东芝 TBA-40FR 全自动生化分析仪通讯协议
设备厂商：TOSHIBA MEDICAL SYSTEMS CORPORATION（东芝医疗系统公司）
设备型号：Accute TBA-40FR 全自动生化分析仪
文档编号：2A586-202E*D
文档版本：*D 版（2004年1月），产品生产计划 2004年2月
文档类型：On-line Specifications（在线接口规格/联机通讯协议）
页数：103 页
语言：英文
文档状态：扫描版 PDF（无文本层）
一、文档概述
本文档是东芝 TBA-40FR 全自动生化分析仪的在线通信接口规格说明书，定义了分析仪与上位机 HOST（LIS 实验室信息系统）之间的 RS-232C 串行通信协议规范。
文档共分为 5 章，涵盖三种协议模式（Type A / Type B / 带条码样本ID）以及通用规范（吸光度结果、校准结果、校准曲线等扩展消息）：
| 章节 | 标题 | 核心内容 |
|---|
| 第1章 | INTRODUCTION | 概述 |
| 第2章 | STANDARD (TYPE A) SPECIFICATIONS | 标准 A 型规范：ASTM 风格协议，Q/Y/R 消息体系 |
| 第3章 | STANDARD (TYPE B) SPECIFICATIONS | 标准 B 型规范：固定长度+可变长度消息，3 种消息类型 |
| 第4章 | Accute TBA-40FR WITH SAMPLE ID READING UNIT | 带样本ID读取单元的在线规格：条码系统+扩展消息 |
| 第5章 | COMMON SPECIFICATIONS | 通用规范：A/L/S 三类消息（吸光度/校准/校准曲线） |
二、硬件接口规格
2.1 RS-232C 物理层参数
| 参数 | 规格 |
|---|
| 传输方式 | 异步、半双工（Asynchronous, half duplex） |
| 传输速率 | 1200 bps 或 2400 bps（可配置） |
| 数据位 | 7 位 或 8 位（可配置） |
| 校验位 | 无校验 / 偶校验 / 奇校验（可配置） |
| 停止位 | 1 位 或 2 位（可配置） |
| 连接器 | D-sub 9 针，设备端为母头（Female） |
| 信号电平 | 遵循 JIS C6361 标准：+5~+15V = 逻辑0（Space），-5~-15V = 逻辑1（Mark） |
| 线缆长度 | 最大 10 米 |
2.2 字符帧结构（7位数据+校验+1停止位示例）
START ─── D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 ─── PARITY ─── STOP
(1位) (7位) (1位) (1位)
低位（LSB）优先传输。
三、软件协议基础规范
3.1 消息通用帧格式
所有通信消息均遵循统一的帧封装格式：
| STX (02H) | Message Data Block（消息数据块） | ETX (03H) |
|---|
- STX（Start of Text）：帧起始符，ASCII
02H
- 消息数据块：承载具体业务数据
- ETX（End of Text）：帧结束符，ASCII
03H
- 可替换规则：ETX 可用 CR（回车符，
0DH）替代，需在在线系统参数中配置
3.2 应答机制
| 应答类型 | 控制码 | 含义 | 帧格式 |
|---|
| ACK | 06H | 接收正确，确认应答 | STX + ACK + ETX |
| NACK | 15H | 接收错误，要求重发 | STX + NACK + ETX |
| BEL | 07H | 响铃/终止通信 | 由 TBA 主动发送，HOST 不得回复 ACK/NACK |
⚠️ 注意：ACK 和 NACK 本身也必须被 STX + ETX 包裹。
3.3 重传机制
- 发送方收到 NACK 后自动重传原消息
- 最多重试 3 次（第 1 次发送 + 2 次重传 = 共 3 次尝试）
- 3 次重试仍失败：TBA 显示在线错误消息，终止当前消息传输，继续发送下一条
- 等待 ACK 超时或收到非预期消息 → 等效为收到 NACK
3.4 BEL 终止规则
- TBA 在设备关机或通信错误时主动发送 BEL 终止流程
- HOST 收到 BEL 后不得回复 ACK 或 NACK
- 恢复规则：
- 标准在线模式：需重新发送订单请求恢复
- 实时结果传输模式：下一个样本结果传输时自动恢复
四、Type A 标准规范（Q/Y/R 消息体系）
4.1 消息类型总览
| 消息类型 | 方向 | 名称 | 说明 |
|---|
| Q 消息 | HOST → TBA | Order Request（订单请求） | 上位机请求测试申请 |
| Y 消息 | HOST → TBA | Order Message（指令消息） | 上位机下发测试项目指令 |
| R 消息 | TBA → HOST | Result Message（结果消息） | 设备上传测试结果 |
4.2 R 消息（结果消息）帧结构
传输方向：TBA → HOST，固定长度 31+ 字节（可变长度结果字段）。
| 偏移 | 字节数 | 字段名 | 说明 |
|---|
