WO2023124616A1 - 无线通讯系统、方法、计算机设备及存储介质 - Google Patents

无线通讯系统、方法、计算机设备及存储介质 Download PDF

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WO2023124616A1
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朱为然
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苏州景昱医疗器械有限公司
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Abstract

本申请提供一种无线通讯系统、方法、计算机设备及存储介质，所述无线通讯系统包括IPG和体外控制器，所述IPG作为客户端与作为服务端的所述体外控制器通讯，服务端响应用户操作，向处于休眠侦听状态的客户端发送通讯请求，通讯请求包括休眠侦听状态的唤醒指令或搜索指令；客户端响应通讯请求进入快速侦听模式，服务端唤醒或搜索到客户端，客户端进入待绑定状态；待绑定状态的客户端处于接收模式，实时接收搜索指令、唤醒指令、绑定指令和休眠指令中的一个或多个，客户端接收到有效的绑定指令后进入联机受控状态；处于联机受控状态的客户端实时接收服务端的有效指令，执行并回复执行结果。本申请提高了植入式神经刺激器IPG与体外控制器的通讯效率。

Description

无线通讯系统、方法、计算机设备及存储介质
本申请要求于2021年12月30日提交的申请号为202111655045.9的中国专利的优先权，上述中国专利通过全文引用的形式并入。
技术领域
本申请涉及无线通信技术领域，例如涉及一种植入式神经刺激器(IPG：Im plantable Pulse Generator)的无线通讯系统、方法、计算机设备及存储介质。
背景技术
植入式神经刺激器(IPG：Implantable Pulse Generator)技术于上世纪末出现。在相关的医疗领域，特别是神经疾病治疗中仍属于前沿技术。植入式神经刺激器是一种植入式的单/双通道可控多程序医疗设备，依靠密封电池和电路提供可控制的电刺激。通过植入的电极及延伸导线，为大脑特定区域提供一路/两路可控制的特定电刺激。
相关的植入式神经刺激器，使用医学专用频率无线通讯方式，实现了与体外控制器的无线通信。在体外控制器的程控下，可控制其刺激的开关，调整刺激参数，包括刺激幅值、频率、脉宽等。但是，植入式神经刺激器与体外控制器无线通信时，植入式神经刺激器再由体外控制器搜索或唤醒时，需要体外控制器连续且密集的发送搜索/唤醒指令，而植入式神经刺激器休眠侦听的周期达到几分钟甚至十几分钟，如要在该状态下搜索/唤醒IPG，最长时间可能达到几十分钟，这将会给使用过程带来极大的不便。严重影响后续的体外控制器依次控制植入式神经刺激器进行加速、唤醒、地址绑定操作的效率，以及影响植入式神经刺激器进入联机受控状态的效率。
发明内容
针对上述问题，本申请的目的在于提供一种无线通讯系统、方法、计算机设备及存储介质，以提高植入式神经刺激器与体外控制器的通讯效率。
本申请的目的采用以下技术方案实现：
第一方面，本申请提供了一种无线通讯方法，应用于无线通讯系统，所述无线通讯系统包括IPG和体外控制器，所述IPG作为客户端与作为服务端的所述 体外控制器通讯，所述客户端和所述服务端之间采用如下方式进行RF无线通讯：
所述服务端响应用户操作，向处于休眠侦听状态的客户端发送通讯请求，所述通讯请求包括休眠侦听状态的唤醒指令或搜索指令；
所述客户端响应通讯请求进入快速侦听模式，所述服务端唤醒或搜索到所述客户端，所述客户端进入待绑定状态；
待绑定状态的所述客户端的无线通讯处于接收模式，实时接收搜索指令、唤醒指令、绑定指令和休眠指令中的一个或多个，所述客户端接收到有效的绑定指令后进入联机受控状态；
处于联机受控状态的客户端实时接收服务端的有效指令，执行并回复执行结果。
综上所述，本申请提供的无线通讯方法，使IPG与体外控制器采用RF无线通讯方式通讯，遵从一问一答原则，使处于休眠侦听状态的IPG保持低功耗，在不需要与外界通讯的时间里处于休眠侦听状态，能达到很好的省电效果，在唤醒时通过进入快速侦听状态可达到一定的实时效果，可使IPG先进入快速侦听模式，便可在预设时长搜索/唤醒IPG，提升用户体验，待绑定状态的IPG接收到有效的绑定指令，将进入联机受控状态，在联机受控状态下，IPG实时接收体外控制器的有效指令，执行并回复执行结果，提高了植入式神经刺激器IPG与体外控制器的通讯效率。
在一种可能的实现方式中，处于休眠侦听状态的所述客户端通过RF无线通讯的WOR侦听模式实现侦听功能，所述客户端的侦听功能实现休眠状态和接收状态的自动切换。
该技术方案的有益效果在于：所述客户端处于休眠侦听状态，可以保持植入式神经刺激器处于低功耗状态，在不需要与外界通讯的时间里，无线通讯处于休眠侦听的省电状态，而且，客户端通过RF无线通讯来支持WOR侦听模式，在侦听时能做到休眠状态和接收状态的自动切换，达到很好的省电效果的同时，提高了植入式神经刺激器进入侦听受控状态和休眠状态切换的效率。
在一种可能的实现方式中，处于休眠侦听状态的客户端包括休眠模式和快速侦听模式，所述快速侦听模式下的客户端处于休眠状态和接收状态之间的预唤醒状态，所述快速侦听模式具有超时机制，所述快速侦听模式下的客户端在超时后 主动进入休眠模式。
