本发明涉及输注技术领域，更具体地说，涉及一种可热插拔输注工作站及输注系统。
背景技术
现有的输注工作站与输注泵通常通过总线结构进行连接，例如通过通用的连接接口。该连接接口通常包含输出工作站与输注泵相互连接的电源线、通信线、控制线和地线。输注泵可以通过连接在输注工作站上以进行充电和交换数据，而在输注泵接入或移除输注工作站的插拔过程中，容易产生大干扰，且易烧毁与信号连接的内部电路。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述插拔过程中，易产生干扰及烧毁电路缺陷，提供一种可热插拔输注工作站及输注系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种可热插拔输注工作站，包括用于外接输注泵的第一连接接口j1，所述第一连接接口j1包括：
连接电源、用于对所述外接输注泵提供输出电源的电源管脚；
连接信号输入输出、用于与所述外接输注泵进行信号传输的信号管脚；
连接到地的接地管脚；
其中所述电源管脚长于所述信号管脚，所述接地管脚长于所述电源管脚；以及
与所述信号管脚连接、用于导通或断开所述信号输入输出的第一隔离电路；与所述电源管脚连接的第一防护电路。
优选地，所述电源管脚包括：
用于连接第一电源的、所述第一连接接口j1的第10管脚；
用于连接第二电源的、所述第一连接接口j1的第11管脚；
其中所述第一连接接口j1的第11管脚长于或等于所述第一连接接口j1的第10管脚。
优选地，
所述第一隔离电路包括第一跟随器u2、第一或非门u1和第一开关u5；
所述第一跟随器u2的第3管脚与所述第一连接接口j1的第9管脚连接，所述第一跟随器u2的第2管脚与所述第一或非门u1的第1管脚连接，所述第一或非门u1的第4管脚与所述第一开关u5的第1管脚连接；所述第一开关u5的第5管脚和第6管脚分别连接所述第一连接接口j1的信号管脚。
优选地，所述第一防护电路包括tvs管d7、tvs管d8、电容c27和电容c28，所述tvs管d7的一端与所述第一连接接口j1的第10管脚连接，所述tvs管d7的另一端接地，所述tvs管d8的一端与所述第一连接接口j1的第11管脚连接，所述tvs管d8的另一端接地；
所述tvs管d7与所述电容c27并联连接，所述tvs管d8与所述电容c28并联连接。
优选地，还包括与所述信号管脚分别对应连接的二极管d4，二极管d5和二极管d6，所述二极管d4的一端连接3.3v电源、所述二极管d4的另一端经电容c20接地，所述二极管d5的一端连接5v电源、所述二极管d5的另一端经电容c21接地，所述二极管d6的一端连接所述5v电源、所述二极管d6的另一端经电容c24接地。
本发明还构造一种可热插拔输注系统，包括上面任意一项所述的输注工作站，与所述输注工作站连接的输注泵，所述输注泵包括：
与所述第一连接接口j1对应连接的第二连接接口j2；
经所述第二连接接口j2与所述第一连接接口j1的电源管脚连接的第二防护电路及与连接所述第二防护电路的延时电路；
经所述第二连接接口j2与所述第一连接接口j1的信号管脚连接的第二隔离电路。
优选地，所述第二防护电路包括共模电感t1、tvs管d9、tvs管d10、电容c17和电容c15；
所述共模电感t1的第1管脚经所述第二连接接口j2的第10管脚与所述第一连接接口j1的第10管脚连接；
所述tvs管d9的一端经所述第二连接接口j2的第11管脚与所述第一连接接口j1的第11管脚连接，所述tvs管d9的另一端经所述第二连接接口j2的第12管脚与所述第一连接接口j1的接地管脚连接；
所述tvs管d10的一端经所述第二连接接口j2的第10管脚与所述第一连接接口j1的第10管脚连接，所述tvs管d10的另一端经所述第二连接接口j2的第12管脚与所述第一连接接口j1的接地管脚连接；
所述tvs管d9与所述电容c17并联连接，所述tvs管d10与所述电容c15并联连接。
优选地，所述延时电路包括第二mos管q2和第一mos管q1，其中：
