CN103315723A - 插件式监护仪数据传输结构和插件式监护仪 - Google Patents

Abstract

一种插件式监护仪数据传输结构，外部总线将各插件模块发送的上传数据传输至总线桥的实时数据传输接口汇总后，再经内部总线传输至主控模块。主控模块发送的下传数据由内部总线传输至总线桥的实时数据传输接口，下传控制芯片控制外部总线将下传数据传输至对应的插件模块。由于内部总线的传输速率高于外部总线的传输速率，当多个插件模块与主控模块进行数据通信时，内部总线可将多个上传数据同时传输至主控模块，也能将主控模块发送的多个下传数据传输至总线桥，实现了多个插件模块同时与主控模块进行实时数据传输。此外，本发明还提供了一种插件式监护仪。

Description

插件式监护仪数据传输结构和插件式监护仪

技术领域

本发明涉及一种监护仪，特别是涉及一种插件式监护仪数据传输结构和插件式监护仪。

背景技术

监护仪是一种以测量和控制病人生理参数的装置或系统，连续监护病人的生理参数，检出变化趋势，指出临危情况，供医生应急处理和进行治疗的依据，使并发症减到最少达到缓解并消除病情的目的。监护仪的用途除测量和监护生理参数外，还包括监视和处理用药及手术前后的状况。插件式监护仪由于各插件模块可插拔，可实现功能拓展和升级而得到广泛使用。

传统的插件监护仪采用的是串口方式通讯，各个插件模块将数据发送至转发板汇总，再以串口方式发送到主机MCU（Micro Control Unit，微控制单元）。由于串口的数据传输率一般比较低（串口的数据传输率越高误码率越高），无法实现多个插件模块同时与主机MCU进行实时数据传输。

发明内容

基于此，有必要提供一种可实现多个插件模块同时与主控模块进行实时数据传输的插件式监护仪数据传输结构和插件式监护仪。

一种插件式监护仪数据传输结构，包括：外部总线，包括下传控制芯片，所述外部总线与插件式监护仪的若干个插件模块连接，传输所述插件模块发送的上传数据；所述下传控制芯片控制所述外部总线将下传数据传输至对应的插件模块；总线桥，包括连接所述外部总线的实时数据传输接口，所述总线桥通过所述实时数据传输接口接收所述上传数据，并发送所述下传数据至所述外部总线；内部总线，连接所述插件式监护仪的主控模块，并通过所述实时数据传输接口与所述外部总线连接；将所述总线桥接收的所述上传数据传输至所述主控模块，并传输所述主控模块发送的所述下传数据至所述总线桥；所述内部总线的数据传输率高于所述外部总线的数据传输率。

在其中一个实施例中，所述实时数据传输接口为串行外设接口。

在其中一个实施例中，所述串行外设接口为直接内存存取模式的串行外设接口。

在其中一个实施例中，所述总线桥包括批量数据传输接口，所述批量数据传输接口通过所述内部总线与所述主控模块连接。

在其中一个实施例中，所述批量数据传输接口为通用串行总线接口。

在其中一个实施例中，所述外部总线通过串口与所述插件模块连接。

一种插件式监护仪，包括主控模块和若干个插件模块，还包括上述任意一种插件式监护仪数据传输结构。

在其中一个实施例中，所述插件模块包括心电监控模块、呼吸监控模块、无创血压监控模块、血氧饱和度监控模块、脉搏监控模块和体温监控模块中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述插件式监护仪还包括连接所述主控模块的显示屏，所述主控模块根据所述上传数据绘制生理波形，并将所述生理波形发送至所述显示屏显示。

在其中一个实施例中，所述显示屏为液晶显示屏。

上述插件式监护仪数据传输结构及插件式监护仪，外部总线将各插件模块发送的上传数据传输至总线桥的实时数据传输接口汇总后，再经内部总线传输至主控模块。主控模块发送的下传数据由内部总线传输至总线桥的实时数据传输接口，下传控制芯片控制外部总线将下传数据传输至对应的插件模块。由于内部总线的传输速率高于外部总线的传输速率，当多个插件模块与主控模块进行数据通信时，内部总线可将多个上传数据同时传输至主控模块，也能将主控模块发送的多个下传数据传输至总线桥，实现了多个插件模块同时与主控模块进行实时数据传输。

附图说明

图1为一实施例中插件式监护仪数据传输结构的结构图；

图2为另一实施例中插件式监护仪数据传输结构的结构图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一种插件式监护仪数据传输结构，如图1所示，包括外部总线110、总线桥120和内部总线130。

