一种电休克双冗余主机安全控制方法与流程

1.本发明属于输出信号控制技术领域，具体涉及一种电休克双冗余主机安全控制方法的设计。


背景技术：

2.电休克刺激仪是用于治疗狂躁型精神病患者的仪器，其原理是使用电流刺激脑部，使病人清醒镇定。目前传统的电休克刺激仪的采用单机模式控制，如果在输出过程中存在硬件损坏或者软件宕机，则输出将会变得不再受控。由于人体在静息状态下，脑电的幅值一般不大于200μv，而电休克刺激仪在治疗过程中，输出的电压最高可到450v左右，同时电休克刺激仪的放电位置处于人的大脑附近，电流通过颅骨直接进入到大脑内部，因此如果在输出时出现故障，输出不受控将会对患者造成不可逆转的伤害。针对现有电休克刺激仪存在的上述风险，急需一种新的控制方式来实现安全输出，保护患者不受伤害。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决现有电休克刺激仪的单机模式控制方法容易出现输出不受控，进而对患者造成伤害的问题，提出了一种电休克双冗余主机安全控制方法。
4.本发明的技术方案为：一种电休克双冗余主机安全控制方法，包括以下步骤：
5.s1、通过第一主机和第二主机构建控制电休克刺激仪的双冗余主机，并同时接收输入信号数据。
6.s2、判断第一主机和第二主机接收的数据是否一致，若是则进入步骤s3，否则控制双冗余主机进入输出关闭状态，结束控制流程。
7.s3、将第一主机/第二主机的io引脚置高，同时检测第二主机/第一主机的io引脚是否为高，若是则进入步骤s4，否则取消双冗余主机的此次输出，并通过显示屏通知用户，结束控制流程。
8.s4、人工长按确认按钮，并控制第一主机和第二主机均处于输出状态，控制电休克刺激仪开始工作。
9.s5、设置输出倒计时，在输出倒计时结束前动态判断第一主机和第二主机是否均处于正常输出状态，且确认按钮是否处于人工长按状态，若是则进入步骤s6，否则中止双冗余主机的输出，控制电休克刺激仪停止工作，结束控制流程。
10.s6、控制双冗余主机持续输出直至输出倒计时结束，结束控制流程。
11.进一步地，第一主机和第二主机为结构相同的计算机或mcu。
12.进一步地，步骤s1中构建控制电休克刺激仪的双冗余主机的具体方法为：将第一主机的io引脚和第二主机的io引脚相互连接，将第一主机的通信接口和第二主机的通信接口相互连接，构建控制电休克刺激仪的双冗余主机。
13.进一步地，步骤s5中通过硬件故障判断方法和软件故障判断方法来判断第一主机和第二主机是否均处于正常输出状态。
14.进一步地，硬件故障判断方法具体为：将第一主机和第二主机的io引脚均设置为弱下拉状态，并分别置高位，当第一主机或第二主机出现硬件故障时，通过下拉电阻将其io引脚下拉为低位，当识别到第一主机或第二主机的io引脚为低时，判定第一主机和第二主机没有均处于正常输出状态。
15.进一步地，硬件故障包括静电损坏、过电压和过电流。
16.进一步地，软件故障判断方法包括软看门狗判断方法和生命状态报文判断方法。
17.进一步地，软看门狗判断方法具体为：启动第一主机和第二主机中的软看门狗，并设置喂狗周期为5ms，软看门狗动作时间为10ms，若超过10ms不喂狗则软看门狗动作，当识别到第一主机或第二主机的软看门狗动作时，判定第一主机和第二主机没有均处于正常输出状态。
18.进一步地，生命状态报文判断方法包括以下步骤：
19.a1、通过第一主机/第二主机的通信接口周期性地向第二主机/第一主机的通信接口发送生命状态报文。
20.a2、分别在第一主机和第二主机中对接收到的生命状态报文进行解析，得到生命状态值。
21.a3、将生命状态值作为当前周期的生命解析值，并将生命状态值+1作为下一周期的生命期望值。
22.a4、判断每个周期的生命解析值和生命期望值是否相等，当识别到某个周期第一主机或第二主机中的生命解析值和生命期望值不相等时，判定第一主机和第二主机没有均处于正常输出状态。
23.进一步地，生命状态报文判断方法还包括以下步骤：
24.a5、如果第一主机/第二主机超过预设周期未接收到第二主机/第一主机发送的生命状态报文，判定第一主机和第二主机没有均处于正常输出状态。
25.本发明的有益效果是：
26.(1)本发明采用双冗余主机的模式对电休克刺激仪进行控制，相比于现有电休克刺激仪的单机模式控制方法，本发明当第一主机和第二主机的任意一方出现故障时，均能通过另一方快速检测到该故障，并及时停止电休克刺激仪的输出，保证了患者的安全性。
27.(2)本发明采用硬件和软件相结合的故障判断方法，能够快速识别出第一主机或第二主机的失效掉线状态，并及时停止电休克刺激仪的输出，保证了故障检测的实时性。
