一种PET控制网络通信系统及方法与流程

本发明属于通信领域，尤其涉及一种PET控制网络通信系统及方法。
背景技术：
：正电子发射计算机断层扫描(PositronEmissionTomography，PET)技术，是核医学领域比较先进的临床检查影像技术，需要对高速光子进行检测，将高速光子信号转变为电压信号，对电压信号采样转变为数字信号，该数字信号传输到计算机，计算机根据特定算法将数字信号重组成投影图像。PET系统包括前端数据采样系统和后端数据传输系统，前端数据采样系统将一对光子转变成电压信号进行高速采样，获得高速、大容量的数据，后端数据传输系统实现将高速、大容量数据传送到中央计算机。PET主机运行期间，主机监控模块还与外部监控设备通过网络建立通信，接收外部监控设备对PET主机相关参数的监控、修改和查询等命令。外部设备与主机监控模块之间的数据交互须遵从约定的网络通信协议。PET控制相关数据交互主要涉及各种数据请求或状态报告，其特点是数据量比较小，对可靠性要求高，因此需要一种更合理的通信协议满足PET控制网络更有效可靠的进行通信。技术实现要素：本发明实施例的目的在于提供一种PET控制网络通信系统及方法，至少可克服现有技术的部分缺陷。本发明实施例涉及的一种PET控制网络通信系统，包括：外部监控设备和PET监控模块；所述外部监控设备向所述PET监控模块发送数据请求消息；所述PET监控模块向所述外部监控设备发送数据报告消息，以及在接收到所述PET监控模块发送的所述数据请求消息后回复响应回复消息；所述数据请求消息、所述响应回复消息和所述数据报告消息中均包括消息类型、消息命令字、参数个数和参数；所述消息类型部分为所述消息的数据交互方向的标识位；所述消息命令字部分为所述消息的操作命令种类的标识位；所述参数个数部分为所述消息中查询或操作/命令涉及的参数的个数的标识位；所述参数部分包括所述消息查询或操作/命令涉及的参数的数据体及对应的参数特征码。本发明实施例涉及的一种PET控制网络通信方法，包括：外部监控设备向PET监控模块发送数据请求消息报文；所述PET监控模块收到所述数据请求消息后，收集相关参数信息，封装成响应回复消息报文回复给所述外部监控设备；所述消息报文包括所述数据请求消息涉及的参数的数据体及对应参数特征码，通过消息类型标识数据交互方向，通过消息命令字标识数据请求的种类，通过参数个数标识所述消息报文中涉及的参数的个数。本发明实施例提供的一种PET控制网络通信系统及方法的有益效果包括：本发明提供的一种PET控制网络通信系统及方法，根据PET控制网络的实际情况设定的通信协议，具有数据量小，可靠性高的特点，适用于PET控制网络通信更加快捷安全的通信。数据请求消息中可以包含多个参数，减少消息报文传递个数，提高交互效率。PET监控模块回复的响应回复消息可以为单个或多个消息的格式，当PET监控模块对数据请求消息中一部分参数收集时间较长或者收集失败时，可以先向所述外部监控设备回复已经收集的参数的响应回复消息，及时传递可以查询到的数据，同时监控人员可以更及时了解PET监控模块处理参数存在的问题并做及时处理。数据请求消息中涉及查询或者操作/命令的两个或两个以上的参数为单个参数类型序列化查询请求时，可以将操作命令种类设定为特定区间的数据查询，约定附加参数分别标识区间的首尾，此时数据请求消息中参数个数为2，可以减小数据查询请求消息的大小，更加简洁的向PET监控模块发送多个参数的查询消息。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明提供的PET控制通信单参数查询消息交互的实施例的示意图；图2是本发明提供的PET控制通信多个参数查询消息交互的实施例一的示意图；图3是本发明提供的PET控制通信多个参数查询消息交互的实施例二的示意图；图4是本发明提供的PET控制通信多个参数查询消息交互的实施例三的示意图；图5是本发明提供的PET控制通信多个参数查询消息交互的实施例四的示意图；图6是本发明提供的一种PET控制网络通信系统中消息报文的格式的实施例的示意图。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。实施例一本发明提供的实施例一为本发明提供的一种PET控制网络通信系统的实施例。该通信系统包括：外部监控设备和PET监控模块。外部监控设备向PET监控模块发送数据请求消息。PET监控模块向外部监控设备发送数据报告消息，以及在接收到PET监控模块发送的数据请求消息后回复响应回复消息。该数据请求消息、响应回复消息和数据报告消息中均包括消息类型、消息命令字、参数个数和参数，该消息类型部分为该消息的数据交互方向的标识位，消息命令字部分为该消息的操作命令种类的标识位，参数个数部分为消息中查询或操作/命令涉及的参数的个数的标识位，参数部分包括该消息查询或操作/命令涉及的参数的数据体及对应特征码。