外部总线110包括下传控制芯片，外部总线110与插件式监护仪的若干个插件模块200连接，传输插件模块200发送的上传数据；下传控制芯片控制外部总线110将下传数据传输至对应的插件模块200，下传控制芯片即是对各插件模块200进行地址管理。

本实施例中外部总线110可通过串口与各插件模块200连接，数据传输可靠性高，且结构简单，支持热插拔，操作方便快捷、成本低。在其他实施例中，外部总线110也可通过其他接口与插件模块200连接。本实施例中下传控制芯片具体可采用LM3S系列或LM4F系列的芯片，成本低、性价比高。在其他实施例中，下传控制芯片也可采用STM32F1、LPC11等系列的芯片。

总线桥120包括连接外部总线110的实时数据传输接口122，总线桥120通过实时数据传输接口122接收上传数据，并发送下传数据至外部总线110。

内部总线130连接插件式监护仪的主控模块300，并通过实时数据传输接口122与外部总线110连接；内部总线130用于将总线桥120接收的上传数据传输至主控模块300，并传输主控模块300发送的下传数据至总线桥120。主控模块300通过内部总线130实现数据运算处理和高速绘图等程序处理。内部总线130的数据传输率高于外部总线110的数据传输率。可以理解，上传数据和下传数据可以是一种，也可以有多种。

其中，实时数据传输接口122可以是SPI（Serial Peripheral interface，串行外设接口），支持全双工操作，且操作简单、数据传输速率高，数据传输率可以达到二十兆位以上，满足实时数据的传输要求。本实施例中SPI接口可为DMA（Direct Memory Access，直接内存存取）模式的SPI接口，SPI接口在传输上传数据和下传数据时不需要通过主控模块300进行控制，可减轻主控模块300负担，提高主控模块300执行应用程序的效率，如提高前述数据运算处理和高速绘图的效率。在其他实施例中，SPI接口也可用USB（Universal Serial BUS，通用串行总线）、IEEE1394、IIC、PCIe等接口代替。

插件模块200可以包括心电监控模块、呼吸监控模块、无创血压监控模块、血氧饱和度监控模块、脉搏监控模块和体温监控模块中的至少一种，也可以包括打印机或其他插件设备。以插件式监护仪监控心电信号和体温信号并打印心电波形和体温波形为例，心电监控模块将采集到的病人心电信号进行模数处理得到心电数据，并将心电数据作为上传数据通过外部总线110传输至总线桥120的实时数据传输接口122，体温监控模块将采集到的病人体温信号进行模数处理得到体温数据，并将体温数据作为上传数据通过外部总线110传输至总线桥120的实时数据传输接口122，心电数据和体温数据在实时数据传输接口122汇总后经内部总线130传输至主控模块300。主控模块300根据心电数据绘制心电波形，根据体温数据绘制体温波形，然后将心电波形和体温波形作为下传数据，经内部总线130发送至总线桥120的实时数据传输接口122，下传控制芯片控制外部总线110将心电波形和体温波形发送至打印机打印。可以理解，心电数据和体温数据的上传，以及心电波形和体温波形的下传均为实时数据传输，心电监控模块和体温监控模块将转换得到的心电数据和体温数据实时上传到主控模块300，主控模块300根据接收到的心电数据和体温数据绘制心电波形和体温波形，并实时下传至打印机打印。

上述插件式监护仪数据传输结构，外部总线110将各插件模块200发送的上传数据传输至总线桥120的实时数据传输接口122汇总后，再经内部总线130传输至主控模块300。主控模块300发送的下传数据由内部总线130传输至总线桥120的实时数据传输接口122，下传控制芯片控制外部总线110将下传数据传输至对应的插件模块200。由于内部总线130的传输速率高于外部总线110的传输速率，当多个插件模块200与主控模块300进行数据通信时，内部总线130可将多个上传数据同时传输至主控模块300，也能将主控模块300发送的多个下传数据传输至总线桥120，实现了多个插件模块200同时与主控模块300进行实时数据传输。

