CN114708960B - 一种基于无线通信的手持护理终端及系统 - Google Patents

一种基于无线通信的手持护理终端及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于无线通信的手持护理终端及系统，检测手持护理终端所处位置的无线信号强度，若信号强度小于第一阈值，则将待提交数据存储到ROM中；若信号强度大于等于第一阈值且小于第二阈值，将待提交数据存储到RAM中，并加载ROM中的待提交数据到RAM中；若信号强度大于第二阈值，则执行数据发送模块；判断RAM中是否存在待提交的数据，若有，计算RAM中待提交的数据量，根据数据量和信号强度确定CSMA/CA中的退避计数器的值和发送RTS帧的阈值，根据退避计数器的值和发送RTS帧的阈值将RAM中待提交数据发送到服务器。本发明对手持护理终端的内存回收和退避方法进行了改进，拓展了手持护理终端的应用场景，可以在无网或者信号弱的情况下使用。

Description

一种基于无线通信的手持护理终端及系统
技术领域
本发明涉及医疗设备领域，尤其涉及基于无线通信的手持护理终端及系统。
背景技术
人民健康是国家繁荣发展的基础，我国人口众多，医疗资源紧张，尤其是随着老龄化的到来，提升医疗服务能力更加显得尤为重要。信息化对提升医疗服务效率有很大帮助，HIS系统、自助服务机、移动护士站等的引进，不仅减轻了医疗工作人员的工作压力，而且方便了患者。手持护理终端是医护人员常用的医用手持终端，护士拿着手持护理终端可以完成查房、体征采集、记录护理信息等，避免了手记再在护士站的电脑上输入的麻烦，大大减轻了护士的工作量。
手持护理终端通过无线连接到服务器，将实时信息发送到服务器，并且可以实时从服务器获取病人信息。但是由于无线网络覆盖的问题，尤其是病房较多时或者在病房最里面，有时候会出现网络信号差或者无法连接到网络的情况，这时候需要护士走到门口或者找一个信号比较好的地方完成数据的输入，这给护理工作带来了很多不便。如果增加无线AP的数量，又会容易产生碰撞，导致所有的手持护理终端的通信效率降低。
发明内容
为了解决上述问题，第一个方面，本发明提供了一种基于无线通信的手持护理终端，所述手持护理终端包括以下模块：
信号监测模块，用于在用户点击确认提交指令时，检测手持护理终端所处位置的无线信号强度，若信号强度小于第一阈值，则将待提交数据存储到ROM中；若信号强度大于等于第一阈值且小于第二阈值，将待提交数据存储到RAM中，并加载ROM中的待提交数据到RAM中；若信号强度大于第二阈值，则执行数据发送模块；其中在信号强度不大于第二阈值时，控制无线通信模块处于第一模式，所述第一模式是指无线通信模块不发送数据帧；
数据发送模块，判断RAM中是否存在所述待提交的数据，若有，计算RAM中待提交的数据量，根据所述数据量和信号强度确定CSMA/CA中的退避计数器的值和发送RTS帧的阈值，根据所述退避计数器的值和所述发送RTS帧的阈值将RAM中待提交数据发送到服务器。
优选地，所述将待提交数据存储到RAM中，并加载ROM中的待提交数据到RAM中，具体为：
计算第一待提交数据的数据量和第二待提交数据的数据量的总和，所述第一待提交数据是指存储在ROM且需要提交到RAM的数据，所述第二待提交数据是指用户点击确认提交指令时且信号强度大于等于第一阈值且小于第二阈值需要提交到RAM中的数据；
计算所述总和与空闲内存的比值，根据所述比值调整LMK中oom_adj值对应的内存警戒值，利用LMK的机制进行内存回收，判断内存回收后手持护理终端的空闲内存是否大于所述总和，若是则将第一待提交数据和第二待提交数据加载到内存中；若内存回收后手持护理终端的空闲内存小于等于所述总和大于第二待提交数据的数据量，则将第一待提交数据加载到内存中；若内存回收后手持护理终端的空闲内存小于等于第二待提交数据的数据量，则将第二待提交数据存储到ROM中。
优选地，所述根据所述比值调整LMK中oom_adj值对应的内存警戒值，具体为：若所述比值大于等于1，则释放除手持护理终端APP和系统进程外其他所有进程；若所述比值小于1且大于第三阈值，则将oom_adj值对应的内存警戒值全部调整为原来的一半；若所述比值不大于第三阈值，则不对oom_adj值对应的内存警戒值进行调整。
优选地，对RAM中的待提交数据设置标识位，所述标识位用于标识RAM中的待提交数据不会被GC和LMK内存回收。
优选地，所述根据所述数据量和信号强度确定CSMA/CA中的退避计数器的值和发送RTS帧的阈值，具体为：
根据公式