具体的，PET控制网络中PET监控模块与外部监控设备之间的交互过程包括：外部监控设备向PET监控模块发送状态查询请求，PET监控模块响应回复该状态查询请求；外部监控设备向PET监控模块发送操作/命令请求，PET监控模块响应回复该操作/命令请求；PET监控模块主动向外部监控设备发送数据或状态报告。如表1所示为本发明提供的消息类型种类表。名称编码(16bit)相关描述REQ0x0001由外部监控设备发起的状态查询请求ACK0x0002由PET监控模块响应状态查询请求或操作/命令请求CMD0x0004由外部监控设备发起的操作/命令请求RPT0x0010由PET监控模块主动发起的数据或状态报告………表1：消息类型种类表由表1可知，消息类型标识的消息的数据交互方向包括：状态查询请求(REQ伪码)、操作/命令请求(CMD伪码)、状态查询或操作/命令请求响应(ACK伪码)和数据或状态报告(RPT伪码)等。其中状态查询请求和操作/命令请求为外部监控设备向PET监控模块发起的，状态查询或操作/命令请求响应和数据或状态报告为PET监控模块向外部监控设备回复或者主动发起的。如表2所示为本发明提供的消息命令字种类表。表2：消息命令字种类表消息命令字标识的操作命令种类包括查询参数(GET)和设定参数(SET)等。如表3和表4所示为本发明提供的参数格式表和参数种类表。表3：参数格式表表4：参数种类表由表3和表4可知，参数部分还包括参数标识码、保留和数据体长度，参数种类包括X模块、Y模块和Z模块的电压、温度、风扇转速等，表示该消息需要查询或者操作是哪个模块的哪个参数。每个消息中参数个数不设限制，当需要表达多个操作请求，而这些请求可归属于相同的主题时，既可以选择将这些操作请求各自封装成独立的消息，也可通过参数组合将其合并为单个消息。例如，假定需要查询某个子模块的电压、温度、风扇转速等，因其操作主题均为参数查询，对应的消息命令字相同，可以通过包含多个参数的消息格式来表达。如图1所示为本发明提供的PET控制通信单参数查询消息交互的实施例的示意图。由图1可知，数据请求消息、响应回复消息和数据报告消息中查询或操作/命令涉及的参数的个数为1时，消息中参数个数为1，参数部分为该个参数的数据体及对应特征码。如图2和图3所示分别为本发明提供的PET控制通信多个参数查询消息交互的实施例一和实施例二的示意图，由图2和图3可知，外部监控设备通过组合的方式向PET监控模块发送状态查询请求或操作/命令请求消息中包含两个或两个以上参数时，PET监控模块接收到多个参数组合查询请求之后，收集相关参数信息，可以根据实际需要安排待查询参数序列的应答顺序。既可以将所有参数状态收集完毕，然后组合成单个消息进行回复；某些参数收集时间较长或出现收集失败，此时可以采用分次的方式进行回复，优先回复其它参数。若无特殊协议约定，请求消息与响应消息中参数之间的相对顺序不必保持一致，其可以通过参数特征码标识。如图4所示为本发明提供的PET控制通信多个参数查询消息交互的实施例三的示意图，对于分时到达的多个查询请求，当查询请求频度较高，而PET监控模块应答速度无法与之匹配时可考虑通过参数组合成单个消息的方式进行回复，进行适度优化。优选的，如图5所示为本发明提供的PET控制通信多个参数查询消息交互的实施例四的示意图，由图5可知，通过协议约定，组合参数消息也可以应用于单个参数类型序列化查询请求与响应，例如，查询某个子模块一组电压序列，序列地址编号为0，1，2，…，N-1，N，请求的目标参数均为电压，只是地址分布不同。消息命令字标识的操作命令种类还包括特定区间的数据查询(GETARRAY)，约定附加参数分别标识区间的首尾，此时数据请求消息中参数个数为2，参数部分为起始参数0和终止参数N的数据体及对应特征码。对应回复的响应回复消息可以采用组合方式或者分次方式(图4给出的实施例中为组合回复的方式)，该响应回复消息中参数个数为N+1个，参数部分为对应的起始参数0到终止参数N的N+1个参数的数据体及对应特征码。进一步的，本发明提供的一种PET控制网络通信系统中，外部监控设备和PET监控模块之间通过消息报文进行交互，如图6所示为本发明提供的一种PET控制网络通信系统中消息报文的格式的实施例的示意图，由图6可知，PET控制通信系统中消息报文包括首部、传输包和尾部，多个消息组成消息序列设置于传输包中。消息报文按照层次结构可划分为传输包(Packet)、消息(Message)、参数(Parameter)逻辑单元。传输包为PET控制通信的基本数据传输单元，其作为消息序列的载体，基于消息序列添加首部描述字段以及尾部校验码组合而成。如表5所示为传输包格式表。表5：传输包格式表由表5可知，传输包首部包括传输包标识码、传输包版本号、传输包正文字节长度和消息个数。传输包标识码用于传输包边界标识；传输包版本号包格式版本标识，可视为首部标识码一部分，同时便于未来扩展；传输包正文字节长度表示不含首尾的正文内容字节长度，便于数据接收与确定包边界；消息个数表示正文包含的消息个数。