ES2291677T3 - Procedimiento y sistema para la determinacion de la topologia de un sistema de analisis modular. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la determinación de la topología de los módulos de un sistema de análisis modular, mediante los siguientes pasos: a) puesta en contacto de varios módulos, los cuales al-macenan los datos en una memoria, con una unidad cen-tral en la cual como mínimo están conectados dos mó-dulos en serie, b) transmisión de los datos almacenados a la unidad central, de los módulos contactados directa o indi-rectamente con la unidad central, c) interrupción del contacto de un módulo a la unidad central, d) nueva transmisión de los datos del módulo a la unidad central, e) repetición de la operación de interrupción del contacto, f) comparación de los datos transmitidos antes de la interrupción del contacto, con los datos transmitidos después de la interrupción del contacto y deter- minación de la topología del sistema de análisis modular, en base a la comparación, efectuando la repetición de los pasos del procedimiento c hasta e, con por lo menos otro módulo, hasta que se dispone dela suficiente información a partir de la comparación, para el cálculo de la topología.
Description
Procedimiento y sistema para la determinación de
la topología de un sistema de análisis modular.
La invención se refiere a un procedimiento así
como a un sistema, mediante el cual puede determinarse la topología
de un sistema de análisis modular.
Con ayuda del procedimiento según la invención,
el usuario de un sistema de análisis modular, puede representar la
topología del sistema por ejemplo gráficamente sobre una pantalla.
Con el nombre de sistema de análisis modular, en el sentido de la
invención, se entiende un sistema el cual se compone de un gran
número de aparatos los cuales directa o indirectamente están unidos
entre sí. Además, con la expresión topología de un sistema de
análisis, en el sentido de la invención, se entiende una colocación
relativa tridimensional de los módulos entre sí, la cual sin
embargo, no contiene ninguna información geométrica absoluta.
Con el procedimiento según la invención, se hace
posible que el usuario efectúe una colocación tridimensional de los
módulos sin que para ello se vea obligado a efectuar complicados
pasos de funcionamiento. Al usuario, el cual cuando opera con el
propio sistema se encuentra delante de la unidad central, se le
comunica para ello la colocación relativa de los módulos respecto a
la unidad central y su propia posición relativa. El usuario puede
así reconocer fácilmente qué módulos existen en el sistema de
análisis los cuales están contactados con la unidad central. El
usuario recibe en consecuencia rápidamente, una visión global sobre
el sistema de análisis y puede ajustar éste según sea necesario
añadiendo o quitando módulos. A partir de su propia posición el
usuario es informado de que p. ej., el módulo 1, un aparato para
medir el azúcar en sangre, se encuentra a la derecha al lado de la
unidad central. Mediante esta información topológica sobre los
módulos correspondientes, se facilita considerablemente el servicio
de un sistema de análisis modular, de manera que en el servicio en
particular de complicados sistemas de análisis, el procedimiento
según la invención ofrece y garantiza también en los frecuentes
casos de cambios de usuarios, un fácil manejo. El procedimiento y el
sistema según la invención, particularmente en los sistemas de
aparatos que contienen un gran número de módulos, se acreditan como
lógicos, dado que el usuario en este caso en particular, no puede
prescindir de un manejo en conjunto.
A menudo se emplean sistemas de aparatos que
contienen un gran número de módulos en sistemas de análisis hechos
a la medida, los cuales han sido proyectados para un correspondiente
campo de aplicación. Algunos campos de aplicación que exigen un
perfil de exigencias cortadas a medida, son p. ej., el campo de la
medicina y el diagnóstico. En estos campos se emplean a menudo
aparatos de análisis altamente especializados que deben satisfacer
altas exigencias. En base a las características específicas de
rendimiento que presentan los aparatos de análisis, a menudo no
puede solucionarse el gran número necesario de exigencias de un
sistema de análisis mediante un solo aparato de análisis. Además,
junto a estos aparatos de análisis son a menudo necesarios aparatos
adicionales los cuales se emplean para el procesamiento y entrega de
datos.
Cuando se emplea un sistema de análisis modular,
p. ej., para análisis de diferentes cuadros de enfermedad, deben
determinarse en función del cuadro clínico de la enfermedad,
diferentes parámetros, de manera que en razón del campo de
aplicación se producen diferentes exigencias en el sistema de
análisis. Además, se demuestra que la fabricación de aparatos
específicos que se emplean en este tipo de sistemas de análisis es
complicada y cara, de manera que se persigue el conseguir un
aprovechamiento lo más alto posible de los aparatos. Esto tiene por
consecuencia que debe preverse el empleo de un aparato de análisis
para varios sistemas, y que el número y clase de los aparatos de
análisis de un sistema de análisis modular, varía. Por este motivo
es deseable optimizar cada vez un sistema de análisis teniendo en
cuenta el campo de aplicación, y poder colocar juntos varios
aparatos de análisis. Así pueden añadirse o suprimirse por ejemplo,
aparatos de análisis del sistema de análisis según sea necesario,
que no son necesarios en un análisis estándar. El empleo flexible de
los aparatos de análisis de un sistema hace posible no solamente
una solución ajustada teniendo en cuenta el correspondiente campo
de aplicación, sinó también un mejor aprovechamiento de los
aparatos. La puesta a punto de sistemas de análisis de alta
especialización puede con ello garantizarse con un coste optimizado.