该技术方案的有益效果在于：休眠模式为客户端在不需要与外界通讯的情况下保持的一种侦听模式，休眠模式的侦听周期较长，在客户端由休眠状态切换至接收状态时，加入快速侦听模式作为过渡模式，缩短侦听周期，并加入超时机制，例如，快速侦听模式仅保持2分钟(以2分钟为例)，超时后主动进入休眠模式，在快速侦听状态唤醒客户端，可达到一定的实时效果，提高唤醒客户端的时效以及达到很好的省电效果。
在一种可能的实现方式中，所述客户端进入快速侦听模式下的快速侦听状态的方式，还包括以下方式的一个或多个：
所述客户端软件复位后，进入快速侦听状态；
所述客户端在联机受控状态下，意外失去通讯的设定阈值时间内，进入快速侦听状态；
所述客户端收到外部脉冲后，进入快速侦听状态。
该技术方案的有益效果在于：在客户端软件复位、客户端与所述服务端在联机受控状态下意外失去通讯的阈值时间内，或者客户端收到外部脉冲后的情况下，均可以触发客户端进入快速侦听模式，针对客户端遇到的上述情况均能及时响应，进入快速侦听状态。
在一种可能的实现方式中，快速侦听状态下，所述客户端按照设定周期循环侦听，可选的，快速侦听状态下，所述客户端每隔预设时长侦听一次。
该技术方案的有益效果在于：通过设定周期循环侦听，可以在很短的时间间隔内进行连续侦听，缩短侦听周期。
在一种可能的实现方式中，所述客户端接收绑定指令后，完成与所述服务端无线通讯的地址同步配置和跳频表同步配置，所述客户端的发送地址与所述服务端的接受地址同步，所述客户端的接受地址与所述服务端的发送地址同步，所述客户端与所述服务端使用同步后的地址进行通讯。
该技术方案的有益效果在于：在客户端接收绑定指令后，可以完成客户端与服务端双方无线通讯的地址配置和跳频表同步配置的功能，使得客户端与服务端双方使用广播地址通讯，使客户端IPG接收到有效的绑定指令，将进入联机受控状态。
在一种可能的实现方式中，处于联机受控状态的客户端与所述服务端均使用无线通讯的地址校验功能，并启用跳频机制；在联机受控状态下，所述客户端不接收唤醒指令，禁止重复唤醒。
该技术方案的有益效果在于：客户端在联机受控状态下，不接收唤醒指令，禁止重复唤醒，进一步节省能耗。
在一种可能的实现方式中，所述客户端与所述服务端之间的无线通讯过程还包括启用跳频机制，当所述客户端处于休眠状态、快速侦听状态以及地址绑定状态时，均处于固定频道通讯，不启用跳频机制，当所述客户端接收到所述服务端发出的地址绑定指令时，启用跳频机制。
该技术方案的有益效果在于：客户端在地址绑定状态下，一旦接收到服务端发出的地址绑定指令，便立即启动跳频，有效避免同频通讯干扰问题，保证了客户端与服务端的通讯质量。
在一种可能的实现方式中，在客户端完成地址绑定至退出联机受控状态的通讯中，所述客户端与所述服务端的跳频表一致，所述服务端在配置地址时即时生成跳频表，通过地址绑定指令传递给所述客户端，所述客户端执行后启用跳频机制。
该技术方案的有益效果在于：可以确保在一次完整的通讯事件中，客户端与服务端的跳频表一致的情况下，客户端执行后启用跳频机制。
在一种可能的实现方式中，启用跳频机制的方法为：在联机受控状态下，所述客户端检测超时未接收到任何指令，立即转入跳频表中的下一频道再展开通讯；其中，所述服务端以设定的时间间隔不断向所述客户端发送通讯指令，获取所述客户端的信号强度，当所述客户端的信号弱或受到同频通讯干扰导致与所述服务端的通讯失效时，启用跳频机制，转入跳频表中的下一频道再展开通讯，获得联系后维持通讯。
该技术方案的有益效果在于：在联机受控状态下，当通讯信号不好时，客户端检测超时未接收到任何指令，或者当前频道有干扰而导致双方短时间的通讯失效时，跳频机制可以立即生效，通讯双方将在下一频道获得联系，以此维持通讯。
第二方面，本申请提供了一种无线通讯系统，所述无线通讯系统包括IPG和体外控制器，所述IPG作为客户端与作为服务端的所述体外控制器通讯，所述客 户端和所述服务端之间采用如下方式进行RF无线通讯：
所述服务端响应用户操作，向处于休眠侦听状态的客户端发送通讯请求，所述通讯请求包括休眠侦听状态的唤醒指令或搜索指令；
所述客户端响应通讯请求进入快速侦听模式，所述服务端唤醒或搜索到所述客户端，所述客户端进入待绑定状态；
待绑定状态的所述客户端的无线通讯处于接收模式，实时接收搜索指令、唤醒指令、绑定指令和休眠指令中的一个或多个，所述客户端接收到有效的绑定指令后进入联机受控状态；
处于联机受控状态的客户端实时接收服务端的有效指令，执行并回复执行结果。
在一种可能的实现方式中，处于休眠侦听状态的所述客户端通过RF无线通讯的WOR侦听模式实现侦听功能，所述客户端的侦听功能实现休眠状态和接收状态的自动切换。
在一种可能的实现方式中，处于休眠侦听状态的客户端包括休眠模式和快速侦听模式，所述快速侦听模式下的客户端处于休眠状态和接收状态之间的预唤醒状态，所述快速侦听模式具有超时机制，所述快速侦听模式下的客户端在超时后主动进入休眠模式。
在一种可能的实现方式中，所述客户端进入快速侦听模式下的快速侦听状态的方式，还包括以下方式的一个或多个：
所述客户端软件复位后，进入快速侦听状态；
所述客户端在联机受控状态下，意外失去通讯的设定阈值时间内，进入快速侦听状态；
所述客户端收到外部脉冲后，进入快速侦听状态。
在一种可能的实现方式中，快速侦听状态下，所述客户端按照设定周期循环侦听。
在一种可能的实现方式中，所述客户端接收绑定指令后，完成与所述服务端无线通讯的地址同步配置和跳频表同步配置，所述客户端的发送地址与所述服务端的接受地址同步，所述客户端的接受地址与所述服务端的发送地址同步，所述客户端与所述服务端使用同步后的地址进行通讯。
