CN104188681A - X射线摄影系统 - Google Patents

Abstract

一种X射线摄影系统包括：机架节点，用于产生有关机架状态的报文；机架控制单元，用于接收所述机架节点发送的报文并根据所述报文的类型对所述报文进行编码以形成数据包；系统控制单元，用于接收所述数据包并依据所述数据包对应的报文类型识别所述机架的状态。另一种X射线摄影系统包括：机架感应单元，用于产生有关机架电路状态的电信号；机架控制单元，用于接收所述机架感应单元发送的电信号并依据所述电信号是否超过阈值对所述电信号进行编码以形成数据包；系统控制单元，用于接收所述数据包并依据所述数据包对应的电信号是否超过阈值识别所述机架电路的状态。本发明能够提高X射线摄影系统的运行效率。

Description

X射线摄影系统

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，特别涉及X射线摄影系统。

背景技术

数字化X射线摄影系统(DR，Digital Radiography System)是由平板探测器、影像处理器、显示器等设备组成。在数字化X射线摄影系统中，透射过人体的X线信号被平板探测器获取，转换为电信号。影像处理器将接收到的电信号进行处理生成数字影像，并在显示器上显示。现有技术的数字化X射线摄影系统包括机架，图1所示的是一种数字化X射线摄影系统的机架结构示意图，机架100包括：

安装横梁1、摄影床2、探测器3、立柱4、移动导轨5、可上下伸缩的悬吊臂6和球管7，其中：立柱4一般安装固定在机房的地板上，其上安装有探测器3。继续参考图1，在上述结构中，探测器3可围绕X轴方向旋转，也可沿立柱4做上下升降运动；球管7通过球管支架8与悬吊臂6连接；球管支架8为L型支架且能够使球管7分别在XY平面和/或XZ平面旋转，也与可上下伸缩的悬吊臂6一起进行上下升降运动。球管7上连接有用以控制放射光线的限束器9。

数字化X射线摄影系统在工作期间，还需要对自身进行实时检测以指示自身的运行状态，尤其涉及对机架各部分的检测：现有技术的数字化摄影系统是通过机架上的各机架节点来实现机架状态的检测的：

机架100上的机架节点包括：编码器、I/O接口及电机驱动器(图中未示出)，其中，编码器是用来检测机架100运行位置的，I/O接口是用来检测机架按键按下状态的，电机驱动器是用来驱动电机运动且检测电机的运行状态的。

机架节点具体包括：

用于检测悬吊臂6在上下伸缩运行时的位置信息的编码器，即该编码器可用来检测悬吊臂6运行位置；

用于检测机架100中触摸式用户界面(TUI，Touch User Interface)上的按键按下状态的I/O接口；

用于驱动并检测第一电机的第一电机驱动器，所述第一电机使悬吊臂6上下伸缩；

用于驱动并检测第二电机的第二电机驱动器，所述第二电机使探测器3围绕X轴方向旋转且沿立柱4做上下升降运动；

用于驱动并检测第三电机的第三电机驱动器，所述第三电机使球管7绕球管支架8沿Y轴方向的支架部分在XZ平面旋转；

用于驱动并检测第四电机的第四电机驱动器，所述第四电机使球管7绕球管支架8沿Z轴方向的支架部分在XY平面旋转；

用于驱动并检测第五电机的第五电机驱动器，所述第五电机使机架整体通过移动导轨5在XYZ空间移动。

在上述结构中，机架100的运行状态与各机架节点的运行状况是关联的，现有技术通过检测机架节点的运行状态以指导识别机架的运行状态。由于电机驱动器在机架上的分布较广，除了设置指示自身运行状态的指示灯外，现有技术的第一电机驱动器上还包括了指示所述编码器运行状态的指示灯，而其他电机驱动器还分别包括了指示控制对应机架部分运行的按键(集成在触摸式用户界面上)之状态的I/O接口运行状态的指示灯。

现有技术利用上述电机驱动器指示灯的显示状态反馈各机架节点的运行状态。工作人员仅能从电机驱动器的指示灯上获知对应机架节点的运行状态。然而，由于，数字化摄影系统的机架100是用罩壳进行封闭的，机架100的各机架节点(包括编码器、I/O接口及电机驱动器)也被设备罩壳封闭而无法即时被可视获知，即如图1所示，各机架节点存在在机架罩壳内而不可视。

从上述描述可知现有技术的数字化X射线摄影系统至少有如下缺陷：

由于机架装上罩壳之后，所有机架节点对应的指示灯无法可视，当机架运行状态出现故障时，数字化X射线摄影系统自身不能有效、迅速地定位到对应机架节点和节点对应的机架部分，因而不能检测到机架非正常运行的问题所在，这对系统的故障排除产生了一定的困难，现有技术的数字化X射线摄影系统无法准确地自我检测出机架故障；这在一定程度了影响了数字化X射线摄影系统的运行效率。

各机架节点是封装在机架罩壳内的，一旦机架发生错误或故障，只能打开机架罩壳，寻找电机驱动器上的各指示灯的显示情况，这种排除数字化X射线摄影系统故障的方式非常繁琐，并且检测效率低下。

电机驱动器上的指示灯指示故障的类型有限，且这种故障指示方式导致数字化X射线摄影系统的额外布线，使数字化X射线摄影系统的维护成本相对增加。

发明内容

本发明技术方案解决的技术问题是：如何提高X射线摄影系统的运行效率。

为解决上述技术问题，本发明技术方案提供了一种X射线摄影系统，包括：

机架节点，用于产生有关机架状态的报文；

机架控制单元，用于接收所述机架节点发送的报文并根据所述报文的类型对所述报文进行编码以形成数据包；

系统控制单元，用于接收所述数据包并依据所述数据包对应的报文类型识别所述机架的状态。

可选的，所述机架节点包括用于检测所述机架位置状态的编码器、用于检测机架按键状态的I/O接口及用于检测机架电机运行状态的电机驱动器，各机架节点并联接入对应传输总线并与所述机架控制单元串行通信。