所述第二mos管q2的g极通过串联连接的电阻r1和电阻r4连接所述共模电感t1的第4管脚、所述第二mos管q2的d极通过串联连接的电阻r2和电阻r3连接所述共模电感t1的第4管脚，所述第一mos管q1的第1、2和3管脚分别连接所述共模电感t1的第4管脚，所述第一mos管q1的第4管脚连接所述电阻r2和电阻r3的串联节点，且经电容c3接地；所述第一mos管q1的第5、6、7和8管脚分别经电容c1接地。
优选地，所述第二隔离电路包括三极管q3、第二或非门u6和第二开关u4；
所述三极管q3的b极经过电阻r15连接内部的控制电路，所述三极管的c极分别连接所述第二开关u4的第1管脚和所述第二或非门u6的第1管脚，所述第二或非门u6的第2管脚接地，所述第二或非门u6的第4管脚连接所述第二开关u4的第7管脚；
所述第二开关u4的第6管脚经所述第二连接接口j2的第9管脚连接所述第一连接接口j1的第9管脚，所述第二开关u4的第3管脚经所述第二连接接口j2的第4管脚连接所述第一连接接口j1的信号管脚，所述第二开关u4的第4管脚经所述第二连接接口j2的第1管脚连接所述第一连接接口j1的信号管脚。
优选地，所述输注泵包括第二跟随器u3，
所述第二跟随器u3的第3管脚经所述第二连接接口j2的第8管脚连接所述第一连接接口j1的第8管脚，其中所述第一连接接口j1的第8管脚连接3.3v电源vcc；
所述第二跟随器u3的第5管脚经所述第二连接接口j2的第7管脚连接所述第一连接接口j1的第7管脚，其中所述第一连接接口j1的第7管脚接地。
实施本发明的一种可热插拔输注工作站及输注系统。具有以下有益效果：通过控制电源和信号的时序，减少对电源和信号电路的干扰，避免电路出现烧毁现象。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明一种可热插拔输注工作站的连接接口的结构示意图；
图2是本发明一种可热插拔输注系统第一实施例的逻辑框图；
图3是图2中可插拔输注工作站的连接接口部分电路原理图；
图4是图2中可插拔输注工作站的隔离电路部分电路原理图；
图5是图2中输注泵的连接接口部分电路原理图；
图6是图2中输注泵的延时电路部分电路原理图；
图7是图2中输注泵的隔离电路部分电路原理图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1和图2所示，在本发明的一种可热插拔输注工作站100的实施例中，包括用于外接输注泵200的第一连接接口j1，第一连接接口j1包括：连接电源、用于对外接输注泵200提供输出电源的电源管脚110；连接信号输入输出、用于与外接输注泵200进行信号传输的信号管脚112；连接到地的接地管脚111；其中电源管脚110长于信号管脚112，接地管脚112长于电源管脚110；以及与信号管脚112连接、用于导通或断开信号输入输出的第一隔离电路130；与电源管脚110连接的第一防护电路120。具体的，输注工作站100通过第一连接接口j1同输注泵200连接，通过第一连接接口j1的电源管脚110给输注泵200供电，并且通过通过第一连接接口j1的信号管脚112进行输注泵200与输注工作站100的信号传输，例如，多台输注泵200和输注工作100组合在一起组成一个单元同时工作。如病人需要转移或需要移动某台输注泵到其他地方使用，即将某一台输注泵200拔出，无需关电和停止注射，直接拔出，输注泵200和输注工作站100分成两个独立运行单元。此时拔出的输注泵200通过内部电源供电继续运行，输注工作站100的运行状态不变。当正在工作的输注泵100需要插入输注工作站100联合工作，则无需关电和停止注射，直接将输注泵100插入输注工作站200。通常使用中，当输注泵200连接到输注工作站100时，输注工作站100为输注泵200提供电源，输注泵200开始工作同输注工作站100进行信号传输，这里，将输注工作站100第一连接接口j1的接地管脚111设置长于电源管脚110，电源管脚110设置长于其信号管脚112，在连接过程中，接地管脚111先接通，其次电源管脚110接通，即输注泵200被先接地滤除干扰和保持信号稳定，然后被供电，在输注泵200被供电后，到信号管脚112接入存在时间差，当电源供电趋于稳定后，信号管脚112再被接入，保证信号传输过程中不被干扰。同时在将输注泵200与输注工作站100断开过程中，信号管脚112先断开，在信号管脚112断开后，电源管脚110依然接入，这个时候输注泵200内部供电正常，其内部电路依然可以工作，对信号输入输出进行判断，留有结束内部信号处理电路的时间。然后是电源管脚110断开，接地管脚112泄放干扰。最后是接地管脚112断开。
