一种移动管理端与多种家用医疗仪器数据通信的通用方法
【专利摘要】本发明公开了一种移动管理端与多种家用医疗仪器数据通信的通用方法；实现家用医疗健康设备（包括血压仪、血糖仪、体重计及体温计四种）与移动端管理系统的数据传输。移动设备（如手机、平板电脑）采集数据后，可以传送至服务器端并进行记录、分析和管理。该方法描述了医疗设备与管理系统建立连接、医疗设备向系统传输数据及传输完成后断开连接的过程，并提供了数据传输过程中的统一格式。这种方法实现简单，可以被集成在现有家用医疗设备中并应用于家用医疗设备数据的采集和管理。
【专利说明】
-种移动管理端与多种家用医疗仪器数据通信的通用方法
技术领域
[0001] 本发明设及医疗仪器数据通信领域，具体来讲一种个人医疗终端设备与移动设备 (如手机、平板电脑）之间的连接与传输，尤其适用于现有的家用医疗设备，包括血压仪、血 糖仪、体重计及体溫计等。
【背景技术】
[0002] 我国经济日益发展，人口老龄化趋势逐渐严重，为防患于未然，家用医疗设备（血 压仪、血糖仪、体重计及体溫计）的应用已经十分广泛，随之而来的是市面上居家健康设备 变得种类繁多。而随着互联网技术的发展，采用管理系统收集并存储健康设备的测量结果， 进而通过网络上传至远程服务器已成为一种新的趋势。目前，各个医疗公司提供的医疗设 备大多自带管理系统，运种方式存在一个严重的问题就是各个健康设备与终端之间数据计 量单位与格式不统一，而且各个医疗设备传输方式不尽相同，导致在采集数据时，存在很大 的障碍，I邸E 11073标准应运而生。
[0003] 然而，尽管IE邸11073提出了一整套健康设备与管理系统的数据格式与传输规 贝1J，该标准并没有被广泛的应用，其原因在于：其一，11073协议定义了所设及的所有对象 (如事件、配置信息、有限机的状态、数据包类型等），并对运些对象进行了统一编码，所有数 据都需要用预先定义好的运几种对象表示，使得数据的定义非常繁琐复杂;其二，11073需 要将数据进行一层一层的封装，支持复杂的扩展配置方式，并支持多种数据组织形式，运些 信息都需要从医疗设备发送到管理端。管理端根据运些配置信息对传入的数据进行解析， 使得数据的传输量非常大，处理难度也高;其=，由于实现的复杂度，11073对健康设备的硬 件环境要求很高，而现有的大部分家用健康设备依然基于简单的硬件环境，如八位单片机， 在运样的硬件资源下无法实现IEEE11073标准。基于运些原因，目前大部分医疗设备厂家还 是选择放弃采用IEEE 11073,各自为政，导致收集数据的移动管理端的软件互相不统一的 现象依然大量存在。
[0004] 基于运种情况，需要提出一种方法，使之既能够集成多种健康设备的需求，将数据 按照统一的方式传送至管理端，并发送至服务器存储，又能满足于简单的硬件环境，方便厂 家集成至自身的产品中而不存在成本或技术问题。该方法的提出能够使不同的健康设备与 统一的管理系统连接，为健康设备数据的收集与传输带来极大的便利。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，在此提供一种移动管理端与多种家用医 疗仪器数据通信的通用方法;实现家用医疗健康设备（包括血压仪、血糖仪、体重计及体溫 计四种）与移动端管理系统的数据传输。移动设备(如手机、平板电脑)采集数据后，可W传 送至服务器端并进行记录、分析和管理。该方法描述了医疗设备与管理系统建立连接、医疗 设备向系统传输数据及传输完成后断开连接的过程，并提供了数据传输过程中的统一格 式。运种方法实现简单，可W被集成在现有家用医疗设备中并应用于家用医疗设备数据的 采集和管理。
[0006]本发明是运样实现的，构造一种移动管理端与多种家用医疗仪器数据通信的通用 方法，其特征在于：按照如下流程运行； a) 、当医疗设备完成一次测量后，将测量数据保存在本地存储中； b) 、医疗设备与移动设备通过其支持的连接方式，完成双方间的物理连接； C)、医疗设备端向移动端管理系统发送应用层的连接请求，置连接请求AR位为1，并将 自身设备ID填充至数据包中； d) 、管理系统接收到连接请求，回复连接确认(确认位ACK置1)或不回复； e) 、医疗设备端接收到连接确认后，置相应数据块标识位为1，将自身测量数据按格式 填入数据包中发送给移动端管理系统。