CN114710255B - 一种基于蓝牙ble连接方式的数据接收方法及装置 - Google Patents

一种基于蓝牙ble连接方式的数据接收方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于蓝牙BLE连接方式的数据接收方法及装置。该方法通过针对每一个连接事件,判断当前连接事件的第一锚点时间是否为异常锚点时间;判断所述当前连接事件的发送时间是否异常;若是,则计算所述发送时间的变化量并根据所述变化量、第一锚点时间和连接事件的时间间隔计算所述第二锚点时间;若否,则根据所述第一锚点时间和连接事件的时间间隔计算所述第二锚点时间;根据所述第二锚点时间对下一次连接事件进行数据接收;所述第一锚点时间为当前连接事件的实际锚点时间,所述第二锚点时间为下一次连接事件的预测锚点时间。本发明技术方案提高了蓝牙连接的可靠性。

Description

一种基于蓝牙BLE连接方式的数据接收方法及装置
技术领域
本发明涉及数据接收技术领域,尤其涉及一种基于蓝牙BLE连接方式的数据接收方法及装置。
背景技术
低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy,BLE)技术随着应用需求与使用场景的不断扩展,特别是在智能家居、智慧商场和工业生产自动化管理中信标等领域的广泛应用,标准协议也在不断演化发展,最新的5.2协议版本支持LE audio功能,具有更远的传输距离、更高的传输速率和更大的广告数据传输量,所有这些新增加的特性使得BLE在未来的应用范围和领域具有无限的想象和扩展空间。蓝牙技术作为一种去中心化的piconet自组网络,可以快速简便并安全的实现设备间的即时通信和数据交互。
在低功耗蓝牙设备建立连接后,为了保持设备间的连接状态,需要通信双方在连接超时时间内的连接事件中至少完成一次数据收发。附图1为BLE非编码PHY的空中数据包格式,其中preamble主要为实现蓝牙LE信号收发过程中的频率同步、符号时间预估以及接收端自动增益控制(Automatic Gain Control,AGC)的调整,Access Address为接入码,实现蓝牙设备收发双方信号相关与符号同步。现有技术存在以下问题:
(1)蓝牙BLE连接设备做为Slave时,由于硬件接收数据假相关问题导致的锚点时间错误的问题。
(2)由于Master设备发送数据起始时间变化原因而导致的蓝牙BLE连接断连的问题。
发明内容
本发明提供基于蓝牙BLE连接方式的数据接收方法及装置,提高了BLE蓝牙连接的可靠性。
本发明一实施例提供一种基于蓝牙BLE连接方式的数据接收方法,包括以下步骤:
针对每一个连接事件,判断当前连接事件的第一锚点时间是否为异常锚点时间;若是,则不保存所述第一锚点时间且不更新锚点事件的计数值;若否,则保存所述第一锚点时间并更新所述锚点事件的计数值;
判断所述当前连接事件的发送时间是否异常;若是,则计算所述发送时间的变化量并根据所述变化量、第一锚点时间和连接事件的时间间隔计算第二锚点时间;若否,则根据所述第一锚点时间和连接事件的时间间隔计算所述第二锚点时间;
根据所述第二锚点时间对下一次连接事件进行数据接收;所述第一锚点时间为当前连接事件的实际锚点时间,所述第二锚点时间为下一次连接事件的预测锚点时间。
进一步的,根据第一公式(CurrentAPTime-LastAPTime)%connInterval>=ε,判断所述连接事件的第一锚点时间是否为异常锚点时间,式中CurrentAPTime为第一锚点时间,LastAPTime为上一次的锚点时间,connInterval为连接事件的时间间隔,ε为第一预设阈值。
进一步的,根据第二公式0<(CurrentAPTime-LastAPTime)%connInterval<=θ判断所述连接事件的发送时间是否异常,式中CurrentAPTime为第一锚点时间,LastAPTime为上一次的锚点时间,CurrentAPTime为第一锚点时间,connInterval为连接事件的时间间隔,θ为第二预设阈值;
当所述第二公式判断为真时,则判断所述连接事件的发送时间异常;当所述第二公式判断为假时,则判断所述连接事件的发送时间正常。
进一步的,根据所述变化量、第一锚点时间和连接事件的时间间隔计算第二锚点时间,具体为根据第三公式A=CurrentAPTime+connInterval–P,计算所述第二锚点时间,式中A为第二锚点时间,CurrentAPTime为第一锚点时间,connInterval为连接事件的时间间隔,P为变化量。
进一步的,所述第一预设阈值和第二预设阈值均为小于所述连接事件的时间间隔的正整数,所述第二预设阈值小于第一预设阈值。
