19为FPGA提供可编程、可定制算法的中心作为数据处理平台对第二实施例所示的多节点传感器网络的数据传输及控制装置进行进一步的说明。
[0080]以下以第一控制器218为采用ARM构架的MCU，第二控制器219为FPGA对上述分体式结构的多节点传感器网络的数据传输及控制装置的控制方法进行说明，如图4所示:
[0081](I)初始化，上电后，配置第一控制器218与第二控制器219时钟与外设、配置传感器240的初始参数以及加载数据处理程序。
[0082]若数据处理程序预先烧入至第一控制器218中，则第一控制器218经由J401接口将数据预处理程序传输至第二控制器219中并加载，从而FPGA可实现多路传感器240的数据的采集，并且经由数据处理程序初步处理后传输至外部服务端230 ;若第一控制器218中并未提前烧入数据处理程序，则初始化完成后，第一控制器218经由第五类接口 J500从外部控制设备220中下载数据处理程序并经由J401接口将数据处理程序加载至第二控制器219中，然后在进行多路传感器240的数据采集、处理与传输。
[0083](2)初始化后，处理控制模块在进行传感器240数据的采集、处理与传输的同时，第一控制器218还经由第五类接口监测、接收、解析并处理外部控制设备220发送的控制指令，具体步骤如下:
[0084](1-1)第一控制器218自主配置所述处理控制模块(包括第一控制器218与第二控制器219)的时钟与外设；
[0085](1-2)第二控制器219加载数据处理程序；
[0086](1-3)第一控制器218配置并检测所述传感器工作电压以使得所述传感器240成功上电，然后第一控制器218配置传感器240的初始工作参数以使得传感器开始工作并发送数据；
[0087](1-4)所述多路传感器240的数据经由所述数据处理程序采集预处理后通过所述第六类接口转发送至所述外部服务端230进行后续处理。
[0088]经由本发明所示的多节点传感器网络的数据传输及控制装置传输至外部服务端230的数据类型与数量符合使用者的需求时，初始化完成后，本发明所示的数据传输及控制装置即可正常的进行数据采集与转发工作，无需做其他调整，但是当传感器240的工作场合或者客户的需求发生变化时，则本发明所示的数据传输及控制装置还可根据具体情况，通过第五类接口实时监测、接收、解析并处理外部控制设备220发送的控制指令以根据具体工作状态的反馈自主调整或根据客户的需求做出适应性调整，自主决定各个传感器240的工作模式、参数和固件、第一控制器218和第二控制器219的工作参数。
[0089](2-1)当第一控制器218判断其接收到的控制指令为指定传感器240参数的查询与设置，则第一控制器218经由第一类接口查询和/或设置指定传感器240的指定参数，并将查询和/或设置的反馈信息通过第五类接口 J500发送至所述处理控制模块处理。
[0090](2-2)当第一控制器218判断外部控制设备220发送的控制指令为指定传感器240的升级，则根据控制指令经由第五类接口 J500下载指定传感器240的升级程序并经由与指定传感器240相连的第一类接口 JlOn将升级程序配置指定的传感器240中，从而根据需要动态调整传感器240的功能与作用。
[0091]外部控制设备220将各传感器240的配置参数通过第五类接口(本实施例中为以太网通讯)下发到第一控制器218 (ARM控制板)，第一控制器218 (ARM控制板)将外部处理设备下发的所有配置和固件存储在本地的文件系统中，然后第一控制器218(ARM控制板)通过与指定传感器240配合的第一类接口 JlOn将需要升级传感器240的工作模式、参数和固件下发，待下发完成后各传感器240的控制单元完成自身的升级，以此完成传感器240阵列固件的更新，实现不同的探测功能。
[0092](2-3)若第一控制器218判断控制指令为处理控制模块自身的升级，则第一控制器218经由第一类接口下载升级程序并配置至处理控制模块中。
[0093](2-3-1)若第一控制器218判断控制指令为第一控制器218自身升级时，第一控制器218经由第五类接口从外部控制设备220中下载第一控制器218升级程序并配置；夕卜部控制设备220将第一控制器218 (ARM控制板)的固件通过以太网通讯下发到第一控制器218 (ARM控制板)，第一控制器218 (ARM控制板)将外部控制设备220下发的所有配置和固件存储在本地的文件系统中并进行自身升级；
[0094](2-3-2)若第一控制器218判断控制指令为第二控制器219升级时，第一控制器218经由第五类接口从外部控制设备220中下载第二控制器219的升级程序并经由J401通道配置至第二控制器219中。应用适应性的固件能在线烧写入ARM平台，进而ARM动态加载FPGA实现特定自定义的算法模块和探测器数据处理流程。
