CN111818464A - 一种低功耗蓝牙设备的广播方法及终端 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种低功耗蓝牙设备的广播方法，包括：驱动有限状态机获取预先生成或外部微控制器输入的广播包定义；在有限状态机中读取所述广播包定义中的广播内容及广播信道；驱动有限状态机在所述广播信道中播放所述广播内容；通过使用有限状态机，即能够播放广播包定义中的广播内容，因此无需对蓝牙芯片进行二次开发，使得蓝牙芯片无需进行软件开发即能进行广播，从而减少了蓝牙系统的开发成本，因此促进了低功耗蓝牙进一步的普及应用，从而促进了物联网的发展。
Description
技术领域
本申请涉及无线通信技术领域，具体涉及一种低功耗蓝牙设备的广播方法及终端。
背景技术
低功耗蓝牙(BLE,Bluetooth low energy)是新一代无线通信的产品，相较经典蓝牙，低功耗蓝牙旨在保持同等通信范围的同时显著降低功耗和成本。
而基于低功耗蓝牙的低功耗及低成本的优点，低功耗蓝牙被广泛的应用于物联网。
但是，由于蓝牙协议栈较为复杂，使得低功耗蓝牙的相关软件开发困难，低功耗蓝牙的开发商在从蓝牙芯片供应商处获得蓝牙芯片后，还需要对蓝牙芯片的软件花费较长的时间进行二次开发才能广播，从而增加了蓝牙系统的开发成本，因此阻碍了低功耗蓝牙进一步的普及应用,对物联网的发展造成了负面影响。
发明内容
鉴于此，本申请提供一种低功耗蓝牙设备的广播方法及终端，以解决现有中需要对蓝牙芯片的软件花费较长的时间进行二次开发，从而增加了蓝牙系统的开发成本，因此阻碍了低功耗蓝牙进一步的普及应用,对物联网的发展造成了负面影响的问题。
本申请提供的一种低功耗蓝牙设备的广播方法，包括：使用存储器接收并存储来自用户端输入的预先生成的或微控制器芯片实时输入的广播包定义；驱动有限状态机获取所述广播包定义；在有限状态机中读取所述广播包定义中的广播内容及广播信道；在所述广播信道中播放所述广播内容。
其中，所述实现方法还包括：在有限状态机中读取所述广播包定义中的广播间隔，并从伪随机二进制序列发生器获取一随机数；将所述广播间隔及所述随机数之和作为定时休眠时间；每隔定时休眠时间播放所述广播内容。
其中，所述广播包定义的生成方法包括：获取存储器存储的广播内容、广播间隔及广播信道；将广播内容生成域组，所述域组至少包含一个域；依次将所述广播间隔、广播信道及域组中的每个域进行排列，生成所述广播包定义。
其中，
所述在有限状态机中读取所述广播包定义中的广播内容及广播信道包括：获取广播包定义中的广播信道及域组；解析所述域组，生成所述广播内容，所述广播内容包括存储广播包定义时的数据发生来源、广播内容的字节数及每个所述字节数的字节值。
其中，使用存储器接收并存储来自用户端输入的预先生成的广播包定义包括：使用非易失性存储器和随机存储器存储广播包定义；所述驱动有限状态机获取预先生成的广播包定义包括：从非易失性存储器获取广播包定义；若未从非易失性存储器获取到广播包定义，从随机存取存储器获取广播包定义。
其中，每个所述字节数包含的字节值为动态值或静态值。
本申请还提供一种低功耗蓝牙设备终端，包括：无CPU(中央处理器)电连接的有限状态机及存储器；存储器与所述有限状态机电连接，存储器用于存储广播包定义，且所述存储器未存储或烧入任意软件程序；有限状态机用于读取存储器内存储的广播包定义中的广播信道及广播内容，以使得用户无需进行任何软件开发、且无需编译连接后的软件代码存入任意存储器中即可使用所述低功耗蓝牙设备终端进行广播。
其中，所述低功耗蓝牙设备终端还包括：伪随机二进制序列发生器及休眠定时器；伪随机二进制序列发生器与有限状态机电连接，用于产生一随机数；休眠定时器与有限状态机及休眠定时器电连接，用于将有限状态机从广播包定义中读取的广播间隔及伪随机二进制序列发生器产生的随机数之和作为定时休眠时间，并每隔定时休眠时间播放所述广播内容。
其中，低功耗蓝牙终端还包括：输入输出端口、温度传感器、电源传感器；所述输入输出端口与有限状态机电连接，用于通过数据线与外接数据源电连接，获取外接数据源中的广播内容作为广播包定义中的广播内容，或用于将低功耗蓝牙终端的状态数据输出至外接设备；温度传感器与有限状态机电连接，用于将温度传感器感应到的数据作为广播包定义中的广播内容；电源传感器与有限状态机电连接，用于将电源的数据作为广播包定义中的广播内容。
其中，所述存储器包括：非易失性存储器及随机存取存储器；所述非易失性存储器与有限状态机电连接，用于存储用户预先烧入或存入的广播包定义；所述随机存取存储器与有限状态机电连接，用于接收外接微控制器芯片写入的广播包定义。
