CN105827367A - 一种无线数据传输的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线数据传输的方法，包括以下步骤：发送端和接收端通信确认待传输数据的总数据量和单包数据量；根据单包数据量拆分所述待传输数据为多个数据包并分别封装；发送端对各数据包进行编码字节标记，然后进行传输；接收端对标记字节进行校验、辨别，确认成功接收数据包并返回接收成功信号到发送端。本发明提供的一种无线数据传输的方法及系统，通过对需要拆分的数据在拆分时使用算法进行打包，通过进行拆分、编码标记，使得接收端在接收数据时判断是否符合连续数据包的格式要求，只有符合条件才会接收，解决了数据量大的数据在无线芯片间传输时的准确率问题。广泛应用于数据传输领域。

Description

一种无线数据传输的方法及系统

技术领域

本发明涉及数据传输领域，具体为无线数据传输。

背景技术

随着物联网的概念渐渐深入人心，物联网产品的市场前景也更加广阔。物联网，即是让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。既然在物理对象之间建立了互联的网络，物理对象通过网络进行交流和沟通是必不可少的环节。无线传输则是这个环节常用的技术基础。无线传输所用的传输协议有Zigbee、蓝牙、UWB、Wifi等，传输频率由Mhz到Ghz量级不等；除此之外，使用无线技术进行通信的其他芯片，如RFID射频芯片，也将会涉及到数据包的传输问题。

为了实现物理对象的互联，需要在物理对象上添加无线模块，内含无线芯片。为了使无线模块按照使用者的想法正确地完成发送和接收数据的功能，对于无线芯片中并未集成可供开发者开发的微控制单元时，开发者还需要向其添加微控制单元，即控制模块，以控制无线模块的收发功能。在发送和接收命令中，无线芯片会以包为单位发送数据，通常每包数据的大小是已经规定好的，即使大小可调，也是有一个规定的上限的。当控制模块希望无线芯片发送一串连续的数据，且数据大小超过数据包的上限时，将需要把数据拆成几个包发送。

由于实际应用中的传输环境是十分复杂的，在传输过程中可能会发生部分数据的丢失或错误。目前的无线芯片之间的传输通常使用确认字符（ACK）的方式确认数据已送达对方。确认字符即是如果接收方成功地接收到数据，会返回一个确认字符数据。发送方接收到确认字符后，才会发下一个数据。如果发送方没有收到确认字符，发送方可能会重发当前的数据包，也可能会停止传送数据。

在实际的开发中发现，有的无线芯片即使开启了ACK功能，也可能会发生数据接收错误的情况，包括接收方的数据包里的内容错误或者重复接收数据包，甚至是重复接收到数据包的情况。由于数据包传输出现错误，连续的数据包中间会夹杂错误的数据包，作为接收方的无线芯片在接收多个连续内容的数据包时，无法还原整个数据，导致超过单个数据包上限数据量的数据无法准确传输。