在一种可能的实现方式中，处于联机受控状态的客户端与所述服务端均使用无线通讯的地址校验功能，并启用跳频机制；在联机受控状态下，所述客户端不接收唤醒指令，禁止重复唤醒。
在一种可能的实现方式中，所述客户端与所述服务端之间的无线通讯过程还包括启用跳频机制，当所述客户端处于休眠状态、快速侦听状态以及地址绑定状态时，均处于固定频道通讯，不启用跳频机制，当所述客户端接收到所述服务端发出的地址绑定指令时，启用跳频机制。
在一种可能的实现方式中，在所述客户端完成地址绑定至退出联机受控状态的通讯中，所述客户端与所述服务端的跳频表一致，所述服务端在配置地址时即时生成跳频表，通过地址绑定指令传递给所述客户端，所述客户端执行后启用跳频机制。
在一种可能的实现方式中，启用跳频机制的方法为：在联机受控状态下，所述客户端检测超时未接收到任何指令，立即转入跳频表中的下一频道再展开通讯；其中，所述服务端以设定的时间间隔不断向所述客户端发送通讯指令，获取所述客户端的信号强度，当所述客户端的信号弱或受到同频通讯干扰导致与所述服务端的通讯失效时，启用跳频机制，转入跳频表中的下一频道再展开通讯，获得联系后维持通讯。
第三方面，本申请提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面所述的无线通讯方法的步骤。
第四方面，本申请提供了一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面所述的无线通讯方法的步骤。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请进一步说明。
图1为本申请实施例提供的一种无线通讯方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的一种无线通讯方法中侦听状态接收有效指令的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种无线通讯方法中待绑定状态接收有效指令的示意图；
图4为本申请实施例提供的一种无线通讯方法中IPG禁止重复唤醒流程图；
图5为图4中提供的一种无线通讯方法中IPG禁止重复唤醒主程序的流程图；
图6为本申请实施例提供的一种无线通讯方法中跳频示意图；
图7为本申请实施例提供的一种无线通讯方法中RF跳频的流程图；
图8为图7中提供的一种无线通讯方法中RF跳频中主程序的跳频机制流程图；
图9为本申请的一个实施方式提供的一种无线通讯系统的系统框图；
图10为本申请的一个实施方式提供的一种计算机设备的结构框图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本申请做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
在本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a、b和c可以是单个，也可以是多个。值得注意的是，“至少一项(个)”还可以解释成“一项(个)或多项(个)”。
本申请中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
下面，首先对本申请实施例的其中一个应用领域(即植入式神经刺激器)进行简单说明。
植入式神经刺激系统(一种植入式医疗系统)主要包括植入患者体内的刺激器(即植入式神经刺激器)以及设置于患者体外的程控设备。程控设备可以包括体外控制器，程控设备也可以就是体外控制器。相关的神经调控技术主要是通过 立体定向手术在体内特定结构(即靶点)植入电极，并由植入患者体内的刺激器经电极向靶点发放电脉冲，调控相应神经结构和网络的电活动及其功能，从而改善症状、缓解病痛。其中，刺激器可以是植入式神经电刺激装置、植入式心脏电刺激系统(又称心脏起搏器)、植入式药物输注装置(Implantable Drug Delivery Sy stem，简称I DDS)和导线转接装置中的任意一种。植入式神经电刺激装置例如是脑深部电刺激系统(Deep Brain Stimulation，简称DBS)、植入式脑皮层刺激系统(Cortical Nerve Stimulation，简称CNS)、植入式脊髓电刺激系统(Spi nal Cord Stimulation，简称SCS)、植入式骶神经电刺激系统(Sacral Nerve St imulation，简称SNS)、植入式迷走神经电刺激系统(Vagus Nerve Stimulation，简称VNS)等。
刺激器可以包括IPG、延伸导线和电极导线，IPG(implantable pulse gener ator，植入式脉冲发生器)设置于患者体内，接收程控设备发送的程控指令，依靠密封电池和电路向体内组织提供可控制的电刺激能量，通过植入的延伸导线和电极导线，为体内组织的特定区域递送一路或两路可控制的特定电刺激。延伸导线配合IPG使用，作为电刺激信号的传递媒体，将IPG产生的电刺激信号，传递给电极导线。电极导线通过多个电极触点，向体内组织的特定区域递送电刺激。刺激器设置有单侧或双侧的一路或多路电极导线，电极导线上设置有多个电极触点，电极触点可以均匀排列或者非均匀排列在电极导线的周向上。作为一个示例，电极触点可以以4行3列的阵列(共计12个电极触点)排列在电极导线的周向上。电极触点可以包括刺激电极触点和/或采集电极触点。电极触点例如可以采用片状、环状、点状等形状。
