CN110557446A - 通过att和数据分割重组来适配的通信方法及系统 - Google Patents
通过att和数据分割重组来适配的通信方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于数据通信技术领域,尤其涉及通过ATT、指示和数据分割重组来适配的通信系统及方法,其中,包括发送方分割过程和接收方重组过程,本发明解决了当存在当一个CPA PDU不能被完整地置于一个ATT PDU的净荷中时,则需要分割为多个有序片段并通过多个ATT PDU连续有序地传输,然后由接收方完成CPA PDU的重组处理的问题,真正实现了实现了ATT层与PHD层之间的通信适配。
Description
技术领域
本发明属于数据通信技术领域,尤其涉及通过ATT和数据分割重组来适配的通信方法及系统。
背景技术
ATT(Attribute Protocol)是由蓝牙技术联盟提出的一种适用于传感器网络应用的数据传输协议。该协议将传感器设备对外暴露的数据建模为若干带有句柄(handle)的属性(Attribute),主设备通过多种不同功能的协议指令完成对属性的操作,从而达到与从设备之间实现数据交换的目的;
本发明构建的CPA(Communication Protocol Adaption,通信协议适配)层用于在BLE的ATT层与使用ISO/IEEE 11073-20601协议进行数据交换的PHD(Personal HealthDevices,个人健康设备)层之间建立适配,CPA层将PHD层传输的APDU作为净荷封装为CPAPDU,然后ATT层将CPAPDU作为净荷封装为ATT PDU并传输到对端设备。由于ISO/IEEE11073-20601传输的消息的长度(最大为63K字节)远大于BLE中ATT消息的长度,因此一般情况下,需要将CPAPDU分割为合适的片段再通过ATT传输,并在接收端进行片段重组;
本发明基于申请号:201910765383.4,申请日:2019年08月19日,发明名称:一种依赖于ATT和指示进行适配的数据通信系统及方法;
现有通讯方式存在当一个CPA PDU不能被完整地置于一个ATT PDU的净荷中时,则需要分割为多个有序片段并通过多个ATT PDU连续有序地传输,然后由接收方完成CPA PDU的重组处理的问题。
发明内容
本发明提供通过ATT和数据分割重组来适配的通信方法及系统,以解决上述背景技术中提出了当一个CPA PDU不能被完整地置于一个ATT PDU的净荷中时,则需要分割为多个有序片段并通过多个ATT PDU连续有序地传输,然后由接收方完成CPA PDU的重组处理的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:通过ATT和数据分割重组来适配的通信方法,所述通信方法包括在主、从设备进行数据交换前,通信双方分别建立由下至上依次为底层传输层、属性协议ATT层、通用属性规范协议适配CPA层、数据交换协议PHD层和应用层的数据通信协议栈层级结构;
所述CPA层包括分割和重组方法,所述分割和重组方法包括:
发送方分割过程:
若一个CPA PDU不能完整置于一个ATT PDU的净荷中时,则进行分割发送处理;
接收方重组过程:
若ATT PDU净荷数据的SAR字段紧跟的数据不是一个完整的CPA PDU,则进行重组接收处理。
进一步,所述通信方法还包括:
发送方分割过程:
发送方的CPA层将CPA PDU传输于ATT层时,判断CPA PDU的长度;
若一个CPA PDU可以完整置于一个ATT PDU的净荷中时,则进行完整发送处理;
若一个CPA PDU不能完整置于一个ATT PDU的净荷中时,则进行分割发送处理;
接收方重组过程:
接收方的CPA层接收到经ATT数据交换过程传输的ATT PDU净荷时,根据ATT PDU净荷数据的SAR字段判断紧跟的数据是否为一个完整的CPA PDU;
若ATT PDU净荷数据的SAR字段紧跟的数据确定为一个完整的CPA PDU,则进行完整接收处理;
若ATT PDU净荷数据的SAR字段紧跟的数据不是为一个完整的CPA PDU,则进行重组接收处理。
进一步,所述CPA PDU由头部编码和信息部编码依次组成:
所述头部编码由1比特的长度字段扩展标识位LE、长度为7比特的消息序号ASN以及APDU长度AL三个字段依次组成;
若LE为1,则AL字段占3个字节,若LE为0,则AL字段占2个字节;
所述信息部编码仅包含一个PHD层的APDU;
所述ASN字段和AL字段均为无符号整数,并且ASN字段的初始值为0且在清除工作状态数据的时候被重置为0;