因此有必要进行改进。

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可以保证无线数据传输准确性的无线数据传输的方法及系统。

本发明所采用的技术方案是：本发明提供一种无线数据传输的方法，包括以下步骤：

发送端和接收端通信确认待传输数据的总数据量和单包数据量；

根据单包数据量拆分所述待传输数据为多个数据包并分别封装；

发送端对各数据包进行编码字节标记，然后进行传输；

接收端对标记字节进行校验、辨别，确认成功接收数据包并返回接收成功信号到发送端。

作为该技术方案的改进，其还包括以下步骤：

接收端对接收到的数据进行解封还原；或者

接收端只作为中转，不解封数据而直接转发至另一接收端。

作为本发明的一优选实施例，当发送端对各数据包进行编码字节标记时，在数据包中的编码字节数量为随机设置。

作为本发明的再一优选实施例，当发送端对各数据包进行编码字节标记时，在数据包中的编码字节的位置为随机设置。

进一步地，其还包括以下步骤：每个数据包传输的有效数据为单个数据包的数据量减去与编码字节对应的数据量。

进一步地，其还包括以下步骤：当接收端检测到数据接收超时，则放弃此次数据传输，并发送返回失败信号至发送端。

进一步地，其还包括以下步骤：

将待传输数据进行按顺序拆分、封装；

在允许时间内启动顺序循环发送；

接收端若未收到数据包，则判断是否超时并继续接收数据包；

若接收端接收到数据包，则判断是否符合要求；

若不符合要求，则继续进行接收并判断是否超时；

若符合要求，则保存数据，并判断是否超时；

若超时，则返回失败信号并放弃此次传输；

若未超时，则判断是否成功接收到所有数据包；

若是，则返回成功完成信号，并对数据进行解封；若不是，则继续接收数据。

另一方面，本发明还提供一种无线数据传输的系统，包括发送端和接收端，所述发送端包括发送芯片和发送端微控制单元，所述接收端包括接收芯片和接收端微控制单元，其中：

所述发送端微控制单元用于执行控制发送过程、与接收端通信以及确认待传输数据的总数据量和单包数据量；

根据单包数据量拆分所述待传输数据为多个数据包并分别封装；

对各数据包进行编码字节标记，然后进行传输；

所述接收端微控制单元，用于执行控制接收过程、与发送端通信以及确认待传输数据的总数据量和单包数据量；对标记字节进行校验、辨别，确认成功接收数据包并返回接收成功信号到发送端。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种无线数据传输的方法及系统，通过对需要拆分的数据在拆分时使用算法进行打包，通过进行拆分、编码标记，使得接收端在接收数据时判断是否符合连续数据包的格式要求，只有符合条件才会接收，解决了数据量大的数据在无线芯片间传输时的准确率问题。

本发明可适用于用无线芯片传输数据量大的数据的情况，使待传输数据在拆分并发送之后，在接收端能按照正确的顺序组装还原成原始数据，还排除了在传输过程中出错的数据包对数据传输的影响。本方法及系统可在传输环境不佳或有其他不利条件，如控制发送和接收芯片的微控制单元的主频不一致的情况下，保证大数据量的待传输数据能正确地被传输到接收端。同时，本发明的待传输数据在传输的过程中维持了原有的数据顺序，便于还原和转发。

进一步，本方法可用于开发者在无线芯片或集成或外挂的微处理单元上编写控制程序，将待传输的大数据量的数据进行拆分和封装，然后再交给无线发送芯片进行发送，无线接收芯片对无线数据进行解析后，对其进行校验、辨别、进一步解析和组装，以实现大数据量数据的完整准确传输。

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是本发明一实施例的步骤流程图；

图2是本发明第二实施例的步骤流程示意图；

图3是本发明一实施例的数据包示意图；

图4是本发明一实施例的待传输数据的示意图；

图5是本发明一实施例的单包数据量为32字节且编码字节为首尾两个字节的数据包示意图；

图6是本发明一实施例的封装后的待发数据示意图。

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。

发送端完成对待传输数据的拆分及封装工作，给原始数据加上编码字节，接收端完成关于数据包顺序和正误的判断，并完成数据的解析和组装工作，把接收到的数据包还原成待传输数据。

传输数据量大的连续数据时，在发送端和接收端需要先确定单个数据包的数据量，需要发送的数据量的大小。这可通过开发者事先指定的方式，也可以在发送数据前，由发送端和接收端进行沟通确认。确认好单包数据量和总数据量后，可通过把总数据进行拆分，分成多个数据包进行传输。每个包传输的有效数据为单包数据量减去数个字节，这数个字节的数据既用于错误数据包的剔除，也用于数据包的排序。通过对这几个字节的标记、校验和辨别，可有效地把错误的数据剔除，并能知道数据包的编号，顺利地把单个数据包准确地还原成连续的数据。这样便把待传输且数据量大的数据进行了准确高效的拆包传输。

作为本发明的第一实施例，参照图1，为本发明一实施例的步骤流程图。一种无线数据传输的方法，包括以下步骤：

发送端和接收端通信确认待传输数据的总数据量和单包数据量；

根据单包数据量拆分所述待传输数据为多个数据包并分别封装；

发送端对各数据包进行编码字节标记，然后进行传输；

接收端对标记字节进行校验、辨别，确认成功接收数据包并返回接收成功信号到发送端。

进一步地，其还包括以下步骤：

接收端对接收到的数据进行解封还原；或者

接收端只作为中转，不解封数据，而直接转发至另一接收端。

进一步地，当发送端对各数据包进行编码字节标记时，在数据包中的编码字节数量为随机设置。

当发送端对各数据包进行编码字节标记时，在数据包中的编码字节的位置为随机设置。

进一步地，每个数据包传输的有效数据为单个数据包的数据量减去与编码字节对应的数据量。

进一步地，当接收端检测到数据接收超时，则放弃此次数据传输，并发送返回失败信号至发送端。

作为本发明的第二实施例，参照图2，该图为本发明第二实施例的步骤流程示意图。一种无线数据传输的方法，包括以下步骤：

将待传输数据进行按顺序拆分、封装；

在允许时间内启动顺序循环发送；

接收端若未收到数据包，则判断是否超时并继续接收数据包；

若接收端接收到数据包，则判断是否符合要求；

若不符合要求，则继续进行接收并判断是否超时；

若符合要求，则保存数据，并判断是否超时；

若超时，则返回失败信号并放弃此次传输；

若未超时，则判断是否成功接收到所有数据包；

若是，则返回成功完成信号，并对数据进行解封；若不是，则继续接收数据。

在接收端可对每一个接收到的数据包的编码字节与当前每一个可能的编码情况进行匹配。一旦有一个编码情况匹配上，则下一个数据包将不再需要与此种编码情况进行匹配，等所有可能的编码情况均有数据包与其匹配，接收端则判断接收成功。