可选的，所述传输总线为CAN总线。

可选的，所述机架控制单元和所述系统控制单元通过以太网通信。

可选的，所述机架控制单元对所述报文编码包括对所述报文添加对应报文类型的标记信息；所述系统控制单元依据所接收数据包对应的标记信息获知数据包对应的报文类型。

可选的，所述机架控制单元包括：

分拆单元，用于基于以太网每帧报文的最大长度对所接收的报文进行分拆；

添加单元，用于对所述分拆后的报文添加对应报文类型的标记信息以形成帧报文；

组装单元，用于对所述帧报文进行组装以形成所述数据包。

可选的，所述报文包括机架运行状态信息或机架故障状态信息；所述机架控制单元根据报文中机架运行状态信息和机架故障状态信息确定所述报文的类型。

可选的，当所述报文包括机架运行状态信息，所述报文类型为心跳报文；当所述报文包括机架故障状态信息，所述报文类型为紧急报文。

可选的，所述报文中代表机架故障状态信息的字段的至少两位字节对应为表示机架位置故障状态、机架按键故障状态、机架电机故障运行状态和机架节点硬件故障中的至少一种故障状态。

可选的，所述系统控制单元包括：

识别单元，用于通过以太网接收所述数据包并依据所述数据包对应的报文类型为心跳报文/紧急报文识别所述机架状态为正常/故障；

更新单元，用于当识别的机架状态为故障时，更新记录机架状态的存储表对应表项的信息；

显示单元，用于根据所述存储表对应表项的信息显示当前机架状态。

可选的，所述存储表对应各机架节点的表项记录所述机架状态的信息。

可选的，所述X射线摄影系统还包括：机架感应单元，用于产生有关机架电路状态的电信号；

所述机架控制单元还用于接收所述机架感应单元发送的电信号并依据所述电信号是否超过阈值对所述电信号进行编码以形成数据包；

所述系统控制单元还用于接收所述数据包并依据所述数据包对应的电信号是否超过阈值识别所述机架电路的状态。

可选的，所述机架感应单元包括用于检测机架的曝光电路、急停电路、触发电路运行状态的扩展接口及用于检测机架板卡电路的运行状态的AD转换单元。

为解决上述技术问题，本发明技术方案还提供了一种X射线摄影系统，包括：

机架感应单元，用于产生有关机架电路状态的电信号；

机架控制单元，用于接收所述机架感应单元发送的电信号并依据所述电信号是否超过阈值对所述电信号进行编码以形成数据包；

系统控制单元，用于接收所述数据包并依据所述数据包对应的电信号是否超过阈值识别所述机架电路的状态。

可选的，所述机架感应单元包括用于检测机架的曝光电路、急停电路、触发电路运行状态的扩展接口及用于检测机架板卡电路的运行状态的AD转换单元。

本发明的技术方案至少存在如下有益效果：

本发明技术方案将机架中各机架节点所产生的报文进行采集、分类、重新编码，并依据所述报文的类型准确识别机架状态，能够有效、直观地将所采集的机架状态信息定位到各机架节点，及时准确地反馈机架的故障，大大提高了X射线摄影系统的运行效率。

将机架节点所产生的所有报文统一采集及处理，不必对X射线摄影系统的机架进行额外布线，提高了X射线摄影系统对机架运行的检测效率，简化了机架的结构。

适应于进一步扩展机架节点的类型及数目，能够强化X射线摄影系统对机架的检测精度，而不必过多地影响机架的结构。

采用以太网通信，通过系统控制单元远程处理报文数据，使X射线摄影系统具备开放式的检测环境，有利于提高X射线摄影系统运行的安全性能与自动性能。

在可选方案中，机架控制单元在对报文进行编码时额外对报文数据添加了对应报文的标记信息，通过机架控制单元的这种数据冗余处理设置，能够提高X射线摄影系统内数据控制的可靠性与安全性。

在可选方案中，通过X射线摄影系统内部所维护的存储表对所检测的机架各机架节点的运行状态进行实时维护，能够进一步对节点所产生报文的信息进行整合，有利于数据处理的准确性，提高数据处理的效率；在可选方案中，还可进一步根据所述存储表的表项内容对所有机架节点的运行状态进行图形化显示，使机架及系统的运行状态可直观获知，提高了X射线摄影系统实时维护的性能，更进一步提高了X射线摄影系统运行效率。

附图说明

图1为现有技术的一种数字化X射线摄影系统的机架结构示意图；

图2为实施例1提供的X射线摄影系统的结构示意图；

图3为实施例1的X射线摄影系统的机架状态显示界面上各机架节点的运行状态示意图；

图4为实施例1的X射线摄影系统的机架状态显示界面上CAN网络的运行状态示意图；

图5为实施例2的X射线摄影系统的结构示意图；

图6为实施例2的X射线摄影系统的机架状态显示界面上机架电路状态的运行状态示意图。

具体实施方式

实施例1

针对现有技术的缺陷，本实施例提供了一种X射线摄影系统，不仅能够有效、直观地定位各机架节点，及时且准确地反馈机架的故障信息，还兼具高可靠性和可扩展性。

如图2所示的一种X射线摄影系统，包括：

机架节点(101～103)，用于产生有关机架状态的报文。

如图2所示，机架100上有若干机架节点(机架节点101～103)，这些机架节点能够产生有关机架状态的报文：具体的，机架节点可以包括用来检测机架100运行位置的编码器101、用来检测机架按键按下状态的I/O接口102以及用来驱动电机运动且检测电机的运行状态的电机驱动器103。需要说明的是，机架节点的类型可以但不限于编码器101、I/O接口102及电机驱动器103，且机架节点的功用也可以发生改变，本实施例不限于上述功用及类型的机架节点。

