本發(fā)明屬于眼科治療技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種基于互聯(lián)網(wǎng)的眼科用手持式交聯(lián)治療控制系統(tǒng)。
背景技術(shù):
人眼及周圍組織中含有豐富的膠原成分,這些膠原成分對(duì)維持眼球各個(gè)部分的組織學(xué)形態(tài)和空間結(jié)構(gòu)關(guān)系,參與眼內(nèi)覺光系統(tǒng)的構(gòu)建,抵抗外力的作用和打擊,維持眼內(nèi)壓力,保持眼球完整性,防止外源性病原微生物的入侵等方面都起著十分重要的作用。
現(xiàn)有的眼科用手持式交聯(lián)治療控制系統(tǒng)存在以下缺點(diǎn):一是使用不便,操作不便;二是不能很好地實(shí)時(shí)地觀察眼部治療畫面,導(dǎo)致治療效果大大降低;三是不能根據(jù)已有的參數(shù)進(jìn)行有效地調(diào)節(jié)治療儀器的治療參數(shù);四是結(jié)構(gòu)的內(nèi)部通過導(dǎo)線或者數(shù)據(jù)線進(jìn)行連接,進(jìn)行信號(hào)和數(shù)據(jù)的傳輸,增加設(shè)備的生產(chǎn)成本;五是通常采用電源適配器進(jìn)行充電,導(dǎo)致設(shè)備充電不便,不利于推廣和使用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明為解決現(xiàn)有的治療效果不佳,操作使用不便,生產(chǎn)成本高和不利于推廣使用的技術(shù)問題而提供一種基于互聯(lián)網(wǎng)的眼科用手持式交聯(lián)治療控制系統(tǒng)。
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:
本發(fā)明提供的基于互聯(lián)網(wǎng)的眼科用手持式交聯(lián)治療控制系統(tǒng),所述基于互聯(lián)網(wǎng)的眼科用手持式交聯(lián)治療控制系統(tǒng)包括:
用于用戶輸入發(fā)出控制指令的控制單元;所述控制單元的信號(hào)檢測(cè)方法包括:
第一步,利用混頻器將射頻或者中頻信號(hào)與單頻混頻獲得信號(hào)x1;
第二步,利用低通濾波器a去除信號(hào)x1的高頻分量,低通濾波器a的3db帶寬大于分析帶寬bs,獲得信號(hào)x2,此時(shí)x2是零中頻的信號(hào),并且?guī)挒閎s的信號(hào)受到濾波器a的影響很小,可忽略不計(jì);
第三步,將信號(hào)x2同時(shí)進(jìn)行二步處理:先將x2通過低通濾波器b,通頻帶為0--pbs,p<1,獲得信號(hào)的低頻時(shí)域信號(hào)x2l帶寬為pbs;再將x2通過高通濾波器,通頻帶為pbs-bs,獲得信號(hào)的高頻時(shí)域信號(hào)x2h帶寬為(1-p)bs;
第四步,利用時(shí)域累計(jì),即時(shí)域信號(hào)的模的平方和,求出信號(hào)x2l的能量值el,以及信號(hào)x2h的能量值eh;
第五步,求得比值r=el/eh;
第六步,門限標(biāo)定,首先對(duì)有信號(hào)和無信號(hào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行多次求r值,通過統(tǒng)計(jì)概率獲得門限c1和c2,c2>c1,c2值的大小主要影響漏檢概率,c1的大小主要影響誤警概率,所選擇的門限應(yīng)保證以上兩種不利因數(shù)可能的?。?/p>
第七步,標(biāo)志位flag的更新,flag=0,表示前一次檢測(cè)結(jié)果為無信號(hào),此種條件下,只有當(dāng)r>c2時(shí)判定為當(dāng)前檢測(cè)到信號(hào),flag變?yōu)?;當(dāng)flag=1,表示前一次檢測(cè)結(jié)果為有信號(hào),此種條件下,只有當(dāng)r<c1時(shí)判定為當(dāng)前未檢測(cè)到信號(hào),flag變?yōu)?;
第八步,根據(jù)標(biāo)志位控制后續(xù)解調(diào)線程等是否開啟:flag=1,開啟后續(xù)解調(diào)線程等,否則關(guān)閉后續(xù)解調(diào)線程;
與控制單元通過無線串口通訊模塊連接,用于對(duì)接收的指令進(jìn)行分析和處理的微處理器;
與微處理器有線連接,用于發(fā)射治療光線的照射裝置;
與微處理器有線連接,用于調(diào)節(jié)治療光線的調(diào)節(jié)裝置;
與微處理器有線連接,用于拍攝治療畫面的攝像頭;