若CPA层处于数据交换状态的时候,则ASN值随着发送或接收的CPA PDU个数的增加而递增,所述ASN值以27为模且可循环。
进一步,若LE比特置位的时候,则AL字段的字节长度为3字节,此时信息部内的APDU的字节长度最大为16MB;
若LE比特复位的时候,则AL字段的字节长度为2字节,此时信息部内的APDU的字节长度最大为64KB。
进一步,所述分割发送处理包括:
若一个CPA PDU不能完整置于一个ATT PDU的净荷中时,发送方的CPA层将CPA PDU分割为多个CPA PDU片段,并按照CPA PDU的分割顺序依次通过多个ATT PDU串行传输,ATTPDU的净荷内容依次为SAR字段、CPA PDU片段;
所述重组接收处理包括:
若SAR字段的片段类型标识位为预设值B,则确定SAR字段后跟CPA PDU的起始片段,接收方的CPA层继续等待接收剩余CPA PDU片段,直到接收到SAR字段的片段类型标识位为预设值D的CPA PDU片段为止,并根据SAR字段将接收到的CPA PDU片段重组为一个完整的CPA PDU。
进一步,所述完整发送处理包括:
若一个CPA PDU可以完整置于一个ATT PDU的净荷中时,ATT PDU的净荷内容依次为分割和重组SAR字段、CPA PDU;
所述完整接收处理包括:
若SAR字段的片段类型标识位为预设值A,则确定SAR字段后跟一个完整的CPAPDU。
进一步,所述SAR字段包括:
所述SAR字段长度为一个字节;
所述SAR字段的其中两个比特共同组成片段类型标识位,所述片段类型标识位的取值只能为预设值A或预设值B或预设值C或预设值D。
进一步,所述SAR字段的另外六个比特可共同组成片段序号,所述片段序号取值从零开始单向逐一递增且可循环,用以对相邻的CPA PDU片段逐个进行连续编号。
进一步,若SAR字段的片段类型标识位的值为预设值A时,则确定ATT PDU中置有一个完整的CPA PDU;
若片段类型标识位的值为预设值B时,则确定ATT PDU中置有一个至少包含CPAPDU的头部的起始片段;
若片段类型标识位的值为预设值C时,则确定ATT PDU中置有CPA PDU的中间片段;
若片段类型标识位的值为预设值D时,则确定ATT PDU中置有CPA PDU的结束片段。
同时,本发明还提供通过ATT和数据分割重组来适配的通信系统,所述通信系统基于主、从设备进行数据交换前,通信双方分别建立由下至上依次为底层传输层、属性协议ATT层、通用属性规范协议适配CPA层、数据交换协议PHD层和应用层的数据通信协议栈层级结构;
所述CPA层包括分割和重组模块,所述分割和重组模块用于:
实现上述任一项的分割和重组方法。
有益技术效果:
所述CPA层包括分割和重组方法,所述分割和重组方法包括:发送方分割过程:发送方的CPA层将CPA PDU传输于ATT层时,判断CPA PDU的长度;若一个CPA PDU可以完整置于一个ATT PDU的净荷中时,则进行完整发送处理;若一个CPA PDU不能完整置于一个ATT PDU的净荷中时,则进行分割发送处理;
接收方重组过程:接收方的CPA层接收到经ATT数据交换过程传输的ATT PDU净荷时,根据ATT PDU净荷数据的SAR字段判断紧跟的数据是否为一个完整的CPA PDU;若ATTPDU净荷数据的SAR字段紧跟的数据确定为一个完整的CPA PDU,则进行完整接收处理;若ATT PDU净荷数据的SAR字段紧跟的数据不是为一个完整的CPA PDU,则进行重组接收处理;
由于所述CPA层的特征在于,由CPA(CPA PDU)和CPA数据交换过程构成,所述CPAPDU是在CPA层被交换的、具有特定格式的数据消息,CPA PDU作为ATT PDU中的净荷经ATT传输,所述CPA层将APDU封装为CPA PDU后,能够对CPA PDU进行分割和重组,因此,当一个CPAPDU不能被完整地置于一个ATT PDU的净荷中时,CPA PDU被发送方分割为多个有序片段并通过多个ATT PDU连续有序地传输,然后由接收方完成CPA PDU的重组。
附图说明
图1是本发明通过ATT和数据分割重组来适配的通信方法的流程图;
图2为是本发明通过ATT和数据分割重组来适配的通信方法的数据格式;
图3是本发明通过ATT和数据分割重组来适配的通信方法的定义了CPA PDU的分割功能图;
图4是本发明通过ATT和数据分割重组来适配的通信方法的定义了CPA PDU的重组功能图;
本发明提供的技术方案在实施时具有灵活性,通过设置该技术方案中的部分参数以及阐述与之关联的较佳的应用设计,可以为本发明所要达到的技术效果提供优选方案,下面结合附图对本发明做进一步描述:
