CN101340447B - 基于sip协议的医疗互动咨询系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种实现基于SIP协议的医疗互动咨询系统，该系统包括了音视频信息采集模块、用户身份信息采集模块、网络服务模块、用户身份信息认证模块、求与在线控制模块、整合模块、负载均衡模块以及质量控制模块。通过各个模块之间的协作，病人足不出户便能进行高质量的、实时的、互动的医疗咨询。

Description

基于SIP协议的医疗互动咨询系统

技术领域

本发明主要涉及数字家庭网络技术领域以及多媒体技术领域，在语音与视频交互方面特别涉及到SIP(Session Initiation Protocol)协议。 

技术背景 

由于互联网及其他科技的进步，数字家庭工程日益深入人们的生活。在未来的几年中，数字电视与数字机顶盒等数字家电设施会更广泛地进入人民群众的家中。与此同时，随着社会的进步和经济的快速增长，人们对医疗和保健的要求在不断提高。当病人对自己的健康情况有疑问时，病人需要询问医生。但对于很多行动不便的病人来说，直接到医院去获得医生的咨询意见是一件低效率和不方便的事情。因此，设计一种适用数字家庭的，使病人足不出户便能够向医生询问自己病情的医疗互动咨询系统能够方便病人，节省病人时间。 

SIP(Session Initiation Protocol，会话发起协议)是由IETF(Internet工程任务组)提出的IP电话信令协议。它的主要目的是为了解决IP网中的信令控制，以及同软交换的通信，从而构成下一代的增值业务平台，对电信，银行，金融等行业提供更好的增值业务。SIP借鉴了其他Internet标准和协议的设计思想，有其突出的优点。首先，它是基于文本的协议，而不同于H.323等采用基于ASN.1和 压缩编码规则的二进制方法表示其消息，因此，SIP对以文本形式表示的消息的词法和语法分析就比较简单。其次，SIP会话请求过程和媒体协商过程等是一起进行的，因此呼叫建立时间短，而在H.323中呼叫建立过程和进行媒体参数等协商的信令控制过程是分开进行的。再次，H.323为实现补充业务定义了专门的协议，如H.450.1、H.450.2和H.450.3等，而SIP只要充分利用已定义的头域，必要时对头域进行简单扩展就能很方便地支持补充业务或智能业务。最后，H.323进行集中、层次式控制。尽管集中控制便于管理(如便于计费和带宽管理等)，但是用于控制大型会议电话时，H.323中执行会议控制功能的多点控制单元很可能成为瓶颈。而SIP类似于其他的Internet协议，设计上就为分布式的呼叫模型服务的，具有分布式的组播功能。 

今天，越来越多的运营商、CLEC(竞争本地运营商)和ITSP(IP电话服务商)都在提供基于SIP的服务，如市话和长途电话技术、在线信息和即时消息、IP Centrex/Hosted PBX、语音短信、push-to-talk(按键通话)、多媒体会议等等。独立软件供应商(ISV)正在开发新的开发工具，用来为运营商网络构建基于SIP的应用程序以及SIP软件。网络设备供应商(NEV)正在开发支持SIP信令和服务的硬件。现在，有众多IP电话、用户代理、网络代理服务器、VOIP网关、媒体服务器和应用服务器都在使用SIP。SIP从类似的权威协议-如Web超文本传输协议(HTTP)格式化协议以及简单邮件传输协议(SMTP)电子邮件协议-演变而来并且发展成为一 个功能强大的新标准。 

本系统的音视频交互协议采用SIP基于二点理由：一是SIP一种被广泛应用并成为音视频交互行业标准的信令控制协议；二是SIP是应用层协议，因此应用的兼容性好。 

发明内容

本发明的目的在提出了一种使病人足不出户便向医生询问病情的基于SIP协议的医疗互动咨询系统。 

该系统包括了音视频信息采集模块、用户身份信息采集模块、用户身份信息认证模块、网络服务模块、请求与在线控制模块、负载均衡模块、整合模块以及质量控制模块。 

所述音视频信息采集模块负责在医院端和病人家中的相关数字设备端采集音视频信息。并将采集到的信息供底层程序调用，本模块调用音频设备和视频设备的驱动程序接口获取相关设备的输出信息。 

