记录所检测的用户生理参数信息

用户共享使用便携式生理参数检测设备时，先使用自己账号登录系统再进行数据采集，如果是新用户，则应返回步骤b创建该用户；所采集的数据从该用户的用户存储空间内的可用存储空间的起始位置开始存储；采集数据的存储过程结束时，更新对应该用户的所述用户存储空间的使用信息和当前记录数，将对应该用户的第一个可用的记录单元分配给该记录，生成该记录的记录基本信息并将其写入该记录单元；在存储采集数据的过程中，检查该用户的用户存储空间的边界，当达到该边界时(即该用户存储空间使用完毕时)，停止数据存储，并提示用户其用户存储空间已满。

d.管理存储空间

便携式生理参数检测设备的存储空间的管理，包括记录定位、记录删除和用户删除等一些基本操作。

记录定位操作：首先根据该记录所属的用户所对应的用户单元，再进一步确定对应该记录的记录单元，并依据该记录单元中的记录基本信息确定该记录的存储位置。

记录删除操作：若需要删除某条记录，首先定位该记录，然后将该用户存储空间中的该记录后面的各条记录依次前移，以与各自的前一条记录相邻，将这些前移记录所对应的记录单元依次前移一个记录单元并修改该记录的存储位置，并修改对应该用户的所述用户单元中的用户存储空间使用信息和当前记录数。

用户删除操作：若需要删除某个用户，则该用户的所有记录同时被删除，将该用户的用户存储空间作为可分配空间记录到所述系统单元，并修改所述系统单元的当前用户数；若该用户的记录单元空间在所分配存储空间外动态分配，则将该记录单元空间作为可分配空间记录到所述系统单元；将所述控制信息区中该用户所对应的用户单元后面的各用户单元依次前移一个用户单元。

在所述步骤d之后，还可进行步骤e，

e.优化存储空间

在经过若干次分配存储空间和回收存储空间后，可能存在较多的存储碎片(即可供分配的但空间较小的存储空间)，这种情况下虽然仍有较多的存储空间可供分配，但是由于存储空间不连续往往无法分配希望大小的存储空间，这时就需要进行存储空间的优化：通过将各个已分配存储空间顺序前移，使得各个可分配存储空间后移并合并成一块连续的可分配存储空间。

对于支持检测多个生理参数的便携式生理参数检测设备，可以在所述技术方案中增加生理参数的相关信息，如生理参数识别信息、存储位置，实现多用户、多生理参数记录的存储以及其它记录操作。

本发明利用现有电子技术发展所提供的高性能微处理器和大容量存储器，通过对大容量的存储空间进行分配与管理，提供了一种便携式生理参数检测设备实现多用户支持的方法，能够在基本不改变原有系统组成的条件下为不同用户分配所需的存储空间并对其进行独立管理，满足了多个用户共享使用便携式生理参数检测设备的需求，使得便携式生理参数检测设备为保障人们的身体健康发挥更为广泛的效用。

具体实施方式

不失一般性，本发明将以便携式心电检测仪(即所要检测的生理参数为心电信号)为例，并通过优选的实施例进行详细说明，以便对本发明的目的、特征及优点进行更深入的理解。但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本实施例涉及的便携式心电检测仪包括心电图采集模块、大容量存储模块、人机界面模块、数字信号处理模块和数据导出控制模块。心电图采集模块负责心电信号的采集和调理，大容量存储模块负责心电图数据、专家知识库以及诊断信息的存储，人机界面模块负责仪器和用户之间的交互，数字信号处理模块负责心电图信号的处理和分析并最终形成诊断信息，数据导出控制模块负责将所采集的心电图导出；心电图采集模块采集和调理后的电信号送到数字信号处理模块进行处理，数字信号处理模块处理后的心电图信号以及诊断信息分别送到大容量存储模块、入机界面模块和数据导出控制模块进行存储、显示和导出。

该数字信号处理模块，采用DSP芯片实现。经心电图采集模块调理的心电图信号被送入DSP芯片，本实施例采用的DSP芯片自带A/D模块，由片上A/D模块完成心电图信号的模数转换，DSP芯片完成对数字心电图信号的数字滤波、心电图波形识别、心电生理特征提取和诊断信息的生成。该大容量存储模块，由Flash存储芯片构成，由DSP芯片完成对Flash存储芯片的读写控制。

为了便于后续的描述，将采用二元变量(首地址Add，长度Len)描述存储空间的位置。

1.划分与标识存储空间，并开辟控制信息区

a.依据所采用的Flash存储芯片的读写特点，将可供分配的最小存储单元设为16k字节大小的存储块(每个存储块包含32页，每页由512个字节组成)；

b.固定所采用的Flash存储芯片第一个存储块的首地址为0x00000，相应地可以确定每个存储块的首地址为0x00000与该存储块相对第一个存储块的偏移量之和；

c.并保留该存储芯片的第一个存储块作为控制信息区，其中前4k字节作为系统单元，后12k字节顺序分配给各个用户作为用户单元，每个用户单元占用1k字节的存储空间，最多可支持12个不同的用户。

