CN117878681A - 一种插件装置及麻醉机 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种插件装置及麻醉机，所述装置包括：插件，用于插入插件盒，通过接口和插件盒进行通讯，将辅助设备的监测信息发送到插件盒；插件盒，用于插入管理单元的卡槽中，接收插件发送的监测信息，将监测信息发送到管理单元；管理单元，用于接收插件盒发送的监测信息，将监测信息发送到上位机；和上位机，用于接收管理单元发送的监测信息，并显示；插件向管理单元发送监测信息时，插件盒切断自己与管理单元的串口，将插件的串口和管理单元的串口连接；管理单元利用DMA向上位机发送监测信息。插件盒可以自动识别插件类型以及插件是否插入，提高了设备的自动化水平；管理单元采用的串口透传功能，传输速度快，成本低。

Description

一种插件装置及麻醉机

技术领域

本申请属于医疗器械领域，具体涉及一种插件装置及麻醉机。

背景技术

麻醉机中的插件装置，用于灵活扩充麻醉机的功能，一般可以支持血氧、脑电、麻深、肌松等插件。

如图1所示，插件装置包括插件、插件盒、管理单元和上位机。

插件，可以是血氧测量仪、脑电测量仪等设备，其具有串口通讯接口，可以通过该接口和设备进行通讯，将自己的监测信息上传到插件盒；

插件盒，可以让插件的接口插入，接收插件的监测信息；插件盒可以插入到管理单元提供的卡槽中，然后和管理单元通讯，将插件盒中插件上传的信息发送给管理单元；

管理单元，用于管理多个插件盒，接收插件盒上传的监测信息，并将此信息转发给上位机进行使用。

上位机：接收管理单元上传的监测信息，并显示。

插件装置的难点在于插件的识别和连接，即识别此时插入了哪种类型的插件，识别之后如何建立连接，并将其测量信息上传给上位机显示应用。

当前麻醉机中共有两种类型的插件装置：

第一种，是串口固定类型的插件装置，即从插件盒、管理单元到上位机之间的串口是固定的，特定位置的插件盒只能插入特定的卡槽位置；此种方式结构简单，但插件盒的位置是固定的，使用起来不灵活。

第二种，从插件盒、管理单元到上位机之间的串口不是固定的，插件盒可以插入在任意卡槽位置，各路串口之间可以互联。此种方式插件盒位置不固定，可以随意插入，但结构复杂，需要管理单元配置复杂的交互策略，完成串口的互联操作，数据传输的效率低下。传统方式由一个主控芯片和FPGA芯片完成此操作，此种方式成本较高，且需要软件实现复杂的交互策略。

发明内容

本申请的目的在于克服传统插件盒成本高，交互策略复杂的缺陷。

为了实现上述目的，本申请提出了一种插件装置，所述装置包括：

插件，用于插入插件盒，通过接口和插件盒进行通讯，将辅助设备的监测信息发送到插件盒；

插件盒，用于插入管理单元的卡槽中，接收插件发送的监测信息，将监测信息发送到管理单元；

管理单元，用于接收插件盒发送的监测信息，将监测信息发送到上位机；和

上位机，用于接收管理单元发送的监测信息，并显示；

插件向管理单元发送监测信息时，插件盒切断自己与管理单元的串口，将插件的串口和管理单元的串口连接；

管理单元利用DMA向上位机发送监测信息。

作为上述装置的一种改进，插件盒与管理单元的卡槽非一一对应，即插件盒可以插入任一卡槽中。

作为上述装置的一种改进，每个插件盒适配一种插件；在插件盒的主控电路板上安装不同阻值的电阻；插件盒通过ADC采样，采集电阻上的电压，根据电压的大小判断该插件盒适配的插件类型。