| 0 | 1 | STX | 帧起始符 02H |
| 1 | 1 | Message Code | R（结果消息标识） |
| 2 | 1 | Retry Count | 重发次数：03（ASCII 30H33H） |
| 3 | 14 | Sample ID | 样本ID，左对齐，不足14位右侧补空格，保留前导零 |
| 17 | 5 | Sample Number | 样本编号 1~32000，右对齐，左侧补空格 |
| 22 | 1 | Sample Division | 样本分类：空格=常规，0=急诊STAT，13=质控1 |
| 23 | 1 | 分隔符 | 固定空格 20H |
| 24+ | 可变 | 测试结果数据 | 见下方结果字段定义 |
4.3 结果数据字段规则
（1）测试项目编号
| 范围 | 项目类型 |
|---|
| 01 ~ 45 | 光度法检测项目（生化常规） |
| 46 ~ 48 | 血清电解质（ISE 法） |
| 49 ~ 51 | 尿液电解质（ISE 法） |
| 52 ~ 54 | 血清指数浓度数据（脂血/溶血/黄疸） |
（2）结果数值格式
- 6 位定长（含符号和小数点），右对齐
- 负号用 ASCII
2DH（减号），仅在结果为负时出现在最高位
- 溢出标记：结果超过 6 位时，最高位填大写字母
E，小数点位置不变
- 零抑制：不做零抑制（前导零和末尾零均保留）
| 传输值（6位） | 实际结果 |
|---|
000100 | 100 |
0001.1 | 1.1 |
-000.5 | -0.5 |
（3）样本位置编码（Disk # + Position #）
| 样本类型 | 盘号范围 | 盘内位置号 |
|---|
| 常规样本 | 01 ~ 10 | 01 ~ 40 |
| 急诊 STAT | 01 ~ 10 | 01 ~ 10 |
| 质控样本 | 01 ~ 10 | 00（固定） |
（4）血清指数（Serum Indices）
- 三项：L（脂血 Lipemia）、H（溶血 Hemolysis）、I（黄疸 Icterus）
- 等级：0~4 级（数字越大干扰越重）
- 未测/错误时填空格
20H（或 9 表示无效）
（5）错误码
按项目分组：光度法错误码、ISE 法错误码、血清指数错误码
- 正常结果：填空格
20H
- 数据编辑标记：人工修改/删除的结果可标记为字符
e（65H），需在线参数中开启
（6）可变长度规则
- 仅输出有有效结果的项目，无结果的项目不占用消息长度
- ISE 项目（Na/K/Cl）绑定输出：申请 1 项也会同时输出 3 项结果
- LF（
0AH，换行符）作为可变长度数据段的结束标志
五、Type B 标准规范（固定+变长消息）
5.1 三种消息类型
| 消息编号 | 消息名称 | 长度 | 方向 | 说明 |
|---|
| Message 1 | Order Request Message | 固定长度 | HOST → TBA | 指令请求消息 |
| Message 2 | Order Message | 固定长度 | HOST → TBA | 指令消息（测试项目清单） |
| Message 3 | Result Message | 可变长度 | TBA → HOST | 结果消息 |
5.2 ACK/NACK/BEL 补充规则
- TBA 端最多接收 2 次 NACK（即第 3 次接收仍错误则发 BEL 终止）
- TBA 重发时收到的 NACK 不计入上限（直到超时）
- TBA 收到 HOST 的 BEL → 立即终止通信
5.3 其他数据规则
- 前导零保留：所有数值均不做零抑制
- 填充字段：filler 区域为保留字段，接收端无需校验
- ID 字符集：支持
20H ~ FBH，使用扩展字符（80H~FBH）需设 8 位数据位
- 多次测量计算：2 次取平均；3 次及以上去最大最小值后取平均
- 无应答模式：可配置关闭 ACK/NACK 应答（在线系统参数中设置）
- 零值错误显示：超量程或样本/试剂不足导致的零结果，默认显示
00.000，可配置为显示空格
- 数据编辑标记：人工修改/删除的结果可标记
e 字符
六、第 4 章：带样本ID读取单元的 TBA-40FR 规格
6.1 扩展特性
- 增加条码样本ID读取功能
- 扩展消息类型：Q/Y/R/F/O/G 等多种消息阶段
- 支持条码系统参数配置
6.2 结果传输模式
| 模式 | 别名 | 说明 |
|---|
| 自动传输模式 | 监控模式（Monitor Mode） | 结果生成即实时传输，批次完成后全部自动上传 |
| 批量传输模式 | 顺序监控模式（Sequential Monitor Mode） | 结果暂存设备内部数据库，人工操作触发批量传输 |
从 HOST 视角看，批量传输本质是按顺序接收一组监控模式的结果数据。
6.3 通用消息规则（Y 和 R 消息）
- 采用可变长度格式
- 测试号为 2 位数字，与设备测试参数界面一致
- LF（
0AH）为可变长度段结束标志
- 可申请：光度法测试、ISE 测试
- 不可申请：计算类测试、血清指数（血清指数在结果中自动返回）
- 数值字段：右对齐，左侧补空格
- 样本ID：左对齐，右侧补空格，最大 14 位，保留前导零
6.4 状态转换图
设备在线任务循环经历以下阶段：
