知识库

日立7180全自动生化分析仪系统接口规范

16分钟阅读

日立 7180 全自动生化分析仪系统接口规范

来源：Hitachi Model 7180 Service Manual 第14章 System Interface 版本：Hitachi High-Technologies，Acrobat Distiller 4.05，2002年7月创建，2005年11月修订

一、概述

日立7180全自动生化分析仪通过RS-232C起止同步串行信号与外部系统（LIS主机）连接。通信不与分析周期同步，分析仪收到主机响应后立即回复。

1.1 通信规格

项目规格默认值
接口RS-232C—
通信方式半双工—
数据位7 或 8 bits7 bits
停止位1 bit / 2 bits2 bits
奇偶校验Even / Odd / No parityEven parity
波特率4800 / 9600 bps9600
字符集JIS 7 bits / JIS 8 bits / ASCIIJIS 7 bits
同步方式异步（起止同步）—
传输控制规程由主机决定—
端口数最大 1 个—
文本模式非透明模式（ASCII）—
最大传输数据项256256
数据结束码5 种可选ETX + BCC
电缆长度最大 15 m（RS-232C）—

所有通信参数均可在 [Utility] – [System] – [Host Comm. Set] 屏幕配置。

1.2 通信基本概念

  • Text（文本）：主机与分析仪（AU）之间交换的消息单元
  • Conversation（会话/对话）：一次文本交换周期（AU发→主机回）
  • Cluster（簇）：实现一个通信功能所需的两次或多次对话
  • Frame character（帧字符）：放在 STX 和数据字段之间，标识文本用途

文本结构：

STX (1B) -> 帧字符 (1B) -> 数据字段 (变长) -> 数据结束码 (1~4B)

1.3 数据结束码（5种可选）

  1. ETX + BCC — 块校验字符（异或校验）
  2. CR + LF + ETX
  3. ETX
  4. ETX + CR + LF
  5. ETX + CKSH + CKSL + CR — 校验和（ASCII十六进制低位两位）

BCC 计算方法：从 STX 后第一个字符开始，到 ETX 为止，全部字符异或（XOR）。

校验和计算方法：帧字符到数据字段最后一个字符全部相加，结果低两位转为 ASCII。

二、通信功能

2.1 测试选择信息查询功能

样本类型查询（AU->HOST）指令（HOST->AU）条件
常规样本是是Test Data Only Transfer = No
常规样本（自动重测）是是Automatic Rerun Test Selection = Yes
常规样本（手动重测）是是Manual Rerun Test Selection = Yes
急诊样本（有ID）是是Stat Sample Test Selection = Initial Only 或 Initial & Rerun
急诊样本（无ID）否部分—

2.2 测试结果数据传输功能

功能实时通信批量通信特定样本请求条件
常规/急诊/质控样本结果是是是Test Data Only Transfer = No 时特定请求无效
自动重测样本结果是否否—
校准测量结果数据否是否—
反应过程吸光度数据否是否—
  • 实时通信：仪器正在分析期间进行的通信
  • 批量通信：通过屏幕指定进行的通信
  • 停止通信：在 Start Conditions 屏幕将 Comm. Execute 从 Yes 改为 No

三、帧类型（13种）

编号助记符名称字符发送方用途
1FR1Frame 11AU分析数据传输首文本（多分片时）
2FR2Frame 22AU第2片分析数据
3FR3Frame 33AU第3片分析数据
4FR4Frame 44AU第4片分析数据
5FR5Frame 55AU第5片分析数据
6ENDEnd Frame:AU分析数据最后一片（单文本时也用 END）
7SPESpecific;AU/HOST测试选择信息查询/指令
8RESResults Request<HOST特定样本分析数据请求
9ANYAny Inquiry>AU空闲查询（AU侧）
10MORMore?HOST更多数据请求（继续接收）
11REPRepeat@AU/HOST重发请求（NAK）
12SUSSuspendAAU/HOST挂起请求
13RECReceived—HOST已接收（不再接收下次数据）

注：MOR/REP/SUS/REC 为控制帧，无数据字段。

四、数据传输控制过程

4.1 数据链路建立

  1. 在 Start Conditions 屏幕将 Comm. Execute 设为 Yes 后，AU 向主机发送 ANY 帧，通信开始
  2. 发送文本后传输方向反转：接收方可以发送下一个响应或文本
  3. AU 和主机交替传输

