CN113453158A - 基于ble进行快速少量数据传输的连接及反向广播确认方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于BLE进行快速少量数据传输的连接及反向广播确认方法，包括以下步骤，S1，在BLE广播包中带有需要传输的少量数据，可以用明文或者密文传输；S2，对于连接法数据连接方法，采用连接请求作为通信确认，如数据已发送完成，则马上断开连接；S3，对于双向广播数据连接方法，采用切换状态，反向广播BLE广播数据包的方法进行通信确认。本发明在蓝牙4.0 BLE协议基础上进行二次开发，设计有连接传输法和反向广播传输法，两者之间为同种类型的数据传输方式，但两者数据交互方式略有区别，均可实现在极短的时间内设备间的少量数据可靠传输，可极好地控制数据传输延迟，并且保持较低的空中带宽的占用率。

Description

基于BLE进行快速少量数据传输的连接及反向广播确认方法
技术领域
本发明涉及数据通信技术领域，尤其涉及基于BLE进行快速少量数据传输的连接及反向广播确认方法。
背景技术
就如今的蓝牙技术发展，已经普及到所有的智能手机。在智能家居，物联网等领域，经常需要快速传输少量数据，同时数据传输需要保持高可靠性。
常规的蓝牙数据通信方式，需要两个蓝牙设备建立连接，设定专门的数据通道。然后通过新建立的数据通道来传输数据。这种方式需要连接过程，步骤比较多，因此首次通信延迟较大。因为步骤较多，相应的能耗也会较大。对于单个蓝牙设备，它可以同时连接的设备数量是有限的，通常只有数个。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了基于BLE进行快速少量数据的连接及反向广播交换方法。
本发明提出的基于BLE进行快速少量数据传输的连接及反向广播确认方法，包括以下步骤：
S1：在BLE广播包中带有需要传输的少量数据，可以用明文或者密文传输；
S2：对于连接法数据确认方法，采用连接请求作为通信确认，如数据已发送完成，则马上断开连接；
S3：对于双向广播数据确认方法，采用切换状态，反向广播BLE广播数据包的方法进行通信确认；
S4：对于双向广播数据确认方法，主动发送方的广播间隔可以是大致不变，带有一定的随机延迟，也可以是逐渐增加间隔，以节省电能；
S5：对于连接法数据确认方法和双向广播数据确认方法，都设置有总重试次数或者总传输超时时间。
作为本发明中进一步方案，还包括两个BLE设备，其中一个所述BLE设备是主动发送端，且另外一个BLE设备为被动接收端。
作为本发明中进一步方案，所述主动发送端BLE设备中记录有被动接收端BLE设备的ID、mac地址和其他标识中任一所述数据。
作为本发明中进一步方案，所述发送端设备BLE设备的待机处于低功耗待机状态，且被动接收端BLE设备的待机处于广播包扫描状态。
本发明中的有益效果为：本发明在蓝牙4.0BLE协议基础上进行二次开发，设计有连接确认法和反向广播确认法，两者之间为同种类型的数据传输方式，但两者数据确认方式略有区别，均可实现在极短的时间内设备间的少量数据可靠交换，可极好地控制数据交换延迟，并且保持较低的空中带宽的占用率。
附图说明
图1为本发明提出的基于BLE进行快速少量数据传输的连接及反向广播确认方法的连接确认流程图；
图2为本发明提出的基于BLE进行快速少量数据传输的连接及反向广播确认方法的反向广播确认流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1，基于BLE进行快速少量数据传输的连接确认方法，包括以下步骤：
S1：发送端设备平时处于低功耗待机状态。被动接收端平时处于广播包扫描状态。当主动发送端需要发送数据时，先向空中广播BLE广播数据包。广播数据包中包括目标设备(被动接收端)的地址或其他标识数据和需要传输的少量数据；其中目标地址和需要传输的数据均可以是原文或者密文，如果采用密文传输，可以使用被动接收端的ID等信息再结合其他预先与接收端协商好或者设定好的信息作为密钥进行加密；
S2：如果广播数据包发送后，没有收到后续步骤所述的合法连接请求，则认为接收方没有接收到数据包，则会在一定延时后，重新发送广播数据包。直到超过预先设定的最大通信时间；
S3：被动接收端扫描到该数据包后，会根据数据包的内容判断自身是否该数据包的接收方。这个判断方式可以通过接收方MAC地址判断或者其他预先协商好或者设定好的判断规则。如果数据包数据采用密文传输，则在判断前还需要进行解密操作。如果解密成功，则判断自己为指定接收方。如解密不成功，或者ID判断不符，或者其他判断规则不符合，则认为自身不是指定接收方。此时应抛弃该数据包，不做其他动作，返回到扫描状态；
S4：被动接收方判断自身为指定接收方时，会发起BLE连接请求。请求与发送方进行数据连接；
