本發(fā)明涉及通信領域，尤其涉及一種具有設備識別和信息識別功能的無線網(wǎng)關設備及組網(wǎng)方法。

背景技術：

目前，在智慧醫(yī)療及醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)中，以血液透析治療過程中為例，在血液透析治療過程中，與血液透析機配套使用的患者生理體征檢測設備均采用有線連接方式，一旦附件設備發(fā)生故障，需要更換時，不是專業(yè)的血透機維修人員，很難使得血液透析機及其相關配套附件在短時間內(nèi)恢復正常工作，給醫(yī)護人員和患者帶來了使用不便。同時，現(xiàn)有測量生理體征的血氧飽和度、血壓等單個小型化無線通信設備，更側重于家庭式的生理健康指標檢測，設備之間多采用藍牙通信方式，在使用過程中，需要與對應血液透析機之間進行配對設置，在血透治療中心較大病房環(huán)境中，一旦需要某臺血液透析機所連患者生理體征檢測設備與另一臺血液透析機所連附件設備之間進行互換使用，就會要求醫(yī)護人員進行設備配對的現(xiàn)場操作設定，在使用便捷性上存在不足。

因此，亟需一種透析治療過程中，具有數(shù)據(jù)的無線傳輸、與患者生理體征檢測設備配套使用，能完成檢測設備的快速更換與用戶信息識別，并且建立血液透析機、患者生理體征檢測設備、血液透析治療中心服務器三者數(shù)據(jù)關聯(lián)的集成網(wǎng)關設備。在集成網(wǎng)關設備中，增加NFC通信，增強患者生理體征檢測設備快速自動入網(wǎng)的便捷性，完成體征檢測設備與網(wǎng)關設備的識別和綁定。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種具有設備識別和信息識別功能的無線網(wǎng)關設備及組網(wǎng)方法以解決上述問題。

本發(fā)明提供的一種具有設備識別和信息識別功能的無線網(wǎng)關設備，包括

NFC模塊，進行用戶信息的識別，并將ZigBee模塊的網(wǎng)絡標識符作為設備識別的參數(shù)，完成設備對用戶信息的識別與綁定，并對檢測設備自動組網(wǎng)，完成設備與設備之間的識別，

ZigBee模塊，用于提供ZigBee網(wǎng)絡組網(wǎng)的網(wǎng)絡標識符、建立ZigBee網(wǎng)絡并將數(shù)據(jù)傳遞至微控制器，

微控制器，用于對接收的數(shù)據(jù)進行處理，

以太網(wǎng)模塊，用于將處理后的數(shù)據(jù)傳輸至遠程服務器，與遠程服務器進行數(shù)據(jù)交互，完成設備識別和用戶身份識別。

進一步，所述NFC模塊包括設置于集成網(wǎng)關設備的NFC模塊Ⅰ和設置于檢測設備的NFC模塊Ⅱ，所述NFC模塊Ⅰ將用戶身份證明傳送至NFC模塊Ⅱ，完成對用戶信息與設備的綁定。

進一步，所述ZigBee模塊包括ZigBee匯聚點和ZigBee終端節(jié)點，自定義配置ZigBee匯聚點的網(wǎng)絡標識符，并將網(wǎng)絡標識符發(fā)送至NFC模塊Ⅱ，NFC模塊Ⅱ將網(wǎng)絡標識符增加一個字節(jié)組成NFC模塊的用戶身份證明。

進一步，使所述NFC模塊Ⅱ工作在讀卡模式，并通過與NFC模塊Ⅰ接觸，使NFC模塊Ⅱ讀取NFC模塊Ⅰ中的用戶身份證明，并獲取所述用戶身份證明中的網(wǎng)絡標識符信息識別用戶信息。