Además, un mando central del sistema de análisis puede evitar
costes adicionales puesto que p. ej., los elementos periféricos del
usuario (pantalla, altavoces, impresora, etc.) ya no son necesarios
para cada uno de los aparatos de análisis individuales. Un mando
central proporciona un contacto de los elementos con el
correspondiente módulo.
Para hacer posible un fácil manejo del sistema
de análisis modular para el usuario, se han constituido en el
estado actual de la técnica, varios procedimientos así como
sistemas. Se han preparado a menudo procedimientos con ayuda de una
unidad central de mando, los cuales permiten una colocación relativa
de los módulos individuales respecto a la unidad central, como se
ha descrito y determinado. El usuario queda con ello liberado del
manejo innecesario de módulos así como puede colocar visualmente su
unión con la unidad central y dar nombre a esta colocación relativa
del sistema. Particularmente, en sistemas de análisis en los cuales
tiene lugar a menudo un intercambio de módulos y éstos son
utilizados por diferentes usuarios, ordenar visualmente la
colocación relativa de los módulos así como los correspondientes
datos de entrada en la unidad de mando significaría un
procedimiento costoso y un considerable gasto de tiempo. La
condición previa que se plantea a los modernos sistemas de análisis
modular de ser fácilmente manejables y flexibles, sería
decisivamente entorpecida por medio de un procedimiento visual.
En el estado actual de la técnica, está descrito
en el documento US 5.404.460 un procedimiento para la determinación
de la colocación relativa de módulos. El documento describe un
sistema en el cual se conectan varios módulos en serie, de manera
que en cada caso la salida de un módulo está conectada con la
entrada del próximo módulo. La salida del último módulo está
conectada a una entrada en serie de un controlador central. El
sistema presenta para todos los módulos una línea general para la
hora y una línea general para la puesta a cero. Mediante una puesta
a cero al lado del sistema y un subsiguiente control central, es
posible una lectura y descripción exactamente específica de los
buses en serie. A este respecto, el primer módulo produce en la
puesta a cero al lado del sistema un paquete de datos y se asigna a
si mismo una dirección (0). En el control este paquete de datos es
transmitido del primero al último módulo y a continuación al
controlador central, de forma que cada módulo aumenta el contenido
del paquete en un paquete de datos (+1) y se asigna la
correspondiente dirección. Como resultado, el controlador central
recibe informaciones sobre la cantidad y el orden de los módulos de
todo el sistema. Con el paquete de datos, el cual corresponde a una
correspondiente dirección, pueden transmitirse también otros datos
al controlador central, los cuales p. ej., contienen un nombre tipo
del módulo. Mediante el dato del orden de los módulos se puede
tener una más fácil identificación de los módulos, p. ej., sobre el
nombre del tipo, de manera que se facilita al usuario una
asignación. Una desventaja decisiva de este procedimiento es que la
asignación de direcciones puede tener lugar solamente mediante una
puesta a cero de todo el sistema. Además, son requisitos
indispensables del sistema que éste tenga siempre una línea para la
puesta a cero del lateral del sistema así como una línea para los
tiempos. Una desventaja muy importante es además, que el sistema no
puede prescindir de un control del tiempo completamente determinado
de su bus en serie. En el sentido de un modelo por capas OSI, el
cual se detalla todavía a continuación, se encuentran con ello
estipulaciones sobre una capa de transmisión de bits de su
protocolo. Con ello la libertad del usuario de emplear un protocolo
estándar industrial, queda sensiblemente limitada, puesto que en
particular los buses estandarizados industriales son incompatibles
con uno de tales procedimientos. Un bus en serie ampliamente
difundido en la industria es p. ej., el bus CAN. Estos buses
especiales en serie contienen pequeños paquetes de datos y con ello
son particularmente robustos en comparación con los buses en serie
convencionales. Una transmisión de información tiene lugar en estos
buses sobre el plano del protocolo del modelo OSI por capas. Sobre
este plano sin embargo, no se puede elegir libremente ninguna
dirección. El procedimiento no puede emplearse por ello en módulos
que están equipados de manera estándar con buses CAN.
Otro procedimiento para la determinación de la
topología se describe en el documento WO 02/04675. Este
procedimiento se asemeja al procedimiento ya descrito, puesto que
se transmite un paquete de datos con una información de la
dirección de módulo a módulo mediante un bus en serie. La necesaria
sincronización tiene lugar mediante una línea de control separada.
De ello resultan como ya se ha descrito, inconvenientes con el
estado actual de la técnica puesto que el procedimiento es
incompatible con estándares industriales para lograr una
especificación del protocolo. Además, es necesaria también aquí una
línea adicional.
