一种CT设备的通信方法、装置以及介质与流程

一种ct设备的通信方法、装置以及介质
技术领域
1.本技术涉及ct设备领域，特别是涉及一种ct设备的通信方法、装置以及介质。


背景技术：

2.电子计算机断层扫描(computed tomography，ct)设备中包括扫描重建电脑、机架控制组件、扫描床驱动控制板、人机交互接口组件、旋转机架驱动控制板、高压发生器控制组件、探测器控制组件、x射线管控制组件、数据液晶显示组件、扫描室按键控制组件、控制室按键控制组件，各组件之间需要进行数据交互。目前，控制器域网(controller area network，can)上交互的数据单元数都是固定的，并不会因实时交互数据大小改变而改变，这里以机架控制组件和扫描床驱动控制板之间的数据交互为例，图1为当前机架控制组件和扫描床驱动控制板进行数据交互的流程示意图；如图1所示，传统的机架控制组件和扫描床驱动控制板的数据交互中，初始化时的数据包为16个数据单元，参数配置时的数据包为8个数据单元，运动控制时的数据包为8个数据单元，异常处理时的数据包为6个数据单元，因此，为了保证能够正常进行数据交互，机架控制组件和扫描床驱动控制板每次都需要提供38个数据单元的网路空间以实现数据交互。其他组件进行数据交互时类似。
3.这样会导致can网路上的数据交互往往是满负荷，容易导致通讯数据丢包、重复包、数据堵塞问题。
4.由此可见，如何在各组件进行数据交互时避免通讯数据丢包、重复包、数据堵塞问题，是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本技术的目的是提供一种ct设备的通信方法、装置以及介质，以在各组件进行数据交互时避免通讯数据丢包、重复包、数据堵塞问题。
6.为解决上述技术问题，本技术提供一种ct设备的通信方法，应用于数据发送组件，所述方法包括：
7.将待发送的数据包拆分成多个数据单元；
8.确定当前各所述数据单元所需的目标网路空间；
9.根据所述目标网路空间一次性将所述数据单元通过网路发送至数据接收组件以便于所述数据接收组件对所述数据单元进行重组得到所述数据包。
10.优选地，各组件之间通过多个can网路进行通信。
11.优选地，所述数据发送组件和所述数据接收组件之间通过自定义的帧结构传输数据。
12.优选地，ct设备的扫描重建电脑和机架控制组件之间进行tcp/ip网络通讯，所述扫描重建电脑和探测器控制组件之间进行tcp/ip网络通讯。
13.优选地，两路tcp/ip网络通讯独立。
14.优选地，扫描重建电脑和控制室按键控制组件之间进行串口通信。
15.为解决上述技术问题，本技术还提供一种ct设备的通信方法，应用于数据接收组件，所述方法包括：
16.通过网路接收由数据发送组件根据目标网路空间一次性发送的多个数据单元；其中，所述数据发送组件将待发送的数据包拆分成多个所述数据单元；并确定当前各所述数据单元所需的所述目标网路空间；
17.对所述数据单元进行重组得到所述数据包。
18.为解决上述技术问题，本技术还提供一种ct设备的通信装置，应用于数据发送组件，所述装置包括：
19.拆分模块，用于将待发送的数据包拆分成多个数据单元；
20.确定模块，用于确定当前各所述数据单元所需的目标网路空间；
21.发送模块，用于根据所述目标网路空间一次性将所述数据单元通过网路发送至数据接收组件以便于所述数据接收组件对所述数据单元进行重组得到所述数据包。
22.为解决上述技术问题，本技术还提供一种ct设备的通信装置，应用于数据接收组件，所述装置包括：
23.接收模块，用于通过网路接收由数据发送组件根据目标网路空间一次性发送的多个数据单元；其中，所述数据发送组件将待发送的数据包拆分成多个所述数据单元；并确定当前各所述数据单元所需的所述目标网路空间；
24.重组模块，用于对所述数据单元进行重组得到所述数据包。
25.为解决上述技术问题，本技术还提供一种ct设备的通信装置，包括：存储器，用于存储计算机程序；
26.处理器，用于执行计算机程序时实现上述ct设备的通信方法的步骤。
27.为解决上述技术问题，本技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述ct设备的通信方法的步骤。
28.本技术所提供的ct设备的通信方法，应用于数据发送组件，ct设备包括多个组件，各组件之间需要进行数据交互，在数据发送组件将数据发送至数据接收组件时，先将待发送的数据包拆分成多个数据单元；然后确定当前各数据单元所需的目标网路空间，目标网路空间即此时待发送的数据包需要占用的网路空间的数据单元数；然后根据目标网路空间一次性将数据单元通过网路发送至数据接收组件以便于数据接收组件对数据单元进行重组得到数据包。本技术所提供的方法，各组件每次数据交互时，只会占用本次数据交互所需的网路空间，不需要每次都是满负荷进行数据交互，能在各组件进行数据交互时避免通讯数据丢包、重复包、数据堵塞问题。
