CN112057030B - 一种胶囊内窥镜的功率调节系统、方法及介质 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种胶囊内窥镜的功率调节系统及方法，当外部收发设备接收胶囊内窥镜的信号时，判断接收帧率平均值是否大于等于第一帧率值，若是，则胶囊内窥镜维持现有功率传输信号，若否，则进一步判断接收帧率平均值是否大于等于第二帧率值，若是，则外部收发设备以第二功率发出调整胶囊内窥镜功率的指令，若否，则外部收发设备以第一功率发出调整胶囊内窥镜功率的指令，胶囊内窥镜收到指令后，逐级增加输出功率。采用本发明胶囊内窥镜的功率调节方法，可以实时动态调节外部收发设备的输出功率，避免了外部收发设备对其他电子设备的干扰，同时对胶囊内窥镜的功率进行调整，提升图像传输的稳定性，提高产品竞争力。

Description

一种胶囊内窥镜的功率调节系统、方法及介质
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，具体涉及到一种可用于消化道检查的胶囊内窥镜。
背景技术
胶囊内窥镜在胃肠道的检查中的功耗是影响检查准确度的一个重要因素，胶囊内窥镜的功耗降低可以延长检查时间，实践中通常采用降低胶囊内窥镜的输出功率来降低功耗，在外部收发设备接收到胶囊内窥镜的信号较弱时，提高胶囊的输出功率，可以提高信号的可靠性。
中国专利号2014101163877揭示了一种用于胶囊内镜中控制发射功率的方法，该方法将待发送数据分成若干个数据包传输至图像记录仪，通过判断胶囊内镜发出信号的强度，找出一个最强的接收信号，并根据该信号强度来调整发射功率。
该方法利用天线组中的多个天线传输数据包，判断数据包的完整性，进而选择最优天线进行数据传输，该方法只能由图像记录仪的天线组单向接收胶囊内窥镜的信号，并不能实现图像记录仪与胶囊内窥镜的发射功率的双向传输和调节。
发明内容
有鉴于现有技术的不足，本发明提出一种胶囊内窥镜的功率调节系统及方法，技术方案如下：
第一方面，本发明提供一种胶囊内窥镜的功率调节系统，包括胶囊内窥镜和外部收发设备，其中胶囊内窥镜包括第一MCU单元、第一射频收发单元及第一电源管理单元，外部收发设备包括第二电源管理单元、第二射频收发单元及第二MCU单元，胶囊内窥镜还包括图像采集单元及数据处理单元，外部收发设备还包括数据存储单元，其中：
第一MCU单元分别接收并处理数据处理单元及第一射频收发单元的图像数据；
图像采集单元分别连接数据处理单元及第一MCU单元，所述图像采集单元用于体腔内的图像采集；
数据处理单元连接第一MCU单元，所述数据处理单元根据第一MCU单元的控制命令对图像采集单元获取的图像数据进行处理，并将图像数据处理结果传输至第一射频收发单元；
第一射频收发单元，用于图像数据的传输和控制命令的收发；
所述外部收发设备统计接收到的胶囊内窥镜图像的帧率平均值，进一步判断外部收发设备的接收帧率平均值是否大于等于第一帧率值，若判断为否，则进一步判断外部收发设备的接收帧率平均值是否大于等于第二帧率值，若判断为否，则由外部收发设备以第一功率发出指令，逐级增加胶囊内窥镜的输出功率后返回判断输出功率的变化；
若判断外部收发设备的接收帧率平均值大于等于第二帧率值，则由外部收发设备以第二功率发出指令，进一步执行逐级增加胶囊内窥镜的输出功率后返回判断输出功率的变化；
若外部收发设备的接收帧率平均值大于等于第一帧率值，则维持胶囊内窥镜现有输出功率并返回判断输出功率的变化。
进一步的，所述帧率平均值为外部收发设备在预设时间段内接收到的胶囊内窥镜图像传输帧率值的加权平均值。
进一步的，所述外部收发设备的第二射频收发单元进一步包括：
射频收发器、第一收发开关、功率放大器、第二收发开关及低噪声放大器，所述第一收发开关分别连接射频收发器、功率放大器及低噪声放大器；所述第二收发开关分别连接功率放大器及低噪声放大器；