4.2 典型通信流程

（1）无数据可传时（空闲状态）

AU:   ANY ->  ANY ->  ANY ->  ANY ->
HOST:       MOR ->  MOR ->  MOR ->
  • AU 持续发送 ANY，主机持续回复 MOR
  • AU 收到 MOR 后经过通信周期（默认2秒）再发下一个 ANY
  • 主机收到后至少等待 100ms 再回复

（2）测试选择信息传输

AU:   SPE ->
HOST:       SPE ->  (返回测试选择指令)
  • 主机对 SPE 查询的响应：
    • SPE：返回测试选择信息
    • MOR：无法响应查询，但已准备好接收分析数据
    • REC：既不能响应查询也不能接收数据，挂起通信

（3）分析数据传输

AU:   FR1 ->  END ->
HOST:       MOR ->  MOR ->
  • 主机响应：
    • MOR：正常接收，继续接收下一批
    • REP：文本异常，请求重发
    • REC：已接收，但下次不接收
    • SUS：挂起通信
    • SPE：指定测试选择（中断当前传输）
    • RES：请求特定样本

（4）特定样本请求（RES）

HOST: RES ->
AU:       FR1 ->  END ->
HOST:           MOR ->  MOR ->

（5）重发请求（REP）

  • 收到异常文本时发送 REP
  • 连续 3 次 REP -> 系统告警，通信停止

4.3 SUS vs REC 的区别

帧含义收到 MOR 后行为
SUS（挂起）主机未收到文本重发同一个分析数据文本
REC（已接收）主机已正常收到文本发送下一个分析数据文本

4.4 优先级（高->低）

  1. SPE（急诊样本）帧发送
  2. SPE（常规样本）帧发送
  3. REP（重发请求）帧发送
  4. 高优先级分析数据（实时通信）
  5. 响应主机 RES 的分析数据
  6. 低优先级分析数据（批量通信）

高优先级数据可中断批量通信（以文本为单位），完成后恢复批量传输。

4.5 Result Only 模式

  • 仅向主机传输测量结果数据
  • 不接受主机的重发请求（REP）和特定样本数据请求
  • 不响应测试选择查询或指令
  • 发送分析数据文本后至少等待 1 秒，忽略通信协议直接传输下一条

4.6 通信终止与重启

终止条件实时批量重启方式
Host Comm 设为 No是是改回 Yes，全部取消后重启
发送/接收超时错误是是同上
通信相关硬件错误告警是是同上
屏幕停止指令（批量发送中还有剩余样本）否是重新指定范围后重启
  • 超时默认值：2 秒（可配置）
  • 超时后 AU 屏幕出现告警，通信停止

五、文本配置

5.1 文本类型总览

文本类型帧字符发送方总字节数
肯定响应（ANY/MOR）> / ?AU/HOST4 B
否定响应（REP 重发请求）@AU/HOST4 B
挂起请求（SUS）AAU/HOST4 B
已接收（REC）—HOST4 B
特定样本分析数据请求（RES）<HOST44 B
测试选择查询文本（SPE）;AU44 B
测试选择指令文本（SPE）;HOST变长
分析数据文本（常规/重测/急诊/质控）1~:AU变长
全程反应吸光度数据1~:AU变长
光度法校准数据:AU变长
ISE 校准数据:AU233 B

注：总字节数为 256 字节模式下的值；指定 512 字节模式时不同。

5.2 功能字符（Fu）编码体系

功能字符由 2 个字符组成，第 1 位标识样本类型，第 2 位标识样本种类（1=血清/2=尿/3=血浆/4=脑脊液/5=其他）。

测试选择信息查询 & 分析数据（实时通信）：

样本类型有 ID无 ID
常规样本A1~A5a1~a5
常规自动重测B1~B5d1~d5
常规手动重测C1~C5n1~n5
急诊样本D1~D5q1~q5
急诊自动重测E1~E5—
质控样本—N1~N5
校准样本—O1~O5
全程反应吸光度（常规）F_f_
光度法校准G_—
ISE 校准H_—