继续参考图2，本实施例的X射线摄影系统还包括：机架控制单元300及系统控制单元500。其中：

机架控制单元300，用于接收所述机架节点发送的报文并根据所述报文的类型对所述报文进行编码以形成数据包。

系统控制单元500，用于接收所述数据包并依据所述数据包对应的报文类型识别所述机架的状态。

从图2中可知：机架节点(101～103)与机架控制单元300是通过传输总线进行通信的：各机架节点并联接入对应传输总线并与所述机架控制单元300串行通信。

考虑到传输总线的数据传输速率、数据实效性及准确性，本实施例使用CAN总线作为所述传输总线。如图2所示的CAN总线200。

各机架节点并联接入CAN总线200形成了一个CAN网络。继续参考图2，机架节点(101～103)和CAN总线200实际构成了单一网络，即CAN网络，理论上CAN总线200可以挂接无数个节点。CAN总线可提供高达1Mbit/s的数据传输速率，这使实时控制变得非常容易。另外，CAN总线的硬件的错误检定特性也增强了CAN网络的抗电磁干扰能力。CAN总线是一种多主方式的串行传输总线，其有高位速率及高抗电磁干扰性，当信号传输距离达到10Km时，CAN总线仍可提供高达50Kbit/s的数据传输速率。因此CAN总线是一种具备高数据传输速率、高数据实效性及高准确性的传输总线。

由于CAN总线200理论上可以挂接无数个节点，因此由机架节点(101～103)和CAN总线200构成的CAN网络具备扩展性，即可随需要增加机架节点的数目以更好地实现机架的维护。

在上述特征中，机架上的机架节点发出其自身的运行状态信息，该信息也可同时作为机架的运行状态信息，从这点上来看，机架节点产生的报文不仅仅是表明了机架节点(也即CAN网络节点)的运行状态信息，还能够指明机架的运行状态信息。本实施例中，机架节点所产生报文的格式符合CAN报文通信协议所规定的数据帧格式，数据帧带有应用数据，并由帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC场、应答场和帧结束七个不同的位场组成。

机架节点所产生的报文包括如下字段：

身份(ID)信息，对应心跳报文或紧急报文(Emergency报文)，即心跳报文或紧急报文的类型定义是在身份信息中给出的。

身份信息对应数据帧控制场中的标识符段，标识符可以有29位(扩展CAN或者CAN2.0B)或者11位(标准CAN2.0A)，本实施例采用11位标识符。

机架运行状态信息和/或机架故障状态信息，机架运行状态信息表示机架运行正常或故障，机架故障状态信息对应表示机架的故障信息；对应心跳报文，可以仅含代表机架运行状态信息的字段，而对应紧急报文，可以仅含代表机架故障状态信息的字段，也可以包括代表机架运行状态信息的字段和代表机架故障状态信息的字段。

机架运行状态信息和机架故障状态信息对应数据场中的字段；其中，对于心跳报文，可用一位字节表示机架运行为正常或故障，对于紧急报文，则使用数据场中的八位字节去表示机架的故障信息(也同时表示CAN网络的运行故障信息)。

当然，除了机架运行状态信息或机架故障状态信息，机架节点所产生的报文(可以是特指紧急报文)还可以在数据场中携带硬件故障信息，硬件故障信息用以表示机架节点中硬件方面的状态信息。表示硬件故障信息的字段可以是用数据场中其他的至少一个字节去表示，也可以是包括在机架故障状态信息的类型中(即作为机架故障状态的一种故障类型，本实施例采用这种定义方式)此处不对其具体的表示方式作限制。

上述通过CAN网络传递的报文满足CAN报文通信协议，至于CAN报文通信协议及格式的其他内容可参考现有技术，因此不再赘述。

当然，本实施例对机架节点所产生报文的其他具体格式不作限定，但需要说明的是，机架节点所产生报文是包括上述机架运行状态信息或机架故障状态信息的：机架节点产生的心跳报文是包括机架运行状态信息的，机架节点产生的紧急报文是包括机架故障状态信息和/或硬件故障信息的。其中，机架运行状态信息指示了机架处于正常或故障，而机架故障状态信息则在机架处于故障时以其字段的前两个字节代表所发送故障的类型；当报文仅包括机架故障状态信息，表明CAN网络的通信状态出现故障，在本实施例中，CAN网络的通信状态出现故障专指机架节点提供了错误的机架运行信息至CAN网络中，因而CAN网络的通信状态是故障的，其中，错误的机架运行信息可以是机架运行中因某部分出现问题而导致节点的电压过高、电流过大或温度过高等问题；当报文包括机架故障状态信息和硬件故障信息，表明CAN网络的通信状态和CAN网络自身出现故障，在本实施例中，CAN网络自身出现故障专指作为CAN网络节点的所述机架节点的硬件部分产生故障而使所述CAN网络自身出现了故障；而报文仅包括硬件故障信息，表明CAN网络自身出现故障。CAN网络自身出现故障包括CAN网络错误等问题。

需要说明的是，在其他实施例中，机架节点还可以是根据机架控制单元周期性发出的心跳请求而产生并发送所述报文的，若在机架节点和机架控制单元通信时，机架节点在接收到所述心跳请求后并未反馈一个报文，可以说明该机架节点已掉线。这也是表明CAN网络自身出现了故障。

