通信方法、便携记录仪、胶囊内窥镜及胶囊内窥镜系统

摘要

本发明揭示了一种通信方法、便携记录仪、胶囊内窥镜及胶囊内窥镜系统，所述通信方法应用于所述便携记录仪，包括：在收到胶囊内窥镜的握手请求后，判断所述握手请求中携带的专属身份信息与录入的是否匹配；若是，向所述胶囊内窥镜下发包括有至少一个任务的工作指令，其中，若检测到当前工作频率的信号质量不在正常范围内，所述工作指令包括根据所述信号质量动态调整所述胶囊内窥镜的帧率和/或发送图像数据的包长的任务。与现有技术相比，本发明的胶囊内窥镜系统的通信方法中，便携记录仪和胶囊内窥镜通过握手请求进行身份匹配，在匹配成功后便携记录仪检测干扰并动态调整胶囊内窥镜的帧率和/或发送图像数据的包长，提高胶囊内窥镜的工作效率。

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种通信方法、便携记录仪、胶囊内窥镜及胶囊内窥镜系统。

背景技术

在消化道检查中，胶囊内窥镜在人体内拍摄消化道图像，并实时将图像传递给便携记录仪，胶囊内窥镜与便携记录仪之间的通信方式是无线技术，频段处于2.405GHz-2.485GHz之间的，简称为2.4G无线技术。另外，还有以868MHZ为中心的工作频段，以及以950MHZ为中心的工作频段等。其中，2.4GHz是工作在ISM频段的一个频段。ISM频段是工业、科学和医用频段。国际通用的公开无线频段，wifi、wapi、蓝牙等无线技术都基于这一频段。在通信过程中，由于环境中的其它设备的存在，如wifi设备，可能存在同频干扰或邻频干扰，这些都会对胶囊内窥镜与便携记录仪的通信质量产生影响。如果存在多个胶囊内窥镜同时在工作，还可能造成便携记录仪的误判。

另外，胶囊内窥镜采用的是电池供电，而人体的消化道很长，胶囊内窥镜为了对消化道进行完整的图像信息采集，必须连续拍摄10个小时以上，所述胶囊内窥镜如何能最大限度的利用有限电量拍摄尽可能多的图像，也是目前亟待解决的一个重要问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通信方法、便携记录仪、胶囊内窥镜及胶囊内窥镜系统。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种胶囊内窥镜系统的通信方法，所述胶囊内窥镜系统包括通过无线技术进行通信的胶囊内窥镜和便携记录仪，所述通信方法应用于所述便携记录仪，包括：

录入配对的胶囊内窥镜的专属身份信息；

在收到胶囊内窥镜的握手请求后，判断所述握手请求中携带的专属身份信息与录入的专属身份信息是否匹配；

若是，向所述胶囊内窥镜下发包括有至少一个任务的工作指令，其中，若检测到当前工作频率的信号质量不在正常范围内，所述工作指令包括根据所述信号质量动态调整所述胶囊内窥镜的帧率和/或发送图像数据的包长的任务。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述方法还包括：

在收到胶囊内窥镜的握手请求、且所述握手请求中携带的专属身份信息与录入的专属身份信息不匹配后，丢弃所述握手请求。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述“根据所述信号质量动态调整所述胶囊内窥镜的帧率和/或发送图像数据的包长”具体包括：

在所述信号质量低于正常工作范围的最低值后，通过减少所述胶囊内窥镜发送图像数据的包长来增强通信信号的抗干扰能力，和/或通过延长所述胶囊内窥镜下次的休眠时间来调整所述胶囊内窥镜的帧率；

在所述信号质量高于正常工作范围的最高值后，通过增加所述胶囊内窥镜发送图像数据的包长来提高无线发送速率，和/或通过缩短所述胶囊内窥镜下次的休眠时间来调整所述胶囊内窥镜的帧率。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述工作指令还包括有所述胶囊内窥镜的专属身份信息。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种胶囊内窥镜系统的通信方法，所述胶囊内窥镜系统包括通过无线技术进行通信的胶囊内窥镜和便携记录仪，所述通信方法应用于所述胶囊内窥镜，包括：

