CN108901012A - 一种低功耗蓝牙大数据分包传输方法 - Google Patents

一种低功耗蓝牙大数据分包传输方法 Download PDF

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CN108901012A CN201811152313.3A CN201811152313A CN108901012A CN 108901012 A CN108901012 A CN 108901012A CN 201811152313 A CN201811152313 A CN 201811152313A CN 108901012 A CN108901012 A CN 108901012A
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Abstract

本发明公开了一种低功耗蓝牙大数据分包传输方法，包括以下步骤：S1，数据包分段，S2，发送数据包，S3，接收数据包，S4，发送端收到接收端的回应，通过上述步骤能够实现低功耗蓝牙中的大数据传输，有效载荷能够达到18字节，通讯中发送端与接收端双方地位对等，类似串口通讯，简单实用，具有断点续传功能，能够及时发现丢包，让发送端重传丢包，提高了通讯效果。

Description

一种低功耗蓝牙大数据分包传输方法
技术领域
本发明属于蓝牙传输技术领域，特别涉及一种低功耗蓝牙大数据分包传输方法。
背景技术
蓝牙是一种短距的无线通讯技术，可实现固定设备、移动设备之间的数据交换，蓝牙4.0规范下的低功耗蓝牙BLE(Bluetooth Low Energy)是专门面向对成本和功耗有较高要求的无线方案。根据BLE协议，BLE每次传输特征属性数据的用户数据最多为20个字节，因此对于需要传输多于20个字节的数据包必须分包传输，因此亟需一种能够传输多于20个字节的低功耗蓝牙大数据分包传输方法。
在专利申请号为CN201710753144.8的专利申请中，公开了一种数据分包传输方法，获取待传输数据，并将所述待传输数据封装成命令包；在所述命令包的数据量大于预设数据量时，根据所述命令包的数据量生成多个预设数据量的数据包及一个数据量小于或等于所述预设数据量的数据包；生成一个起始包及一个结束包；填充所述起始包的传输数据层并根据所述起始包的传输数据层填充完整所述起始包；填充每个数据包的传输数据层并根据每个数据包的传输数据层填充完整对应的数据包；填充所述结束包的传输数据层并根据所述结束包的传输数据层填充完整所述结束包；将所述起始包、所述数据包及所述结束包依次发送至接收端。但是，上述发明专利公开的一种数据分包传输方法，有效载荷只有15个字节，有效载荷不够大，通讯效率不够高。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种低功耗蓝牙大数据分包传输方法，能够实现低功耗蓝牙中的大数据传输，有效载荷能够达到18字节，通讯中发送端与接收端双方地位对等，类似串口通讯，简单实用，具有断点续传功能，能够及时发现丢包，让发送端重传丢包，提高了通讯效果。
本发明的另一个目的在于提供一种低功耗蓝牙大数据分包传输方法，发送端按顺序传输，接收端只需要按顺序存放数据包，节省程序开销，并且发送端能够即时传输，即发送端不需要等到数据完全准备好，有部分数据即可发送出去，通讯顺利时，一个通讯数据包只需一个成功回应，这样只需用较少的确认信息就能够保证可靠的通讯。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种低功耗蓝牙大数据分包传输方法，包括以下步骤：
