專利名稱：中繼模塊結(jié)合上位機實現(xiàn)精密計時方法、系統(tǒng)及中繼模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到上位機的精密計時技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種中繼模塊結(jié)合上位機實現(xiàn)精密計時方法、系統(tǒng)及中繼模塊。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中基于節(jié)律反饋的感知與運動功能障礙評估系統(tǒng)，需要精確計量被測試者節(jié)律運動的周期，即上位機輸出一個頻率固定的引導(dǎo)信號，受試者根據(jù)引導(dǎo)信號做出動作反饋，反饋信號與引導(dǎo)信號的時間差跟感知與運動功能密切相關(guān)。由于Windows等操作系統(tǒng)平臺并非實時操作系統(tǒng)，其收到傳感器上傳的周期計時標(biāo)識時，并不能進(jìn)行精確計時，且其產(chǎn)生的引導(dǎo)信號序列的時間精度也無保障；雖然在傳感器端增加計時器較為簡單，但在無線射頻通訊模式下處理復(fù)雜的序列和穩(wěn)定傳送大量的數(shù)據(jù)十分困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的為提供一種中繼模塊結(jié)合上位機實現(xiàn)精密計時方法，可實現(xiàn)簡單、便利、低成本的精密計時。本發(fā)明提出一種中繼模塊結(jié)合上位機實現(xiàn)精密計時方法，所述中繼模塊具有精密計時功能，其將在每秒中均勻產(chǎn)生若干個時間標(biāo)識并發(fā)送至上位機，所述方法包括:中繼模塊接收傳感器發(fā)送的動作反饋信號，記錄所述動作反饋信號的時間；根據(jù)所述動作反饋信號時間計算所述動作反饋信號時間與每秒中最后一個時間標(biāo)識的時間差，并將所述時間差上傳至上位機，提供精準(zhǔn)的時間數(shù)據(jù)給上位機。優(yōu)選地，所述時間差的計算是通過公式:時間差=1000-1000*n/m_t ;所述時間差的單位為毫秒，m為每秒產(chǎn)生時間標(biāo)識的個數(shù)，η為在接收到動作反饋信號的當(dāng)前秒內(nèi)已產(chǎn)生的時間標(biāo)識個數(shù)，t為接收到動作反饋信號的時間，O ( t〈1000/m。優(yōu)選地，所述中繼模塊發(fā)送若干個時間標(biāo)識之后，上位機將發(fā)送出引導(dǎo)信號。本發(fā)明還提出一種中繼模塊，具有精密計時功能，其將在每秒中均勻產(chǎn)生若干個時間標(biāo)識并發(fā)送至上位機，其包括:接收記錄單元，用于接收傳感器發(fā)送的動作反饋信號，記錄所述動作反饋信號的時間；計算提供單元，用于根據(jù)所述動作反饋信號時間計算所述動作反饋信號時間與每秒中最后一個時間標(biāo)識的時間差，并將所述時間差上傳至上位機，提供精準(zhǔn)的時間數(shù)據(jù)給上位機。優(yōu)選地，所述時間差的計算是通過公式:時間差=1000-1000*n/m-t ;所述時間差的單位為毫秒，m為每秒產(chǎn)生時間標(biāo)識的個數(shù)，η為在接收到動作反饋信號的當(dāng)前秒內(nèi)已產(chǎn)生的時間標(biāo)識個數(shù)，t為接收到動作反饋信號的時間，O ( t〈1000/m。優(yōu)選地，所述中繼模塊發(fā)送若干個時間標(biāo)識之后，上位機將發(fā)送出弓丨導(dǎo)信號。本發(fā)明還提出一種中繼模塊結(jié)合上位機實現(xiàn)精密計時系統(tǒng)，包括中繼模塊以及上位機；所述中繼模塊具有精密計時功能，其將在每秒中均勻產(chǎn)生若干個時間標(biāo)識并發(fā)送至上位機，其包括:接收記錄單元，用于接收傳感器發(fā)送的動作反饋信號，記錄所述動作反饋信號的時間；計算提供單元，用于根據(jù)所述動作反饋信號時間計算所述動作反饋信號時間與每秒中最后一個時間標(biāo)識的時間差，并將所述時間差上傳至上位機，提供精準(zhǔn)的時間數(shù)據(jù)給上位機；所述上位機每接收若干個中繼模塊發(fā)送的時間標(biāo)識后，將發(fā)送出一次引導(dǎo)信號。