CN105356916A - 一种可穿戴智能设备的自适应蓝牙传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可穿戴智能设备的自适应蓝牙传输方法，包括如下步骤：S1.可穿戴智能设备对需要发送的数据划分不同的优先级，高优先级时将数据送入发送队列，跳转到步骤S3，低优先级跳转到步骤S2；S2.将所述低优先级数据存入缓存，根据预设的缓存发送周期，将缓存中的数据送入发送队列，跳转到步骤S3；S3.判断发送队列中数据状态，自适应地选择高速或低速模式发送数据。本发明具有既能保证高优先级的时效性强的数据能够及时发送，不产生数据阻塞，又能够在仅有少量数据发送时，有效降低蓝牙设备的功耗，延长设备的待机时间等优点。
Description
技术领域
本发明涉及蓝牙数据通信领域，尤其涉及一种可穿戴智能设备的自适应蓝牙传输方法。
背景技术
作为全球范围内快速增长的高科技热点，无论在日常运动监测还是医疗、健康等应用范畴，可穿戴智能设备在得到资本青睐的同时也在蓬勃发展。续航时间短是当前影响可穿戴智能设备发展的重要因素之一。一方面，为了迎合用户的需求，将有越来越多的功能整合在可穿戴智能设备中。例如，能够监控心跳、并将数据进行云同步；能够检测用户周边环境，并利用这些传感数据对生活环境进行分析。可穿戴智能设备功能越丰富，将对数据传输提出更高的要求。另一方面，受设备尺寸和成本约束，电力储存有限。而随着可穿戴智能设备功能的丰富，电力存储的空间将进一步缩小。
为了提高可穿戴智能设备的续航能力，目前大多数手环、手表类可穿戴智能设备大多采用蓝牙等小功耗无线连接方式传输数据。蓝牙通信的优势在于：由于引入了电源控制EPC机制，设备在空闲状态时功耗非常低，而在实际应用中，蓝牙设备更多处于待机状态。蓝牙4.0协议版本是在蓝牙3.0高速版本基础上增加了低能耗协议部分，具有高速和低速两种工作模式。在现有技术中，可穿戴智能设备采取固定的模式进行数据传输，造成了可穿戴智能设备对待机时间与数据发送时效之间的矛盾，采用高速传输模式时，虽然能够保证数据及时发送，但由于高速模式能耗高，导致可穿戴智能设备待机时间短，采用低速传输模式，虽然能够保证可穿戴智能设备的待机时间，但对于时效性高的数据，却存在无法及时发送的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种兼顾可穿戴智能设备待机时间与数据发送时效性两方面的要求，既能保证数据得到及时发送，又能降低蓝牙设备的能耗，保证可穿戴智能设备有较长的待机时间的可穿戴智能设备的自适应蓝牙传输方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种可穿戴智能设备的自适应蓝牙传输方法，包括如下步骤：
S1.可穿戴智能设备对需要发送的数据划分不同的优先级，为高优先级数据和中优先级数据时将数据送入发送队列，跳转到步骤S3，为低优先级数据时跳转到步骤S2；
S2.将所述低优先级数据存入缓存，根据预设的缓存发送周期，将缓存中的数据送入发送队列，跳转到步骤S3；
S3.判断发送队列中数据状态，自适应的选择高速或低速模式发送数据。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S1中可穿戴智能设备对需要发送的数据划分不同的优先级包括，可穿戴智能设备监测数据的来源，根据预设的优先级划分表将数据划分为高优先级数据、中优先级数据和低优先级数据。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S1中，对于来源未记载在优先级划分表中的数据，划分为高优先级数据。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S2的具体步骤包括：
S2.1.判断所述低优先级数据的大小，当大于等于所述缓存的空闲空间大小时，将所述数据送入发送队列，跳转到步骤S3，当小于所述缓存的空闲空间大小时，将所述数据存入缓存，跳转到步骤S2.2；
S2.2.判断缓存空闲空间的大小，当缓存空闲空间小于等于预设的缓存门槛值时，跳转到步骤S2.4，否则跳转到步骤S2.3；
S2.3.判断缓存发送周期，当满足缓存发送周期时，跳转到步骤S2.4，否则继续执行本步骤；
S2.4.将所述缓存中的数据送入发送队列，跳转到步骤S3。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S3的具体步骤包括：
