一种基于LUA的医疗仪器数据采集设备热更新方法与流程

一种基于lua的医疗仪器数据采集设备热更新方法
技术领域
1.本发明属于医疗物联网技术邻域，具体涉及一种基于lua的医疗仪器数据采集设备热更新方法。


背景技术：

2.采集器作为嵌入式硬件设备程序更新方式比较麻烦，主要是通过更新固件程序，并重新烧录到芯片上来解决bug或优化程序，不同设备需要提前烧录好程序，烧录后更换对接设备还需要重新烧录。对于支持ota的硬件来说，更新相对简便，但是部分硬件设备如果不支持ota则需要现场连接硬件设备进行升级，这样维护起来比较麻烦。本实例以lua脚本文件为采集器核心程序，保持宿主c程序不变，通过iot平台下发lua脚本文件的方式，以适配不同的医疗设备，采集不同器械的数据。lua脚本轻量化，且支持空中升级，不需要现场连接设备进行程序，只需要在平台上根据对接的医疗设备下发对应的脚本文件即可。解决了设备对接的复杂性以及远程固件升级等技术问题。
3.本发明在采集器硬件设备上进行嵌入式软件开发。主要采用的技术是lua脚本热更新。
4.lua脚本：lua是一种轻量小巧的脚本语言，用标准c语言编写并以源代码形式开放，其设计目的是为了嵌入应用程序中，从而为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。
5.lua的特性。
6.1.轻量级。它用标准c语言编写并以源代码形式开放，编译后仅仅一百余k，可以很方便的嵌入别的程序里。
7.2.可扩展。lua提供了非常易于使用的扩展接口和机制：由宿主语言(通常是c或c++)提供这些功能，lua可以使用它们，就像是本来就内置的功能一样。
8.热更新：热更新是一种各大应用app常用的更新方式。简单来说，就是在用户通下载安装app固件包之后，打开app时遇到的即时更新。本发明中来看热更新就是利用lua脚本文件动态更新采集器设备的固件程序，保证不停机的情况下进行程序更新，更新后采集器可以直接适配各类医疗设备。
9.其中，lua(脚本语言)，iot平台(物联网接入基础平台)，his(医院信息系统)，lis(实验室信息管理系统)，hl7(卫生信息交换标准)。