图中标号表示如下:
1—底层传输层,2—ATT层,3—CPA层,4—PHD层,5—应用层;
ST301:发送方的CPA层将CPA PDU传输于ATT层时,判断CPA PDU的长度;
ST302:若一个CPA PDU可以完整置于一个ATT PDU的净荷中时;
ST303:则进行完整发送处理;
ST304:若一个CPA PDU不能完整置于一个ATT PDU的净荷中时;
ST305:则进行分割发送处理;
ST306:接收方的CPA层接收到经ATT数据交换过程传输的ATT PDU净荷时,根据ATTPDU净荷数据的SAR字段判断紧跟的数据是否为一个完整的CPA PDU;
ST307:若ATT PDU净荷数据的SAR字段紧跟的数据确定为一个完整的CPA PDU;
ST308:则进行完整接收处理;
ST309:若ATT PDU净荷数据的SAR字段紧跟的数据不是为一个完整的CPA PDU;
ST310:则进行重组接收处理;
具体实施方式:
实施例:
如图1所示,所述CPA层包括分割和重组方法,所述分割和重组方法包括:
发送方分割过程:
发送方的CPA层将CPA PDU传输于ATT层时,判断CPA PDU的长度ST301;
若一个CPA PDU可以完整置于一个ATT PDU的净荷中时ST302,则进行完整发送处理ST303;
若一个CPA PDU不能完整置于一个ATT PDU的净荷中时ST304,则进行分割发送处理ST305;
接收方重组过程:
接收方的CPA层接收到经ATT数据交换过程传输的ATT PDU净荷时,根据ATT PDU净荷数据的SAR字段判断紧跟的数据是否为一个完整的CPA PDUST306;
若ATT PDU净荷数据的SAR字段紧跟的数据确定为一个完整的CPA PDUST307,则进行完整接收处理ST308;
若ATT PDU净荷数据的SAR字段紧跟的数据不是为一个完整的CPA PDUST309,则进行重组接收处理ST310。
由于所述CPA层的特征在于,由CPA(CPA PDU)和CPA数据交换过程构成,所述CPAPDU是在CPA层被交换的、具有特定格式的数据消息,CPA PDU作为ATT PDU中的净荷经ATT传输,所述CPA层将APDU封装为CPA PDU后,能够对CPA PDU进行分割和重组,因此,当一个CPAPDU不能被完整地置于一个ATT PDU的净荷中时,CPA PDU被发送方分割为多个有序片段并通过多个ATT PDU连续有序地传输,然后由接收方完成CPA PDU的重组。
如图3所示,所述完整发送处理包括:
若一个CPA PDU可以完整置于一个ATT PDU的净荷中时ST302,ATT PDU的净荷内容依次为分割和重组SAR字段、CPA PDU;
所述分割发送处理包括:
若一个CPA PDU不能完整置于一个ATT PDU的净荷中时ST304,发送方的CPA层将CPA PDU分割为多个CPA PDU片段,并按照CPA PDU的分割顺序依次通过多个ATT PDU串行传输,ATT PDU的净荷内容依次为SAR字段、CPA PDU片段;
所述完整接收处理包括:
若SAR字段的片段类型标识位为预设值A,则确定SAR字段后跟一个完整的CPAPDU;
所述重组接收处理包括:
若SAR字段的片段类型标识位为预设值B,则确定SAR字段后跟CPA PDU的起始片段,接收方的CPA层继续等待接收剩余CPA PDU片段,直到接收到SAR字段的片段类型标识位为预设值D的CPA PDU片段为止,并根据SAR字段将接收到的CPA PDU片段重组为一个完整的CPA PDU。
由于CPA主设备或CPA从设备在完整发送一个CPA PDU之前,不能发送其它的CPAPDU;或者CPA主设备或CPA从设备在完整接收一个CPA PDU之前,不能接收其它的CPA PDU。该方法被视为CPA层的最小操作(即:不可再分、必须一次性完成的操作)如果一个CPA PDU不能被完整地置于一个“写请求”或一个“指示”的ATT PDU中,则CPA主设备会通过一组(连续多对)“写请求/写响应”来完成一个CPA PDU的传输,或者CPA从设备会通过一组(连续多对)“指示/确认”来完成一个CPA PDU的传输,当一个CPA PDU不能被完整地置于一个ATTPDU的净荷中时,CPA PDU被发送方分割为多个有序片段并通过多个ATT PDU连续有序地传输,然后由接收方完成CPA PDU的重组。所述CPA PDU分割和重组方法的特征包括:当采用ATT传输CPA PDU时,ATT指令的净荷内容依次为“[SAR字段][CPA PDU]”或者“[SAR字段][CPA PDU片段]”,其中,SAR字段长度为一个字节,该字段的其中两个比特共同组成片段类型标识位,该标识位的取值只能为预设值A、预设值B、预设值C或预设值D。