進一步，ZigBee終端節(jié)點設置于檢測設備，NFC模塊Ⅱ將獲取的網(wǎng)絡標識符信息傳送至設置于該感知設備的ZigBee終端節(jié)點，該感知設備的ZigBee終端節(jié)點將接收的網(wǎng)絡標識符作為新的網(wǎng)絡標識符，擁有相同網(wǎng)絡標識符的ZigBee終端節(jié)點和集成網(wǎng)關設備中的ZigBee匯聚點建立起ZigBee網(wǎng)絡，以完成設備與設備間的識別與綁定。

本發(fā)明還提供一種具有設備快速更換功能的集成網(wǎng)關設備組網(wǎng)方法，包括：

a.通過ZigBee匯聚點和ZigBee終端節(jié)點，建立ZigBee網(wǎng)絡，

b.通過NFC模塊，進行用戶信息的識別，同時將ZigBee模塊的網(wǎng)絡標識符作為設備識別的參數(shù)，對檢測設備進行識別并自動組網(wǎng)，接收ZigBee網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，

c.對接收的數(shù)據(jù)進行處理,并將處理后的數(shù)據(jù)傳輸至遠程服務器，與遠程服務器進行數(shù)據(jù)交互。

進一步，所述NFC模塊包括設置于集成網(wǎng)關設備的NFC模塊Ⅰ和設置于感知設備的NFC模塊Ⅱ，所述NFC模塊Ⅰ將用戶身份證明傳送至NFC模塊Ⅱ。

進一步，自定義配置ZigBee匯聚點的網(wǎng)絡標識符，并將網(wǎng)絡標識符發(fā)送至NFC模塊Ⅱ，NFC模塊Ⅱ將網(wǎng)絡標識符增加一個字節(jié)組成NFC模塊的用戶身份證明，進行用戶身份的識別。

進一步，使所述NFC模塊Ⅱ工作在讀卡模式，并通過與NFC模塊Ⅰ接觸，使NFC模塊Ⅱ讀取NFC模塊Ⅰ中的用戶身份證明，并獲取所述用戶身份證明中的網(wǎng)絡標識符信息，將用戶信息與設備綁定。

進一步，所述NFC模塊Ⅱ將獲取的網(wǎng)絡標識符信息傳送至設置于該檢測設備的ZigBee終端節(jié)點，該感知設備的ZigBee終端節(jié)點將接收的網(wǎng)絡標識符作為新的網(wǎng)絡標識符，通過擁有相同網(wǎng)絡標識符的ZigBee終端節(jié)點和集成網(wǎng)關設備中的ZigBee匯聚點建立起ZigBee網(wǎng)絡，完成對設備的識別。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明通過近場通信模塊完成ZigBee網(wǎng)絡的PANID的傳遞，使得ZigBee終端節(jié)點能快速地識別網(wǎng)絡并自動加入網(wǎng)絡，能夠在當患者生理體征檢測設備發(fā)生故障的時候，非專業(yè)維護設備的醫(yī)護工作者就能快速地完成設備的更換，并識別用戶信息，使得整個系統(tǒng)能在較短時間內(nèi)恢復到正常工作狀態(tài)，提高工作的效率，本發(fā)明具有結構簡單、利于操作的優(yōu)點。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述：

圖1是本發(fā)明的結構示意圖。

圖2是本發(fā)明的原理框圖。

圖3是本發(fā)明的流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述：圖1是本發(fā)明的結構示意圖，圖2是本發(fā)明的原理框圖，圖3是本發(fā)明的流程示意圖。

本實施例中的具有設備快速更換功能的集成網(wǎng)關設備，包括

NFC模塊，進行用戶信息的識別，將ZigBee模塊的網(wǎng)絡標識符作為設備識別的參數(shù)，完成設備對用戶信息的識別與綁定，并對檢測設備自動組網(wǎng)，完成設備與設備之間的識別，

ZigBee模塊，用于提供ZigBee網(wǎng)絡組網(wǎng)的網(wǎng)絡標識符、建立ZigBee網(wǎng)絡并將數(shù)據(jù)傳遞至微控制器，

