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Beckman Coulter AU5800 生化分析仪在线通讯协议

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Beckman Coulter AU5800 生化分析仪在线通讯协议

官方文档：AU5800 Online Specification，第5版（5th Edition），2012.06.08 Beckman Coulter K.K. 出品

一、概述

AU5800 是贝克曼库尔特的全自动生化分析仪，支持与 LIS 主机通过 RS-232C 串口进行双向通信。支持两种工作模式：

  • 实时模式（Real-time）：仪器测量过程中实时接收样本申请、上传分析结果
  • 批量模式（Batch）：在仪器屏幕上批量下载样本申请、上传已保存的分析结果

支持在仪器屏幕上灵活配置：上下层通信协议、样本信息响应格式、数据消息格式等。

二、基础规格

2.1 传输格式

项目规格
线路类型RS-232C
同步方式异步
传输方式半双工
波特率4800 / 9600 bps（可选）
起始位1 bit
数据位7 或 8 bits（可选）
校验位None / Odd / Even（可选）
停止位1 或 2 bits（可选）
总位数9 ~ 12 bits
通道1 通道（COM 1）
确认方式Class A：固定间隔发送，无 ACK/NAK
Class B：ACK/NAK 确认握手（可选 0~3 次重传）

2.2 传输代码

  • 7-bit 代码：20H ~ 7EH
  • 8-bit 代码：Shift-JIS（JIS 单字节 20H-7EH + A1H-DFH，双字节 81H-9FH/E1H-EAH 首字节 + 40H-FCH 次字节）
  • 控制码：消息起止码 01H-1FH，ACK=06H，NAK=15H，BCC=00H-FFH

2.3 消息格式

[1 起始码] [2 消息识别码] [3 设备号] [4 消息体] [5 结束码] [6 BCC]
  • 起始码：默认 STX (02H)
  • 结束码：默认 ETX (03H)
  • BCC：从第 2 项到第 5 项的异或校验和

2.4 消息识别码（Message ID）

方向识别码含义
AU5800 → HostRB样本信息请求开始
R_常规/急诊样本请求
RH复测样本请求
Rh自动复测样本请求
RE样本信息请求结束
Host → AU5800S_常规/急诊样本信息响应
SH复测样本信息响应
Sh自动复测样本信息响应
SE样本信息响应结束
AU5800 → HostDB分析数据传输开始
D_常规/急诊样本数据
DH复测样本数据
DR试剂空白样本数据
DA校准样本数据
d_急诊快速输出数据
dH复测急诊快速输出数据
DQ质控样本数据
DE分析数据传输结束

注：_ 表示空格（20H）

2.5 分块机制（Blocking）

  • 变长消息支持分块传输（可选）
  • 块大小可选：256 / 512 / 1024 字节
  • 块编号：0-9 + E（最后一块），超过 10 块循环（0,1…0,1…E）
  • 块结束码：ETB (17H)（可选），最后一块用 ETX
  • 固定长度消息不使用分块

三、通信消息格式详解

3.1 样本信息请求（AU5800 → Host）

请求格式（固定长度）：

STX  R_  设备号  架号  杯位  样本号  样本ID  类型  ETX  BCC
字段长度说明
架号 (Rack No.)4/5 位00019999 或 0000199999（可选）
杯位 (Cup Pos.)2 位01~10
样本号 (S. No.)4 位00019999 常规，E001E999 急诊，R001R999 试剂空白，A001A999 校准，Q001~Q999 质控
样本ID (S. ID)4~26 位数字+字符（可选位数）
类型 (Type)1 位空格=血清，U=尿液，X=其他1，Y=其他2，W=全血，N=未指定

3.2 样本信息响应（Host → AU5800）

格式（变长）：

  • 固定区：S_ + 架号 + 杯位 + 样本号 + 样本ID + 类型 + 块编号
  • 变长区：性别 + 年龄（岁+月）+ 患者信息1~6 + 项目编号 + 稀释信息…

患者信息字段可选，最多 6 项，每项最长 20 字符。

3.3 分析数据消息（AU5800 → Host）

格式（变长）：

  • 固定区：D_ + 架号 + 杯位 + 样本号 + 样本ID + 类型 + 块编号
  • 变长区：患者信息 + 项目数据（项目号 + 试剂批号 + 试剂瓶号 + 分析数据 + 数据标志）

