CN106899927B - 一种适用于低功耗蓝牙设备的非配对快速数据传输方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种适用于低功耗蓝牙设备的非配对快速数据传输方法,其特征在在于,包括以下步骤:1)对每个采集或测量对象设置唯一一个身份确认码,对每台蓝牙采集或测量从设备设置一个与其MAC地址相对应的数字编码;2)在采集或测量对象所处的区域内布置蓝牙主设备,蓝牙主设备采用非电池供电模式,上电完成初始化后,进入轮训扫描模式,持续监听附近蓝牙从设备的广播消息;……,7)如果蓝牙采集或测量从设备接收到蓝牙主设备的响应后,则将发送计数器清空,进入低功耗状态,等待下一次数据传输。本发明的方法采用非连接广播将蓝牙从机数据传输给蓝牙主机,能够快速确认蓝牙从机使用者身份,匹配传输距离最近的蓝牙主机接收数据,具有传输速度快、功耗低、能够高频次大规模使用的特点。

Description

一种适用于低功耗蓝牙设备的非配对快速数据传输方法
技术领域
本申请涉及短距离无线通信技术,尤其涉及一种适用于低功耗蓝牙设备的非配对快速数据传输方法。
背景技术
蓝牙技术是一种短距离通信的无线电技术,工作在2.4GHz ISM频段,支持跳频和短包技术,支持点对点和多点通讯。2015年蓝牙4.0版本的推出,即BLE(Bluetooth LowEnergy)协议的开放,推动蓝牙在低功耗通信领域应用的巨大技术进步。蓝牙4.0的特点包括: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;超低功耗;开放的接口标准等。蓝牙4.0版本融合传统蓝牙技术、蓝牙高速技术及蓝牙低功耗(BLE,Bluetooth LowEnergy)技术。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。
现有的蓝牙设备之间进行数据传输一般采用蓝牙相互匹配之后进行传输的模式。针对不同的应用环境,采用标准蓝牙技术或高速蓝牙技术,确保数据无线传输的可靠性,提高数据的传输速率。但是,这二种模式都需要事先进行蓝牙终端配对,出于安全考虑很多配对操作还需要人工干预进行确认(含密码确认)。
使用配对方式,能够实现数据的无线传输,但是在一些多主从机并存,且需要频繁在主从机间传递小规模数据的应用场景,就存在蓝牙配对、连接时间过长、耗电过大和难以确定从机用户身份的缺陷。例如,在医院应用的蓝牙体温计、蓝牙血氧仪等体征采集设备需要频繁将不同患者在不同时间的测量数据通过蓝牙回传给医院的服务系统。这就需要确认蓝牙体温计和蓝牙血氧仪等设备传递的是在哪一间病房里的哪一位患者的信息。以一个医院病区20间病房使用60个蓝牙体温计为例,每次测量患者体温后,蓝牙体温计与最近的主机配对并上传测量数据。服务系统计算机接收到测量数据后再由人工根据该患者使用的蓝牙体温计编号(由服务系统程序根据蓝牙体温计的MAC码确认蓝牙体温计的编号并在服务系统程序界面显示)对该蓝牙体温计的上传数据进行确认并记录。并且,每测量一次都需要配对一次,配对的等待时间让医务人员和患者难以忍受。再加上蓝牙从设备大多采用电池供电,采用配对模式进行数据传输将耗费更多的电量,频繁充电或换电池也是医务人员难以忍受的。目前,还没有医院或类似场所的蓝牙测量设备大规模商用的案例。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种适用于低功耗蓝牙设备的非配对快速数据传输方法,采用非连接广播将蓝牙从机数据传输给蓝牙主机,能够快速确认蓝牙从机使用者身份,最合适的蓝牙主机接收数据,具有传输速度快、功耗低、能够高频次大规模使用的特点。
本发明具体的技术方案是一种适用于低功耗蓝牙设备的非配对快速数据传输方法,其特征在在于,包括以下步骤:
1)对每个采集或测量对象设置唯一一个身份确认码,对每台蓝牙采集或测量从设备设置一个与其MAC地址相对应的数字编码;
2)在采集或测量对象所处的区域内布置蓝牙主设备,蓝牙主设备采用非电池供电模式,上电完成初始化后,进入轮训扫描模式,持续监听附近蓝牙从设备的广播消息;