S3.1.判断所述发送队列中的数据是否有高优先级数据，是则开启蓝牙高速模式，跳转到步骤S3.3，否则跳转到步骤S3.2；
S3.2.判断所述发送队列中的数据大小是否大于预设的高速门槛值，大于则开启蓝牙高速模式，跳转到步骤S3.3，否则开启蓝牙低速模式，跳转到步骤S3.3；
S3.3.将发送队列中的全部数据发送完成后，进入蓝牙待机状态。作为本发明的进一步改进，所述可穿戴智能设备按照数据的优先级从高至低依次发送所述发送队列中的数据。
作为本发明的进一步改进，还包括对数据进行预处理的步骤S1a，可穿戴智能设备对传感器采集的数据内容进行分析，判断当前采集数据与上一个采样周期采集的数据之差是否超出预设的变化忽略范围，是则判断当前采集数据为有效数据，否则判断当前采集数据为无效数据，为有效数据则跳转到步骤S1，为无效数据则抛弃该数据，进入下一个数据采样周期。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S1a中，还包括自适应的调整传感器数据采样周期的步骤：所述可穿戴智能设备根据在预设的采样分析周期内采集的数据为无效数据的概率，当所述无效数据的概率大于预设的延长采样周期门槛值时，以预设的延长系数修改传感器的采样周期；当所述无数数据的概率小于预设的缩短采样周期门槛值时，以预设的缩短系数修改传感器的采样周期。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明即能够保证具有时效性的数据能够及时的发送出去，又能够有效降低蓝牙设备的功耗，延长设备的待机时间。
2、本发明通过对传感器采集的数据进行预处理，选择性的对传感器采集的数据进行发送，并自适应的调整传感器采样周期，从而达到调整蓝牙的数据传输量的目的，降低蓝牙设备的通信强度。
附图说明
图1为本发明的流程图。
图2为本发明的传感器采集数据预处理流程图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
如图1所示，本实施例一种可穿戴智能设备的自适应蓝牙传输方法，包括如下步骤：可穿戴智能设备对需要发送的数据划分不同的优先级，为高优先级数据和中优先级数据时将数据送入发送队列，跳转到步骤S3，为低优先级数据时跳转到步骤S2；S2.将低优先级数据存入缓存，根据预设的缓存发送周期，将缓存中的数据送入发送队列，跳转到步骤S3；S3.判断发送队列中数据状态，自适应的选择高速或低速模式发送数据。
本实施例中，可穿戴智能设备如头戴式摄影装置，具有包括实时摄影、运动轨迹记录、温度记录等多种功能。该头戴式摄影装置通过蓝牙与手机端连接，并将所拍摄的影像数据、记录的运动轨迹、以及记录的温度等数据通过蓝牙发送至手机端储存。当头戴式摄影装置的某个功能开启时，该功能对应的传感器将会产生相应的数据需要发送至手机端，如摄影功能开启，摄像头将会记录影像数据，运动轨迹记录功能开启，GPS传感器将位产生位置数据，温度记录开启，温度传感器将会产生温度数据。
本实施例中，步骤S1中可穿戴智能设备对需要发送的数据划分不同的优先级包括，可穿戴智能设备监测数据的来源，根据预设的优先级划分表将数据划分为高优先级数据、中优先级数据和低优先级数据。对于来源未记载在优先级划分表中的数据，划分为高优先级数据。根据各传感器的特点，预先设定好各传感器数据的优先级，如将摄像头会产生大量的实时影像数据，因此将摄像头数据设置为高优先级，GPS传感器在每个采样周期产生一个GPS位置数据，温度传感器每个采样周期产生一个温度数据，因此将GPS传感器数据和温度传感器数据设置为低优先级。并将该优先级的划分作为预设的优先级划分表，头戴式摄影装置对需要发送的数据的来源进行判断，并通过查询该优先级划分表，即可确认数据的优先级。作为例外，当数据的来源没有记载在优先级划分表中时，为了保证该数据能够及时发送出去，将该数据设置为高优先级。在本实施例中，将可穿戴智能设备将与操作系统、应用软件相关的数据，以及对实时性要求高且数据量大的数据，如摄像头产生的实时视频数据，作为高优先级数据，将实时性要求高但数据量小的数据，如语音聊天数据，作为中优先级数据，将实时性要求低的数据作为低优先级数据。
