CN104348523B - 一种无线传感器节点的数据传输方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种无线传感器节点的数据传输方法，包括：A、无线传感器节点有上行数据传输时，发起蓝牙连接建立过程，建立与蓝牙接入点之间的蓝牙连接；所述无线传感器节点与所述蓝牙接入点之间进行上行数据传输；所述蓝牙接入点将上行数据发送给监控中心；B、若上行数据传输完毕之后，无线传感器节点发起蓝牙连接断开过程。本申请技术方案可以降低无线传感器节点的电池电力消耗。
Description
技术领域
本申请涉及短距离无线通信技术，尤其涉及一种无线传感器节点的数据传输方法。
背景技术
蓝牙技术是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术，工作在全球通用的2.4GHz ISM（工业、科学、医学）频段，采用快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，采用时分双工传输方案实现全双工传输。蓝牙技术的特点可以归纳为以下几点：
全球范围使用；
可同时传输语音和数据；
可以建立临时性的对等连接；
具有很好的抗干扰能力；
蓝牙模块体积很小，可以方便的集成到各种设备中；
低功耗；
开放的接口标准。
截止目前，蓝牙协议一共推出过六个版本：Bluetooth V1.1/1.2/2.0/2.1/3.0/4.0。最新的蓝牙4.0版本将三种蓝牙核心技术，包括传统蓝牙技术、蓝牙高速技术及蓝牙低功耗（BLE，Bluetooth Low Energy）技术合而为一。三种技术规范可单独使用，也可同时运行。其中低功耗技术可说是蓝牙4.0版本的重大突破，具备极低的运行和待机功耗，蓝牙设备使用一粒纽扣电池甚至可连续工作数年之久。同时还拥有低成本，跨厂商互操作性，3毫秒低延迟，100米以上超长距离，AES-128加密等诸多特色，可以用于计步器、心律监视器、智能仪表、传感器物联网等众多领域，具有广阔的应用范围。
低功耗蓝牙技术的优势，使其广泛应用于生产、家居、健康等无线监控领域。在这些需要依赖小电池提供长效电力供应的应用领域里，如何有效节省电池电力，延长电池的使用寿命，成为了技术人员的追求目标。
在实时监控系统中，无线传感器节点需要进行数据的感知采集，为了保证数据采集和告警响应的及时性，传统的方法是无线传感器节点始终处于连接状态，即使没有数据需要传输，无线传感器节点也需要定期从低功耗模式退出，监听信道或发送信息，以保持无线连接不断开，这将带来额外的电池电力消耗，缩短电池使用寿命。
发明内容
本申请提供了一种无线传感器节点的数据传输方法，可以降低无线传感器节点的电池电力消耗。
本申请实施例提供的一种无线传感器节点的数据传输方法，包括：
A、无线传感器节点有上行数据传输时，发起蓝牙连接建立过程，建立与蓝牙接入点之间的蓝牙连接；所述无线传感器节点与所述蓝牙接入点之间进行上行数据传输；所述蓝牙接入点将上行数据发送给监控中心；
B、上行数据传输完毕之后，无线传感器节点发起蓝牙连接断开过程。
较佳地，在蓝牙连接建立之后，以及蓝牙连接断开过程之前，进一步包括：监控中心向所述蓝牙接入点发送下行数据，所述蓝牙接入点将下行数据发送给所述无线传感器节点。
较佳地，监控中心向所述蓝牙接入点发送下行数据，所述蓝牙接入点将下行数据发送给所述无线传感器节点包括：
监控中心收到第一个上行数据包后，判断数据缓存区中是否有给该无线传感器节点的下行数据，如果没有则向所述蓝牙接入点发送下行数据空包，如果有则将数据缓存区的下行数据包发送至所述蓝牙接入点直至下行数据传输完成，最后一个下行数据包携带数据传输完成标记；所述蓝牙接入点将下行数据发送给所述无线传感器节点；
步骤B为：
所述无线传感器节点收到下行数据空包或带有数据传输完成标记的数据包之后，如果上行数据传输完毕，则无线接入节点发起蓝牙连接断开过程。
较佳地，该方法进一步包括：监控中心有下行数据发送时，判断该下行数据的目的无线接入节点是否已建立蓝牙连接，若是，则将所述下行数据通过蓝牙接入点发送至目的无线接入节点，否则，将所述下行数据缓存至数据缓存区。