所述射频收发器用于将第二MCU单元要发送的数据进行调制并发送给第一收发开关进行输出，还用于将第一收发开关输入的信号进行解调并发送给第二MCU单元进行处理；第一开关收发及第二开关收发均用于发送链路和接收链路的射频切换；功率放大器用于对发送的信号进行放大；低噪声放大器用于对接收的信号进行放大处理。
第二方面，本发明提供一种胶囊内窥镜的功率调节方法，包括以下步骤：步骤1：胶囊内窥镜开启后以默认功率发送信号；
步骤2：判断外部收发设备的接收帧率平均值是否大于等于第一帧率值，若判断为否，步骤3进一步判断外部收发设备的接收帧率平均值是否大于等于第二帧率值，若判断为否，则步骤4由外部收发设备以第一功率发出指令，继续执行步骤7逐级增加胶囊内窥镜的输出功率后返回步骤2循环判断输出功率的变化；若步骤3判断为是，则步骤5由外部收发设备以第二功率发出指令，进一步由步骤7执行逐级增加胶囊内窥镜的输出功率后返回步骤2循环判断输出功率的变化；
若步骤2判断为是，则步骤6维持胶囊内窥镜现有输出功率并返回步骤2循环判断输出功率的变化。
进一步的，所述接收帧率平均值为预设时间段内胶囊内窥镜图像传输帧率值的加权平均值。
第三方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可被所述处理器运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第二方面任一项所述的功率调节方法中的步骤。
第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第二方面任一方面所述的功率调节方法中的步骤。
采用本发明胶囊内窥镜的功率调节方法，可以实时动态调节外部收发设备的输出功率，避免了外部收发设备对其他电子设备的干扰，同时对胶囊内窥镜的功率进行调整，提升图像传输的稳定性，提高产品竞争力。
附图说明
图1：本发明胶囊内窥镜的组成示意图。
图2：本发明外部收发设备的组成示意图。
图3：本发明外部收发设备的功率调节流程图。
图4：本发明胶囊内窥镜的功率调节流程图。
图5：本发明胶囊内窥镜输出功率为0dBm时的功耗图。
图6：本发明胶囊内窥镜输出功率为-8dBm时功耗图。
图7：本发明胶囊内窥镜输出功率为-16dBm时功耗图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参考图1本发明胶囊内窥镜的组成示意图，该胶囊内窥镜10包括图像采集单元101，数据处理单元102，第一MCU(Micro Control Unit，微控制单元)单元1031，第一射频收发单元1041及第一电源管理单元1051，
其中：
图像采集单元101用于体腔内的图像采集，其分别连接数据处理单元102及第一MCU单元1031。
数据处理单元102电连接第一MCU单元1031，并根据第一MCU单元1031的控制命令对图像采集单元101获取的图像数据进行处理，并将图像数据处理结果传输至第一射频收发单元1041。
第一MCU单元1031分别连接第一射频收发单元1041及第一电源管理单元1051，用于收发和处理外部收发设备的控制命令。
第一射频收发单元1041，用于图像数据的传输、控制命令的收发以及功率的调整。
第一电源管理单元1051，用于向胶囊内窥镜10提供电源。
请参考图2本发明外部收发设备的组成示意图，该外部收发设备20包括第二MCU单元1032、第二射频收发单元1042、分别电连接第二MCU单元1032的第二电源管理单元1052及数据存储单元106，其中第二射频收发单元1042进一步包括分别连接第二MCU单元1032及第一收发开关10423的射频收发器10421，分别连接第一收发开关10423及第二收发开关10424的功率放大器10422，低噪声放大器10425分别连接第一收发开关10423及第二收发开关10424。射频收发器10421用于将第二MCU单元1032要发送的数据进行调制并发送给第一收发开关10423进行输出，还用于将第一收发开关10423输入的信号进行解调并发送给第二MCU单元1032进行处理；第一收发开关10423及第二开关收发10424均用于发送链路和接收链路的射频切换；功率放大器10422用于对发送的信号进行放大；低噪声放大器10425用于对接收的信号进行放大处理。