S1，数据包分段，发送端将待传输的通讯数据包分段，分成多个普通数据分包与一个结束数据分包，最后一段为结束数据分包，所述多个普通数据分包的有效载荷均为18字节，所述结束数据分包的有效载荷为1-18字节；所述多个普通数据分包与结束数据分包均配置有分包编号，所述多个普通数据分包的分包编号按照顺序编排且均不相同，所述结束数据分包的分包编号与普通数据分包的分包编号不相同。
S2，发送数据包，发送端将分好的多个普通数据分包通过分包编号按照顺序发送至接收端，发送端发送普通数据分包的同时记下发送的普通数据分包的分包编号并检查接收端的回应，最后发送结束数据分包至接收端。
S3，接收数据包，接收端收到普通数据分包后，检查普通数据分包的分号编号是否按顺序传输，如果分号编码顺序正确，继续接收，直到接收到结束数据分包，则发送成功回应包至发送端，然后将普通数据分包以及结束数据分包的有效载荷按顺序取出，最后拼接成通讯数据包；如果发现分号编码顺序错误，则发送出错回应包至发送端，所述出错回应包还配置有分包编码，所述出错回应包的分包编码与发送所述出错回应包之前收到的普通数据分包按照正确顺序的分包编号的数值相对应。
S4，发送端收到接收端的回应，如果发送端收到成功回应包，则结束，如果发送端收到出错回应包，则重新发送普通数据分包，并按照分包编号与收到的所述出错回应包的分包编号的数值一致的普通数据分包开始重新发送普通数据分包至接收端，回到步骤S3。在本发明中，通过上述步骤能够实现低功耗蓝牙中的大数据传输，将大数据的通讯数据包分段成普通数据分包与结束数据分包，根据BLE协议，BLE每次传输特征属性数据的用户数据最多为20个字节，而本发明的普通数据分包的有效载荷能够达到18字节，提高了通讯效率，而且通过步骤S2，S3的方式实现了断点续传功能，能够使接收端及时发现丢包，让发送端重传丢包，更加提高了通讯效率，通讯中发送端与接收端双方地位对等，类似串口通讯，简单实用，而且发送端按顺序传输数据包，接收端只需要按顺序存放数据包，节省程序开销，并且发送端能够即时传输，即发送端不需要等到数据完全准备好，有部分数据即可发送出去，通讯顺利时，一个通讯数据包只需一个成功回应，这样只需用较少的确认信息就能够保证可靠的通讯。
进一步地，步骤S1中，所述多个普通数据分包的分包编号按照首项为0，公差为1的等差数列的顺序编排；所述多个普通数据分包与结束数据分包的分包编号均为1字节，所述多个普通数据分包为20字节，所述结束数据分包的长度为3-20字节。在本发明中，所述普通数据分包与结束数据分包的格式均为分包编号加上长度加上有效载荷，通过上述设置使接收端能够更加方便及时发现丢包，让发送端重传丢包，按照这样的顺序传输数据包更加方便有秩序，提高了通讯效率。
进一步地，步骤S3中，所述出错回应包的分包编码的数值与接收端按照正确顺序应收到的普通数据分包的分包编号的数值一致，所述成功回应包与出错回应包均还配置有回应包特征码和填充字节，所述成功回应包与出错回应包的回应包特征码的均为1字节，所述成功回应包与出错回应包的填充字节均为1字节，所述成功回应包的长度为2字节，所述出错回应包的长度为3字节。在本发明中，所述成功回应包的格式为回应包特征码加上填充字节，所述出错回应包的格式为回应包特征码加上填充字节加上分包编号，通过成功回应包与出错回应包的设置使发送端与接收端之间的通讯更加不会出错，通讯更加顺利。
进一步地，所述普通数据分包的分包编号的数值从0至111，也可以根据16进制，从00至6F；所述结束数据分包的分包编码为bit7＝1；所述成功回应包的回应包特征码为16进制F0，所述出错回应包的回应包特征码为16进制F1。在本发明中，通过上述设置使发送端与接收端之间的通讯更加不会出错，通讯更加顺利。
进一步地，步骤S4中，发送端通过识别成功回应包的特征码判断出收到的是否成功回应包，然后结束流程，发送端通过识别出错回应包的特征码判断出收到的是否出错回应包，然后重新发送普通数据分包，并按照分包编号与收到的所述出错回应包的分包编号的数值一致的普通数据分包开始重新发送普通数据分包至接收端，回到步骤S3。在本发明中，通过上述设置使发送端与接收端之间的通讯更加不会出错，通讯更加顺利。