La invención tiene como objetivo la puesta a
punto de un procedimiento así como un sistema, el cual hace posible
automáticamente una determinación de la topología de los módulos en
un sistema de análisis, de manera que se evitan los inconvenientes
descritos del estado actual de la técnica.
La invención comprende un procedimiento para la
determinación de la topología de los módulos de un sistema de
análisis modular con los siguientes pasos. En primer lugar, tiene
lugar la puesta en contacto de varios módulos, y se almacenan los
datos en una memoria, con una unidad central, de manera que por lo
menos dos de los módulos están conectados en serie. Mediante esto,
es posible p. ej., una colocación lineal de los módulos a la unidad
central. Sin embargo es igualmente posible p. ej., una topología en
forma de estrella con una unidad central en el centro. Después de
la puesta en contacto de los módulos con la unidad central, los
datos de los módulos que directamente o indirectamente están en
contacto con la unidad central, se transmiten a la unidad central y
son registrados allí, de preferencia. En primer lugar se interrumpe
selectivamente el contacto entre un módulo y la unidad central.
Tiene lugar de nuevo una transmisión de datos del módulo a la
unidad central. La unidad central registra de nuevo todos los datos
de los módulos. A continuación, se restablece el contacto
interrumpido.
Otro procedimiento para la determinación
topológica dinámica está descrito en la patente US 5 737 319.
Por comparación de los datos registrados del
módulo antes y después de la interrupción del contacto, puede
determinarse la topología de los módulos. Existe la posibilidad de
interrumpir el contacto con otro módulo, y repetir el
correspondiente paso del procedimiento hasta que mediante la
comparación de los datos registrados antes y después de la
interrupción de un correspondiente contacto se dispone de suficiente
información para realizar un cálculo de la topología.
La invención comprende además un sistema modular
de análisis con una unidad central que está en contacto con varios
módulos. Existen por lo menos dos módulos conectados en serie. Los
módulos tienen en cada caso una memoria para almacenar datos. El
sistema de análisis comprende además un interruptor el cual está
conectado a un ordenador y puede ser gobernado a través de éste de
tal manera que el contacto entre un módulo y la unidad central
puede ser interrumpido y de nuevo ser restablecido. El ordenador
comprende para ello una unidad de mando para el gobierno del
interruptor así como una memoria para registrar los datos de los
módulos. Mediante una unidad de cálculo se calcula la topología del
sistema de análisis. Se comparan los datos registrados antes y
después de un contacto interrumpido entre la unidad central y un
módulo.
La invención soluciona el objetivo más arriba
indicado, mediante el sistema descrito con la conexión electrónica
adecuada, así como un correspondiente procedimiento, mediante el
cual la unidad central puede deducir la colocación relativa de los
módulos individuales. El sistema y el procedimiento son compatibles
con los estándares industriales, como p. ej., los buses CAN, y
pueden con ello emplearse sin problemas en los sistemas habituales
en los comercios. En función del procedimiento utilizado, no es
necesaria ninguna asignación de direcciones mediante buses en
serie, en los cuales es necesaria una puesta a cero del sistema. El
usuario puede en consecuencia integrar fácilmente el procedimiento
en sistemas habituales en el comercio sin que sean necesarias
medidas adicionales costosas.
El sistema y procedimiento según la invención
ofrece la ventaja de poner a punto un sistema de análisis modular
con una alta flexibilidad, de manera que p. ej., en cualquier
momento pueden sacarse o añadirse módulos individuales del sistema
de análisis. Puesto que la ejecución del procedimiento no requiere
ninguna puesta a cero del sistema, el procedimiento puede en
consecuencia emplearse también con la instalación en marcha y no
solamente durante una secuencia especial de iniciación. El sistema
y procedimiento según la invención permiten con ello calcular
automáticamente la colocación relativa de los módulos individuales y
poder visualizar dicha colocación de manera ventajosa en forma
adecuada por el usuario. Con ello se apoya la pretensión p. ej., de
unos aparatos médicos construidos modularmente, los cuales
pretenden funcionar como "plug and play" (conecte y trabaje).
La expresión "plug and play" significa aquí entre otras cosas,
que después de añadir o quitar un módulo no es necesario efectuar
ninguna puesta a cero del sistema global.
Los datos almacenados en un módulo pueden
contener cualquier información, de manera que el procedimiento no
está limitado a ningún tipo de datos o informaciones. De manera
preferente los datos contienen informaciones, las cuales permiten
la identificación de un módulo como p. ej., el aparato para la
medición de la glucosa.