上述的系统单元记载了系统当前状况，包括当前用户数(初值为0)、各可分配存储空间的位置等。上述的用户单元存储对应用户的用户基本信息，包括用户名、用户说明信息、用户存储空间(Add，Len)及其使用信息、当前记录数。

2.创建用户并为其分配用户存储空间和记录单元空间

假设系统当前状况为m₁个用户，共有N₁个可用存储空间(Add_i、Len_i)(1≤i≤N₁)。为创建一个新用户，现进行如下操作：

a.根据待采集参数(即心电信号)和计划使用时间估算所需的存储空间长度，或者系统直接为每个新用户选定默认的分配空间长度，或者设置可供分配空间的最小长度L_min和最大长度L_max，所述系统单元内记载的可分配空间，只有存储长度不低于最小长度L_min才可供分配，而且每个用户可以分配的存储空间的长度不高于最大长度L_max；

b.设需要为新建用户分配的用户存储空间的长度为Len_obj，从这N₁个可用存储空间中，选择一个满足Len_j≥Len_obj的可用存储空间(Add_j、Len_j)，将存储空间(Add_j，Len_obj)分配给此新用户作为其用户存储空间，并得到新的可用存储空间((Add_j+Len_obj)，(Len_j-Len_obj))，如果Len_j＞Len_obj，并将原可用存储空间的记录(Add_j，Len_j)改写为((Add_j+Len_obj)，(Len_j-Len_obj))，否则删除原可用存储空间的记录(Add_j，Len_j)；

c.在存储空间分配成功后，输入新用户的用户名UID，系统将当前用户数改写为m₁+1，并将控制信息区中第m₁+1个用户单元分配给该用户，将UID、(Add_j，Len_obj)分别作为该用户的用户名、用户存储空间写入该用户单元，将该用户单元中的当前记录数置0，并允许用户输入一定的说明信息，也写入该用户单元；

d.当可分配存储空间的长度均小于Len_obj，或超过最多支持用户数(这里为12)时，用户存储空间分配失败，无法完成新用户的创建，系统将退出此次用户创建并给出相应的提示，用户可以根据提示选择删除用户或优化存储空间等操作；

e.用户创建成功后，将该用户存储空间(Add_j，Len_obj)中的第一个存储块设为用户UID的记录单元空间，每个记录单元占用1k的存储空间，最多可支持16条不同的记录。

上述的记录单元存储对应记录的记录基本信息，包括记录识别信息RID、可能的说明信息、记录所占用的存储空间(Add_rid，Len_rid)。

3.记录所检测的用户心电信号

假设一用户希望共享使用该便携式心电检测仪，以采集自身的一段心电信号。该用户首先应通过人机界面选择自己的用户名进入该检测仪，以记录采集数据；如果该用户是新用户，则需要返回至步骤2创建该用户。

不妨设该用户的用户名为UID，依据UID定位至控制信息区中的对应用户单元，确定其用户存储空间为(Add_uid，Len_uid)，相应确定该用户当前记录数为p₁，当前可分配给新的记录的存储空间为(Add_avl，Len_avl)。

当用户UID完成探头放置等心电采集准备工作时，通过人机界面启动心电数据的采集和记录，心电信号被采集、预处理后写入首地址为Add_avl的存储空间，同时实时更新该记录的存储长度Len_new并检查Len_new与Len_avl的差值，只有当Len_new不超过Len_avl时，继续前述记录过程直至停止，当Len_new等于Len_avl时，提示用户“存储空间已满，是否保存此次采集数据？”，如果用户放弃此次数据采集，系统将不作任何修改退出采集过程，但是新创建的用户将保留在系统中。

在成功完成此次采集过程后，将有如下改变：当前记录数为p₁+1，当前可分配给新的记录的存储空间为(Add_avl+Len_new，Len_avl-Len_new)；将该用户的第(p₁+1)个记录单元分配给该记录，并在该记录单元内写入该记录的识别信息RID、可能的说明信息、记录所占用的存储空间(Add_avl，Len_new)。

4.管理存储空间

在存储空间的管理中，通常提供下列几种基本操作：

1)用户记录的定位

为了支持用户在便携式心电检测仪中实现记录显示、导出和删除等操作，系统提供了相应的定位用户记录的途径。

假设用户UID需要定位其第q条记录RID，系统首先在控制信息区中对应用户UID的用户单元读出分配给用户UID的用户存储空间的首地址Add_uid，再读出在对应其第q条记录RID的记录单元中所存储的记录RID的存储空间(Add_rid，Len_rid)，从而完成该指定记录的定位。