在本实例中，可对每一个接收到的数据包判断第一个字节是不是1、2、3、4或者5，如果是，则判断相应的另一个编码字节是否为相应的值。若第一个数据包的第一个字节为5，则判断第二十六个字节是否为6，若是，则5号数据包接收成功。第二个数据包来的时候只需判断第一个字节是否为1、2、3或者4，若不是，则不保存该数据包；若是，则判断第三十二个字节是否为对应的2、3、4或者5，若不是，则判断下一数据包，若是，则保存，并在下次不再进行5号数据包及此次辨别出的数据包的序号的数据包的判断。至到已保存的数据包个数等于5时，即可向发送端返回成功完成信号。

参照图3，是本发明一实施例的数据包示意图。其为一个单个数据包的字节数为n，编码字节数为3的数据包。其中的n1、n2、n3代表的是编码字节的代号，而1和n是字节序号，表示该字节在该数据包中是第几个字节。其中的n1、n2、n3的所处位置也可以是序号1或n处，此图并未画出。这几个字节在数据包中的位置可按具体需求进行调整。这几个字节的编码方式可以由开发者自定，只要在发送端和接收端写上相应的标记、校验和辨别的算法，即可完成连续的大数据量的数据的有效传输。

若接收端不需要对该数据进行处理，而只是作为中转，把该数据转发给其他无线芯片，那接收端只需要在接收时对数据进行校验和辨别，使数据包按顺序准确接收，之后不需要对数据进行进一步解析，可直接进行发送，变成发送端，发送给下一个接收端；只有接收端需要该数据时，才对数据按照事先约定好的方式继续进行进一步的解析和组装。

此处的发送端包括发送芯片及其微控制单元，接收端为接收芯片及其微控制单元。本实例把待传输的数据进行拆分，把数据按原始的顺序先把各个数据包的数据位填满，若最后剩下的数据无法填满一个数据包，则同样按照原始数据的顺序，去填充一个新的数据包的数据位。数据包的第一个字节和最后一个字节用于标记和排序，属于编码字节。这里把填充原始数据的第一个字节的数据包排序为1，把1号数据包中的最后一个数据字节在原始数据的排序中的后一个字节置于另一个数据包中，并把该包的序号标记为2，以此类推。

参照图4，为本发明一实施例的待传输数据的示意图。本实施例的待传输的数据量为145个字节，为方便描述，本实例的待传输的数据指定为1到145的145个十进制数字,而单包数据量为32个字节。因此每包的第一个字节和第三十二个字节为编码字节，第二个字节到第三十一个字节为数据字节，每包可放的数据量为30个字节。

参照图5，是本发明一实施例的单包数据量为32个字节且编码字节为首尾两个字节的数据包示意图。待传输的数据需要拆分为5个数据包。即存放1到30这30个十进制数的30个字节，依次放在1号数据包的第二到第三十一个字节中，31到60依次放在2号数据包的第二到第三十一个字节中，以此类推。而121到145则放到最后一个数据包，也就是5号数据包的第二个字节到第二十六个字节中。1号数据包中的第一个字节和最后一个字节为编码字节，分别放置十进制的数据1和2，2号数据包的第一个字节和最后一个字节放置十进制数据2和3，以此类推。而5号数据包的第一个字节和最后一个数据字节的后一个字节，也就是第一个字节和第二十七个字节放置十进制数据5和6，以此作为编码字节。于是，1号数据包的数据从第一个字节开始依次为十进制数：1,1,2,3...,30,2，5号数据包的数据从第一个字节开始依次为十进制数：5,121,122,123...,145,6。

参照图6，是本发明一实施例的封装后的待发数据示意图。其中代表字节的方框中的数是该字节所存储的十进制数据，而XX代表该字节所存储的数据未知，不是待传输的数据，在组装数据的时候可将其丢弃。无线芯片的控制模块把145个字节的待传输的数据：1,2,3...145，变成145+5×2=155个字节的待发送数据：1,1,2,3......,30,2,2,31,32,33.....60,3,3,61,62,63...,90,4,4，91,92,93.....120,5,5，121,122,123,...145,6。发送端把这5个数据包在500us内循环发送。也可在其他时长时间内保持循环发送，保证5个数据包至少循环发两次即可，或者当接收端接收够5个满足条件的数据包的时候，即返回成功完成信号给发送端，告诉发送端已成功收到所有数据包，发送端即可停止发送。