在其中一个实施例中，如图2所示，总线桥120可包括批量数据传输接口124，批量数据传输接口124通过内部总线130与主控模块300连接。当插件式监护仪需要与其他设备进行批量数据转移，如病人的趋势数据，全息波形数据等数据的转移时，可将需要进行数据转移的设备与批量数据传输接口124连接，通过内部总线130转移批量数据至主控模块300，或接收主控模块300发送的批量数据，以实现大数据量数据的批量传输。本实施例中批量数据传输接口124可为USB接口，传输速度快且支持热插拔，使用方便快捷。USB接口符合1.1标准，数据传输速率达到十二兆位，以实现批量数据的传输，可满足几兆字节到几十兆字节的病例文件等数据的转移。在其他实施例中，USB接口也可用IEEE1394、SATA（Serial Advanced Technology Attachment，串行高级技术附件）、SCSI（Small Computer System Interface，小型计算机系统接口）等接口代替。

本发明还提供了一种插件式监护仪，包括主控模块和若干个插件模块，还包括上述插件式监护仪数据传输结构。插件模块可包括心电监控模块、呼吸监控模块、无创血压监控模块、血氧饱和度监控模块、脉搏监控模块和体温监控模块中的至少一种，也可以包括打印机或其他插件设备。

上述插件式监护仪，外部总线将各插件模块发送的上传数据传输至总线桥的实时数据传输接口汇总后，再经内部总线传输至主控模块。主控模块发送的下传数据由内部总线传输至总线桥的实时数据传输接口，下传控制芯片控制外部总线将下传数据传输至对应的插件模块。由于内部总线的传输速率高于外部总线的传输速率，当多个插件模块与主控模块进行数据通信时，内部总线可将多个上传数据同时传输至主控模块，也能将主控模块发送的多个下传数据传输至总线桥，实现了多个插件模块同时与主控模块进行实时数据传输。

在其中一个实施例中，插件式监护仪还可包括连接主控模块的显示屏，主控模块根据上传数据绘制生理波形，并将生理波形发送至显示屏显示。上传数据可以是心电数据、呼吸数据、无创血压数据、血氧饱和度数据、脉搏数据或体温数据等，对应地，生理波形可以是心电波形、呼吸波形、无创血压波形、血氧饱和度波形、脉搏波形或体温波形等。通过显示屏实时显示根据上传数据绘制的生理波形，便于用户对生理波形进行观察，当生理波形出现异常时可及时发现。本实施例中显示屏为液晶显示屏，清晰度高、响应时间短、低功耗、低辐射，便于清楚、快速地显示生理波形，还可降低使用成本。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种插件式监护仪数据传输结构，其特征在于，包括：

外部总线，包括下传控制芯片，所述外部总线与插件式监护仪的若干个插件模块连接，传输所述插件模块发送的上传数据；所述下传控制芯片控制所述外部总线将下传数据传输至对应的插件模块；

总线桥，包括连接所述外部总线的实时数据传输接口，所述总线桥通过所述实时数据传输接口接收所述上传数据，并发送所述下传数据至所述外部总线；

内部总线，连接所述插件式监护仪的主控模块，并通过所述实时数据传输接口与所述外部总线连接；将所述总线桥接收的所述上传数据传输至所述主控模块，并传输所述主控模块发送的所述下传数据至所述总线桥；

所述内部总线的数据传输率高于所述外部总线的数据传输率。

2.根据权利要求1所述的插件式监护仪数据传输结构，其特征在于，所述实时数据传输接口为串行外设接口。

3.根据权利要求2所述的插件式监护仪数据传输结构，其特征在于，所述串行外设接口为直接内存存取模式的串行外设接口。

4.根据权利要求1所述的插件式监护仪数据传输结构，其特征在于，所述总线桥包括批量数据传输接口，所述批量数据传输接口通过所述内部总线与所述主控模块连接。

5.根据权利要求4所述的插件式监护仪数据传输结构，其特征在于，所述批量数据传输接口为通用串行总线接口。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的插件式监护仪数据传输结构，其特征在于，所述外部总线通过串口与所述插件模块连接。

7.一种插件式监护仪，包括主控模块和若干个插件模块，其特征在于，还包括如权利要求1至6任意一项所述的插件式监护仪数据传输结构。

8.根据权利要求7所述的插件式监护仪，其特征在于，所述插件模块包括心电监控模块、呼吸监控模块、无创血压监控模块、血氧饱和度监控模块、脉搏监控模块和体温监控模块中的至少一种。

9.根据权利要求7所述的插件式监护仪，其特征在于，还包括连接所述主控模块的显示屏，所述主控模块根据所述上传数据绘制生理波形，并将所述生理波形发送至所述显示屏显示。

10.根据权利要求9所述的插件式监护仪，其特征在于，所述显示屏为液晶显示屏。

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