【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及检测设备系统通讯，具体地，涉及一种基于多种通讯方式混合组网的ct采集控制通讯系统及方法。
技术介绍
1、ct，全称为计算机断层扫描(computed tomography)，是在医学影像学领域中广泛应用的技术，是一种以x射线为基础，利用先进的计算机技术生成高分辨率三维图像的影像检查方法。ct扫描使用旋转式x射线源和众多探测器进行高速旋转扫描，得到人体内部的横断面图像数据，然后将这些不同切面的数据通过计算机处理和重组，生成三维图像，借此对患者的内部器官、组织、结构等进行全方位、无损的检查。ct技术具高灵敏度、高分辨率、无侵入性等优势，有助于医生进行快速准确的诊断，是很多医疗科室应用最广泛的辅助检查工具之一。除了在医学领域应用，ct技术也经常用于材料分析、生物学研究等领域。
2、现有ct采集控制通讯系统为防止通讯线路影响机架转动，在ct定子部与ct转子部间采用碳刷滑环连接或使用单一的无线通讯网络实现数据交互，而对于ct定子部或ct转子部的模块之间则使用传统的can总线进行通讯。但碳刷滑环成本较高且存在更换维护困难、触点不稳定、使用寿命短等问题；单一的无线通讯网络则工作在固定频谱范围容易受外界噪声干扰造成数据传输异常；can总线通讯速率相对较慢，容易出现数据堵塞，各节点数据不一致等现象。
3、传输信道堵塞、数据丢失等异常数据传输将导致ct设备出现初始化失败、模块掉线、扫描终止、扫描参数丢失等异常状况发生使扫描无法正常进行。因此，如何在ct工作过程中保证数据传输速率的同时提高数据通讯的稳定性显得尤为
4、针对所述问题，本专利技术根据ct设备使用需求，并对各链路报文进行数据收集、分析，从传输速度、传输可靠性、系统各通讯节点间交互速度等方面出发设计一种基于多种通讯方式混合组网的ct采集控制通讯系统。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种基于多种通讯方式混合组网的ct采集控制通讯系统及方法。
2、根据本专利技术提供的一种基于多种通讯方式混合组网的ct采集控制通讯系统及方法，所述方案如下：
3、第一方面，提供了一种基于多种通讯方式混合组网的ct采集控制通讯系统，所述系统包括：ct定子部通讯子系统、ct转子部通讯子系统以及主控pc；
4、所述主控pc：包括上位机，通过可视化界面进行操作，负责系统整体的任务调度、扫描协议设定、参数配置、数据处理、患者登记、工作状态监控以及图像重建工作；
5、所述ct定子部通讯子系统：包括下位机核心控制模块、第一wifi模块、第一交换机、机架控制模块、患者床控制模块、电源管理模块和控制手柄；
6、所述ct转子部通讯子系统：包括数据采集及放线控制模块、第二wifi模块、第二交换机、准直器控制模块和探测器数据采集处理模块；
7、其中，所述第一wifi模块与第二wifi模块，分别连接到第一交换机与第二交换机上，用以实现ct定子部通讯子系统与ct转子部通讯子系统及上位机间的局域组网；
8、所述下位机核心控制模块，负责下位机各模块间心跳监控、扫描过程管理、异常状态监控、主旋转驱动器控制，并完成其它下位机通讯节点与主控pc间的信息交互；
9、所述患者床控制模块，根据下位机核心控制模块发送的指令完成ct患者床的运动控制，并能将患者床实时位置数据信息发送给下位机核心控制模块；
10、所述电源管理模块，负责各部件电源管理，主要完成机架、患者床以及各辅助电源的控制管理；
11、所述机架控制模块，受控于下位机核心控制模块，根据下位机核心控制模块发送的指令完成ct机架的运动控制并返回机架的转速、角度实时信息；
12、所述控制手柄，负责完成操作人员对患者床、机架、激光灯控制按键的输入信息响应与处理；
13、所述数据采集及放线控制模块，负责根据扫描协议完成对ct放线装置的控制和探测器数据采集相关的控制管理并完成准直器控制模块数据的转发；
