CN112738877B - 无连接状态下的无线设备同步方法、无线设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无连接状态下的无线设备同步方法，包括以下步骤：接收使第二无线设备进入等待状态的唤醒指令；接收第一无线设备发送的同步包，结束等待状态；从同步包获取第一无线设备的第一TSF时间和发包间隔时间；根据第一无线设备的第一TSF时间，更新第二无线设备的第二TSF时间；根据发包间隔时间，确定第二无线设备的下一次唤醒时刻；进入休眠状态。本发明的无连接状态下的无线设备同步方法，使第一无线设备与第二无线设备直接交互，提高交互效率，同时减少功耗。

Description

无连接状态下的无线设备同步方法、无线设备和存储介质

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种无连接状态下的无线设备同步方法、无线设备和存储介质。

背景技术

物联网智能终端和无线产品正处于一个高速发展的时期，WIFI由于其高吞吐和便利性，已经成为了不可或缺的功能，现在不论是家庭还是公共场所，都可见到可连接的WIFI网络。当前WIFI连接的主要形式是一个WIFI设备作为无线接入点，一个WIFI设备作为客户端，然后使用客户端与无线接入点进行连接，为了保持同步，客户端需定期接收无线接入点所广播出来的信标帧。多个客户端之间进行通信，需先确保连接到了同一个无线接入点，且通信包需经过无线接入点的转发才能完成。这就导致使用电池的WIFI设备在功耗及通信效率上面会有更多的损耗。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种无连接状态下的无线设备同步方法，能够提高交互效率、减少功耗。

本发明还提出具有上述无连接状态下的无线设备同步方法的无线设备。

本发明还提出具有上述无连接状态下的无线设备同步方法的存储介质。

根据本发明第一方面实施例的无连接状态下的无线设备同步方法，包括以下步骤：接收使第二无线设备进入等待状态的唤醒指令；接收第一无线设备发送的同步包，结束等待状态；从同步包获取第一无线设备的第一TSF时间和发包间隔时间；根据第一无线设备的第一TSF时间，更新第二无线设备的第二TSF时间；根据发包间隔时间，确定第二无线设备的下一次唤醒时刻；进入休眠状态。

根据本发明实施例的无连接状态下的无线设备同步方法，至少具有如下有益效果：第二无线设备接收唤醒指令进入等待状态，等待接收第一无线设备发送的同步包，当接收到同步包，则结束等待状态。第二无线设备从同步包获取第一无线设备的第一TSF时间和发包间隔时间，并根据第一TSF时间更新第二无线设备的第二TSF时间，再根据发包间隔时间，确定第二无线设备的下一次唤醒时刻，进入休眠状态，等待下一次唤醒指令。该过程完成了第一无线设备和第二无线设备之间的时间同步，再进入休眠状态，减少了第二无线设备的工作时间，即减少了第二无线设备的功耗，此外，第一无线设备和第二无线设备通过直接收发同步包，直接交互，提高了交互效率。

根据本发明的一些实施例，所述根据第一无线设备的第一TSF时间，更新第二无线设备的第二TSF时间，包括：根据第一无线设备的第一TSF时间以及同步包的传输时间，更新第二无线设备的第二TSF时间，以便于第二TSF时间更准确。

根据本发明的一些实施例，还包括步骤：从同步包获取附加信息，和/或接收第一无线设备发送的数据包，以便于第一无线设备和第二无线设备的数据交互，提高交互效率。

根据本发明的一些实施例，还包括以下步骤：当等待状态的持续时间大于或等于第二无线设备预设的唤醒阈值，且等待状态内未接收到同步包，则结束等待状态；根据第二无线设备的自适应算法变更唤醒阈值；根据第二无线设备预设的休眠时间，确定第二无线设备的下一次唤醒时刻，以便于实现下一次第一无线设备和第二无线设备的时间同步。

根据本发明的一些实施例，还包括以下步骤：当等待状态内接收到第一无线设备发送的同步包，则将唤醒阈值初始化，以便于减小功耗。

根据本发明的一些实施例，所述自适应算法变更后的唤醒阈值大于所述自适应算法变更前的唤醒阈值，以便于接收到同步包。

根据本发明的一些实施例，还包括以下步骤：当自适应算法的执行次数达到执行阈值，则上报所述执行次数达到所述执行阈值的通知，以便于减小功耗。

根据本发明的一些实施例，所述同步包包括单播包或广播包，以便于实现第一无线设备和第二无线设备之间的交互。

根据本发明第二方面实施例的无线设备，包括第一无线设备和若干个第二无线设备，所述第一无线设备用于发送同步包给所述第二无线设备，所述第二无线设备包括处理器、存储器和存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面任一项所述的无连接状态下的无线设备同步方法。

