CN116170786A - 一种心电数据无线低功耗实时拓传方法、设备及系统 - Google Patents

一种心电数据无线低功耗实时拓传方法、设备及系统 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种心电数据无线低功耗实时拓传方法、设备及系统，其中方法包括：BLE主机模块通过BLE无线网络通道与长时程动态心电记录仪信号连接；BLE主机模块从长时程动态心电记录仪获取心电原始数据；BLE主机模块将每一分钟的心电原始数据通过串口发送给LTE 4G模块；LET 4G模块将心电原始数据通过4G无线网络通道发送给服务器。本申请能够实时传输采集的心电数据，无需等待佩戴几天后上传历史心电数据。通过将每分钟的诊断结果和原始数据上传到服务器，可以在平台实时查看心电图和诊断结果。此外，本系统功能集成度高，能够自动连接长时程动态心电记录仪无线传输原始心电数据，无需使用USB或者串口线。

Description

一种心电数据无线低功耗实时拓传方法、设备及系统
技术领域
本发明涉及心电数据传输技术，尤其涉及一种心电数据无线低功耗实时拓传方法、设备及系统。
背景技术
随着我国心血管、脑卒中等疾病患者人数的不断增长，国民对早期心脏筛查意识不断提高，而心脏筛查的主要途径为心电图，因此如何方便、快捷、准确、高效得到人体心电图的技术成为当下急需解决的难题。另外由于心血管、脑卒中等疾病都是“隐形杀手”，必须做好对这些“隐形杀手”前期的防范，将它们扼杀在摇篮之中，因此对心脏的常态化监测技术也就显得尤为重要。
心脏是人体最为关键和复杂的器官，心电数据量非常庞大而复杂，心电数据的传输和分析极其消耗硬件资源。比如目前的获取心电图的技术就存在以下缺陷：
(1)采集的心电数据只能通过USB、UART等有线方式传输到电脑端；
(2)设备体积大，耗电快，佩戴不方便且不能长时程监测；
(3)无法实时看到心电图和诊断结果，必须先佩戴，等归还设备后才能看到心电图和诊断结果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种心电数据无线低功耗实时拓传方法、设备及系统，能够以4G网络无线方式将原始动心电数据和诊断结果实时传输到远端服务器，让用户能够常态化、长时程、无感化做动态作心电监测，并能实时有效得知道心电诊断结果。
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
根据本发明的第一方面，提供了一种心电数据无线低功耗实时拓传方法，包括：
S1、BLE主机模块通过BLE无线网络通道与长时程动态心电记录仪信号连接；
S2、BLE主机模块从长时程动态心电记录仪获取心电原始数据；
S3、BLE主机模块将每一分钟的心电原始数据通过串口发送给LTE 4G模块；
S4、LET 4G模块将心电原始数据通过4G无线网络通道发送给服务器。
在一实施例中，所述S1具体包括：
S11、LTE 4G模块从平台获取病患信息，所述病患信息中包含与之绑定的长时程动态心电记录仪的MAC地址；
S12、LTE 4G模块将MAC地址通过串口发送给BLE主机模块；
S13、BLE主机模块使用该MAC地址作为过滤扫描条件进行扫描；
S14、BLE主机模块扫描到MAC地址对应的长时程动态心电记录仪后，通过BLE无线网络通道与之建立连接。
在一实施例中，所述S2具体包括：
S21、BLE主机模块与长时程动态心电记录仪建立连接后，每10秒钟查询1次动态心电记录仪中已存在的原始心电数据量；
S22、当发现动态心电记录仪中已存在的心电原始数据超过30K后，立即下发心电数据获取指令，将30K心电数据全部接收完毕。
在一实施例中，所述S3具体包括：
S31、BLE主机模块端将30K心电数据接收完毕并加入缓冲池队列中；
S32、缓冲池队列中的30K心电数据数据依次出队找1分钟时间戳，解压；
S33、发送解压后的1分钟心电数据给LTE 4G模块；
S34、循环执行S32和S33步骤，直到缓冲池队列清空。
在一实施例中，所述S33还包括：在每次发送解压后的1分钟心电数据给LTE 4G之前，判断上一次是否让LTE 4G模块休眠，若上一次已让LTE 4G模块休眠，则控制LTE 4G模块的特定引脚并达到唤醒时序要求，唤醒LTE 4G模块；