SAR字段的另外六个比特可共同组成片段序号,其取值从零开始单向逐一递增且可循环,用以对相邻的CPAPDU片段逐个进行连续编号,当SAR字段的片段类型标识位的值为预设值A时指示ATT PDU中置有一个完整的CPA PDU,当片段类型标识位的值为预设值B时指示ATT PDU中置有一个至少包含CPA PDU的头部的起始片段;当片段类型标识位的值为预设值C时指示ATT PDU中置有CPA PDU的中间片段;当片段类型标识位的值为预设值D时指示ATT PDU中置有CPA PDU的结束片段;预设值A或预设值D指示的片段,其长度是可变的,片段长度小于等于“ATT PDU的最大净荷长度减1”;预设值B或预设值C指示的片段,其长度是固定的,片段长度等于“ATTPDU的最大净荷长度减1”;进行CPA PDU分割和重组时,上述两操作可以同时执行,下述操作按顺序执行;CPA PDU的片段按照CPA PDU的分割顺序依次通过多个ATT PDU串行传输,当接收方接收到ATT PDU时,CPA层根据ATT PDU中净荷数据的SAR字段进行CPA PDU的重组。
所述SAR字段包括:
所述SAR字段长度为一个字节;
所述SAR字段的其中两个比特共同组成片段类型标识位,所述片段类型标识位的取值只能为预设值A或预设值B或预设值C或预设值D;
所述SAR字段的另外六个比特可共同组成片段序号,所述片段序号取值从零开始单向逐一递增且可循环,用以对相邻的CPA PDU片段逐个进行连续编号;
若SAR字段的片段类型标识位的值为预设值A时,则确定ATT PDU中置有一个完整的CPA PDU;
若片段类型标识位的值为预设值B时,则确定ATT PDU中置有一个至少包含CPAPDU的头部的起始片段;
若片段类型标识位的值为预设值C时,则确定ATT PDU中置有CPA PDU的中间片段;
若片段类型标识位的值为预设值D时,则确定ATT PDU中置有CPA PDU的结束片段。
由于当采用ATT传输CPA PDU时,ATT指令的净荷内容依次为“[SAR字段][CPAPDU]”或者“[SAR字段][CPA PDU片段]”,其中,SAR字段长度为一个字节,该字段的其中两个比特共同组成片段类型标识位,该标识位的取值只能为预设值A、预设值B、预设值C或预设值D。SAR字段的另外六个比特可共同组成片段序号,其取值从零开始单向逐一递增且可循环,用以对相邻的CPA PDU片段逐个进行连续编号。当SAR字段的片段类型标识位的值为预设值A时指示ATT PDU中置有一个完整的CPA PDU。当片段类型标识位的值为预设值B时指示ATT PDU中置有一个至少包含CPA PDU的头部的起始片段;当片段类型标识位的值为预设值C时指示ATT PDU中置有CPA PDU的中间片段;当片段类型标识位的值为预设值D时指示ATTPDU中置有CPA PDU的结束片段。
同时,本发明还提供通过ATT和数据分割重组来适配的通信系统,所述通信系统基于主、从设备进行数据交换前,通信双方分别建立由下至上依次为底层传输层、属性协议ATT层、通用属性规范协议适配CPA层、数据交换协议PHD层和应用层的数据通信协议栈层级结构;
所述CPA层包括分割和重组模块,所述分割和重组模块用于:
实现上述任一项的分割和重组方法。
利用本发明的技术方案,或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下,设计出类似的技术方案,而达到上述技术效果的,均是落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.通过ATT和数据分割重组来适配的通信方法,其特征在于,所述通信方法包括在主、从设备进行数据交换前,通信双方分别建立由下至上依次为底层传输层、属性协议ATT层、通用属性规范协议适配CPA层、数据交换协议PHD层和应用层的数据通信协议栈层级结构;
所述CPA层包括分割和重组方法,所述分割和重组方法包括:
发送方分割过程:
若一个CPA PDU不能完整置于一个ATT PDU的净荷中时,则进行分割发送处理;
接收方重组过程:
若ATT PDU净荷数据的SAR字段紧跟的数据不是一个完整的CPA PDU,则进行重组接收处理。
2.根据权利要求1所述通信方法,其特征在于,所述通信方法还包括:
发送方分割过程:
发送方的CPA层将CPA PDU传输于ATT层时,判断CPA PDU的长度;