Figure GDA0004072180740000021
计算退避计数器第i次退避时隙个数的最大值，在[0,Counter-1]之间任取一个整数作为第i次退避的时隙个数；其中s表示无线信号强度，Thr2表示所述第二阈值，vDate表示所述数据量，单位为MB，i表示退避的次数，若退避次数大于4，则取i为4；
根据公式
Figure GDA0004072180740000022
计算发送RTS帧的阈值，其中
Figure GDA0004072180740000023
表示发送RTS帧的原始阈值。
优选地，所述手持护理终端还包括电量监测模块，用于监测所述手持护理终端的电量，若电量小于最低阈值，则将RAM中的待提交数据写入到ROM中。
优选地，所述手持护理终端通过WiFi连接到AP，AP将待提交数据发送到服务器。
优选地，所述第一阈值小于所述第二阈值。
第二个方面，本发明提供了一种基于无线通信的手持护理系统，所述手持护理系统包括手持护理终端、AP、服务器，其特征在于，所述手持护理终端是如第一个方面所述的手持护理终端。
最后，本发明还提供了一种手持护理终端中非易失性计算机存储介质，所述非易失性计算机存储介质中存储有指令，当其在处理器上运行时，使得处理器执行如下方法：
步骤1，在用户点击确认提交指令时，检测手持护理终端所处位置的无线信号强度，若信号强度小于第一阈值，则将待提交数据存储到ROM中；若信号强度大于等于第一阈值且小于第二阈值，将待提交数据存储到RAM中，并加载ROM中的待提交数据到RAM中；若信号强度大于第二阈值，则执行步骤2；其中在信号强度不大于第二阈值时，控制无线通信模块处于第一模式，所述第一模式是指无线通信模块不发送数据帧；
步骤2，判断RAM中是否存在所述待提交的数据，若有，计算RAM中待提交的数据量，根据所述数据量和信号强度确定CSMA/CA中的退避计数器的值和发送RTS帧的阈值，根据所述退避计数器的值和所述发送RTS帧的阈值将RAM中待提交数据发送到服务器。
针对手持护理终端在使用过程中，不同房间以及房间的不同位置，信号强度不同，导致手持护理终端信号差的问题，本发明在无线信号强度小的时候，将手持护理终端采集的病人体征数据暂时存储到终端的ROM或者RAM中，当无线信号强度大时，也即信号好时，将待提交的体征数据提交，避免了信号差或者无信号时，手持护理终端无法使用的问题。而且对手持护理终端的内存管理以及防止信号碰撞的退避计数器和RTS阈值进行了改进，一方面能够为待发送数据提供充足的内存，另外一方面，在信号好时，根据信号强度和数据量重新计算退避计数器和RTS阈值，将待提交数据较快的提交到服务器。本发明提供的手持护理终端即使在外出义诊或者没有信号的空间也能正常使用，拓展了手持护理终端的应用场景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为无线信号强度示意图；
图2为退避计数器原理图；
图3为实施例二的结构图；
图4为实施例三的流程图。
具体实施方式
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明提供了一种基于无线通信的手持护理终端，所述手持护理终端包括以下模块：
信号监测模块，用于在用户点击确认提交指令时，检测手持护理终端所处位置的无线信号强度，若信号强度小于第一阈值，则将待提交数据存储到ROM中；若信号强度大于等于第一阈值且小于第二阈值，将待提交数据存储到RAM中，并加载ROM中的待提交数据到RAM中；若信号强度大于第二阈值，则执行数据发送模块；其中在信号强度不大于第二阈值时，控制无线通信模块处于第一模式，所述第一模式是指无线通信模块不发送数据帧；
在一个具体实施例中，如图1所示，无线信号强度和手持护理终端距离AP的距离成反比，也即距离AP越近，无线信号强度越大，距离AP越远，无线信号强度越小。例如在距离AP5米远的位置，信号强度RSSI大小为-53dBm，在距离AP40米远的位置，信号强度RSSI为-112dBm。
手持护理终端包括ROM和RAM，RAM相当于PC的内存，ROM相当于PC的硬盘，在ROM中存储的数据不会因为断电丢失，而RAM中的数据随着断电而丢失。ROM的读取速度慢，在对ROM的数据进行处理时，需要先将数据加载到ROM也即内存中，ROM的速度较快，通过Cache或者直接与处理器进行交互。
本发明根据信号强度判断数据存储的位置，当信号很弱时，存储在ROM中，当信号稍微增强后，将ROM的数据加载到RAM中，等待信号满足第二阈值时，为了对数据发送做准备，将ROM的待发送数据提前加载到RAM中，然后通过无线通信模块将数据发送到服务器，保证手持护理终端能够在无线信号强时，及时将数据发送到服务器。