本实施例将所述CAN网络的通信状态和CAN网络自身出现故障统称为CAN网络故障，或CAN网络的运行故障。

在CAN网络故障时，对应机架节点所发出的报文是紧急报文。比如：

心跳报文的数据场中，所述一位字节表示机架运行状态为故障或正常；

紧急报文的数据场中，所述八位字节的前两个字节代表所发送故障的类型，比如前两个字节为0x8120时，紧急报文仅包括机架故障状态信息，表明对应机架节点的机架部分出现运行故障(CAN Passive Error)，前两个字节为0x8140时，报文仅包括硬件故障信息，表明对应机架节点的硬件发生故障(CAN Bus-Off)。

当然对于不同的机架节点，比如对于编码器101、I/O接口102及电机驱动器103而言，对所述八位字节的前两位所代表故障类型的编码(EmergencyError Code)定义可不尽相同，这具体是根据各个机架节点的数据表(Datasheet)来定义的，各机架节点将其两位字节中所代表故障类型的编码的定义描述在其所有的数据表中。

通过机架故障状态字段(所述八位字节)能够指导系统快速有效地对机架节点中发生故障的节点进行定位，除了上述对八位字节的举例外，还有可能采用对应数据场内若干字节中的至少一位字节以表示机架故障状态信息或/和硬件故障信息。对于所采用的数据场内的若干字节如何对应及定位具体机架故障或硬件故障的过程可通过查找数据表的方式，此处不再赘述。

硬件故障信息能够向系统反馈节点自身的故障信息，也可同时作为一种反馈CAN网络的运行情况的方式及判断标准。

本实施例中，机架节点的类型包括图2中的编码器101、I/O接口102及电机驱动器103，本发明不限制机架节点的类型。当心跳报文指示机架出现故障时，必定为编码器101、I/O接口102及电机驱动器103中指示的机架的位置、按键状态、电机运行状态中的至少一种出现故障状态，因此结合上述对于报文中机架的故障状态信息的描述，可知：当紧急报文中指示所述机架状态为故障，代表机架故障信息的字段中的至少一个位对应为表示机架位置故障状态、机架按键故障状态及机架电机故障运行状态中的至少一种故障状态的字节。根据上述，本实施例定义了机架故障字段的八个字节中前两位为对应表示机架位置故障状态、机架按键故障状态及机架电机故障运行状态中的一种故障状态的字节。在其他实施例中，也可仅以紧急报文的格式产生及发送机架节点所产生的报文。

继续参考图2，机架控制单元300通过CAN网络采集机架节点发送的报文。这里，CAN网络包括了机架节点(机架节点也即CAN网络的节点)和CAN总线200，机架节点在运行过程中产生有关机架状态的报文并通过CAN总线200并转串输入机架控制单元300，机架节点所产生的有关机架状态的报文包括紧急报文和/或心跳报文。

机架控制单元300主要实现了对接收机架节点产生报文的控制和管理，并监控CAN网络的运行状态。机架控制单元300是直接对CAN网络的运行状态进行监控的，但对CAN网络进行监控的同时，也实现了对机架运行状态的监控(从机架节点运行产生的报文与机架状态相关且机架节点是机架的一部分的角度考虑，CAN网络的运行状态包括CAN网络的通信状态，而根据前述，从CAN网络的通信状态可获知机架的运行状态，因而对CAN网络运行状态进行监控的同时也实现对机架运行状态的监控)。图2中，机架控制单元300通过解析接收的报文对所述报文进行编码以实现对CAN网络及机架状态的监控功能。

在本实施例中，采用机架控制单元300对CAN网络及机架状态实现检测有如下优点：

机架控制单元300对所接收的报文并非是简单解析并编码形成数据包的，而在对报文进行拆分和编码的过程中增添了对被拆分报文添加标记的冗余设置，能够提高数据控制的可靠性。

机架控制单元300通过对所接收的报文数据进行二次处理(所述二次处理是指对所接收的报文解析并重新编码)，以使所接收的报文数据能够通过以太网被提取到工作站或上位机上进行处理，使所述系统形成了一个开放式的检测环境(包括检测系统中的机架运行状态)；有利于实现远程检测。

上述特征中，机架控制单元300对所接收的报文的解析涉及解析所接收报文的类型，该解析过程至少包括两种方式：

机架控制单元300根据所接收报文中的代表机架运行状态信息的字段和代表机架故障状态信息的字段确定所述报文的类型：当所述报文包括机架运行状态信息，比如所接收报文中代表机架运行状态信息的字段为正常(正常运行字段)，解析所述报文类型为心跳报文；当所述报文包括机架故障状态信息，比如所接收报文中代表机架故障状态信息的字段为某类故障字段(比如指示机架按键状态发生故障)，解析所述报文类型为紧急报文。

当然，机架控制单元300还可以是直接根据所接收报文中的代表身份信息字段的内容直接解析确定所述报文的类型的；在其他实施例中，还可以仅依据所接收报文中是否含有代表机架故障状态信息的字段判断该报文的类型是否为紧急报文，即紧急报文可以包括机架运行状态信息和机架故障状态信息，但心跳报文则不含机架故障状态信息。

继续参考图2：机架控制单元300是通过以太网400与系统控制单元500进行通信的。因此，机架控制单元300根据所述报文的类型对所述报文进行编码所形成的数据包是满足以太网的传输协议的，当然，本实施例并不限定机架控制单元300与系统控制单元500的通信网络，仅以以太网传输为例：

