CN103794091B - 基于dsp的心肺语音听诊训练多路播放装置的实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种涉及基于DSP的心肺语音听诊训练多路播放装置的实现方法，属于医疗电子心肺语音模拟听诊领域；该装置的硬件平台包括PC通信部分、主控部分、D/A转换部分、运放及外放部分；PC通信部分完成PC机和DSP之间的通信信令或音频数据的传输；主控部分主要完成信令的解析、音频数据解密、音频数据的存储；D/A转换部分完成音频数据的数模转换；运放及外放完成对音频的滤波及放大；该方法具有音源的保密性强、安全性、升级性高等优点，并且可更换更多的病例类型声音；同时，本方法使装置本身的灵活性更高，外设通信模式有两种，而且速率可选择。

Description

基于DSP的心肺语音听诊训练多路播放装置的实现方法
技术领域
本发明属于医疗电子心肺语音模拟听诊领域，具体涉及基于DSP的心肺语音听诊训练多路播放装置的实现方法。
技术背景
近年来基于医疗的严峻现状，医学院的教学性能不断削弱；医院对医生的要求又不断提高，学校教育与医院要求出现脱节。社会的发展，医疗体制的改革，媒体的宣传，民众的法律意识大大加强，一系列医疗法规的出台，进一步明确了病人的各项权益。病人，这一以往传统医学教学的主体更多的选择拒绝配合教学工作。而近年来医疗纠纷的增多与医患关系的紧张，出于自身利益的考虑，医院的教学性能不断削弱。医学院校在临床医学教育中的常规模式是理论教学+单项技能训练+见习+临床实习。但由于种种原因，见习不能有效开展，从而使得医学院学生实践能力的缺失。基于以上现实情况，医学院校的教学尴尬局面迫切需要改变，形成了新的教学实践模式理论教学+单项技能训练+模拟教学+临床实习。模拟教学，通过模型人的方式再现临床医学的工作场景，为学习者提供了一个无风险学习临床知识和技能的条件和环境。现如今医疗教学市场的心肺音听诊训练装置在同一时间只能听诊一路声音的播放且只是通过切换方式来播放其它类型声音，并不能符合人体真实的心肺音活动。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种基于DSP的心肺语音听诊训练多路播放装置的实现方法，该方法具有音源的保密性强、安全性、升级性高等优点，并且可更换更多的病例类型声音；同时，本方法使装置本身的灵活性更高，外设通信模式有两种，而且速率可选择。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为一种基于DSP的心肺语音听诊训练多路播放装置的实现方法，该装置的硬件平台包括PC通信部分、主控部分、D/A转换部分、运放及外放部分；PC通信部分完成PC机和DSP之间的通信信令或音频数据的传输；主控部分主要完成信令的解析、音频数据解密、音频数据的存储；D/A转换部分完成音频数据的数模转换；运放及外放完成对音频的滤波及放大。
为了正确的传输音频文件，本发明采用了自定义协议，该协议包括PC机传给下位机的控制指令协议和下位机上传给PC机的反馈指令协议；为了标志出协议指令的正确性，规定协议指令的开始标志为0xaa，结束标志为0xbb。
PC机传给下位机的协议如下：
1、aa 01 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c 0d 0e 0f 10 bb
此命令代表重新配置所有通道命令(20个字节)，aa bb代表通信协议的开始和末尾(所有协议均全部相同)，01 00代表命令的种类，01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b0c 0d 0e 0f 10由低到高的顺序代表16个通道每个通道将要配置的音频文件的名字ID号，这些音频文件可从SD卡中读取也可从PC中下载。
2、aa 01 11 01 00 00 00 bb
此命令代表配置某个通道的命令，第四字节01代表所配置的第几个通道(一共16个通道)。第五字节至第七字节00 00 00代表所将要配置文件的大小，例如某文件是375KB所拥有的字节数为384090bytes(0x5DC5A)，将要配置的通道为08 aa 01 11 08 5A DC 05bb或某文件1.09M大小，
所拥有的字节数为1152052bytes(0x 119434)
aa 01 11 08 34 94 11 bb
所以配置单个通道中文件的大小最大为0xffffffbytes，约为15M大小。同样此命令也是下位机回馈给上位机下位机实际接收的数据多少的命令。
3、aa 07 00/11 bb
此命令代表重新配置某个通道选择命令，aa 07 00 bb表示下位机不用重新配置此通道的音频，aa 07 11 bb表示下位机需要重新配置此通道。
4、aa 02 01/00 bb
此命令代表停止/播放命令，aa 02 01 bb代表播放命令，aa 02 00 bb代表停止命令。