优选的，功率放大器10422可以是固定功率放大器或可调功率放大器的任一种。
外部收发设备20的工作流程为：
当接收数据时，天线接收到胶囊内窥镜10发射的信号，依次经过第二收发开关10424和低噪声放大器10425放大，再到第一收发开关10423和射频收发器10421进行解调，解调后的信号传输给第二MCU单元1032处理并存储在数据存储单元106。
当发送数据时，射频收发器10421收到第二MCU单元1032传输的数据并进行调制，经过第一收发开关10423及功率放大器10422放大信号，继续经过第二收发开关10424和天线将数据传输至胶囊内窥镜。
请参考图3本发明外部收发设备的功率调节流程图，包括以下步骤：
步骤301胶囊内窥镜开启后以默认功率发送信号；接下来由外部收发设备20执行步骤302至步骤305，首先由步骤302判断外部收发设备的接收帧率平均值是否大于等于第一帧率值，该第一帧率值为外部收发设备统计预设时间内接收帧率的平均值，预设时间例如可以是10秒；若判断为否，步骤303进一步判断外部收发设备的接收帧率平均值是否大于等于第二帧率值，该第二预设值小于第一帧率值；若判断为否，则步骤304由外部收发设备以第一功率向胶囊内窥镜发出指令，步进式调整胶囊内窥镜的输出功率，步骤307执行逐级增加胶囊内窥镜的输出功率，并返回步骤302循环判断输出功率的变化；若步骤303判断为是，则外部收发设备接收帧率平均值大于等于第二帧率值且小于第一帧率值，步骤305由外部收发设备以第二功率向胶囊内窥镜发出指令，步进式调整胶囊内窥镜的输出功率，该第一功率大于第二功率，进一步由步骤307执行逐级增加胶囊内窥镜的输出功率，并返回步骤302循环判断输出功率的变化；若步骤302判断为是，则外部收发设备接收帧率平均值大于等于第一帧率值，执行步骤306，胶囊内窥镜维持现有输出功率传输信号，并返回步骤302循环判断输出功率的变化。
优选的，第一帧率值为2帧/秒，第二帧率值为1帧/秒；胶囊内窥镜的默认功率为-16dBm，收到指令后，逐级增加输出功率，每次增加1dB。
优选的，外部收发设备的第一功率为0dBm，第二功率为-4dBm。
请参考图4本发明胶囊内窥镜的功率调节流程图，包括以下步骤：
步骤401外部收发设备发送射频信号至胶囊内窥镜，步骤402胶囊内窥镜根据接收外部收发设备信号的功率平均值调整输出功率，该功率平均值为胶囊内窥镜统计预设时间内接收功率的平均值，预设时间例如可以是10秒，步骤403判断胶囊内窥镜接收到的功率平均值是否大于等于第三功率值，若否，则步骤404进一步判断胶囊内窥镜接收到的功率平均值是否大于等于第四功率值，若是，则返回步骤402循环判断输出功率；若步骤403判断为是，则认为胶囊内窥镜的输出功率较高，步骤405减少胶囊内窥镜的输出功率后返回步骤402循环判断输出功率；若步骤404判断为否，则认为胶囊内窥镜的输出功率较小，步骤406增加胶囊内窥镜的输出功率后返回步骤402循环判断输出功率。
优选的，第三功率值为-30dBm，第四功率值为-55dBm。
请参考图5胶囊内窥镜输出功率为0dBm时，其平均电流为11.0mA；图6为胶囊内窥镜输出功率为-8dBm时，其平均电流为6.8mA；图7为胶囊内窥镜输出功率为-16dBm时，其平均电流为3.6mA，信号传输稳定，无丢帧现象。
进一步，本发明还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在所述微控制单元上运行的计算机程序，所述微控制单元执行所述程序时实现如上所述的功率调节方法中的步骤。