具体的，机架控制单元300对所述报文编码包括对所述报文添加对应报文类型的标记信息，这里，所对应的报文类型包括机架节点所产生的心跳报文和紧急报文；机架控制单元300包括如下结构以实现报文编码：

分拆单元，用于基于以太网每帧报文的最大长度对所接收的报文进行分拆；

添加单元，用于对所述分拆后的报文添加对应报文类型的标记信息以形成帧报文；

组装单元，用于对所述帧报文进行组装以形成所述数据包。

所述帧报文的组装是根据以太网传输协议进行组装的，最后形成的数据包的数据格式是满足以太网传输规范的。

机架控制单元300所输出的能够经以太网传输的数据包(即TCP数据包)实质是一种以太网传输的报文格式。该数据包包括如下字段：

报文首部，包括了一些与以太网传输协议相关的信息，比如定义了报文长度、源厂站号、源地址、目标厂站号、目标地址、报文类型、数据编号等固定信息；

数据字段：对应心跳报文，包括代表机架运行状态信息的字段和代表对应心跳报文的标记信息的字段；对应紧急报文，包括代表机架故障状态信息的字段和/或代表硬件故障信息的字段，和代表对应紧急报文的标记信息的字段。代表心跳报文或紧急报文的标记信息的字段具体可以是所述数据字段中的一个标记字节，在机架控制单元300进行编码的过程中，在该标记字节中写入所述标记信息；

保留字段，用以扩充使用。

同样的，通过以太网传递的TCP数据包满足以太网通信协议，至于TCP数据包的具体通信协议及其格式的其他内容可参考现有技术，因此不再赘述。

继续参考图2：系统控制单元500依据所接收的从机架控制单元300传输的数据包内的标记信息获知数据包对应的报文类型(这里，数据包对应的报文类型是指被机架控制单元300进行解析、拆分和编码以形成数据包的报文类型，报文的类型包括心跳报文和紧急报文)。具体地，系统控制单元500包括：

识别单元，用于通过以太网接收所述数据包并依据所述数据包对应的报文类型为心跳报文/紧急报文识别所述机架状态为正常/故障；

更新单元，用于当识别的机架状态为故障时，更新记录机架状态的存储表对应表项的信息；

显示单元，用于根据所述存储表对应表项的信息显示当前机架状态。

从系统控制单元500的结构可知，系统控制单元500内实时维护着用以记录CAN网络运行状态(包括CAN网络故障)的存储表，该存储表对应各机架节点的表项记录所述各机架节点的运行信息和机架节点的硬件方面的故障信息，其中，各机架节点的运行信息代表了机架节点对应机架部分的运行状态信息，当然也同时代表了CAN网络的通信状态信息，机架节点的硬件方面的故障信息代表了CAN网络自身的故障信息。

存储表对应各机架节点至少包括三个表项：设备名、设备自身的状态、设备提供的错误的机架运行信息，所述设备对应本实施例的机架节点。

当系统控制单元500的识别单元接收TCP数据包，并识别该TCP数据包是由对应报文类型为心跳报文变化而来的，更新单元根据对应心跳报文的TCP数据包所携带的机架运行状态信息(从数据字段的代表机架运行状态信息的字段获知)及源地址信息，定位到产生数据包所对应的心跳报文的机架节点及表项，更新设备自身的状态这一表项；其中，更新后的设备自身的状态表项为代表机架运行状态信息的字段中所携带的正常运行信息。这里，由于不同类型的机架节点对于其对应机架部分的运行状态(即正常或故障)的编码类型是相异的，且TCP数据包中的源地址信息记录了所定位的机架节点的地址编码，因而更新单元对于机架节点及其表项的定位是通过TCP数据包中代表机架运行状态信息的字段的编码类型及源地址信息所确定的。

当系统控制单元500的识别单元识别接收的数据包对应的报文类型为紧急报文，更新单元根据对应紧急报文的TCP数据包所携带的机架的故障状态信息(从数据字段的机架故障状态信息)及源地址信息，定位到产生数据包对应紧急报文的机架节点及表项，更新设备自身的状态这一表项及设备提供的错误的机架运行信息这一表项；其中，更新后的设备自身的状态表项为机架运行状态字段所携带的故障运行信息，更新后的设备提供的错误的机架运行信息表项的信息包括机架故障状态字段所携带的具体机架节点的故障信息。这里，由于不同类型的机架节点对于其所对应机架部分的故障状态和其自身的故障状态的编码类型是相异的，且TCP数据包中的源地址信息记录了所定位的机架节点的地址编码，因而更新单元对于机架节点及其表项的定位是通过TCP数据包中代表机架故障状态信息的字段的编码类型及源地址信息所确定的。

当然，除了上述功用，本实施例的识别单元，还能够依据对应紧急报文的TCP数据包所携带的硬件故障信息(本实施例是将机架节点的硬件故障信息作为机架故障状态的一种故障类型的)识别CAN网络自身是否出现故障；对于本实施例，由于硬件故障信息属于机架故障状态信息的一种故障类型，其具体识别可参考故障状态信息的识别及更新表项。

类似的，更新单元，还用于识别当CAN网络自身出现故障时，更新记录机架状态的存储表对应表项的信息；

显示单元，还用于根据所述存储表对应表项的信息显示当前CAN网络自身的运行状态。

当系统控制单元500的识别单元识别接收的数据包所携带的硬件故障信息为正常，更新单元根据报文所携带的硬件故障信息及源地址信息，定位到产生数据包的对应机架节点及表项，保持表项信息。