根据本发明实施例的无线设备，至少具有如下有益效果：第一无线设备发送同步包给第二无线设备，第二无线设备实现第一方面任一项的无连接状态下的无线设备同步方法，实现第一无线设备与第二无线设备在无连接状态下的直接交互，提高交互效率，减小功耗。

根据本发明第三方面实施例的存储介质，所述存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行第一方面中任一项所述的无连接状态下的无线设备同步方法。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的无连接状态下的无线设备同步方法的流程图；

图2为图1所示的无连接状态下的无线设备同步方法的具体流程图；

图3为图1所示的无连接状态下的无线设备同步方法的补充步骤的流程图；

图4为图1所示的无连接状态下的无线设备同步方法的另一些补充步骤的流程图；

图5为本发明实施例的无连接状态下的无线设备同步方法的示意图；

图6为图5所示的无连接状态下的无线设备同步方法的另一个示意图；

图7为本发明实施例的无连接状态下的无线设备同步方法的变更唤醒阈值的示意图；

图8为本发明实施例的无线设备的连接示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

TSF(timing synchronization function)时间，是每个无线设备在每次上电时从零开始一直不停计时的本地时间，以微秒为单位。

第一方面

参照图1，无连接状态下的无线设备同步方法，包括以下步骤：步骤S100、步骤S200、步骤S210、步骤S220、步骤S230和步骤S400。

步骤S100，接收使第二无线设备进入等待状态的唤醒指令。

具体地，唤醒指令用于使第二无线设备进入等待状态，可以是从休眠状态退出，再进入等待状态。唤醒指令可以由外部输入，即人为打开第二无线设备的时间同步功能，也可以由第二无线设备本身的计时器计时完成后发送唤醒指令给第二无线设备的处理器，即唤醒指令由第二无线设备内部产生。等待状态的持续时间存在一个阈值，即唤醒阈值，当等待状态的持续时间达到唤醒阈值，等待状态就结束。

步骤S200，接收第一无线设备发送的同步包，结束等待状态。

具体地，在唤醒指令的作用下，第二无线设备进入等待状态，等待接收第一无线设备发送的同步包。当唤醒指令是由于人为打开第二无线设备的时间同步功能而产生的，即首次唤醒指令，等待状态的持续时间可以超过唤醒阈值，当等待状态的持续时间达到预设好的最大等待时间，才结束等待状态，或者，在等待状态内接收到第一无线设备发送的同步包，才结束等待状态，即等待状态的持续时间小于预设好的最大等待时间。当唤醒指令是由第二无线设备内部产生的，等待状态的持续时间达到唤醒阈值，等待状态就结束，或者，在等待状态内，接收到第一无线设备发送的同步包，则结束等待状态，即等待状态的持续时间小于唤醒阈值。

需要说明的是，最大等待时间可以人为预设，也可以由第二无线设备的软件应用自行配置。人为打开第二无线设备的时间同步功能而产生的唤醒指令，即首次唤醒指令，可能在同步包发送之后产生，而唤醒阈值比最大等待时间小，若等待状态的持续时间在达到唤醒阈值就结束等待状态，即等待状态的持续时间较短，可能等待状态恰好在下一个同步包发送之前就结束。因此，首次唤醒指令产生的等待状态的持续时间可超过唤醒阈值，直到达到最大等待时间，以便于增加接收到同步包的概率。

需要说明的是，同步包包括广播包或者单播包。当第一无线设备只与一个第二无线设备通信，则可以采用单播包的方式，实现第一无线设备与一个第二无线设备通信；当第一无线设备与多个第二无线设备通信，则可以采用广播包的方式，实现第一无线设备与多个第二无线设备通信。第一无线设备与第二无线设备之间通过直接收发同步包进行时间同步和数据交互，提高了交互效率。

步骤S210，从同步包获取第一无线设备的第一TSF时间和发包间隔时间。

具体地，第一无线设备发送的同步包携带有第一无线设备的第一TSF时间和发包间隔时间。第二无线设备更新第二TSF时间时，可参考第一TSF时间，以使第二无线设备的时间与第一无线设备的时间同步。第二无线设备确定下一次唤醒时刻时，可参考发包间隔时间，以使第二无线设备在同步包发送之前被唤醒。

需要说明的是，第一TSF时间是指第一无线设备在上电时从零开始一直不停计时的时间。发包间隔时间是指同步包的发送间隔的时间。

步骤S220，根据第一无线设备的第一TSF时间，更新第二无线设备的第二TSF时间。

具体地，第二无线设备根据第一无线设备的第一TSF时间，将第二TSF时间更新为第一TSF时间，以使第二TSF时间与第一TSF时间同步，实现第一无线设备与第二无线设备时间同步。