作为上述装置的一种改进，插件盒插入卡槽的过程包括：

步骤A1：插件盒插入卡槽，卡槽给插件盒供电，插件盒启动，开始初始化；

步骤A2：插件盒初始化完毕后，按照固定的波特率向管理单元发出上线信息；

步骤A3：管理单元在收到上线信息后，向插件盒返回确认信息；插件盒收到确认信息，完成插件盒插入卡槽的过程。

作为上述装置的一种改进，插件插入插件盒和发送信息的过程包括：

步骤B1：插件插入插件盒，插件盒给插件供电，并确认插件成功插入；

步骤B2：插件盒将插件已经插入的信息，和插件的类型信息，发送至管理单元；

步骤B3：管理单元收到插件盒的信息后，确认插件可以使用，向插件盒下发插件信息读取指令；

步骤B4：插件盒将与管理单元通讯的串口链路切换到插件与管理单元通讯的串口链路；

步骤B5：管理单元在和插件成功通讯后，根据插件类型选择和上位机通讯的串口号，将插件发送的监测信息转发至上位机。

作为上述装置的一种改进，插件盒确认插件成功插入的方法包括：

插件插入插件盒后，插件盒读取上电引脚IO电平，当电平为高时，确认插件成功插入。

作为上述装置的一种改进，所述插件盒将与管理单元通讯的串口通路切换给插件的方法为：

插件盒具有两个与管理单元进行通讯的串口链路，一个用于插件和管理单元通讯，一个用于插件盒和管理单元通讯；

当管理单元需要和插件通讯时，插件盒把自己与管理单元的串口链路切断，连通插件与管理单元通讯的串口链路，完成插件与管理单元的对接。

作为上述装置的一种改进，管理单元将插件发送的监测信息转发至上位机的过程包括：

步骤C1：利用DMA将插件的监测信息搬运至指定内存区域；

步骤C2：利用DMA将指定内存区域数据搬运至和上位机通讯的串口数据寄存器中。

本申请还提供一种麻醉机，所述麻醉机包括上述的插件装置。

与现有技术相比，本申请的优势在于：

1、根据ADC采样电平值，插件盒可以识别自己适配的插件类型，实现了插件盒对插件的类型自动识别，提高了使用的灵活性；

2、插件盒通过IO电平识别是否插入了插件，无需人工干涉，提高了设备的自动化水平；

3、插件盒管理单元的串口透传功能，使用DMA将各个串口号灵活连接起来，且速度快，最终成本较低，管理单元只使用一个芯片即可。

附图说明

图1所示为插件装置结构图；

图2所示为插件上传监测数据流程图；

图3所示为管理中心向上位机传输数据流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的技术方案进行详细的说明。

本申请提供的一种插件装置及麻醉机，该插件装置包括插件、插件盒、管理单元和上位机。

插件，可以是血氧测量仪、脑电测量仪等设备，其具有串口通讯接口，可以通过该接口和插件盒进行通讯，将自己的监测信息上传到插件盒。

插件盒，可以让插件的接口插入，接收插件的监测信息；插件盒可以插入到管理单元提供的卡槽中，然后和管理单元通讯，将插件盒中插件上传的信息发送给管理单元；每个插件盒和管理单元之间采用红外串口或串口线连接。每个插件盒可以插入管理单元的任一卡槽中。

管理单元，用于管理多个插件盒，接收插件盒上传的监测信息，并将此信息转发给上位机进行使用。管理单元和上位机之间也采用串口连接，串口连接的数量与管理单元上的卡槽数量相同。

上位机：接收管理单元上传的监测信息，并显示。

如图2所示，插件盒插入卡槽的过程包括：

1、插件盒插入卡槽，卡槽给插件盒供电，插件盒程序启动，开始初始化。

2、插件盒向管理单元发出上线信息：插件盒初始完毕后，按照固定的波特率通过红外串口或串口线的形式向管理单元发出上线信息。为了管理单元识别上线信息，波特率为固定值。

3、管理单元识别插件盒上线信息，两者建立通讯连接：管理单元在收到上线信息后，向插件盒返回确认信息；插件盒收到确认信息后，完成插件盒插入卡槽的动作。

每个插件盒只适配一种插件，为了方便插件盒区分自己适配哪种插件，在插件盒的主控电路板上，安装不同阻值的电阻。插件盒启动ADC采样，采集电阻上的电压，根据电压的大小即可判断该插件盒适配的插件类型。

如图2所示，插件的识别和上传信息过程包括：

1、插件插入插件盒：插件插入插件盒后，插件盒给插件供电，此时插件盒CPU读取上电引脚IO电平，当电平为高时，认为插件已成功插入。每种插件的插头都不一样，自带防呆设计，无法插入类型不匹配的插件盒。

2、插件信息上传：插件盒将插件已经插入的信息，和插件的类型信息，上传至管理单元。

3、管理单元确认信息，向插件盒发送插件信息读取指令：当管理单元收到插件盒的信息后，确认该插件可以使用，向插件盒下发插件信息读取指令。

4、插件盒将红外串口通路切换给插件：插件盒收到插件信息读取指令后，断开和管理单元的通讯，将此串口通路让给插件，直接让插件与管理单元进行通讯。

插件盒有两个串口链路，都可以和管理单元进行通讯，一个用于插件和管理单元通讯，一个用于插件盒的芯片和管理单元通讯，当管理单元需要和插件通讯时，插件盒的芯片把自己和管理单元的串口切断，让插件的串口和管理单元的串口连接，完成插件与管理单元的对接。此切换操作是由插件盒电路板上面的芯片完成。