En el sentido de la invención son posibles
además, múltiples posibilidades que influyen la transmisión de
datos entre el módulo y la unidad central. Por ejemplo, esto sucede
cuando se interrumpe el suministro de tensión o una vía de
comunicación a un módulo, de manera que el módulo o respectivamente
la unidad de comunicación de un módulo ya no está en
funcionamiento. Una transmisión de datos a la unidad central es
entonces solamente posible a los módulos en los cuales la unidad de
comunicación está además activada. En una conexión en serie de
módulos no se produciría entonces ninguna comunicación más con la
unidad central, por ejemplo en todos los módulos que, a partir de
la unidad central al otro lado del módulo al cual se interrumpió el
contacto, están conectados en serie. Es posible sin embargo, que en
el ejemplo expuesto, todos los módulos al otro lado del contacto
interrumpido sean ulteriormente activados y sea posible una
comunicación con la unidad central. Para caracterizar y diferenciar
los módulos que son contactados al otro lado del contacto
interrumpido, de los restantes módulos, se generan p. ej., en una
interrupción del contacto, datos adicionales mediante los cuales
los módulos en otro ciclo del procedimiento son caracterizados. A la
vista de los datos generados los cuales se almacenan ventajosamente
en el correspondiente módulo, entonces la unidad central cuando se
comunica con el módulo puede reconocer que el módulo partiendo de la
unidad central al otro lado del contacto interrumpido, está
conectado en serie.
En el sentido de la invención, tiene lugar en
consecuencia una interrupción del contacto entre módulo y unidad
central de manera que es posible una diferenciación entre los
módulos que están conectados en serie a partir de la unidad central
al otro lado del contacto interrumpido, y los módulos restantes.
Esto puede realizarse, como se ha descrito, p.
ej., mediante una desactivación del suministro de tensión o de una
vía de comunicación, ó p. ej., mediante la generación de datos
adicionales los cuales se emplean para la caracterización de los
módulos. Para la invención es de poca importancia si tiene lugar p.
ej., una caracterización o p. ej., una desactivación de los
módulos, los cuales al otro lado del contacto interrumpido o sobre
el lado que mira a la unidad central, están conectados en serie por
este lado del contacto interrumpido.
Para aclarar la invención se describen a
continuación con más detalles por ejemplo, algunos pasos.
En el sistema está definido un protocolo de
comunicación realizado electrónicamente y en un software. Mediante
este protocolo de comunicación es posible que la unidad central
intercambie órdenes y datos con cada modulo. Los módulos y la
unidad central reaccionan mediante direcciones lógicas A_{i}.
Puesto que estas direcciones están solamente disponibles al final
del sistema, es posible a la unidad central iteracionar mediante
todas las direcciones. Cada módulo M_{i}, dispone de una
identificación I_{i}. La identificación puede contener diferentes
informaciones. Se puede p. ej., demostrar como suficiente que la
designación del tipo de un módulo reproduce la identificación.
Dicha identificación podría entonces p. ej., llamarse aparato para
la medición de azúcar en sangre o aparato para medir la
coagulación, etc. Cuando existen varios aparatos del mismo tipo en
un sistema de análisis, son necesarias para la exacta identificación
de un aparato, características de identificación adicionales.
Principalmente, existen múltiples posibilidades de transmisión de
datos imaginables que pueden emplearse para la identificación de un
módulo. Los datos pueden posibilitar una identificación directa o
indirectamente. Puede pensarse p. ej., que los datos transmitidos
mediante un programa de la unidad central permiten una
identificación de un módulo. En el sentido de la invención el
concepto identificación contiene en consecuencia los datos a partir
de los cuales se puede directa o indirectamente deducir una
determinación de un módulo. Los datos de identificación de un
módulo se almacenan en una memoria no volátil del módulo, de manera
que la información sobre la identificación de un módulo está
disponible también después de una interrupción del suministro de
tensión en la memoria del módulo.
La comunicación y el suministro de tensión del
sistema modular pueden garantizarse unidos por una conducción a
partir de la unidad central al módulo. Es posible, sin embargo, que
o bien solamente la comunicación o solamente el suministro de
tensión está unido por una línea. Cuando exclusivamente la
comunicación está unida por una línea, el suministro de tensión
puede ser posible por ejemplo mediante la correspondiente conexión a
la red de los módulos individuales. Cuando por el contrario, el
suministro de tensión tiene lugar unido por una línea mediante la
unidad central, es imaginable también una comunicación inalámbrica
con los módulos. Esta puede efectuarse por ejemplo mediante un
emisor de rayos infrarrojos y un sistema receptor. Los módulos
individuales pueden entonces intercambiar ventajosamente
informaciones tanto entre sí como también unidos por línea con la
unidad central.
El procedimiento permite en una versión
preferida basada en el hecho de que la comunicación o el suministro
de tensión están unidas por una línea, determinar con particular
facilidad la topología de un sistema. En este caso, por lo menos
una parte de los módulos están conectados en serie. Esto tiene como
consecuencia que en caso de una interrupción de un contacto entre
un módulo y la unidad central, todos los módulos vistos desde la
unidad central que están del otro lado del punto de interrupción, se
desacoplan de la unidad central. La interrupción puede en
consecuencia realizarse de manera que el suministro de tensión y/o
la línea de comunicación se interrumpe. Naturalmente es también
posible el empleo de medios no unidos con la línea para el contacto
de los módulos, cuando éste eventualmente se demuestra lógico. Bajo
estas circunstancias no están unidos a la línea ni el suministro de
tensión ni tampoco la comunicación. Sin embargo, hay que tener en
cuenta, que una conexión en serie, por lo menos una parte de los
módulos, tiene lugar mediante medios apropiados de manera que
mediante la misma se predetermina una colocación relativa de los
módulos entre sí.