優(yōu)選地，所述時間差的計算是通過公式:時間差=1000-1000*n/m_t ;所述時間差的單位為毫秒，m為每秒產(chǎn)生時間標(biāo)識的個數(shù)，η為在接收到動作反饋信號的當(dāng)前秒內(nèi)已產(chǎn)生的時間標(biāo)識個數(shù)，t為接收到動作反饋信號的時間，O ( t〈1000/m。本發(fā)明既保證了射頻通訊的穩(wěn)定性，也可使上位機根據(jù)為受試者提供精密的引導(dǎo)信號和動作反饋信號時間，使得評估結(jié)果更準(zhǔn)確；同時，利用該中繼模塊本身必需的硬件，只添加和改變少許功能就大大提高了上位機系統(tǒng)平臺的計時精度，使得計時更簡便并降低了成本。


圖1是本發(fā)明中繼模塊結(jié)合上位機實現(xiàn)精密計時方法一實施例中的步驟流程示意圖；圖2是本發(fā)明中繼模塊一實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明中繼模塊結(jié)合上位機實現(xiàn)精密計時系統(tǒng)一實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。
具體實施例方式應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。參照圖1，提出本發(fā)明一種中繼模塊結(jié)合上位機實現(xiàn)精密計時方法的一實施例。該中繼模塊可具有精密計時功能，其將在每秒中均勻產(chǎn)生若干個時間標(biāo)識并發(fā)送至上位機，該方法可包括:步驟S11、中繼模塊接收傳感器發(fā)送的動作反饋信號，記錄該動作反饋信號的時間；步驟S12、根據(jù)該動作反饋信號時間計算該動作反饋信號時間與每秒中最后一個時間標(biāo)識的時間差，并將該時間差上傳至上位機，提供精準(zhǔn)的時間數(shù)據(jù)給上位機。本實施例中的中繼模塊可為(nRF)射頻通訊中繼，通常該射頻通訊中繼可包括一個射頻收發(fā)單元和一個微控器(MCU) ,MCU負(fù)責(zé)控制射頻收發(fā)單元進(jìn)行信號的收發(fā)。上述上位機可為個人電腦(PC)等設(shè)備，由于PC —般不自帶射頻通訊模塊，因此需要占用或生成一個串口并通過該串口(比如USB接口)接入射頻通訊中繼，以實現(xiàn)PC到傳感器的無線通訊。該射頻通訊中繼是一個微型的嵌入式系統(tǒng)，具有精密的計時功能，其以一定的頻度上傳時間標(biāo)識至上位機。假如中繼模塊每秒產(chǎn)生8個時間標(biāo)識，即每個時間標(biāo)識間隔為125ms。而上位機每接收到若干個時間標(biāo)識，即可計時為若干個125ms，因此該上位機可以根據(jù)時間標(biāo)識個數(shù)進(jìn)行計時，比如接收8個時間標(biāo)識發(fā)送一個引導(dǎo)信號(比如聲音信號等)，即為I秒發(fā)送一個引導(dǎo)信號，實現(xiàn)上位機中弓I導(dǎo)信號序列的精準(zhǔn)輸出。在運動功能障礙評估中，上位機可按周期產(chǎn)生有規(guī)律性的引導(dǎo)信號(比如聲音信號等)，生命體熟悉該聲音信號的規(guī)律后，其可判斷該聲音信號會在某一時刻響起，并根據(jù)其判斷的聲音信號響起時刻產(chǎn)生動作反饋，比如敲擊傳感器等。該傳感器感應(yīng)到敲擊后生成動作反饋信號發(fā)送給中繼模塊，通過中繼模塊反饋給上位機。生命體通過跟隨該聲音信號規(guī)律，爭取做到敲擊傳感器與聲音信號響起同時發(fā)生。如果該生命體敲擊傳感器時刻與聲音信號響起時刻之間存在差異，即可根據(jù)該差異進(jìn)行運動功能障礙的評估。上述動作反饋信號接收的動作反饋信號時間是運動功能障礙評估中的重要參數(shù)，可直接影響到評估的結(jié)果，因此計時的準(zhǔn)確性尤為重要。