每项目数据字段：

字段长度说明
Online Test No.2/3 位0199 或 001120（可选）
试剂批号4×4 位R1/R2 各 4 位（可选）
试剂瓶号4×4 位R1/R2 各 4 位（可选）
分析数据6/9 位6 或 9 位数字，支持零抑制（可选）
数据标志2/8 位2 位或 4 组 2 位（可选）
Unit1 位1~4（多单元机型可选）
Cuvette1 位0=内杯/ISE，1=外杯（可选）

3.4 样本编号体系

前缀样本类型范围
数字常规样本0001~9999
E急诊样本E001~E999
R试剂空白R001~R999
A校准品A001~A999
Q质控品Q001~Q999

四、低层通信协议

4.1 Class A（无 ACK/NAK）

  • 发送方按固定间隔发送消息
  • 接收方接收后不回 ACK
  • 超时机制：T1（发送到接收开始超时）、T2（接收超时）、T3（发送超时）、T5（消息间隔）
  • 适用于通信链路可靠的场景

4.2 Class B（ACK/NAK 握手）

  • 发送方发消息后等待 ACK
  • 收到 NAK 或超时则重传（0~3 次可选）
  • 收到 ACK 才发下一条
  • 超时参数：T4（响应超时）、T6（NAK 后重传间隔）、T7（发送 NAK 后重传等待）

4.3 超时参数一览

参数含义标准值设置范围
T1收发完成到接收开始超时2s0.1×n (n=1~99)
T2接收开始到结束超时计算值同上
T3发送开始到结束超时计算值同上
T4发送完到收到响应超时2s同上
T5消息间最小时隔2s同上
T6NAK 后到重传开始最小时隔1s同上
T7发 NAK 到重传开始超时2s同上
t1发送完到准备接收最小时隔0.5s不可设置
t2接收完到准备接收最小时隔0.5s不可设置
t3发送完到准备收响应最小时隔0.5s不可设置
t4接收完到发响应最小时隔0.5s不可设置

五、上层通信协议

5.1 测试申请接收流程

一个会话（RB → RE）：

AU5800:  RB  R_  R_  R_  ...  RE
Host:       S_  S_  S_  ...  SE
  • RB（Request Begin）：会话开始
  • R_：逐个样本请求
  • S_：Host 逐个响应
  • SE（Stop End）：Host 提前结束响应（无更多样本信息）
  • RE（Request End）：仪器结束会话

错误控制：

  • Continue：出错后继续后续样本
  • Stop：出错后立即结束会话（发 RE）

实时 vs 批量：

  • 实时：样本杯检测到时立即发送请求
  • 批量：按屏幕指定范围连续发送

5.2 结果传输流程

一个会话（DB → DE）：

AU5800:  DB  D_  D_  D_  ...  DE
Host:   (ACK/NAK for Class B)
  • DB（Data Begin）：传输开始
  • D_：逐个样本数据
  • DE（Data End）：传输结束

5.3 会话混合规则

申请接收和结果传输两个会话可以交叉进行：

  • 样本信息请求发出后、全部响应块接收完成前：不能发送数据消息
  • 分析数据开始发送后、全部块发送完成前：不能发送样本请求

六、连接规格

6.1 引脚定义（D-SUB 9 Pin 母头）

Pin信号缩写方向
2接收数据RxDATA输入
3发送数据TxDATA输出
5信号地SG—
7发送请求RTS输出
8发送允许CTS输入

注：RTS 和 CTS 需短接；其余引脚不连接。

6.2 电气规格

  • SPACE (ON)：+3V 以上（HIGH）
  • MARK (OFF)：-3V 以下（LOW）
  • 线缆：屏蔽线，最长 15m

七、数据标志（Data Flags）

共 62 种，按优先级排列，以下为主要类别：

7.1 数据质量类

标志含义
d_用户排除 QC
e_用户编辑数据
Wa错误比色杯分析
R_试剂不足
_样本不足
%_凝块检测
?_无法计算结果
?a试剂/样本检测错误

7.2 干扰指数类

标志含义
l[1-5]脂血症影响（1~5级）
i[1-5]黄疸影响（1~5级）
h[1-5]溶血影响（1~5级）

7.3 反应异常类

标志含义
@_OD 高于 3.0
$_反应线性数据不足
D_反应 OD 高于最大范围
B_反应 OD 低于最小范围
*_速率法线性错误
&_Prozone 测试数据异常
Z_Prozone 错误
E_速率法过度反应