若长时间没有连接确认响应(超过设备默认超时时 限），则判超时，并返回； f) 、移动设备管理系统接收到数据包后进行解析，若数据有误，则发送数据出错信息 (出错位ERR置1)指示医疗设备重新发送，否则返回确认信息;若医疗设备长时间未得到回 复，则判超时，将重新发送数据； g) 、数据确认发送成功后，医疗设备清除本次测量数据或使用其他方式处理； h) 、医疗设备判断无可发送数据后，发送释放连接请求，此次数据发送完成。 根据本发明所述移动管理端与多种家用医疗仪器数据通信的通用方法，其特征在于： 个人医疗设备与移动设备的连接传输过程中具有如下的状态转换； 对于医疗设备而言，具有如下状态； 状态1:医疗设备的初始状态，表示未进行连接，在进行物理连接后进入此状态； 状态2:医疗设备发送连接请求后，将转入本状态并不断循环等待系统发回的确认信 息； 状态3:设备接收到移动端回复的确认信息后，将转入本状态，表示进入连接状态； 本状态分为两个子状态： 状态31:表示此时设备正准备系统发送测量数据，是医疗设备进入连接状态并进行数 据打包时的状态； 状态32:表示此时设备在等待移动端回复，回复可能为出错或者确认，设备根据自身环 境和回复信息选择重新传输出错数据或继续传输其他数据或发出释放连接请求； 状态4:当医疗设备无可发送数据时，向系统发送释放连接请求，并将自身从状态3转入 本状态，同时不断循环等待系统确认； 当医疗设备收到系统确认后释放连接并转移至状态1，断开物理连接； 对于移动设备而言，具有如下状态； 状态1:移动设备的初始状态，表示未进行连接，在进行物理连接后进入此状态； 状态2:移动设备管理系统接收到连接请求后，将转入本状态并产生回复信息； 状态3:管理系统回复确认信息后，将转入本状态，表示进入连接状态； 状态3分为两个子状态： 状态31:表示此时系统正等待医疗设备端发送测量数据； 状态32:表示系统接收到数据，进行数据校验，产生回复。若校验出错，则回复出错，否 则回复确认； 状态4:当接收到释放连接请求时，移动端管理系统将自身从状态3转入本状态，并产生 回复信息； 管理系统回复确认信息后转移至状态1。
[0007]根据本发明所述移动管理端与多种家用医疗仪器数据通信的通用方法，其特征在 于:对应的移动端能够连接多个医疗设备，所W移动端管理系统对一个已物理连接的医疗 设备需要保存一个状态副本，副本根据一个医疗设备与管理系统的互动改变状态。
[000引本发明的优点在于:本方法相对于现有的医疗设备数据采集过程具有W下优点： 1)将数据集成在统一格式中，简化数据打包、解包W及传输过程。本专利设及的方法所 支持的几种医疗设备仅设及简单数据并且具有一些共通性，根据运个特点设计了数据包格 式，方便传输也方便管理系统解析。
[0009] 2)采用单层式结构，运样大大简化了设备端的软件结构。
[0010] 3)支持一对多通信。一个管理系统可W与多个医疗设备进行连接。系统通过设备 ID进行识别。
[0011] 4)本方法软件实现规模小，可W很容易的集成在存储空间较小的医疗设备中。
[0012] 5)简化用户操作过程。用户几乎不需要人为影响家用医疗设备与管理系统的交互 过程，数据的发送在连接建立后可W自动发生，在数据传输结束后自动断开连接。
[0013]
【附图说明】
[0014] 图1是本发明中数据包格式示意图 图2是本发明中标识位格式示意图 图3是本发明中血压数据块示意图 图4是本发明中血糖数据块示意图 图5是本发明中体重数据块示意图 图6是本发明中体溫数据块示意图 图7是本发明中流程图 图8是本发明中医疗设备的状态转换图 图9是本发明中移动设备的状态转换图 图10是本发明中时序图。
【具体实施方式】
[0015] 下面将结合附图1-10对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施 例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的 所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0016] 本发明在此提供一种移动管理端与多种家用医疗仪器数据通信的通用方法;实现 家用医疗健康设备(包括血压仪、血糖仪、体重计及体溫计四种）与移动端管理系统的数据 传输。移动设备（如手机、平板电脑)采集数据后，可W传送至服务器端并进行记录、分析和 管理。该方法描述了医疗设备与管理系统建立连接、医疗设备向系统传输数据及传输完成 后断开连接的过程，并提供了数据传输过程中的统一格式。运种方法实现简单，可W被集成 在现有家用医疗设备中并应用于家用医疗设备数据的采集和管理;可W按照如下实现； 图1为本发明通信的数据包格式;在个人医疗设备与移动设备之间进行通信时，所有 的数据都W图1所示格式进行传输与处理： 其中： Device ID:个人医疗设备的设备号，唯一标识一个医疗设备，占64位。