所述S3还包括：
S35、缓冲池队列清空后，BLE主机模块控制LTE 4G模块的特定引脚并达到休眠时序要求，让LTE 4G模块进入休眠模式。
在一实施例中，所述S4包括：
S41、LTE 4G模块接收到解压后的1分钟原始心电数据；
S42、将原始心电数据写入文件，文件名为时间戳；
S47、达到5分钟的数据量后，压缩所有的文件到一个zip包中；
S48、通过4G网络将zip包传到远端服务器。
在一实施例中，所述S4还包括：
S43、对1分钟原始心电数据进行滤波；
S44、将滤波后的心电数据写入文件，文件名为时间戳_filter；
S45、将滤波后的原始心电数据作为参数传入算法，进行算法分析得到诊断数据；
S46、将各个类型诊断数据写入文件。
根据本发明的第二方面，提供了一种心电数据无线低功耗实时拓传设备，包括BLE主机模块和LTE 4G模块；所述BLE主机模块与所述LTE 4G模块通过串口连接；所述BLE主机模块能够通过BLE无线网络通道与长时程动态心电记录仪信号连接，以获取心电原始数据；所述LET 4G模块能够通过4G无线网络通道与远端服务器信号连接，以发送心电原始数据。
在一实施例中，所述BLE主机模块还用于控制所述LTE 4G模块的休眠和唤醒。
在一实施例中，所述LET 4G模块还用于将心电原始数据进行处理得到心电诊断数据，并将心电诊断数发送给远端服务器。
根据本发明的第三方面，还提供了一种用于实现如第一方面任一所述心电数据无线低功耗实时拓传方法的系统，包括长时程动态心电记录仪、拓传设备以及远端服务器，所述长时程动态心电记录仪内设置有BLE从机模块，所述拓传设备包括BLE主机模块和LTE 4G模块，所述BLE主机模块与所述LTE 4G模块通过串口连接，所述BLE主机模块通过BLE无线网络通道与所述长时程动态心电记录仪的BLE主机模块信号连接，所述LET 4G模块通过4G无线网络通道与所述远端服务器信号连接。
本发明实施例的有益效果是：本发明提供的心电数据无线低功耗实时拓传方法，每10秒就会查询心电记录仪中的心电数据量，做到实时传输采集的心电数据，无需等待佩戴几天后归还设备后上传几天的历史心电数据。每一分钟的数据都会运行一次算法，并将诊断结果和原始数据一起上传到服务器，可以在平台实时查看心电图和诊断结果。此外，本发明所提供的拓传系统功能集成度高，能够自动连接长时程动态心电记录仪，无线传输原始心电数据，无需使用USB或者串口线。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
图1是本申请系统实施例的系统框图；
图2是本申请系统实施例的工作时序图；
图3是本申请方法实施例的休眠唤醒流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。
如图1所示，本申请实施例提供了一种心电数据无线低功耗实时拓传系统，包括长时程远程动态心电记录仪1、拓传设备2和远端服务器3。拓传设备2包括BLE主机模块21、LTE4G通讯模块22。长时程动态心电记录仪1内设置有BLE从机模块11。BLE主机模块21与LTE 4G模块22通过串口连接，BLE主机模块21通过BLE无线网络通道与长时程动态心电记录仪1的BLE从机模块11信号连接，LET 4G模块22通过4G无线网络通道与远端服务器3信号连接。
其中，BLE主机模块21用于根据心电平台下发的用户信息过滤扫描，连接与该用户绑定的长时程动态心电记录仪1，与长时程动态心电记录仪1建立BLE无线连接后，通过低功耗蓝牙协议实时无线获取长时程动态心电记录仪端的心电原始数据，并将每一分钟的心电原始数据通过串口发送给LTE 4G模块22。BLE主机模块21另外一个重要的任务是控制LTE4G模块的休眠和唤醒，以大大降低系统整体功耗。LTE 4G模块22将得到的每一分钟心电原始数据进行滤波处理后运行核心算法得到心电诊断数据，最后LTE 4G模块22将分析处理得到的心电诊断数据、滤波后的心电数据及原始心电数据传输到远端服务器3。