参照图2，步骤S220还包括步骤S221。

步骤S221，根据第一无线设备的第一TSF时间以及同步包的传输时间，更新第二无线设备的第二TSF时间。

具体地，同步包从第一无线设备传输到第二无线设备的过程中，存在传输时间。即，当第二TSF时间直接更新为从同步包获取的第一TSF时间，则第二TSF时间与实际的第一无线设备的第一TSF时间存在误差。为减小误差，第二无线设备根据同步包的传输时间，生成一个补偿时间，则第二TSF时间的更新，是根据从同步包获取的第一TSF时间和同步包的传输时间来更新的，即第二TSF时间等于从同步包获取的第一TSF时间与补偿时间之和。

通常而言，第一无线设备与第二无线设备的距离较短，同步包的传输时间也较短，可以是几毫秒，例如2毫秒、5毫秒或10毫秒等。补偿时间可以人为设置，或者由第二无线设备的软件应用自行配置。例如，补偿时间可以取值为5毫秒或10毫秒。

步骤S230，根据发包间隔时间，确定第二无线设备的下一次唤醒时刻。

具体地，当第二无线设备接收到同步包，并处理完同步包带来的数据信息，则进入休眠状态，为了接收下一次同步包，因此需要在下一次同步包发送前唤醒第二无线设备。则第二无线设备根据从同步包获取的发包间隔时间，确定一下次唤醒时刻。例如，参照图5，同步包的发包间隔时间是100毫秒，则可以确定下一次的唤醒时刻为下一次同步包发送前20毫秒，即从接收同步包开始计时达到80毫秒，定时器发出唤醒指令。

需要说明的是，参照图6，同步包的发包间隔时间是100毫秒，当接收到第一个同步包，第二无线设备可以跳过第二个同步包，而选择接收第三个同步包，即跳过一个发包间隔时间，而下一次的唤醒时刻可以确定为第三个同步包发送前20毫秒，即从接收第一个同步包开始计时达到180毫秒，定时器发出唤醒指令给第二无线设备的处理器。同步包的跳过个数，可以人为预设，也可以由软件应用自行配置，使第二无线设备休眠状态的持续时间更长，以便于减少第二无线设备的功耗。

需要说明的是，参照图3，本发明的无连接状态下的无线设备同步方法，还包括以下步骤：步骤S240和步骤S250。

步骤S240，从同步包获取附加信息，和/或接收第一无线设备发送的数据包。

具体地，第一无线设备与第二无线设备通过收发同步包实现时间同步，还可以通过收发同步包传输附加信息，实现数据交互。此外，第一无线设备还可以在同步包发送之后，发送数据包给第二无线设备，实现更多的数据交互。

步骤S250，当等待状态内接收到第一无线设备发送的同步包，则将唤醒阈值初始化。

具体地，唤醒阈值可以被软件应用改变。当第一无线设备断电或者发包间隔时间过大，导致第二无线设备在一个等待状态内没有接收到同步包时，软件应用可以根据自适应算法改变唤醒阈值，以改变等待状态的持续时间，以增加接收到同步包的概率。当接收到同步包，则第二无线设备可以根据发包间隔时间确定下一次唤醒时刻，即唤醒阈值可以初始化，以减小等待状态的持续时间，从而减小第二无线设备的功耗。

需要说明的是，唤醒阈值初始化是指，将唤醒阈值变更为初始值。

需要说明的是，参照图4，本发明的无连接状态下的无线设备同步方法，还包括以下步骤：步骤S300、步骤S310和步骤S320。

步骤S300，当等待状态的持续时间大于或等于第二无线设备预设的唤醒阈值，且等待状态内未接收到同步包，则结束等待状态。

步骤S310，根据第二无线设备的自适应算法变更唤醒阈值。

具体地，当等待状态的持续时间达到唤醒阈值，且在等待状态内未接收到同步包，则第二无线设备可以结束等待状态，并通过自适应算法，变更唤醒阈值。参照图7，通常可以扩大唤醒阈值，例如扩大两倍唤醒阈值，即自适应算法变更后的唤醒阈值大于自适应算法变更前的唤醒阈值，以便于下一次等待状态的持续时间可以更长，增加接收到同步包的概率。

需要说明的是，唤醒阈值的扩大倍数可以人为预设，也可以由软件应用自行配置。

步骤S320，根据第二无线设备预设的休眠时间，确定第二无线设备的下一次唤醒时刻。

具体地，由于没有接收到同步包，则第二无线设备无法根据发包间隔时间确定下一次唤醒时刻，此时，第二无线设备可以根据预设的休眠时间来确定下一次唤醒时刻，例如，预设的休眠时间是50毫秒，则当第二无线设备进入休眠状态达到50毫秒，定时器发出唤醒指令给第二无线设备的处理器，以使第二无线设备被唤醒。