若一个CPA PDU可以完整置于一个ATT PDU的净荷中时,则进行完整发送处理;
若一个CPA PDU不能完整置于一个ATT PDU的净荷中时,则进行分割发送处理;
接收方重组过程:
接收方的CPA层接收到经ATT数据交换过程传输的ATT PDU净荷时,根据ATT PDU净荷数据的SAR字段判断紧跟的数据是否为一个完整的CPA PDU;
若ATT PDU净荷数据的SAR字段紧跟的数据确定为一个完整的CPA PDU,则进行完整接收处理;
若ATT PDU净荷数据的SAR字段紧跟的数据不是为一个完整的CPA PDU,则进行重组接收处理。
3.根据权利要求1所述通信方法,其特征在于,所述CPA PDU由头部编码和信息部编码依次组成:
所述头部编码由1比特的长度字段扩展标识位LE、长度为7比特的消息序号ASN以及APDU长度AL三个字段依次组成;
若LE为1,则AL字段占3个字节,若LE为0,则AL字段占2个字节;
所述信息部编码仅包含一个PHD层的APDU;
所述ASN字段和AL字段均为无符号整数,并且ASN字段的初始值为0且在清除工作状态数据的时候被重置为0;
若CPA层处于数据交换状态的时候,则ASN值随着发送或接收的CPA PDU个数的增加而递增,所述ASN值以27为模且可循环。
4.根据权利要求3所述的通过ATT和数据分割重组来适配的通信方法,其特征在于,若LE比特置位的时候,则AL字段的字节长度为3字节,此时信息部内的APDU的字节长度最大为16MB;
若LE比特复位的时候,则AL字段的字节长度为2字节,此时信息部内的APDU的字节长度最大为64KB。
5.根据权利要求4所述通信方法,其特征在于,所述分割发送处理包括:
若一个CPA PDU不能完整置于一个ATT PDU的净荷中时,发送方的CPA层将CPA PDU分割为多个CPA PDU片段,并按照CPA PDU的分割顺序依次通过多个ATT PDU串行传输,ATT PDU的净荷内容依次为SAR字段、CPA PDU片段;
所述重组接收处理包括:
若SAR字段的片段类型标识位为预设值B,则确定SAR字段后跟CPA PDU的起始片段,接收方的CPA层继续等待接收剩余CPA PDU片段,直到接收到SAR字段的片段类型标识位为预设值D的CPA PDU片段为止,并根据SAR字段将接收到的CPA PDU片段重组为一个完整的CPAPDU。
6.根据权利要求4所述通信方法,其特征在于,所述完整发送处理包括:
若一个CPA PDU可以完整置于一个ATT PDU的净荷中时,ATT PDU的净荷内容依次为分割和重组SAR字段、CPA PDU;
所述完整接收处理包括:
若SAR字段的片段类型标识位为预设值A,则确定SAR字段后跟一个完整的CPA PDU。
7.根据权利要求6所述通信方法,其特征在于,所述SAR字段包括:
所述SAR字段长度为一个字节;
所述SAR字段的其中两个比特共同组成片段类型标识位,所述片段类型标识位的取值只能为预设值A或预设值B或预设值C或预设值D。
8.根据权利要求7所述通信方法,其特征在于,所述SAR字段的另外六个比特可共同组成片段序号,所述片段序号取值从零开始单向逐一递增且可循环,用以对相邻的CPA PDU片段逐个进行连续编号。
9.根据权利要求8所述通信方法,其特征在于,若SAR字段的片段类型标识位的值为预设值A时,则确定ATT PDU中置有一个完整的CPA PDU;
若片段类型标识位的值为预设值B时,则确定ATT PDU中置有一个至少包含CPA PDU的头部的起始片段;
若片段类型标识位的值为预设值C时,则确定ATT PDU中置有CPA PDU的中间片段;
若片段类型标识位的值为预设值D时,则确定ATT PDU中置有CPA PDU的结束片段。
10.通过ATT和数据分割重组来适配的通信系统,其特征在于,所述通信系统基于主、从设备进行数据交换前,通信双方分别建立由下至上依次为底层传输层、属性协议ATT层、通用属性规范协议适配CPA层、数据交换协议PHD层和应用层的数据通信协议栈层级结构;
所述CPA层包括分割和重组模块,所述分割和重组模块用于:
实现如权利要求1~权利要求9的任一项的分割和重组方法。
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CN111262657A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-06-09 | 重庆大学 | 通过gatt和数据分割重组来适配的通信方法及系统 |
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