在一些可能的实施方式中，受刺激的体内组织可以是患者的脑组织，受刺激的部位可以是脑组织的特定部位。当患者的疾病类型不同时，受刺激的部位一般来说是不同的，所使用的刺激触点(单源或多源)的数量、一路或多路(单通道或多通道)特定电刺激信号的运用以及刺激参数数据也是不同的。本申请实施例对适用的疾病类型不做限定，其可以是脑深部刺激(DBS)、脊髓刺激(SCS)、骨盆刺激、胃刺激、外周神经刺激、功能性电刺激所适用的疾病类型。其中，DBS可以用于治疗或管理的疾病类型包括但不限于：痉挛疾病(例如，癫痫)、疼痛、偏头痛、精神疾病(例如，重度抑郁症(MDD))、躁郁症、焦虑症、创伤后压力心 理障碍症、轻郁症、强迫症(OCD)、行为障碍、情绪障碍、记忆障碍、心理状态障碍、移动障碍(例如，特发性震颤或帕金森氏病)、亨廷顿病、阿尔茨海默症、药物成瘾症、孤独症或其他神经学或精神科疾病和损害。
本申请实施例中，程控设备和刺激器建立程控连接时，可以利用程控设备调整刺激器的刺激参数(不同的刺激参数所对应的电刺激信号不同)，也可以通过刺激器感测患者脑深部的生物电活动以采集得到电生理信号，并可以通过所采集到的电生理信号来继续调节刺激器的电刺激信号的刺激参数。
刺激参数可以包括：频率(例如是单位时间1s内的电刺激脉冲信号个数，单位为Hz)、脉宽(每个脉冲的持续时间，单位为μs)、幅值(一般用电压表述，即每个脉冲的强度，单位为V)、时序(例如可以是连续或者触发)、刺激模式(包括电流模式、电压模式、定时刺激模式和循环刺激模式中的一种或多种)、医生控制上限及下限(医生可调节的范围)和患者控制上限及下限(患者可自主调节的范围)中的一种或多种。
在一个具体应用场景中，可以在电流模式或者电压模式下对刺激器的各刺激参数进行调节。
程控设备可以是医生程控设备(即医生使用的程控设备)或者患者程控设备(即患者使用的程控设备)。医生程控设备例如可以是搭载有程控软件的平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、手机等智能终端设备。患者程控设备例如可以是搭载有程控软件的平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、手机等智能终端设备，患者程控设备还可以是其他具有程控功能的电子设备(例如是具有程控功能的充电器、数据采集设备)。
本申请实施例对医生程控设备和刺激器的数据交互不进行限制，当医生远程程控时，医生程控设备可以通过服务器、患者程控设备与刺激器进行数据交互。当医生线下和患者面对面进行程控时，医生程控设备可以通过患者程控设备与刺激器进行数据交互，医生程控设备还可以直接与刺激器进行数据交互。
在一些可选的实施方式中，患者程控设备可以包括(与服务器通信的)主机和(与刺激器通信的)子机，主机和子机可通信的连接。其中，医生程控设备可以通过3G/4G/5G网络与服务器进行数据交互，服务器可以通过3G/4G/5G网络与主机进行数据交互，主机可以通过蓝牙协议/WIFI协议/USB协议与子机进行 数据交互，子机可以通过401MHz-406MHz工作频段/2.4GHz-2.48GHz工作频段与刺激器进行数据交互，医生程控设备可以通过401MHz-406MHz工作频段/2.4GHz-2.48GHz工作频段与刺激器直接进行数据交互。
相关的植入式神经刺激器使用医学专用频率无线通讯方式，实现了与体外控制器的无线通信，但是，植入式神经刺激器再由体外控制器搜索或唤醒时，需要体外控制器连续且密集的发送搜索/唤醒指令，而植入式神经刺激器休眠侦听的周期达到几分钟到十几分钟，如要在该状态下搜索/唤醒IPG，最长时间可能达到几十分钟，这将会给使用过程带来极大的不便，严重影响后续的体外控制器依次控制植入式神经刺激器进行加速、唤醒、地址绑定，并是进入植入式神经刺激器联机受控状态的效率。
为解决上述问题，本申请实施例提供的一种无线通讯方法、系统、计算机设备及存储介质，在唤醒时通过进入快速侦听状态可达到一定的实时效果，可使IPG先进入快速侦听模式，便可在几秒钟内搜索/唤醒IPG，提升用户体验，在联机受控状态下，IPG实时接收体外控制器的有效指令，执行并回复执行结果，提高了植入式神经刺激器IPG与体外控制器的通讯效率。
本申请提供了一种无线通讯方法、系统、计算机设备及存储介质，无线通讯方法应用于无线通讯系统，所述无线通讯系统包括IPG和体外控制器，所述IPG作为客户端与作为服务端的所述体外控制器通讯，所述客户端和所述服务端之间进行RF无线通讯。在本实施例中，植入式神经刺激器(IPG，Implantable Pulse Generator)作为客户端使用RF(射频)无线通讯方式与作为服务端的体外控制器通讯。在本实施例中，如无特殊声明，IPG就是“植入式神经刺激器”的简称，本实施例中，植入式神经刺激器可以为可充电脑深部神经刺激器。在本实施例中，体外控制器例如是医生程控器或者患者程控器。
在本实施例中，RF无线通讯方式采用包传输的机制传输，为保证数据可靠性，使用RF自带的如下功能：
1、启用发射前侦听的功能，即LBT(Listen Before Talk；讲话前先听)；
2、启用同步字；
3、启用地址校验，除广播指令外，系统不处理与自身通讯地址不相符的数据包。
在接收无线数据包时，捕捉RF的中断，并在中断程序中做标记。
需要特别说明的是，RF无线通讯具有以下几种模式。
RF无线通讯有以下几种常见模式：
