Biosignal Hamilton Interface

해밀턴 벤틸레이터 G5 기기에서 생체 신호 정보를 받아 NSQ로 보내주는 기기 인터페이스 프로젝트입니다.

해당 프로젝트를 이해하기 위해서는 해밀턴 벤틸레이터의 RS232 스펙을 이해하는 것이 중요합니다. 스펙 문서가 길지 않기 때문에 이 글을 보기 전에 해당 문서를 정독하는 것을 강하게 권장합니다.

Author: Haze Lee / Last Modify: February 24, 2017

ChangeLog

v1.0: 처음 설계로 구현된 내용을 기반으로 작성되었습니다. [rev. 3db8586]

PROCESS ARGUMENTS

var Options struct {
	Debug      bool   `short:"d" long:"debug" description:"Enable Debug Mode." optional:"true"`
	Port       string `short:"p" long:"port" description:"Port which connected with Device" required:"true"`
	NsqAddress string `short:"a" long:"address" description:"Address of NSQ Server" required:"true"`
}

-d 플래그를 통해 디버그 모드를 활성화할 수 있으며, -p 플래그를 통해 시리얼 포트를 지정할 수 있으며, -a 플래그를 통해 연결할 NSQ 주소를 지정할 수 있습니다.

HOW WORKS?

프로그램이 시작되면 시리얼 연결이 시작됩니다.
디바이스 ID를 받아오기 위해 시리얼 통신을 1회 주고 받습니다.
이후에는 무한 루프가 돌아갑니다.
- 디바이스의 Waveform 4개의 값을 받아오기 위한 요청을 보냅니다.(pPatient, pOptional, Volume, Flow)
- 디바이스가 처리하는데에는 32ms 정도가 걸리기 때문에 36ms 이상을 sleep합니다.
- 패킷을 읽고 디코딩한 뒤, NSQ에 값을 규격에 맞게 보내줍니다.

Reference

packet/predefined_type.go

map[int]string: TypeIntString

벤틸레이터 프로토콜에 따라 Identifier를 int, string 형태의 맵으로 맵핑해둔 객체입니다.

Response Packet Types

RESP_TYPE_RERROR
RESP_TYPE_A
RESP_TYPE_B_FORMAT_1
RESP_TYPE_B_FORMAT_2
RESP_TYPE_B_FORMAT_3
RESP_TYPE_C_34
RESP_TYPE_C_120

Go에는 객체지향 패러다임이 존재하지 않기 때문에, 제너릭이나 클래스를 사용할 수 없습니다. 그래서 ResponsePacket이라는 단일 구조체를 쓰고 있는데, 장비에서는 여러가지 포맷의 패킷을 줍니다. 편의를 위해 각 타입을 Enum화했습니다.

패킷 포맷의 스펙은 해밀턴 벤틸레이터 RS232 연동 문서의 2.3 ~ 2.5.2를 참고하세요.

packet/request_packet.go

struct: RequestPacket

Identifier: byte

장비에 데이터를 요청할 Identifier. 규격은 predefined_type.go의 TypeIntString를 참고하세요.

func: (packet RequestPacket) ToBytes() ([]byte)

구조화된 RequestPacket 변수인 packet을 패킷으로 인코딩합니다.

func: (packet RequestPacket) GetType() (string)

이 Identifier가 어떤 값을 요청하는건지 가져옵니다.

func: ParseRequestPacket(raw []byte) (RequestPacket, error)

날 패킷을 RequestPacket으로 구조화합니다. 실패 시 에러를 반환합니다.

packet/response_packet.go

struct: ResponsePacket

ResponseType: int

패킷의 규격. predefined_type.go의 Response Packet Types를 참고하세요.

Identifier: byte

요청받은 Identifier. RequestPacket의 Identifier와 같습니다.

DeviceIdentifier: []byte

장비의 규격 Identifier

Values: []byte

장비에서 넘어온 값

VentilatorStatus: byte

32번과 120번 Identifier를 위한 벤틸레이터 상태

PPatientLow: byte

32번과 120번 Identifier를 위한 PPatient의 Low Byte

PPatientHigh: byte

32번과 120번 Identifier를 위한 PPatient의 High Byte

POptionalLow: byte

32번과 120번 Identifier를 위한 POptional의 Low Byte

POptionalHigh: byte

32번과 120번 Identifier를 위한 POptional의 High Byte

FlowLow: byte

32번과 120번 Identifier를 위한 Flow의 Low Byte

FlowHigh: byte

32번과 120번 Identifier를 위한 Flow의 High Byte

VolumeLow: byte

32번과 120번 Identifier를 위한 Volume의 Low Byte

VolumeHigh: byte

32번과 120번 Identifier를 위한 Volume의 High Byte

PCO2Low: byte

32번과 120번 Identifier를 위한 PCO2의 Low Byte

PCO2High: byte

32번과 120번 Identifier를 위한 PCO2의 High Byte

func: (packet ResponsePacket) ToBytes() ([]byte)

구조화된 ResponsePacket 변수인 packet을 패킷으로 인코딩합니다.

func: ParseResponsePacket(raw []byte) (ResponsePacket, error)

날 패킷을 ResponsePacket으로 구조화합니다. 실패 시 에러를 반환합니다.

func: ConvertBitWaveform(high byte, low byte) ([]uint8)

High와 Low bit로 쪼개진 두개의 바이트를 2진수 바이너리 배열로 변환합니다.

func: BitArrayToInteger(bitArray []uint8) (int)

2진수 바이너리 16 사이즈 배열을 10진수 정수로 변환합니다.

mq/json_struct.go

struct: QueueModel

NSQ에 보내는 데이터 모델, 자세한 규격 설명은 Scheduler 프로젝트의 문서를 참고하세요.

func: (d *QueueModel) MarshalJSON() ([]byte, error)

내용을 JSON으로 마샬링합니다. 오류가 발생하면 error를 반환합니다.

func: SendToNSQ(d QueueModel, str string) (error)

내용을 str 채널을 통해 NSQ에 보냅니다. 오류가 발생하면 error를 반환합니다.

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