CN104135488A - 一种有关远程医疗系统的数据传输系统和传输方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信技术、计算机技术和医疗器械技术领域，具体来说是一种有关远程医疗系统的数据传输系统和传输方法及应用，包括网络、计算机系统、远程中心管理控制器、监护仪、摄像头，病人在家里将监护仪器的信号输出端与计算机信号输入端连接，利用改进后的UDP数据包协议控制指令通过服务中心WEB服务器进行数据传输，实现医生和病人进行远程在线视频诊疗数据传输。本发明具有以下优点：在不延长会诊时间的条件下，病人在家里将监护仪器与电脑连接，通过采用改进的UDP协议的技术传输监护仪器采集的生理数据，使远程的医生在与病人视频的同时，可实时看到病人的各项生理参数信息，提高了远程会诊的准确性，降低了硬件成本的投入，节省了会诊时间。

Description

一种有关远程医疗系统的数据传输系统和传输方法及应用

[技术领域]

本发明涉及通信技术、计算机技术和医疗器械技术领域，具体来说是一种有关远程医疗系统的数据传输系统和传输方法及应用。

[背景技术]

随着生活水平的不断提高，人民对卫生服务的要求也越来越高，而经验丰富的医学专家教授是有限的，而且多集中在大城市，他们不可能经常离开岗位到各地满足人们对医疗服务的更高的需求。然而远程医疗服务的开展，则满足了异地或者行动不便地病人对医疗服务需求。远程医疗一方面病人无需旅途奔波，另一方面病情也不会延误，可以降低医疗成本，改善医疗资源的配置。

远程医疗是以计算机网络为基础，通过高质量的摄像头和处理能力较高的计算机、服务器等设施把医院和需要诊疗的病人家庭联系起来，形成一个远程医疗网络。目前大部分的远程医疗系统，医生对病人病情的诊断基本上是通过在线视频时对病人的观察和语言上的交流进行判断的。这种方式会造成会诊的准确性比病人亲临现场会诊的准确性低。有些远程医疗系统除了可以在线视频外，病人还可以在家里把用监护仪器检查的结果通过系统上传到服务器上，然后医生通过下载查看后再下诊断结果。这种方式虽然提高了会诊的准确性，但也延长了会诊时间。有些远程医疗系统，病人可以在家里将监护仪器与电脑连接，通过屏幕分享的技术(即将本地电脑显示器上的画面传递到远程的电脑显示器上显示)，将仪器监测的生理参数实时呈现给远程的医生端观察。这种方式对比前两种有很大地进步，但这种方式对网络宽带和电脑的性能要求都比较高，增加了硬件成本的投入。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是如何在发送端即本地端合理地对所传输的生理参数数据进行恰当地分包和如何在接收端即远程端正确拼接无序到达的报文，对常用的UDP协议进行一些适当的改进，添加了针对数据包产生失序、丢失和超时等情况的处理机制，提高远程医疗系统中基于UDP协议的数据传输效率和可靠性的方法。

为了实现上述问题，提供一种有关远程医疗系统中基于UDP协议的数据传输系统，包括网络、计算机系统、远程中心管理控制器、监护仪、摄像头，病人在家里将监护仪器的信号输出端与计算机信号输入端连接，利用改进后的UDP数据包协议控制指令通过服务中心WEB服务器进行数据传输，实现医生和病人进行远程在线视频诊疗数据传输，该系统包括：

a.发送端：即本地端和接收端即远程端的计算机信号系统连接网络信号系统，

b.检测病人的心电波形、血压、血氧、温度生理数据，

c.服务中心WEB服务器：采用改进后的UDP数据包协议将病人端本地采集来的生理参数软件模块数据实时并可靠地传输到远程医生端，实现医生和病人在线视频诊疗。

所述的有关远程医疗系统中基于UDP协议的改进的UDP数据包结构的包序列号0-2，数据长度2-4，波形数据(4-n)填充位(n-1472),每个数据包的大小定位1468字节。

生理参数显示界面的系统软件模块包括打开、开启、关闭、血氧、脉率、呼吸率、体温、心率、ST、无创血压、成人、手动模式、血压测量、停止，不同情况下的灵敏度和扫描速度。

