CN110602080A - 一种用于血液透析机的数据传输方法、系统及设备 - Google Patents

一种用于血液透析机的数据传输方法、系统及设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于血液透析机的数据传输方法、系统及设备，用于实现：通过对透析设备产生的透析数据进行压缩和加密，传输到远程服务器中，远程服务器在进行解密及解压。完成透析数据的传递和解析过程。本发明的有益效果为：数据压缩后大大提高了有效数据的传输效率，降低了因网络数据传输而产生的维护成本同时数据的加密处理避免了在网络数据传输过程中数据泄漏的风险，保证数据传输过程中的安全有效性。

Description

一种用于血液透析机的数据传输方法、系统及设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种用于血液透析机的数据传输方法、系统及设备。
背景技术
血液透析(HD)是急慢性肾功能衰竭患者肾脏替代治疗方式之一。它通过将体内血液引流至体外，经一个由无数根空心纤维组成的透析器中，血液与含机体浓度相似的电解质溶液(透析液)在一根根空心纤维内外，通过弥散、超滤、吸附和对流原理进行物质交换，清除体内的代谢废物、维持电解质和酸碱平衡；同时清除体内过多的水分，并将经过净化的血液回输的整个过程称为血液透析。
目前在血液透析机中进行网络数据传输过程中，采用直接方式进行传输，由于数据量较大会导致数据传输效率比较差，产生的费用较高；如果对传输数据不进行加密处理的话，数据传输过程中数据的安全性没有保证。
发明内容
为至少解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明的目的在于提供一种用于血液透析机的数据传输方法、系统及设备，用于通信技术领域，通过对透析设备产生的透析数据进行压缩和加密，传输到远程服务器中，远程服务器在进行解密及解压。完成透析数据的传递和解析过程。
本发明解决其问题所采用的技术方案第一方面是：一种用于血液透析机的数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：S100、透析设备执行透析操作，数据采集装置接收所述透析设备进行透析时产生的透析数据；S200、所述数据采集装置向远程服务器发送上传请求，所述远程服务器分析所述上传请求，根据分析结果开放对应接收端口并发回反馈；S300、所述数据采集装置根据接收到的反馈，对所述透析数据按顺序执行压缩操作及加密操作，并通过有线或无线网络传输给远程服务器，其中加密操作完成后对数据增加对应的数据包头；S400、所述远程服务器在接收到所述透析数据后，按顺序执行解密操作及解压操作，并存储到对应的存储区域中。
有益效果：数据压缩后大大提高了有效数据的传输效率，降低了因网络数据传输而产生的维护成本同时数据的加密处理避免了在网络数据传输过程中数据泄漏的风险，保证数据传输过程中的安全有效性。
根据本发明第一方面所述的，执行压缩操作包括：将原始采集到的所述透析数据采用指定的通讯协议进行打包；将打包好的多个数据包数据组合在一起，使用基于函式库的压缩算法进行压缩处理。
根据本发明第一方面所述的，指定的通讯协议为传输控制协议。
根据本发明第一方面所述的，执行解压操作包括：将解密后的所述透析数据，使用基于函式库的所述压缩算法对应的解压算法进行解压缩后，获得数据包；使用所述指定的通讯协议对所述数据包进行数据解析，获取有效信息。
根据本发明第一方面所述的，执行加密操作包括：所述远程服务器使用RSA加密算法，生成公钥和私钥，私钥存储于远程服务器中，将公钥周期性发送给所述数据采集装置，并用公钥对压缩后的所述透析数据进行加密，其中周期可自定义。
根据本发明第一方面所述的，公钥采用高级加密标准进行加密后发送给所述数据采集装置。
根据本发明第一方面所述的，执行加密操作包括：在所述数据采集装置使用高级加密标准算法对所述透析数据进行加密并生成密钥，将所述透析数据传输给所述远程服务器；
所述远程服务器基所述高级加密标准算法生成对应的所述密钥对所述透析数据进行解密；其中所述密匙按周期更新，周期可自定义。
根据本发明第一方面所述的，执行解密操作包括：对所述透析数据中包含的数据包头进行解析；根据解析结果得到独立的加密包；根据加密包信息选择对应的加密/解密算法对所述透析数据进行解密。
本发明解决其问题所采用的技术方案第二方面是：一种用于血液透析机的数据传输系统，其特征在于，包括：数据采集装置，用于接收透析设备进行透析时产生的透析数据；远程服务器，用于接收数据采集装置发送的透析数据并按顺序执行解密及解压操作；压缩模块，用于在透析过程中，获取所述数据采集装置上传的待压缩透析数据，基于预设的压缩算法，对所述待压缩透析数据执行压缩，得到压缩后的待加密透析数据；加密模块，用于在透析过程中，获取所述数据采集装置上传的待加密透析数据，基于预设的加密算法，对所述待加密透析数据进行加密，得到加密透析数据；传输模块，用于将所述加密透析数据传输至所述远程服务器，以使所述远程服务器执行解密解压以及存储操作。