由于上位機中難以準(zhǔn)確計時，本實施例中中繼模塊具有精密計時功能，因此可通過中繼模塊實現(xiàn)計時并傳送給上位機。假設(shè)上位機的聲音引導(dǎo)信號發(fā)送周期是I秒(即8個時間標(biāo)識)，當(dāng)上位機接收中繼模塊產(chǎn)生并發(fā)送的4個時間標(biāo)識(即半個周期)后，該上位機發(fā)出一個聲音引導(dǎo)信號，在再接收4個時間標(biāo)識后該周期結(jié)束。然后開始第二個周期，同樣是等待半個周期后發(fā)出聲音引導(dǎo)信號，如此循環(huán)。假設(shè)在上位機發(fā)送聲音引導(dǎo)信號后的第η個時間標(biāo)識后面，中繼模塊收到傳感器的動作反饋信號的時間為t (O ( t〈125ms)，那么可以計算到受試者動作反饋信號的時間與上位機設(shè)定的發(fā)送聲音引導(dǎo)信號的時間差值為(1000-1000*n/8_t) ms,即為(1000-125*n-t)ms。上述上位機記錄接收的時間標(biāo)識及時間差并統(tǒng)計，用于運動功能障礙的評估。上述中繼模塊結(jié)合上位機實現(xiàn)精密計時方法，既保證了射頻通訊的穩(wěn)定性，也可使上位機根據(jù)為受試者提供精密的引導(dǎo)信號和動作反饋信號時間，使得評估結(jié)果更準(zhǔn)確；同時，利用該中繼模塊本身必需的硬件，只添加和改變少許功能就大大提高了上位機系統(tǒng)平臺的計時精度，使得計時更簡便并降低了成本。參照圖2，提出本發(fā)明一種中繼模塊20的一實施例。該中繼模塊20可具有精密計時功能，其將在每秒中均勻產(chǎn)生若干個時間標(biāo)識并發(fā)送至上位機，該中繼模塊20可包括:接收記錄單元21以及計算提供單元22 ;該接收記錄單元21，用于接收傳感器發(fā)送的動作反饋信號，記錄該動作反饋信號的時間；該計算提供單元22，用于根據(jù)該動作反饋信號時間計算該動作反饋信號時間與每秒中最后一個時間標(biāo)識的時間差，并將該時間差上傳至上位機，提供精準(zhǔn)的時間數(shù)據(jù)給上位機。本實施例中的中繼模塊20可為(nRF)射頻通訊中繼，通常該射頻通訊中繼可包括一個射頻收發(fā)單元和一個微控器(MCU) ,MCU負(fù)責(zé)控制射頻收發(fā)單元進(jìn)行信號的收發(fā)。上述上位機可為個人電腦(PC)等設(shè)備，由于PC —般不自帶射頻通訊模塊，因此需要占用或生成一個串口并通過該串口(比如USB接口)接入射頻通訊中繼，以實現(xiàn)PC到傳感器的無線通訊。該射頻通訊中繼是一個微型的嵌入式系統(tǒng)，具有精密的計時功能，其以一定的頻度上傳時間標(biāo)識至上位機。假如中繼模塊20每秒產(chǎn)生8個時間標(biāo)識，即每個時間標(biāo)識間隔為125ms。而上位機每接收到若干個時間標(biāo)識，即可計時為若干個125ms，因此該上位機可以根據(jù)時間標(biāo)識個數(shù)進(jìn)行計時，比如接收8個時間標(biāo)識發(fā)送一個引導(dǎo)信號(比如聲音信號等)，即為I秒發(fā)送一個弓I導(dǎo)信號，實現(xiàn)上位機中弓I導(dǎo)信號序列的精準(zhǔn)輸出。在運動功能障礙評估中，上位機可按周期產(chǎn)生有規(guī)律性的引導(dǎo)信號(比如聲音信號等)，生命體熟悉該聲音信號的規(guī)律后，其可判斷該聲音信號會在某一時刻響起，并根據(jù)其判斷的聲音信號響起時刻產(chǎn)生動作反饋，比如敲擊傳感器等。該傳感器感應(yīng)到敲擊后生成動作反饋信號發(fā)送給中繼模塊，通過中繼模塊反饋給上位機。生命體通過跟隨該聲音信號規(guī)律，爭取做到敲擊傳感器與聲音信號響起同時發(fā)生。如果該生命體敲擊傳感器時刻與聲音信號響起時刻之間存在差異，即可根據(jù)該差異進(jìn)行運動功能障礙的評估。上述動作反饋信號接收的動作反饋信號時間是運動功能障礙評估中的重要參數(shù)，可直接影響到評估的結(jié)果，因此計時的準(zhǔn)確性尤為重要。