此外，在输注工作站100内部同时设有与电源管脚110连接的第一防护电路120，滤除在电源接入过程中产生的干扰。在输注工作站100内部设有与信号管脚112连接的第一隔离电路130，该第一隔离电路130通过对输注泵200工作状态的判断，控制输注工作站100内部电路的信号输入输出与信号管脚112的导通或关断。
进一步的，如图1和图3所示，电源管脚110包括：用于连接第一电源的、第一连接接口j1的第10管脚；用于连接第二电源的、第一连接接口j1的第11管脚；其中第一连接接口j1的第11管脚长于或等于第一连接接口j1的第10管脚。具体的，输注工作站100通过外接电源供电，其外接电源通过其内部的电源转换电路进行转换，并通过第一连接接口j1的第10管脚为输注泵200供电，输注工作站100和输注泵100内部也可以安装电池，该电池可以直接通过第一连接接口j1的第11管脚同时为输注泵200和输注泵100供电，这里，可以将第一连接接口j1的第12管脚与第一连接接口j1的第11、10管脚设置的长度不同，可以满足不同设备接地、上电、信号启动的时序要求，保证热插拔过程中能够尽量减少对其他电路产生干扰。
进一步的，如图4所示，第一隔离电路130包括第一跟随器u2、第一或非门u1和第一开关u5；第一跟随器u2的第3管脚与第一连接接口j1的第9管脚连接，第一跟随器u2的第2管脚与第一或非门u1的第1管脚连接，第一或非门u1的第4管脚与第一开关u5的第1管脚连接；第一开关u5的第5管脚和第6管脚分别连接第一连接接口j1的信号管脚112。具体的，第一跟随器u2的第3管脚通过第一连接接口j1的第9管脚连接输注泵200，在输注泵200未接入输注工作站100时，第一跟随器u2的第3管脚的控制信号protectswich1为高阻即为低电平，第一跟随器u2的输出为低电平，经过第一或非门u1后，其输出信号protectswichout1为高电平，使第一开关u5断开，输注工作站100内的信号电路的信号输入输出为断开状态。在输注泵200接入输注工作站100时，第一跟随器u2的第3管脚接收到输注泵200的控制信号protectswich1为高电平，第一跟随器u2的输出为高电平，经过第一或非门u1输出信号protectswichout1为低电平，第一或非门u1输出的低电平protectswichout1控制第一开关u5导通，输注工作站100内部的信号电路的信号输入输出经过第一开关u5后与第一接入开关j1导通，并经过第一接入开关j1进入输注泵200，实现输注泵200与输注工作站100的信号传输。这里的第一开关u5可以采用型号为sn74cbtd3384的开关器件。
进一步的，如图3所示，第一防护电路120包括tvs管d7、tvs管d8、电容c27和电容c28，tvs管d7的一端与第一连接接口j1的第10管脚连接，tvs管d7的另一端接地，tvs管d8的一端与第一连接接口j1的第11管脚连接，tvs管d8的另一端接地，tvs管d7与电容c27并联连接，tvs管d8与电容c28并联连接。具体的，在输注工作站100的电源输出过程中，tvs管d7和d8可滤除输注站电源的高频干扰信号，使其对输注泵200的输出电压为稳定状态，此外分别与tvs管d7和d8并联的电容c27、c28可以滤除电源输出中的差模干扰。
进一步的，本发明的输注工作站还包括与所述信号管脚分别对应连接的二极管d4，二极管d5和二极管d6，二极管d4的一端连接3.3v电源、二极管d4的另一端经电容c20接地，二极管d5的一端连接5v电源、二极管d5的另一端经电容c21接地，二极管d6的一端连接所述5v电源、二极管d6的另一端经电容c24接地。具体的，输注工作站100和输注泵200的连接或断开过程中，二极管d4、d5、d6将信号钳位维持在一个安全电压范围内，防止信号幅值过高，此外c20、c21、c24可以滤除信号输出的差模干扰。与二极管d4、d5和d6分别连接的磁珠l10、l3和l1用于消耗干扰能量。