消息序列为传输包的有效负荷，由1个或多个消息逻辑单元组成。尾部校验码为基于首部以及正文采用CRC16-CCITT算法(多项式：0x1021)计算的CRC校验码。报文格式中各字段采用高字节优先传输(Big-Endian)。传输包的消息序列中包含的各个消息为操作的基本语义单元，可以附加0个或多个参数。如表6所示为消息格式表。表6：消息格式表由表6可知，消息中除了包含消息类型、消息命令字和参数个数之外，还包括消息的标识码表示消息边界标识；消息的版本号为消息格式版本标识，可视为首部标识码一部分，同时便于未来扩展；消息的正文字节长度表示不含首部的消息正文(参数序列)字节长度，便于数据接收与确定消息的边界。实施例二本发明提供的实施例二为本发明提供的一种PET控制网络通信方法的实施例。该通信方法包括：外部监控设备向PET监控模块发送数据请求消息报文，PET监控模块收到该数据请求消息报文后，收集相关参数信息，封装成响应回复消息报文回复给外部监控设备。该消息报文包括数据请求消息涉及的参数的数据体及对应参数特征码，通过消息类型标识数据交互方向，通过消息命令字标识数据请求的种类，通过参数个数标识消息中涉及的参数的个数。优选的，数据请求消息包括状态查询请求和操作/命令请求。PET监控模块还会主动发起数据或状态报告消息给外部监控设备。数据交互方向包括：外部监控设备向PET监控模块发送的状态查询请求，外部监控设备向PET监控模块发送的操作/命令请求，PET监控模块向外部监控设备发送的状态查询或操作/命令请求响应，PET监控模块向外部监控设备发送的数据或状态报告等。数据请求的种类包括：查询参数和设定参数等。表示该消息为状态查询请求消息或者操作/命令请求消息。参数的种类包括X模块、Y模块和Z模块的电压、温度、风扇转速等，表示该消息需要查询或者操作是哪个模块的哪个参数。对某一个参数进行查询或者操作/命令时，数据请求消息和对应的响应回复消息中的参数个数为1，消息中包含该个参数的数据体及对应特征码。当需要表达多个操作请求，而这些请求可归属于相同的主题时，既可以选择将这些操作请求各自封装成独立的消息报文，也可通过参数组合将其合并为单个消息报文。例如，假定需要查询某个子模块的电压、温度、风扇转速等，因其操作主题均为参数查询，对应的消息命令字相同，可以通过包含多个参数的消息格式的报文来表达。PET监控模块接收到多个参数组合查询请求之后，收集相关参数信息，可以根据实际需要安排待查询参数序列的应答顺序。既可以将所有参数状态收集完毕，然后组合成单个消息报文进行回复；某些参数收集时间较长或出现收集失败，此时可以采用分次的方式进行回复，优先回复其它参数。若无特殊协议约定，请求报文与响应报文中参数之间的相对顺序不必保持一致，其可以通过参数特征码标识。对于分时到达的多个查询请求，当查询请求频度较高，而监控模块应答速度无法与之匹配时可考虑通过参数组合成单个消息报文的方式进行回复，进行适度优化。优选的，通过协议约定，组合参数消息也可以应用于单个参数类型序列化查询请求与响应，例如，查询某个子模块一组电压序列，序列地址编号为0，1，2，…，N-1，N，请求的目标参数均为电压，只是地址分布不同。消息命令字标识的操作命令种类还包括特定区间的数据查询(GETARRAY)，约定附加参数分别标识区间的首尾，此时数据请求消息中参数个数为2，参数部分为起始参数0和终止参数N的数据体及对应特征码。对应回复的响应回复消息可以采用组合方式或者分次方式，该响应回复消息中参数个数为N+1个，参数部分为对应的起始参数0到终止参数N的N+1个参数的数据体及对应特征码。消息报文包括传输包及其首部和尾部；传输包包括多个消息组成的消息序列；进一步的，传输包的首部包括传输包标识码、传输包版本号、传输包正文字节长度和消息个数；所述传输包标识码用于传输包边界标识；所述传输包版本号包格式版本标识；所述传输包正文字节长度表示不含首尾的正文内容字节长度；所述消息个数表示正文包含的所述消息的个数；传输包的尾部为基于首部以及正文采用CRC16-CCITT算法计算的CRC校验码。消息包括首部和各个参数部分；所述消息的首部包括消息的标识码、消息的版本号、消息的正文字节长度、所述消息类型、所述消息命令字以及所述参数个数，所述消息的标识码表示消息边界标识；所述消息的版本号为消息格式版本标识；所述消息的正文字节长度表示不含首部的消息正文字节长度；所述参数部分包括参数标识码、保留、所述参数特征码、数据体长度和所述数据体。所述消息报文格式中各字段采用高字节优先传输。本领域普通技术人员还可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，包括ROM/RAM、磁盘、光盘等。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3