CN105682199A - 一种无线同步的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了无线同步的方法及系统，所述无线同步的方法包括主无线设备与需要同步的从无线设备分别建立连接；主无线设备存储从无线设备的MAC地址与相应的连接验证信息；时间同步：主无线设备根据存储的从无线设备MAC地址，向从无线设备发出连接请求并发送同步帧；从无线设备根据主无线设备发送来的同步帧更新自己的时钟信息，并立即断开；同步控制：主无线设备向从无线设备发送控制命令；从无线设备接收到控制命令后会立即断开连接并执行命令。所述无线同步的系统用于实施无线同步的方法，其包括：主无线设备和不少于2个从无线设备，本发明为应用层同步实现机制，实现快捷，同步功耗低。本发明作为一种无线同步的方法及系统，广泛适用于无线同步领域。

Description

一种无线同步的方法及系统
技术领域
本发明涉及无线同步领域，尤其涉及一种无线同步的方法及系统。
背景技术
科技的发展和社会生活的需要促使无线通信技术高速发展，并运用于各个领域。无线通信技术是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式。解决了有线通信扩展性弱，施工难度大，费用高，线缆限制等问题。802.11标准是IEEE制定的无线局域网标准，主要是对网络的物理层(PH)和媒质访问控制层(MAC)进行了规定，其中对MAC层的规定是重点。基于IEEE802.11的无线通信技术有WIFI、蓝牙、ZIGBEE等等。这些无线通信技术广泛应用于局域网通信及无线控制等。无线通信技术具有一定的连接数量限制及同步困难问题，但在很多应用领域需要突破数量限制及同步控制等需求，因此多种同步机制及方法被提出，但这些同步方法均为以第一无线设备为基准，其它无线设备依据第一无线设备进行同步，需要连接保持,物理层实现。当同步精度需求不大时，这样的做法是很耗电的。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种降低功耗，通过应用层实现同步的无线同步的方法及系统。
本发明所采用的技术方案是：一种无线同步的方法，其特征在于，其包括：
主无线设备与需要同步的从无线设备分别建立连接；
主无线设备存储从无线设备的MAC地址与相应的连接验证信息；
时间同步：主无线设备根据存储的从无线设备MAC地址，向从无线设备发出连接请求并发送同步帧；
从无线设备根据主无线设备发送来的同步帧更新自己的时钟信息，并立即断开；
同步控制：主无线设备向从无线设备发送控制命令；
从无线设备接收到控制命令后会立即断开连接并执行命令。
进一步，所述时间同步还包括：主无线设备计算分配需要同步的名单并发送到已同步过的从无线设备；
已同步过的从无线设备向其它未同步过的从无线设备发出连接请求并发送同步帧。
进一步，所述同步控制还包括：主无线设备与存储列表内的下一个未发送同步控制命令的从无线设备建立连接并发送控制命令，如此循环，直到完成所有从无线设备的控制。
进一步，所述同步控制还包括：主无线设备首先计算出同步完所有从无线设备所需时间t1，然把当前主无线设备时钟时间加上t1得出时间t2，定为执行时间；
主无线设备与从无线设备建立连接，发送此时时间t与执行时间t2；
从无线设备接收后，开启循环计数并断开连接，当计数时间到达t2-t时即执行命令，断开后，主无线设备将向下一个未发送同步控制命令的从无线设备做如上相同操作。
一种无线同步的系统，其用于实施上述的无线同步的方法，其包括：主无线设备和不少于2个从无线设备，
所述主无线设备包括：
存储单元：用于所述主无线设备与需要同步的从无线设备分别建立连接，存储从无线设备的MAC地址与相应的连接验证信息；第一同步单元：用于根据存储的从无线设备MAC地址，向从无线设备发出连接请求并发送同步帧和控制命令；
所述从无线设备包括：
执行单元：用于所述从无线设备根据主无线设备发送来的同步帧和控制命令更新自己的时钟信息并执行命令然后断开。