进一步，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被微控制单元执行时实现如上所述的功率调节方法中的步骤。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述方便和简洁，上述描述的电子设备以及可存储介质的具体工作过程，可以参考前述方法实施方式中的对应过程，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种胶囊内窥镜的功率调节系统，包括胶囊内窥镜和外部收发设备，其中胶囊内窥镜包括第一MCU单元、第一射频收发单元及第一电源管理单元，外部收发设备包括第二电源管理单元、第二射频收发单元及第二MCU单元，其特征在于，胶囊内窥镜还包括图像采集单元及数据处理单元，外部收发设备还包括数据存储单元，其中：
第一MCU单元分别接收并处理数据处理单元及第一射频收发单元的图像数据；
图像采集单元分别连接数据处理单元及第一MCU单元，所述图像采集单元用于体腔内的图像采集；
数据处理单元连接第一MCU单元，所述数据处理单元根据第一MCU单元的控制命令对图像采集单元获取的图像数据进行处理，并将图像数据处理结果传输至第一射频收发单元；
第一射频收发单元，用于图像数据的传输和控制命令的收发；
所述外部收发设备统计接收到的胶囊内窥镜图像的帧率平均值，进一步判断外部收发设备的接收帧率平均值是否大于等于第一帧率值，若判断为否，则进一步判断外部收发设备的接收帧率平均值是否大于等于第二帧率值，若判断为否，则由外部收发设备以第一功率发出指令，逐级增加胶囊内窥镜的输出功率后返回判断输出功率的变化；
若判断外部收发设备的接收帧率平均值大于等于第二帧率值，则由外部收发设备以第二功率发出指令，进一步执行逐级增加胶囊内窥镜的输出功率后返回判断输出功率的变化；
若外部收发设备的接收帧率平均值大于等于第一帧率值，则维持胶囊内窥镜现有输出功率并返回判断输出功率的变化。
2.根据权利要求1所述的功率调节系统，其特征在于，所述帧率平均值为外部收发设备在预设时间段内接收到的胶囊内窥镜图像传输帧率值的加权平均值。
3.根据权利要求1所述的功率调节系统，其特征在于，所述外部收发设备的第二射频收发单元进一步包括：
射频收发器、第一收发开关、功率放大器、第二收发开关及低噪声放大器，所述第一收发开关分别连接射频收发器、功率放大器及低噪声放大器；所述第二收发开关分别连接功率放大器及低噪声放大器；
所述射频收发器用于将第二MCU单元要发送的数据进行调制并发送给第一收发开关进行输出，还用于将第一收发开关输入的信号进行解调并发送给第二MCU单元进行处理；第一开关收发及第二开关收发均用于发送链路和接收链路的射频切换；功率放大器用于对发送的信号进行放大；低噪声放大器用于对接收的信号进行放大处理。
4.一种胶囊内窥镜的功率调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：胶囊内窥镜开启后以默认功率发送信号；
步骤2：判断外部收发设备的接收帧率平均值是否大于等于第一帧率值，若判断为否，步骤3进一步判断外部收发设备的接收帧率平均值是否大于等于第二帧率值，若判断为否，则步骤4由外部收发设备以第一功率发出指令，继续执行步骤7逐级增加胶囊内窥镜的输出功率后返回步骤2循环判断输出功率的变化；若步骤3判断为是，则步骤5由外部收发设备以第二功率发出指令，进一步由步骤7执行逐级增加胶囊内窥镜的输出功率后返回步骤2循环判断输出功率的变化；
若步骤2判断为是，则步骤6维持胶囊内窥镜现有输出功率并返回步骤2循环判断输出功率的变化。
5.根据权利要求4所述的功率调节方法，其特征在于，所述接收帧率平均值为预设时间段内胶囊内窥镜图像传输帧率值的加权平均值。
6.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可被所述处理器运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求4-5任一项所述的功率调节方法中的步骤。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求4-5任一项所述的功率调节方法中的步骤。
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