[0017] Time-stamp:时间戳，标识当前数据包内数据的测量时间，占64位。
[001引 State Flag:四位标识位，分别为连接请求AR、释放请求RR、错误标示ERR及确认位 ACK。
[0019] 图2为对应的标识位格式示意图；
化eck-sum:校验和，占四位。
[0020] 图3位血压数据块示意图； Blood化1 Se:血压数据块，共占40位。其中按顺序依次为1位标志位F，1位单位U，9位收 缩压（systolic)，9位舒张压（diastolic)，9位平均动脉压MAP(mean a;rtery pressure)，1 位脉搏标识位F，1位单位位U，9位脉搏数据化Ise。其中，标志位为I代表当前传送的是血压 数据，为0表示此部分数据无意义;血压有两种单位，单位位用于区分不同的单位使用，单位 位置1表示血压单位为千帕化化），置0表示血压单位为毫米隶柱(mmhg)。脉搏标识位为1代 表当前血压计具有脉搏测量功能，数据包含脉搏信息，为0标示当前数据不含脉搏信息，脉 搏单位位置1，表示脉搏单位为BPM(beats-pe;r-minute)。
[0021] 图4血糖数据块示意图； Blood Glucose:血糖数据块，占16位。按顺序依次为1位标志位F，1位单位U，1位表示空 腹/非空腹测量E，13位数据位Blood Glucose,其中最后两位为小数位。其中标示位F为1代 表当前数据包为血糖数据，为0表示此部分数据无意义。单位位U为0表示毫克/分升(mg/ dl)，为1表不晕摩尔/升(mmol/L)。
[0022] 图5体重数据块示意图； Wei曲t:体重数据，占16位。按顺序依次为1位标志位F，1位单位U，14位数据位Wei曲t， 其中最后两位为小数。标志位为1表示当前数据为体重数据，为0表示此部分数据无意义。单 位位为0表示kg，为1表示pound。
[0023] 图6体溫数据块示意图； Body I'emperature:体溫数据，占16位。按顺序依次为1位标志位F，1位单位U，14位数据 位Body Temperature,其中最后两位为小数。标志位为I表示当前数据为体重数据，为O表示 此部分数据无意义。单位位为0表示摄氏，为1表示华氏溫度。
[0024] 实现的流程为： 医疗设备厂商可根据自身产品特性或者使用者特点来设置超时时限，和选择合适的物 理连接方式。医疗设备与移动设备之间的交互是一个有序的流程，可W用流程图表示一次 完整的过程，如图7所示。
[0025] (1)家用医疗测量设备完成一次测量，发出提示信号，使用者将其与移动设备进行 连接(如，USB、Bluetooth)，暂将其称之为物理连接。物理连接之后双方之间可进行通常意 义上的数据传输。
[00%] (2)医疗设备向移动设备上的管理系统请求建立应用层数据传输连接，此后，双方 间的数据W数据包的形式发送。若移动设备回复连接确认，之后医疗设备才可W开始发送 测量数据，否则医疗设备等待响应。若移动设备长时间无回复，对医疗设备设置超时动作， 重发请求。
[0027] (3)管理系统回复确认后，医疗设备打包数据，向移动端管理系统发送测量数据， 并等待管理系统的反馈信息。管理系统接收到测量数据，校验数据的正确性。
[0028] (4)若数据校验出错，移动端管理系统返回错误信息，医疗设备重发数据，否则若 管理系统返回确认信息，医疗设备删除本次发送内容，W减少其存储空间的占用。
[0029] (5)经过一次或多次传输，测量数据传输结束，医疗设备请求释放连接。移动端回 复确认，则连接中断。
[0030] 状态转换:在整个过程中，有多次确认动作，为了连接传输过程不产生二义性，医 疗设备与移动端都需要根据当前状态来确认数据的正确含义。
[0031] 有限状态机FSM(Finite state Machine),是表示有限状态W及在运些状态之间 转移和动作等行为的一种数学模型，有两种常用表示方式:状态转移表和状态转换图。个人 医疗设备与移动设备的连接传输过程用状态转换图可W清楚地表示。
[0032] 图8表示医疗设备的状态转换 Disassociated:医疗设备的初始状态，表示未进行连接，在进行物理连接后进入此状 态。
[0033] Associating:医疗设备发送连接请求后，将转入Associating状态并不断循环等 待系统发回的确认信息。