29.本技术还提供了一种ct设备的通信装置和计算机可读存储介质，与上述方法对应，故具有与上述方法相同的有益效果。
附图说明
30.为了更清楚地说明本技术实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为当前机架控制组件和扫描床驱动控制板进行数据交互的流程示意图；
32.图2为本技术实施例提供的一种应用于数据发送组件的ct设备的通信方法的流程图；
33.图3为本技术实施例提供的一种组包拆包的示意图；
34.图4为本技术实施例提供的一种ct设备的各组件的通信链路结构示意图；
35.图5为本技术实施例提供的一种机架控制组件和扫描床驱动控制板进行数据交互的流程示意图；
36.图6为传统帧结构和本实施例提供的自定义帧结构的对比示意图；
37.图7为本技术另一实施例提供的ct设备的通信装置的结构图。
具体实施方式
38.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护范围。
39.本技术的核心是提供一种ct设备的通信方法、装置以及介质，以在各组件进行数据交互时避免通讯数据丢包、重复包、数据堵塞问题。
40.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。
41.医用ct机是医院最主要的设备之一，在医学诊断和治疗方面起着重大的作用。ct设备拥有高分辨率、高灵敏度以及多层次等众多优越性，被广泛应用在各个医疗临床检查领域。一台ct设备在诊断科室每天高达几百次的使用频次，这对ct设备的产品性能稳定性是一个很高的挑战。实际应用中，ct设备往往会遇到一些软故障(偶尔出现，但不一定能复现)，这种软故障往往由ct设备内部信息交互不稳定导致，查看设备运行日志会发现大量的数据堵塞、丢包、重复包现象，针对ct设备内部通讯安全问题、通讯不稳定、通讯网络利用率不高问题(如通讯数据丢包、重复包、网络过载、堵塞等)，本技术实施例提供一种ct设备的通信方法，应用于数据发送组件。图2为本技术实施例提供的一种应用于数据发送组件的ct设备的通信方法的流程图；如图2所示，该方法包括如下步骤：
42.s10：将待发送的数据包拆分成多个数据单元。
43.图3为本技术实施例提供的一种组包拆包的示意图；如图3所示，数据单元是数据交互的最小单元，是网络信息传输的基本单位，组包拆包是为了便于传输将一个大的数据包拆分成一个个小的数据单元，然后打包成一个个满足通讯协议的小包裹进行发送，接收方接收到这些数据小包裹，再按照约定协议进行重组，进而恢复成大的数据。本实施例中数据发送组件将待发送的数据包拆分成多个数据单元，以便于进行传输。
44.另外，本实施例所提供的ct设备的各组件的通信连接方式不作限定，为了保障ct设备内部部件间通讯信息安全、减少隐患，ct设备内部部件间执行多路网络通讯。图4为本技术实施例提供的一种ct设备的各组件的通信链路结构示意图；如图4所示，ct设备的各组件具体包括扫描重建电脑1、机架控制组件2、扫描床驱动控制板3、人机交互接口组件4、旋转机架驱动控制板5、高压发生器控制组件6、探测器控制组件7、x射线管控制组件8、数据液
晶显示组件9、扫描室按键控制组件10、控制室按键控制组件11，扫描重建电脑1通过网线(tcp/ip)和机架控制组件2连接，用于接收用户信息、运动控制、扫描控制、重建及输出影像等工作。机架控制组件2通过网线(tcp/ip)和扫描重建电脑1连接，通过两路can网络和各组件(扫描床驱动控制板3、人机交互接口组件4、旋转机架驱动控制板5、高压发生器控制组件6、探测器控制组件7、x射线管控制组件8等)连接，且通过自定义帧结构进行通信，用于接收转发扫描重建电脑1的命令信息给各组件，并将各组件状态信息报送给扫描重建电脑1。扫描床驱动控制板3通过can网络一和机架控制组件2连接，用于接收机架控制组件2转发的运动命令并将扫描床状态信息(包括状态、位置、速度等)反馈到机架控制组件2。人机交互接口组件4通过一中继器和数据液晶显示组件9、扫描室按键控制组件10连接，通过can网络一和机架控制组件2连接，负责用户和ct设备的信息交互。旋转机架驱动控制板5通过can网络二和机架控制组件2连接，用于控制旋转机架的旋转运动。高压发生器控制组件6、探测器控制组件7、x射线管控制组件8均通过can网络二和机架控制组件2连接。控制室按键控制组件11通过串口线和扫描重建电脑1连接。