微控制器，進行對接收的數(shù)據(jù)進行處理，

以太網(wǎng)模塊，用于將處理后的數(shù)據(jù)傳輸至遠程服務器，與遠程服務器進行數(shù)據(jù)交互，完成設備識別和用戶身份識別。

在本實施例中，NFC(Near Field Communication,近場通信)是一種短距高頻的無線電技術，在13.56MHz頻率運行于10厘米距離內(nèi)，其傳輸速度有106Kbit/秒、212Kbit/秒或者424Kbit/秒三種，由非接觸式射頻識別(RFID)演變而來，在單一芯片上結合感應式讀卡器、感應式卡片和點對點的功能，能在短距離內(nèi)與兼容設備進行識別和數(shù)據(jù)交換。在ZigBee協(xié)議使用一個16位的個域網(wǎng)標志符(Personal Area Network ID，簡稱PAN ID)來標識一個網(wǎng)絡，即網(wǎng)絡標識符，是針對一個或多個應用的網(wǎng)絡，用于區(qū)分不同的ZigBee網(wǎng)絡，通過NFC模塊識別用戶信息(User Identification，簡稱UI D)，同時將ZgBee模塊的網(wǎng)絡標識符作為設備識別的參數(shù)，并對檢測設備自動組網(wǎng)，增強了檢測設備快速自動入網(wǎng)的便捷性，完成了檢測設備的識別和與網(wǎng)關的綁定，避免一旦檢測設備發(fā)生故障，需要更換時，不是專業(yè)的維修人員，很難使得設備在短時間內(nèi)恢復正常工作，給醫(yī)護人員和患者帶來了使用不便。

在本實施例中，NFC模塊包括設置于集成網(wǎng)關設備的NFC模塊Ⅰ和設置于檢測設備的NFC模塊Ⅱ，所述NFC模塊Ⅰ將用戶身份證明傳送至NFC模塊Ⅱ。ZigBee模塊包括ZigBee匯聚點和ZigBee終端節(jié)點，自定義配置ZigBee匯聚點的網(wǎng)絡標識符，并將網(wǎng)絡標識符發(fā)送至NFC模塊Ⅱ，NFC模塊Ⅱ將網(wǎng)絡標識符增加一個字節(jié)組成NFC模塊的用戶身份證明。使所述NFC模塊Ⅱ工作在讀卡模式，并通過與NFC模塊Ⅰ接觸，使NFC模塊Ⅱ讀取NFC模塊Ⅰ中的用戶身份證明，并獲取所述用戶身份證明中的網(wǎng)絡標識符信息。ZigBee終端節(jié)點設置于檢測設備，NFC模塊Ⅱ將獲取的網(wǎng)絡標識符信息傳送至設置于該感知設備的ZigBee終端節(jié)點，該感知設備的ZigBee終端節(jié)點將接收的網(wǎng)絡標識符作為新的網(wǎng)絡標識符，擁有相同網(wǎng)絡標識符的ZigBee終端節(jié)點和集成網(wǎng)關設備中的ZigBee匯聚點建立起ZigBee網(wǎng)絡。

下面列舉一個具體實施例做詳細說明：

以血液透析治療為例，在治療過程中，首先需要與患者生理體征檢測設備中ZigBee終端節(jié)點通信的ZigBee匯聚點，其次，在更換患者生理體征檢測設備時，需要傳遞ZigBee網(wǎng)絡PANI D，再次，需要依據(jù)Modbus TCP/IP通信協(xié)議棧與血液透析治療中心服務器進行數(shù)據(jù)交互的網(wǎng)關，本實施例集成網(wǎng)關設備包含網(wǎng)關模塊、ZigBee模塊和NFC模塊，網(wǎng)關模塊是ZigBee協(xié)議棧轉Modbus TCP/IP通信協(xié)議棧的網(wǎng)關，負責將數(shù)據(jù)處理之后以Modbus TCP/IP通信協(xié)議棧與血液透析治療中心服務器進行數(shù)據(jù)的交互，主要由微控制器和以太網(wǎng)模塊了構成。將集成網(wǎng)關設備中的ZigBee模塊作為ZigBee網(wǎng)絡中的匯聚點，快速地與ZigBee終端節(jié)點建立起ZigBee網(wǎng)絡，同時，負責接收來自終端節(jié)點發(fā)來的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)關模塊。集成網(wǎng)關中的NFC模塊處于模擬A型卡(ISO14443的A型標準)的工作模式，協(xié)同ZigBee模塊用于檢測設備發(fā)生故障時，傳輸ZigBee網(wǎng)絡組網(wǎng)的PANI D給檢測設備中的ZigBee模塊，完成集成網(wǎng)關設備與檢測設備的快速匹配，從而系統(tǒng)能快速恢復工作。