14、所述准直器控制模块，受控于下位机核心控制模块，负责准直器控制相关控制工作；
15、所述探测器数据采集处理模块，负责ct部分生数据采集及对采集数据的初步处理，并将采集到的数据发送到上位机；
16、所述系统采用多种通讯方式混合组网的系统网络，包括：ethernet网络、ethercat总线、lora无线网络、2.4ghz无线、lvds网络及wifi。
17、优选地，所述ethernet网络包括：
18、ethernet 1子网络：第一交换机、第一wifi模块、主控pc及控制手柄，各通讯节点间通过lan接口连接构成ethernet 1子网络；
19、ethernet 2子网络：第二交换机、第二wifi模块及探测器数据采集处理模块，各通讯节点间通过lan接口连接构成ethernet 2子网络；
20、ethernet总网络：ethernet 1子网络与ethernet 1子网络通过第一wifi模块和第二wifi模块构成ethernet总网络；
21、所述ethercat总线包括：
22、ethercat 1网络：下位机核心控制模块、患者患者床控制模块、电源管理模块、机架控制模块及准直器控制模块构成ethercat 1网络；
23、ethercat 2网络：数据采集及放线控制模块和准直器控制模块构成ethercat 2网络；
24、所述lora无线网络：数据采集及放线控制模块及下位机核心控制模块构成lora无线网络；
25、所述2.4ghz无线网络包括：数据采集及放线控制模块及下位机核心控制模块构成2.4ghz无线网络；
26、所述lvds网络包括：数据采集及放线控制模块和探测器数据采集处理模块构成lvds网络；
27、ct定子部通讯子系统与ct转子部通讯子系统间采用2.4ghz无线网络与lora无线网络组成的双路无线通讯网络；2.4ghz无线网络与lora无线网络为工作在不同频段的无线通讯网络，使用lora无线网络和2.4ghz无线网络双路无线通讯网络实现ct定子部下位机核心控制模块与ct转子部数据采集及放线控制模块间的数据交互。
28、优选地，所述主控pc，监控下位机核心控制模块与探测器数据采集处理模块发送的心跳帧，并对心跳帧中包含的各通讯节点信息进行提取，实时更新到图形显示界面上；
29、在心跳帧异常时或者收到异常错误数据帧时进行状态自身进行日志记录，并将错误信息在图形界面进行显示。
30、优选地，所述下位机核心控制模块，通过多个通讯网络监听机架控制模块、患者床控制模块、数据采集及放线控制模块、电源管理模块、准直器控制模块中所述通讯节点发送的心跳信息；
31、若某一通讯节点心跳异常则进行日志记录，并将异常信息通过ethernet 1网络上报给主控pc；下位机核心控制模块从心跳本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于多种通讯方式混合组网的CT采集控制通讯系统，其特征在于，包括：CT定子部通讯子系统、CT转子部通讯子系统以及主控PC；
2.根据权利要求1所述的基于多种通讯方式混合组网的CT采集控制通讯系统，其特征在于，所述Ethernet网络包括：
3.根据权利要求1所述的基于多种通讯方式混合组网的CT采集控制通讯系统，其特征在于，所述主控PC，监控下位机核心控制模块与探测器数据采集处理模块发送的心跳帧，并对心跳帧中包含的各通讯节点信息进行提取，实时更新到图形显示界面上；
4.根据权利要求1所述的基于多种通讯方式混合组网的CT采集控制通讯系统，其特征在于，所述下位机核心控制模块，通过多个通讯网络监听机架控制模块、患者床控制模块、数据采集及放线控制模块、电源管理模块、准直器控制模块中所述通讯节点发送的心跳信息；
5.根据权利要求1所述的基于多种通讯方式混合组网的CT采集控制通讯系统，其特征在于，所述患者床控制模块，运行过程中将患者床运行速度、患者床水平位置和患者床垂直位置参数打包到心跳帧中，通过EtherCAT 1总线网络周期性发送给下