硬件方面，BLE主机模块21是与长时程动态心电记录仪1同一制造商的运行低功耗蓝牙BLE5.0协议栈的极低功耗SOC，支持休眠唤醒且在扫描和连接模式下的功耗小于5mA。LTE 4G模块22是一种基于高通平台，集成多种无线通信模式，采用四核1.3GHz主频ARM以及Cortex-A7处理器可运行Linux和安卓系统的低功耗通信模块，该硬件资源运行1分钟心电数据分析算法得到诊断结果的耗时小于800mS。LTE 4G模块支持休眠唤醒且休眠功耗低于2mA，非射频模式下的工作功耗低于20mA，射频模式下低功耗LTE-TSS@PF＝128：1.51mA。
基于上述拓传系统，本实施例还提供了一种心电数据无线低功耗实时拓传方法，如图2和图3所示，包括：
S1、BLE主机模块通过BLE无线网络通道与长时程动态心电记录仪信号连接。
步骤S1具体包括：
S11、LTE 4G模块从平台获取病患信息(由医护人员预先在心电平台录入)，病患信息中包含与之绑定的长时程动态心电记录仪的MAC地址；
S12、LTE 4G模块将MAC地址通过串口UART发送给BLE主机模块；
S13、BLE主机模块使用该MAC地址作为过滤扫描条件进行扫描；
S14、BLE主机模块扫描到MAC地址对应的长时程动态心电记录仪后，通过BLE无线网络通道与之建立连接。
S2、BLE主机模块从长时程动态心电记录仪获取心电原始数据。
S2具体包括：
S21、BLE主机模块与长时程动态心电记录仪建立连接后，每10秒钟查询1次动态心电记录仪中已存在的原始心电数据量；
S22、当发现动态心电记录仪中已存在的心电原始数据超过30K后，立即下发心电数据获取指令，将30K心电数据全部接收完毕。
S3、BLE主机模块将每一分钟的心电原始数据通过串口发送给LTE 4G模块。
S3具体包括：
S31、BLE主机模块端将30K心电数据接收完毕并加入缓冲池队列中；
S32、缓冲池队列中的30K心电数据数据依次出队找1分钟时间戳，解压；
S33、发送解压后的1分钟心电数据给LTE 4G模块；为了降低功耗，在每次发送解压后的1分钟心电数据给LTE 4G之前，判断上一次是否让LTE 4G模块休眠，若上一次已让LTE4G模块休眠，则控制LTE 4G模块的特定引脚并达到唤醒时序要求，唤醒LTE 4G模块；
S34、循环执行S32和S33步骤，直到缓冲池队列清空；
S35、缓冲池队列清空后，BLE主机模块控制LTE 4G模块的特定引脚并达到休眠时序要求，让LTE 4G模块进入休眠模式。
S4、LET 4G模块将心电原始数据通过4G无线网络通道发送给服务器。
S4具体包括：
S41、LTE 4G模块接收到解压后的1分钟原始心电数据；
S42、将原始心电数据写入文件，文件名为时间戳；
S43、对1分钟原始心电数据进行滤波；
S44、将滤波后的心电数据写入文件，文件名为时间戳_filter；
S45、将滤波后的原始心电数据作为参数传入算法，进行算法分析得到诊断数据；
S46、将各个类型诊断数据写入文件；
S47、达到5分钟的数据量后，压缩所有的文件到一个zip包中；
S48、通过4G网络将zip包传到远端服务器。
综上所述，本申请所提供的的心电数据拓传系统，能够以4G网络无线方式将原始动心电数据和诊断结果实时传输到远端服务器，能够让用户常态化、长时程、无感化做动态作心电监测，并能实时有效得知道心电诊断结果。该系统集成度高，能够自动连接长时程动态心电记录仪，无线传输原始心电数据，无需使用USB或者串口线。此外，通过控制休眠和唤醒LET 4G模块，能够降低系统功耗。本申请所提供的心电数据无线低功耗实时拓传方法，每10秒就会查询心电记录仪中的心电数据量，做到实时传输采集的心电数据，无需等待佩戴几天后归还设备后上传几天的历史心电数据。每一分钟的数据都会运行一次算法，并将诊断结果和原始数据一起上传到服务器，从而可以在平台实时查看心电图和诊断结果。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。
以上所述仅为本申请的较佳实例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种心电数据无线低功耗实时拓传方法，其特征在于，包括：
S1、BLE主机模块通过BLE无线网络通道与长时程动态心电记录仪信号连接；
S2、BLE主机模块从长时程动态心电记录仪获取心电原始数据；
S3、BLE主机模块将每一分钟的心电原始数据通过串口发送给LTE 4G模块；
S4、LET 4G模块将心电原始数据通过4G无线网络通道发送给服务器。