與微處理器有線連接,用于發(fā)射和接收無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊;
與網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊通過gprs無線網(wǎng)絡(luò)無線連接,用于進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與交換的云服務(wù)器;所述gprs無線網(wǎng)絡(luò)基站獲取x1和x2的接收干信比,即干擾信號(hào)與期望信號(hào)的功率比ki(i=1,2),信噪比
其中,i=1,2,
與網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊通過gprs無線網(wǎng)絡(luò)無線連接,用于遠(yuǎn)程控制的外部設(shè)備;
所述控制單元上安裝有顯示裝置和打印裝置,顯示裝置和打印裝置均通過數(shù)據(jù)線與微處理器相連接;
所述電源模塊與微處理器有線連接,用于提供電源;
所述無線充電模塊與電源模塊有線連接,用于利用外部電源對(duì)電源模塊充電。
進(jìn)一步,所述網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊的網(wǎng)絡(luò)覆蓋分布式方法具體包括以下步驟:
步驟一,節(jié)點(diǎn)si的鄰居,覆蓋的點(diǎn)位置,預(yù)設(shè)網(wǎng)絡(luò)壽命l,電池壽命bi,si的標(biāo)記類型upd,ii=1;
步驟二,判斷是否ii<l/l,若是,則直接進(jìn)行下一步,否,則標(biāo)記類型,標(biāo)記為lab的節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)工作時(shí)間安排,然后結(jié)束;
步驟三,計(jì)算最大額外有效覆蓋時(shí)間和工作優(yōu)先度,并向鄰居廣播mes(i,null,upd,δpi);
步驟四,判斷
進(jìn)一步,所述無線充電模塊的簇的建立階段,簇首節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生后,主動(dòng)向網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)廣播這一消息;未被選擇作為簇首的傳感器節(jié)點(diǎn)選擇最優(yōu)簇首,并發(fā)送加入該簇的請(qǐng)求信息;簇首收到請(qǐng)求后,將節(jié)點(diǎn)設(shè)置為簇內(nèi)成員;簇形成后,簇首通過廣播方式告知為簇內(nèi)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)分配一個(gè)tdma通信時(shí)隙;只有在屬于自己的時(shí)隙內(nèi),成員節(jié)點(diǎn)才可以向簇首節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù);具體包括:
(1)在每一輪中選舉pn個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn),其中p為優(yōu)化簇頭比例,也是加權(quán)概率;每一個(gè)節(jié)點(diǎn)由下面的概率門限來決定是否成為簇頭節(jié)點(diǎn):
其中,r為當(dāng)前的輪數(shù),g為在最近
e0表示普通節(jié)點(diǎn)的初始能量,a1,a2,...,an分別表示n種特殊節(jié)點(diǎn)所占的比例,b1,b2,...,bn分別表示特殊節(jié)點(diǎn)初始能量超過普通節(jié)點(diǎn)初始能量的倍數(shù);
a1n,a2n,...,ann個(gè)特殊節(jié)點(diǎn)的初始能量分別為e0(1+b1),e0(1+b2),...,e0(1+bn),剩下的(1-a1-a2,...-an)n個(gè)普通節(jié)點(diǎn)的初始能量為e0(1+bn);
多級(jí)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)總的初始能量為:
n個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)隨機(jī)均勻分布在一個(gè)半徑為a的圓形區(qū)域,sink節(jié)點(diǎn)位于區(qū)域中間,每一輪向簇頭發(fā)送數(shù)據(jù)的過程中所耗的總能量為:
其中,l為簇頭數(shù),eelec表示運(yùn)行傳輸電路或者接收電路時(shí)每比特?cái)?shù)據(jù)所消耗的能量,eda為簇頭執(zhí)行數(shù)據(jù)融合的代價(jià),
計(jì)算得到
對(duì)eround關(guān)于l求偏導(dǎo),并令該偏導(dǎo)數(shù)為0,則最優(yōu)的簇頭數(shù)為:
得到網(wǎng)絡(luò)在每一輪消耗的能量總數(shù)eround;同時(shí),
網(wǎng)絡(luò)的初始總能量etotal已知,rtotal為網(wǎng)絡(luò)生命周期的估計(jì)值,也可得到:
rtatal=etotal/eround;
對(duì)這n+1種節(jié)點(diǎn)按照其初始能量取不同的加權(quán)概率pi:
(2)節(jié)點(diǎn)i在第r輪的當(dāng)前能量ei(r)來選取其簇頭輪轉(zhuǎn)周期ti,
其中,popt為優(yōu)化簇頭比例;
第r輪后網(wǎng)絡(luò)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的平均能量為:
代入
得到各節(jié)點(diǎn)的概率門限。
本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:該基于互聯(lián)網(wǎng)的眼科用手持式交聯(lián)治療控制系統(tǒng)通過控制單元輸入操作控制指令,利用無線串口通訊模塊將操作控制指令發(fā)送到微處理器中,微處理器根據(jù)操作控制指令控制照射裝置和調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行相應(yīng)的工作和調(diào)整,通過攝像頭實(shí)時(shí)拍攝眼部的治療畫面,醫(yī)護(hù)人員通過攝像頭拍攝的畫面進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整治療光線的治療參數(shù),治療效果好,操作控制簡單,利用網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊和云服務(wù)器將治療參數(shù)和監(jiān)控畫面進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸和存儲(chǔ),電源模塊提供電源,利用無線充電模塊對(duì)電源模塊進(jìn)行充電,使用方便,操作方便,生產(chǎn)成本低,節(jié)省線路布置,能夠?qū)崟r(shí)看到眼部治療畫面。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于互聯(lián)網(wǎng)的眼科用手持式交聯(lián)治療控制系統(tǒng)的原理框圖;
圖中:1、控制單元;2、無線串口通訊模塊;3、微處理器;4、照射裝置;5、調(diào)節(jié)裝置;6、攝像頭;7、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊;8、云服務(wù)器;9、外部設(shè)備;10、電源模塊;11、無線充電模塊。
具體實(shí)施方式
為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效,茲例舉以下實(shí)施例,并配合附圖詳細(xì)說明如下。
下面結(jié)合圖1對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作詳細(xì)的描述。
該基于互聯(lián)網(wǎng)的眼科用手持式交聯(lián)治療控制系統(tǒng)包括:
用于用戶輸入發(fā)出控制指令的控制單元1;
與控制單元1通過無線串口通訊模塊2連接,用于對(duì)接收的指令進(jìn)行分析和處理的微處理器3;
與微處理器3有線連接,用于發(fā)射治療光線的照射裝置4;
與微處理器3有線連接,用于調(diào)節(jié)治療光線的調(diào)節(jié)裝置5;
與微處理器3有線連接,用于拍攝治療畫面的攝像頭6;
與微處理器3有線連接,用于發(fā)射和接收無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊7;
與網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊7通過gprs無線網(wǎng)絡(luò)無線連接,用于進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與交換的云服務(wù)器8;
