专利名称：中继模块结合上位机实现精密计时方法、系统及中继模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及到上位机的精密计时技术领域，特别是涉及到一种中继模块结合上位机实现精密计时方法、系统及中继模块。
背景技术：
现有技术中基于节律反馈的感知与运动功能障碍评估系统，需要精确计量被测试者节律运动的周期，即上位机输出一个频率固定的引导信号，受试者根据引导信号做出动作反馈，反馈信号与引导信号的时间差跟感知与运动功能密切相关。由于Windows等操作系统平台并非实时操作系统，其收到传感器上传的周期计时标识时，并不能进行精确计时，且其产生的引导信号序列的时间精度也无保障；虽然在传感器端增加计时器较为简单，但在无线射频通讯模式下处理复杂的序列和稳定传送大量的数据十分困难。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种中继模块结合上位机实现精密计时方法，可实现简单、便利、低成本的精密计时。本发明提出一种中继模块结合上位机实现精密计时方法，所述中继模块具有精密计时功能，其将在每秒中均匀产生若干个时间标识并发送至上位机，所述方法包括:中继模块接收传感器发送的动作反馈信号，记录所述动作反馈信号的时间；根据所述动作反馈信号时间计算所述动作反馈信号时间与每秒中最后一个时间标识的时间差，并将所述时间差上传至上位机，提供精准的时间数据给上位机。优选地，所述时间差的计算是通过公式:时间差=1000-1000*n/m_t ;所述时间差的单位为毫秒，m为每秒产生时间标识的个数，η为在接收到动作反馈信号的当前秒内已产生的时间标识个数，t为接收到动作反馈信号的时间，O ( t〈1000/m。优选地，所述中继模块发送若干个时间标识之后，上位机将发送出引导信号。本发明还提出一种中继模块，具有精密计时功能，其将在每秒中均匀产生若干个时间标识并发送至上位机，其包括:接收记录单元，用于接收传感器发送的动作反馈信号，记录所述动作反馈信号的时间；计算提供单元，用于根据所述动作反馈信号时间计算所述动作反馈信号时间与每秒中最后一个时间标识的时间差，并将所述时间差上传至上位机，提供精准的时间数据给上位机。优选地，所述时间差的计算是通过公式:时间差=1000-1000*n/m-t ;所述时间差的单位为毫秒，m为每秒产生时间标识的个数，η为在接收到动作反馈信号的当前秒内已产生的时间标识个数，t为接收到动作反馈信号的时间，O ( t〈1000/m。优选地，所述中继模块发送若干个时间标识之后，上位机将发送出弓丨导信号。本发明还提出一种中继模块结合上位机实现精密计时系统，包括中继模块以及上位机；所述中继模块具有精密计时功能，其将在每秒中均匀产生若干个时间标识并发送至上位机，其包括:接收记录单元，用于接收传感器发送的动作反馈信号，记录所述动作反馈信号的时间；计算提供单元，用于根据所述动作反馈信号时间计算所述动作反馈信号时间与每秒中最后一个时间标识的时间差，并将所述时间差上传至上位机，提供精准的时间数据给上位机；所述上位机每接收若干个中继模块发送的时间标识后，将发送出一次引导信号。优选地，所述时间差的计算是通过公式:时间差=1000-1000*n/m_t ;所述时间差的单位为毫秒，m为每秒产生时间标识的个数，η为在接收到动作反馈信号的当前秒内已产生的时间标识个数，t为接收到动作反馈信号的时间，O ( t〈1000/m。本发明既保证了射频通讯的稳定性，也可使上位机根据为受试者提供精密的引导信号和动作反馈信号时间，使得评估结果更准确；同时，利用该中继模块本身必需的硬件，只添加和改变少许功能就大大提高了上位机系统平台的计时精度，使得计时更简便并降低了成本。