45.需要注意的是，本技术实施例所提到的数据发送组件和数据接收组件并没有限定为某一组件，各组件发送数据时即为数据发送组件，接收数据时即为数据接收组件，一个组件即可以是数据发送组件，也可以是数据接收组件。
46.s11：确定当前各数据单元所需的目标网路空间。
47.在将大的数据包拆分成小的数据单元之后，需要确定出当前数据单元所需的目标网路空间。这里以机架控制组件和扫描床驱动控制板之间的数据交互为例，如图1所示机架控制组件和扫描床驱动控制板的数据交互中，初始化时的数据包为16个数据单元，参数配置时的数据包为8个数据单元，运动控制时的数据包为8个数据单元，异常处理时的数据包为6个数据单元。若此时在进行初始化，则数据包大小为16个数据单元，即目标网路空间为16个数据单元大小。其他组件间的数据交互同理。
48.s12：根据目标网路空间一次性将数据单元通过网路发送至数据接收组件以便于数据接收组件对数据单元进行重组得到数据包。
49.采用组包拆包方式动态调整通讯数据单元数，各组件每次数据交互时，只会占用本次数据交互所需的网路空间，不需要每次都是满负荷进行数据交互。这里以机架控制组件和扫描床驱动控制板之间的数据交互为例，图5为本技术实施例提供的一种机架控制组件和扫描床驱动控制板进行数据交互的流程示意图；如图5所示，该流程包括如下步骤：
50.s20：判断是否初始化，若是，则进入步骤s21，若否，则进入步骤s25。(初始化阶段实际上就是两个组件建立通信的阶段，两个组件实现通信握手)
51.s21：进入工作阶段。
52.s22：判断是否发生异常，若是，则进入步骤s23，若否，则进入步骤s24。
53.s23：进入异常处理。(异常处理需要6数据单元大小的网路空间)
54.s24：进入运动控制。(运动控制需要8数据单元大小的网路空间)
55.s25：进入初始化阶段。(初始化阶段需要16数据单元大小的网路空间)
56.s26：判断版本是否正常，若是，则进入步骤s27，若否，则返回步骤s25。
57.s27：参数配置阶段。(参数配置阶段需要8数据单元大小的网路空间)
58.s28：判断状态是否正常，若是，则进入步骤s21，若否，则重复步骤s28。
59.机架控制组件和扫描床驱动控制板之间的通讯采用动态调整通讯策略，机架控制组件和扫描床驱动控制板之间的数据交互随着工作流程的变化而变化，采用数据拆包组包方式，机架控制组件和扫描床驱动控制板在每个节点的交互数据大小不同，则实时发送到can网路上的数据单元数就不同，这样可以保障机架控制组件和扫描床驱动控制板之间的数据交互灵活、高效、稳定。其他组件间的数据交互同理。
60.另外，在一些实施例中，数据发送组件和数据接收组件之间可通过自定义的帧结构传输数据以避免非原厂培训工程师对设备进行更改操作，进而避免了安全隐患，保障了设备的安全。各组件间还可采用独立的通信通道，保证各组件的通信不会受到影响。本实施例通过自定义通讯帧数据结构、采用组包拆包方式动态调整通讯数据单元数、采用多路独立通讯网路等途径，在减少ct设备内部通讯安全隐患的同时，减少设备内部通讯数据丢包、重复包、过载、堵塞等问题，进而提升设备通讯网络的使用效率，提升设备产品性能稳定性。
61.本技术实施例所提供的ct设备的通信方法，应用于数据发送组件，ct设备包括多个组件，各组件之间需要进行数据交互，在数据发送组件将数据发送至数据接收组件时，先将待发送的数据包拆分成多个数据单元；然后确定当前各数据单元所需的目标网路空间，目标网路空间即此时待发送的数据包需要占用的网路空间的数据单元数；然后根据目标网路空间一次性将数据单元通过网路发送至数据接收组件以便于数据接收组件对数据单元进行重组得到数据包。本技术实施例所提供的方法，各组件每次数据交互时，只会占用本次数据交互所需的网路空间，不需要每次都是满负荷进行数据交互，能在各组件进行数据交互时避免通讯数据丢包、重复包、数据堵塞问题。
62.帧数据包含帧头和帧数据区，帧头包括接收方主机物理地址的定位及其他网络信息，帧数据区含有一个数据体。图6为传统帧结构和本实施例提供的自定义帧结构的对比示意图，如图6所示，传统通讯帧结构中，帧头中固定字节位为报文识别位，帧数据中为通讯数据、匹配数据，通信数据为信息交互的内容，匹配数据为了保障数据交互同步。ct设备出现软故障之后很难处理，经常是厂家工程师在现场没法复现，而厂家工程师离开了设备又不能正常运转。有时出了这种故障，医院可能就近找一个维修工程师，维修工程师通常是凭经验来解决问题，很多时候治标不治本，这样给设备埋下了更大的安全隐患。因此，作为一种优选的实施方式，数据发送组件和数据接收组件之间通过自定义的帧结构传输数据。这样未经原厂培训授权的维修工程师很难获取到ct设备内部交互信息，进而减少了潜在的安全隐患，进而保障了ct设备性能稳定性。自定义帧结构中，将帧头中用于存放报文识别的固定字节位异构为报文识别码+匹配数据位，这样更改后，信息交互过程中随着匹配数据位的变化，非原厂培训工程师识别出设备信息交互的报文识别码是不固定的、动态变化的，因而无法有效获取，进而不能对设备进行相应的更改操作，进而避免了安全隐患，保障了设备的安全。