进一步，所述主无线设备还包括分配单元,所述分配单元：用于所述主无线设备计算分配需要同步的名单并发送到已同步过的从无线设备。
进一步，所述从无线设备还包括第二同步单元，所述第二同步单元：用于所述已同步从无线设备向其它未同步过的从无线设备发出连接请求并发送同步帧。
进一步，所述主无线设备还包括控制单元,所述控制单元：用于主无线设备与存储列表内的下一个未发送同步控制命令的从无线设备建立连接并发送控制命令，如此循环，直到完成所有从无线设备的控制。
进一步，所述主无线设备还包括计算单元,所述计算单元：用于主无线设备首先计算出同步完所有从无线设备所需时间t1，然把当前主无线设备时钟时间加上t1得出时间t2，定为执行时间；主无线设备与从无线设备建立连接，发送此时时间t与执行时间t2。
进一步，所述从无线设备还包括计数单元,所述计数单元：用于从无线设备接收时间t与执行时间t2后，开启循环计数，当计数时间到达t2-t时即执行命令并断开。断开后，主无线设备将向下一个未发送同步控制命令的从无线设备做如上相同操作。
本发明的有益效果是：本发明为应用层同步实现机制，实现快捷；
可同时控制所有从设备（从设备的数量可以大于最大连接数量）；每次同步后即断开连接，当对同步精度要求不大时，相对于保持连接的同步机制，可降低功耗。而且可通过已同步从无线设备同步还未同步的从无线设备。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1是本发明的无线同步的方法一具体实施例的流程示意图；
图2是本发明的无线同步的系统一种具体实施例的结构框图；
图3是本发明的无线同步的系统中主无线设备一具体实施例的功能模块示意图；
图4是本发明的无线同步的系统中从无线设备一具体实施例的功能模块示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示一种无线同步的方法，其特征在于，其包括：
主无线设备与需要同步的从无线设备分别建立连接；
主无线设备存储从无线设备的MAC地址与相应的连接验证信息；
时间同步：主无线设备根据存储的从无线设备MAC地址，向从无线设备发出连接请求并发送同步帧；
从无线设备根据主无线设备发送来的同步帧更新自己的时钟信息，并立即断开；
同步控制：主无线设备向从无线设备发送控制命令；
从无线设备接收到控制命令后会立即断开连接并执行命令。
进一步作为优选的实施方式，如图1所示，所述时间同步还包括：主无线设备计算分配需要同步的名单并发送到已同步过的从无线设备；
已同步过的从无线设备向其它未同步过的从无线设备发出连接请求并发送同步帧。
进一步作为优选的实施方式，如图1所示，所述同步控制还包括：主无线设备与存储列表内的下一个未发送同步控制命令的从无线设备建立连接并发送控制命令，如此循环，直到完成所有从无线设备的控制。
进一步作为优选的实施方式，如图1所示，所述同步控制还包括：主无线设备首先计算出同步完所有从无线设备所需时间t1，然把当前主无线设备时钟时间加上t1得出时间t2，定为执行时间；
主无线设备与从无线设备建立连接，发送此时时间t与执行时间t2；
从无线设备接收后，开启循环计数并断开连接，当计数时间到达t2-t时即执行命令，断开后，主无线设备将向下一个未发送同步控制命令的从无线设备做如上相同操作。
本无线同步的方法为，以主无线设备的基准时钟为基础。首先主无线设备与需要同步的从无线设备分别建立连接，并保存从无线设备的MAC地址（即物理地址或称硬件地址）与相应的连接验证信息，方便下次连接。然后分两种情况，第一种，若为时间同步，则主无线设备将循环向从无线设备发送同步帧，从无线设备接收到同步帧后，根据主无线设备发送来的同步帧更新自己的时钟信息，并立即断开，因为主无线设备最多可连接的从无线设备数量有限，断开后，主无线设备可根据存储的从无线设备MAC继续向下面的从无线设备发出连接请求并发送同步帧。对同步帧的同步策略，不仅仅可以由主无线设备循环同步，还可由主无线设备计算分配需要同步的名单，然后由已同步过的从无线设备向其它未同步过的从无线设备发出连接请求并发送同步帧。比如按照网络拓扑结构进行同步；第二种，若为同步控制，则主无线设备无需循环向从无线设备发送同步帧，只在需要同步控制的时候进行同步命令即可。此无线同步的方法的重点是连接同步后即断开，无需连接保持。