接收端在接收第一个数据包时，将会判断该数据包是否满足1号数据包的格式，即第一个字节是1且第三十二个字节是2，若是，则保存下来，若不是，则丢弃并判断第二个收到的数据包。等确实收到1号数据包后，开始判断接收到的数据包是否满足2号数据包的格式，即第一个字节是2，第32个字节是3。至到把第五个数据包保存下来，可直接停止接收，进行解析组装或者转入发送模式，也可返回完成信号给发送端后再进行解析或转入发送模式。按需要，开发者也可以给接收端设置一定的等待时间，如若500us内，仍未接收完1~5号数据包，便放弃此次数据传输，返回失败完成信号，告诉发送端此次传输失败，接收端将放弃此次传输。此后，接收端可对数据进行解析，即把已收的5个数据包，155个字节，还原成145个字节的原始数据。至此，145个待传输的数据已完成传输。

本发明还提供一种无线数据传输的系统，包括发送端和接收端，所述发送端包括发送芯片和发送端微控制单元，所述接收端包括接收芯片和接收端微控制单元，其中：

所述发送端微控制单元用于执行控制发送过程、与接收端通信以及确认待传输数据的总数据量和单包数据量；

根据单包数据量拆分所述待传输数据为多个数据包并分别封装；

对各数据包进行编码字节标记，然后进行传输；

所述接收端微控制单元，用于执行控制接收过程、与发送端通信以及确认待传输数据的总数据量和单包数据量；对标记字节进行校验、辨别，确认成功接收数据包并返回接收成功信号到发送端。

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 (8)

1.一种无线数据传输的方法，其特征在于，包括以下步骤：

发送端和接收端通信确认待传输数据的总数据量和单包数据量；

根据单包数据量拆分所述待传输数据为多个数据包并分别封装；

发送端对各数据包进行编码字节标记，然后进行传输；

接收端对标记字节进行校验、辨别，确认成功接收数据包并返回接收成功信号到发送端。

2.根据权利要求1所述的无线数据传输的方法，其特征在于包括以下步骤：

接收端对接收到的数据进行解封还原；或者

接收端只作为中转，不解封数据而直接转发至另一接收端。

3.根据权利要求1或2所述的无线数据传输的方法，其特征在于包括以下步骤：当发送端对各数据包进行编码字节标记时，在数据包中的编码字节数量为随机设置。

4.根据权利要求1或2所述的无线数据传输的方法，其特征在于包括以下步骤：当发送端对各数据包进行编码字节标记时，在数据包中的编码字节的位置为随机设置。

5.根据权利要求4所述的无线数据传输的方法，其特征在于包括以下步骤：每个数据包传输的有效数据为单个数据包的数据量减去与编码字节对应的数据量。

6.根据权利要求5所述的无线数据传输的方法，其特征在于包括以下步骤：当接收端检测到数据接收超时，则放弃此次数据传输，并发送返回失败信号至发送端。

7.根据权利要求1或6所述的无线数据传输的方法，其特征在于包括以下步骤：

将待传输数据进行按顺序拆分、封装；

在允许时间内启动顺序循环发送；

接收端若未收到数据包，则判断是否超时并继续接收数据包；

若接收端接收到数据包，则判断是否符合要求；

若不符合要求，则继续进行接收并判断是否超时；

若符合要求，则保存数据，并判断是否超时；

若超时，则返回失败信号并放弃此次传输；

若未超时，则判断是否成功接收到所有数据包；

若是，则返回成功完成信号，并对数据进行解封；若不是，则继续接收数据。

8.一种无线数据传输的系统，包括发送端和接收端，其特征在于，所述发送端包括发送芯片和发送端微控制单元，所述接收端包括接收芯片和接收端微控制单元，其中：

所述发送端微控制单元用于执行控制发送过程、与接收端通信以及确认待传输数据的总数据量和单包数据量；

根据单包数据量拆分所述待传输数据为多个数据包并分别封装；

对各数据包进行编码字节标记，然后进行传输；

所述接收端微控制单元，用于执行控制接收过程、与发送端通信以及确认待传输数据的总数据量和单包数据量；对标记字节进行校验、辨别，确认成功接收数据包并返回接收成功信号到发送端。