[发明专利]一种用于康复设备的大批量数据交换方法及装置

说明书

本发明公开了一种用于在医院康复医学科使用的康复医疗器械的大批量、低延时数据交换的方法及装置，涉及数据通信技术领域。该装置包括康复装备接口模块、数据生产模块、异步变频调度模块、数据整流模块以及用户反馈模块。数据整流模块能够实现数据分流、瞬时大量数据缓冲、数据包归类、数据队列纠序、数据超载检测、数据过载检测以及数据过载维稳功能。该装置与康复设备相连接后，使康复设备能持续接收并稳定处理收到的大批量数据，以解决康复设备无法瞬时并发执行大批量指令的问题。

技术领域

本发明涉及数据通信技术领域，尤其涉及一种用于康复设备的大批量数据交换方法及装置。

背景技术

康复医学中需要临床人员对患者施加保护性作用力，由此实现托举、保护、抗阻、引导等辅助训练的效果。但培养出一个专业康复人员的成本高昂，未来趋势是利用康复机器人来提供康复训练所需的肢体力量。此外，康复机器人会配合多种康复设备同时使用，必须要有一种合适的机制来调度各个康复设备，以此才能完成较好的康复训练。由于机器人行业的飞速发展，康复机器人采集到的数据种类越来越多，数据量越来越大。所以，提升康复机器人处理大吞吐量数据的能力是非常重要的。

然而，康复机器人在执行大数据量吞吐的力控操控时，力控参数变化幅度大、写入频率快、写入参数数量多等情况，会对康复机器人造成迟滞、抖动、失稳等现象，严重时还可能让力学部件(如电机)超限运行，造成安全隐患。因此，康复机器人进行大数据量吞吐的力控时必须对数据进行流控处理，也就是避免高频大数据量积压导致康复机器人“不听话、不柔顺、不安全”的恶劣操作体验。

目前，在不同设备间进行数据交换的方式有以下几种：

1.轮询阻塞。设置一个固定频率的定时器，以产生数据速度最快设备的2倍频率进行轮询。中央控制模块使用同步方式，获得全部的设备数据再计算并执行，保证了机器人的柔顺性。但计算并处理数据的逻辑需要等待频率最慢的设备，如果数据队列产生阻塞，会导致康复机器人出现迟滞、抖动等现象。

2.轮询非阻塞。设置一个固定频率的定时器，以产生数据速度最快设备的2倍频率进行轮询。不同于第一种方式，中央控制模块采用非阻塞方式，可支持不同频率的设备，故不需要等待频率最低的设备响应，拥有平均吞吐量正常，瞬时吞吐量小的特点。但也因随读随写，不等待低频率设备的特性，会导致高频率设备的数据丢失。

3.中断阻塞。使用异步技术收发数据包，没有随读随写导致高频率设备数据丢失的问题。但异步所使用的单线程技术，无法处理复杂的逻辑计算，故此方案的数据吞吐量较低。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种用于康复设备的大批量数据交换方法及装置，以便使康复设备能接收并处理收到的大批量数据，防止发生网络堵塞，减轻瞬时大量数据对康复设备造成的冲击。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题包括：

(1)解决瞬时写入大批量数据导致的数据乱序问题

(2)解决生产端瞬时产生的大批量数据无法及时发出的问题

(3)解决消费端瞬时接收大批量数据导致的网络堵塞的问题

(4)解决消费端瞬时接收大批量数据导致的系统过载问题

(5)解决消费端瞬时接收大批量数据造成计算机资源耗尽的问题

(6)解决消费端瞬时大批量数据的逻辑计算导致的康复机器人不柔顺问题

(7)如何示意操作人员当前承载量与最大承载量的关系

(8)如何在出现系统超载或过载时对操作人员进行提醒

为实现上述目的，本发明提供了一种大批量数据交换方法，包括以下步骤：