與網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊7通過gprs無線網(wǎng)絡(luò)無線連接,用于遠(yuǎn)程控制的外部設(shè)備9。
進(jìn)一步,所述控制單元1上安裝有顯示裝置和打印裝置,顯示裝置和打印裝置均通過數(shù)據(jù)線與微處理器3相連接。
進(jìn)一步,所述電源模塊10與微處理器3有線連接,用于提供電源。
進(jìn)一步,所述無線充電模塊11與電源模塊10有線連接,用于利用外部電源對(duì)電源模塊10充電。
所述控制單元的信號(hào)檢測(cè)方法包括:
第一步,利用混頻器將射頻或者中頻信號(hào)與單頻混頻獲得信號(hào)x1;
第二步,利用低通濾波器a去除信號(hào)x1的高頻分量,低通濾波器a的3db帶寬大于分析帶寬bs,獲得信號(hào)x2,此時(shí)x2是零中頻的信號(hào),并且?guī)挒閎s的信號(hào)受到濾波器a的影響很小,可忽略不計(jì);
第三步,將信號(hào)x2同時(shí)進(jìn)行二步處理:先將x2通過低通濾波器b,通頻帶為0--pbs,p<1,獲得信號(hào)的低頻時(shí)域信號(hào)x2l帶寬為pbs;再將x2通過高通濾波器,通頻帶為pbs-bs,獲得信號(hào)的高頻時(shí)域信號(hào)x2h帶寬為(1-p)bs;
第四步,利用時(shí)域累計(jì),即時(shí)域信號(hào)的模的平方和,求出信號(hào)x2l的能量值el,以及信號(hào)x2h的能量值eh;
第五步,求得比值r=el/eh;
第六步,門限標(biāo)定,首先對(duì)有信號(hào)和無信號(hào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行多次求r值,通過統(tǒng)計(jì)概率獲得門限c1和c2,c2>c1,c2值的大小主要影響漏檢概率,c1的大小主要影響誤警概率,所選擇的門限應(yīng)保證以上兩種不利因數(shù)可能的??;
第七步,標(biāo)志位flag的更新,flag=0,表示前一次檢測(cè)結(jié)果為無信號(hào),此種條件下,只有當(dāng)r>c2時(shí)判定為當(dāng)前檢測(cè)到信號(hào),flag變?yōu)?;當(dāng)flag=1,表示前一次檢測(cè)結(jié)果為有信號(hào),此種條件下,只有當(dāng)r<c1時(shí)判定為當(dāng)前未檢測(cè)到信號(hào),flag變?yōu)?;
第八步,根據(jù)標(biāo)志位控制后續(xù)解調(diào)線程等是否開啟:flag=1,開啟后續(xù)解調(diào)線程等,否則關(guān)閉后續(xù)解調(diào)線程。
所述gprs無線網(wǎng)絡(luò)基站獲取x1和x2的接收干信比,即干擾信號(hào)與期望信號(hào)的功率比ki(i=1,2),信噪比
其中,i=1,2,
所述無線充電模塊與電源模塊有線連接,用于利用外部電源對(duì)電源模塊充電。
進(jìn)一步,所述網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊的網(wǎng)絡(luò)覆蓋分布式方法具體包括以下步驟:
步驟一,節(jié)點(diǎn)si的鄰居,覆蓋的點(diǎn)位置,預(yù)設(shè)網(wǎng)絡(luò)壽命l,電池壽命bi,si的標(biāo)記類型upd,ii=1;
步驟二,判斷是否ii<l/l,若是,則直接進(jìn)行下一步,否,則標(biāo)記類型,標(biāo)記為lab的節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)工作時(shí)間安排,然后結(jié)束;
步驟三,計(jì)算最大額外有效覆蓋時(shí)間和工作優(yōu)先度,并向鄰居廣播mes(i,null,upd,δpi);
步驟四,判斷
進(jìn)一步,所述無線充電模塊的簇的建立階段,簇首節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生后,主動(dòng)向網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)廣播這一消息;未被選擇作為簇首的傳感器節(jié)點(diǎn)選擇最優(yōu)簇首,并發(fā)送加入該簇的請(qǐng)求信息;簇首收到請(qǐng)求后,將節(jié)點(diǎn)設(shè)置為簇內(nèi)成員;簇形成后,簇首通過廣播方式告知為簇內(nèi)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)分配一個(gè)tdma通信時(shí)隙;只有在屬于自己的時(shí)隙內(nèi),成員節(jié)點(diǎn)才可以向簇首節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù);具體包括:
(1)在每一輪中選舉pn個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn),其中p為優(yōu)化簇頭比例,也是加權(quán)概率;每一個(gè)節(jié)點(diǎn)由下面的概率門限來決定是否成為簇頭節(jié)點(diǎn):
其中,r為當(dāng)前的輪數(shù),g為在最近
e0表示普通節(jié)點(diǎn)的初始能量,a1,a2,...,an分別表示n種特殊節(jié)點(diǎn)所占的比例,b1,b2,...,bn分別表示特殊節(jié)點(diǎn)初始能量超過普通節(jié)點(diǎn)初始能量的倍數(shù);
a1n,a2n,...,ann個(gè)特殊節(jié)點(diǎn)的初始能量分別為e0(1+b1),e0(1+b2),...,e0(1+bn),剩下的(1-a1-a2,...-an)n個(gè)普通節(jié)點(diǎn)的初始能量為e0(1+bn);
多級(jí)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)總的初始能量為:
n個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)隨機(jī)均勻分布在一個(gè)半徑為a的圓形區(qū)域,sink節(jié)點(diǎn)位于區(qū)域中間,每一輪向簇頭發(fā)送數(shù)據(jù)的過程中所耗的總能量為:
其中,l為簇頭數(shù),eelec表示運(yùn)行傳輸電路或者接收電路時(shí)每比特?cái)?shù)據(jù)所消耗的能量,eda為簇頭執(zhí)行數(shù)據(jù)融合的代價(jià),
計(jì)算得到
對(duì)eround關(guān)于l求偏導(dǎo),并令該偏導(dǎo)數(shù)為0,則最優(yōu)的簇頭數(shù)為:
得到網(wǎng)絡(luò)在每一輪消耗的能量總數(shù)eround;同時(shí),
網(wǎng)絡(luò)的初始總能量etotal已知,rtotal為網(wǎng)絡(luò)生命周期的估計(jì)值,也可得到:
rtatal=etotal/eround;
對(duì)這n+1種節(jié)點(diǎn)按照其初始能量取不同的加權(quán)概率pi:
(2)節(jié)點(diǎn)i在第r輪的當(dāng)前能量ei(r)來選取其簇頭輪轉(zhuǎn)周期ti,
其中,popt為優(yōu)化簇頭比例;
第r輪后網(wǎng)絡(luò)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的平均能量為:
代入
得到各節(jié)點(diǎn)的概率門限。
下面結(jié)合工作原理對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的描述。
通過控制單元1輸入操作控制指令,利用無線串口通訊模塊2將操作控制指令發(fā)送到微處理器3中,微處理器3根據(jù)操作控制指令控制照射裝置4和調(diào)節(jié)裝置5進(jìn)行相應(yīng)的工作和調(diào)整,通過攝像頭6實(shí)時(shí)拍攝眼部的治療畫面,醫(yī)護(hù)人員通過攝像頭6拍攝的畫面進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整治療光線的治療參數(shù),治療效果好,操作控制簡單,利用網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊7和云服務(wù)器8將治療參數(shù)和監(jiān)控畫面進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸和存儲(chǔ),電源模塊10提供電源,利用無線充電模塊11對(duì)電源模塊10進(jìn)行充電。
以上所述僅是對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制,凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡單修改,等同變化與修飾,均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。