1、RX：接收模式；
2、TX：发送模式；
3、WOR：定时侦听无线信号模式，时间间隔越长越节省功耗；
4、SLEEP：休眠模式，即最低电流消耗状态。
以下结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本申请的技术方案。
图1为本申请提供的一种无线通讯方法的流程图。
参阅图1所示，本申请的一个实施例提供了一种无线通讯方法，所述方法包括步骤S1-S4。
步骤S1、服务端响应用户操作，向处于休眠侦听状态的客户端发送通讯请求，通讯请求包括休眠侦听状态的唤醒指令或搜索指令；
步骤S2、客户端响应通讯请求进入快速侦听模式，服务端唤醒或搜索到客户端，客户端进入待绑定状态；
步骤S3、待绑定状态的客户端的无线通讯处于接收模式，实时接收搜索指令、唤醒指令、绑定指令和休眠指令中的一个或多个，客户端接收到有效的绑定指令后进入联机受控状态；
步骤S4、处于联机受控状态的客户端实时接收服务端的有效指令，执行并回复执行结果。
本实施例中，进入快速侦听状态的途径例如是：联机受控状态下意外断开连接，待绑定状态下意外断开或者其他；超时定义例如是：未接收到无线搜索/唤醒指令15分钟；未接收到无线搜索/唤醒指令15分钟；未按收到无线搜索/唤醒指令2分钟。需要注意的是，上述实施例中的“15分钟、2分钟”仅仅是作为时长示例，不能构成对本申请的限制。
在一些可能的方式中，在服务端的体外控制器控制下，通过唤醒/搜索指令的方式将处于休眠侦听状态的IPG唤醒至快速侦听模式下的预唤醒状态，预唤醒状态在整个通讯状态过程中属于一个较特殊的状态，处于休眠状态和接收状态之间的一种过渡状态，起到一定的状态过渡作用，在快速侦听状态唤醒IPG，可达 到一定的实时效果。IPG被搜索到后进入快速侦听模式，IPG经过体外控制器的唤醒指令进入待绑定状态，在接收到有效的绑定指令，将进入联机受控状态，在联机受控状态下实时接收服务端的有效指令，执行并回复执行结果，可使IPG先进入快速侦听模式，便可在预设时长搜索/唤醒IPG，相对于相关的植入式神经刺激器休眠侦听的周期达到几分钟甚至十几分钟的情况，如要在该状态下搜索/唤醒IPG，最长时间可能达到几十分钟而言，给使用过程带来极大的方便，利于后续的体外控制器依次控制植入式神经刺激器进行加速、唤醒、地址绑定，并是进入植入式神经刺激器联机受控状态的效率。
在一些可能的方式中，处于休眠侦听状态的客户端通过RF无线通讯的WOR侦听模式实现侦听功能，客户端的侦听功能实现休眠状态和接收状态的自动切换。其中，客户端的IPG与服务端的体外控制器遵从一问一答原则，在无线通讯前，IPG不主动发送消息。
为保持IPG系统低功耗，在不需要与外界通讯的时间里，无线通讯必须处于休眠侦听状态。本申请的一个实施例中，使用无线射频芯片硬件支持WOR侦听模式来实现侦听功能，侦听能做到休眠状态和接收状态的自动切换，在休眠状态下，无线射频芯片不接受任何指令，是一种省电状态，参见图2，图2为本申请实施例提供的一种无线通讯方法中侦听状态接收有效指令的示意图，在侦听状态下，接收状态可接收有效指令，无线射频芯片接受唤醒指令和搜索指令，不接受其他任何无效指令，通过调节占空比，能达到很好的省电效果。
在一些可能的方式中，处于的休眠侦听状态的客户端包括休眠模式和快速侦听模式，快速侦听模式下的客户端处于休眠状态和接收状态之间的预唤醒状态，快速侦听模式具有超时机制，快速侦听模式下的客户端超时后主动进入休眠模式。
因此，IPG的休眠侦听可分为休眠模式和快速侦听模式。顾名思义，休眠模式，即IPG大部分时间(不需要与外界通讯的情况)保持的一种侦听模式，其侦听周期较长；而快速侦听模式是处于休眠和接收模式之间的一种过渡模式，侦听周期短，具有超时机制，快速侦听模式仅保持2分钟(以2分钟为例)，超时后主动进入休眠模式。休眠模式亦分为长时和短时两种配置，通过医生程控器可更改，默认为长时。
在本实施例中，快速侦听状态在整个通讯状态过程中属于一个较特殊的状态， 起到一定的状态过渡作用，又称预唤醒状态。在快速侦听状态唤醒IPG，可达到一定的实时效果。
在一些可能的方式中，客户端进入快速侦听模式下的快速侦听状态的方式，还包括以下方式的一个或多个：
客户端软件复位后，进入快速侦听状态；
客户端在联机受控状态下，意外失去通讯的设定阈值时间内，进入快速侦听状态；
客户端收到外部脉冲后，进入快速侦听状态。
其中，快速侦听状态下，客户端按照设定周期循环侦听。在一具体应用场景中，快速侦听状态下，客户端每隔5秒钟侦听一次。需要注意的是，此处“5秒钟”仅仅是作为示例，不能构成对本申请的限制。
需要特别说明的是，IPG与体外控制器在联机受控状态下，意外失去通讯2分钟后，进入快速侦听状态。IPG接收到“搜索”指令后，进入快速侦听状态。此处，“2分钟”仅仅是作为示例，不能构成对本申请的限制。
在一些可能的方式中，IPG仅支持于体外控制器的一对一联机。理想情况下，IPG从休眠状态依次经过加速、唤醒以及地址绑定，进入联机受控状态。
由于IPG在休眠/快速侦听状态时处于通讯固定频道，短暂的接受时间仅能识别体外控制器的搜索与唤醒指令。体外控制器为搜索/唤醒IPG，需连续且密集的发送搜索/唤醒指令。然而IPG休眠侦听的周期达到几分钟甚至十几分钟，如要在该状态下搜索/唤醒IPG，最长时间可能达到几十分钟，这将会给使用过程带来极大的不便。
在本实施例中为提升用户体验，可使IPG先进入快速侦听模式，便可在预设时长搜索/唤醒IPG。同样，IPG被搜索到后进入快速侦听模式，亦是为了实际使用时，用户能紧接着、更快的唤醒IPG。