一种有关远程医疗系统中基于UDP协议的数据传输方法，为保证数据传输时，加强应答机制和超时处理机制时间，提高数据传输可靠性，其特征在于该方法是：

在发送端和接收端分别分配一个可容纳n个数据包的缓冲区S，设接收端期望接收序列号为Wb的数据包，

a.接收端把接收到的数据包全部放入到缓冲区中，如果在缓冲区收到n-1个包之前等到了该期望的数据包Wb，则整合该包，并向发送端发送确认信息，确认信息中包括当前包的序列号和下一个期望的包序列号，接着在接收端将该包提交给上一层进行处理，然后在缓冲区查找下一个期望包，

b.发送端在接收到步骤(a)的确认信息后，则在发送端的缓冲区中删除该包的信息，填充新的数据包到缓冲区里，

c.接收端的缓冲区在接收到n-1个包时还没有等到期望的包，则认为期望的包已丢失，并停止接收新的数据包，然后向发送端发送请求该期望包的信息，等待接收期望的包，同时启动接收定时器，等到定时器时间到后，若还没有接收到期望的数据包，接收端则重新向发送端发送请求信息，

d.发送端在收到步骤(c)传来的信息后，则再次向接收端发送该数据包，

e.若发送端的缓冲区已填满数据包，但仍未收到来自接收端的确认信息，则停止填充新的数据包，重新发送期望的数据包，等待接收端传来的确认信息，同时启动发送定时器，等到定时器时间到后，若还没有确认信息的回复，则再次发送期望的数据包。

该系统应用于医院、养老院、保健院、护理员、家庭学校、企业、铝管、招待所有关医疗的数据传输。

同现有技术相比较，本发明具有以下优点：在不延长会诊时间的条件下，病人在家里将监护仪器与电脑连接，通过采用改进的UDP协议的技术传输监护仪器采集的生理数据，使远程的医生在与病人视频的同时，也可以实时看到病人的各项生理参数信息，不仅能够提高远程会诊的准确性，而且降低了硬件成本的投入，节省了会诊时间。

[附图说明]

图1是本发明基于UDP协议的远程医疗系统架构图；

图2是本发明中数据包结构示意图；

图3是本发明的发送端的流程图；

图4是本发明的接收端的流程图；

指定图1作为本发明的摘要附图。

[具体实施方式]

下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在对UDP协议改进时，为了避免数据传输因为可靠性而导致延迟过大，从而影响数据传输的实时性，造成会诊时间的延长。因此这里的应答机制和超时处理机制是最大程度上的保证数据的不丢失。

将每个数据包的大小定为1468字节。因为若将每个数据包之间分的大小相差过大，则会导致非常严重的传输延迟，所以应该将数据进行等分。而IP层规定的最大传输单元为1500字节，其中IP包头占20字节，UDP包头占8字节。若数据包大于1500字节，则发送端IP层会把每个数据包拆分成若干片，接收端IP层需要对每个数据包再进行重组，这样则会降低传输的效率，同时为了保证对无序到达的数据包可以按正确的顺序还原，还需要发送时为每个数据包加上一个占4字节的包头。因此这里我们将包的大小定为1468字节，对于那些长度不足1468字节的数据包，则用填充位补齐的方法进行扩充，这样既可以保证数据包在传输的过程中不会被再次分包，也降低了发送次数。

本系统的主要思想是：首先在发送端和接收端分别分配一个可容纳n个数据包的缓冲区S，现在假设接收端期望接收序列号为Wb的数据包。

(a).接收端把接收到的数据包全部放入到缓冲区中，如果在缓冲区收到n-1个包之前等到了该期望的数据包Wb，则整合该包，并向发送端发送确认信息，确认信息中包括当前包的序列号和下一个期望的包序列号，接着在接收端将该包提交给上一层进行处理，然后在缓冲区查找下一个期望包；

(b).发送端在接收到步骤(a)的确认信息后，则在发送端的缓冲区中删除该包的信息，填充新的数据包到缓冲区里，由于各种原因，可能会导致发送端没有收到接收端每次发来的确认信息，因此发送端则是根据最新收到的确认信息，删除相应的已接收到的数据包。例如：发送端接收到的确认信息中当前包的序列号为a,则将缓冲区中包序列号小于等于a的数据包都删除掉，填充新的数据包进来。当过了一段时间，发送端接收到的确认信息中当前包的序列号小于a，此时发送端根据缓冲区中存放的第一个数据包的包序列号大于a，直接丢弃该确认信息,不进行任何处理；