Después de la conexión del sistema de análisis
están activos en primer lugar todos los módulos, y listos para la
comunicación. Mediante la unidad central se comprueba si todas las
direcciones conocidas y facilitadas al sistema, se encuentran
efectivamente en el sistema de análisis. La unidad central registra
con ello la cantidad absoluta de módulos que están disponibles en
un sistema de análisis, puesto que el usuario en el estado
desconectado del sistema de análisis según las circunstancias puede
tener los módulos eliminados o añadidos. La unidad central dispone
con ello del registro de todos los módulos disponibles en el sistema
de análisis en el momento actual así como de su identificación y
eventualmente más información que se transmite con la
identificación. La unidad central da entonces la orden al módulo
M_{i} de interrumpir el contacto a partir del módulo M_{i} en
la cadena, de forma que, p. ej., el suministro de tensión queda
interrumpido a partir del módulo M_{i}. A continuación, tiene
lugar de nuevo la pregunta de la unidad central a todos los módulos
que están todavía en unión con la unidad central. Los módulos que
después de la interrupción del contacto están todavía en unión con
la unidad central, son registrados de nuevo. El módulo M_{i} al
cual se interrumpió el suministro de tensión ya no se encuentra en
este momento en funcionamiento de manera que ya no puede tener
lugar ninguna comunicación más con la unidad central. Todos los
módulos que mediante el módulo M_{i} estaban en unión con la
unidad central están también desactivados. Cuando por ejemplo, todos
los módulos están además disponibles en el sistema, hasta el módulo
en donde se interrumpió el contacto, entonces este módulo debe
tratarse como un módulo final. Bajo el concepto de módulo final debe
entenderse, en el sentido de la invención, un módulo que sólo está
en contacto directo con otro aparato (módulo o unidad central). La
unidad central puede calcular con ello mediante este registro
directamente la colocación relativa del módulo M_{i} en el
sistema de análisis. A continuación, se restablece el contacto a
todos los módulos.
Cuando en el ejemplo citado contactan más de dos
módulos con la unidad central, la colocación relativa del segundo
módulo no es determinable con certeza. Para otra determinación de la
topología se interrumpe de nuevo el contacto a uno de los otros
módulos y de nuevo se efectúa un registro de los módulos todavía
disponibles en el sistema. Cuando por ejemplo, después de la
interrupción de este contacto no es posible ningún otro contacto de
los módulos restantes, se trata en el caso de este módulo, del
módulo del principio, de manera que los restantes módulos al otro
lado de dicho módulo están conectados en serie.
Se comprueba que el procedimiento es de una
complejidad lineal, es decir, que el número de pasos necesarios es
proporcional al número de módulos existentes, para calcular
completamente la colocación relativa de los módulos en el
sistema.
La ejecución del procedimiento tiene lugar,
efectuando el protocolo de comunicación exclusivamente sobre el
plano del protocolo del asentamiento y del empleo. Esto significa
que en el sentido de un modelo de capas OSI, se efectúa un empleo
solamente en las capas superiores. El modelo de capas OSI describe
un protocolo sobre los siete planos siguientes, en donde como plano
1 se designa el plano más inferior.
El primer plano es una capa de transmisión de
bits, la cual establece de qué manera se transmiten los bits "en
bruto". Sobre este plano se estipulan los datos eléctricos y
físicos como p. ej., la longitud de los cables, las resistencias,
los documentos Pin y las frecuencias.
Sobre el segundo plano se efectúa la conversión
de bits en crudo en datos, p. ej., mediante la construcción de
paquetes de datos. Este segundo plano recibe el nombre de capa de
seguridad.
Además, una capa de mediación sirve para el
control, así como una capa de transporte sirve para separar grandes
cantidades de datos en paquetes de datos aislados, así como para la
identificación de paquetes de datos y tratamiento de errores en la
recepción no correcta de paquetes de datos.
El quinto plano recibe el nombre de capa de
asentamiento y estipula la construcción, ejecución y terminación de
una comunicación.
En la capa de representación tiene lugar la
representación e interpretación de los datos antes de que en la
capa de empleo se fije la funcionalidad y control de las
aplicaciones, que se sirven del protocolo.
En el sentido del modelo de capas OSI descrito
anteriormente tiene lugar la ejecución del procedimiento
exclusivamente del plano 5 (capa de asentamiento) al plano 7 (capa
de representación). En los planos 1-4 no se estipula
ninguna condición previa.