唤醒时间到来后，通过预设定的工作频率向其它设备广播携带有其专属身份信息的握手请求；

在收到对应便携记录仪回复的工作指令后，判断所述工作指令中携带的专属身份信息与其自身的专属身份信息是否匹配；

若是，执行所述工作指令中的任务，并将其结果返回给所述便携记录仪，其中，若所述指令中包括调整帧率和/或调整发送图像数据的包长的任务，则根据任务中携带的参数调整其帧率和/或调整发送图像数据的包长。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述方法还包括：

在收到所述便携记录仪回复的工作指令、且所述工作指令中携带的专属身份信息与其自身的专属身份信息不匹配后，丢弃所述工作指令，进入休眠，等待下一个唤醒时间到来后再发送握手请求。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述“根据任务中携带的参数调整其帧率”具体包括：

所述任务中携带的参数为胶囊内窥镜的休眠时间T，从所述任务中获取所述T后，设置自身的休眠时间为T。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种便携记录仪，包括第一存储器和第一处理器，所述第一存储器存储有可在所述第一处理器上运行的第一计算机可读程序，所述第一处理器执行所述第一计算机可读程序时实现上述应用于便携记录仪的所述胶囊内窥镜系统的通信方法中的步骤。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种胶囊内窥镜，包括第二存储器和第二处理器，所述第二存储器存储有可在所述第二处理器上运行的计算机程序，所述第二处理器执行所述第二计算机可读程序时实现上述运用于胶囊内窥镜的所述胶囊内窥镜系统的通信方法中的步骤。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种胶囊内窥镜系统，所述胶囊内窥镜系统包括通过无线技术进行通信的胶囊内窥镜和便携记录仪，其特征在于：

所述便携记录仪包括第一存储器和第一处理器，所述第一存储器存储有可在所述第一处理器上运行的第一计算机可读程序，所述第一处理器执行所述第一计算机可读程序时实现上述应用于便携记录仪的所述胶囊内窥镜系统的通信方法中的步骤；

所述胶囊内窥镜包括第二存储器和第二处理器，所述第二存储器存储有可在所述第二处理器上运行的计算机程序，所述第二处理器执行所述第二计算机可读程序时实现上述运用于胶囊内窥镜的所述胶囊内窥镜系统的通信方法中的步骤。

与现有技术相比，本发明的胶囊内窥镜系统的通信方法，便携记录仪和胶囊内窥镜通过握手请求进行身份匹配，只有匹配成功胶囊内窥镜才会进行图像传输，否则不会进行图像传输，从而减少误判或者信息丢失，也减少匹配失败后胶囊内窥镜的功耗；同时，便携记录仪还可以在匹配成功后检测干扰并动态调整胶囊内窥镜的帧率和/或发送图像数据的包长，从而提高胶囊内窥镜的工作效率。

附图说明

图1是胶囊内窥镜系统的结构示意图。

图2是胶囊内窥镜系统的通信流程图。

图3是本发明胶囊内窥镜系统的通信方法运用于便携记录仪的流程示意图。

图4是本发明胶囊内窥镜系统的通信方法运用于胶囊内窥镜的流程示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

图1为胶囊内窥镜系统的结构示意图，包括通过无线技术进行通信的胶囊内窥镜和便携记录仪，还包括计算机和定位胶囊内窥镜软件。其中，根据便携记录仪下发的指令，胶囊内窥镜实时采集消化道内的图像并使用2.4G无线通信发送给便携记录仪。然后便携记录仪将数据传输到计算机上的定位胶囊内窥镜软件中进行处理和显示。

其中，胶囊内窥镜与便携记录仪之间的通信是通过自定义的通信协议完成的。如图2所示，胶囊内窥镜在预设的频率和速率下发送握手请求信息，要与胶囊内窥镜通信的便携记录仪也会被预设定在相同的频率和速率下，处于接收模式。当便携记录仪收到握手请求后回复工作指令，让胶囊内窥镜进入工作状态，这个工作指令可以是读取胶囊内窥镜的信息、写入胶囊内窥镜的信息、命令胶囊内窥镜保存信息、配置图像模式并要求胶囊内窥镜输出一张图像等，胶囊内窥镜收到工作指令后执行工作指令，并回复工作指令的结果。