(c).如果接收端的缓冲区在接收到n-1个包时还没有等到期望的包，则认为期望的包已丢失，并停止接收新的数据包，然后向发送端发送请求该期望包的信息，等待接收期望的包，同时启动接收定时器,等到定时器时间到后，若还没有接收到期望的数据包，接收端则重新向发送端发送请求信息,重复一定次数后，若还未收到期望的包则关闭定时器，放弃请求,直接在缓冲区中查找序列号为Wb+1的数据包，并向发送端发送确认信息,当过了一段时间后，接收端接收到小于期望序列号的数据包时，则认为之前已经接收并处理过该包，直接丢弃掉；

(d).发送端在收到步骤(c)传来的信息后，则再次向接收端发送该数据包；

(e).若发送端的缓冲区已填满数据包，但仍未收到来自接收端的确认信息，则停止填充新的数据包，重新发送期望的数据包，等待接收端传来的确认信息，同时启动发送定时器,等到定时器时间到后，若还没有确认信息的回复，则再次发送期望的数据包,重复一定次数后，若发送端仍然未收到确认信息，则表示当前网络不通或拥塞严重，则放弃向接收端发送数据，并向用户发出相应的提示，建议稍后或者选择其他时间再进行现在心电监测。

Claims (5)

1.一种有关远程医疗系统中基于UDP协议的数据传输系统，包括网络、计算机系统、远程中心管理控制器、监护仪、摄像头，其特征在于病人在家里将监护仪器的信号输出端与计算机信号输入端连接，利用改进后的UDP数据包协议控制指令通过服务中心WEB服务器进行数据传输，实现医生和病人进行远程在线视频诊疗数据传输，该系统包括：

a.发送端：即本地端和接收端即远程端的计算机信号系统连接网络信号系统，

b.检测病人的心电波形、血压、血氧、温度生理数据，

c.服务中心WEB服务器：采用改进后的UDP数据包协议将病人端本地采集来的生理参数软件模块数据实时并可靠地传输到远程医生端，实现医生和病人在线视频诊疗。

2.一种如权利要求1所述的有关远程医疗系统中基于UDP协议的数据传输系统，其特征在于改进的UDP数据包结构的包序列号0-2，数据长度2-4，波形数据(4-n)填充位(n-1472),每个数据包的大小定位1468字节。

3.一种如权利要求1所述的有关远程医疗系统中基于UDP协议的数据传输系统，其特征在于生理参数显示界面的系统软件模块包括打开、开启、关闭、血氧、脉率、呼吸率、体温、心率、ST、无创血压、成人、手动模式、血压测量、停止，不同情况下的灵敏度和扫描速度。

4.一种有关远程医疗系统中基于UDP协议的数据传输方法，为保证数据传输时，加强应答机制和超时处理机制时间，提高数据传输可靠性，其特征在于该方法是：

在发送端和接收端分别分配一个可容纳n个数据包的缓冲区S，设接收端期望接收序列号为Wb的数据包，

a.接收端把接收到的数据包全部放入到缓冲区中，如果在缓冲区收到n-1个包之前等到了该期望的数据包Wb，则整合该包，并向发送端发送确认信息，确认信息中包括当前包的序列号和下一个期望的包序列号，接着在接收端将该包提交给上一层进行处理，然后在缓冲区查找下一个期望包，

b.发送端在接收到步骤(a)的确认信息后，则在发送端的缓冲区中删除该包的信息，填充新的数据包到缓冲区里，

c.接收端的缓冲区在接收到n-1个包时还没有等到期望的包，则认为期望的包已丢失，并停止接收新的数据包，然后向发送端发送请求该期望包的信息，等待接收期望的包，同时启动接收定时器，等到定时器时间到后，若还没有接收到期望的数据包，接收端则重新向发送端发送请求信息，

d.发送端在收到步骤(c)传来的信息后，则再次向接收端发送该数据包，

e.若发送端的缓冲区已填满数据包，但仍未收到来自接收端的确认信息，则停止填充新的数据包，重新发送期望的数据包，等待接收端传来的确认信息，同时启动发送定时器，等到定时器时间到后，若还没有确认信息的回复，则再次发送期望的数据包。

5.一种如权利要求1所述的有关远程医疗系统中基于UDP协议的数据传输系统，其特征在于该系统应用于医院、养老院、保健院、护理员、家庭学校、企业、铝管、招待所有关医疗的数据传输。