一、項(xiàng)目背景

隨著醫(yī)療技術(shù)的不斷發(fā)展，醫(yī)療設(shè)備的智能化和自動(dòng)化程度越來(lái)越高，對(duì)設(shè)備之間的通信也提出了更高的要求。在醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，EtherCAT協(xié)議和CAN協(xié)議都被廣泛應(yīng)用。EtherCAT協(xié)議以其高實(shí)時(shí)性、高帶寬和良好的擴(kuò)展性，被用于一些對(duì)通信速度和精度要求較高的設(shè)備，如大型醫(yī)療影像設(shè)備、手術(shù)機(jī)器人等的控制網(wǎng)絡(luò)；而CAN協(xié)議則因其可靠性、實(shí)時(shí)性和成本優(yōu)勢(shì)，常被用于一些醫(yī)療設(shè)備的子系統(tǒng)通信，如醫(yī)療床的控制器、病房呼叫系統(tǒng)的部分設(shè)備等。

然而，在實(shí)際的醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用中，常常會(huì)遇到需要將基于EtherCAT協(xié)議的設(shè)備與基于CAN協(xié)議的設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)互通的情況。例如，某醫(yī)療設(shè)備制造商生產(chǎn)的一款先進(jìn)的重癥監(jiān)護(hù)病房綜合治療設(shè)備，該設(shè)備的主控制系統(tǒng)采用了EtherCAT協(xié)議的主站，如Beckhoff的TwinCAT主站，以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)設(shè)備的高速、實(shí)時(shí)控制；而設(shè)備中的一些輔助監(jiān)測(cè)模塊，如患者生理參數(shù)監(jiān)測(cè)儀、輸液泵等，則采用了CAN協(xié)議的分析儀和其他設(shè)備，如某品牌基于CAN協(xié)議的生理參數(shù)監(jiān)測(cè)儀。

二、解決方案

由于這兩種協(xié)議之間的不兼容，導(dǎo)致設(shè)備之間的通信存在障礙，影響了整個(gè)設(shè)備的集成度和協(xié)同工作能力。為了解決這一問(wèn)題，該制造商選擇了捷米特品牌的EtherCAT轉(zhuǎn)CAN協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，以實(shí)現(xiàn)EtherCAT協(xié)議和CAN協(xié)議之間的高效轉(zhuǎn)換，確保設(shè)備各部分之間能夠順暢通信。

三、連接與配置

·硬件連接：首先，將EtherCAT轉(zhuǎn)CAN智能網(wǎng)關(guān)的EtherCAT接口連接到Beckhoff的TwinCAT主站系統(tǒng)的EtherCAT網(wǎng)絡(luò)中；然后，將CAN接口連接到使用CAN協(xié)議的生理參數(shù)監(jiān)測(cè)儀等設(shè)備的CAN總線上。確保所有連接正確無(wú)誤，并且電源供應(yīng)穩(wěn)定。

·網(wǎng)絡(luò)配置：在TwinCAT主站系統(tǒng)中，通過(guò)配置軟件添加CAN轉(zhuǎn)EtherCAT模塊設(shè)備，設(shè)置其在網(wǎng)絡(luò)中的相關(guān)參數(shù)，如站地址等。同時(shí)，在CAN協(xié)議設(shè)備一側(cè)，根據(jù)設(shè)備的要求，通過(guò)網(wǎng)關(guān)的配置工具設(shè)置CAN總線的相關(guān)參數(shù)，如波特率、幀格式等，以確保與CAN設(shè)備的通信匹配。

四、數(shù)據(jù)交互與監(jiān)控

·數(shù)據(jù)采集與傳輸：生理參數(shù)監(jiān)測(cè)儀等CAN總線上的設(shè)備實(shí)時(shí)采集患者的各項(xiàng)生理參數(shù)，如心率、血壓、血氧飽和度等，并將這些數(shù)據(jù)按照CAN協(xié)議的格式發(fā)送到CAN總線上。CAN轉(zhuǎn)EtherCAT模塊接收到這些CAN幀后，立即將其轉(zhuǎn)換為EtherCAT協(xié)議的數(shù)據(jù)格式，并通過(guò)EtherCAT網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)絋winCAT主站系統(tǒng)。TwinCAT主站系統(tǒng)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理和分析，如實(shí)時(shí)顯示在設(shè)備的監(jiān)控界面上，供醫(yī)護(hù)人員查看。

·控制指令下達(dá)：根據(jù)患者的生理參數(shù)和醫(yī)生的治療方案，TwinCAT主站系統(tǒng)會(huì)生成相應(yīng)的控制指令，如調(diào)節(jié)輸液泵的流速、控制醫(yī)療床的角度等。這些控制指令通過(guò)EtherCAT網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到EtherCAT轉(zhuǎn)CAN模塊，網(wǎng)關(guān)將其轉(zhuǎn)換為CAN協(xié)議的幀格式，再發(fā)送到CAN總線上，相應(yīng)的CAN協(xié)議設(shè)備接收到指令后執(zhí)行相應(yīng)的操作。

五、系統(tǒng)優(yōu)化與擴(kuò)展

·性能優(yōu)化：在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)對(duì)EtherCAT轉(zhuǎn)CAN模塊的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，如優(yōu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的緩存策略、調(diào)整通信的優(yōu)先級(jí)等，確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。同時(shí)，網(wǎng)關(guān)的高效轉(zhuǎn)換性能也保證了整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)速度，使得設(shè)備能夠快速地對(duì)患者的生理變化做出反應(yīng)，提高了治療的安全性和有效性。

·系統(tǒng)擴(kuò)展：隨著醫(yī)療設(shè)備功能的不斷升級(jí)和擴(kuò)展，后續(xù)又增加了一些基于CAN協(xié)議的其他設(shè)備，如康復(fù)設(shè)備等。由于JM-ECT-CAN網(wǎng)關(guān)良好的兼容性和擴(kuò)展性，只需簡(jiǎn)單地將新設(shè)備連接到CAN總線上，并在網(wǎng)關(guān)和主站系統(tǒng)中進(jìn)行相應(yīng)的配置，即可實(shí)現(xiàn)新設(shè)備與現(xiàn)有系統(tǒng)的無(wú)縫集成，大大提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。

六、總結(jié)與展望

通過(guò)使用捷米特CAN轉(zhuǎn)EtherCAT協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，該醫(yī)療設(shè)備制造商成功解決了EtherCAT協(xié)議和CAN協(xié)議之間的通信兼容性問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了不同協(xié)議設(shè)備之間的高效數(shù)據(jù)交互和協(xié)同工作，提高了醫(yī)療設(shè)備的整體性能和智能化水平，為患者提供了更優(yōu)質(zhì)、更安全的醫(yī)療服務(wù)。在未來(lái)，隨著醫(yī)療設(shè)備對(duì)通信技術(shù)要求的不斷提高，協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)將在醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用，推動(dòng)醫(yī)療行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

總之，EtherCAT轉(zhuǎn)CAN協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)JM-ECT-CAN在醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域的成功應(yīng)用，為解決不同協(xié)議設(shè)備之間的通信難題提供了一個(gè)可靠的解決方案，具有廣闊的應(yīng)用前景。

具體內(nèi)容配置過(guò)程及其他相關(guān)咨詢可聯(lián)系楊工。

審核編輯 黃宇