CN113596803A - 一种蓝牙mesh低功耗节点与伙伴节点的数据交互方法 - Google Patents

一种蓝牙mesh低功耗节点与伙伴节点的数据交互方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种蓝牙mesh低功耗节点与伙伴节点的数据交互方法,低功耗节点与至少两个伙伴节点建立伙伴关系;低功耗节点将第一伙伴节点的网络地址发送至第二伙伴节点,或者将第二伙伴节点的网络地址发送至第一伙伴节点;低功耗节点唤醒后发送请求数据包,所述请求数据包中包含目标节点的网络地址,目标节点为第一伙伴节点或第二伙伴节点;低功耗节点接收任一伙伴节点返回的数据包,所述数据包被预先缓存在第一伙伴节点和第二伙伴节点中。本发明可以在不增加硬件成本的前提下,大大降低低功耗节点与伙伴节点数据交互过程中的丢包率,从而进一步降低低功耗节点的电量损耗,提升低功耗节点的使用寿命。

Description

一种蓝牙mesh低功耗节点与伙伴节点的数据交互方法
技术领域
本发明属于网络技术领域,尤其涉及一种蓝牙mesh低功耗节点与伙伴节点的数据交互方法。
背景技术
现有的蓝牙mesh低功耗节点优化功耗的方式主要分为两种:一种为修改低功耗节点唤醒的间隔,可通过定时器唤醒或者基于用户习惯动态调整唤醒间隔;另一种为增加唤醒方式,由主动唤醒优化为被动唤醒,代价便是增加硬件成本。这两种方法虽然在不同程度上减少了能量损耗,但无线通讯面临的丢包导致重传的问题却一直未解决。
在蓝牙mesh网络中,低功耗节点周围存在的伙伴节点大部分情况下都不止一个,但通常低功耗节点只会与其中一个伙伴节点建立伙伴关系。然而在低功耗节点与伙伴节点通讯的过程中,难免会存在某次通讯有一方未能准确接收的情况,一旦出现此状况,为了防止数据丢失,通常会重传上次数据直到正确应答或超时失败。且大部分情况下,每次低功耗节点与伙伴节点通讯通常只有极少的数据量,假设每次通讯一包,一旦重传,额外损耗的电量会增加接近一倍。因此,如果能够在不增加硬件成本的情况下减少重传出现的概率,可以极大提升低功耗节点的使用寿命。
发明内容
发明目的:为了解决现有技术中,蓝牙mesh网络中低功耗节点通讯过程中丢包导致重传的问题,本发明提供一种蓝牙mesh低功耗节点的数据接收方法及其与伙伴节点的数据交互方法。
本发明另一目的是提供一种蓝牙mesh低功耗节点及其网络系统。
技术方案:一种蓝牙mesh低功耗节点的数据接收方法,包括以下步骤:
步骤一、低功耗节点与至少第一伙伴节点、第二伙伴节点建立伙伴关系;
步骤二、低功耗节点将第一伙伴节点的网络地址发送至第二伙伴节点,或者将第二伙伴节点的网络地址发送至第一伙伴节点;
步骤三、低功耗节点唤醒后发送请求数据包,所述请求数据包中包含目标节点的网络地址,目标节点为第一伙伴节点或第二伙伴节点;
步骤四、低功耗节点接收第一伙伴节点、第二伙伴节点中至少一个返回的数据包,所述数据包被预先缓存在第一伙伴节点和第二伙伴节点中,完成数据的接收。
进一步地,步骤一中,建立伙伴关系的步骤包括:
a1)低功耗节点第一次广播建立伙伴关系请求,与最先返回建立关系应答的第一伙伴节点建立伙伴关系,忽略后面再接收到的建立关系应答;
a2)低功耗节点第二次广播建立伙伴关系请求,与返回建立关系应答的第二伙伴节点建立伙伴关系。
进一步地,步骤四中,低功耗节点接收最先返回的数据包,然后停止接收并进入睡眠状态。
一种蓝牙mesh低功耗节点与伙伴节点的数据交互方法,包括以下步骤:
步骤一、低功耗节点与至少第一伙伴节点、第二伙伴节点建立伙伴关系;
步骤二、低功耗节点将第一伙伴节点的网络地址发送至第二伙伴节点,或者将第二伙伴节点的网络地址发送至第一伙伴节点;