5.3 样本数据字段（38 字节）

样本号(5B) + 盘号(1B) + 位置号(3B) + 样本杯标识(1B) + ID号(13B) + 采血日期(6B) + 采血时间(4B) + 性别(1B) + 年龄(4B)
字段长度说明
样本号5 B序列号 1-10000，右对齐前补空格
盘号1 B0-9
位置号3 B常规 b1-100，急诊有ID 1-110
样本杯标识1 B1=标准量，2=微量
ID 号13 B条码模式下使用，右对齐前补空格
采血日期6 BMMDDYY 格式
采血时间4 BHHMM 格式
性别1 B1=男，2=女，0=其他
年龄4 Baac 格式（3位年+1位月/日编码）

5.4 测试选择数据（HOST->AU）

  • 通道数：bb0 到 b88（表示有效通道数）
  • 每通道请求编码：
    • 0 = 不请求
    • 1 = 正常样本量
    • 2 = 减量
    • 3 = 增量
    • 4 = 由 AU 决定
  • 通道 87 = ISE（电解质，Na/K/Cl 不可分别选择）
  • 通道 88 = LHI（血清指数，L/H/I 三项）
  • 同工酶/计算项目需要同时请求依赖项目（如 A/G 比需要 TP + ALB）

5.5 分析数据格式（AU->HOST）

每通道 10 字节：

通道号(3B) + 测量值(6B) + 数据告警(1B)
  • 测量值右对齐前补空格
  • 无数据时全空格
  • 双波长同时测定时传2个通道数据
  • 血清指数测定时最多传 4 个通道（1通道 + L/H/I）

5.6 校准数据传输

光度法校准（Gb 功能字符）：

  • 每通道一帧 END
  • STD 1~6，每个 32 B（前区带值+数据告警+2次初始吸光度+2次吸光度+STD类型）
  • SD 值数据 8 B

ISE 校准（Hb 功能字符）：

  • Na/K/Cl 三项校准数据一帧传输，共 72 B x 3
  • 每项 8 个数据项：内标液电动势 / Low 液电动势 / High 液电动势 / 校准液电动势 / 斜率电平 / 内标液浓度 / 校准液浓度 / 补偿因子

六、错误检查

收到的文本符合以下任一条件时，AU 判断为异常字符，返回 REP：

检查项错误条件
帧字符收到不适当的帧字符
功能字符与任一样本类型都不对应
样本号超出指定范围
盘号超出 0-9 或空格
位置号超出范围（常规0-100/急诊无ID 101-110/有ID 0-110）
年龄、性别超出指定范围
日期、时间为控制码 0x00-0x1F，或超出数值范围
测试选择数据不是 0-4，或通道数超出范围
注释数据日文版 0x20-0xFE 以外

连续 3 次 REP -> 系统告警，通信停止

七、通信追踪（Trace）功能

  • 可通过 Utility 屏幕开启
  • 记录通信执行时间、通信方向、消息内容
  • 最多存储 4000 个周期的 trace 数据
  • 可打印为报告

八、外部系统连接注意事项

  1. 采用点对点连接方式
  2. 数据结束码必须两侧一致（不一致会触发 REP）
  3. 多分片时最后一帧用 : (END)，不是 ETB
  4. 主机请求的样本不在硬盘上 -> AU 返回 ANY
  5. 硬盘错误导致批量传输无法读取 -> AU 返回 ANY
  6. 主机收到文本后至少延迟 100 ms 再响应 AU

九、术语表

术语英文含义
会话Conversation分析仪与主机之间的一次文本交换
簇Cluster实现一个功能的一组会话
文本Text传输的消息单元
帧Frame标识文本用途的字符
点对点Point-to-point两台仪器直接连接
特定请求文本Specific request text有数据字段的请求文本（SPE/FRn/END/RES）
非特定请求文本Non-specific request text无数据字段的控制文本（ANY/MOR/REP/SUS/REC）
ID 模式ID mode有条码阅读器
样本号模式Sample no. mode无条码阅读器

十、硬件接口

  • 连接器：PC Vectra 控制单元的 Serial A/1 接口（D-Sub 9 针公头）
  • 电缆：最长 15 m，HDEB-9S（广濑）或等效
  • 引脚分配：标准 RS-232C（DCD/RxD/TxD/DTR/SG/DSR/RTS/CTS/RI）
  • 两种接线方式：
    • 全信号连接（TxD/RxD/RTS/CTS/DSR/DCD/DTR/SG/FG）
    • 简化连接（不使用 DSR/DCD/DTR）

关联笔记

关系图谱

反向链接