进一步地，发送端还包括有发送端计数模块，步骤S2中，发送端发送普通数据分包前，所述发送端计数模块设置计数清零，当发送端每发送一个普通数据分包时发送端计数模块控制计数+1，步骤S4中，当发送端收到出错回应包时，发送端计数模块按照出错回应包中的分包编号作为当前计数，发送端重新发送普通数据分包后发送端计数模块控制重新设置计数+1。在本发明中，通过上述设置使发送端与接收端之间的通讯更加不会出错，通讯更加顺利。
进一步地，发送端还设置有发送端超时模块，所述发送端超时模块设置有时间限制，所述发送端已经将所有普通数据分包以及结束数据分包发送出去并且没有收到出错回应包也没有收到成功回应包时，此时超过超时模块设置的时间限制，发送端超时模块控制发送端结束工作。在本发明中，通过上述设置使数据传输的时间更短，防止延时出错。
进一步地，接收端还设置有接收端超时模块和接收端计数模块，所述接收端超时模块设置有时间限制，步骤S3中，当接收端等待接收普通数据分包的时间超过时间限制时，所述接收端超时模块控制接收端计数模块的计数清零，当接收端在时间限制内收到普通数据分包时，此时接收端识别接收端计数模块的计数是否与此时收到的普通数据分包的分包编号的数值一致，当所述接收端的计数与同时段收到的普通数据分包的分包编号的数值不一致时，取消当次计数，发送出错回应包至发送端，当所述接收端的计数与同时段收到的普通数据分包的分包编号的数值一致时，接收端识别是否收到结束数据分包，如果收到，则发送成功回应包至发送端，结束工作，如果没有收到结束数据分包，则接收端计数模块控制计数+1，继续等待接收普通数据分包或者结束数据分包。在本发明中，通过上述设置使发送端与接收端之间的通讯更加不会出错，通讯更加顺利。
进一步地，所述通讯数据包的长度小于2016个字节。
本发明的优势在于：相比于现有技术，该发明不仅能够实现低功耗蓝牙中的大数据传输，有效载荷能够达到18字节，通讯中发送端与接收端双方地位对等，类似串口通讯，简单实用，具有断点续传功能，能够及时发现丢包，让发送端重传丢包，提高了通讯效果；而且发送端按顺序传输，接收端只需要按顺序存放数据包，节省程序开销，并且发送端能够即时传输，即发送端不需要等到数据完全准备好，有部分数据即可发送出去，通讯顺利时，一个通讯数据包只需一个成功回应，这样只需用较少的确认信息就能够保证可靠的通讯。
附图说明
图1是本发明一种低功耗蓝牙大数据分包传输方法的步骤流程示意图。
图2是本发明一种低功耗蓝牙大数据分包传输方法的发送端的流程示意图。
图3是本发明一种低功耗蓝牙大数据分包传输方法的接收端的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下。
参见图1-3所示，一种低功耗蓝牙大数据分包传输方法，包括以下步骤：
S1，数据包分段，发送端将待传输的通讯数据包分段，分成多个普通数据分包与一个结束数据分包，最后一段为结束数据分包，多个普通数据分包的有效载荷均为18字节，结束数据分包的有效载荷为1-18字节；多个普通数据分包与结束数据分包均配置有分包编号，多个普通数据分包的分包编号按照顺序编排且均不相同，结束数据分包的分包编号与普通数据分包的分包编号不相同。
S2，发送数据包，发送端将分好的多个普通数据分包通过分包编号按照顺序发送至接收端，发送端发送普通数据分包的同时记下发送的普通数据分包的分包编号并检查接收端的回应，最后发送结束数据分包至接收端。