图1是本发明中继模块结合上位机实现精密计时方法一实施例中的步骤流程示意图；图2是本发明中继模块一实施例中的结构示意图；图3是本发明中继模块结合上位机实现精密计时系统一实施例中的结构示意图。本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施例方式应当理解，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。参照图1，提出本发明一种中继模块结合上位机实现精密计时方法的一实施例。该中继模块可具有精密计时功能，其将在每秒中均匀产生若干个时间标识并发送至上位机，该方法可包括:步骤S11、中继模块接收传感器发送的动作反馈信号，记录该动作反馈信号的时间；步骤S12、根据该动作反馈信号时间计算该动作反馈信号时间与每秒中最后一个时间标识的时间差，并将该时间差上传至上位机，提供精准的时间数据给上位机。本实施例中的中继模块可为(nRF)射频通讯中继，通常该射频通讯中继可包括一个射频收发单元和一个微控器(MCU) ,MCU负责控制射频收发单元进行信号的收发。上述上位机可为个人电脑(PC)等设备，由于PC —般不自带射频通讯模块，因此需要占用或生成一个串口并通过该串口(比如USB接口)接入射频通讯中继，以实现PC到传感器的无线通讯。该射频通讯中继是一个微型的嵌入式系统，具有精密的计时功能，其以一定的频度上传时间标识至上位机。假如中继模块每秒产生8个时间标识，即每个时间标识间隔为125ms。而上位机每接收到若干个时间标识，即可计时为若干个125ms，因此该上位机可以根据时间标识个数进行计时，比如接收8个时间标识发送一个引导信号(比如声音信号等)，即为I秒发送一个引导信号，实现上位机中弓I导信号序列的精准输出。在运动功能障碍评估中，上位机可按周期产生有规律性的引导信号(比如声音信号等)，生命体熟悉该声音信号的规律后，其可判断该声音信号会在某一时刻响起，并根据其判断的声音信号响起时刻产生动作反馈，比如敲击传感器等。该传感器感应到敲击后生成动作反馈信号发送给中继模块，通过中继模块反馈给上位机。生命体通过跟随该声音信号规律，争取做到敲击传感器与声音信号响起同时发生。如果该生命体敲击传感器时刻与声音信号响起时刻之间存在差异，即可根据该差异进行运动功能障碍的评估。上述动作反馈信号接收的动作反馈信号时间是运动功能障碍评估中的重要参数，可直接影响到评估的结果，因此计时的准确性尤为重要。由于上位机中难以准确计时，本实施例中中继模块具有精密计时功能，因此可通过中继模块实现计时并传送给上位机。假设上位机的声音引导信号发送周期是I秒(即8个时间标识)，当上位机接收中继模块产生并发送的4个时间标识(即半个周期)后，该上位机发出一个声音引导信号，在再接收4个时间标识后该周期结束。然后开始第二个周期，同样是等待半个周期后发出声音引导信号，如此循环。假设在上位机发送声音引导信号后的第η个时间标识后面，中继模块收到传感器的动作反馈信号的时间为t (O ( t〈125ms)，那么可以计算到受试者动作反馈信号的时间与上位机设定的发送声音引导信号的时间差值为(1000-1000*n/8_t) ms,即为(1000-125*n-t)ms。上述上位机记录接收的时间标识及时间差并统计，用于运动功能障碍的评估。上述中继模块结合上位机实现精密计时方法，既保证了射频通讯的稳定性，也可使上位机根据为受试者提供精密的引导信号和动作反馈信号时间，使得评估结果更准确；同时，利用该中继模块本身必需的硬件，只添加和改变少许功能就大大提高了上位机系统平台的计时精度，使得计时更简便并降低了成本。参照图2，提出本发明一种中继模块20的一实施例。该中继模块20可具有精密计时功能，其将在每秒中均匀产生若干个时间标识并发送至上位机，该中继模块20可包括:接收记录单元21以及计算提供单元22 ;该接收记录单元21，用于接收传感器发送的动作反馈信号，记录该动作反馈信号的时间；该计算提供单元22，用于根据该动作反馈信号时间计算该动作反馈信号时间与每秒中最后一个时间标识的时间差，并将该时间差上传至上位机，提供精准的时间数据给上位机。