本申请上述的低功耗蓝牙设备的广播方法及终端，在用存储器存储了广播包定义后，通过使用有限状态机，即能够播放广播包定义中的广播内容，因此无需对蓝牙芯片进行二次开发，使得蓝牙芯片无需进行软件开发即能进行广播，从而减少了蓝牙系统的开发成本，因此促进了低功耗蓝牙进一步的普及应用，从而促进了物联网的发展。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例低功耗蓝牙设备的广播方法的流程示意框图；
图2是本申请实施例低功耗蓝牙设备的广播方法的广播包定义的结构示意框图；
图3是本申请实施例低功耗蓝牙设备的广播方法的域的结构示意框图；
图4是本申请实施例低功耗蓝牙设备终端的结构示意框图。
具体实施方式
下面结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。
请参阅图1，本申请实施例提供一种低功耗蓝牙设备的广播方法，包括：S1、使用存储器接收并存储来自用户端输入的预先生成的或微控制器芯片实时输入的广播包定义；S2、驱动有限状态机获取广播包定义；S3、在有限状态机中读取广播包定义中的广播内容及广播信道；S4、在广播信道中播放广播内容。
在用户需要播放广播时，只需把广播包定义需要的数据录入或输入存储器中即可，有限状态机会从存储器中获取广播包定义，并读取广播包定义中的广播内容及广播信道，且在广播信道中播放广播内容，整个广播的过程，不需要任何中央处理器(如无ARM系列处理器，无RISC-V处理器,等等)，也不需要只读存储器(ROM)来存储固件或应用程序，也无需非易失性存储器(non-volatile memory)来存储固件或应用程序，无需随机存取存储器(RAM)来存储固件或应用程序，因此本申请提供的低功耗蓝牙设备的广播方法，只需在用户需要播放广播时，只需把广播包定义录入或输入存储器中即可，因此无需开发任何软件并编译连接后烧录或存入任何存储器中，无需对蓝牙芯片进行二次开发，从而减少了蓝牙系统的开发成本，因此促进了低功耗蓝牙进一步的普及应用，从而促进了物联网的发展。
低功耗蓝牙设备的广播方法还包括：S5、在定时休眠时间后重复播放广播内容。
通过在定时休眠时间后播放广播内容，能够重复播放用户需要播放的广播，无需用户多次录入广播包定义需要的数据，从而再次简化了广播的流程，能够进一步减少开发成本，因此促进了低功耗蓝牙进一步的普及应用，从而促进了物联网的发展。
其中，在定时休眠时间后重复播放广播内容包括：在有限状态机中读取广播包定义中的广播间隔，并从伪随机二进制序列发生器获取一随机数；将广播间隔及随机数之和作为定时休眠时间；每隔定时休眠时间播放广播内容。
广播包定义的生成方法包括：获取存储器存储的广播内容、广播间隔及广播信道，并将广播内容生成域组，域组至少包含一个域；依次将广播间隔、广播信道及域组中的每个域进行排列，生成广播包定义。
请参阅图2，广播包定义由广播间隔、广播信道及域组中的每个域依次排列组成。
在有限状态机中读取广播包定义中的广播内容及广播信道包括：获取广播包定义中的广播信道及域组；解析域组，生成广播内容，广播内容包括存储广播包定义时的数据发生来源、广播内容的字节数及每个字节数的字节值。
其中，低功耗蓝牙芯片播放的广播内容，也可称为广播包，广播包由引导码(preamble),访问码(access address),协议数据单元(PDU)、和循环冗余校验码(CRC)组成。每个组成部分都有多个字节组成。
而在本实施例中，把整个广播包分成多个域，每个域都有多个字节组成，这些域、广播间隔、广播信道组成了广播包的定义，有限状态机根据这定义，组装成一广播包并在所选择的信道进行广播。
请参阅图3，一个域的定义可示例如下：该域中字节值的来源，该域有多个字节(字节数)，如果来源是相应的存储器，则字节数后就是该域的字节值，依次将上述来源、字节数及字节值，组成了一个域。
其中，每个字节数包含的字节值为动态值或静态值，每个域的字节值来源可不相同，因此这些字节值可是动态的或静态的，在本发明中，这些来源包括但不限于存储器、GPIO(通用输入输出口)、芯片内部温度传感器、芯片电源传感器、伪随机数及外接传感器，其中，芯片内部温度传感器感应的温度生成的字节值为动态的字节值。
而在一个域定义中，有三项(来源、字节数、字节值)组成，很显然，字节数及字节值的存在与否取决于来源，有些项可以不存在，比如说，当来源是一个16比特的温度传感器时，它暗含了字节数是两个(因此，无需字节数这项来组成域)，同时，字节值是直接从温度传感器那边读取，所以字节值这项是不存在的。