具體地，包括集成網(wǎng)關設備1、患者生理體征檢測設備2和血液透析機3，集成網(wǎng)關設備1也至少包括三個模塊：NFC模塊Ⅰ、ZigBee轉Modbus TCP/IP網(wǎng)關和ZigBee模塊Ⅰ，患者生理體征檢測設備2至少包括了NFC模塊Ⅱ、患者生理體征檢測模塊和ZigBee模塊Ⅱ，將ZigBee模塊Ⅰ作為ZigBee網(wǎng)絡中的匯聚點，ZigBee模塊Ⅱ作為ZigBee終端節(jié)點，集成網(wǎng)關設備1通過交換機與血液透析治療中心服務器相連，血液透析機3則通過另外的交換機與中心服務器連接。首先，患者生理體征檢測設備2中的NFC模塊識別患者身份信息，并將檢測設備編號和患者身份信息經(jīng)ZigBee網(wǎng)絡傳送給集成網(wǎng)關，再送達中心服務器，完成了檢測設備與患者身份之間的匹配。中心服務器中已有血液透析排班系統(tǒng)軟件，通過排班系統(tǒng)軟件完成血液透析機設備與患者身份的關聯(lián)，在中心服務器收到檢測設備號和患者身份信息之后，檢測設備—患者身份—血透機三者再進一步相互關聯(lián)。然后，患者生理體征檢測設備中的生理體征檢測模塊將采集透析治療過程中患者的生理特征(以血氧飽和度為例)，實時地將血氧飽和度數(shù)據(jù)傳送給檢測設備的ZigBee模塊，再由ZigBee網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)傳送給集成網(wǎng)關設備。最后，數(shù)據(jù)經(jīng)過集成網(wǎng)關設備中的微控制器芯片處理后，以Modbus TCP/IP通信協(xié)議發(fā)送給血液透析治療中心服務器。

本實施例中，當患者生理體征檢測設備發(fā)生故障需要更換時，醫(yī)護人員只需要將檢測設備的NFC與集成網(wǎng)關設備的NFC接觸，就能完成設備的更換。替代設備可啟用新設備，也可選用病房中暫未使用的其他檢測設備。首先，在集成網(wǎng)關中，自定義配置ZigBee匯聚點模塊的個域網(wǎng)標識符(PANI D)，將PANI D存放在發(fā)送給NFC的命令中，NFC收到命令后，取出PANI D，將該PANI D增加一個字節(jié)組成NFC的UI D。緊接著，在患者生理體征檢測設備中，工作在讀卡模式的NFC與集成網(wǎng)關中的NFC接觸，讀取集成網(wǎng)關NFC的UI D，取出包含在UI D中的ZigBee模塊PANI D，隨后，NFC將PANI D傳送給本機的ZigBee模塊，檢測設備的ZigBee模塊就會將本機的PANI D改作為新接收到的PANI D，最后，擁有相同PANI D的ZigBee終端節(jié)點和集成網(wǎng)關設備中的ZigBee匯聚點建立起ZigBee網(wǎng)絡。進而完成了ZigBee的自動入網(wǎng)和設備間的自動匹配。