按上述流程，当仅有一个胶囊内窥镜与便携记录仪通信时是可以顺利工作的，但周围如果存在同频或者邻频设备(无论是便携记录仪还是胶囊内窥镜)在工作的情况下，便携记录仪可能接收到其它胶囊内窥镜的信息而造成便携记录仪的误判，或者胶囊内窥镜将信息发送给其它的便携记录仪而造成信息的丢失。

另外，胶囊内窥镜采用的是电池供电，而人体的消化道很长，胶囊内窥镜为了对消化道进行完整的图像信息采集，必须连续拍摄10个小时以上，所述胶囊内窥镜如何能最大限度的利用有限电量拍摄尽可能多的图像，也是目前亟待解决的一个重要问题。

为了解决上述问题，本发明提供了上述胶囊内窥镜系统的通信方法，所述方法中便携记录仪和胶囊内窥镜通过握手请求进行身份匹配，只有匹配成功胶囊内窥镜才会进行图像传输，否则不会进行图像传输，从而减少误判或者信息丢失，也减少匹配失败后胶囊内窥镜的功耗；同时，便携记录仪还可以在匹配成功后检测干扰并动态调整胶囊内窥镜的帧率和发送图像数据的包长，从而提高胶囊内窥镜的工作效率。

如图3所示，所述通信方法应用于所述便携记录仪，包括：

步骤S110：录入配对的胶囊内窥镜的专属身份信息。

每颗胶囊内窥镜中包含一个内置的EEPROM，所述EEPROM用于记录一些指定信息。本发明在每颗胶囊内窥镜的EEPROM中存储了一个专属身份信息，此信息是不重复的，不同的胶囊内窥镜存储的专属身份信息不同。而对于便携记录仪，在开始检查之前需要做病历录入，病历录入即上位机软件通过USB接口将检查类型信息、医生信息、患者信息、胶囊内窥镜的专属身份信息等信息写入到便携记录仪的过程。医生在拿到胶囊内窥镜后，其外包装盒上印有它的专属身份信息，医生会在做病历录入的时候将此胶囊内窥镜的专属身份信息录入到便携记录仪中。

需要说明的是，在病历录入时，便携记录仪还设置有容错机制，即若医生在录入时将对应的胶囊内窥镜的专属身份信息写入错误，导致便携记录仪开始工作后收到的专属身份信息与录入的专属身份信息不符，便携记录仪会将其中的专属身份信息传给上位机，由上位机会询问用户要不要与这个胶囊内窥镜建立连接并更新便携记录仪录入的专属身份信息。通过所述容错机制可以修正人工录入的错误信息。

步骤S120：在收到胶囊内窥镜的握手请求后，判断所述握手请求中携带的专属身份信息与录入的专属身份信息是否匹配。

胶囊内窥镜的握手请求中包括有其专属身份信息，判断此专属身份信息与录入在便携记录仪中的专属身份信息是否匹配。

需要说明的是，便携记录仪在收到握手请求后，会先进行CRC16校验，此CRC16校验为无线通信协议自带的校验，在CRC16校验码正确的情况下，才能保证接收到的信息是真实可信没有误码的，由于CRC16校验为现有技术，本文就不赘述。然后在CRC16校验通过后再进行专属身份信息匹配校验。

步骤S130：若是，向所述胶囊内窥镜下发包括有至少一个任务的工作指令，其中，若检测到当前工作频率的信号质量不在正常范围内，所述工作指令包括根据所述信号质量动态调整所述胶囊内窥镜的帧率和/或发送图像数据的包长的任务。

若专属身份信息匹配，则可以进行工作指令的封装，封装好工作指令就可以下发给胶囊内窥镜。其中，工作指令中包括有至少一个任务，比如要求胶囊内窥镜输出一张图像之类的，并且在封装的过程中，便携记录仪还会检测当前工作频率的信号质量是否在正常范围内。具体的，通过检测当前工作频率的信噪比来检测其信号质量。若检测到当前工作频率的信号质量不在正常范围内，则将调整胶囊内窥镜帧率和发送图像数据的包长的任务封装到工作指令中。