当系统控制单元500的识别单元识别接收的数据包所携带的硬件故障信息为故障，更新单元根据报文所携带的硬件故障信息及源地址信息，定位到产生数据包的对应机架节点及表项，改变所述设备提供的错误的机架运行信息这一表项，改变后的设备提供的错误的机架运行信息这一表项包括对应机架节点自身硬件方面的故障信息。

综上，所述显示单元实质为根据系统控制单元500所维护的用以记录CAN网络的通信状态和CAN网络自身是否出现故障的存储表来显示CAN网络的运行状态，这里，本实施例利用了存储表所记录的CAN网络的通信状态信息显示机架的运行状态。

本实施例的显示单元还能够进一步根据存储表，在机架的运行状态为故障时，定位更为具体的机架节点的故障信息，以便于机架的维护管理。同样地，在CAN网络自身出现故障时，能够定位到具体硬件方面可能出现故障的机架节点。

显示单元的具体界面是通过图像采集软件(IAS，Image AcquisitionSoftware)集成显示的：

可以参考图3，图3是各机架节点的运行状态示意图，其中集成了对应CAN网络通信状态的显示和CAN网络自身是否出现故障的状态显示，是一种IAS界面：

显示单元具体根据存储表的实时信息，依其对应机架节点，在IAS界面上设置“CAN Device(CAN网络节点，也即本实施例的机架节点)”菜单项，点击此菜单项的时弹出指向对应各机架节点位置的界面，该界面用指示灯的不同颜色以及闪烁的频率来指示当前各个机架节点的运行状态(包括机架节点对应机架部分的运行状态和机架节点自身硬件方面是否出现故障的信息)。如果双击运行出错的机架节点位置，界面上会显示该机架节点运行出错的原因，该原因至少包括：机架节点提供了错误的机架运行信息，即机架节点对应机架部分的运行故障；机架节点自身的硬件部分产生故障。

继续参见图3，图3所示的界面上，机架节点均对应与图2中的编码器101、I/O接口102或电机驱动器103。其中，对应机架节点TCS_Z_MOTOR的显示位置对应机架的一个电机驱动器，其包括指示该电机驱动器自身硬件方面故障状态的指示灯A和指示该电机驱动器所对应电机是否运行错误的指示灯B；对应机架节点BWS_4011B1的显示位置对应机架的一个I/O接口，仅包括指示该I/O接口对应的第一机架按键状态是否错误的指示灯C；对应机架节点COCO_4011B1的显示位置也对应机架的一个I/O接口，仅包括指示该I/O接口对应的第二机架按键状态是否错误的指示灯D。

以对应节点TCS_Z_MOTOR的显示位置的两个指示灯为例(默认此时其他节点均正常运行)：

当系统控制单元500内所维护的存储表中，设备名表项为TCS_Z_MOTOR、设备自身的状态为正常的存储表中，其更新了设备提供的错误的机架运行信息这一表项，且该表项更新后的信息为节点自身硬件方面出现的故障的信息，那么，显示单元的界面上会根据存储表中上述的三个表项，使对应节点TCS_Z_MOTOR的显示位置的两个指示灯：指示灯A的状态为红色(图3中为黑色填充)、指示灯B的状态为绿色(图3中为白色填充)，其中，红色指示灯A表示机架节点TCS_Z_MOTOR自身硬件出现错误，而绿色指示灯B表明机架节点TCS_Z_MOTOR未接收到其对应机架部分提供的错误的机架运行信息。

双击对应机架节点TCS_Z_MOTOR的显示位置，如图3所示，机架节点TCS_Z_MOTOR此时的状态为“CAN bus error”。这指示CAN网络自身出现故障，而CAN网络的通信状态正常，即机架的运行状态正常，此时CAN网络自身出现故障的原因包括了机架节点TCS_Z_MOTOR的硬件方面出现故障。

以对应节点BWS_4011B1的显示位置的指示灯C为例(默认此时其他节点均正常运行)：

当系统控制单元500内所维护的存储表中，设备名表项为BWS_4011B1、设备自身的状态为正常的存储表中，其未更新设备提供的错误的机架运行信息这一表项，那么，显示单元的界面上会根据存储表中上述的三个表项，使对应节点TCS_Z_MOTOR的显示位置的指示灯C的状态为绿色(图3中为白色填充)，这表明节点BWS_4011B1显示正常，双击该显示位置，界面根据设备名表项为BWS_4011B1、设备自身的状态为正常的存储表显示“NO Error”。这指示CAN网络的运行状态正常，包括CAN网络的通信处于正常状态，即机架的运行状态正常。

以对应节点COCO_4011B1的显示位置的指示灯D为例(默认此时其他节点均正常运行)：

当系统控制单元500内所维护的存储表中，设备名表项为COCO_4011B1、设备自身的状态为异常的存储表中，其更新了设备提供的错误的机架运行信息这一表项，且该表项更新后的信息为机架按键状态错误，节点发出了其对应机架部分的错误运行信息，那么，显示单元的界面上会根据存储表中上述的三个表项，使对应节点COCO_4011B1的显示位置的指示灯D以设定频率进行闪烁(图3中为阴影填充)，表示节点COCO_4011B1上发生错误。

双击节点COCO_4011B1的显示位置，如图3所示，出错的具体原因为“Gantry Error”。这指示CAN网络的通信状态是故障的，即机架运行状态是故障的。

当然，不同于图3将CAN网络中机架节点的通信状态的显示和节点自身出现错误的显示以不同指示灯表示，图4将节点的通信状态的显示和节点自身出现错误的显示综合于同一指示灯。

如图4所示的界面上，对应CAN网络中机架节点的显示位置，仅设置对应一个机架节点运行状态的一个指示灯，以指示灯显示的不同颜色和频率，指示机架节点的运行状态或通信状态。