Por el contrario, para la ejecución del
procedimiento del estado actual de la técnica descrito, tiene lugar
una transmisión hasta el plano más bajo del modelo de capas OSI de
siete capas (capa de transmisión de bits). El procedimiento según
la invención es en consecuencia distinto al del estado actual de la
técnica descrito, con tipos de protocolo estandarizados
industriales de uso corriente, en particular el bus CAN ó el
TCP-IP, ya bastante conocidos en el estado actual
de la técnica, y p. ej., descritos en "Fundamentos de la
reticulación" y "Técnica médica, procedimientos, sistemas y
tratamiento de la información" Berlín u.a.: Springer 1997 (página
601 y siguientes), y son combinables a voluntad. Cuando tiene lugar
una conexión en serie, por lo menos de una parte de los módulos, de
manera que se predetermina una colocación relativa de los módulos
entre sí y se prefiere la comunicación o el suministro de tensión
unido por línea, el procedimiento o respectivamente el sistema
según la invención, es de fácil utilización sin que se establezcan
otras exigencias en el sistema.
A la vista de las figuras que se describen a
continuación, se aclara con más detalle el procedimiento y sistema
según la invención. Las ejecuciones se han escogido como ejemplo,
sin que tengan un significado limitante.
Figura 1: Representación esquemática de un
sistema de análisis modular
Figura 2: Representación esquemática del
contacto de los módulos con la unidad central en la colocación más
cercana
Figura 3: Representación esquemática de un
protocolo de comunicación (estructograma)
Figura 4: representación de la pantalla después
del cálculo de la topología de un sistema de análisis para el
usuario.
La figura 1 muestra un sistema de análisis según
la invención, que tiene una unidad central (10), a la cual los tres
módulos (1, 2, 3) están conectados en serie. Los tres módulos están
disponibles mediante una unidad de comunicación (4, 5 y 6) y un
suministro de tensión (7, 8, 9). Las unidades de comunicación así
como el suministro de tensión están unidos entre sí mediante una
línea (13, 14) con la unidad de comunicación (11) así como el
suministro de tensión (12) de la unidad central. El suministro de
tensión (12) está conectado mediante una línea (16) a un suministro
de tensión externo. Por medio de la unión (13) mediante una línea
entre las unidades de comunicación, los correspondientes módulos
pueden intercambiar informaciones o transmitir informaciones
directamente a la unidad de comunicación, en la cual tiene lugar un
tratamiento de datos. Así es por ejemplo posible sincronizar
procesos de análisis uno a uno. Cuando los aparatos de análisis
están ventajosamente unidos mediante una conexión de enchufe, como
se conoce en el estado actual de la técnica a partir del documento
(DE 10134885.1), pueden sincronizarse uno tras otro de preferencia
en sucesivos procesos de análisis. La unión de enchufe contiene
conductores que permiten un intercambio de pruebas entre los módulos
individuales. Por medio de la unidad de comunicación puede p. ej.,
comunicar el módulo (1) al módulo (2) la terminación de un
análisis. La muestra empleada en el módulo (1) se conduce a
continuación al módulo (2), en donde mediante la unidad de
comunicación el módulo (2) recibe la orden de empezar un análisis.
En una unión de esta clase de los módulos se ahorran al usuario un
gran número de pasos de funcionamiento. Después de una entrada de
muestras única tienen lugar sucesivos procedimientos de análisis
mediante los módulos existentes. Después de terminar el
correspondiente procedimiento de análisis pueden mostrarse
directamente al usuario sobre una pantalla (15) de la unidad
central los resultados del análisis. Sin embargo, es también posible
que, mediante la unidad central tenga lugar un tratamiento
automático de los resultados. En el tratamiento de datos son
posibles múltiples posibilidades, las cuales facilitan al usuario
mediante cómodos menús un tratamiento de datos. En un sistema de
análisis de esta clase es apropiado por ejemplo un módulo para la
determinación de la concentración de gas en sangre, la capacidad de
coagulación de la sangre, la glucosa en sangre o la determinación
de proteínas como marcador de un infarto de corazón.
Cuando entre los módulos no tiene lugar ningún
intercambio de muestras, el módulo (1) contiene por ejemplo un
aparato de medición para la determinación de la glucosa en sangre,
así como el módulo (2) un aparato para la medición de cartuchos en
la determinación de la capacidad de coagulación de la sangre. El
módulo (3) tiene un analizador de gas en sangre. En el sistema de
análisis descrito como ejemplo, debe entregarse cada vez la sangre
o bien en tiras o respectivamente en cartuchos por separado. Los
elementos de ensayo se introducen en el correspondiente aparato de
medición, o bien se absorben mediante una jeringuilla especial en
forma de tenaza. También es posible que el aparato de medición
efectúe independientemente una valoración de los valores en bruto y
elabore los mismos hasta un resultado de laboratorio. Los resultados
elaborados se transmiten a la unidad central y se representan
coherentemente sobre la pantalla (15) del usuario.