具体的，在信号质量低于正常范围时，通过减少胶囊内窥镜发送图像数据的包长，从而增强通信信号的抗干扰能力。在信号质量高于正常范围时，通过增加胶囊内窥镜发送图像数据的包长来提高无线发送速率，这样即可以提高帧率也可以节省功耗(一个无线包所发送的有效信息量越大，吞吐率越高)。另外，通过调整胶囊内窥镜帧率也可以相应的提高提高胶囊内窥镜的工作，具体的，由于胶囊内窥镜的每个周期的工作时间和休眠时间决定帧率，而工作时间相对比较稳定，所以主要靠调整休眠时间来调整帧率，所述休眠时间是指上个周期工作结束时间与下个周期工作开始时间的时间间隔。

需要说明的是，可以同时实施调整胶囊内窥镜的帧率和调整胶囊内窥镜发送图像数据的包长这两个方案，也可以单独只实施其中一个方案。

因此，在一个具体的实施方式中，所述“根据所述信号质量动态调整所述胶囊内窥镜的帧率和/或发送图像数据的包长”具体包括：

在所述信号质量低于正常工作范围的最低值后，通过减少所述胶囊内窥镜发送图像数据的包长来增强信号的抗干扰能力，和/或通过延长所述胶囊内窥镜下次的休眠时间来调整所述胶囊内窥镜的帧率；在所述信号质量高于正常工作范围的最高值后，通过增加所述胶囊内窥镜发送图像数据的包长来提高无线发送速率，和/或通过缩短所述胶囊内窥镜下次的休眠时间来调整所述胶囊内窥镜的帧率。

在所述信号质量低于正常工作范围的最低值时，说明此时信号质量比较差，通过减少所述胶囊内窥镜发送图像数据的包长来增强信号的抗干扰能力，并且通过延长休眠时间，来避开这段时间的干扰。另外，当此时的干扰是因为处于同频的其它同类设备时，通过延长休眠时间，可以错开其它设备的通信时间，从而达到提高胶囊内窥镜工作效率的目的。

如果检测到当前的信号质量高于正常工作范围的最高值，通过增加所述胶囊内窥镜发送图像数据的包长来提高无线发送速率，另外可以通过缩短休眠时间来调整胶囊内窥镜的帧率。

进一步的，所述工作指令还包括有所述胶囊内窥镜的专属身份信息。在胶囊内窥镜接收到便携记录仪回复的工作指令后，会先进行专属身份信息的匹配校验，只有检验通过，才会执行所述工作指令中的任务，并返回执行结果。

在一个优选的实施方式中，所述方法还包括：

在收到胶囊内窥镜的握手请求、且所述握手请求中携带的专属身份信息与录入的专属身份信息不匹配后，丢弃所述握手请求。

在一个具体实施方式中，便携记录仪录入对应的胶囊内窥镜的专属身份信息，配置与胶囊内窥镜同样的工作频率。在胶囊内窥镜发送握手请求后，便携记录仪校验所述握手请求携带的专属身份信息是否与录入的专属身份信息匹配。若匹配，则下发至少包括一个任务的工作指令，并且如果检测到当前工作频率的信号质量不在正常范围内时，所述工作指令还包括调整胶囊内窥镜帧率和发送图像数据的包长的任务。若不匹配，则丢弃所述握手请求，等待下一次的握手请求。

本发明还提供一种便携记录仪，其包括第一存储器和第一处理器，所述第一存储器存储有可在所述第一处理器上运行的第一计算机可读程序，所述第一处理器执行所述第一计算机可读程序时实现上述运用于便携记录仪的所述胶囊内窥镜系统的通信方法中的步骤。

如图4所示，本发明还提供了上述胶囊内窥镜系统的通信方法，所述通信方法应用于所述胶囊内窥镜，包括：

步骤S210：唤醒时间到来后，通过预设定的工作频率向其它设备广播携带有其专属身份信息的握手请求。

胶囊内窥镜是周期进行工作的，每个周期包括工作时间和休眠时间，工作结束后即进入休眠，休眠结束即被唤醒。当胶囊内窥镜唤醒时间到来后，通过预设定的工作频率向其它设备广播握手请求。对应的便携记录仪也被设置在同样的工作频率下，所以对应的便携记录仪也能够收到所述握手请求，在与握手请求中的专属身份信息匹配成功后，会向胶囊内窥镜下发工作指令，具体可以参考前文。