由于上位機中難以準(zhǔn)確計時，本實施例中中繼模塊20具有精密計時功能，因此可通過中繼模塊20實現(xiàn)計時并傳送給上位機。假設(shè)上位機的聲音引導(dǎo)信號發(fā)送周期是I秒(即8個時間標(biāo)識)，當(dāng)上位機接收中繼模塊產(chǎn)生并發(fā)送的4個時間標(biāo)識(即半個周期)后，該上位機發(fā)出一個聲音引導(dǎo)信號，在再接收4個時間標(biāo)識后該周期結(jié)束。然后開始第二個周期，同樣是等待半個周期后發(fā)出聲音引導(dǎo)信號，如此循環(huán)。假設(shè)在上位機發(fā)送聲音引導(dǎo)信號后的第η個時間標(biāo)識后面，中繼模塊20收到傳感器的動作反饋信號的時間為t (O ( t〈125ms)，那么可以計算到受試者動作反饋信號的時間與上位機設(shè)定的發(fā)送聲音引導(dǎo)信號的時間差值為(1000-1000*n/8-t)ms，gp為(1000-125*n-t)ms。上述上位機記錄接收的時間標(biāo)識及時間差并統(tǒng)計，用于運動功能障礙的評估。上述中繼模塊20，既保證了射頻通訊的穩(wěn)定性，也可使上位機根據(jù)為受試者提供精密的引導(dǎo)信號和動作反饋信號時間，使得評估結(jié)果更準(zhǔn)確；同時，利用該中繼模塊20本身必需的硬件，只添加和改變少許功能就大大提高了上位機系統(tǒng)平臺的計時精度，使得計時更簡便并降低了成本。參照圖3，提出本發(fā)明一種中繼模塊20結(jié)合上位機實現(xiàn)精密計時系統(tǒng)的一實施例。該系統(tǒng)可包括中繼模塊20以及上位機40 ;該中繼模塊20具有精密計時功能，其將在每秒中均勻產(chǎn)生若干個時間標(biāo)識并發(fā)送至上位機40，該中繼模塊20可包括:接收記錄單元21以及計算提供單元22 ;該接收記錄單元21，用于接收傳感器30發(fā)送的動作反饋信號，記錄該動作反饋信號的時間；該計算提供單元22，用于根據(jù)該動作反饋信號時間計算該動作反饋信號時間與每秒中最后一個時間標(biāo)識的時間差，并將該時間差上傳至上位機40，提供精準(zhǔn)的時間數(shù)據(jù)給上位機40 ;該上位機40每接收若干個中繼模塊20發(fā)送的時間標(biāo)識后，將發(fā)送出一次引導(dǎo)信號。上述時間差的計算是通過公式:時間差=1000-1000*n/m_t ;該時間差的單位為毫秒，m為每秒產(chǎn)生時間標(biāo)識的個數(shù)，η為在接收到動作反饋信號的當(dāng)前秒內(nèi)已產(chǎn)生的時間標(biāo)識個數(shù)，t為接收到動作反饋信號的時間，O ( t〈1000/m。上述中繼模塊20以及上位機40可如上述實施例中所述。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種中繼模塊結(jié)合上位機實現(xiàn)精密計時方法，其特征在于，所述中繼模塊具有精密計時功能，其將在每秒中均勻產(chǎn)生若干個時間標(biāo)識并發(fā)送至上位機，所述方法包括: 中繼模塊接收傳感器發(fā)送的動作反饋信號，記錄所述動作反饋信號的時間； 根據(jù)所述動作反饋信號時間計算所述動作反饋信號時間與每秒中最后一個時間標(biāo)識的時間差，并將所述時間差上傳至上位機，提供精準(zhǔn)的時間數(shù)據(jù)給上位機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼模塊結(jié)合上位機實現(xiàn)精密計時方法，其特征在于，所述時間差的計算是通過公式:時間差=1000-1000*n/m-t ;所述時間差的單位為毫秒為每秒產(chǎn)生時間標(biāo)識的個數(shù)，η為在接收到動作反饋信號的當(dāng)前秒內(nèi)已產(chǎn)生的時間標(biāo)識個數(shù)，t為接收到動作反饋信號的時間，O ( t〈1000/m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的中繼模塊結(jié)合上位機實現(xiàn)精密計時方法，其特征在于，所述中繼模塊發(fā)送若干個時間標(biāo)識之后，上位機將發(fā)送出引導(dǎo)信號。