步骤三、第一伙伴节点、第二伙伴节点均缓存网络中待发往低功耗节点的数据包;
步骤四、低功耗节点唤醒后发送请求数据包,所述请求数据包中包含目标节点的网络地址,目标节点为第一伙伴节点或第二伙伴节点;
步骤五、第一伙伴节点、第二伙伴节点中至少一个接收到请求数据包后,返回数据包;
步骤六、低功耗节点接收返回的数据包,数据交互完成。
进一步地,步骤一中,建立伙伴关系的步骤包括:
a1)低功耗节点第一次广播建立伙伴关系请求,第一伙伴节点先返回建立关系应答,低功耗节点接收第一伙伴节点的应答,与第一伙伴节点建立伙伴关系,忽略第二伙伴节点后返回的建立关系应答;
a2)低功耗节点第二次广播建立伙伴关系请求,第一伙伴节点忽略请求,第二伙伴节点接收到请求后返回建立关系应答,低功耗节点接收第二伙伴节点的应答,与第二伙伴节点建立伙伴关系。
进一步地,步骤a1)中,低功耗节点第一次广播建立伙伴关系请求后,第一伙伴节点、第二伙伴节点收到请求后经过随机延迟后返回建立关系应答。
进一步地,步骤五中,第一伙伴节点、第二伙伴节点中至少一个在收到请求数据包后,在低功耗节点的接收窗口内,经过随机延迟后返回数据包。
进一步地,步骤六中,低功耗节点接收最先返回的数据包,然后停止接收并进入睡眠状态。
一种蓝牙mesh低功耗节点,包括处理器、存储器及保存在存储器中并可被处理器执行的软件程序,所述处理器在执行软件程序时可执行以下内容:
步骤一、低功耗节点与至少第一伙伴节点、第二伙伴节点建立伙伴关系;
步骤二、低功耗节点将第一伙伴节点的网络地址发送至第二伙伴节点,或者将第二伙伴节点的网络地址发送至第一伙伴节点;
步骤三、低功耗节点唤醒后发送请求数据包,所述请求数据包中包含目标节点的网络地址,目标节点为第一伙伴节点或第二伙伴节点;
步骤四、低功耗节点接收第一伙伴节点、第二伙伴节点中至少一个返回的数据包,所述数据包被预先缓存在第一伙伴节点和第二伙伴节点中,完成数据的接收。
一种蓝牙mesh网络系统,包括上述蓝牙mesh低功耗节点和至少第一伙伴节点、第二伙伴节点,低功耗节点与第一伙伴节点、第二伙伴节点均建立伙伴关系。
有益效果:本发明提供一种蓝牙mesh低功耗节点的数据接收方法及其与伙伴节点的数据交互方法,以及包含该低功耗节点的mesh网络系统,相比较现有技术,可以在不增加硬件成本的前提下,大大降低低功耗节点与伙伴节点数据交互过程中的丢包率,从而进一步降低mesh网络中低功耗节点的电量损耗,提升低功耗节点的使用寿命。
附图说明
图1为实施例一数据交互方法的流程图;
图2为伙伴关系建立过程的示意图;
图3为丢包事件一的场景示意图;
图4为丢包事件二的场景示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步解释说明。
实施例一:
一种蓝牙mesh低功耗节点及其网络系统,包括低功耗节点和第一伙伴节点、第二伙伴节点,低功耗节点与第一伙伴节点、第二伙伴节点均建立伙伴关系。
该低功耗节点,包括处理器、存储器及保存在存储器中并可被处理器执行的软件程序,所述处理器在执行软件程序时可执行以下内容:
步骤一、低功耗节点与第一伙伴节点、第二伙伴节点建立伙伴关系,如图2所示:
a1)低功耗节点第一次广播建立伙伴关系请求,与最先返回建立关系应答的第一伙伴节点建立伙伴关系,忽略后面再接收到的建立关系应答;
a2)低功耗节点第二次广播建立伙伴关系请求,与返回建立关系应答的第二伙伴节点建立伙伴关系。
步骤二、低功耗节点将第一伙伴节点的网络地址发送至第二伙伴节点;
步骤三、低功耗节点唤醒后发送请求数据包,所述请求数据包中包含目标节点的网络地址,目标节点为第一伙伴节点;