所述的用户身份信息采集模块采集存储在存有用户身份信息的智能卡上的用户信息，将采集到的信息供底层程序调用。本模块根据智能卡的内部数据格式和数据标准获取存储在智能卡上的用户身份信息。 

所述的用户身份信息认证模块将首先通过网络获取上述用户信息采集模块获取的用户身份信息，再根据获取的用户身份信息的特定字段查询存储用户身份信息的应用器，从而根据查询到结果来判断用户身份的真伪。 

所述的请求与在线控制模块根据系统网络资源在线咨询病人人 数，给每个在线咨询病人占有一定的网络带宽保证其咨询过程中的语音视频质量。本模块的另外一个功能是，防止恶意用户频繁的身份识别带来的系统超负荷问题，模块识别每个在线的或正在进行身份识别请求的用户，记录进行恶意身份识别用户的用户信息，将此类用户的信息发送往相应的安全中心。 

所述的负载均衡模块根据当前在线用户数量给每个应用服务器的分配合理的负荷，本模块避免了个别应用服务器的负担过重或过轻的情况出现，提高了系统整体的承受能力。 

所述的质量控制模块保证每个在线用户的语音和视频质量达到要求。本模块给每个在线咨询用户分布一定的网络带宽，当在线用户的数量逐渐增加而使网络资源出现紧张局面时，模块通知上述的请求与在线控制模块，请求与在线控制模块限制请求用户进入咨询状况。 

本发明与以往技术相比有以下优点： 

(1)要求的设备普通简单，利用一般病人家中的数字电视、数字机顶盒以及简单音视设备便可使病人足不出户获取医生关于自己病情的咨询。 

(2)系统的实用性强，社会价值高。医疗互动咨询关系到千千万万病人的需要和福祉。系统的成功运作可使无数病人足不出户便可获得关于自己病情的医疗咨询。 

附图说明

图1为本发明的结构示意图； 

图2为本发明应用于网络上的示意图。 

图3是病人在本系统中进行咨询的流程图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。 

图1是本发明的结构示意图，图2为本发明应用于网络上的示意图。图3是病人在本系统中进行咨询的流程图。本系统由音视频信息采集模块、用户身份信息采集模块、网络服务模块、用户身份信息认证模块、请求与在线控制模块、负载均衡模块、及质量控制模块以及整合模块组成。 

音视频信息采集模块分别布置在病人家中的数字机顶盒和医院方面向病人在线咨询的终端中，音视频信息采集模块调用摄像头、麦克风驱动程序提供的接口获取摄像头和麦克风的音视频数据，将数据发送往网络服务模块。 

网络服务模块也别布置在病人家中的数字机顶盒和医院方面向病人在线咨询的终端中。发送数据时，网络服务模块将音视频信息采集模块发送的数据进行转换和封装，以符合数字机顶盒数据格式的方式发送往数字机顶盒；接收数据时，网络服务模块接收数字机顶盒的数据，按照预定的数据格式解析和转换数据供播放器使用。 

用户信息认证模块检测并判断每个用户认证请求，对于每个用户认证，用户信息认证模块根据用户认证请求包含的用户关键字段查询存储应用服务器中的用户信息，再根据查询结果判断用户身份的真伪    和合法性。用户信息谁模块还判别并记录跟踪恶意用户，将恶意用户    的身份和地址信息发往安全中心。 

质量控制模块布置在应用服务器上，质量控制模块实时监视系统网络资源占用情况并跟踪每个用户占用的网络资源情况，根据每个用户的实际需要分配一定的网络资源，确保每个用户咨询过程的音视频的稳定和高质量。 

