一种探测器智能控制系统、控制方法及pet设备的制造方法_2

文档序号:8480841阅读:来源:国知局

[0045]或所述控制显示单元与所述设备接入单元之间、所述设备接入单元之间经由全IP通信连接,所述设备接入单元与所述数据传输及控制模块之间经由CAN总线通信连接。
[0046]所述控制显示单元包括独立设置的第三控制器与第四控制器,所述第三控制器包括报文存储与下发部、性能与环境参数配置部、性能与工作状态参数配置部,所述第四控制器包括所述数据处理部。
[0047]一种探测器智能控制系统的控制方法,包括以下步骤:
[0048](I)初始化及自检,所述外部控制模块判断收到开始指令后,驱动所述数据传输及控制模块进行初始化及自检,所述多路探测器的数据经由所述数据处理单元采集预处理后经由所述第六类接口转发送至所述外部控制模块的数据处理部;
[0049]所述步骤⑴的初始化及自检步骤如下:数据传输及控制模块上电后:
[0050](1-1)处理单元自主配置所述数据传输及控制模块时钟与外设;
[0051](1-2)数据预处理单元加载数据处理程序;
[0052](1-3))处理单元配置并检测所述探测器工作电压以使得所述探测器成功上电,处理单元配置所述探测器的初始工作参数以为使得探测器开始工作并发送数据;
[0053](1-4)所述多路探测器的数据经由所述数据处理单元采集预处理后通过所述第六类接口转发送至所述外部控制模块的数据处理部处理。
[0054](2)所述外部控制模块实时监测并判断操作人员输入的控制指令:
[0055](2-1)若判断控制指令为指定探测器参数的查询,则所述外部控制模块将查询指令经由所述第五类接口发送至所述数据传输及控制模块,所述数据传输及控制模块接受处理所述查询指令后经由与指定探测器通信连接的第一类接口查询指定探测器的参数信息并反馈至所述外部控制模块显示、处理;
[0056](2-2)若判断控制指令为指定探测器参数的配置,则所述外部控制模块将指定探测器的参数信息经由所述第五类接口下发至所述数据传输及控制模块,所述数据传输及控制模块下载所述参数信息并经由与指定探测器通信连接的第一类接口将所述参数信息发送至所述探测器,所述探测器配置所述参数信息;
[0057](2-3)若判断控制指令为指定探测器的固件升级指令,则所述外部控制模块将指定探测器的固件升级程序经由所述第五类接口打包下发至所述数据传输及控制模块,所述数据传输及控制模块经由所述与指定探测器通信连接的第一类接口将所述固件升级程序配置至指定探测器中;
[0058](2-4)若判断控制指令为数据传输及控制模块的固件升级指令,则所述外部控制模块将数据传输及控制模块的固件升级程序经所述第五类接口打包下发至所述数据传输及控制模块,所述数据传输及控制模块下载并配置所述的数据传输及控制模块固件升级程序。
[0059]所述步骤(2-4)中,所述外部控制模块经由所述第五类接口发送所述数据传输及控制模块的固件升级指令及程序:(2-4-1)若所述外部控制模块判断控制指令为第一控制器的固件升级指令,则将第一控制器固件升级程序及指令的报文经由第五类接口下发至所述第一控制器处理,所述第一控制器接收并分析所述报文后,下载并配置所述第一控制器的固件升级程序;(2-4-2)若所述外部控制模块判断控制指令为第二控制器的固件升级指令,则将第二控制器固件升级程序及指令的报文经由第五类接口下发至所述第一控制器,所述第一控制器接收并解析所述报文后,下载所述第二控制器的固件升级程序并经由所述J401接口发送至所述第二控制器中进行配置;
[0060]或,所述步骤(2-4)中,(2-4-1')若所述外部控制模块判断控制指令为第一控制器的固件升级指令,则将第一控制器固件升级程序经由所述第五类接口下发至所述第一控制器处理,所述第一控制器下载并配置所述第一控制器的固件升级程序;(2-4-2')若所述外部控制模块判断控制指令为第二控制器的固件升级指令,则将第二控制器固件升级程序经由第六类接口下发至所述第二控制器处理,所述第二控制下载并配置所述第二控制器的固件升级程序;
[0061]所述智能控制系统的控制方法还包括步骤(3),探测器和/或数据传输及控制模块的工作状态监测与处理步骤:所述数据传输及控制模块实时经由所述第三类接口接收所述工作状态监测模块传输的探测器和/或数据传输及控制模块的工作状态实时参数数据后,经由所述第五类接口上报至所述外部控制模块的性能与工作状态参数配置部处理,所述性能与工作状态参数配置部处理根据探测器和/或数据传输及控制模块的性能与参数模型以动态配置所述探测器和/或数据传输及控制模块的工作参数或性能与工作状态参数配置部驱动所述探测器工作状态监测模块动态调整被监测设备的工作参数,以使所述探测器和/或数据传输及控制模块处于最佳工作状态。
[0062]所述智能控制系统的控制方法还包括步骤(4),探测器和/或数据传输及控制模块的工作环境状态监测与处理步骤:所述数据传输及控制模块实时经由所述第三类接口接收所述工作环境监测模块传输的探测器和/或数据传输及控制模块工作环境的实时参数数据后,经由所述第五类接口上报至所述外部控制模块的性能与环境参数配置部,所述性能与环境参数配置部处理根据探测器和/或数据传输及控制模块的性能与环境参数模型以动态配置所述探测器和/或数据传输及控制模块的工作参数以使所述探测器和/或数据传输及控制模块处于最佳工作状态。
[0063]本发明还公开了一种PET设备,包括探测器、探测器智能控制系统、以及校准系统、床位控制系统、配电系统等辅助系统,校准系统、床位控制系统以及配电系统分别与所述外部控制模块通信相连以接受所述外部控制模块的驱动进行工作,所述每组数据传输及控制模块分别经由第一类接口以及第二类接口与多个探测器对应通信连接以用于所述探测器的控制以及探测器原始数据的采集与传输。