从以上技术方案可以看出，在无数据传输时不保持蓝牙连接，只有在无线传感器节点有上行数据要发送时才建立蓝牙连接，而下行数据到达后如果当前无蓝牙连接则需要缓存直到下一次连接建立时才进行传输，并在完成上下行数据传输后立即关闭连接。由于仅在上行数据传输时建立蓝牙连接，平时无需保持蓝牙连接，可以显著减小无线传感器节点的电池电力消耗，延长电池使用寿命。
附图说明
图1为蓝牙通信系统的网络拓扑示意图；
图2为本申请实施例提供的无线传感器节点的数据传输流程示意图。
具体实施方式
本申请技术方案的基本设计思想是：在无数据传输时不保持蓝牙连接，只有在无线传感器节点有上行数据要发送时才建立蓝牙连接，而下行数据到达后如果当前无蓝牙连接则需要缓存直到下一次连接建立时才进行传输，并在完成上下行数据传输后立即关闭连接。
为使本申请技术方案的技术原理、特点以及技术效果更加清楚，以下结合具体实施例对本申请技术方案进行详细阐述。
低功耗蓝牙技术是建立在星型拓扑之上的，如图1所示，监控中心通过局域网连接多个主设备（蓝牙接入点），每一个主设备具有一定的通信覆盖范围，在该通信范围内有一个或多个从设备（无线传感器节点）。以图1所示的网络拓扑为例，本申请实施例提供的无线传感器节点的数据传输流程如图2所示，包括如下步骤：
步骤201：当无线传感器节点有数据需要传输时，发起蓝牙连接建立过程，建立与蓝牙接入点之间的蓝牙连接。
步骤202：无线传感器节点与蓝牙接入点之间进行上行数据传输。
步骤203：蓝牙接入点对上行数据进行透明转发，发送给监控中心。
步骤204：监控中心收到第一个上行数据包后，判断数据缓存区中是否有给该无线传感器节点的下行数据，如果没有则向蓝牙接入点发送下行数据空包，如果有则将数据缓存区的下行数据包发送至蓝牙接入点直至下行数据传输完成，最后一个下行数据包携带数据传输完成标记；
步骤205：蓝牙接入点对下行数据进行透明转发，发送给无线传感器节点。
步骤206：无线传感器节点收到下行数据空包或带有数据传输完成标记的数据包之后，如果上行数据已经传输完毕，则发起蓝牙连接断开过程，本次数据传输完成。
采用本申请方法不可避免地会引入一定的传输延迟：一方面，每次上行数据传输之前都需要等待重新建立连接，另一方面，下行数据到达后不能立即发送，而是要缓存直到下一次连接建立时才能进行传输。但是，低功耗蓝牙技术的设备连接建立过程非常快，仅需3ms即可完成，而下行数据也通常也不是实时性数据，延迟的影响并不大。由于仅在上行数据传输时建立蓝牙连接，平时无需保持蓝牙连接，可以显著减小无线传感器节点的电池电力消耗，延长电池使用寿命。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请的保护范围，凡在本申请技术方案的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。
Claims (2)
1.一种无线传感器节点的数据传输方法，其特征在于，包括：
A、无线传感器节点有上行数据传输时，发起蓝牙连接建立过程，建立与蓝牙接入点之间的蓝牙连接；所述无线传感器节点与所述蓝牙接入点之间进行上行数据传输；所述蓝牙接入点将上行数据发送给监控中心；
监控中心收到第一个上行数据包后，判断数据缓存区中是否有给该无线传感器节点的下行数据，如果没有则向所述蓝牙接入点发送下行数据空包，如果有则将数据缓存区的下行数据包发送至所述蓝牙接入点直至下行数据传输完成，最后一个下行数据包携带数据传输完成标记；所述蓝牙接入点将下行数据发送给所述无线传感器节点；
B、所述无线传感器节点收到下行数据空包或带有数据传输完成标记的数据包之后，如果上行数据传输完毕，则无线接入节点发起蓝牙连接断开过程。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：监控中心有下行数据发送时，判断该下行数据的目的无线接入节点是否已建立蓝牙连接，若是，则将所述下行数据通过蓝牙接入点发送至目的无线接入节点，否则，将所述下行数据缓存至数据缓存区。
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