步骤四、低功耗节点接收第一伙伴节点和/或第二伙伴节点返回的数据包,所述数据包被预先缓存在第一伙伴节点和第二伙伴节点中,完成数据的接收。本步骤中,低功耗节点只要接收到一个数据包即可完成数据接收,接收到最先返回的数据包后,低功耗节点随即进入睡眠状态。
一种蓝牙mesh低功耗节点与伙伴节点的数据交互方法,如图1所示,包括以下步骤:
步骤一、低功耗节点依次发送两次建立伙伴关系请求,分别与第一伙伴节点、第二伙伴节点建立伙伴关系,具体包括:
a1)低功耗节点第一次广播建立伙伴关系请求,第一伙伴节点、第二伙伴节点收到请求后经过随机延迟后返回建立关系应答,随机延迟使得两个伙伴节点返回应答的时间有先后之分,第一伙伴节点先返回建立关系应答,低功耗节点接收第一伙伴节点的应答,与第一伙伴节点建立伙伴关系,忽略第二伙伴节点后返回的建立关系应答;
a2)低功耗节点第二次广播建立伙伴关系请求,第一伙伴节点忽略请求,不返回应答;第二伙伴节点接收到请求后返回建立关系应答,低功耗节点接收第二伙伴节点的应答,与第二伙伴节点建立伙伴关系,至此,低功耗节点与第一伙伴节点和第二伙伴节点均建立了伙伴关系。
步骤二、低功耗节点将第一伙伴节点的网络地址发送至第二伙伴节点,第二伙伴节点存储第一伙伴节点的网络地址。
步骤三、第一伙伴节点、第二伙伴节点均缓存网络中待发往低功耗节点的数据包。
步骤四、低功耗节点唤醒后发送请求数据包,所述请求数据包中包含目标节点的网络地址,目标节点为第一伙伴节点。
步骤五、因为第二伙伴节点中也保存有第一伙伴节点的网络地址,所以第一伙伴节点和第二伙伴节点均可识别低功耗节点发送的请求数据包。第一伙伴节点和第二伙伴节点在低功耗节点的接收窗口内,经过随机延迟后返回数据包。只要有其中一个伙伴节点接收到请求数据包后能够返回数据包即可。
步骤六、低功耗节点接收最先返回的数据包,然后停止接收并进入睡眠状态,数据交互完成。
根据此方法,当第一伙伴节点出现丢包情况时,第二伙伴节点依然可以完成数据包的发送。下面针对两种丢包场景分别进行分析。
1、低功耗节点发送请求数据包的时候,第一伙伴节点没有接收到。如图3所示,第二伙伴节点接收到请求数据包,将请求数据包中的目标节点的网络地址与自身存储的网络地址相对比,若对比一致,则将预先缓存在本地的数据包返回给低功耗节点,不影响低功耗节点正常接收数据包。
2、第一伙伴节点接收到低功耗节点发送的请求数据包后,返回数据包时发生丢包事件。如图4所示,低功耗节点未能正常接收到第一伙伴节点返回的数据包。但是,第二伙伴节点也接收到了请求数据包,并将请求数据包中的目标节点的网络地址与自身存储的网络地址相对比,若对比一致,则将预先缓存在本地的数据包返回给低功耗节点,不影响低功耗节点正常接收数据包。
实施例二:
实施例二与实施例一相比,区别在于,低功耗节点将第二伙伴节点的网络地址发送给第一伙伴节点,发送请求数据包的时候,请求数据包中的目标节点的网络地址为第二伙伴节点的网络地址,也可以实现降低丢包率的效果。
实施例三:
实施例三与实施例一相比,区别在于,低功耗节点不止与第一伙伴节点、第二伙伴节点建立伙伴关系,还与其他伙伴节点建立伙伴关系,并向其他所有伙伴节点均发送第一伙伴节点的网络地址,建立关系的伙伴节点的个数越多,丢包率越低。

Claims (10)

1.一种蓝牙mesh低功耗节点的数据接收方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、低功耗节点与至少第一伙伴节点、第二伙伴节点建立伙伴关系;
步骤二、低功耗节点将第一伙伴节点的网络地址发送至第二伙伴节点,或者将第二伙伴节点的网络地址发送至第一伙伴节点;
步骤三、低功耗节点唤醒后发送请求数据包,所述请求数据包中包含目标节点的网络地址,目标节点为第一伙伴节点或第二伙伴节点;