当无线通信模块处于第一模式时，不发送数据帧，可以避免对信道的占用，降低膨胀的概率，提升了其他手持护理设备数据传输的通畅。
数据发送模块，判断RAM中是否存在所述待提交的数据，若有，计算RAM中待提交的数据量，根据所述数据量和信号强度确定CSMA/CA中的退避计数器的值和发送RTS帧的阈值，根据所述退避计数器的值和所述发送RTS帧的阈值将RAM中待提交数据发送到服务器。
医院属于人员密集场所，人员较多，携带的手机等设备也比较多，在使用无线网络时，很容易发生碰撞。为了避免或者减少碰撞，CSMA/CA中采用了退避机制，如图2所示，但是CSMA/CA中的退避机制是随机选择一个数作为退避计数器的值，对于需要紧急发生的帧通过退避计数器的值可以进行调整。为了在信号好的情况下，及时将手持护理终端的待提交数据发送到服务器，本发明对退避机制进行了改进，能够保障待提交数据量大而且信号好的手持护理终端及时、顺利的提交待提交数据。
RTS/CTS协议(Request To Send/Clear To Send)即请求发送/允许发送协议，又称为信道预约，即RTS、CTS帧可以实现对信道的预约，手持护理终端A发送RTS帧并接收到AP反馈的CTS帧，即可实现对信道的预约，其他手持护理终端就会推迟接入到无线局域网中，进而实现手持护理终端A和AP的通信不会受到其他终端和AP之间的通信的干扰。本发明采用当数据帧的长度超过一定数值使用RTS帧和CTS帧的方式提高通信效率。
ROM通常是有限的，尤其是随着应用程序体积越来越大，占用的内存也越来越大，当运行的进程过多，则会出现内存不足，为了将待提交数据顺利发送到服务器，在一个具体实施例中，所述将待提交数据存储到RAM中，并加载ROM中的待提交数据到RAM中，具体为：
计算第一待提交数据的数据量和第二待提交数据的数据量的总和，所述第一待提交数据是指存储在ROM且需要提交到RAM的数据，所述第二待提交数据是指用户点击确认提交指令时且信号强度大于等于第一阈值且小于第二阈值需要提交到RAM中的数据；
计算所述总和与空闲内存的比值，根据所述比值调整LMK中oom_adj值对应的内存警戒值，利用LMK的机制进行内存回收，判断内存回收后手持护理终端的空闲内存是否大于所述总和，若是则将第一待提交数据和第二待提交数据加载到内存中；若内存回收后手持护理终端的空闲内存小于等于所述总和大于第二待提交数据的数据量，则将第一待提交数据加载到内存中；若内存回收后手持护理终端的空闲内存小于等于第二待提交数据的数据量，则将第二待提交数据存储到ROM中。
所述根据所述比值调整LMK中oom_adj值对应的内存警戒值，具体为：若所述比值大于等于1，则释放除手持护理终端APP和系统进程外其他所有进程；若所述比值小于1且大于第三阈值，则将oom_adj值对应的内存警戒值全部调整为原来的一半；若所述比值不大于第三阈值，则不对oom_adj值对应的内存警戒值进行调整。
LMK(Low Memory Killer)是Android提供的一种内存回收机制，进程的oom_adj越大，越容易被杀回收，反之，越不容易被杀回收。例如前台进程的oom_adj为0，内容提供进程的oom_adj为14，而且系统进程的oom_adj会小于0，每个oom_adj对应一个内存警戒值，例如oom_adj＝15时，内存警戒值为24MB，也即当内存小于24MB时，就会杀死oom_adj＝15的进程。本发明根据数据量对LMK的警戒值进行改进，能够在内存少时，回收内存，避免待提交数据无法加载到RAM中，影响无线发送模块发送数据。
例如，待提交数据为12MB，空闲内存为10MB，由于二者比值大于1，则会杀死手除持护理终端APP和系统进程外其他所有进程。如果待提交数据为8MB，比值大于第三阈值0.5，则会将将oom_adj值对应的内存警戒值全部调整为原来的一半，然后执行LMK回收内存。应当理解的是，上述数据只是为了便于理解，并不代表实际数据。
在另外一个实例中，可以通过对RAM中的待提交数据设置标识位，避免对待提交数据的内存回收；所述标识位用于标识RAM中的待提交数据不会被GC和LMK内存回收。
退避计数器的值和信道预约的阈值直接影响数据发送优先级和速度，在一个实施例中，所述根据所述数据量和信号强度确定CSMA/CA中的退避计数器的值和发送RTS帧的阈值，具体为：
根据公式
Figure GDA0004072180740000071