参见图3，图3为本申请实施例提供的一种无线通讯方法中待绑定状态接收有效指令的示意图。IPG经过体外控制器的唤醒指令，进入下一个状态：待绑定状态。IPG处于待绑定状态时，无线射频芯片处于RX接收状态，通讯频道为固定频道，可实时接收搜索、唤醒、绑定及休眠四种指令。
客户端接收绑定指令后，完成与服务端无线通讯的地址同步配置和跳频表同 步配置，客户端的发送地址与服务端的接受地址同步，客户端的接受地址与服务端的发送地址同步，客户端与服务端使用同步后的地址进行通讯。
在本实施例中，绑定指令又称绑定与跳频指令，因绑定指令可完成IPG与体外控制器双方无线射频芯片的地址配置和跳频表同步配置的功能，地址配置定义为：IPG的发送地址为体外控制器的接受地址，IPG的接收地址为体外控制器的发送地址。到目前为止，双方使用广播地址通讯。IPG接收到有效的绑定指令，将进入联机受控状态。
考虑待绑定状态下，处于RX状态的耗电较高。因此，待绑定状态下也设计有超时机制：如待绑定状态下，持续未接受到有效的无线通讯指令2分钟，则自动进入快速侦听模式下的快速侦听状态。该超时机制同样地适用于联机受控状态。需要注意的是，上述实施例中的“2分钟”仅仅是作为示例，不能构成对本申请的限制。
在一些可能的方式中，处于联机受控状态的客户端与服务端均使用无线通讯的地址校验功能，并启用跳频机制；在联机受控状态下，客户端不接收唤醒指令，禁止重复唤醒。
在某一具体应用场景中，IPG在联机受控状态下，实时接收体外控制器的有效指令，执行并回复执行结果，包括刺激程序控制、测量、IPG运行信息读取等等指令。联机受控下的通讯，IPG与体外控制器均使用无线射频芯片的地址校验功能，并启用跳频机制。
在一个具体的通讯过程中，IPG软件需维护的一个重要的时间变量例如是g_tRfLosing，该时间变量定义为无线信号丢失计时器。初始化时为0，每隔预设时长自增1，当IPG软件接收到一条有效的无线通讯指令，将g_tRfLosing置零。
基于所述时间变量实现以下功能：
1)联机受控状态下，接收到正确的指令15秒(不限定时长，以“15秒”为例)内，不接收唤醒指令；
2)通讯状态超时实现。
参见图4和图5，图4为本申请实施例提供的一种无线通讯方法中IPG禁止重复唤醒流程图，图5为图4中提供的一种无线通讯方法中IPG禁止重复唤醒主程序的流程图。在一些可能的方式中，IPG禁止重复唤醒的方法为：进入RF无 线通讯的消息循环时，判断是否接收到无线通信数据包，是则判断接收到的无线通信数据包是否有效，否则继续等待接收无线通信数据包；当接收到的无线通信数据包有效时，是则进行判断是否为无线唤醒指令，当接收到的无线通信数据包无效时，则进行其他操作；当判断为无线唤醒指令时，则IPG当前为联机受控状态下，判断g_tRfLosing是否小于10秒(不限定时长，以“10秒”为例)，当判断不属于无线唤醒指令时，则将g_tRfLosing置零；当g_tRfLosing小于10秒时，则处理唤醒指令，处理结束后将g_tRfLosing置零，并执行其他操作后，退出当前通讯事件。
同样的，IPG处于联机受控状态时，无线射频芯片大部分时间处于RX接收状态，发送无线指令时为TX发送状态，在执行具体的功能时，会进入其他特定的状态，譬如测量时会进入短暂的休眠状态。因此具有超时指令，见待绑定状态。
参见图6，图6为本申请实施例提供的一种无线通讯方法中跳频示意图。在一些可能的方式中，提供了一种无线通讯方法，客户端与服务端之间的无线通讯过程还包括启用跳频机制，当客户端处于休眠状态、快速侦听状态以及地址绑定状态时，均处于固定频道通讯，不启用跳频机制，当客户端接收到服务端发出的地址绑定指令时，启用跳频机制。
参见图6所示，为避免同频通讯干扰，保证IPG与体外控制器的通讯质量，无线通讯过程必须启用跳频机制。IPG休眠状态、快速侦听状态，以及地址绑定状态时，均处于固定频道通讯，不启用跳频机制。IPG在地址绑定状态下，一旦接收到体外控制器发出的地址绑定指令，便立即启用跳频机制。
在本实施例中，在客户端完成地址绑定至退出联机受控状态的通讯中，客户端与服务端的跳频表一致，服务端在配置地址时即时生成跳频表，通过地址绑定指令传递给客户端，客户端执行后启用跳频机制。
在一次完整的通讯事件中，IPG与体外控制器的跳频表一致。体外控制器在配置地址时即时生成跳频表，通过地址绑定指令传递给IPG。IPG执行后启用跳频机制。对于IPG来说，一张跳频表的生命从完成地址绑定开始，到IPG退出联机受控状态结束。
启用跳频机制的方法为：在联机受控状态下，客户端检测超时未接收到任何指令，立即转入跳频表中的下一频道再展开通讯；其中，服务端以设定的时间间 隔不断向客户端发送通讯指令，获取客户端信号强度，当客户端信号弱或受到同频通讯干扰导致与服务端的通讯失效时，启用跳频机制，转入跳频表中的下一频道再展开通讯，获得联系后维持通讯。
参见图7和图8，图7为本申请实施例提供的一种无线通讯方法中RF跳频的流程图；图8为图7中提供的一种无线通讯方法中RF跳频中主程序的跳频机制流程图。联机受控状态综上，当通讯信号不好，或者当前频道有干扰而导致双方短时间的通讯失效，跳频机制即生效，通讯双方将在下一频道获得联系，以此维持通讯。注：跳频计时在处理指令时暂停。
应该理解的是，上述虽然是按照某一顺序描述的，但是这些步骤并不是必然按照上述顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，本实施例的一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