63.实际应用时，各组件之间可通过多个can网路进行通信，如图4所示的方案，机架控制组件2通过两路can网络和各组件(扫描床驱动控制板3、人机交互接口组件4、旋转机架驱动控制板5、高压发生器控制组件6、探测器控制组件7、x射线管控制组件8等)连接。can网路一的各组件主要用于ct扫描床的运动控制，而ct成像中需要ct扫描床运动精确稳定，进而减少运动伪影，保障图像质量，如果上述组件间通讯不稳定，会导致床运动不到位、运动不匀速等问题，影响ct图像质量；另外，按键、液晶等用于近台ct摆位操作，在ct定位中，如果
患者不能有效摆位的话，影响肿瘤定位勾画作计划，进而影响肿瘤治疗。can网路二的各组件的通信也需要保证独立、稳定，否则也会影响ct成像。实际应用时还可采用更多can网路，这里不作限定。
64.扫描重建电脑1需要接收探测器控制组件7生成的图像，该图像需要经扫描重建电脑1处理后呈现在ui界面上给用户，该图像往往比较多比较大，大约几个g，这要求两者之间通讯要高速、实时、稳定，如果被干扰，容易丢图甚至接收不到图像。而机架控制组件2为通信的中转站，通讯要求较高，因此，ct设备的扫描重建电脑1和机架控制组件2之间进行tcp/ip网络通讯，扫描重建电脑1和探测器控制组件7之间也进行tcp/ip网络通讯，且两路tcp/ip网络通讯独立。
65.如图4所示，扫描重建电脑1和机架控制组件2之间通过网线连接，经由tcp/ip通讯，其中一种情况是，机架控制组件2接收扫描重建电脑1下发的控制命令信息，并将该信息进行转化，经由can网路一下达给同样连接在can网路一的扫描床驱动控制板3；扫描床驱动控制板3接收到can网路一上机架控制组件2下发的控制命令，根据命令信息，控制扫描床执行相应的运动，并将运动过程中扫描床本身的状态信息、位置信息、速度信息周期性反馈给机架控制组件2。
66.在一些实施例中，扫描重建电脑1和控制室按键控制组件11之间进行串口通信，因为控制室按键控制组件11主要是远程操作床运动，主要用于将患者从ct扫描孔径移出等操作，对数据交互的实时性要求不高(因为不涉及成像出图等)，所以采用简单的串口通信即可，可以节约成本。
67.为解决上述技术问题，本技术实施例提供一种ct设备的通信方法，应用于数据接收组件，该方法包括如下步骤：
68.s30：通过网路接收由数据发送组件根据目标网路空间一次性发送的多个数据单元；其中，数据发送组件将待发送的数据包拆分成多个数据单元；并确定当前各数据单元所需的目标网路空间。
69.s31：对数据单元进行重组得到数据包。
70.本实施例提供的方法与应用于数据发送组件的方法部分的实施例相互对应，因此具体实施方案请参见上述实施例的描述，这里暂不赘述。
71.本实施例提供的应用于数据接收组件的方法，与上述应用于数据发送组件的方法对应，故具有与上述应用于数据发送组件的方法相同的有益效果。
72.在上述实施例中，对于ct设备的通信方法进行了详细描述，本技术还提供ct设备的通信装置对应的实施例。需要说明的是，本技术从两个角度对装置部分的实施例进行描述，一种是基于功能模块的角度，另一种是基于硬件的角度。
73.基于功能模块的角度，本实施例提供一种ct设备的通信装置，应用于数据发送组件，该装置包括：
74.拆分模块，用于将待发送的数据包拆分成多个数据单元；
75.确定模块，用于确定当前各数据单元所需的目标网路空间；
76.发送模块，用于根据目标网路空间一次性将数据单元通过网路发送至数据接收组件以便于数据接收组件对数据单元进行重组得到数据包。
77.由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请
参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。
78.本实施例提供的ct设备的通信装置，与上述方法对应，故具有与上述方法相同的有益效果。
79.基于功能模块的角度，本实施例提供一种ct设备的通信装置，应用于数据接收组件，该装置包括：
80.接收模块，用于通过网路接收由数据发送组件根据目标网路空间一次性发送的多个数据单元；其中，数据发送组件将待发送的数据包拆分成多个数据单元；并确定当前各数据单元所需的目标网路空间；