本实施例中的中继模块20可为(nRF)射频通讯中继，通常该射频通讯中继可包括一个射频收发单元和一个微控器(MCU) ,MCU负责控制射频收发单元进行信号的收发。上述上位机可为个人电脑(PC)等设备，由于PC —般不自带射频通讯模块，因此需要占用或生成一个串口并通过该串口(比如USB接口)接入射频通讯中继，以实现PC到传感器的无线通讯。该射频通讯中继是一个微型的嵌入式系统，具有精密的计时功能，其以一定的频度上传时间标识至上位机。假如中继模块20每秒产生8个时间标识，即每个时间标识间隔为125ms。而上位机每接收到若干个时间标识，即可计时为若干个125ms，因此该上位机可以根据时间标识个数进行计时，比如接收8个时间标识发送一个引导信号(比如声音信号等)，即为I秒发送一个弓I导信号，实现上位机中弓I导信号序列的精准输出。在运动功能障碍评估中，上位机可按周期产生有规律性的引导信号(比如声音信号等)，生命体熟悉该声音信号的规律后，其可判断该声音信号会在某一时刻响起，并根据其判断的声音信号响起时刻产生动作反馈，比如敲击传感器等。该传感器感应到敲击后生成动作反馈信号发送给中继模块，通过中继模块反馈给上位机。生命体通过跟随该声音信号规律，争取做到敲击传感器与声音信号响起同时发生。如果该生命体敲击传感器时刻与声音信号响起时刻之间存在差异，即可根据该差异进行运动功能障碍的评估。上述动作反馈信号接收的动作反馈信号时间是运动功能障碍评估中的重要参数，可直接影响到评估的结果，因此计时的准确性尤为重要。由于上位机中难以准确计时，本实施例中中继模块20具有精密计时功能，因此可通过中继模块20实现计时并传送给上位机。假设上位机的声音引导信号发送周期是I秒(即8个时间标识)，当上位机接收中继模块产生并发送的4个时间标识(即半个周期)后，该上位机发出一个声音引导信号，在再接收4个时间标识后该周期结束。然后开始第二个周期，同样是等待半个周期后发出声音引导信号，如此循环。假设在上位机发送声音引导信号后的第η个时间标识后面，中继模块20收到传感器的动作反馈信号的时间为t (O ( t〈125ms)，那么可以计算到受试者动作反馈信号的时间与上位机设定的发送声音引导信号的时间差值为(1000-1000*n/8-t)ms，gp为(1000-125*n-t)ms。上述上位机记录接收的时间标识及时间差并统计，用于运动功能障碍的评估。上述中继模块20，既保证了射频通讯的稳定性，也可使上位机根据为受试者提供精密的引导信号和动作反馈信号时间，使得评估结果更准确；同时，利用该中继模块20本身必需的硬件，只添加和改变少许功能就大大提高了上位机系统平台的计时精度，使得计时更简便并降低了成本。参照图3，提出本发明一种中继模块20结合上位机实现精密计时系统的一实施例。该系统可包括中继模块20以及上位机40 ;该中继模块20具有精密计时功能，其将在每秒中均匀产生若干个时间标识并发送至上位机40，该中继模块20可包括:接收记录单元21以及计算提供单元22 ;该接收记录单元21，用于接收传感器30发送的动作反馈信号，记录该动作反馈信号的时间；该计算提供单元22，用于根据该动作反馈信号时间计算该动作反馈信号时间与每秒中最后一个时间标识的时间差，并将该时间差上传至上位机40，提供精准的时间数据给上位机40 ;该上位机40每接收若干个中继模块20发送的时间标识后，将发送出一次引导信号。上述时间差的计算是通过公式:时间差=1000-1000*n/m_t ;该时间差的单位为毫秒，m为每秒产生时间标识的个数，η为在接收到动作反馈信号的当前秒内已产生的时间标识个数，t为接收到动作反馈信号的时间，O ( t〈1000/m。上述中继模块20以及上位机40可如上述实施例中所述。以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