计算退避计数器第i次退避时隙个数的最大值，在[0,Counter-1]之间任取一个整数作为第i次退避的时隙个数；其中s表示无线信号强度，Thr2表示所述第二阈值，vDate表示所述数据量，单位为MB，i表示退避的次数，若退避次数大于4，则取i为4；
根据公式
Figure GDA0004072180740000072
计算发送RTS帧的阈值，其中
Figure GDA0004072180740000074
表示发送RTS帧的原始阈值。
假设Thr2＝-90dBm，信号强度s＝-80dBm，数据量为1MB，则第一次退避中，计算得到Counter＝3.82，退避计数器的值在[0,2.82]之间选择，退避计数器可以选择0、1或2；
若信号强度变为s＝-60dBm，则Counter＝2.87；若数据量变为5MB，则Counter＝1.37；在信号变强和/或数据量变大时，退避计数器的Counter变小，这样可以获得更多的发送数据机会，提高数据发送速度。
若
Figure GDA0004072180740000073
数据量为1MB，则根据上式计算得到新的RTS帧阈值为353.6；数据量的大小为3MB,新的RTS帧阈值为302.5。在医院中无线信号的干扰较多的情况下，调低RTS阈值有助于提升吞吐量，本发明中随着数据量的越大，RTS阈值越小。
在一个具体实施例中，在计算新的RTS后向上取整或者向下取整，当然也可以直接利用计算的RTS阈值作为新的阈值。在计算新的RTS阈值后，手持护理终端将新的RTS阈值发送给AP，AP利用新的RTS阈值更新RTS阈值。在一种实施例中，AP仅对发送新的RTS阈值的手持护理终端使用新的RTS阈值，并设置过效期，当超过过效期后，重新设置所述手持护理终端对应的RTS阈值为默认值。
在一个实施例中，所述手持护理终端还包括电量监测模块，用于监测所述手持护理终端的电量，若电量小于最低阈值，则将RAM中的待提交数据写入到ROM中。
在一个实施例中，所述手持护理终端通过WiFi连接到AP，AP将待提交数据发送到服务器。
在一个实施例中，所述第一阈值小于所述第二阈值。
实施例二
如图3所示，本发明提供了一种基于无线通信的手持护理系统，所述手持护理系统包括手持护理终端、AP、服务器，其特征在于，所述手持护理终端是如实施例一所述的手持护理终端。
实施例三
本发明还提供了一种手持护理终端中非易失性计算机存储介质，所述非易失性计算机存储介质中存储有指令，当其在处理器上运行时，如图4所示，使得处理器执行如下方法：
步骤1，在用户点击确认提交指令时，检测手持护理终端所处位置的无线信号强度，若信号强度小于第一阈值，则将待提交数据存储到ROM中；若信号强度大于等于第一阈值且小于第二阈值，将待提交数据存储到RAM中，并加载ROM中的待提交数据到RAM中；若信号强度大于第二阈值，则执行步骤2；其中在信号强度不大于第二阈值时，控制无线通信模块处于第一模式，所述第一模式是指无线通信模块不发送数据帧；
步骤2，判断RAM中是否存在所述待提交的数据，若有，计算RAM中待提交的数据量，根据所述数据量和信号强度确定CSMA/CA中的退避计数器的值和发送RTS帧的阈值，根据所述退避计数器的值和所述发送RTS帧的阈值将RAM中待提交数据发送到服务器。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件和软件结合的方式来实现。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机产品的形式体现出来，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种基于无线通信的手持护理终端，其特征在于，所述手持护理终端包括以下模块：
信号监测模块，用于在用户点击确认提交指令时，检测手持护理终端所处位置的无线信号强度，若信号强度小于第一阈值，则将待提交数据存储到ROM中；若信号强度大于等于第一阈值且小于第二阈值，将待提交数据存储到RAM中，并加载ROM中的待提交数据到RAM中；若信号强度大于第二阈值，则执行数据发送模块；其中在信号强度不大于第二阈值时，控制无线通信模块处于第一模式，所述第一模式是指无线通信模块不发送数据帧；
数据发送模块，判断RAM中是否存在所述待提交的数据，若有，计算RAM中待提交的数据量，根据所述数据量和信号强度确定CSMA/CA中的退避计数器的值和发送RTS帧的阈值，根据所述退避计数器的值和所述发送RTS帧的阈值将RAM中待提交数据发送到服务器；
所述根据所述数据量和信号强度确定CSMA/CA中的退避计数器的值和发送RTS帧的阈值，具体为：