技术实现要素：

10.针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于lua的医疗仪器数据采集设备热更新方法。
11.针对医疗仪器的业务使用场景，利用lua脚本语言来实现医疗设备和采集器(硬件设备)的适配和数据采集，获取临床数据并对数据进行有效处理，最终传输到医院各业务系统。
12.医疗仪器数据采集设备即采集器，通过lua脚本热更新方式，实现与医疗设备的适
配并从医疗设备获取数据，将数据解析结果转发至业务系统。
13.一种基于lua的医疗仪器数据采集设备热更新方法，步骤如下。
14.步骤(1)、采集器程序设计及程序烧录。
15.采集器的基础功能包括网络配置系统配置、封装读写接口、数据采集并打包上传以及重传机制、按键轮询响应、屏幕显示、时间同步机制、蜂鸣器报警机制、电能计量以及节能功能、ota固件升级；所述的读写接口类型包括网口和串口。完成采集器程序设计后，将程序烧录至采集器硬件设备中。
16.步骤(2)、lua脚本设计及上传。
17.利用lua脚本语言来实现采集器与医疗设备的适配和数据采集，lua脚本设计的功能包含：与医疗设备适配、获取医疗设备数据、医疗设备数据解析。lua脚本设计完成后，将lua脚本文件上传至物联网接入基础平台即iot平台，由iot平台存储lua脚本文件以备后续下发使用。
18.步骤(3)、采集器配置。
19.首先给采集器上电，然后配置采集器的网络(如果采集器是4g版本则可以不用配置网络，直接上电即可)，确保采集器能够正常连接到iot平台。
20.步骤(4)、lua脚本热更新。
21.采集器与iot平台正常通讯后，可以在iot平台看到该采集器在线，iot平台根据医疗设备的信息选定lua脚本文件进行下发，实现热更新。所述的医疗设备的信息包括医疗设备厂家、型号、连接方式、lua脚本文件版本以及lua脚本文件大小。下发完成后，采集器重启上电，开始与连接的医疗设备进行适配，获取医疗设备的数据并解析，将解析结果打包上传至iot平台。
22.步骤(5)、iot平台接收采集器上发的数据，将其储存或者转发至医院各个业务系统。
23.进一步的，所述的医院各个业务系统包括医院信息系统his和实验室信息管理系统lis。
24.本发明有益效果如下。
25.对现有技术的改进。
26.1.lua脚本语言替代部分c语言程序，轻量化实现采集器设备功能，减轻c程序代码编译量、减少程序占用采集器设备存储空间。相较于纯c语言程序实现嵌入式设备的功能，lua脚本语言更加强大便捷。
27.2.现有嵌入式设备，一般只会对数据进行打包上传处理，数据解析一般不会再设备终端上实现，而是交由iot平台端(或者其他后端)来实现该功能，导致数据解析比较麻烦，需要设计其他编译语言程序来实现。
28.3.本实例利用lua脚本热更新方式来代替现有嵌入式设备的ota。现有ota技术，将c程序打包以bin文件形式(一般m为单位)下发到采集器上进行整体升级，常受网络影响或者设备安装位置，整个升级过程较慢，且bin文件占用存储空间较大，传输过程较慢，一旦过程中出现问题，重传bin文件会比较麻烦。采用lua热更新方式，c程序作为主体，lua脚本仅起到辅助作用，热更新时只需要下发lua脚本文件即可适配不同医疗设备，不需要改变烧录好的c程序，仅仅几kb的lua脚本就可以扩展采集器设备的功能，也使ota更加方便快捷。
29.优点。
30.1.创新性技术运用。热更新技术常用于手机这类移动终端的应用程序更新，而嵌入式设备采用c语言进行编译和程序设计，单纯的c语言程序是无法支持热更新，本实例利用lua脚本来实现嵌入式设备的热更新，是对嵌入式设备更新方式的创新。
31.2.高效性。相较于现有的嵌入式设备更新方式，lua脚本热更新，只需要更新lua脚本语言部分无需更改预先烧录的c程序，缩短整个更新过程所花时间，lua脚本热更新对采集器硬件存储芯片擦除拷贝操作较少，更加有效。
32.3.稳定性。采集器正常运行不依赖于lua脚本，lua脚本只是对采集器功能的扩展。lua热更新过程不影响采集器的其他功能，当lua脚本热更新出现问题时，采集器也可以正常连接iot平台，以及其他基本功能也能稳定进行。
33.4.开源性。lua脚本语言源代码是开源的，且官方允许用于各种商业程序，利用后续的版本迭代和功能扩展。
附图说明
34.图1为本发明实施例结构示意图。
35.图2为本发明实施例热更新流程图。
具体实施方式
36.以下结合附图和实施例对本发明进行进一步描述。
37.如图1所示，本发明方法分为以下几个步骤。
38.1.采用c语言编程实现采集器的基础功能，本发明基于linux操作系统，采用c语言进行交叉编译，设计满足采集器基本功能的程序。采集器的基础功能包括网络配置系统配置、封装读写接口、数据采集并打包上传以及重传机制、按键轮询响应、屏幕显示、时间同步机制、蜂鸣器报警机制、电能计量以及节能功能、ota固件升级；所述的读写接口类型包括网口和串口。完成采集器程序设计后，将程序烧录至采集器硬件设备中。
39.2.lua脚本设计。lua脚本作为辅助程序，进一步扩充采集器的功能。设计lua脚本实现的功能如上文所述。lua脚本与c程序直接交互，调用c程序中封装好的接口，直接获取串口或者网口接收到的医疗设备数据，成功获取后，lua脚本基于hl7标准协议解析医疗设备的数据，解析结果取出关键字段(具体根据医疗设备类型选择)，关键字段将由c程序打包上传至服务器。
40.3.程序烧录和脚本上传。
41.将c程序烧录至采集器设备中。采集器出产时会默认烧录好成程序，也可直接连接电脑进行c程序烧录。采集器上电，如果采集器是wifi版的，首先进行采集器配网，配网方式为网页配置，可通过手机或者电脑端打开配置页面，配置采集器的基本网络参数(ip地址、子网掩码、网关和访问端口)，如果是4g版本的，则可以直接访问iot平台。
42.将lua脚本上传至iot平台中。通过网页打开iot平台，选择配置服务中的脚本管理，上传lua脚本文件，并维护上传lua脚本文件的信息(脚本名称、版本号、校验方式、校验码、适配医疗设备类别、适配设备型号)。
43.4.lua脚本热更新。当采集器需要更新时(更新情况一般有两种：一是固件需要升
级，二是采集器更换所连接的医疗设备)，无论哪种更新情况，均采用lua脚本热更新形式。首先确保采集器正常连接到iot平台，打开iot平台选择配置服务中的固件管理，查询需要更新的采集器(可根据采集器的版本号为关键字查询)，选中采集器后，选择对应的lua脚本文件(可根据脚本名称、版本、大小、适配医疗设备类型来选择)，点击脚本下发。采集器接收下发的lua脚本文件，接收过程中发生网络中断或者更新失败时，会重新下发lua脚本文件。接收完成后开始热更新，采集器拷贝lua脚本文件，保存到芯片存储空间，热更新完成。
44.图2为本发明实施例热更新流程图。
45.5.热更新完成后，采集器能够继续正常工作，获取医疗设备的数据，利用lua脚本解析数据，并打包上传至iot平台，平台将数据转发给各个业务系统(his、lis等)。