Para la determinación de la topología de un
sistema de análisis, se interrumpe como se representa en la figura
2, el contacto entre la unidad central y un módulo activo. El
sistema global se compone como se muestra en la figura 2, de cuatro
módulos (1 a 4). Estos módulos están también en contacto, como ya se
representa en la figura 1 unidos por líneas con el suministro de
tensión de la unidad central. La comunicación entre los módulos así
como a la unidad central tiene lugar mediante la vía de comunicación
representada a trazos sobre la figura 2. Esta puede ser tanto unida
a una línea como también puede tener lugar por ejemplo mediante un
emisor de infrarrojos u otras unidades de comunicación no unidas con
líneas. Como se representa en la figura 2, se interrumpe mediante
el módulo (2) mediante un elemento electrónico activo, el suministro
de tensión al módulo (1). Además, se abre un interruptor de la
línea de suministro de tensión en el módulo (2). La unidad central
puede así comunicarse solamente con los módulos (2) a (4), puesto
que el módulo (1) está desactivado. En base al hecho de que a
excepción del módulo (1) no puede registrarse ninguno más por la
unidad central, se deduce de la posición relativa del módulo (1)
respecto a la unidad central, que en el ejemplo mostrado es un
módulo final. Análogamente resulta en la interrupción del suministro
de tensión al módulo (4) que en el caso del módulo (4) se trata
igualmente de un módulo final. Una comunicación con el módulo (1) al
(3) es también posible después de la desactivación además del
módulo (4). Una interrupción del suministro de tensión al módulo
(2) mediante un interruptor en el módulo (3) desactivaría por el
contrario tanto el módulo (2) como el módulo (1) de forma que la
unidad central recibe la información que el módulo (2) y el módulo
(1) al otro lado del módulo (3) deben estar conectados en serie.
Mediante el procedimiento descrito se dan en consecuencia
suficientes informaciones a la unidad central, para poder determinar
la topología del sistema de análisis representado en la figura 2.
Se demuestra que mediante la interrupción y restablecimiento de tres
contactos puede determinarse la topología de los cuatro
módulos.
La figura 3 aclara todavía los pasos
individuales del protocolo de comunicación que son apropiados para
la determinación de la topología del sistema de análisis. Cuando el
usuario activa el sistema de análisis, la unidad central (1)
dispone en primer lugar de información sobre cuáles módulos posibles
como máximo pueden existir en el sistema de análisis. Puesto que el
número de módulos existentes cambia según sea necesario y según el
usuario, se formula en primer lugar a la unidad central en el nudo
(40) la pregunta (41), para determinar en primer lugar los módulos
realmente existentes en el sistema, todavía sin tener en cuenta la
topología. Mediante la pregunta (41) de la correspondiente
dirección A_{i} de un módulo, se comprueba si éste está presente
en el sistema. Los módulos realmente existentes responden en el paso
(42) de manera que la dirección A_{i} del correspondiente módulo
M_{i} queda registrada. Las preguntas del nudo (40) se repiten el
tiempo necesario hasta que se ha comprobado el máximo posible de
todas las direcciones A_{i}. En los siguientes nudos (43) todos
los módulos realmente existentes son preguntados por su
identificación I_{i} (paso 44), de manera que es posible p. ej.,
la caracterización de un sistema de análisis como aparato de
medición del azúcar en sangre. A partir de aquí en adelante, la
unidad central conoce todos los módulos M_{i} realmente
existentes, sus direcciones A_{i} y su identificación I_{i}.
Para la determinación de la topología de los módulos individuales,
se iteraciona sobre todas las direcciones de los módulos en un
segundo nudo (45). La unidad central ordena que los módulos
mediante el paso (46) interrumpan cada vez la unión a su módulo del
lado vuelto a la unidad central. La unidad central establece
entonces mediante una pregunta (47) cuáles módulos son todavía
sensibles y compara las identificaciones registradas antes y después
de la interrupción de un contacto. En base a estos datos, la unidad
central puede determinar sucesivamente la posición relativa
tridimensional de todos los módulos existentes con el paso
(48).
Cuando por ejemplo, la unidad central está
colocada en el centro de un sistema modular conectado en serie, la
unidad central da la orden final mediante el paso (49) de qué rama
izquierda o respectivamente derecha de la misma, está
posicionada.