S3，接收数据包，接收端收到普通数据分包后，检查普通数据分包的分号编号是否按顺序传输，如果分号编码顺序正确，继续接收，直到接收到结束数据分包，则发送成功回应包至发送端，然后将普通数据分包以及结束数据分包的有效载荷按顺序取出，最后拼接成通讯数据包；如果发现分号编码顺序错误，则发送出错回应包至发送端，出错回应包还配置有分包编码，出错回应包的分包编码与发送出错回应包之前收到的普通数据分包按照正确顺序的分包编号的数值相对应。
S4，发送端收到接收端的回应，如果发送端收到成功回应包，则结束，如果发送端收到出错回应包，则重新发送普通数据分包，并按照分包编号与收到的出错回应包的分包编号的数值一致的普通数据分包开始重新发送普通数据分包至接收端，回到步骤S3。在本发明中，通过上述步骤能够实现低功耗蓝牙中的大数据传输，将大数据的通讯数据包分段成普通数据分包与结束数据分包，根据BLE协议，BLE每次传输特征属性数据的用户数据最多为20个字节，而本发明的普通数据分包的有效载荷能够达到18字节，提高了通讯效率，而且通过步骤S2，S3的方式实现了断点续传功能，能够使接收端及时发现丢包，让发送端重传丢包，更加提高了通讯效率，通讯中发送端与接收端双方地位对等，类似串口通讯，简单实用，而且发送端按顺序传输数据包，接收端只需要按顺序存放数据包，节省程序开销，并且发送端能够即时传输，即发送端不需要等到数据完全准备好，有部分数据即可发送出去，通讯顺利时，一个通讯数据包只需一个成功回应，这样只需用较少的确认信息就能够保证可靠的通讯。
在本实施例中，步骤S1中，多个普通数据分包的分包编号按照首项为0，公差为1的等差数列的顺序编排；多个普通数据分包与结束数据分包的分包编号均为1字节，多个普通数据分包为20字节，结束数据分包的长度为3-20字节。在本发明中，普通数据分包与结束数据分包的格式均为分包编号加上长度加上有效载荷，通过上述设置使接收端能够更加方便及时发现丢包，让发送端重传丢包，按照这样的顺序传输数据包更加方便有秩序，提高了通讯效率。
在本实施例中，步骤S3中，出错回应包的分包编码的数值与接收端按照正确顺序应收到的普通数据分包的分包编号的数值一致，成功回应包与出错回应包均还配置有回应包特征码和填充字节，成功回应包与出错回应包的回应包特征码的均为1字节，成功回应包与出错回应包的填充字节均为1字节，成功回应包的长度为2字节，出错回应包的长度为3字节。在本发明中，成功回应包的格式为回应包特征码加上填充字节，出错回应包的格式为回应包特征码加上填充字节加上分包编号，通过成功回应包与出错回应包的设置使发送端与接收端之间的通讯更加不会出错，通讯更加顺利。
在本实施例中，普通数据分包的分包编号的数值从0至111，也可以根据16进制，从00至6F；结束数据分包的分包编码为bit7＝1；成功回应包的回应包特征码为16进制F0，出错回应包的回应包特征码为16进制F1。在本发明中，通过上述设置使发送端与接收端之间的通讯更加不会出错，通讯更加顺利。
在本实施例中，步骤S4中，发送端通过识别成功回应包的特征码判断出收到的是否成功回应包，然后结束流程，发送端通过识别出错回应包的特征码判断出收到的是否出错回应包，然后重新发送普通数据分包，并按照分包编号与收到的出错回应包的分包编号的数值一致的普通数据分包开始重新发送普通数据分包至接收端，回到步骤S3。在本发明中，通过上述设置使发送端与接收端之间的通讯更加不会出错，通讯更加顺利。
在本实施例中，发送端还包括有发送端计数模块，步骤S2中，发送端发送普通数据分包前，发送端计数模块设置计数清零，当发送端每发送一个普通数据分包时发送端计数模块控制计数+1，步骤S4中，当发送端收到出错回应包时，发送端计数模块按照出错回应包中的分包编号作为当前计数，发送端重新发送普通数据分包后发送端计数模块控制重新设置计数+1。在本发明中，通过上述设置使发送端与接收端之间的通讯更加不会出错，通讯更加顺利。