使用存储器接收并存储来自用户端输入的预先生成的广播包定义包括：使用非易失性存储器和随机存储器存储广播包定义；驱动有限状态机获取预先生成的广播包定义包括：从非易失性存储器获取广播包定义；若未从非易失性存储器获取到广播包定义，从随机存取存储器获取广播包定义。
在本实施例中，广播内容可定义在非易失性存储器中或随机存取存储器中，在相应的存储器中读取广播包的定义，并随后在所选信道进行广播，而广播包的定义可以预先被烧入或存入在非易失性存储器中，或可以被一MCU(微控制器)芯片实时写入(包括实时更改)随机存取存储器中，或可以被一MCU(微控制器)芯片写入一次(无需实时更改)随机存取存储器中。
本实施例提供的一种低功耗蓝牙设备的广播方法，其工作原理或过程如下：只需在用户需要播放广播时，只需把广播包定义录入或输入存储器中即可，因此无需开发任何软件并编译连接后烧录或存入任何存储器中，无需对蓝牙芯片进行二次开发，使得蓝牙芯片无需进行软件开发即能进行广播，从而减少了蓝牙系统的开发成本，因此促进了低功耗蓝牙进一步的普及应用，从而促进了物联网的发展。
请参阅图4，本申请实施例还提供一种低功耗蓝牙设备终端，包括：无CPU(中央处理器)电连接的有限状态机1及存储器2；存储器2与有限状态机1电连接，存储器2用于存储广播包定义，且存储器2未存储或烧入任意软件程序；有限状态机1用于读取存储器2内存储的广播包定义中的广播信道及广播内容，以使得用户无需进行任何软件开发、且无需编译连接后的软件代码存入任意存储器中即可使用所述低功耗蓝牙设备终端进行广播。
有限状态机1能够获取存储器2内的广播包定义，并读取广播包定义中的广播内容及广播信道，从而通过广播信道播放广播内容，在用户需要播放广播时，只需把广播包定义需要的数据录入或输入存储器2中即可，主要由有限状态机1及存储器2组成的低功耗蓝牙设备终端后自动播放广播，因此本申请提供的低功耗蓝牙设备终端无需进行二次开发，从而减少了蓝牙系统的开发成本，因此促进了低功耗蓝牙进一步的普及应用，从而促进了物联网的发展。
低功耗蓝牙终端还包括：伪随机二进制序列发生器及休眠定时器；伪随机二进制序列发生器与有限状态机1电连接，用于产生一随机数；休眠定时器与有限状态机1及休眠定时器电连接，用于将有限状态机1从广播包定义中读取的广播间隔及伪随机二进制序列发生器产生的随机数之和作为定时休眠时间，并每隔定时休眠时间播放广播内容。
通过使用伪随机二进制序列发生器及休眠定时器，能够重复播放用户需要播放的广播，无需用户多次录入广播包定义需要的数据，从而再次简化了广播的流程，能够进一步减少开发成本，因此促进了低功耗蓝牙进一步的普及应用，从而促进了物联网的发展。
低功耗蓝牙终端还包括：输入输出端口、温度传感器、电源传感器；输入输出端口与有限状态机1电连接，用于通过数据线与外接数据源电连接，获取外接数据源中的广播内容作为广播包定义中的广播内容，或用于将低功耗蓝牙终端的状态数据输出至外接设备；温度传感器与有限状态机1电连接，用于将温度传感器感应到的数据作为广播包定义中的广播内容；电源传感器与有限状态机1电连接，用于将电源的数据作为广播包定义中的广播内容。
在本实施例中，输入输出端口为GPIO(通用输入输出口)，温度传感器为芯片内部温度传感器，电源传感器为芯片电源传感器，通过使用GPIO，能够对低功耗蓝牙终端外接传感器，从而获取外接数据源中的广播内容，或用于将低功耗蓝牙终端的数据输出至外接设备，因此增加了广播内容的来源方式。
存储器2包括：非易失性存储器及随机存取存储器；非易失性存储器与有限状态机1电连接，用于存储用户预先烧入或存入的广播包定义；随机存取存储器与有限状态机1电连接，用于接收微控制器芯片写入的广播包定义。
在本实施例中，广播包定义可以预先被烧入或存入在非易失性存储器中，或可以被一MCU(微控制器)芯片实时写入(包括实时更改)随机存取存储器中，或可以被一MCU(微控制器)芯片写入一次(无需实时更改)随机存取存储器中，这三种写入方法，增加了用户写入广播包定义的途径，使得用户能够更加方便地将广播包定义的写入，因此减少了用户写入广播包定义的时间，进一步降低了蓝牙系统的开发成本。
尽管已经相对于一个或多个实现方式示出并描述了本申请，但是本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本申请包括所有这样的修改和变型，并且仅由所附权利要求的范围限制。特别地关于由上述组件执行的各种功能，用于描述这样的组件的术语旨在对应于执行组件的指定功能(例如其在功能上是等价的)的任意组件(除非另外指示)，即使在结构上与执行本文所示的本说明书的示范性实现方式中的功能的公开结构不等同。