权利要求
1.一种中继模块结合上位机实现精密计时方法，其特征在于，所述中继模块具有精密计时功能，其将在每秒中均匀产生若干个时间标识并发送至上位机，所述方法包括: 中继模块接收传感器发送的动作反馈信号，记录所述动作反馈信号的时间； 根据所述动作反馈信号时间计算所述动作反馈信号时间与每秒中最后一个时间标识的时间差，并将所述时间差上传至上位机，提供精准的时间数据给上位机。
2.根据权利要求1所述的中继模块结合上位机实现精密计时方法，其特征在于，所述时间差的计算是通过公式:时间差=1000-1000*n/m-t ;所述时间差的单位为毫秒为每秒产生时间标识的个数，η为在接收到动作反馈信号的当前秒内已产生的时间标识个数，t为接收到动作反馈信号的时间，O ( t〈1000/m。
3.根据权利要求1或2所述的中继模块结合上位机实现精密计时方法，其特征在于，所述中继模块发送若干个时间标识之后，上位机将发送出引导信号。
4.一种中继模块，其特征在于，具有精密计时功能，其将在每秒中均匀产生若干个时间标识并发送至上位机，其包括: 接收记录单元，用于接收传感器发送的动作反馈信号，记录所述动作反馈信号的时间； 计算提供单元，用于根据所述动作反馈信号时间计算所述动作反馈信号时间与每秒中最后一个时间标识的时间差，并将所述时间差上传至上位机，提供精准的时间数据给上位机。
5.根据权利要求4所述的中继模块，其特征在于，所述时间差的计算是通过公式:时间差=1000-1000*n/m-t ;所述时间差的单位为毫秒，m为每秒产生时间标识的个数，η为在接收到动作反馈信号的当前秒内已产生的时间标识个数，t为接收到动作反馈信号的时间，O ( t〈1000/m。
6.根据权利要求4或5所述的中继模块，其特征在于，所述中继模块发送若干个时间标识之后，上位机将发送出弓I导信号。
7.—种中继模块结合上位机实现精密计时系统，其特征在于，包括中继模块以及上位机；所述中继模块具有精密计时功能，其将在每秒中均匀产生若干个时间标识并发送至上位机，其包括: 接收记录单元，用于接收传感器发送的动作反馈信号，记录所述动作反馈信号的时间； 计算提供单元，用于根据所述动作反馈信号时间计算所述动作反馈信号时间与每秒中最后一个时间标识的时间差，并将所述时间差上传至上位机，提供精准的时间数据给上位机； 所述上位机每接收若干个中继模块发送的时间标识后，将发送出一次引导信号。
8.根据权利要求7所述的中继模块结合上位机实现精密计时系统，其特征在于，所述时间差的计算是通过公式:时间差=1000-1000*n/m-t ;所述时间差的单位为毫秒为每秒产生时间标识的个数，η为在接收到动作反馈信号的当前秒内已产生的时间标识个数，t为接收到动作反馈信号的时间，O ( t〈1000/m。
全文摘要
本发明揭示了一种中继模块结合上位机实现精密计时方法、系统及中继模块。该中继模块具有精密计时功能，其将在每秒中均匀产生若干个时间标识并发送至上位机，所述方法包括中继模块接收传感器发送的动作反馈信号，记录所述动作反馈信号的时间；根据所述动作反馈信号时间计算所述动作反馈信号时间与每秒中最后一个时间标识的时间差，并将所述时间差上传至上位机，提供精准的时间数据给上位机。本发明既保证了射频通讯的稳定性，也可使上位机根据为受试者提供精密的引导信号和动作反馈信号时间，使得评估结果更准确；同时，利用该中继模块本身必需的硬件，只添加和改变少许功能就大大提高了上位机系统平台的计时精度，使得计时更简便并降低了成本。
文档编号H04B1/38GK103138791SQ201310028130
公开日2013年6月5日 申请日期2013年1月24日 优先权日2013年1月24日
发明者杨松, 冯晓明 申请人:广州乾华生物科技有限公司