管理单元与不同插件通信时使用不同的波特率。

5、管理单元启动串口信息透传功能：管理单元在和插件成功通讯后，需要根据插件类型选择和上位机通讯的串口，并将插件上传的监测信息转发至上位机。

上位机用来和某类型插件进行通讯的串口是固定的，管理单元需要将监测信息传输给对应的上位机串口通道。插件一般有血氧、脑电、麻深等，例如上位机用于接收血氧的是串口1，就需要管理单元将血氧的监测信息送到串口1处。

如图3所示，管理单元将检测信息发送到上位机的过程包括：

1、管理单元利用DMA(Direct MemoryAccess直接存储器访问)将插件的监测信息搬运至指定内存区域；

2、管理单元利用DMA将指定内存区域数据搬运至和上位机通讯的串口数据寄存器中。

DMA搬运数据是将数据从一个地址空间复制到另一个地址空间，提供在外设和存储器之间或者存储器和存储器之间的高速数据传输。当CPU初始化这个传输动作后，传输动作本身由DMA控制器来实现和完成。DMA的传输方式无需CPU直接控制传输，不占用CPU时间，提高了传输速度和质量。

在传统的插件装置中，管理单元在接收完监测信息后，需要将监测信息解析后打包发送给上位机串口，这个过程造成数据传输的效率低下。使用DMA的传输方式，是将从插件串口接收到的监测信息，直接搬迁到上位机的串口中，相当于是将插件的串口和上位机的串口之间架设起一座通讯桥梁，形成高效的互联。

本申请还提供一种麻醉机，包括上述插件装置。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本申请的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本申请技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本申请的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种插件装置，所述装置包括：

插件，用于插入插件盒，通过接口和插件盒进行通讯，将辅助设备的监测信息发送到插件盒；

插件盒，用于插入管理单元的卡槽中，接收插件发送的监测信息，将监测信息发送到管理单元；

管理单元，用于接收插件盒发送的监测信息，将监测信息发送到上位机；和

上位机，用于接收管理单元发送的监测信息，并显示；

其特征在于：

插件向管理单元发送监测信息时，插件盒切断自己与管理单元的串口，将插件的串口和管理单元的串口连接；

管理单元利用DMA向上位机发送监测信息。

2.根据权利要求1所述的插件装置，其特征在于，插件盒与管理单元的卡槽非一一对应，即插件盒可以插入任一卡槽中。

3.根据权利要求1所述的插件装置，其特征在于，每个插件盒适配一种插件；在插件盒的主控电路板上安装不同阻值的电阻；插件盒通过ADC采样，采集电阻上的电压，根据电压的大小判断该插件盒适配的插件类型。

4.根据权利要求1所述的插件装置，其特征在于，插件盒插入卡槽的过程包括：

步骤A1：插件盒插入卡槽，卡槽给插件盒供电，插件盒启动，开始初始化；

步骤A2：插件盒初始化完毕后，按照固定的波特率向管理单元发出上线信息；

步骤A3：管理单元在收到上线信息后，向插件盒返回确认信息；插件盒收到确认信息，完成插件盒插入卡槽的过程。

5.根据权利要求1所述的插件装置，其特征在于，插件插入插件盒和发送信息的过程包括：

步骤B1：插件插入插件盒，插件盒给插件供电，并确认插件成功插入；

步骤B2：插件盒将插件已经插入的信息，和插件的类型信息，发送至管理单元；

步骤B3：管理单元收到插件盒的信息后，确认插件可以使用，向插件盒下发插件信息读取指令；

步骤B4：插件盒将与管理单元通讯的串口链路切换到插件与管理单元通讯的串口链路；

步骤B5：管理单元在和插件成功通讯后，根据插件类型选择和上位机通讯的串口号，将插件发送的监测信息转发至上位机。

6.根据权利要求5所述的插件装置，其特征在于，插件盒确认插件成功插入的方法包括：

插件插入插件盒后，插件盒读取上电引脚IO电平，当电平为高时，确认插件成功插入。

7.根据权利要求5所述的插件装置，其特征在于，所述插件盒将与管理单元通讯的串口通路切换给插件的方法为：

插件盒具有两个与管理单元进行通讯的串口链路，一个用于插件和管理单元通讯，一个用于插件盒和管理单元通讯；

当管理单元需要和插件通讯时，插件盒把自己与管理单元的串口链路切断，连通插件与管理单元通讯的串口链路，完成插件与管理单元的对接。

8.根据权利要求5所述的插件装置，其特征在于，管理单元将插件发送的监测信息转发至上位机的过程包括：

步骤C1：利用DMA将插件的监测信息搬运至指定内存区域；

步骤C2：利用DMA将指定内存区域数据搬运至和上位机通讯的串口数据寄存器中。

9.一种麻醉机，其特征在于，所述麻醉机包括如权利要求1-8任一所述的插件装置。