需要说明的是，参照图4，在本发明的无连接状态下的无线设备同步方法，还包括以下步骤：步骤S330。

步骤S330，当自适应算法的执行次数达到执行阈值，则上报执行次数达到执行阈值的通知。

具体地，自适应算法的执行次数存在一个执行阈值，当自适应算法的执行次数达到执行阈值，则表明第二无线设备与第一无线设备断开，无法接收到同步包，此时第二无线设备需要将执行次数达到执行阈值的通知上报，即将通知上报给控制第二无线设备的软件应用，由软件应用根据通知决策后续操作。例如，执行阈值可以设置为10次，当自适应算法的执行次数达到10次，则第二无线设备发送通知给软件应用。

步骤S400，第二无线设备进入休眠状态。

具体地，参照图5，从接收唤醒指令开始，第二无线设备进入唤醒状态，唤醒状态包括等待状态，且等待状态也从接收唤醒指令开始。等待状态从接收到同步包结束，或者，等待状态的持续时间达到最大持续时间或唤醒阈值，则等待状态结束。等待状态结束后，若第二无线设备在等待状态内接收到同步包，则第二无线设备处理完同步包的数据，唤醒状态则结束；或者，等待状态结束后，若第二无线设备在等待状态未接收到同步包，则第二无线设备执行完毕自适应算法，唤醒状态则结束。当唤醒状态结束，则第二无线设备进入休眠状态，以便于减少第二无线设备的功耗。

第二方面

参照图8，无线设备，包括第一无线设备和若干个第二无线设备，第一无线设备用于发送同步包给第二无线设备，第二无线设备包括处理器、存储器和存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现第一方面任一项无连接状态下的无线设备同步方法。

具体地，第一无线设备与第二无线设备通过无连接状态下的无线设备同步方法进行交互，无需通过无线接入点的转发。第一无线设备与第二无线设备之间直接收发同步包进行交互，提高交互效率，同时，在交互结束后，第二无线设备进入休眠状态，减少功耗。

第三方面

存储介质，存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于使计算机执行第一方面中任一项无连接状态下的无线设备同步方法。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1.无连接状态下的无线设备同步方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收使第二无线设备进入等待状态的唤醒指令；

接收第一无线设备发送的同步包，结束所述等待状态，具体包括：当所述唤醒指令是人为打开第二无线设备的时间同步功能而产生的，则当等待状态的持续时间等于预设好的最大等待时间，则结束等待状态，或者，当在等待状态内接收到所述第一无线设备发送的同步包，则结束等待状态；当所述唤醒指令为第二无线设备内部产生的，则当等待状态的持续时间等于唤醒阈值，则结束等待状态，或者，当在等待状态内，接收到第一无线设备发送的同步包，则结束等待状态；

从所述同步包获取所述第一无线设备的第一TSF时间和发包间隔时间；

根据所述第一无线设备的第一TSF时间，更新所述第二无线设备的第二TSF时间；

根据所述发包间隔时间，确定所述第二无线设备的下一次唤醒时刻；

唤醒状态结束后，所述第二无线设备进入休眠状态；

还包括以下步骤：

当所述等待状态的持续时间大于或等于所述第二无线设备预设的唤醒阈值，且所述等待状态内未接收到所述同步包，则结束所述等待状态；

根据所述第二无线设备的自适应算法变更所述唤醒阈值；

根据所述第二无线设备预设的休眠时间，确定所述第二无线设备的下一次唤醒时刻。

2.根据权利要求1所述的无连接状态下的无线设备同步方法，其特征在于，所述根据所述第一无线设备的第一TSF时间，更新所述第二无线设备的第二TSF时间，包括：

根据所述第一无线设备的第一TSF时间以及所述同步包的传输时间，更新所述第二无线设备的第二TSF时间。

3.根据权利要求1所述的无连接状态下的无线设备同步方法，其特征在于，还包括步骤：

从所述同步包获取附加信息，和/或接收所述第一无线设备发送的数据包。

4.根据权利要求1所述的无连接状态下的无线设备同步方法，其特征在于，还包括以下步骤：

当所述等待状态内接收到所述第一无线设备发送的同步包，则将所述唤醒阈值初始化。

5.根据权利要求1或4所述的无连接状态下的无线设备同步方法，其特征在于，所述自适应算法变更后的唤醒阈值大于所述自适应算法变更前的唤醒阈值。

6.根据权利要求1或4所述的无连接状态下的无线设备同步方法，其特征在于，还包括以下步骤：

当所述自适应算法的执行次数达到执行阈值，则上报所述执行次数达到所述执行阈值的通知。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的无连接状态下的无线设备同步方法，其特征在于，所述同步包包括单播包或广播包。

8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1至7中任一项所述的无连接状态下的无线设备同步方法。