La figura 4 muestra como ejemplo una posible
imagen de pantalla, la cual aclara al usuario la topología calculada
del sistema de análisis. La figura 4a muestra al usuario con
relación a la unidad central (30), delante de la cual se encuentra
el usuario, la posición de los aparatos de análisis individuales. El
usuario sabe con ello que en su lado derecho se halla un analizador
de gas en sangre (31) así como en el otro lado está colocado un
aparato para medir la coagulación de la sangre (32). A la izquierda
de la unidad central se encuentra un aparato para medir el azúcar
en sangre (33). Al usuario le resulta mucho más fácil la
manipulación del sistema de análisis y le es posible un rápido
funcionamiento. En la figura 4b y 4c se representan como ejemplo
otras posibilidades de aplicación adicionales, en base a las cuales
el procedimiento según la invención o respectivamente el sistema
pueden ser integrados fácilmente. Así es posible, p. ej., mediante
la unidad central dar instrucciones al usuario para el
funcionamiento del sistema de análisis, en las cuales se avisa
directamente del aparato que ha de funcionar. En la figura 4b se
advierte al usuario mediante un aviso coloreado o alzando la vista
del módulo (32) de que se está efectuando una medición en el aparato
de análisis. El usuario queda informado no solamente sobre la
topología de los módulos sinó además sobre el estatus en el cual se
encuentra en aquel momento. En la figura 4c aparece además, una
exigencia al usuario. El usuario es requerido mediante una flecha
(34) a otra manipulación. Estas instrucciones de manejo pueden
naturalmente efectuarse en forma escrita o mediante un aviso
acústico. En el ejemplo mostrado, se avisa al usuario para la
extracción o la introducción de muestras una vez finalizada una
medición.
El sistema permite en consecuencia, también a
los usuarios no instruidos, una fácil manipulación. El sistema y
procedimiento según la invención está particularmente indicado para
sistemas de análisis en los cuales se emplean a menudo diferentes
aparatos de análisis por diferentes usuarios, dado que la
determinación de la topología tiene lugar con particular facilidad
sin que sea necesaria una puesta a cero del sistema.
Claims (16)
1. Procedimiento para la determinación de la
topología de los módulos de un sistema de análisis modular, mediante
los siguientes pasos:
- a)
- puesta en contacto de varios módulos, los cuales almacenan los datos en una memoria, con una unidad central en la cual como mínimo están conectados dos módulos en serie,
- b)
- transmisión de los datos almacenados a la unidad central, de los módulos contactados directa o indirectamente con la unidad central,
- c)
- interrupción del contacto de un módulo a la unidad central,
- d)
- nueva transmisión de los datos del módulo a la unidad central,
- e)
- repetición de la operación de interrupción del contacto,
- f)
- comparación de los datos transmitidos antes de la interrupción del contacto, con los datos transmitidos después de la interrupción del contacto y determinación de la topología del sistema de análisis modular, en base a la comparación,
efectuando la repetición de los pasos del
procedimiento c hasta e, con por lo menos otro módulo, hasta que se
dispone de la suficiente información a partir de la comparación,
para el cálculo de la topología.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el cual se almacenan los datos en una memoria no volátil.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el cual el contacto entre varios módulos y la unidad central
presenta una topología en forma de estrella, y la unidad central
mediante la interrupción seleccionada de los contactos de los rayos
individuales de la estrella, puede discriminarlos.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el cual el contacto entre un módulo y la unidad central presenta
una topología colocada linealmente.
5. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el cual la interrupción o restablecimiento del contacto entre un
módulo y la unidad central tienen lugar mediante la interrupción o
restablecimiento de una línea de comunicación.
6. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el cual la interrupción o restablecimiento del contacto entre un
módulo y la unidad central tienen lugar mediante la interrupción o
restablecimiento del suministro de tensión.
7. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el cual la topología del sistema de análisis se representa
gráficamente sobre una pantalla.
8. Procedimiento según la reivindicación 7, en
el cual el usuario recibe unas instrucciones de funcionamiento, las
cuales están colocadas gráficamente en un módulo sobre la
pantalla.
9. El sistema de análisis modular contiene:
- -
- una unidad central la cual está en contacto con varios módulos, en donde por lo menos dos de los módulos están conectados en serie, en donde el módulo contiene cada vez una memoria para el almacenamiento de datos,
- -
- un interruptor regulado mediante una unidad de ordenadores de forma que el contacto de un módulo con la unidad central puede interrumpirse y restablecerse de nuevo,
- -
- la unidad de ordenadores contiene,
- una unidad de control para el control del interruptor,
- -
- una memoria para el registro de los datos de los módulos, así como
- -
- una unidad de cálculo para el cálculo de la topología del sistema de análisis en base a una comparación de los datos que se registran antes de la interrupción de un contacto entre la unidad central y un módulo, con los datos que se registran después de la interrupción del contacto.
10. Sistema de análisis modular según la
reivindicación 9, en el que se emplea un bus CAN.
11. Sistema de análisis modular según la
reivindicación 9, en el que se emplea un TCP/IP como protocolo.
12. Sistema de análisis modular según la
reivindicación 9, en el que los datos contienen un nombre tipo para
la identificación de un módulo.
13. Sistema de análisis modular según la
reivindicación 9, en el que el contacto entre un módulo y la unidad
central se produce por una línea.
14. Sistema de análisis modular según la
reivindicación 13, en el que el suministro de tensión de los módulos
se efectúa mediante una línea que sale de la unidad central.
15. Sistema de análisis modular según la
reivindicación 13, en el que la comunicación entre un módulo y la
unidad central está unida mediante una línea.
16. Sistema de análisis modular según la
reivindicación 9, adecuado para la ejecución del procedimiento según
una de las reivindicaciones 1-8.
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