为使得本发明的技术方案能够更加清楚地表述，下面以一具体的视频录制举例来进行详细说明，本领域技术人员应当知晓，以下举例仅作为本发明的一种具体的实施方式以进一步阐述本发明的技术方案，并不作为限定本发明保护范围的说明。
以蓝牙通信为例，以蓝牙灯的应用为场景，做如下实施。蓝牙通信中，主设备最多可与7个从设备同时连接通信。假如，手机为主无线设备，用来控制蓝牙灯，蓝牙灯为从无线设备。当需要同时控制7盏或小于7盏灯时，手机端APP（Application应用程序）会开启n（n<=7）个线程分别与蓝牙灯建立连接发送控制命令，当蓝牙灯接收到控制命令后会立即断开连接并执行相应的命令；当需要同时控制的蓝牙灯的数量大于7时，手机端APP会开启n（n<=7）个线程分别与相应数量的蓝牙灯建立连接发送控制命令，蓝牙灯接收到到控制命令后会立即断开连接并执行命令，断开的线程会重新与存储列表内的下一个未发送同步控制命令的蓝牙灯建立连接并发送控制命令，如此循环，直到完成所有灯的控制。此种情景，可完成大于最大连接数量的从设备的同步控制，但从设备的命令执行并非完全同时，而是相对同步。此外，还可以使用此种方法让所有蓝牙灯同时执行相应命令。手机端APP首先计算出n个线程同步完所有蓝牙灯所需时间t1，然把当前主设备时钟时间加上t1得出时间t2，定为执行时间，然后开启n（n<=7）个线程与n盏灯相连，发送控制命令，并发送此时时间t与执行时间t2，蓝牙灯接收后，开启循环计数并断开连接，当计数时间到达t2-t时即执行命令。断开的线程将向下一个未发送同步控制命令的蓝牙灯做如上相同操作。能过此方法决策，在主设备的基准时钟到t2时，所有的蓝牙灯将同时执行控制命令。
使用本同步方法，假设有1台主设备n台从设备，假设主设备与从设备每次建立连接完成同步数据传输并立即关闭的时间为t，按顺序同步算法M，完成所有设备同步需要时间为T=M(n*t);由此可见，本同步方法的同步精度与从设备数量和连接时间成正比；在不改变此两个变量的情况下，可以通过改变同步算法提高同步精度。
如图2至图4所示，一种无线同步的系统，其用于实施上述的无线同步的方法，其包括：主无线设备和不少于2个从无线设备，
所述主无线设备包括：
存储单元：用于所述主无线设备与需要同步的从无线设备分别建立连接，存储从无线设备的MAC地址与相应的连接验证信息；第一同步单元：用于根据存储的从无线设备MAC地址，向从无线设备发出连接请求并发送同步帧和控制命令；
所述从无线设备包括：
执行单元：用于所述从无线设备根据主无线设备发送来的同步帧和控制命令更新自己的时钟信息并执行命令然后断开。
进一步作为优选的实施方式，如图3所示，所述主无线设备还包括分配单元,所述分配单元：用于所述主无线设备计算分配需要同步的名单并发送到已同步过的从无线设备。
进一步作为优选的实施方式，如图4所示，所述从无线设备还包括第二同步单元，所述第二同步单元：用于所述已同步从无线设备向其它未同步过的从无线设备发出连接请求并发送同步帧。
进一步作为优选的实施方式，如图3所示，所述主无线设备还包括控制单元,所述控制单元：用于主无线设备与存储列表内的下一个未发送同步控制命令的从无线设备建立连接并发送控制命令，如此循环，直到完成所有从无线设备的控制。
进一步作为优选的实施方式，如图3所示，所述主无线设备还包括计算单元,所述计算单元：用于主无线设备首先计算出同步完所有从无线设备所需时间t1，然把当前主无线设备时钟时间加上t1得出时间t2，定为执行时间；主无线设备与从无线设备建立连接，发送此时时间t与执行时间t2。
进一步作为优选的实施方式，如图4所示，所述从无线设备还包括计数单元,所述计数单元：用于从无线设备接收时间t与执行时间t2后，开启循环计数，当计数时间到达t2-t时即执行命令并断开。断开后，主无线设备将向下一个未发送同步控制命令的从无线设备做如上相同操作。