2)用户记录的删除

在实际使用中，用户为了扩大可用空间往往需要删除一些不必要的记录，系统也提供了删除特定记录的途径。

假设用户UID需要删除其第q条记录RID，记录删除过程为：

a)系统根据上述记录定位过程，可以得到的相关信息有用户UID的当前记录数为p₁(p₁≥q)、当前可使用空间为(Add_avl，Len_avl)、待删除记录RID的存储空间为(Add_rid，Len_rid)；

b)如果待删除记录RID是用户UID现有记录中的最后一条记录(即q＝p₁)，直接跳转至步骤e；否则，

c)将待删除记录RID后的所有现有记录(即该用户的第q+1条记录至第p₁条记录)在存储空间中依次前移Len_rid；

d)将待删除记录RID后的所有现有记录所对应的记录单元依次前移1k字节(这里，一个记录单元占用1k字节)，并将这些记录单元中的记录存储首地址均减少Len_rid；

e)在控制信息区中对应用户UID的用户单元中，将当前记录数减为(p₁-1)，其当前可使用空间为(Add_avl-Len_rid，Len_avl+Len_rid)。

3)用户的删除

在实际使用中，一些用户可能较长时间不再参与便携式心电检测仪的共享使用，所以为了扩大可分配空间往往需要删除一些不必要的用户。一个用户被删除就意味着该用户的所有记录都将被删除。

假设需要删除用户UID，用户删除过程为：

a)系统通过读取控制信息区，可以得到的相关信息有系统当前用户数为m₁、该用户的所存储空间为(Add_uid，Len_uid)；

b)如果待删除用户UID是现有用户中的最后一个用户，直接跳转至步骤d；否则，

c)在主控信息区中，将待删除用户UID后的所有现有用户所对应的用户单元依次前移1k字节(这里，一个用户单元占用1k字节)；

d)在控制信息区中系统单元中，将当前用户数减为(m₁-1)，并增加一段可分配存储空间(Add_uid，Len_uid)。

5.存储空间的优化(可选)

经过多次存储空间的分配和回收后，系统中存在较多的存储碎片，这可能会影响系统的使用效率，所以往往需要通过数据迁移将多个无法分配的存储碎片组装成可供分配的连续存储空间，这样一个过程为存储空间的优化。

假设目前系统中现有M个用户，且第k个用户占用了存储空间(Add_k，Len_k)(1≤k≤M)；目前系统中有N个可分配空间(Add_j，Len_j)(1≤j≤N)。

a)将这(M+N)个存储空间按其首地址升序排列，即对于1≤k₁＜k₂≤M+N，有Add_k1＜Add_k2；

b)设n为系统中可分配空间的数目，其初值为N；

c)如果n＝1成立，跳转至步骤g；

d)在由所有存储空间构成的序列中找到第一个可分配存储空间(Add_i，Len_i)，并对其后续存储空间作不同处理；

e)如果其后续存储空间(Add_i+1，Len_i+1)为可分配空间，将这两个可分配存储空间合并为一个可分配存储空间(Add_i，Len_i+Len_i+1)并将n递减1，跳转至步骤c；

f)如果其后续存储空间(Add_i+1，Len_i+1)为分配给某个用户存储空间，将该用户存储空间前移Len_i，修改控制信息区中该用户单元内的用户存储空间首地址为Add_i，将该用户的各记录单元中各记录的存储首地址增加Len_i，并删除可分配存储空间(Add_i，Len_i)，增加新的可分配存储空间(Add_i+Len_i+1，Len_i)，跳转至步骤c；

g)结束优化过程。

用户使用时，在采集开始前，通过人机界面询问用户名，得到用户的输入和确认后，根据用户空间分配地址表，寻址到相应的存储区间，当采集开始后，自动把采集到的心电数据保存在该区间中，并建立该记录的存储信息。

当用户需要回放历史记录时，根据用户名和指定的记录，自动根据用户空间分配地址和记录存储信息查找相应的入口表项，在相应的存储空间中提取用户关注的心电数据历史记录。

在存储空间无法满足使用需要时，用户可以主动选择删除自己不必要的心电数据记录，也可以删除不需要的用户或优化存储空间，以释放占用的存储空间并提高存储空间的利用率。

通过本优选实施例可以看出，每位用户都能够独立保存和管理自己的心电记录，而不会因与其他用户的记录混叠而失效，另外通过记录与用户的删除以及存储空间的优化，使便携式心电检测仪的存储空间始终处于高效、可用的状态。由心电信号的一般性，显然所述技术方案可以推广至便携式生理参数检测设备。