4.一種中繼模塊，其特征在于，具有精密計時功能，其將在每秒中均勻產(chǎn)生若干個時間標(biāo)識并發(fā)送至上位機，其包括: 接收記錄單元，用于接收傳感器發(fā)送的動作反饋信號，記錄所述動作反饋信號的時間； 計算提供單元，用于根據(jù)所述動作反饋信號時間計算所述動作反饋信號時間與每秒中最后一個時間標(biāo)識的時間差，并將所述時間差上傳至上位機，提供精準(zhǔn)的時間數(shù)據(jù)給上位機。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的中繼模塊，其特征在于，所述時間差的計算是通過公式:時間差=1000-1000*n/m-t ;所述時間差的單位為毫秒，m為每秒產(chǎn)生時間標(biāo)識的個數(shù)，η為在接收到動作反饋信號的當(dāng)前秒內(nèi)已產(chǎn)生的時間標(biāo)識個數(shù)，t為接收到動作反饋信號的時間，O ( t〈1000/m。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的中繼模塊，其特征在于，所述中繼模塊發(fā)送若干個時間標(biāo)識之后，上位機將發(fā)送出弓I導(dǎo)信號。
7.—種中繼模塊結(jié)合上位機實現(xiàn)精密計時系統(tǒng)，其特征在于，包括中繼模塊以及上位機；所述中繼模塊具有精密計時功能，其將在每秒中均勻產(chǎn)生若干個時間標(biāo)識并發(fā)送至上位機，其包括: 接收記錄單元，用于接收傳感器發(fā)送的動作反饋信號，記錄所述動作反饋信號的時間； 計算提供單元，用于根據(jù)所述動作反饋信號時間計算所述動作反饋信號時間與每秒中最后一個時間標(biāo)識的時間差，并將所述時間差上傳至上位機，提供精準(zhǔn)的時間數(shù)據(jù)給上位機； 所述上位機每接收若干個中繼模塊發(fā)送的時間標(biāo)識后，將發(fā)送出一次引導(dǎo)信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的中繼模塊結(jié)合上位機實現(xiàn)精密計時系統(tǒng)，其特征在于，所述時間差的計算是通過公式:時間差=1000-1000*n/m-t ;所述時間差的單位為毫秒為每秒產(chǎn)生時間標(biāo)識的個數(shù)，η為在接收到動作反饋信號的當(dāng)前秒內(nèi)已產(chǎn)生的時間標(biāo)識個數(shù)，t為接收到動作反饋信號的時間，O ( t〈1000/m。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種中繼模塊結(jié)合上位機實現(xiàn)精密計時方法、系統(tǒng)及中繼模塊。該中繼模塊具有精密計時功能，其將在每秒中均勻產(chǎn)生若干個時間標(biāo)識并發(fā)送至上位機，所述方法包括中繼模塊接收傳感器發(fā)送的動作反饋信號，記錄所述動作反饋信號的時間；根據(jù)所述動作反饋信號時間計算所述動作反饋信號時間與每秒中最后一個時間標(biāo)識的時間差，并將所述時間差上傳至上位機，提供精準(zhǔn)的時間數(shù)據(jù)給上位機。本發(fā)明既保證了射頻通訊的穩(wěn)定性，也可使上位機根據(jù)為受試者提供精密的引導(dǎo)信號和動作反饋信號時間，使得評估結(jié)果更準(zhǔn)確；同時，利用該中繼模塊本身必需的硬件，只添加和改變少許功能就大大提高了上位機系統(tǒng)平臺的計時精度，使得計時更簡便并降低了成本。
文檔編號H04B1/38GK103138791SQ201310028130
公開日2013年6月5日 申請日期2013年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月24日
發(fā)明者楊松, 馮曉明 申請人:廣州乾華生物科技有限公司