2.根据权利要求1所述的心电数据无线低功耗实时拓传方法，其特征在于，所述S1具体包括：
S11、LTE 4G模块从平台获取病患信息，所述病患信息中包含与之绑定的长时程动态心电记录仪的MAC地址；
S12、LTE 4G模块将MAC地址通过串口发送给BLE主机模块；
S13、BLE主机模块使用该MAC地址作为过滤扫描条件进行扫描；
S14、BLE主机模块扫描到MAC地址对应的长时程动态心电记录仪后，通过BLE无线网络通道与之建立连接。
3.根据权利要求2所述的心电数据无线低功耗实时拓传方法，其特征在于，所述S2具体包括：
S21、BLE主机模块与长时程动态心电记录仪建立连接后，每10秒钟查询1次动态心电记录仪中已存在的原始心电数据量；
S22、当发现动态心电记录仪中已存在的心电原始数据超过30K后，立即下发心电数据获取指令，将30K心电数据全部接收完毕。
4.根据权利要求3所述的心电数据无线低功耗实时拓传方法，其特征在于，所述S3具体包括：
S31、BLE主机模块端将30K心电数据接收完毕并加入缓冲池队列中；
S32、缓冲池队列中的30K心电数据数据依次出队找1分钟时间戳，解压；
S33、发送解压后的1分钟心电数据给LTE 4G模块；
S34、循环执行S32和S33步骤，直到缓冲池队列清空。
5.根据权利要求4所述的心电数据无线低功耗实时拓传方法，其特征在于，所述S33还包括：在每次发送解压后的1分钟心电数据给LTE 4G之前，判断上一次是否让LTE 4G模块休眠，若上一次已让LTE 4G模块休眠，则控制LTE 4G模块的特定引脚并达到唤醒时序要求，唤醒LTE 4G模块；
所述S3还包括：
S35、缓冲池队列清空后，BLE主机模块控制LTE 4G模块的特定引脚并达到休眠时序要求，让LTE 4G模块进入休眠模式。
6.根据权利要求5所述的心电数据无线低功耗实时拓传方法，其特征在于，所述S4包括：
S41、LTE 4G模块接收到解压后的1分钟原始心电数据；
S42、将原始心电数据写入文件，文件名为时间戳；
S47、达到5分钟的数据量后，压缩所有的文件到一个zip包中；
S48、通过4G网络将zip包传到远端服务器。
7.根据权利要求6所述的心电数据无线低功耗实时拓传方法，其特征在于，所述S4还包括：
S43、对1分钟原始心电数据进行滤波；
S44、将滤波后的心电数据写入文件，文件名为时间戳_filter；
S45、将滤波后的原始心电数据作为参数传入算法，进行算法分析得到诊断数据；
S46、将各个类型诊断数据写入文件。
8.一种心电数据无线低功耗实时拓传设备，其特征在于，包括BLE主机模块和LTE 4G模块；所述BLE主机模块与所述LTE 4G模块通过串口连接；所述BLE主机模块能够通过BLE无线网络通道与长时程动态心电记录仪信号连接，以获取心电原始数据；所述LET 4G模块能够通过4G无线网络通道与远端服务器信号连接，以发送心电原始数据。
9.根据权利要求8所述的心电数据无线低功耗实时拓传设备，其特征在于，所述BLE主机模块还用于控制所述LTE 4G模块的休眠和唤醒。
10.根据权利要求8所述的心电数据无线低功耗实时拓传设备，其特征在于，所述LET4G模块还用于将心电原始数据进行处理得到心电诊断数据，并将心电诊断数发送给远端服务器。
11.一种用于实现如权利要求1～7任一所述心电数据无线低功耗实时拓传方法的系统，其特征在于，包括长时程动态心电记录仪、拓传设备以及远端服务器，所述长时程动态心电记录仪内设置有BLE从机模块，所述拓传设备包括BLE主机模块和LTE 4G模块，所述BLE主机模块与所述LTE 4G模块通过串口连接，所述BLE主机模块通过BLE无线网络通道与所述长时程动态心电记录仪的BLE主机模块信号连接，所述LET 4G模块通过4G无线网络通道与所述远端服务器信号连接。
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CN113940685A (zh) * 2021-11-25 2022-01-18 江苏正心智能科技有限公司 长时程动态心电数据拓传设备、系统和心电数据拓传方法

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