28.(3)本发明采用了软看门狗和生命状态报文两种软件故障判断方法，能够从不同维度识别出第一主机或第二主机是否在线且处于正常工作状态，进一步保障了对电休克刺激仪控制的可靠性。
附图说明
29.图1所示为本发明实施例提供的一种电休克双冗余主机安全控制方法流程图。
30.图2所示为本发明实施例提供的双冗余主机结构框图。
31.图3所示为本发明实施例提供的生命状态报文判断方法流程图。
具体实施方式
32.现在将参考附图来详细描述本发明的示例性实施方式。应当理解，附图中示出和描述的实施方式仅仅是示例性的，意在阐释本发明的原理和精神，而并非限制本发明的范围。
33.本发明实施例提供了一种电休克双冗余主机安全控制方法，如图1所示，包括以下步骤s1～s6：
34.s1、通过第一主机和第二主机构建控制电休克刺激仪的双冗余主机，并同时接收输入信号数据。
35.本发明实施例中，第一主机和第二主机为结构相同的计算机或mcu。如图2所示，将第一主机的io引脚和第二主机的io引脚相互连接，将第一主机的通信接口和第二主机的通信接口相互连接，从而构建控制电休克刺激仪的双冗余主机。
36.本发明实施例中，输入信号数据为用户设置的电休克刺激仪的输出治疗时间。
37.s2、判断第一主机和第二主机接收的数据是否一致，若是则进入步骤s3，否则控制双冗余主机进入输出关闭状态，结束控制流程。
38.本发明实施例中，若第一主机和第二主机接收的数据不一致，说明双冗余主机不清楚具体该执行哪一个输出治疗时间的治疗方案，从而出现错误执行状态。
39.s3、将第一主机/第二主机的io引脚置高，同时检测第二主机/第一主机的io引脚是否为高，若是则进入步骤s4，否则取消双冗余主机的此次输出，并通过显示屏通知用户，结束控制流程。
40.本发明实施例中，当第一主机和第二主机的io引脚均为高位时，说明第一主机和第二主机都已准备好进行输出。
41.s4、人工长按确认按钮，并控制第一主机和第二主机均处于输出状态，控制电休克刺激仪开始工作。
42.本发明实施例中，第一主机和第二主机的输出为控制电休克刺激仪工作的控制信号。
43.s5、设置输出倒计时，在输出倒计时结束前动态判断第一主机和第二主机是否均处于正常输出状态，且确认按钮是否处于人工长按状态，若是则进入步骤s6，否则中止双冗余主机的输出，控制电休克刺激仪停止工作，结束控制流程。
44.本发明实施例中，通过硬件故障判断方法和软件故障判断方法来判断第一主机和第二主机是否均处于正常输出状态。
45.本发明实施例中，硬件故障判断方法具体为：将第一主机和第二主机的io引脚均设置为弱下拉状态，并分别置高位，当第一主机或第二主机出现硬件故障(例如静电损坏、过电压和过电流等)时，通过下拉电阻将其io引脚下拉为低位，当识别到第一主机或第二主机的io引脚为低时，判定第一主机和第二主机没有均处于正常输出状态。
46.本发明实施例中，软件故障判断方法包括软看门狗判断方法和生命状态报文判断方法。
47.其中，软看门狗判断方法具体为：启动第一主机和第二主机中的软看门狗，并设置喂狗周期(即将计数器清零的周期)为5ms，软看门狗动作时间为10ms，若超过10ms不喂狗则软看门狗动作(即计数器溢出导致芯片复位)，当识别到第一主机或第二主机的软看门狗动
作时，判定第一主机和第二主机没有均处于正常输出状态。
48.如图3所示，生命状态报文判断方法包括以下步骤a1～a5：
49.a1、通过第一主机/第二主机的通信接口周期性地向第二主机/第一主机的通信接口发送生命状态报文。
50.a2、分别在第一主机和第二主机中对接收到的生命状态报文进行解析，得到生命状态值。
51.a3、将生命状态值作为当前周期的生命解析值，并将生命状态值+1作为下一周期的生命期望值。
52.a4、判断每个周期的生命解析值和生命期望值是否相等，当识别到某个周期第一主机或第二主机中的生命解析值和生命期望值不相等时，判定第一主机和第二主机没有均处于正常输出状态。
53.本发明实施例中，假设当前周期解析得到的生命状态值为10，则当前周期的生命解析值即为10，并且下一周期的生命期望值为11，若下一周期解析得到的生命状态值为11，说明第一主机和第二主机均处于正常输出状态，若下一周期解析得到的生命状态值不等于11，说明第一主机或第二主机出现了软件故障，没有均处于正常输出状态。
54.a5、如果第一主机/第二主机超过预设周期(本发明实施例中为3个生命状态报文的时间周期)未接收到第二主机/第一主机发送的生命状态报文，判定第一主机和第二主机没有均处于正常输出状态。
55.本发明实施例中，要保证双冗余主机处于持续输出状态，除了第一主机和第二主机需要均处于正常输出状态外，还需要通过人工长按确认按钮来保持输出状态，当人工发现双冗余主机故障或者患者不适时，取消人工长按确认按钮，进而中止双冗余主机的输出，控制电休克刺激仪停止工作，进一步保障了患者的安全性。