在本实施例中，发送端还设置有发送端超时模块，发送端超时模块设置有时间限制，发送端已经将所有普通数据分包以及结束数据分包发送出去并且没有收到出错回应包也没有收到成功回应包时，此时超过超时模块设置的时间限制，发送端超时模块控制发送端结束工作。在本发明中，通过上述设置使数据传输的时间更短，防止延时出错。
在本实施例中，接收端还设置有接收端超时模块和接收端计数模块，接收端超时模块设置有时间限制，步骤S3中，当接收端等待接收普通数据分包的时间超过时间限制时，接收端超时模块控制接收端计数模块的计数清零，当接收端在时间限制内收到普通数据分包时，此时接收端识别接收端计数模块的计数是否与此时收到的普通数据分包的分包编号的数值一致，当接收端的计数与同时段收到的普通数据分包的分包编号的数值不一致时，取消当次计数，发送出错回应包至发送端，当接收端的计数与同时段收到的普通数据分包的分包编号的数值一致时，接收端识别是否收到结束数据分包，如果收到，则发送成功回应包至发送端，结束工作，如果没有收到结束数据分包，则接收端计数模块控制计数+1，继续等待接收普通数据分包或者结束数据分包。在本发明中，通过上述设置使发送端与接收端之间的通讯更加不会出错，通讯更加顺利。
在本实施例中，通讯数据包的长度小于2016个字节；发送端为BLE主机或者BLE从机，接收端为BLE从机或者BLE主机。在本发明中，发送端与接收端发送数据包与回应的格式一致。
在本实施例中，BLE主机通过写特征属性操作发送数据至BLE从机，BLE从机通过特征属性通知和读特征属性操作发送数据至BLE主机。在本发明中，特征属性操作为BLE协议中的一种通信手段。
在本实施例中，发送端的普通数据分包都是顺序发送的，发送的普通数据分包的分包编号如0、1、2、3、4等；接收端如果接收到的普通数据分包的分包编号是0、1、2、4，则出错回应包的分包编号是3，即要求发送端从分包编号3的普通数据分包开始按照顺序发送。
实际应用中，某蓝牙KEY项目采用本发明方法，BLE主机为安卓手机或PAD，从机为以TI公司的CC2540为主芯片的BLE蓝牙KEY。通讯数据包长度最大为700字节，在实际使用过程中，通讯正常顺利，达到预期的效果。
本发明的优势在于：相比于现有技术，该发明不仅能够实现低功耗蓝牙中的大数据传输，有效载荷能够达到18字节，通讯中发送端与接收端双方地位对等，类似串口通讯，简单实用，具有断点续传功能，能够及时发现丢包，让发送端重传丢包，提高了通讯效果；而且发送端按顺序传输，接收端只需要按顺序存放数据包，节省程序开销，并且发送端能够即时传输，即发送端不需要等到数据完全准备好，有部分数据即可发送出去，通讯顺利时，一个通讯数据包只需一个成功回应，这样只需用较少的确认信息就能够保证可靠的通讯。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种低功耗蓝牙大数据分包传输方法，其特征在于包括以下步骤：
S1，数据包分段，发送端将待传输的通讯数据包分段，分成多个普通数据分包与一个结束数据分包，最后一段为结束数据分包，所述多个普通数据分包的有效载荷均为18字节，所述结束数据分包的有效载荷为1-18字节；所述多个普通数据分包与结束数据分包均配置有分包编号，所述多个普通数据分包的分包编号按照顺序编排且均不相同，所述结束数据分包的分包编号与普通数据分包的分包编号不相同。
S2，发送数据包，发送端将分好的多个普通数据分包通过分包编号按照顺序发送至接收端，发送端发送普通数据分包的同时记下发送的普通数据分包的分包编号并检查接收端的回应，最后发送结束数据分包至接收端。
S3，接收数据包，接收端收到普通数据分包后，检查普通数据分包的分号编号是否按顺序传输，如果分号编码顺序正确，继续接收，直到接收到结束数据分包，则发送成功回应包至发送端，然后将普通数据分包以及结束数据分包的有效载荷按顺序取出，最后拼接成通讯数据包；如果发现分号编码顺序错误，则发送出错回应包至发送端，所述出错回应包还配置有分包编码，所述出错回应包的分包编码与发送所述出错回应包之前收到的普通数据分包按照正确顺序的分包编号的数值相对应。