在本實施例中，電源模塊4為集成網(wǎng)關設備1中的各個功能模塊進行供電，在各個功能模塊之間，NFC模塊5與ZigBee模塊6采用串行接口方式連接，數(shù)據(jù)以串口通信的方式進行傳輸，ZigBee模塊6發(fā)送命令給NFC模塊5，NFC模塊5接收命令并給于應答。ZigBee模塊6通過ZigBee網(wǎng)絡與患者生理體征檢測設備進行數(shù)據(jù)傳輸。微控制器7向下采用串行接口方式與ZigBee模塊6連接，接收ZigBee模塊6發(fā)來的血氧飽和度數(shù)值和患者身份信息數(shù)據(jù)，處理、解包打包數(shù)據(jù)，向上以RMI I接口方式連接以太網(wǎng)模塊8，發(fā)送處理之后的數(shù)據(jù)。以太網(wǎng)模塊8負責將數(shù)據(jù)經(jīng)Modbus TCP/IP通信協(xié)議棧發(fā)送給血液透析治療中心服務器。如圖3所示，在集成網(wǎng)關設備使用前，首先進行初始化，初始化的過程中將NFC模塊5設置為模擬A型卡，傳遞UI D，建立好ZigBee網(wǎng)絡之后，ZigBee模塊6接收上傳的數(shù)據(jù)，然后，發(fā)送數(shù)據(jù)到微控制器模塊7中，微控制器7將數(shù)據(jù)打包封裝成Modbus TCP/IP的數(shù)據(jù)幀格式，接收到血液透析治療中心服務器發(fā)來的數(shù)據(jù)請求就做出應答響應。在本實施例中，采用醫(yī)療行業(yè)中的血液透析系統(tǒng)網(wǎng)絡為例進行具體介紹，本領域技術人員應該可以知曉，本發(fā)明中的集成網(wǎng)關設備可以應用于多種通信場景，并不局限于血液透析系統(tǒng)，而是可以應用在各種涉及ZigBee網(wǎng)絡，完成ZigBee終端節(jié)點的自動入網(wǎng)、組網(wǎng)的場景中。

相應地，本發(fā)明還提供一種具有設備快速更換功能的集成網(wǎng)關設備組網(wǎng)方法，包括：

a.通過ZigBee匯聚點和ZigBee終端節(jié)點，建立ZigBee網(wǎng)絡，

b.通過NFC模塊將ZigBee模塊的網(wǎng)絡標識符作為設備識別的參數(shù)，并對檢測設備自動組網(wǎng)，接收ZigBee網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，

c.對接收的數(shù)據(jù)進行處理,并將處理后的數(shù)據(jù)傳輸至遠程服務器，與遠程服務器進行數(shù)據(jù)交互，完成設備識別和用戶身份識別。

步驟b還包括：

所述NFC模塊包括設置于集成網(wǎng)關設備的NFC模塊Ⅰ和設置于感知設備的NFC模塊Ⅱ，所述NFC模塊Ⅰ將用戶身份證明傳送至NFC模塊Ⅱ。

自定義配置ZigBee匯聚點的網(wǎng)絡標識符，并將網(wǎng)絡標識符發(fā)送至NFC模塊Ⅱ，NFC模塊Ⅱ將網(wǎng)絡標識符增加一個字節(jié)組成NFC模塊的用戶身份證明。使所述NFC模塊Ⅱ工作在讀卡模式，并通過與NFC模塊Ⅰ接觸，使NFC模塊Ⅱ讀取NFC模塊Ⅰ中的用戶身份證明，并獲取所述用戶身份證明中的網(wǎng)絡標識符信息。所述NFC模塊Ⅱ將獲取的網(wǎng)絡標識符信息傳送至設置于該檢測設備的ZigBee終端節(jié)點，該感知設備的ZigBee終端節(jié)點將接收的網(wǎng)絡標識符作為新的網(wǎng)絡標識符，通過擁有相同網(wǎng)絡標識符的ZigBee終端節(jié)點和集成網(wǎng)關設備中的ZigBee匯聚點建立起ZigBee網(wǎng)絡。完成了集成網(wǎng)關設備與檢測設備的快速匹配，從而系統(tǒng)能快速恢復工作。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。