负载均衡模块采用最少连接数均衡(Least Connection)算法，客户端的每一次请求服务在服务器停留的时间可能会有较大的差异，随着工作时间加长，如果采用简单的轮询或随机均衡算法，每一台服务器上的连接进程可能会产生极大的不同，并没有达到真正的负载均衡。最少连接数均衡算法对内部中需负载的每一台服务器都有一个数据记录，记录当前该服务器正在处理的连接数量，当有新的服务连接请求时，将把当前请求分配给连接数最少的服务器，使均衡更加符合实际情况，负载更加均衡。由于考虑到了内部服务器的处理能力及当前网络运行状况，所以此种均衡算法相对来说更加精确，也是互动咨询系统的最佳选择。 

请求与在线控制模块监视检测在线用户的数量，并根据系统网络的使用情况决定请求用户是否能够进入系统中进行在线状态。本模块与质量控制模块是密切相关的。一方面，质量控制模块需要从请求与在线控制模块中获得当前在线用户数量、各用户信息以及系统网络的使用情况进行相应的质量控制；另一方面，请求与在线控制模块需要根据质量控制模块的质量要求信息来控制在线用户的数量和是否允许新请求用户进入系统中。在工作的过程中，二个模块实时地交换信息，维持系统的稳定、高性能地运行。 

病人进入在线咨询的流程图如图3所示，首先病人通过刷卡表明身份信息。在系统验证病人的身份之后，病人选择目标医院，如果该医院设有动态咨询项目的话，病人选择相应的医生。病人确定医生后，系统提示病人咨询费用。如果病人接受费用并且系统的资源允许再增加一个病人进入咨询，用户便可进入在线咨询状态，与医生面对面进行互动咨询。 

Claims (9)

1.一种实现基于SIP协议的医疗互动咨询系统，其特征在于设置有如下模块：

采集病人和医生的语音与视频信息的音视频信息采集模块；

采集病人身份信息的用户身份信息采集模块；

负责数据转换与网络传输的网络服务模块；

判断和分析病人身份信息的用户身份信息认证模块；

控制病人咨询请求数量和在线咨询数量的请求与在线控制模块；

基于系统网络资源对病人与医生的音频流和视频流进行平衡的负载均衡模块；

基于系统网络资源和在线病人和医生的数量，保证病人与医生在双方互动咨询过程中音视频清晰与流畅的质量控制模块；

将音视频信息重组整合并发送到播放终端的整合模块；

音视频信息采集模块、网络服务模块均布置在病人家中的数字机顶盒和医院端终端；质量控制模块从请求与在线控制模块中获得当前在线用户数量、各用户信息以及系统网络的使用情况进行相应的质量控制，请求与在线控制模块根据质量控制模块的质量要求信息控制在线用户的数量和是否允许新请求用户进入系统。

2.根据权利要求1所述的基于SIP协议的医疗互动咨询系统，其特征在于音视频的交互协议采用SIP协议。

3.根据权利要求1所述的基于SIP协议的医疗互动咨询系统，其特征在于采集病人音视频信息的硬件设施为麦克风、摄像头，并与位于病人家中的数字机顶盒相连接。

4.根据权利要求1所述的基于SIP协议的医疗互动咨询系统，其特征在于网络服务模块负责数据转换与网络传输。

5.根据权利要求1所述的基于SIP协议的医疗互动咨询系统，其特征在于用户身份信息采集模块布置在位于病人家里的数字机顶盒中。

6.根据权利要求1所述的基于SIP协议的医疗互动咨询系统，其特征在于用户身份信息认证模块布置在系统的应用服务器中。

7.根据权利要求1所述的基于SIP协议的医疗互动咨询系统，其特征在于请求与在线控制模块根据系统网络资源的承受能力控制在线用户的数量，防止并检测恶意请求，避免系统网络因大量的请求而瘫痪。

8.根据权利要求1所述的基于SIP协议的医疗互动咨询系统，其特征在于负载均衡模块将病人的请求均衡地分配到各个应用服务器中。

9.根据权利要求1所述的基于SIP协议的医疗互动咨询系统，其特征在于质量控制模块在基于系统网络资源的基础上，为了保证病人咨询过程中的语音和视频质量，给建立起连接的病人分配足够的网络资源。

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