S4，发送端收到接收端的回应，如果发送端收到成功回应包，则结束，如果发送端收到出错回应包，则重新发送普通数据分包，并按照分包编号与收到的所述出错回应包的分包编号的数值一致的普通数据分包开始重新发送普通数据分包至接收端，回到步骤S3。
2.根据权利要求1所述的低功耗蓝牙大数据分包传输方法，其特征在于步骤S1中，所述多个普通数据分包的分包编号按照首项为0，公差为1的等差数列的顺序编排；所述多个普通数据分包与结束数据分包的分包编号均为1字节，所述多个普通数据分包为20字节，所述结束数据分包的长度为3-20字节。
3.根据权利要求2所述的低功耗蓝牙大数据分包传输方法，其特征在于步骤S3中，所述出错回应包的分包编码的数值与接收端按照正确顺序应收到的普通数据分包的分包编号的数值一致，所述成功回应包与出错回应包均还配置有回应包特征码和填充字节，所述成功回应包与出错回应包的回应包特征码的均为1字节，所述成功回应包与出错回应包的填充字节均为1字节，所述成功回应包的长度为2字节，所述出错回应包的长度为3字节。
4.根据权利要求1所述的低功耗蓝牙大数据分包传输方法，其特征在于所述普通数据分包的分包编号的数值从0至111，或者根据16进制，从00至6F；所述结束数据分包的分包编码为bit7＝1；所述成功回应包的回应包特征码为16进制F0，所述出错回应包的回应包特征码为16进制F1。
5.根据权利要求1所述的低功耗蓝牙大数据分包传输方法，其特征在于步骤S4中，发送端通过识别成功回应包的特征码判断出收到的是否成功回应包，然后结束流程，发送端通过识别出错回应包的特征码判断出收到的是否出错回应包，然后重新发送普通数据分包，并按照分包编号与收到的所述出错回应包的分包编号的数值一致的普通数据分包开始重新发送普通数据分包至接收端，回到步骤S3。
6.根据权利要求1所述的低功耗蓝牙大数据分包传输方法，其特征在于发送端还包括有发送端计数模块，步骤S2中，发送端发送普通数据分包前，所述发送端计数模块设置计数清零，当发送端每发送一个普通数据分包时发送端计数模块控制计数+1，步骤S4中，当发送端收到出错回应包时，发送端计数模块按照出错回应包中的分包编号作为当前计数，发送端重新发送普通数据分包后发送端计数模块控制重新设置计数+1。
7.根据权利要求6所述的低功耗蓝牙大数据分包传输方法，其特征在于发送端还设置有发送端超时模块，所述发送端超时模块设置有时间限制，所述发送端已经将所有普通数据分包以及结束数据分包发送出去并且没有收到出错回应包也没有收到成功回应包时，此时超过超时模块设置的时间限制，发送端超时模块控制发送端结束工作。
8.根据权利要求7所述的低功耗蓝牙大数据分包传输方法，其特征在于接收端还设置有接收端超时模块和接收端计数模块，所述接收端超时模块设置有时间限制，步骤S3中，当接收端等待接收普通数据分包的时间超过时间限制时，所述接收端超时模块控制接收端计数模块的计数清零，当接收端在时间限制内收到普通数据分包时，此时接收端识别接收端计数模块的计数是否与此时收到的普通数据分包的分包编号的数值一致，当所述接收端的计数与同时段收到的普通数据分包的分包编号的数值不一致时，取消当次计数，发送出错回应包至发送端，当所述接收端的计数与同时段收到的普通数据分包的分包编号的数值一致时，接收端识别是否收到结束数据分包，如果收到，则发送成功回应包至发送端，结束工作，如果没有收到结束数据分包，则接收端计数模块控制计数+1，继续等待接收普通数据分包或者结束数据分包。
9.根据权利要求1所述的低功耗蓝牙大数据分包传输方法，其特征在于所述通讯数据包的长度小于2016个字节。
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