6.根据权利要求1所述的基于多种通讯方式混合组网的CT采集控制通讯系统，其特征在于，所述电源管理模块，运行过程中将电源状态参数打包到心跳帧中，通过EtherCAT 1总线网络周期性发送给下位机核心控制模块，并接收从下位机核心控制模块发送的心跳消息监控下位机核心控制模块在线状态在心跳信息异常时自身进行日志记录。
7.根据权利要求1所述的基于多种通讯方式混合组网的CT采集控制通讯系统，其特征在于，所述机架控制模块，运行过程中将实时旋转速度、机架旋转角度参数打包到心跳帧中，通过EtherCAT 1总线网络周期性发送给下位机核心控制模块，并接收从下位机核心控制模块发送的心跳消息监控下位机核心控制模块在线状态，在心跳信息异常时自身进行日志记录。
8.根据权利要求1所述的基于多种通讯方式混合组网的CT采集控制通讯系统，其特征在于，所述数据采集及放线控制模块，运行过程中将从自身的状态信息、从LVDS网络中接受的探测器采集处理模块的状态信息及准直器控制模块经EtherCAT 2网络发送的准直器状态信息经LORA网络和2.4GHZ无线网络发送给下位机核心控制模块，并接收从下位机核心控制模块发送的心跳消息监控下位机核心控制模块在线状态，在心跳信息异常时自身进行日志记录。
9.根据权利要求1所述的基于多种通讯方式混合组网的CT采集控制通讯系统，其特征在于，所述准直器控制模块，将准直器相关参数打包到心跳帧中，通过EtherCAT 2总线网络周期性发送数据采集及放线控制模块，由数据采集及放线控制模块转发给下位机核心控制模块，并接收从数据采集及放线控制模块转发的下位机核心控制模块心跳消息监控下位机核心控制模块在线状态，在心跳信息异常时自身进行日志记录；
10.一种基于多种通讯方式混合组网的CT采集控制通讯方法，基于权利要求1-9任一项所述的基于多种通讯方式混合组网的CT采集控制通讯系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于多种通讯方式混合组网的ct采集控制通讯系统，其特征在于，包括：ct定子部通讯子系统、ct转子部通讯子系统以及主控pc；
2.根据权利要求1所述的基于多种通讯方式混合组网的ct采集控制通讯系统，其特征在于，所述ethernet网络包括：
3.根据权利要求1所述的基于多种通讯方式混合组网的ct采集控制通讯系统，其特征在于，所述主控pc，监控下位机核心控制模块与探测器数据采集处理模块发送的心跳帧，并对心跳帧中包含的各通讯节点信息进行提取，实时更新到图形显示界面上；
4.根据权利要求1所述的基于多种通讯方式混合组网的ct采集控制通讯系统，其特征在于，所述下位机核心控制模块，通过多个通讯网络监听机架控制模块、患者床控制模块、数据采集及放线控制模块、电源管理模块、准直器控制模块中所述通讯节点发送的心跳信息；
5.根据权利要求1所述的基于多种通讯方式混合组网的ct采集控制通讯系统，其特征在于，所述患者床控制模块，运行过程中将患者床运行速度、患者床水平位置和患者床垂直位置参数打包到心跳帧中，通过ethercat 1总线网络周期性发送给下位机核心控制模块，并接收从下位机核心控制模块发送的心跳消息监控下位机核心控制模块在线状态，在心跳信息异常时自身进行日志记录。
6.根据权利要求1所述的基于多种通讯方式混合组网的ct采集控制通讯系统，其特征在于，所述电源管理模块，运行过程中将电源状态参数打包到心跳帧中，通过ethercat 1总线网络周期性发送给下位机核心控制模块，并接收从下位机核心控制模块发送的心跳消息监控下位机核心...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙嘉泰，陈牧，丁友，董芳莹，吴承峰，
申请(专利权)人：青岛百洋大骋医用设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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