5、aa 06 39 bb
此命令代表声音大小选择命令，第三字节代表音量的大小选择，这部分值越大音量越小。
6、aa 04 01 bb
此命令代表测试下位机是否正常命令。
同样下位机传给PC的反馈指令协议如下
aa 11 01 bb 重新配置反馈正常指令
aa 12 03 bb 配置某通道下位机准备好反馈命令
aa 1a 01 bb 播放/停止正常反馈命令
aa 16 03 bb 音量配置成功反馈命令
aa 13 01 bb 下位机配置完所有通道成功命令
aa 14 01 bb 下位机正常反馈命令
aa 19 01 bb 初始化成功命令
如图1所示，根据此协议，本发明的工作流程如下，
S1下位机的初始化；初始化包括DSP外设口串口(UART)、串行数据口(SPORT)、可移动外设存储接口(RSI)、串行通信口(SPI)、外部总线接口单元(EBIU)、D/A转换(AD1934)的初始化、USB通信芯片的初始化；初始化成功后给上位机发送初始化成功命令。
S2假若PC机给下位机发送16通道重新配置指令，下位机准备好便反馈给上位机指令aa 11 01 bb。
PC机就要按顺序配置16通道的音频，先发第一通道的声音，发送配置确定通道的命令，指定了通道文件的大小；下位机就可反馈确定通道准备好指令aa 12 03 bb，PC机便可发送音频文件，音频文件由DSP接收先存于SDRAM中，下位机接收成功后会给上位机反馈DSP此通道实际接收文件大小的命令；DSP可根据此文件大小对比先前发送的通道配置命令，假若接收数据正常，下位机会给上位机发送通道配置成功命令；假若接收的多，下位机给上位机发送是否重新配置此通道的命令，等待上位机的反馈是否重新配置此通道，若不用配置则可默认此通道文件正确，若需要重新配置则重新配置此通道；假若下位机接收的少，下位机给上位机发送下位机实际接收数据量大小命令，等待上位机补发余下的数据信息；如此循环16个通道重复就可完成下位机所有通道的声音配置；等所有通道配置完毕，下位机会给上位机发送配置完所有的通道命令。
S3上位机根据配置完所有通道命令，可决定下位机是否播放病例声音，给下位机发送播放命令。
S4练习者可根据声音的大小发送声音大小的控制命令。
S5上位机也可随时发送下位机是否正常指令，测试下位机是否正常工作。
经过以上控制方法及指令的操作便可实现对下位机的病例类型声音的播放控制，最终实现16通道声音的播放。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果。
1、音源的保密性强、安全性高，在SD卡里存储的音频都是已经加密的，所有的加密音频在DSP读取时，都要先解密才能播放。
2、多通道声音的同时播放，最多可实现16路声音的同时播放，会更加接近人体的真实心肺音活动。
3、升级性高，可更换更多的病例类型的声音。存储音频的文件是SDHC卡，现在市场上流行的SDHC卡最大可达32G。当有新的病例类型的声音需要加入时，在SD卡里面存储新的声源即可；亦可通过USB通信下载播放PC机中的音频文件。
4、灵活性更高，外设通信模式两种，而且速率可选择。和PC连接可组成单机版，和其他WIFI模块连接可组成网络版，满足教学的多种用途。
附图说明
图1为DSP工作流程。
图2为硬件平台设计框图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
如图2所示，根据此通信协议以及相关的指标，该装置的硬件平台包括PC通信部分、主控部分、D/A转换部分、运放及外放部分；PC通信部分完成PC机和下位机DSP的通信信令或音频数据的传输；主控部分主要完成信令的解析、音频数据解密、音频数据的存储；D/A转换部分完成音频数据的数模转换；运放及外放完成对音频的滤波及放大。
实施方法如下，S1下位机的初始化；初始化包括DSP外设口串口(UART)、串行数据口(SPORT)、可移动外设存储接口(RSI)、串行通信口(SPI)、外部总线接口单元(EBIU)、D/A转换(AD1934)的初始化、USB通信芯片的初始化；初始化成功后给上位机发送初始化成功命令；
S2假若PC机给下位机发送16通道重新配置指令，下位机准备好便反馈给上位机指令aa 11 01 bb；PC机就要按顺序配置16通道的音频，比如先发第一通道的声音，发送配置确定通道的命令，指定了通道文件的大小；下位机就可反馈确定通道准备好指令aa 12 03bb，PC机便可发送音频文件，音频文件由DSP接收先存于SDRAM中，下位机接收成功后会给上位机反馈DSP此通道实际接收文件大小的命令；DSP可根据此文件大小对比先前发送的通道配置命令，假若接收数据正常，下位机会给上位机发送通道配置成功命令；假若接收的多，下位机给上位机发送是否重新配置此通道的命令，等待上位机的反馈是否重新配置此通道，若不用配置则可默认此通道文件正确，若需要重新配置则重新配置此通道；假若下位机接收的少，下位机给上位机发送下位机实际接收数据量大小命令，等待上位机补发余下的数据信息。如此循环16个通道重复就可完成下位机所有通道的声音配置。等所有通道配置完毕，下位机会给上位机发送配置完所有的通道命令。