[0095]此外，若第二控制器219为MCU、DSP、CPLD中的任意一种时，第二控制器219也可直接经由第六类接口与外部控制设备220通信，当判断为第二控制器219自身的升级时，外部控制设备220将第二控制器219的固件通过以太网通讯下发到第二控制器219，第二控制器219将外部控制设备220下发的所有配置和固件存储在本地的文件系统中并进行自身升级
[0096](3)传感器240参数的动态配置。考虑到多路传感器240数据的采集与传输过程中，由于工作时长、外部工作环境等因素，预先设置的传感器240并不能始终处于最优的工作状态，故本发明所示的数据传输与控制装置通过第三类接口来实现传感器240参数的动态配置。
[0097]初始化后，在本发明所示的数据传输及控制装置正常进行数据采集与转运的过程中，还可经由第三类接口对传感器以及自身的工作状态进行监测与调控。若第三类接口设置于第一控制器218上时，第一控制器218经由第三类接口接收传感器240工作状态监测模块传输的实时参数数据后以实时监控传感器240的工作状态，同时，第一控制器218根据传感器240性能与参数模型来动态改变传感器240配置参数；当第三类接口设置于第二控制器219上时，第二控制器219经由第三类接口接收传感器240工作状态监测模块传输的实时参数数据后:第二控制器219根据传感器240性能与参数模型来动态改变传感器240配置参数；或，第二控制器219将实时参数数据经由J402通道将每个传感器240实时参数数据传输至第一处理器单元，第一控制器218根据传感器240性能与参数模型来动态改变传感器240配置参数。一般的，传感器240工作状态监测模块包含电压检测，电流检测，功率检测和温度、湿度检测等监测，能够实时监测传感器240器的电源状态，环境状态。同时，可以根据获得的监护信息对探测器进行实时校准，保证传感器240的最佳性能。
[0098]第三实施例中，本发明还公开了一种PET设备，本发明所示的多节点探测器网络的数据传输及控制装置用于PET设备中，为PET设备中前端电子学系统的控制装置，用于前端电子学系统中多个探测器发送数据的采集与传输。处理控制模块分别经由至少一组第一类接口以及至少一组第二类接口分别与所述前端电子学系统中的探测器对应通信连接以用于探测器的参数配置、查询与固件升级以及反馈信息的上报。具体的，应用该数据传输及控制装置的PET设备包括前端电子学系统、多节点探测器网络的数据传输及控制装置以及外部控制系统，外部控制系统包括用于程序存储及指令发送的外部控制设备以及用于图像重建的外部服务端，数据传输及控制装置的多个第一类接口分别与所述前端电子学系统的多个探测器通信连接、第五类接口与所述外部控制设备通信连接以用于探测器、数据传输及控制装置的固件配置和升级，所述数据传输及控制装置的多个第二类接口分别与所述前端电子学系统的多个探测器通信连接、第六类接口与所述外部服务端通信连接用于多路探测器的数据采集、传输与处理。
[0099]以下以PET设备包括第二实施例中所示的分体式结构的数据传输及控制装置进行对本发明所示的PET设备做进一步的说明。
[0100]其中，前端电子学系统包括多路探测器，外部控制系统即外部控制设备和外部服务端一体化设置，优选为服务器，数据传输及控制装置包括第一控制器与第二控制器。
[0101]第一控制器基于ARM+Linux平台，硬件架构包括Cortex M4内核的ARM外挂SRAM形成最小系统，控制多路可编程电压模块，结合电压、电路、温湿度探测器，控制信息通信采用双路CAN总线，软件系统采用SafeRTOS实时操作系统，为用户提供API接口，完成以下三个方面主要工作:①提供探测器正常工作的基本需求:多路电源配置，探测器参数配置；?提供探测器有效工作保障:实时监护；③提供稳定工作基础:利用监护信息和已知探测器性能模型对探测器进行最佳性能校正。
[0102]第二控制器采用FPGA为核心，根据用户应用需求，在FPGA内部实现不同的数据获取流程，不同的数据处理机制和不同的数据输出格式。在数据输入和数据输出接口方面，第二类接口以及第六类接口均为千兆网络接口保证足够的数据通道。其主要包括算法平台、数据处理流程和数据输出结构三部分。①算法平台:根据用户的应用，提供固定模式下的算法包，同时提供自定义算法功能。在PET领域可实现位置、时间、能量信息计算，能实现能量窗的设定等。②数据处理流程:根据用户需求，提供特定数据处理流程，如在PET领域中的能量计算、能量窗筛选，固定大小组包发送等。③数据输出结构:根据用户需求，提供自定义数据格式的封包、标记和数据输出。能实现标准TCP、UDP、CAN总线等标准格式数据包和各种自定义格式的数据包。
[0103]同时，第一控制器、第二控制器配合实现自定义固件动态维护。自定义探