有益效果：数据压缩后大大提高了有效数据的传输效率，降低了因网络数据传输而产生的维护成本同时数据的加密处理避免了在网络数据传输过程中数据泄漏的风险，保证数据传输过程中的安全有效性。
本发明解决其问题所采用的技术方案第三方面是，一种用于血液透析机的数据传输设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的透析数据的传输程序，所述透析数据的传输程序配置为实现如本发明所采用的第一方面所述的透析数据的传输方法的步骤。
附图说明
图1是根据本发明优选实施例的方法流程示意图；
图2是根据本发明优选实施例的系统结构示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。
需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本公开中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本公开各组成部分的相互位置关系来说的。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。本文所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本发明的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本发明的范围施加限制。
参照图1，是根据本发明优选实施例的方法流程示意图：
包括以下步骤：
S100、透析设备执行透析操作，数据采集装置接收所述透析设备进行透析时产生的透析数据；
S200、所述数据采集装置向远程服务器发送上传请求，所述远程服务器分析所述上传请求，根据分析结果开放对应接收端口并发回反馈；
S300、所述数据采集装置根据接收到的反馈，对所述透析数据按顺序执行压缩操作及加密操作，并通过有线或无线网络传输给远程服务器，其中加密操作完成后对数据增加对应的数据包头；
S400、所述远程服务器在接收到所述透析数据后，按顺序执行解密操作及解压操作，并存储到对应的存储区域中。
执行压缩操作包括：将原始采集到的所述透析数据采用指定的通讯协议进行打包；将打包好的多个数据包数据组合在一起，使用基于函式库的压缩算法进行压缩处理。
指定的通讯协议为传输控制协议。
执行解压操作包括：将解密后的所述透析数据，使用基于函式库的所述压缩算法对应的解压算法进行解压缩后，获得数据包；使用所述指定的通讯协议对所述数据包进行数据解析，获取有效信息。
执行加密操作包括：所述远程服务器使用RSA加密算法，生成公钥和私钥，私钥存储于远程服务器中，将公钥周期性发送给所述数据采集装置，并用公钥对压缩后的所述透析数据进行加密，其中周期可自定义。
公钥采用高级加密标准进行加密后发送给所述数据采集装置。
执行加密操作包括：在所述数据采集装置使用高级加密标准算法对所述透析数据进行加密并生成密钥，将所述透析数据传输给所述远程服务器；
所述远程服务器基所述高级加密标准算法生成对应的所述密钥对所述透析数据进行解密；其中所述密匙按周期更新，周期可自定义。
执行解密操作包括：
对所述透析数据中包含的数据包头进行解析；
根据解析结果得到独立的加密包；
根据加密包信息选择对应的加密/解密算法对所述透析数据进行解密。
即，对数据在发送之前进行处理，先使用公共库zlib将数据进行压缩，将压缩后的数据进行openssl加密算法进行加密。这样既减少了数据量，又保证了数据的安全性。
在接收端先使用openssl进行解密，然后再使用zlib进行解压缩之后，使用原始数据的通讯协议进行解析得到预期的信息。
参照图2，是根据本发明优选实施例的系统结构示意图：
包括：
数据采集装置，用于接收透析设备进行透析时产生的透析数据；
远程服务器，用于接收数据采集装置发送的透析数据并按顺序执行解密及解压操作；
压缩模块，用于在透析过程中，获取所述数据采集装置上传的待压缩透析数据，基于预设的压缩算法，对所述待压缩透析数据执行压缩，得到压缩后的待加密透析数据；
加密模块，用于在透析过程中，获取所述数据采集装置上传的待加密透析数据，基于预设的加密算法，对所述待加密透析数据进行加密，得到加密透析数据；
传输模块，用于将所述加密透析数据传输至所述远程服务器，以使所述远程服务器执行解密解压以及存储操作。
下面举一实施例加以说明，
说明：
1.定义数据发送端为客户端；
2.定义数据接收端为服务端；
具体方法：
1.网络传输的数据使用zlib库进行压缩，具体方法如下：
1)原始数据采用通讯协议进行打包；
2)将打包好的N包数据组合在一起然后使用zlib库的压缩算法进行压缩。
2.利用OpenSSL对压缩之后的数据进行加密处理，具体方法如下：
1)采用RSA加密方法，RSA属于非对称加密：
(1)在客户端使用公钥进行加密；
(2)在服务端需要使用私钥进行解密；