本发明的有益效果是：本发明为应用层同步实现机制，实现快捷；
可同时控制所有从设备（从设备的数量可以大于最大连接数量）；每次同步后即断开连接，当对同步精度要求不大时，相对于保持连接的同步机制，可降低功耗。而且可通过已同步从无线设备同步还未同步的从无线设备。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种无线同步的方法，其特征在于，其包括：
主无线设备与需要同步的从无线设备分别建立连接；
主无线设备存储从无线设备的MAC地址与相应的连接验证信息；
时间同步：主无线设备根据存储的从无线设备MAC地址，向从无线设备发出连接请求并发送同步帧；
从无线设备根据主无线设备发送来的同步帧更新自己的时钟信息，并立即断开；
同步控制：主无线设备向从无线设备发送控制命令；
从无线设备接收到控制命令后会立即断开连接并执行命令。
2.根据权利要求1所述的无线同步的方法，其特征在于，所述时间同步还包括：主无线设备计算分配需要同步的名单并发送到已同步过的从无线设备；
已同步过的从无线设备向其它未同步过的从无线设备发出连接请求并发送同步帧。
3.根据权利要求1所述的无线同步的方法，其特征在于，所述同步控制还包括：主无线设备与存储列表内的下一个未发送同步控制命令的从无线设备建立连接并发送控制命令，如此循环，直到完成所有从无线设备的控制。
4.根据权利要求3所述的无线同步的方法，其特征在于，所述同步控制还包括：所述主无线设备首先计算出同步完所有从无线设备所需时间t1，然把当前主无线设备时钟时间加上t1得出时间t2，定为执行时间；
主无线设备与从无线设备建立连接，发送此时时间t与执行时间t2；
从无线设备接收后，开启循环计数并断开连接，当计数时间到达t2-t时即执行命令，断开后，主无线设备将向下一个未发送同步控制命令的从无线设备做如上相同操作。
5.一种无线同步的系统，其特征在于，其用于实施如权利要求1至4任一项所述的无线同步的方法，其包括：主无线设备和不少于2个从无线设备，
所述主无线设备包括：
存储单元：用于所述主无线设备与需要同步的从无线设备分别建立连接，存储从无线设备的MAC地址与相应的连接验证信息；第一同步单元：用于根据存储的从无线设备MAC地址，向从无线设备发出连接请求并发送同步帧和控制命令；
所述从无线设备包括：
执行单元：用于所述从无线设备根据主无线设备发送来的同步帧和控制命令更新自己的时钟信息并执行命令然后断开。
6.根据权利要求5所述的无线同步的系统，其特征在于，所述主无线设备还包括分配单元,所述分配单元：用于所述主无线设备计算分配需要同步的名单并发送到已同步过的从无线设备。
7.根据权利要求6所述的无线同步的系统，其特征在于，所述从无线设备还包括第二同步单元，所述第二同步单元：用于所述已同步从无线设备向其它未同步过的从无线设备发出连接请求并发送同步帧。
8.根据权利要求5所述的无线同步的系统，其特征在于，所述主无线设备还包括控制单元,所述控制单元：用于主无线设备与存储列表内的下一个未发送同步控制命令的从无线设备建立连接并发送控制命令，如此循环，直到完成所有从无线设备的控制。
9.根据权利要求5所述的无线同步的系统，其特征在于，所述主无线设备还包括计算单元,所述计算单元：用于主无线设备首先计算出同步完所有从无线设备所需时间t1，然把当前主无线设备时钟时间加上t1得出时间t2，定为执行时间；主无线设备与从无线设备建立连接，发送此时时间t与执行时间t2。
10.根据权利要求9所述的无线同步的系统，其特征在于，所述从无线设备还包括计数单元,所述计数单元：用于从无线设备接收时间t与执行时间t2后，开启循环计数，当计数时间到达t2-t时即执行命令并断开，断开后，主无线设备将向下一个未发送同步控制命令的从无线设备做如上相同操作。
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