Claims (8)

1.一种基于静态分配的便携式生理参数检测设备多用户实现方法，其特征在于，包括如下步骤：

a.划分与标识存储空间，并开辟控制信息区；

b.创建用户，并为其分配用户存储空间和记录单元空间；

c.将所检测的用户生理参数信息写入所述用户存储空间，并将该记录的信息写入对应用户的记录单元空间；

d.通过记录定位、记录删除和用户删除操作，管理存储空间。

2.如权利要求1所述的基于静态分配的便携式生理参数检测设备多用户实现方法，其特征是，所述的步骤a，具体为：将存储器划分成若干个可供分配的最小存储单元，每一个存储单元的首地址和大小都是固定的，这样就能通过一个首地址以及一定的偏移量访问所有存储单元；保留若干存储单元作为控制信息区，所述控制信息区包括一个系统单元和若干个等长的用户单元，所述系统单元用以存放可分配存储空间的信息和当前用户数，一个所述用户单元用以存放用户基本信息，所述用户基本信息至少包括用户识别信息、用户存储空间的位置及其使用信息、当前记录数。

3.如权利要求2所述的基于静态分配的便携式生理参数检测设备多用户实现方法，其特征是，所述的步骤b，具体为：为此创建用户分配一段存储空间作为其用户存储空间，改写所述系统单元内的可分配存储空间的信息和当前用户数，将所述控制信息区内第一个可用的用户单元分配给该用户并写入所述用户基本信息；分配若干存储单元作为该用户的记录单元空间，所述记录单元空间包含若干个等长的记录单元，一个所述记录单元用以存放记录基本信息，所述记录基本信息至少包括记录识别信息、该记录的存储位置。

4.如权利要求3所述的基于静态分配的便携式生理参数检测设备多用户实现方法，其特征是，在所述的用户存储空间分配中，根据所要检测的参数和时间估算所采集的信息量，分配存储空间；或者系统直接为每个新用户选定默认的分配空间长度；或者设置可供分配的存储空间的最小长度L_min和最大长度L_max，所述系统单元内的可分配存储空间中，只有长度大于等于最小长度L_min的可分配存储空间才能分配给新用户，而且分配给每个用户的存储空间的长度小于等于最大长度L_max。

5.如权利要求3所述的基于静态分配的便携式生理参数检测设备多用户实现方法，其特征是，在所述的记录单元空间分配中，预先指定或动态分配若干存储单元作为该用户的记录单元空间，若采用动态分配方式，则在该用户的所述用户基本信息中增加该记录单元空间的存储位置或首地址。

6.如权利要求1所述的基于静态分配的便携式生理参数检测设备多用户实现方法，其特征是，所述的步骤c，具体为：用户共享使用便携式生理参数检测设备时，先使用自己账号登录系统再进行数据采集，如果是新用户，则应返回步骤b创建该用户；所采集的数据从该用户的用户存储空间内的可用存储空间的起始位置开始存储；采集数据的存储过程结束时，更新对应该用户的所述用户存储空间的使用信息和当前记录数，将对应该用户的第一个可用的记录单元分配给该记录，生成该记录的记录基本信息并将其写入该记录单元；在存储采集数据的过程中，检查该用户的用户存储空间的边界，当达到该边界时即该用户存储空间使用完毕时，停止数据存储，并提示用户其用户存储空间已满。

7.如权利要求2所述的基于静态分配的便携式生理参数检测设备多用户实现方法，其特征是，所述的步骤d中的记录定位、记录删除和用户删除，具体为：

记录定位操作：首先根据该记录所属的用户所对应的用户单元，再进一步确定对应该记录的记录单元，并依据该记录单元中的记录基本信息确定该记录的存储位置；

记录删除操作：若需要删除某条记录，首先定位该记录，然后将该用户存储空间中的该记录后面的各条记录依次前移，以与各自的前一条记录相邻，将这些前移记录所对应的记录单元依次前移一个记录单元并修改该记录的存储位置，并修改对应该用户的所述用户单元中的用户存储空间使用信息和当前记录数；

用户删除操作：若需要删除某个用户，则该用户的所有记录同时被删除，将该用户的用户存储空间作为可分配空间记录到所述系统单元，并修改所述系统单元的当前用户数；若该用户的记录单元空间在所分配存储空间外动态分配，则将该记录单元空间作为可分配空间记录到所述系统单元；将所述控制信息区中该用户所对应的用户单元后面的各用户单元依次前移一个用户单元。

8.如权利要求1所述的基于静态分配的便携式生理参数检测设备多用户实现方法，其特征是，对于支持检测多个生理参数的便携式生理参数检测设备，增加生理参数的基本信息，包括生理参数识别信息、存储位置，实现多用户、多生理参数记录的存储和记录操作。