[0064]由于采用上述方案,本发明的有益效果是:
[0065]本发明所示的一种探测器智能控制系统相对于传统专用化控制器而言,具体以下优点:
[0066]1、可编程、可定制的算法中心作为数据预处理平台。传统的核探测器控制器都基本只具备数据传输功能或者固定化的数据处理模式,比如在PET探测器中,可以只发送数据或者做能量窗、时间窗的筛选;在能谱仪探测器中,控制模块做多道能谱分析。本发明所示的探测器智能控制系统能根据用户需要,提供各种算法实现给用户,也提供用户自定义算法的平台,所有的数据处理都基于第二控制器如FPGA平台来达到实时或者可控延时的效果。
[0067]2、最优配置探测器,实时监控探测器,优化探测器性能。传统的探测器控制器都是固定好的配置参数,包括电压,增益,阈值等。核探测器智能控制模块能统计探测器的工作情况,通过大数据分析得出探测器的最优工作状态,从而建议最优的配置文件来配置探测器,同时,通过实时监测探测器所处的环境参数,根据性能与环境参数的模型以及性能与工作参数模型来动态改变探测器以及智能控制系统的配置参数,让探测器与智能控制系统始终处于最优工作状态。
[0068]3、在线管理,在线固件升级维护。传统探测器的控制模块与探测器之间都是一一对应的,固定化的操作方式,固化的处理流程,离线管理。本发明所示的探测器智能控制系统通过结合CAN总线和以太网,构造All-1P的管理架构,让所有探测器都通过智能模块成为在线独立的单元。用户可通过集中控制中心对探测器智能模块进行访问、控制、交互;收集、采集探测器状态信息;局部数据统计分析;下载更新固件来完成探测器的功能、流程改变以应对不同的应用场景。
【附图说明】
[0069]图1为本发明一种探测器智能控制系统第一实施例的整体连接示意图;
[0070]图2为图1所示实施例的结构示意图;
[0071]图3为图1所示实施例的通信连接关系示意图;
[0072]图4为本发明一种探测器智能控制系统第二实施例的结构示意图;
[0073]图5为图3所示实施例的通信连接关系示意图;
[0074]图6为本发明一种探测器智能控制系统的工作流程示意图。
【具体实施方式】
[0075]以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
[0076]第一实施例中,如图1至图3所示,本发明公开的一种探测器智能控制系统包括一外部控制模块110、至少一组数据传输及控制模块120、工作状态监测模块130和外部工作环境监测模块140。
[0077]外部控制模块HO用于下发探测器150、数据传输及控制模块120的控制报文、接收并处理经由数据传输及控制模块120发送的探测器原始数据/预处理数据及反馈信息,其包括控制显示单元111以及与控制显示单元111通信连接的设备接入单元112。
[0078]本实施例中,控制显示单元111为一体式结构,包括报文存储与下发部113、性能与环境参数配置部114、性能与工作状态参数配置部115以及数据处理部116,报文存储与下发部113用于控制探测器150、数据传输及控制模块120的升级与参数配置、性能与环境参数配置部114与性能与工作状态参数配置部115用于动态配置探测器150和数据传输及控制模块120,数据处理部116用于处理数据传输及控制模块120所发送的探测器原始数据或者预处理数据,包括数据存储、计算、处理、转发、图像重建等操作。设备接入单元112与控制显示单元111基于IP网络通信连接,设备接入单元112与数据传输及控制模块120之间经由IP或CAN总线通信连接,以用于各组数据传输及控制模块120与控制显示单元111之间消息的转发、缓冲和转换。
[0079]采用此种通信架构,探测器智能控制系统中各设备均能够基于IP或CAN通信连接,IP与CAN通信作为操作系统的标准组件,层次分明,对外接口稳定明晰,从而整个系统在进行数据处理与传输时可靠性高、成本低廉,通用性强。且系统的可扩展性强,可根据需要,在不改变整体框架的前提下,加入新的数据传输及控制模块,以实现新的探测器的接入与控制。
[0080]每组数据传输及控制模块120上下挂了多个探测器,其包括处理单元128、数据预处理单元129、ID确认单元124、至少一组第一类接口 121、至少一组第二类接口 122、至少一组第三类接口 123、一组第五类接口 125以及一组第六类接口 126,用于将数据的传输与控制分为独立的两路进行。
[0081]第一类接口 121、第二类接口 122、第三类接口 123、第五类接口 125以及第六类接口 126 可为 RS232 接 P、RS485 接 P、以太网接 P、CAN 接 P、光纤接口、SP1、I2C、GP1、FSMC中的任意一种,本实施例中,第五类接口 125以及第六类接口 126为实现与外部控制模块110之间经由IP或CAN通信连接,故为以太网接口或CAN接口。
[0082]数据的控制:至少一组第一类接口 121和多组探测器150分别连接用于该组数据传输及控制模块120上下挂的多个探测器150的控制报文及反馈报文的传输,第五类接口125和外部控制模块110通信连接用于上述多个传输探测器150和该组数据传输及控制模块120的控制报文和反馈报文的传输。本实施例中,第五类接口 125经由设备接入单元112与报文存储与下发部113通信连接以用于探测器150的参数查询与配置、探测器150与数据传输及控制模块120的固件升级。第一类接口 121的数量对应该组数据传输及控制模块120上下挂的多个探测器150
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