81.重组模块，用于对数据单元进行重组得到数据包。
82.由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。
83.本实施例提供的ct设备的通信装置，与上述方法对应，故具有与上述方法相同的有益效果。
84.基于硬件的角度，本实施例提供了另一种ct设备的通信装置，图7为本技术另一实施例提供的ct设备的通信装置的结构图，如图7所示，ct设备的通信装置包括：存储器20，用于存储计算机程序；
85.处理器21，用于执行计算机程序时实现如上述实施例中所提到的ct设备的通信方法的步骤。
86.其中，处理器21可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器21可以采用数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、现场可编程门阵列(field－programmable gate array，fpga)、可编程逻辑阵列(programmable logic array，pla)中的至少一种硬件形式来实现。处理器21也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称中央处理器(central processing unit，cpu)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器21可以集成有图像处理器(graphics processing unit，gpu)，gpu用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器21还可以包括人工智能(artificial intelligence，ai)处理器，该ai处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
87.存储器20可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器20还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中，存储器20至少用于存储以下计算机程序201，其中，该计算机程序被处理器21加载并执行之后，能够实现前述任一实施例公开的ct设备的通信方法的相关步骤。另外，存储器20所存储的资源还可以包括操作系统202和数据203等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中，操作系统202可以包括windows、unix、linux等。数据203可以包括但不限于ct设备的通信方法涉及到的数据等。
88.在一些实施例中，ct设备的通信装置还可包括有显示屏22、输入输出接口23、通信接口24、电源25以及通信总线26。
89.本领域技术人员可以理解，图中示出的结构并不构成对ct设备的通信装置的限定，可以包括比图示更多或更少的组件。
90.本技术实施例提供的ct设备的通信装置，包括存储器和处理器，处理器在执行存储器存储的程序时，能够实现如下方法：ct设备的通信方法。
91.本实施例提供的ct设备的通信装置，与上述方法对应，故具有与上述方法相同的有益效果。
92.最后，本技术还提供一种计算机可读存储介质对应的实施例。计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述方法实施例中记载的步骤。
93.可以理解的是，如果上述实施例中的方法以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，执行本技术各个实施例描述的方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(randomaccess memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
94.本实施例提供的计算机可读存储介质，与上述方法对应，故具有与上述方法相同的有益效果。
95.以上对本技术所提供的ct设备的通信方法、装置以及介质进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。
96.还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括上述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。