S5：主动发送端收到来自接收方的连接请求，经过ID、MAC或者其他预先协商好或者设定好的验证方式匹配，确认接收方就是自身所传输数据的目标设备。此时停止发送广播数据包，并建立数据连接通道。如果后续没有更多数据需要传输，则发出断开连接通知数据包。本次数据传输完成。被动接收端获得需要传输的数据，主动发送端也确认数据已经成功传送。如果还有更多数据需要传输或者传输，则不发出断开连接通知，可以继续通过刚建立的数据通道传输数据；
S6：如果有更多数据需要传输或者交换，则两个已经连接可以继续通过刚建立的数据通道传输数据。当数据全部传输或者交换完成，则可以由任何一方发出断开连接通知。两个设备断开数据连接。回到初始状态。
参照图2，基于BLE进行快速少量数据传输的反向广播确认方法，包括以下步骤：
S1：发送端设备平时处于低功耗待机状态。被动接收端平时处于广播包扫描状态。当主动发送端需要发送数据时，先向空中广播BLE广播数据包。广播数据包中包括目标设备(被动接收端)的地址或其他标识数据和需要传输的少量数据；其中目标地址和需要传输的数据均可以是原文或者密文，如果采用密文传输，可以使用被动接收端的ID等信息再结合其他预先与接收端协商好或者设定好的信息作为密钥进行加密；
S2：在主动发送端广播BLE广播数据包后，会马上切换到接收状态，准备接收来自目标设备(被动接收端)的BLE广播数据包。并持续一段时间。这个时间由双方设备预先协商，或者在方案设计时固定。考虑到BLE协议要求广播时增加数毫秒随机延迟。这个接受时间通常在10-30毫秒。在超出接收时间后，如果没有收到来自目标设备的反向广播数据包，则返回到广播状态，重新广播带有少量数据的BLE广播数据包；
S3：被动接收端扫描到该数据包后，会根据数据包的内容判断自身是否该数据包的接收方。这个判断方式可以通过接收方MAC地址判断或者其他预先协商好或者设定好的判断规则。如果数据包数据采用密文传输，则在判断前还需要进行解密操作。如果解密成功，则判断自己为指定接收方。如解密不成功，或者ID判断不符，或者其他判断规则不符合，则认为自身不是指定接收方。此时应抛弃该数据包，不做其他动作，返回到扫描状态；
S4：被动接收方判断自身为指定接收方时，会将自身的通信功能进行调整，切换到发送BLE广播状态。按照两端设备协商好或者设定好的数据格式，广播带有确认数据或者其他数据的BLE广播数据包。这个数据包同样可以用原文或者密文进行编码。在被动接收方发送完BLE广播数据包后，会切换回扫描状态；
S5：主动发送方扫描到目标设备的广播数据包后，经过密文解密或者其他的数据验证方式，确认数据包是来自目标设备，则得到数据传输确认。数据传输完成。主动发送方可以进入低功耗状态或者进行其他的处理。
本发明中，数据传输的连接确认方法及反向广播确认方法均还包括两个BLE设备，其中一个所述BLE设备是主动发送端，且另外一个BLE设备为被动接收端。主动发送端BLE设备中记录有被动接收端BLE设备的ID、mac地址和其他标识中任一所述数据。发送端设备BLE设备的待机处于低功耗待机状态，且被动接收端BLE设备的待机处于广播包扫描状态。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.基于BLE进行快速少量数据传输的连接及反向广播确认方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在BLE广播包中带有需要传输的少量数据，可以用明文或者密文传输；
S2：对于连接法数据确认方法，采用连接请求作为通信确认，如数据已发送完成，则马上断开连接；
S3：对于双向广播数据确认方法，采用切换状态，反向广播BLE广播数据包的方法进行通信确认；
S4：对于双向广播数据连接方法，主动发送方的广播间隔可以是大致不变，带有一定的随机延迟，也可以是逐渐增加间隔，以节省电能；
S5：对于连接法数据连接方法和双向广播数据方法，都设置有总重试次数或者总传输超时时间。
2.根据权利要求1所述的基于BLE进行快速少量数据传输的连接及反向广播确认方法，其特征在于，还包括两个BLE设备，其中一个所述BLE设备是主动发送端，且另外一个BLE设备为被动接收端。
3.根据权利要求2所述的基于BLE进行快速少量数据传输的连接及反向广播确认方法，其特征在于，所述主动发送端BLE设备中记录有被动接收端BLE设备的ID、mac地址和其他标识中任一所述数据。
4.根据权利要求3所述的基于BLE进行快速少量数据传输的连接及反向广播确认方法，其特征在于，所述发送端设备BLE设备的待机处于低功耗待机状态，且被动接收端BLE设备的待机处于广播包扫描状态。
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