本实施例中，对于高优先级的数据和中优先级的数据，直接将数据送入发送队列，进入数据发送阶段。对于低优先级的数据，则送入缓存中，等待进一步处理。在本实施例中，对低优先级数据的处理步骤为：S2.1.判断低优先级数据的大小，当大于等于缓存的空闲空间大小时，将数据送入发送队列，跳转到步骤S3，当小于缓存的空闲空间大小时，将数据存入缓存，跳转到步骤S2.2；S2.2.判断缓存空闲空间的大小，当缓存空闲空间小于等于预设的缓存门槛值时，跳转到步骤S2.4，否则跳转到步骤S2.3；S2.3.判断缓存发送周期，当满足缓存发送周期时，跳转到步骤S2.4，否则继续执行本步骤；S2.4.将缓存中的数据送入发送队列，跳转到步骤S3。
在本实施例中，设定缓存的大小为1M，GPS传感器产生的位置数据被确定为低优先级数据后，进一步判断该位置数据的大小，当该位置数据的大小大于等于缓存空闲空间大小时，即若继续将该位置数据存入缓存，将会导致缓存溢出，在此情况下，直接将该位置数据送入发送队列。当该位置数据的大小小于缓存空闲空间大小时，则将该数据存入缓存中，等待进一步处理。需要说明的是，缓存的大小根据不同的设备具有不同的值。
在本实施例中，在该位置数据存入缓存后，进一步判断缓存的存储状态，即判断缓存空闲空间大小，当缓存空闲空间小于等于缓存大小的50%时，为了避免缓存过满而发生数据溢出，或者对数据发送造成较大压力，将缓存中的数据送入发送队列，否则，按照预设的蓝牙发送周期将缓存中的数据送入发送队列。在本实施例中，蓝牙发送周期通过一个时针计数器来实现，按照预设的时间周期将缓存中的数据送入发送队列，该蓝牙发送周期可以为10秒，也可以由根据头戴式摄影装置的实际工作情况自由设定，即每10秒执行一次将缓存中数据送入发送队列的工作，每次执行完将缓存中数据送入发送队列后，将该时针计数器清零，重新开始一个新的计时周期。需要说明的是，在本实施例中，缓存门槛值设置为50%，当然，该值可以根据实际情况灵活设置。
在本实施例中，在将数据送入发送队列后，进行如下操作：S3.1.判断发送队列中的数据是否有高优先级数据，是则开启蓝牙高速模式，跳转到步骤S3.3，否则跳转到步骤S3.2；S3.2.判断发送队列中的数据大小是否大于预设的高速门槛值，大于则开启蓝牙高速模式，跳转到步骤S3.3，否则开启蓝牙低速模式，跳转到步骤S3.3；S3.3.将发送队列中的全部数据发送完成后，进入蓝牙待机状态。在本实施例中，判断发送队列中数据的优先级以及数据量的大小，从而自适应的对蓝牙的工作模式进行选择，发送队列中有高优先级数据需要发送时，直接开启蓝牙高速模式，否则判断数据发送队列中需要发送的数据量的大小是否超过高速门槛值，高速门槛值选择为1M，当然，该门槛值可以根据实际工作状态以及可穿戴智能设备的特征进行修改。当发送队列中的数据量大于1M时，不论蓝牙此时处于何种工作状态，均开启蓝牙高速模式，直到以高速模式完成对发送队列中所有数据的传输，进入蓝牙待机状态；当发送队列中的数据量小于等于1M时，需要进一步判断，当蓝牙当前正处于高速模式时，则不修改蓝牙的工作模式，仍然以高速模式传输数据，当蓝牙当前正处于低速模式时，则仍以低速模式传输数据，当蓝牙当前处于待机状态时，则开启蓝牙设备，以低速模式传输发送队列中的数据。本实施例所采取的蓝牙控制策略，既能保证数据及时发送，又可有效的减少蓝牙设备在不同工作模式下的切换次数，降低控制复杂度。
在本实施例中，蓝牙设备对发送队列中的数据，按照数据的优先级从高至低依次发送。对于优先级相同的数据，可以采取按照数据生成时间的顺序进行发送。
如图2所示，在本实施例中，还包括对传感器采集的数据进行预处理的步骤S1a，可穿戴智能设备对传感器采集的数据内容进行分析，判断当前采集数据与上一个采样周期采集的数据之差是否超出预设的变化忽略范围，是则判断当前采集数据为有效数据，否则判断当前采集数据为无效数据，为有效数据则跳转到步骤S1，为无效数据则抛弃该数据，进入下一个数据采样周期。在本实施例中，可穿戴智能设备对传感器采集的数据内容进行分析，以温度传感器为例，温度传感器预设的变化忽略范围为0.2度，当温度传感器当前采集的数据与上一个采样周期采集的数据之差小于0.2度时，则判定当前采集的数据为无效数据，无需发送该数据而抛弃该数据，当温度传感器当前采集的数据与上一个采样周期采集的数据之差大于等于0.2度时，则判定当前采集的数据为有效数据，需要通过蓝牙进行发送，进入下一步处理。
在本实施例中，步骤S1a中，还包括自适应的调整传感器数据采样周期的步骤：可穿戴智能设备根据在预设的采样分析周期内采集的数据为无效数据的概率，自动调整传感器的采样周期。当该无效数据的概率大于预设的延长采样周期门槛值时，以预设的延长系数修改传感器的采样周期。当该无数数据的概率小于预设的缩短采样周期门槛值时，以预设的缩短系数修改传感器的采样周期。