以对应节点TCS_Z_MOTOR的显示位置的指示灯E为例(默认此时其他节点均正常运行)，若指示灯E的状态根据存储表对应该节点所记录的运行状态信息为红色(图4中为黑色填充)，表示机架节点TCS_Z_MOTOR自身的硬件方面可能出现故障，双击该显示位置，界面上会显示CAN网络的运行状态，CAN网络出错的具体原因为“CAN bus error”。这指示CAN网络自身可能出现故障，此时CAN网络的通信状态正常，即机架运行状态正常。

以对应节点BWS_4011B1的显示位置的指示灯F为例(默认此时其他节点均正常运行)，指示灯F的状态根据存储表对应该节点所记录的运行状态信息为绿色(图4中为白色填充)，表示节点BWS_4011B1显示正常，双击该显示位置，界面上会显示CAN网络的运行状态，界面上显示“NO Error”。这指示CAN网络的通信状态为正常，即机架运行状态正常，CAN网络自身也不存在故障。

以对应节点COCO_4011B1的显示位置的指示灯G为例(默认此时其他节点均正常运行)，指示灯G根据存储表对应该节点所记录的运行状态信息以设定频率进行闪烁(图4中为阴影填充)，这表示节点COCO_4011B1所对应机架部分运行可能出现故障，该节点提供了错误的机架运行信息。双击该显示位置，如图4所示，出错的具体原因为显示“Gantry Error”。这指示CAN网络的通信状态出错，机架运行状态可能发生故障，此时CAN网络自身可认为并未出现故障。

实施例2

如图5所示的一种X射线摄影系统，包括：

机架感应单元600，用于产生有关机架电路状态的电信号。

所述机架电路包括机架上的曝光检测电路、急停电路、触发机架驱动器的触发电路和板卡电路，机架感应单元600可以有若干个，分别为用于检测曝光检测电路、急停电路、触发电路运行状态的扩展接口及用于检测机架板卡电路的运行状态的AD转换单元。其中，触发电路是与机架安全手柄相关的控制电路。这里，需要对各感应单元输出的电信号说明的是：对于为扩展接口的感应单元，其输出的电信号可以是模拟信号也可以是数字信号(本实施例中为数字信号)，而对于为AD转换单元的感应单元，其输出的电信号是数字信号。

机架控制单元300，用于接收所述机架感应单元发送的电信号并依据所述电信号是否超过阈值对所述电信号进行编码以形成数据包。

需要说明的是，当机架控制单元300所接收的电信号为数字信号时，由于数字信号也是包括高电平信号和低电平信号，机架控制单元300对于AD转换单元输出的数字信号可以设定一个介于高电平信号和低电平信号的阈值，以对数字信号进行判断其是否超过阈值，以进行编码。机架控制单元300通过判断该数字信号的数值是否在该正常范围内以确定机架系统的供电是否正常。

机架感应单元600实际将机架中各电路结构中待检测的模拟电压或电流进行模数转换以形成数字信号(所述电信号)，各机架感应单元600将上述数字信号分别传输至机架控制单元300。而机架控制单元300则将接收到的数字信号分别与阈值进行比较，以判断各机架电路的运行状态是否出现异常。

系统控制单元500，用于接收所述数据包并依据所述数据包对应的电信号是否超过阈值识别所述机架电路的状态。

在系统控制单元500对所述阈值的定义与上述相同。

在本实施例中，机架控制单元300与系统控制单元500也是通过以太网400进行通信的。机架控制单元300传递给系统控制单元500的数据包的格式可以参考实施例1。

上述数据包的类型也可以如实施例1一样是通过在数据包中数据字段添加标记报文类型的字段定义的，对于上述第一类数据包，可以在数据字段中的一个字节写入机架电路异常的信息，对于上述第二类数据包，可以在数据字段中的相同的一个字节写入机架电路正常的信息。数据包中数据字段中的上述字节信息可供系统控制单元500识别以得到所述机架电路的状态信息。

还需要说明的是，本实施例的系统控制单元500也如实施例1一样包括：

识别单元，用于通过以太网接收所述数据包，并依据所述数据包对应的电信号是否超过阈值识别所述机架电路的状态为正常或异常；

更新单元，用于当识别的机架电路状态为异常时，更新记录机架电路状态的存储表对应表项的信息；

显示单元，用于根据所述电路状态存储表对应表项的信息显示当前机架电路的状态。

本实施例的系统控制单元500也实时维护有用以记录机架电路运行状态的电路状态存储表，该电路状态存储表对应各机架电路的表项记录机架电路的状态信息。存储表对应各机架电路包括两个表项：电路名及电路运行状态。

当识别单元识别机架电路状态为异常，更新单元根据数据包中源地址信息寻找到电路名，并根据数据包数据字段中代表机架电路异常的字节，设置电路运行状态表项为异常。

当识别单元识别机架电路状态为正常，更新单元根据数据包中源地址信息寻找到电路名，并根据数据包数据字段中代表机架电路正常的字节，设置电路运行状态表项为异常。

本实施例的显示单元也能够进一步根据电路状态存储表的电路运行状态表项，及时定位运行状态异常的机架电路，进一步指导机架的维护。

显示单元的具体界面在本实施例也是通过图像采集软件(IAS，ImageAcquisition Software)集成显示的：

可以参考图6，图6是各机架电路的运行状态示意图：

图6中的界面示意了位置区域a为代表曝光电路的运行状态的指示灯，指示灯1代表曝光电路运行状态；位置区域b中为代表急停电路的运行状态的指示灯，指示灯2代表急停电路的运行状态；位置区域c中为代表各触发电路的运行状态的指示灯，其中包括代表一个触发电路的指示灯3；位置区域d中为代表各板卡电路的运行状态的指示灯，其中包括代表一个板卡电路的指示灯4。