即，以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
在本申请中，“示例性”一词是用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何一个实施例不一定被解释为比其它实施例更加优选或更加具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，本申请给出了以上描述。在以上描述中，为了解释的目的而列出了各个细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实施例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。
Claims (10)
1.一种低功耗蓝牙设备的广播方法，其特征在于，包括：
使用存储器接收并存储来自用户端输入的预先生成的或微控制器芯片实时输入的广播包定义；
驱动有限状态机获取所述广播包定义；
在有限状态机中读取所述广播包定义中的广播内容及广播信道；
在所述广播信道中播放所述广播内容。
2.根据权利要求1所述的低功耗蓝牙设备的广播方法，其特征在于，所述实现方法还包括：
在有限状态机中读取所述广播包定义中的广播间隔，并从伪随机二进制序列发生器获取一随机数；
将所述广播间隔及所述随机数之和作为定时休眠时间；
每隔定时休眠时间播放所述广播内容。
3.根据权利要求2所述的低功耗蓝牙设备的广播方法，其特征在于，所述广播包定义的生成方法包括：
获取存储器存储的广播内容、广播间隔及广播信道；
将广播内容生成域组，所述域组至少包含一个域；
依次将所述广播间隔、广播信道及域组中的每个域进行排列，生成所述广播包定义。
4.根据权利要求3所述的低功耗蓝牙设备的广播方法，其特征在于，
所述在有限状态机中读取所述广播包定义中的广播内容及广播信道包括：
获取广播包定义中的广播信道及域组；
解析所述域组，生成所述广播内容，所述广播内容包括存储广播包定义时的数据发生来源、广播内容的字节数及每个所述字节数的字节值。
5.根据权利要求1所述的低功耗蓝牙设备的广播方法，其特征在于，
使用存储器接收并存储来自用户端输入的预先生成的广播包定义包括：
使用非易失性存储器和随机存储器存储广播包定义；
所述驱动有限状态机获取预先生成的广播包定义包括：
从非易失性存储器获取广播包定义；
若未从非易失性存储器获取到广播包定义，从随机存取存储器获取广播包定义。
6.根据权利要求4所述的低功耗蓝牙设备的广播方法，其特征在于，
每个所述字节数包含的字节值为动态值或静态值。
7.一种低功耗蓝牙设备终端，其特征在于，包括：
无CPU(中央处理器)电连的有限状态机及存储器；
存储器与所述有限状态机电连接，存储器用于存储广播包定义，且所述存储器未存储或烧入任意软件程序；
有限状态机用于读取存储器内存储的广播包定义中的广播信道及广播内容，以使得用户无需进行任何软件开发、且无需编译连接后的软件代码存入任意存储器中即可使用所述低功耗蓝牙设备终端进行广播。
8.根据权利要求7所述的低功耗蓝牙设备终端，其特征在于，所述低功耗蓝牙终端还包括：
伪随机二进制序列发生器及休眠定时器；
伪随机二进制序列发生器与有限状态机电连接，用于产生一随机数；
休眠定时器与有限状态机及休眠定时器电连接，用于将有限状态机从广播包定义中读取的广播间隔及伪随机二进制序列发生器产生的随机数之和作为定时休眠时间，并每隔定时休眠时间播放所述广播内容。
9.根据权利要求7所述的低功耗蓝牙设备终端，其特征在于，低功耗蓝牙终端还包括：
输入输出端口、温度传感器、电源传感器；
所述输入输出端口与有限状态机电连接，用于通过数据线与外接数据源电连接，获取外接数据源中的广播内容作为广播包定义中的广播内容，或用于将低功耗蓝牙终端的状态数据输出至外接设备；
温度传感器与有限状态机电连接，用于将温度传感器感应到的数据作为广播包定义中的广播内容；
电源传感器与有限状态机电连接，用于将电源的数据作为广播包定义中的广播内容。
10.根据权利要求7所述的低功耗蓝牙设备终端，其特征在于，所述存储器包括：
非易失性存储器及随机存取存储器；
所述非易失性存储器与有限状态机电连接，用于存储用户预先烧入或存入的广播包定义；
所述随机存取存储器与有限状态机电连接，用于接收外接微控制器芯片写入的广播包定义。
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