参见图9，图9为本申请的一个实施方式提供的一种无线通讯系统的系统框图。本申请实施例还提供了一种无线通讯系统200，其具体实现方式与上述无线通讯方法的实施例中记载的实施方式、所达到的技术效果一致，部分内容不再赘述。
所述无线通讯系统200包括IPG和体外控制器，所述IPG作为客户端202与作为服务端201的所述体外控制器通讯，所述客户端202和所述服务端201之间采用如下方式进行RF无线通讯：
所述服务端201响应用户操作，向处于休眠侦听状态的客户端202发送通讯请求，所述通讯请求包括休眠侦听状态的唤醒指令或搜索指令；
所述客户端202响应通讯请求进入快速侦听模式，所述服务端201唤醒或搜索到所述客户端202，所述客户端202进入待绑定状态；
待绑定状态的所述客户端202的无线通讯处于接收模式，实时接收搜索指令、唤醒指令、绑定指令和休眠指令中的一个或多个，所述客户端202接收到有效的绑定指令后进入联机受控状态；
处于联机受控状态的客户端202实时接收服务端201的有效指令，执行并回复执行结果。
在一些可能的方式中，处于休眠侦听状态的所述客户端202通过RF无线通讯的WOR侦听模式实现侦听功能，所述客户端202的侦听功能实现休眠状态和接收状态的自动切换。
在一些可能的方式中，处于休眠侦听状态的客户端202包括休眠模式和快速侦听模式，所述快速侦听模式下的客户端202处于休眠状态和接收状态之间的预唤醒状态，所述快速侦听模式具有超时机制，所述快速侦听模式下的客户端202在超时后主动进入休眠模式。
在一些可能的方式中，所述客户端202进入快速侦听模式下的快速侦听状态的方式，还包括以下方式的一个或多个：
所述客户端202软件复位后，进入快速侦听状态；
所述客户端202在联机受控状态下，意外失去通讯的设定阈值时间内，进入快速侦听状态；
所述客户端202收到外部脉冲后，进入快速侦听状态。
在一些可能的方式中，快速侦听状态下，所述客户端202按照设定周期循环侦听。
在一些可能的方式中，所述客户端202接收绑定指令后，完成与所述服务端201无线通讯的地址同步配置和跳频表同步配置，所述客户端202的发送地址与所述服务端201的接受地址同步，所述客户端202的接受地址与所述服务端201的发送地址同步，所述客户端202与所述服务端201使用同步后的地址进行通讯。
在一些可能的方式中，处于联机受控状态的客户端202与所述服务端201均使用无线通讯的地址校验功能，并启用跳频机制；在联机受控状态下，所述客户端202不接收唤醒指令，禁止重复唤醒。
在一些可能的方式中，所述客户端202与所述服务端201之间的无线通讯过程还包括启用跳频机制，当所述客户端202处于休眠状态、快速侦听状态以及地址绑定状态时，均处于固定频道通讯，不启用跳频机制，当所述客户端202接收到所述服务端201发出的地址绑定指令时，启用跳频机制。
在一些可能的方式中，在所述客户端202完成地址绑定至退出联机受控状态 的通讯中，所述客户端202与所述服务端201的跳频表一致，所述服务端201在配置地址时即时生成跳频表，通过地址绑定指令传递给所述客户端202，所述客户端202执行后启用跳频机制。
在一些可能的方式中，启用跳频机制的方法为：在联机受控状态下，所述客户端202检测超时未接收到任何指令，立即转入跳频表中的下一频道再展开通讯；其中，所述服务端201以设定的时间间隔不断向所述客户端202发送通讯指令，获取所述客户端202的信号强度，当所述客户端202的信号弱或受到同频通讯干扰导致与所述服务端201的通讯失效时，启用跳频机制，转入跳频表中的下一频道再展开通讯，获得联系后维持通讯。
其中，无线通讯系统200在执行时采用如前述的无线通讯方法的步骤，因此，本实施例中对无线通讯系统200的运行过程不再详细介绍。
图10示出根据本申请的一个实施方式的计算机设备的结构框图。前述实施例描述了无线通讯方法中植入式神经刺激器作为客户端使用RF无线通讯方式与作为服务端的体外控制器通讯的功能和结构，在一个可能的设计中，前述无线通讯方法的通讯功能和结构可实现为计算机设备。如图10所示，在本申请的实施例中提供了一种计算机设备300，该计算机设备300包括存储器301和处理器302，存储器301中存储有计算机程序，该处理器302被配置为用于执行所述存储器301中存储的计算机程序。所述存储器301用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述处理器302执行所述计算机程序时实现上述方法实施例中的步骤：
服务端响应用户操作，向处于休眠侦听状态的客户端发送通讯请求，通讯请求包括休眠侦听状态的唤醒指令或搜索指令；
客户端响应通讯请求进入快速侦听模式，服务端唤醒或搜索到客户端，客户端进入待绑定状态；
待绑定状态的客户端的无线通讯处于接收模式，实时接收搜索指令、唤醒指令、绑定指令和休眠指令中的一个或多个，客户端接收到有效的绑定指令后进入联机受控状态；
处于联机受控状态的客户端实时接收服务端的有效指令，执行并回复执行结果。
本申请实施例还提供了一种存储介质，该存储介质存储有计算机程序，所述 计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例中无线通讯方法的步骤，其具体实现方式与上述无线通讯方法的实施例中记载的实施方式、所达到的技术效果一致，部分内容不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。