[0034] Associated:设备接收到移动端回复的确认信息后，将转入Associated状态，表示 进入连接状态。AsSOCiated分为两个子状态：Data-Transmission状态和Wait-for- 化6化ack状态。
[00巧]化化-Transmission:表示此时设备正准备系统发送测量数据，是医疗设备进入连 接状态并进行数据打包时的状态。
[0036] Wait-for-Fee化ack:表示此时设备在等待移动端回复。回复可能为出错或者确 认，设备根据自身环境和回复信息选择重新传输出错数据或继续传输其他数据或发出释放 连接请求。
[0037] Disassociating:当医疗设备无可发送数据时，向系统发送释放连接请求，并将自 身从Associated状态转入Disassociating状态，同时不断循环等待系统确认。
[0038] Disassociated:医疗设备收到系统确认后释放连接并转移至Disassociated状 态，断开物理连接。
[0039] 图9表示移动设备的状态装好，可W看出与图8之间有一部分同样的状态。
[0040] Disassociated:移动设备的初始状态，表示未进行连接，在进行物理连接后进入 此状态。
[0041 ] Associating:移动设备管理系统接收到连接请求后，将转入Associating状态并 产生回复信息。
[0042] Associated:管理系统回复确认信息后，将转入Associated状态，表示进入连接状 态。Associated分为两个子状态:Wai t-f or-Data-Transmiss ion状态和化日化ack状态。
[0043] Wait-for-Data-Transmission:表示此时系统正等待医疗设备端发送测量数据。
[0044] Fee化ack:表示系统接收到数据，进行数据校验，产生回复。若校验出错，则回复出 错，否则回复确认。
[0045] Disassociating :当接收到释放连接请求时，移动端管理系统将自身从 Associated状态转入Disassociating状态，并产生回复信息。
[0046] Disassociated:管理系统回复确认信息后转移至Disassociated状态。
[0047] 由于移动端可连接多个医疗设备，所W移动端管理系统对一个已物理连接的医疗 设备需要保存一个状态副本，副本根据一个医疗设备与管理系统的互动改变状态。
[004引如图10所示;时序交互如下： 医疗设备与移动设备的连接都是由医疗设备主动发起建立连接，当医疗设备完成数据 测量，需要将测量数据发送到移动端，它的应用层程序决定开始建立连接，在最开始的连接 请求数据包中医疗设备将其设备号放入其中W便移动设备对其进行保存，和后续动作中对 数据来源的判断。图10表示了双方间交互的时序过程。
[0049] a)、当医疗设备完成一次测量后，将测量数据保存在本地存储中。
[0050] b)、医疗设备与移动设备通过其支持的连接方式，完成双方间的物理连接。
[0051] C)、医疗设备端向移动端管理系统发送应用层的连接请求，置连接请求AR位为1， 并将自身设备ID填充至数据包中。
[0052] d)、管理系统接收到连接请求，回复连接确认(确认位ACK置1)或不回复。
[0053] e)、医疗设备端接收到连接确认后，置相应数据块标识位为1，将自身测量数据按 格式填入数据包中发送给移动端管理系统。若长时间没有连接确认响应(超过设备默认超 时时限），则判超时，并返回。
[0054] f)、移动设备管理系统接收到数据包后进行解析，若数据有误，则发送数据出错信 息（出错位ERR置1)指示医疗设备重新发送，否则返回确认信息;若医疗设备长时间未得到 回复，则判超时，将重新发送数据。
[0055] g)、数据确认发送成功后，医疗设备清除本次测量数据或使用其他方式处理。
[0056] h)、医疗设备判断无可发送数据后，发送释放连接请求，此次数据发送完成。 下面举例描述： W蓝牙作为底层传输方式，移动设备W手机为平台举例，描述一个完整的使用血压仪 测量数据并发送至系统的过程。
[0057] a)、当血压仪完成一次测量后，将测量数据保存在本地存储中。
[0058] b)、支持蓝牙连接的血压仪与手机进行蓝牙配对并连接，完成双方间的物理连接。
[0059] C)、血压仪向手机发送应用层的连接请求，置连接请求AR位为1，并将自身设备ID 填充至数据包中。
[0060] d)、手机上的管理软甲接收到连接请求，回复连接确认(确认位ACK置1)或不回复。