7.4 动态范围类

标志含义
Fx结果（OD）高于动态范围
Gx结果（OD）低于动态范围
F_结果浓度高于动态范围
G_结果浓度低于动态范围
!_无法计算浓度
ph结果高于恐慌值上限
pl结果低于恐慌值下限

7.5 校准/试剂类

标志含义
)_试剂批号与校准不一致
a_试剂过期
ba校准过期
bh无有效校准
bn使用主曲线
bz使用 Prozone 校准曲线

7.6 参考范围/复测类

标志含义
H_结果高于参考范围
L_结果低于参考范围
J_结果高于复测判定范围
K_结果低于复测判定范围
fh结果高于复测反射范围
fl结果低于复测反射范围

7.7 质控规则类（Westgard 多规则）

标志含义
8QQC 偏差错误
xQ多规则 QC 中一个对照失败
1Q超出单检查水平范围
2Q超出 13S 控制范围
3Q超出 22S 控制范围
4Q超出 R4S 控制范围
5Q超出 41S 控制范围
6Q连续结果偏均值一侧
7Q连续结果趋势性升降

八、在线参数配置

8.1 上层协议参数

  • 测试申请接收：常规/复测/急诊 × 常规/批量/无，共 8 项独立配置
  • 结果传输：常规/复测/急诊/质控/校准/试剂空白/急诊快速 × 常规/批量/无
  • 错误控制：申请接收错误控制（Continue/Stop）、结果传输错误控制（Continue/Stop）

8.2 下层协议参数

  • 字符格式：数据位 7/8、校验位 Odd/Even/None、停止位 1/2
  • 数据格式：起始码 1/2、结束码 1/2、文本长度 256/512/1024、设备号 00-99、ETB 控制
  • 通信控制：波特率 4800/9600、Class A/B、BCC 校验开/关、重传次数 0~3
  • 超时：T1T7，各 199（单位 0.1s）

8.3 数据配置

  • 架号/杯位显示开/关、架号位数 4/5
  • 类型字段开/关
  • 稀释信息开/关
  • 试剂信息（批号/瓶号）开/关，R1-2 使用开/关
  • 性别/年龄开/关
  • 患者信息 1~6 开/关及位数
  • 样本ID位数 4~26
  • 零抑制开/关
  • 比色杯（Cuvette）开/关
  • 单元（Unit）开/关
  • 在线项目号位数 2/3
  • 结果位数 6/9
  • 数据标志数量 2/4
  • 校准品/质控品编号位数 2/3

九、告警列表

Alarm No. 6031 ~ 6036 等在线通信相关告警：

告警号名称说明
6031Online Error通信错误（成帧/溢位/校验/超时/NAK/BCC 等 12 类）
6032Online Format Error收到格式与参数设置不匹配
6033Online Illegal Text Code消息识别码非法
6034Online Illegal Text Block No.块编号非法
6035Online Illegal Sample No.样本号非法
6036Online Illegal Rack No.架号非法

告警编码格式：(aa bb cc dddd)，含错误类型、消息类型、样本类型、样本号等详细信息。

十、关键特点总结

  1. 高度可配置：从字符格式到数据字段，几乎所有参数都可在屏幕上配置
  2. 双确认模式：Class A（简单无握手）和 Class B（ACK/NAK 可靠传输）
  3. 双工作模式：实时（边测边传）和批量（集中传输）
  4. 丰富的数据标志：62 种标志覆盖数据质量、干扰、反应异常、质控规则等全维度
  5. 多单元支持：最多 4 个分析单元（含 ISE），每项目数据可标注单元和比色杯
  6. 详细的告警体系：12 类通信错误，精确定位到消息类型和样本
  7. 生化专用特性：试剂空白、校准品、质控品、急诊快速输出、Prozone、双试剂 R1/R2

关联笔记

关系图谱

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