步骤四、低功耗节点接收第一伙伴节点、第二伙伴节点中至少一个返回的数据包,所述数据包被预先缓存在第一伙伴节点和第二伙伴节点中,完成数据的接收。
2.根据权利要求1所述的蓝牙mesh低功耗节点的数据接收方法,其特征在于,步骤一中,建立伙伴关系的步骤包括:
a1)低功耗节点第一次广播建立伙伴关系请求,与最先返回建立关系应答的第一伙伴节点建立伙伴关系,忽略后面再接收到的建立关系应答;
a2)低功耗节点第二次广播建立伙伴关系请求,与返回建立关系应答的第二伙伴节点建立伙伴关系。
3.根据权利要求1或2所述的蓝牙mesh低功耗节点的数据接收方法,其特征在于,步骤四中,低功耗节点接收最先返回的数据包,然后停止接收并进入睡眠状态。
4.一种蓝牙mesh低功耗节点与伙伴节点的数据交互方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、低功耗节点与至少第一伙伴节点、第二伙伴节点建立伙伴关系;
步骤二、低功耗节点将第一伙伴节点的网络地址发送至第二伙伴节点,或者将第二伙伴节点的网络地址发送至第一伙伴节点;
步骤三、第一伙伴节点、第二伙伴节点均缓存网络中待发往低功耗节点的数据包;
步骤四、低功耗节点唤醒后发送请求数据包,所述请求数据包中包含目标节点的网络地址,目标节点为第一伙伴节点或第二伙伴节点;
步骤五、第一伙伴节点、第二伙伴节点中至少一个接收到请求数据包后,返回数据包;
步骤六、低功耗节点接收返回的数据包,数据交互完成。
5.根据权利要求4所述的蓝牙mesh低功耗节点与伙伴节点的数据交互方法,其特征在于,步骤一中,建立伙伴关系的步骤包括:
a1)低功耗节点第一次广播建立伙伴关系请求,第一伙伴节点先返回建立关系应答,低功耗节点接收第一伙伴节点的应答,与第一伙伴节点建立伙伴关系,忽略第二伙伴节点后返回的建立关系应答;
a2)低功耗节点第二次广播建立伙伴关系请求,第一伙伴节点忽略请求,第二伙伴节点接收到请求后返回建立关系应答,低功耗节点接收第二伙伴节点的应答,与第二伙伴节点建立伙伴关系。
6.根据权利要求5所述的蓝牙mesh低功耗节点与伙伴节点的数据交互方法,其特征在于,步骤a1)中,低功耗节点第一次广播建立伙伴关系请求后,第一伙伴节点、第二伙伴节点收到请求后经过随机延迟后返回建立关系应答。
7.根据权利要求4至6任一所述的蓝牙mesh低功耗节点与伙伴节点的数据交互方法,其特征在于,步骤五中,第一伙伴节点、第二伙伴节点中至少一个在收到请求数据包后,在低功耗节点的接收窗口内,经过随机延迟后返回数据包。
8.根据权利要求4至6任一所述的蓝牙mesh低功耗节点与伙伴节点的数据交互方法,其特征在于,步骤六中,低功耗节点接收最先返回的数据包,然后停止接收并进入睡眠状态。
9.一种蓝牙mesh低功耗节点,其特征在于,包括处理器、存储器及保存在存储器中并可被处理器执行的软件程序,所述处理器在执行软件程序时可执行以下内容:
步骤一、低功耗节点与至少第一伙伴节点、第二伙伴节点建立伙伴关系;
步骤二、低功耗节点将第一伙伴节点的网络地址发送至第二伙伴节点,或者将第二伙伴节点的网络地址发送至第一伙伴节点;
步骤三、低功耗节点唤醒后发送请求数据包,所述请求数据包中包含目标节点的网络地址,目标节点为第一伙伴节点或第二伙伴节点;
步骤四、低功耗节点接收第一伙伴节点、第二伙伴节点中至少一个返回的数据包,所述数据包被预先缓存在第一伙伴节点和第二伙伴节点中,完成数据的接收。
10.一种蓝牙mesh网络系统,其特征在于,包括权利要求9所述的蓝牙mesh低功耗节点和至少第一伙伴节点、第二伙伴节点,低功耗节点与第一伙伴节点、第二伙伴节点均建立伙伴关系。
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