步骤S220：在收到对应便携记录仪回复的工作指令后，判断所述工作指令中携带的专属身份信息与其自身的专属身份信息是否匹配。

胶囊内窥镜也需要对工作指令进行身份匹配的校验。

步骤S230：若是，执行所述工作指令中的任务，并将其结果返回给所述便携记录仪，其中，若所述指令中包括调整帧率和/或调整发送图像数据的包长的任务，则根据任务中携带的参数调整其帧率和/或调整发送图像数据的包长。

若身份匹配校验通过，则解析工作指令中的任务并执行任务，最后将结果返回给便携记录仪。其中，如果工作指令中包括调整帧率的任务，则根据任务中携带的参数调整其帧率。具体的，所述任务中携带的参数为胶囊内窥镜的休眠时间T，从所述任务中获取所述T后，设置自身的休眠时间为T。

若所述工作指令中包括调整图像数据的包长的任务，则根据任务中携带的包长数据调整发送图像数据的包长。在信号质量低于正常范围时，通过减少胶囊内窥镜发送图像数据的包长，从而增强通信信号的抗干扰能力。在信号质量高于正常范围时，通过增加胶囊内窥镜发送图像数据的包长来提高无线发送速率，这样即可以提高帧率也可以节省功耗(一个无线包所发送的有效信息量越大，吞吐率越高)。

需要说明的是，所述工作指令中可能同时包含调整帧率和调整发送图像数据的包长的任务，也可能只包括其中一个任务。

为了尽量减少胶囊内窥镜的功耗(功耗的减少意味着可以拍摄更多有效图片)，在一个优选的实施方式中，所述方法还包括：

在收到所述便携记录仪回复的工作指令、且所述工作指令中携带的专属身份信息与其自身的专属身份信息不匹配后，丢弃所述工作指令，进入休眠，等待下一个唤醒时间到来后再发送握手请求。

现有技术中，胶囊内窥镜收到回复的工作指令后，并不会对工作指令进行身份匹配的校验，只会进行通信协议自带的CRC16校验，只要CRC16校验通过就会执行工作指令中的任务并回复任务的结果。本发明在身份匹配失败后，直接丢弃所述工作指令，可以减少误判或者信息丢失，还可以大大节省胶囊内窥镜的功耗。并且身份匹配失败后，会进行休眠模式，避开这段时间的干扰，待下一个唤醒时间到来后再发送握手请求。

在一个具体的实施方式中，胶囊内窥镜在唤醒时间到来后，发送携带有专属身份信息的握手请求。在收到工作指令后，先检查工作指令中携带的专属身份信息是否与自身的专属身份信息匹配，若匹配，则执行工作指令中的任务，若不匹配，则丢弃所述工作指令，并进入休眠模式，等待下一个唤醒时间的到来。

本发明还提供一种胶囊内窥镜，其包括第二存储器和第二处理器，所述第二存储器存储有可在所述第二处理器上运行的计算机程序，所述第二处理器执行所述第二计算机可读程序时实现上述运用于胶囊内窥镜上的所述胶囊内窥镜系统的通信方法中的步骤。

本发明还提供一种胶囊内窥镜系统，所述胶囊内窥镜系统包括通过无线技术进行通信的胶囊内窥镜和便携记录仪，其中：

所述便携记录仪包括第一存储器和第一处理器，所述第一存储器存储有可在所述第一处理器上运行的第一计算机可读程序，所述第一处理器执行所述第一计算机可读程序时实现上述运用于便携记录仪的所述胶囊内窥镜系统的通信方法中的步骤；

所述胶囊内窥镜包括第二存储器和第二处理器，所述第二存储器存储有可在所述第二处理器上运行的计算机程序，所述第二处理器执行所述第二计算机可读程序时实现上述运用于胶囊内窥镜上的所述胶囊内窥镜系统的通信方法中的步骤。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。