Ready → On-line task → O/G message phase → R message phase → F message phase
↑ ↓
└──────────────────────────────────────────────────────────────┘
- Ready：就绪待机
- On-line task：在线任务初始阶段，轮询订单请求
- O/G message phase：订单/指令处理阶段（O=Order，G消息也视为订单）
- R message phase：结果消息处理阶段，检查重测请求
- F message phase：完成/结束消息阶段，超时后回到订单检查
七、第 5 章：通用规范（A/L/S 消息）
7.1 消息类型
| 消息类型 | 名称 | 说明 |
|---|
| [A] message | Absorbance Result Message | 吸光度结果消息 |
| [L] message | Calibration Result Message | 校准结果消息 |
| [S] message | Calibration Curve Result Message | 校准曲线结果消息（仅批量传输） |
7.2 应答规则（通用）
- 收到 A/L/S 类消息 → 返回 ACK
- 接收错误 → 返回 NACK
- TBA 最多可接收 3 次 NACK，超时或超限则报错并继续下一条
7.3 校准结果消息（L 消息）
- 定标数据帧固定 200 字节
- 支持最多 8 个标准品的定标数据
- 每个标准品包含：位置（2字节）+ 浓度（7字节）+ 曲线数据（7字节）
- 曲线数据可以是吸光度（Abs）或吸光度变化率（Abs/min），取决于项目类型（终点法/速率法）
- 精度：4 位小数（7位总长度含小数点）
- 定标曲线状态字段：3 字节，空格=正常，三位数字=错误码
- 保留字段 18 字节，全部填空格
| 字段 | 偏移 | 长度 | 说明 |
|---|
| 标准品8位置 | 161 | 2 | □0=未使用，□1~□20=杯位1~20 |
| 标准品8浓度 | 163 | 7 | 预设浓度值，ASCII 数字字符串 |
| 标准品8曲线数据 | 170 | 7 | 吸光度或吸光度变化率，4位小数 |
| 分隔符 | 177 | 1 | 空格 |
| 定标曲线状态 | 178 | 3 | 空格=正常，错误码=异常 |
| 保留字段 | 181 | 18 | 全部空格 |
| ETX | 199 | 1 | 帧结束符 03H |
7.4 通信时序（A/L 消息）
（1）基本吸光度结果传输
TBA: ─[A n]─→ ─[A n+1]─→ ─[A n+2]─→ ─[A n+3]─→
HOST: ←─ACK─── ←──ACK──── ←──ACK──── ←──ACK────
（2）收到 NACK 的重传
TBA: ─[A n]─→ ─[A n]─→ ─[A n]─→ ─[A n+1]─→
HOST: ←─NACK── ←─NACK── ←──ACK── ←──ACK────
（3）吸光度 + 实时校准结果混合传输
TBA: ─[A n]─→ ─[L n]─→ ─[A n+1]─→ ─[L n+1]─→
HOST: ←─ACK─── ←─ACK─── ←──ACK──── ←──ACK────
八、系统参数与配置
8.1 在线参数（On-line Parameters）
可通过设备的「ON-LINE SYSTEM PARAMETERS」界面配置：
- ETX / CR 结束符选择
- ACK/NACK 应答开关（无应答模式）
- 零值错误显示方式（00.000 / 空格）
- 数据编辑标记功能开关
- 波特率、数据位、校验位、停止位
- 条码系统参数（Bar-code system parameters）
8.2 启动条件（Start Conditions）
定义了在线通信启动的前提条件和初始化流程。
九、错误处理
9.1 错误检测条件
- 校验和/奇偶校验错误
- 帧格式错误（缺少 STX/ETX）
- 消息超时
- 未知消息类型
9.2 错误处理规则
| 场景 | 处理方式 |
|---|
| 单帧接收错误 | 返回 NACK，请求重传 |
| 连续 3 次 NACK | TBA 显示在线错误，放弃当前消息，继续下一条 |
| 等待 ACK 超时 | 等效 NACK，触发重传 |
| 收到非预期消息 | 等效 NACK，触发重传 |
| 严重通信错误 | TBA 发送 BEL，终止通信 |
十、文档版本历史
| 版本 | 日期 | 修订原因 | 负责人 |
|---|
| INI.（初始） | 2002.03 | 初始版本 | Mr. Hase |
| *A | 2002.05 | 新增校准数据和吸光度结果传输 | Mr. Kumada |
| *B | 2002.10 | 新增重测样本量功能 | Mr. Kumada |
| *C | 2003.10 | 公司名称变更 | Mr. Shibutani |
| *D | 2004.01 | 新增支持 V2.00*R000 版本 | Mr. Kumada |
关联笔记
标签
通讯协议 生化分析仪 lis rs232 东芝 tba-40fr astm 校准曲线 吸光度