根据公式
Figure FDA0004072180720000011
计算退避计数器第i次退避时隙个数的最大值，在[0,Counter-1]之间任取一个整数作为第i次退避的时隙个数；其中s表示无线信号强度，Thr2表示所述第二阈值，vDate表示所述数据量，单位为MB，i表示退避的次数，若退避次数大于4，则取i为4；
根据公式
Figure FDA0004072180720000012
计算发送RTS帧的阈值，其中
Figure FDA0004072180720000013
表示发送RTS帧的原始阈值。
2.如权利要求1所述的手持护理终端，其特征在于，所述将待提交数据存储到RAM中，并加载ROM中的待提交数据到RAM中，具体为：
计算第一待提交数据的数据量和第二待提交数据的数据量的总和，所述第一待提交数据是指存储在ROM且需要提交到RAM的数据，所述第二待提交数据是指用户点击确认提交指令时且信号强度大于等于第一阈值且小于第二阈值需要提交到RAM中的数据；
计算所述总和与空闲内存的比值，根据所述比值调整LMK中oom_adj值对应的内存警戒值，利用LMK的机制进行内存回收，判断内存回收后手持护理终端的空闲内存是否大于所述总和，若是则将第一待提交数据和第二待提交数据加载到内存中；若内存回收后手持护理终端的空闲内存小于等于所述总和大于第二待提交数据的数据量，则将第一待提交数据加载到内存中；若内存回收后手持护理终端的空闲内存小于等于第二待提交数据的数据量，则将第二待提交数据存储到ROM中。
3.如权利要求2所述的手持护理终端，其特征在于，所述根据所述比值调整LMK中oom_adj值对应的内存警戒值，具体为：若所述比值大于等于1，则释放除手持护理终端APP和系统进程外其他所有进程；若所述比值小于1且大于第三阈值，则将oom_adj值对应的内存警戒值全部调整为原来的一半；若所述比值不大于第三阈值，则不对oom_adj值对应的内存警戒值进行调整。
4.如权利要求3所述的手持护理终端，其特征在于，对RAM中的待提交数据设置标识位，所述标识位用于标识RAM中的待提交数据不会被GC和LMK内存回收。
5.如权利要求1所述的手持护理终端，其特征在于，所述手持护理终端还包括电量监测模块，用于监测所述手持护理终端的电量，若电量小于最低阈值，则将RAM中的待提交数据写入到ROM中。
6.如权利要求1所述的手持护理终端，其特征在于，所述手持护理终端通过WiFi连接到AP，AP将待提交数据发送到服务器。
7.如权利要求1所述的手持护理终端，其特征在于，所述第一阈值小于所述第二阈值。
8.一种基于无线通信的手持护理系统，所述手持护理系统包括手持护理终端、AP、服务器，其特征在于，所述手持护理终端是如权利要求1-7任一项所述的手持护理终端。
9.一种手持护理终端中非易失性计算机存储介质，所述非易失性计算机存储介质中存储有指令，其特征在于，当其在处理器上运行时，使得处理器执行如下方法：
步骤1，在用户点击确认提交指令时，检测手持护理终端所处位置的无线信号强度，若信号强度小于第一阈值，则将待提交数据存储到ROM中；若信号强度大于等于第一阈值且小于第二阈值，将待提交数据存储到RAM中，并加载ROM中的待提交数据到RAM中；若信号强度大于第二阈值，则执行步骤2；其中在信号强度不大于第二阈值时，控制无线通信模块处于第一模式，所述第一模式是指无线通信模块不发送数据帧；
步骤2，判断RAM中是否存在所述待提交的数据，若有，计算RAM中待提交的数据量，根据所述数据量和信号强度确定CSMA/CA中的退避计数器的值和发送RTS帧的阈值，根据所述退避计数器的值和所述发送RTS帧的阈值将RAM中待提交数据发送到服务器；
所述根据所述数据量和信号强度确定CSMA/CA中的退避计数器的值和发送RTS帧的阈值，具体为：
根据公式
Figure FDA0004072180720000031
计算退避计数器第i次退避时隙个数的最大值，在[0,Counter-1]之间任取一个整数作为第i次退避的时隙个数；其中s表示无线信号强度，Thr2表示所述第二阈值，vDate表示所述数据量，单位为MB，i表示退避的次数，若退避次数大于4，则取i为4；
根据公式
Figure FDA0004072180720000032
计算发送RTS帧的阈值，其中
Figure FDA0004072180720000033
表示发送RTS帧的原始阈值。
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