3)在蓝牙采集或测量从设备对采集或测量对象进行采集或测量之前,用移动终端同时录入采集或测量对象的身份确认码和蓝牙采集或测量从设备的数字编码并上传上位机,上位机实时记录采集或测量对象的身份确认码和蓝牙采集或测量从设备的数字编码并确定采集或测量对象和蓝牙采集或测量从设备的对应关系,上位机将采集或测量对象对应蓝牙采集或测量从设备的MAC地址发送给该采集或测量对象所处区域内的蓝牙主设备;
4)蓝牙采集或测量从设备获取采集或测量对象的特征数据后,就将该特征数据打包进非连接广播数据包中;
5)蓝牙采集或测量从设备发送非连接广播消息,发送计数器+1,同时启动等待计时器进行1秒倒计时;
6)收到非连接广播消息的所有蓝牙主设备对收到的非连接广播消息内容中的从机地址进行检查,已获得采集或测量对象对应蓝牙采集或测量从设备的MAC地址的蓝牙主设备检查通过,检查通过的蓝牙主设备响应该蓝牙采集或测量从设备,并将非连接广播消息中的特征数据上传给上位机;
7)如果蓝牙采集或测量从设备接收到蓝牙主设备的响应后,则将发送计数器清空,进入低功耗状态,等待下一次数据传输。
更进一步地,还包括步骤8),即如果蓝牙采集或测量从设备没有接收到蓝牙主设备的响应,则在等待计时器的1秒倒计时完成后,重新进行步骤5)-步骤6),当发送计数器大于3后,蓝牙采集或测量从设备放弃数据发送,进入低功耗状态,等待下一次数据传输。
更进一步地,还包括步骤9),即上位机删除采集或测量对象所处区域内的蓝牙主设备中的蓝牙采集或测量从设备的MAC地址。
更进一步地,所述的采集或测量对象的身份确认码可以是条行码、二维码或射频标签,所述的蓝牙采集或测量从设备的数字编码为条行码或二维码。
更进一步地,在所述的步骤3)中,上位机通过串口将采集或测量对象对应蓝牙采集或测量从设备的MAC地址发送给该采集或测量对象所处区域的蓝牙主设备,在所述的步骤9)中,上位机通过串口发送删除采集或测量对象所处区域内的蓝牙主设备中的蓝牙采集或测量从设备的MAC地址的指令。
本发明的有益效果是1)本发明的方法采用发送非连接广播消息进行数据上传,摒弃了冗长费时费电的蓝牙配对连接,并在从机端设有广播冗余发射的功能,耗电低、传输速度快;2)根据采集或测量对象的位置确定蓝牙接收端主机,接收信号强,传输精准,在多主机的条件下不会造成接收数据混乱;3)通过给采集或测量对象设置唯一身份确认码,能够在采集或测量数据时快速获得蓝牙从机使用者身份,不会出现采集或测量对象的数据混淆的情况。本发明的方法可以在医院或类似场所大规模应用蓝牙测量设备,功耗低、待机时间长、传输速度快、等待时间短,解决了现有技术应用中配对时间长、经常需充电或更换电池和传输数据流程繁琐的问题。
附图说明
图1为本发明的适用于低功耗蓝牙设备的非配对快速数据传输方法的传输数据流程图;
图2为本发明的适用于低功耗蓝牙设备的非配对快速数据传输方法在医院应用的示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步地描述。
如附图1所示,本发明的一种适用于低功耗蓝牙设备的非配对快速数据传输方法,可以适用于医院内给入院病人监测生理特征。采集或测量对象为病人,蓝牙采集或测量从设备可以是血压计、血氧仪等。蓝牙主设备为蓝牙dongle接收终端,该蓝牙dongle接收终端插在每间病房都布置有的智能电视USB口上,所有智能电视通过局域网与医院服务器连接。具体布署情况如图2所示。用于确认病人身份的移动终端为带有扫码设备的手机、PAD等。本发明方法具体包括以下步骤:
1)对每个采集或测量对象设置唯一一个身份确认码,对每台蓝牙采集或测量从设备设置一个与其MAC地址相对应的数字编码;
2)在采集或测量对象所处的区域内布置蓝牙主设备,蓝牙主设备采用非电池供电模式,上电完成初始化后,进入轮训扫描模式,持续监听附近蓝牙从设备的广播消息;
3)在蓝牙采集或测量从设备对采集或测量对象进行采集或测量之前,用移动终端同时录入采集或测量对象的身份确认码和蓝牙采集或测量从设备的数字编码并上传上位机,上位机实时记录采集或测量对象的身份确认码和蓝牙采集或测量从设备的数字编码并确定采集或测量对象和蓝牙采集或测量从设备的对应关系,上位机通过串口将采集或测量对象对应蓝牙采集或测量从设备的MAC地址发送给该采集或测量对象所处区域的蓝牙主设备。所述的采集或测量对象的身份确认码可以是条行码、二维码或射频标签,所述的蓝牙采集或测量从设备的数字编码为条行码或二维码。;