综上所述，本申请提供的技术方案具有以下优点：
本申请提供的无线通讯方法、系统、计算机设备及存储介质，使IPG与体外控制器采用RF无线通讯方式通讯，遵从一问一答原则，使处于休眠侦听状态的IPG保持低功耗，在不需要与外界通讯的时间里处于休眠侦听状态，能达到很好的省电效果，在唤醒时通过进入快速侦听状态可达到一定的实时效果，可使IPG先进入快速侦听模式，便可在预设时长搜索/唤醒IPG，提升用户体验，待绑定状态的IPG接收到有效的绑定指令，将进入联机受控状态，在联机受控状态下，IPG实时接收体外控制器的有效指令，执行并回复执行结果，提高了植入式神经刺激器IPG与体外控制器的通讯效率。

Claims (13)

  1. 一种无线通讯系统，所述无线通讯系统包括IPG和体外控制器，所述IPG作为客户端与作为服务端的所述体外控制器通讯，所述客户端和所述服务端之间采用如下方式进行RF无线通讯：
    所述服务端响应用户操作，向处于休眠侦听状态的客户端发送通讯请求，所述通讯请求包括休眠侦听状态的唤醒指令或搜索指令；
    所述客户端响应通讯请求进入快速侦听模式，所述服务端唤醒或搜索到所述客户端，所述客户端进入待绑定状态；
    待绑定状态的所述客户端的无线通讯处于接收模式，实时接收搜索指令、唤醒指令、绑定指令和休眠指令中的一个或多个，所述客户端接收到有效的绑定指令后进入联机受控状态；
    处于联机受控状态的客户端实时接收服务端的有效指令，执行并回复执行结果。
  2. 根据权利要求1所述的无线通讯系统，其中，处于休眠侦听状态的所述客户端通过RF无线通讯的WOR侦听模式实现侦听功能，所述客户端的侦听功能实现休眠状态和接收状态的自动切换。
  3. 根据权利要求2所述的无线通讯系统，其中，处于休眠侦听状态的客户端包括休眠模式和快速侦听模式，所述快速侦听模式下的客户端处于休眠状态和接收状态之间的预唤醒状态，所述快速侦听模式具有超时机制，所述快速侦听模式下的客户端在超时后主动进入休眠模式。
  4. 根据权利要求1所述的无线通讯系统，其中，所述客户端进入快速侦听模式下的快速侦听状态的方式，还包括以下方式的一个或多个：
    所述客户端软件复位后，进入快速侦听状态；
    所述客户端在联机受控状态下，意外失去通讯的设定阈值时间内，进入快速侦听状态；
    所述客户端收到外部脉冲后，进入快速侦听状态。
  5. 根据权利要求4所述的无线通讯系统，其中，快速侦听状态下，所述客 户端按照设定周期循环侦听。
  6. 根据权利要求1所述的无线通讯系统，其中，所述客户端接收绑定指令后，完成与所述服务端无线通讯的地址同步配置和跳频表同步配置，所述客户端的发送地址与所述服务端的接受地址同步，所述客户端的接受地址与所述服务端的发送地址同步，所述客户端与所述服务端使用同步后的地址进行通讯。
  7. 根据权利要求6所述的无线通讯系统，其中，处于联机受控状态的客户端与所述服务端均使用无线通讯的地址校验功能，并启用跳频机制；在联机受控状态下，所述客户端不接收唤醒指令，禁止重复唤醒。
  8. 根据权利要求7所述的无线通讯系统，其中，所述客户端与所述服务端之间的无线通讯过程还包括启用跳频机制，当所述客户端处于休眠状态、快速侦听状态以及地址绑定状态时，均处于固定频道通讯，不启用跳频机制，当所述客户端接收到所述服务端发出的地址绑定指令时，启用跳频机制。
  9. 根据权利要求8所述的无线通讯系统，其中，在所述客户端完成地址绑定至退出联机受控状态的通讯中，所述客户端与所述服务端的跳频表一致，所述服务端在配置地址时即时生成跳频表，通过地址绑定指令传递给所述客户端，所述客户端执行后启用跳频机制。
  10. 根据权利要求9所述的无线通讯系统，其中，启用跳频机制的过程如下：在联机受控状态下，所述客户端检测超时未接收到任何指令，立即转入跳频表中的下一频道再展开通讯；其中，所述服务端以设定的时间间隔不断向所述客户端发送通讯指令，获取所述客户端的信号强度，当所述客户端的信号弱或受到同频通讯干扰导致与所述服务端的通讯失效时，启用跳频机制，转入跳频表中的下一频道再展开通讯，获得联系后维持通讯。
  11. 一种无线通讯方法，应用于无线通讯系统，所述无线通讯系统包括IPG和体外控制器，所述IPG作为客户端与作为服务端的所述体外控制器通讯，所述客户端和所述服务端之间采用如下方式进行RF无线通讯：
    所述服务端响应用户操作，向处于休眠侦听状态的客户端发送通讯请求，所述通讯请求包括休眠侦听状态的唤醒指令或搜索指令；
    所述客户端响应通讯请求进入快速侦听模式，所述服务端唤醒或搜索到所述 客户端，所述客户端进入待绑定状态；
    待绑定状态的所述客户端的无线通讯处于接收模式，实时接收搜索指令、唤醒指令、绑定指令和休眠指令中的一个或多个，所述客户端接收到有效的绑定指令后进入联机受控状态；
    处于联机受控状态的客户端实时接收服务端的有效指令，执行并回复执行结果。
  12. 一种电子设备，所述电子设备存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求11所述方法的步骤。
  13. 一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求11所述方法的步骤。
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