56.s6、控制双冗余主机持续输出直至输出倒计时结束，结束控制流程。
57.本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种电休克双冗余主机安全控制方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、通过第一主机和第二主机构建控制电休克刺激仪的双冗余主机，并同时接收输入信号数据；s2、判断第一主机和第二主机接收的数据是否一致，若是则进入步骤s3，否则控制双冗余主机进入输出关闭状态，结束控制流程；s3、将第一主机/第二主机的io引脚置高，同时检测第二主机/第一主机的io引脚是否为高，若是则进入步骤s4，否则取消双冗余主机的此次输出，并通过显示屏通知用户，结束控制流程；s4、人工长按确认按钮，并控制第一主机和第二主机均处于输出状态，控制电休克刺激仪开始工作；s5、设置输出倒计时，在输出倒计时结束前动态判断第一主机和第二主机是否均处于正常输出状态，且确认按钮是否处于人工长按状态，若是则进入步骤s6，否则中止双冗余主机的输出，控制电休克刺激仪停止工作，结束控制流程；s6、控制双冗余主机持续输出直至输出倒计时结束，结束控制流程。2.根据权利要求1所述的电休克双冗余主机安全控制方法，其特征在于，所述第一主机和第二主机为结构相同的计算机或mcu。3.根据权利要求2所述的电休克双冗余主机安全控制方法，其特征在于，所述步骤s1中构建控制电休克刺激仪的双冗余主机的具体方法为：将第一主机的io引脚和第二主机的io引脚相互连接，将第一主机的通信接口和第二主机的通信接口相互连接，构建控制电休克刺激仪的双冗余主机。4.根据权利要求1所述的电休克双冗余主机安全控制方法，其特征在于，所述步骤s5中通过硬件故障判断方法和软件故障判断方法来判断第一主机和第二主机是否均处于正常输出状态。5.根据权利要求4所述的电休克双冗余主机安全控制方法，其特征在于，所述硬件故障判断方法具体为：将第一主机和第二主机的io引脚均设置为弱下拉状态，并分别置高位，当第一主机或第二主机出现硬件故障时，通过下拉电阻将其io引脚下拉为低位，当识别到第一主机或第二主机的io引脚为低时，判定第一主机和第二主机没有均处于正常输出状态。6.根据权利要求5所述的电休克双冗余主机安全控制方法，其特征在于，所述硬件故障包括静电损坏、过电压和过电流。7.根据权利要求4所述的电休克双冗余主机安全控制方法，其特征在于，所述软件故障判断方法包括软看门狗判断方法和生命状态报文判断方法。8.根据权利要求7所述的电休克双冗余主机安全控制方法，其特征在于，所述软看门狗判断方法具体为：启动第一主机和第二主机中的软看门狗，并设置喂狗周期为5ms，软看门狗动作时间为10ms，若超过10ms不喂狗则软看门狗动作，当识别到第一主机或第二主机的软看门狗动作时，判定第一主机和第二主机没有均处于正常输出状态。9.根据权利要求7所述的电休克双冗余主机安全控制方法，其特征在于，所述生命状态报文判断方法包括以下步骤：a1、通过第一主机/第二主机的通信接口周期性地向第二主机/第一主机的通信接口发送生命状态报文；
a2、分别在第一主机和第二主机中对接收到的生命状态报文进行解析，得到生命状态值；a3、将生命状态值作为当前周期的生命解析值，并将生命状态值+1作为下一周期的生命期望值；a4、判断每个周期的生命解析值和生命期望值是否相等，当识别到某个周期第一主机或第二主机中的生命解析值和生命期望值不相等时，判定第一主机和第二主机没有均处于正常输出状态。10.根据权利要求9所述的电休克双冗余主机安全控制方法，其特征在于，所述生命状态报文判断方法还包括以下步骤：a5、如果第一主机/第二主机超过预设周期未接收到第二主机/第一主机发送的生命状态报文，判定第一主机和第二主机没有均处于正常输出状态。

技术总结
本发明公开了一种电休克双冗余主机安全控制方法，通过结构相同的第一主机和第二主机构建双冗余主机，对电休克刺激仪的输出进行控制，相比于现有电休克刺激仪的单机模式控制方法，当第一主机和第二主机的任意一方出现故障时，均能通过另一方快速检测到该故障，并及时停止电休克刺激仪的输出，保证了患者的安全性。本发明采用硬件和软件相结合的故障判断方法，能够快速识别出第一主机或第二主机的失效掉线状态，并及时停止电休克刺激仪的输出，保证了故障检测的实时性。本发明采用了软看门狗和生命状态报文两种软件故障判断方法，能够从不同维度识别出第一主机或第二主机是否在线且处于正常工作状态，进一步保障了对电休克刺激仪控制的可靠性。激仪控制的可靠性。激仪控制的可靠性。


技术研发人员：袁也 关灯景
受保护的技术使用者：四川爱德优飞科技有限公司
技术研发日：2023.07.11
技术公布日：2023/9/19