(3)RSA的公钥使用AES加密的方法从服务端发送到客户端。
2)采用AES加密方法，AES属于对称加密方法：
(1)在客户端和服务端使用相同的密钥进行数据的加解密；
(3)为了解决服务端密钥可能泄漏的风险，因此在服务端和客户端同时增加密钥生成算法，定期更新密钥。
3.对加密之后的数据，增加数据包头，然后通过tcp发送出去。
4.服务端在接收到数据之后，先根据数据包头解析出一个独立的加密包，然后再使用OpenSSL解密算法进行数据解密处理(解密方法应同2中的RSA或者AES加密方式对应)，解密好的数据，再使用zlib解压算法进行数据解压缩之后获得普通的数据包。
5.获得普通数据包之后，再使用正常的通讯协议对数据解析，获得有效信息。
应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。
此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。
进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本文所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。
计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (10)

1.一种用于血液透析机的数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100、透析设备执行透析操作，数据采集装置接收所述透析设备进行透析时产生的透析数据；
S200、所述数据采集装置向远程服务器发送上传请求，所述远程服务器分析所述上传请求，根据分析结果开放对应接收端口并发回反馈；
S300、所述数据采集装置根据接收到的反馈，对所述透析数据按顺序执行压缩操作及加密操作，并通过有线或无线网络传输给远程服务器，其中加密操作完成后对数据增加对应的数据包头；
S400、所述远程服务器在接收到所述透析数据后，按顺序执行解密操作及解压操作，并存储到对应的存储区域中。
2.根据权利要求1所述的用于血液透析机的数据传输方法，其特征在于，所述执行压缩操作包括：
将原始采集到的所述透析数据采用指定的通讯协议进行打包；
将打包好的多个数据包数据组合在一起，使用基于函式库的压缩算法进行压缩处理。
3.根据权利要求2所述的用于血液透析机的数据传输方法，其特征在于，所述指定的通讯协议为传输控制协议。
4.根据权利要求2所述的用于血液透析机的数据传输方法，其特征在于，所述执行解压操作包括：
将解密后的所述透析数据，使用基于函式库的所述压缩算法对应的解压算法进行解压缩后，获得数据包；
使用所述指定的通讯协议对所述数据包进行数据解析，获取有效信息。
5.根据权利要求1所述的用于血液透析机的数据传输方法，其特征在于，所述执行加密操作包括：
所述远程服务器使用RSA加密算法，生成公钥和私钥，私钥存储于远程服务器中，将公钥周期性发送给所述数据采集装置，并用公钥对压缩后的所述透析数据进行加密，其中周期可自定义。
6.根据权利要求5所述的用于血液透析机的数据传输方法，其特征在于，所述公钥采用高级加密标准进行加密后发送给所述数据采集装置。
7.根据权利要求1所述的用于血液透析机的数据传输方法，其特征在于，所述执行加密操作包括：
在所述数据采集装置使用高级加密标准算法对所述透析数据进行加密并生成密钥，将所述透析数据传输给所述远程服务器；
所述远程服务器基所述高级加密标准算法生成对应的所述密钥对所述透析数据进行解密；
其中所述密匙按周期更新，周期可自定义。
8.根据权利要求1至7任一项所述的用于血液透析机的数据传输方法，其特征在于，所述执行解密操作包括：
对所述透析数据中包含的数据包头进行解析；
根据解析结果得到独立的加密包；
根据加密包信息选择对应的加密/解密算法对所述透析数据进行解密。
9.一种用于血液透析机的数据传输系统，其特征在于，包括：
数据采集装置，用于接收透析设备进行透析时产生的透析数据；
远程服务器，用于接收数据采集装置发送的透析数据并按顺序执行解密及解压操作；
压缩模块，用于在透析过程中，获取所述数据采集装置上传的待压缩透析数据，基于预设的压缩算法，对所述待压缩透析数据执行压缩，得到压缩后的待加密透析数据；
加密模块，用于在透析过程中，获取所述数据采集装置上传的待加密透析数据，基于预设的加密算法，对所述待加密透析数据进行加密，得到加密透析数据；
传输模块，用于将所述加密透析数据传输至所述远程服务器，以使所述远程服务器执行解密解压以及存储操作。
10.一种用于血液透析机的数据传输设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的透析数据的传输程序，所述透析数据的传输程序配置为实现如权利要求1至8中任一项所述的透析数据的传输方法的步骤。
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