4)蓝牙采集或测量从设备获取采集或测量对象的特征数据后,就将该特征数据打包进蓝牙4.0的BLE协议中的非连接广播数据包中,BLE协议的非连接广播数据包格式见下表1,其中,Adva存储从机的MAC地址,AdvData存储需要传输的数据;
表1
5)蓝牙采集或测量从设备发送非连接广播消息,发送计数器+1,同时启动等待计时器进行1秒倒计时;
6)收到非连接广播消息的所有蓝牙主设备对收到的非连接广播消息内容中的从机地址进行检查,已获得采集或测量对象对应蓝牙采集或测量从设备的MAC地址的蓝牙主设备检查通过,按照BLE协议响应该蓝牙采集或测量从设备,并将非连接广播消息中的特征数据上传给上位机;
7)如果蓝牙采集或测量从设备接收到蓝牙主设备的响应后,则将发送计数器清空,进入低功耗状态,等待下一次数据传输;
8)如果蓝牙采集或测量从设备没有接收到蓝牙主设备的响应,则在等待计时器的1秒倒计时完成后,重新进行步骤5)-步骤6),当发送计数器大于3后,蓝牙采集或测量从设备放弃数据发送,进入低功耗状态,等待下一次数据传输;
9)上位机通过串口发送删除采集或测量对象所处区域内的蓝牙主设备中的蓝牙采集或测量从设备的MAC地址的指令。

Claims (5)

1.一种适用于低功耗蓝牙设备的非配对快速数据传输方法,其特征在在于,包括以下步骤:
1)对每个采集或测量对象设置唯一一个身份确认码,对每台蓝牙采集或测量从设备设置一个与其MAC地址相对应的数字编码;
2)在采集或测量对象所处的区域内布置蓝牙主设备,蓝牙主设备采用非电池供电模式,上电完成初始化后,进入轮训扫描模式,持续监听附近蓝牙从设备的广播消息;
3)在蓝牙采集或测量从设备对采集或测量对象进行采集或测量之前,用移动终端同时录入采集或测量对象的身份确认码和蓝牙采集或测量从设备的数字编码并上传上位机,上位机实时记录采集或测量对象的身份确认码和蓝牙采集或测量从设备的数字编码并确定采集或测量对象和蓝牙采集或测量从设备的对应关系,上位机将采集或测量对象对应蓝牙采集或测量从设备的MAC地址发送给该采集或测量对象所处区域内的蓝牙主设备;
4)蓝牙采集或测量从设备获取采集或测量对象的特征数据后,就将该特征数据打包进非连接广播数据包中;
5)蓝牙采集或测量从设备发送非连接广播消息,发送计数器+1,同时启动等待计时器进行1秒倒计时;
6)收到非连接广播消息的所有蓝牙主设备对收到的非连接广播消息内容中的从机地址进行检查,已获得采集或测量对象对应蓝牙采集或测量从设备的MAC地址的蓝牙主设备检查通过,检查通过的蓝牙主设备响应该蓝牙采集或测量从设备,并将非连接广播消息中的特征数据上传给上位机;
7)如果蓝牙采集或测量从设备接收到蓝牙主设备的响应后,则将发送计数器清空,进入低功耗状态,等待下一次数据传输。
2.根据权利要求1所述的一种适用于低功耗蓝牙设备的非配对快速数据传输方法,其特征在在于,还包括步骤8),即如果蓝牙采集或测量从设备没有接收到蓝牙主设备的响应,则在等待计时器的1秒倒计时完成后,重新进行步骤5)-步骤6),当发送计数器大于3后,蓝牙采集或测量从设备放弃数据发送,进入低功耗状态,等待下一次数据传输。
3.根据权利要求2所述的一种适用于低功耗蓝牙设备的非配对快速数据传输方法,其特征在在于,还包括步骤9),即上位机删除采集或测量对象所处区域内的蓝牙主设备中的蓝牙采集或测量从设备的MAC地址。
4.根据权利要求3所述的一种适用于低功耗蓝牙设备的非配对快速数据传输方法,其特征在在于,所述的采集或测量对象的身份确认码可以是条行码、二维码或射频标签,所述的蓝牙采集或测量从设备的数字编码为条行码或二维码。
5.根据权利要求4所述的一种适用于低功耗蓝牙设备的非配对快速数据传输方法,其特征在在于,在所述的步骤3)中,上位机通过串口将采集或测量对象对应蓝牙采集或测量从设备的MAC地址发送给该采集或测量对象所处区域的蓝牙主设备,在所述的步骤9)中,上位机通过串口发送删除采集或测量对象所处区域内的蓝牙主设备中的蓝牙采集或测量从设备的MAC地址的指令。
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