[0061] e)、血压仪接收到连接确认后，置血压数据块标识位为1，将自身测量数据按格式 填入数据包中发送给手机。若长时间没有连接确认响应(超过设备默认超时时限），则判超 时，并返回。
[0062] f)、手机管理系统接收到数据包后进行解析，若数据有误，则发送数据出错信息 (出错位邸R置1)指示血压仪重新发送，否则返回确认信息，若血压仪长时间未得到回复，贝U 判超时，将重新发送数据。
[0063] g)、数据确认发送成功后，血压仪清除本次测量数据。
[0064] h)、血压仪判断无可发送数据后，发送释放连接请求，此次数据发送完成。
[0065] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对运些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可W在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的运些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
【主权项】
1. 一种移动管理端与多种家用医疗仪器数据通信的通用方法，其特征在于：按照如下 方式运行： a) 、当医疗设备完成一次测量后，将测量数据保存在本地存储中； b) 、医疗设备与移动设备通过其支持的连接方式，完成双方间的物理连接； c) 、医疗设备端向移动端管理系统发送应用层的连接请求，置连接请求AR位为1，并将 自身设备ID填充至数据包中； d) 、管理系统接收到连接请求，回复连接确认(确认位ACK置1)或不回复； e) 、医疗设备端接收到连接确认后，置相应数据块标识位为1，将自身测量数据按格式 填入数据包中发送给移动端管理系统； 若长时间没有连接确认响应(超过设备默认超时时限），则判超时，并返回； f) 、移动设备管理系统接收到数据包后进行解析，若数据有误，则发送数据出错信息 (出错位ERR置1)指示医疗设备重新发送，否则返回确认信息；若医疗设备长时间未得到回 复，则判超时，将重新发送数据； g) 、数据确认发送成功后，医疗设备清除本次测量数据或使用其他方式处理； h) 、医疗设备判断无可发送数据后，发送释放连接请求，此次数据发送完成。2. 根据权利要求1所述移动管理端与多种家用医疗仪器数据通信的通用方法，其特征 在于:个人医疗设备与移动设备的连接传输过程中具有如下的状态转换； 对于医疗设备而言，具有如下状态； 状态1:医疗设备的初始状态，表示未进行连接，在进行物理连接后进入此状态； 状态2:医疗设备发送连接请求后，将转入本状态并不断循环等待系统发回的确认信 息； 状态3:设备接收到移动端回复的确认信息后，将转入本状态，表示进入连接状态； 本状态分为两个子状态： 状态31:表示此时设备正准备系统发送测量数据，是医疗设备进入连接状态并进行数 据打包时的状态； 状态32:表示此时设备在等待移动端回复，回复可能为出错或者确认，设备根据自身环 境和回复信息选择重新传输出错数据或继续传输其他数据或发出释放连接请求； 状态4:当医疗设备无可发送数据时，向系统发送释放连接请求，并将自身从状态3转入 本状态，同时不断循环等待系统确认； 当医疗设备收到系统确认后释放连接并转移至状态1，断开物理连接； 对于移动设备而言，具有如下状态； 状态1:移动设备的初始状态，表示未进行连接，在进行物理连接后进入此状态； 状态2:移动设备管理系统接收到连接请求后，将转入本状态并产生回复信息； 状态3:管理系统回复确认信息后，将转入本状态，表示进入连接状态； 状态3分为两个子状态： 状态31:表示此时系统正等待医疗设备端发送测量数据； 状态32:表示系统接收到数据，进行数据校验，产生回复;若校验出错，则回复出错，否 则回复确认； 状态4:当接收到释放连接请求时，移动端管理系统将自身从状态3转入本状态，并产生 回复信息； 管理系统回复确认信息后转移至状态1。3.根据权利要求1所述移动管理端与多种家用医疗仪器数据通信的通用方法，其特征 在于:对应的移动端能够连接多个医疗设备，所以移动端管理系统对一个已物理连接的医 疗设备需要保存一个状态副本，副本根据一个医疗设备与管理系统的互动改变状态。
【文档编号】H04W76/02GK105978771SQ201610529617
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月7日
【发明人】崔金钟, 蔡洪斌
【申请人】电子科技大学, 东莞成电金盘软件技术有限公司