在本实施例中，预设的采样分析周期为10个传感器采样周期，预设的延长采样周期门槛值为0.6，预设的延长系数为1.2，预设的缩短采样周期门槛值为0.4，预设的缩短系数为0.8。在本实施例中，如果预设的采样分析周期内传感器采集的10个数据中，有超过6个数据为无效数据，则延长传感器的采样周期，延长后的传感器采样周期为延长前的传感器采样周期的1.2倍。如果预设的采样分析周期内传感器采集的10个数据中，仅有4个以下数据为无效数据，则缩短传感器的采样周期，缩短后的传感器采样周期为缩短前的传感器采样周期的0.8倍。在本实施例中，采用自适应的调整传感器采样周期的策略，在传感器数据变化值小于预设的变化忽略范围时，可以降低需要传送的数据量，进一步降低蓝牙通信的强度。本实施例通过对数据优先级的划分，确定数据的优先级，并判断发送队列中数据量的大小，从而自适应的选择蓝牙的工作模式，既能够保证数据能够得到及时发送，又能够保证仅在少量低优先级的非时效性数据时，有效降低蓝牙设备的功耗。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
Claims (8)
1.一种可穿戴智能设备的自适应蓝牙传输方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.可穿戴智能设备对需要发送的数据划分不同的优先级，为高优先级数据和中优先级数据时将数据送入发送队列，跳转到步骤S3，为低优先级数据时跳转到步骤S2；
S2.将所述低优先级数据存入缓存，根据预设的缓存发送周期，将缓存中的数据送入发送队列，跳转到步骤S3；
S3.判断发送队列中数据状态，自适应的选择高速或低速模式发送数据。
2.根据权利要求1所述的可穿戴智能设备的自适应蓝牙传输方法，其特征在于：所述步骤S1中可穿戴智能设备对需要发送的数据划分不同的优先级包括，可穿戴智能设备监测数据的来源，根据预设的优先级划分表将数据划分为高优先级数据、中优先级数据和低优先级数据。
3.根据权利要求2所述的可穿戴智能设备的自适应蓝牙传输方法，其特征在于：所述步骤S1中，对于来源未记载在优先级划分表中的数据，划分为高优先级数据。
4.根据权利要求1所述的可穿戴智能设备的自适应蓝牙传输方法，其特征在于：所述步骤S2的具体步骤包括：
S2.1.判断所述低优先级数据的大小，当大于等于所述缓存的空闲空间大小时，将所述数据送入发送队列，跳转到步骤S3，当小于所述缓存的空闲空间大小时，将所述数据存入缓存，跳转到步骤S2.2；
S2.2.判断缓存空闲空间的大小，当缓存空闲空间小于等于预设的缓存门槛值时，跳转到步骤S2.4，否则跳转到步骤S2.3；
S2.3.判断缓存发送周期，当满足缓存发送周期时，跳转到步骤S2.4，否则继续执行本步骤；
S2.4.将所述缓存中的数据送入发送队列，跳转到步骤S3。
5.根据权利要求1所述的可穿戴智能设备的自适应蓝牙传输方法，其特征在于：所述步骤S3的具体步骤包括：
S3.1.判断所述发送队列中的数据是否有高优先级数据，是则开启蓝牙高速模式，跳转到步骤S3.3，否则跳转到步骤S3.2；
S3.2.判断所述发送队列中的数据大小是否大于预设的高速门槛值，大于则开启蓝牙高速模式，跳转到步骤S3.3，否则开启蓝牙低速模式，跳转到步骤S3.3；
S3.3.将发送队列中的全部数据发送完成后，进入蓝牙待机状态。
6.根据权利要求5所述的可穿戴智能设备的自适应蓝牙传输方法，其特征在于：所述可穿戴智能设备按照数据的优先级从高至低依次发送所述发送队列中的数据。
7.根据权利要求1至6任一项所述的可穿戴智能设备的自适应蓝牙传输方法，其特征在于：在所述步骤S1前，还包括对数据进行预处理的步骤S1a：可穿戴智能设备对传感器采集的数据内容进行分析，判断当前采集数据与上一个采样周期采集的数据之差是否超出预设的变化忽略范围，是则判断当前采集数据为有效数据，否则判断当前采集数据为无效数据，为有效数据则跳转到步骤S1，为无效数据则抛弃该数据，进入下一个数据采样周期。
8.根据权利要求7所述的可穿戴智能设备的自适应蓝牙传输方法，其特征在于：所述步骤S1a中，还包括自适应的调整传感器数据采样周期的步骤：所述可穿戴智能设备根据在预设的采样分析周期内采集的数据为无效数据的概率，当所述无效数据的概率大于预设的延长采样周期门槛值时，以预设的延长系数修改传感器的采样周期；当所述无数数据的概率小于预设的缩短采样周期门槛值时，以预设的缩短系数修改传感器的采样周期。
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