另，如图2和图5所示，本发明还构造一种可热插拔输注系统，包括上面任意的输注工作站100，与输注工作站100连接的输注泵200，输注泵200包括：与第一连接接口j1对应连接的第二连接接口j2；经第二连接接口j2与第一连接接口j1的电源管脚110连接的第二防护电路220及与连接第二防护电路220的延时电路240；经第二连接接口j2与第一连接接口j1的信号管脚112连接的第二隔离电路230。具体的，输注泵200可以通过其第二连接接口j2与输注工作站100的第一连接接口j1对应连接，其中输注泵200的第二连接接口j2与输注工作站100的第一连接接口j1的管脚连接可以为一一对应。为了进一步保证热插拔过程中避免产生干扰，输注泵200中设有第二防护电路220，和与第二防护电路220连接的延时电路240，在输注泵200接入输注工作站100的过程中，通过第二防护电路220和延时电路240减少输注工作站100的电源管脚110的电源输出过程中产生的干扰。输注泵200还设有第二隔离电路230，在输注泵200接入输注工作站100的过程中，可以保证在电源管脚110稳定接入之前信号输入输出的断开，以避免在电源接入过程中产生对信号输入输出的干扰。
进一步的，如图5所示，第二防护电路220包括共模电感t1、tvs管d9、tvs管d10、电容c17和电容c15；共模电感t1的第1管脚经第二连接接口j2的第10管脚与第一连接接口j1的第10管脚连接；tvs管d9的一端经第二连接接口j2的第11管脚与第一连接接口j1的第11管脚连接，tvs管d9的另一端经第二连接接口j2的第12管脚与第一连接接口j1的接地管脚111连接；tvs管d10的一端经第二连接接口j2的第10管脚与第一连接接口j1的第10管脚连接，tvs管d10的另一端经第二连接接口j2的第12管脚与第一连接接口j1的接地管脚111连接，tvs管d9与电容c17并联连接，tvs管d10与电容c15并联连接。具体的，在输注泵200接入输注工作站100的电源输出过程中，tvs管d9和tvs管d10将其滤除电源线中的高频干扰，使其输出电压稳定干净，同时与tvs管d9和tvs管d10分别并联的电容c15和电容c17可以滤除差模干扰。同时通过共模电感t1滤除共模干扰。同时，在输注泵200中通过二极管d1、d2和d3钳位输注工作站100信号管脚112的输入输出电压在安全电压范围内。与二极管d1、d2和d3分别连接的磁珠l2、l4和l9用于消耗干扰能量，与二极管d1、d2和d3分别连接的电容c16、c13和c14滤除高频干扰。
进一步的，如图6所示，延时电路240包括第二mos管q2和第一mos管q1，其中：第二mos管q2的g极通过串联连接的电阻r1和电阻r4连接共模电感t1的第4管脚、第二mos管q2的d极通过串联连接的电阻r2和电阻r3连接共模电感t1的第4管脚，第一mos管q1的第1、2和3管脚分别连接共模电感t1的第4管脚，第一mos管q1的第4管脚连接电阻r2和电阻r3的串联节点，且经电容c3接地；第一mos管q1的第5、6、7和9管脚分别经电容c1接地。具体的，输注泵200经过第二防护电路220的电源输出power1delay，先导通。当电源输出power1delay有输出时，电源输出power1delay对电容c2进行充电，使第二mos管q2的g极电压不会过冲。第二mos管q2的g极的电压随着时间不断上升，在电压到达第二mos管q2的导通阈值前，第二mos管q2和第一mos管q1截止，电源输出power1delay2为0v。当第二mos管q2的g极电压达到导通阈值时，第一mos管q1和第二mos管q2导通，第一mos管q1输出对电容c1充电，电源输出power1delay2电压缓慢上升，直至电容c1充满，电源输出power1delay2电压到达平稳。在输注泵200断开与输注工作站100的连接时，电容c1两端电压不能突变，电源输出power1delay2波动小，不会对内部电路产生干扰。