S3上位机根据配置完所有通道命令可决定下位机是否播放病例声音，给下位机发送播放命令。
S4学生可根据声音的大小发送声音大小的控制命令。
S5上位机也可随时发送下位机是否正常指令，测试下位机是否正常工作。
经过以上控制方法及指令的操作便可实现对下位机的病例类型声音的播放控制，最终实现16通道声音的播放。

Claims (3)

1.一种基于DSP的心肺语音听诊训练多路播放装置的实现方法，其特征在于：该装置的硬件平台包括PC通信部分、主控部分、D/A转换部分、运放及外放部分；PC通信部分完成PC机和DSP之间的通信信令或音频数据的传输；主控部分完成信令的解析、音频数据解密、音频数据的存储；D/A转换部分完成音频数据的数模转换；运放及外放部分完成对音频的滤波及放大；
依据自定义协议，该方法的实施步骤如下，
S1下位机的初始化；初始化包括DSP外设口串口、串行数据口、可移动外设存储接口、串行通信口、外部总线接口单元、D/A转换的初始化、USB通信芯片的初始化；初始化成功后给上位机发送初始化成功命令；
S2假若PC机给下位机发送16通道重新配置指令，下位机准备好便反馈给PC机指令aa11 01 bb；
S3上位机根据配置完所有通道命令，并决定下位机是否播放病例声音，给下位机发送播放命令；
S4练习者根据声音的大小发送声音大小的控制命令；
S5上位机随时发送下位机是否正常指令，测试下位机是否正常工作；
经过以上控制方法及指令的操作便实现对下位机的病例类型声音的播放控制，最终实现16通道声音的播放。
2.根据权利要求1所述的一种基于DSP的心肺语音听诊训练多路播放装置的实现方法，其特征在于：为了正确的传输音频文件，所述实现方法采用了自定义协议，该协议包括PC机传给下位机的控制指令协议和下位机上传给PC机的反馈指令协议；
PC机传给下位机的协议如下，
(1)aa 01 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c 0d 0e 0f 10 bb此命令代表重新配置所有通道命令，共20个字节；aa bb代表通信协议的开始和末尾，01 00代表命令的种类，01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c 0d 0e 0f 10由低到高的顺序代表16个通道，每个通道配置音频文件的名字ID号，这些音频文件从SD卡中读取或从PC中下载；
(2)aa 01 11 01 00 00 00 bb此命令代表配置某个通道的命令，第四字节01代表所配置的通道；第五字节至第七字节00 00 00代表所将要配置文件的大小；
(3)aa 07 00/11 bb此命令代表重新配置某个通道选择命令，aa 07 00 bb表示下位机不用重新配置此通道的音频，aa 07 11 bb表示下位机需要重新配置此通道；
(4)aa 02 01/00 bb此命令代表停止/播放命令，aa 02 01 bb代表播放命令，aa 02 00bb代表停止命令；
(5)aa 06 39 bb此命令代表声音大小选择命令，第三字节代表音量的大小选择，这部分值越大音量越小；
(6)aa 04 01 bb此命令代表测试下位机是否正常命令。
3.根据权利要求1所述的一种基于DSP的心肺语音听诊训练多路播放装置的实现方法，其特征在于：下位机传给PC机的反馈指令协议如下
aa 11 01 bb 重新配置反馈正常指令 aa 12 03 bb 配置某通道下位机准备好反馈命令 aa 1a 01 bb 播放/停止正常反馈命令 aa 16 03 bb 音量配置成功反馈命令 aa 13 01 bb 下位机配置完所有通道成功命令 aa 14 01 bb 下位机正常反馈命令 aa 19 01 bb 初始化成功命令
PC机按顺序配置16通道的音频，先发第一通道的声音，发送配置确定通道的命令，指定了通道文件的大小；下位机反馈确定通道准备好指令aa 12 03 bb，PC机便发送音频文件，音频文件由DSP接收先存于SDRAM中，下位机接收成功后会给上位机反馈DSP此通道实际接收文件大小的命令；DSP根据此文件大小对比先前发送的通道配置命令，假若接收数据正常，下位机会给上位机发送通道配置成功命令；假若接收的多，下位机给上位机发送是否重新配置此通道的命令，等待上位机的反馈是否重新配置此通道，若不用配置则默认此通道文件正确，若需要重新配置则重新配置此通道；假若下位机接收的少，下位机给上位机发送下位机实际接收数据量大小命令，等待上位机补发余下的数据信息；如此循环16个通道重复就完成下位机所有通道的声音配置；等所有通道配置完毕，下位机会给上位机发送配置完所有的通道命令。
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