当所述电路状态存储表对应电路名表项的电路运行状态这一表项的信息被更新单元更新并发生改变，图6界面上对应电路名表项的指示对应电路运行状态的指示灯状态发生变化。图6中，填充为白色(实际指示灯可为绿色)的指示灯区域表示对应机架电路运行正常，填充为黑色(实际指示灯可为红色)的指示灯区域表示对应机架电路运行异常。比如，指示灯2填充为黑色，表明对应急停电路错误，指示灯1、指示灯3、指示灯4填充为白色，表面对应曝光电路、触发电路、板卡电路正常运行。

本实施例的其他相关技术可参考实施例1，本实施例不再赘述。

实施例3

事实上，实施例1与实施例2是基于相同发明思路而对X射线摄影系统的不同方面的改进：

实施例1通过CAN网络对机架结构上的运行进行了检测和反馈以提高X射线摄影系统的运行效率，而实施例2则通过对机架电路的信号采集对机架电路的运行进行了检测和反馈，也是为了提高X射线摄影系统的运行效率。实施例1和实施例2本质上分别是对机架结构和机架电路两个方面的改进以提高X射线摄影系统的运行效率。

因此，考虑到可以提供一种X射线摄影系统能够兼具实施例1及实施例2的结构功能，包括：

如实施例1所述的机架节点；

如实施例2所述的机架感应单元；

兼具实施例1和实施例2功能的机架控制单元；以及，

兼具实施例1和实施例2功能的系统控制单元。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (15)

1.一种X射线摄影系统，其特征在于，包括：

机架节点，用于产生有关机架状态的报文；

机架控制单元，用于接收所述机架节点发送的报文并根据所述报文的类型对所述报文进行编码以形成数据包；

系统控制单元，用于接收所述数据包并依据所述数据包对应的报文类型识别所述机架的状态。

2.如权利要求1所述的X射线摄影系统，其特征在于，所述机架节点包括用于检测所述机架位置状态的编码器、用于检测机架按键状态的I/O接口及用于检测机架电机运行状态的电机驱动器，各机架节点并联接入对应传输总线并与所述机架控制单元串行通信。

3.如权利要求2所述的X射线摄影系统，其特征在于，所述传输总线为CAN总线。

4.如权利要求1所述的X射线摄影系统，其特征在于，所述机架控制单元和所述系统控制单元通过以太网通信。

5.如权利要求4所述的X射线摄影系统，其特征在于，所述机架控制单元对所述报文编码包括对所述报文添加对应报文类型的标记信息；所述系统控制单元依据所接收数据包对应的标记信息获知数据包对应的报文类型。

6.如权利要求5所述的X射线摄影系统，其特征在于，所述机架控制单元包括：

分拆单元，用于基于以太网每帧报文的最大长度对所接收的报文进行分拆；

添加单元，用于对所述分拆后的报文添加对应报文类型的标记信息以形成帧报文；

组装单元，用于对所述帧报文进行组装以形成所述数据包。

7.如权利要求1至5任一项所述的X射线摄影系统，其特征在于，所述报文包括机架运行状态信息或机架故障状态信息；所述机架控制单元根据报文中机架运行状态信息和机架故障状态信息确定所述报文的类型。

8.如权利要求7所述的X射线摄影系统，其特征在于，

所述报文包括机架运行状态信息，所述报文类型为心跳报文；

所述报文包括机架故障状态信息，所述报文类型为紧急报文。

9.如权利要求8所述的X射线摄影系统，其特征在于，所述报文中代表机架故障状态信息的字段的至少两位字节对应为表示机架位置故障状态、机架按键故障状态、机架电机故障运行状态和机架节点硬件故障中的至少一种故障状态。

10.如权利要求8所述的X射线摄影系统，其特征在于，所述系统控制单元包括：

识别单元，用于通过以太网接收所述数据包并依据所述数据包对应的报文类型为心跳报文/紧急报文识别所述机架状态为正常/故障；

更新单元，用于当识别的机架状态为故障时，更新记录机架状态的存储表对应表项的信息；

显示单元，用于根据所述存储表对应表项的信息显示当前机架状态。

11.如权利要求10所述的X射线摄影系统，其特征在于，所述存储表对应各机架节点的表项记录所述机架状态的信息。

12.如权利要求1所述的X射线摄影系统，其特征在于，还包括：机架感应单元，用于产生有关机架电路状态的电信号；

所述机架控制单元还用于接收所述机架感应单元发送的电信号并依据所述电信号是否超过阈值对所述电信号进行编码以形成数据包；

所述系统控制单元还用于接收所述数据包并依据所述数据包对应的电信号是否超过阈值识别所述机架电路的状态。

13.如权利要求12所述的X射线摄影系统，其特征在于，所述机架感应单元包括用于检测机架的曝光电路、急停电路、触发电路运行状态的扩展接口及用于检测机架板卡电路的运行状态的AD转换单元。

14.一种X射线摄影系统，其特征在于，包括：

机架感应单元，用于产生有关机架电路状态的电信号；

机架控制单元，用于接收所述机架感应单元发送的电信号并依据所述电信号是否超过阈值对所述电信号进行编码以形成数据包；

系统控制单元，用于接收所述数据包并依据所述数据包对应的电信号是否超过阈值识别所述机架电路的状态。

15.如权利要求14所述的X射线摄影系统，其特征在于，所述机架感应单元包括用于检测机架的曝光电路、急停电路、触发电路运行状态的扩展接口及用于检测机架板卡电路的运行状态的AD转换单元。