进一步的，如图7所示，第二隔离电路230包括三极管q3、第二或非门u6和第二开关u4；三极管q3的b极经过电阻r15连接内部的控制电路250，三极管的c极分别连接第二开关u4的第1管脚和第二或非门u6的第1管脚，第二或非门u6的第2管脚接地，第二或非门u6的第4管脚连接第二开关u4的第7管脚；第二开关u4的第6管脚经第二连接接口j2的第9管脚连接第一连接接口j1的第9管脚，第二开关u4的第3管脚经第二连接接口j2的第4管脚连接第一连接接口j1的信号管脚112，第二开关u4的第4管脚经第二连接接口j2的第1管脚连接第一连接接口j1的信号管脚112。具体的，在输注泵200接入输注工作站100之前，输注泵200中的控制电路250判断其未与输注工作站100连接，其控制信号protectswitchout为低电平，三极管q3的输入端b极为低电平，三极管q3不导通，三极管q3的c极为高电平，拉高控制信号protectswitch0，使第二开关u4处于不导通状态，第二开关u4对外输出为高阻。其中输出控制信号protectswitch经过第一连接接口j1与第一跟随器u2的第三管脚连接，在控制信号protectswitch为高阻时，即控制信号protectswitch为低电平，第一跟随器u2的第3管脚输入为0，其输出也为0，经过第一或非门u1后控制信号protectswitchout输出高电平，则第一开关u5处于不导通状态。当从输注泵200的控制电路250判断其稳定接入输注工作站100，其控制信号protectswitchout为高电平，控制三极管q3导通，控制信号protectswitch0被拉低低电平，第二开关u2导通。同时控制信号protectswitch0的低电平通过第二或非门u6后为输出protectswitch2高电平信号，protectswitch2通过第二开关u4输出控制信号protectswitch为高电平，该高电平控制信号控制信号protectswitch通过第一接入开关j1输入第一跟随器u2，使第一跟随器u2的输出信号protectswitch_drop1为高电平，输出信号protectswitch_drop1经过第一或非门u6后的输出信号protectswitchout1为低电平信号，低电平信号protectswitchout1控制第一开关u5导通。通过增加该隔离电路使信号电路处于隔离状态，即高阻，当输注泵200内部电源导通后内部工作状态稳定后才导通信号传输，防止信号电路被干扰和烧毁。在输注泵200断开与输注工作站100连接的瞬间，通过输注泵200内部的控制电路250识别输注泵200即将断开，设置信号线为高阻，保护信号电路。
在这里输注泵200可以通过其内部的采集电路采集电源数据和信号数据来判断地线、电源和信号是否稳定；并通过其内部的控制电路250输出控制信号。采集电路采集电源和信号数据，内部控制电路250根据数据判断电源值正常且没有波动则电源稳定，表示地线和电源线接好了；电源稳定后开始判断识别信号电路连接的稳定，识别信号没有波动且稳定则输出控制信号控制第一隔离电路130或第二隔离电路230工作。
进一步的，输注泵200包括第二跟随器u3，第二跟随器u3的第3管脚经第二连接接口j2的第8管脚连接第一连接接口j1的第8管脚，其中第一连接接口j1的第8管脚连接3.3v电源vcc；第二跟随器u3的第5管脚经第二连接接口j2的第7管脚连接第一连接接口j1的第7管脚，其中第一连接接口j1的第7管脚接地。具体的，输注泵200没接入工作站100时，第二跟随器u3的第3管脚recog_a和第二跟随器u3的第5管脚regocg_b的输入为高阻，加上拉都是为高电平，当接入工作站时，recog_a和regocg_b根据输入信号的变化而变化。内部电路不断读取recog_a和regocg_b信号值，当判断信号值稳定时则认为输注泵200接入稳定。
可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。