本发明另一实施例提供了一种基于蓝牙BLE连接方式的数据接收装置,包括异常锚点时间检测模块、异常发送时间检测模块和数据接收模块;
所述异常锚点时间检测模块用于针对每一个连接事件,判断当前连接事件的第一锚点时间是否为异常锚点时间;若是,则不保存所述第一锚点时间且不更新锚点事件的计数值;若否,则保存所述第一锚点时间并更新所述锚点事件的计数值;
所述异常发送时间检测模块用于判断所述当前连接事件的发送时间是否异常;若是,则计算所述发送时间的变化量并根据所述变化量、第一锚点时间和连接事件的时间间隔计算所述第二锚点时间;若否,则根据所述第一锚点时间和连接事件的时间间隔计算所述第二锚点时间;
所述数据接收模块用于根据所述第二锚点时间对下一次连接事件进行数据接收;所述第一锚点时间为当前连接事件的实际锚点时间,所述第二锚点时间为下一次连接事件的预测锚点时间。
本发明的实施例,具有如下有益效果:
本发明提供了一种基于蓝牙BLE连接方式的数据接收方法及装置,该方法通过判断当前连接事件的第一锚点时间是否为异常锚点时间,以及判断所述当前连接事件的发送时间是否异常,以对所述第二锚点时间进行正确的预测,并对锚点事件的计数值进行正确的计数,以确保对Master发送的数据进行及时准确的接收,提高了数据接收的准确率,进而提高了BLE蓝牙连接的可靠性。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的BLE非编码PHY的空中数据包格式示意图;
图2是本发明一实施例提供的BLE连接事件示意图;
图3是本发明一实施例提供的基于蓝牙BLE连接方式的数据接收方法的异常锚点时间示意图;
图4是本发明一实施例提供的基于蓝牙BLE连接方式的数据接收方法的Master发送时间异常示意图;
图5是本发明一实施例提供的基于蓝牙BLE连接方式的数据接收方法流程图
图6是本发明一实施例提供的基于蓝牙BLE连接方式的数据接收装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图,对本发明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。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图5所示,本发明一实施例提供的一种基于蓝牙BLE连接方式的数据接收方法,包括以下步骤:
步骤S101:针对每一个连接事件,判断当前连接事件的第一锚点时间是否为异常锚点时间;若是,则不保存所述第一锚点时间且不更新锚点事件的计数值;若否,则保存所述第一锚点时间并更新所述锚点事件的计数值。Slave设备对于每个连接事件的第一锚点时间,均判断所述第一锚点时间是否为正确的时间点。
BLE设备连接成功后,会以连接事件为基本单位进行数据通信。Master在每个连接事件的起始时间点需要开始发送数据包,Slave在每个连接事件收到的第一个数据包起始时间点称之为锚点(Anchor Point),该锚点做为Slave参考时间点用来计算后续连接事件的起始接收时间点,如图2所示的BLE的连接事件,connInterval为连接事件的时间间隔。
作为其中一种实施例,根据第一公式(CurrentAPTime-LastAPTime)%connInterval>=ε,判断所述连接事件的第一锚点时间是否为异常锚点时间,式中CurrentAPTime为第一锚点时间,LastAPTime为上一次的锚点时间,connInterval为连接事件的时间间隔,其单位为1.25ms,ε为第一预设阈值(即预设的门限值);将CurrentAPTime和LastAPTime进行取模运算,将所述取模运算结果与第一预设阈值进行比较。
当所述第一公式判断为真时,所述连接事件的第一锚点时间为异常锚点时间;当所述第一公式判断为假时,所述连接事件的第一锚点时间为正常锚点时间。
所述第一公式用于判断所述第一锚点时间是否为由于假相关导致的错误(即异常)的锚点时间。如图3所示,描述了一个由于假相关导致的错误锚点时间。
在现有技术中,对于BLE连接的连接事件计数值,从第一个连接事件开始,每个连接事件都需要增加1,不管Slave有没有收到Master的数据包都需要累加;Slave在每次BLE连接事件的锚点时间会计算一个从第一个连接事件开始到该时刻的BLE连接事件计数值,由于Slave并不是每个连接事件都会收到Master的包,所以每次计算的计数值可能大于或等于1,取决于(CurrentAPTime-LastAPTime)/connInterval的值,‘/’表示除法运算,锚点事件计数值用于作为后面BLE连接事件排帧的一个时间参考,即在后面的BLE连接事件中Slave起始收包时间都是以最近锚点事件计数值作为基准参考点进行时间计算。
本发明实施例在判断由于假相关导致的错误(即异常)的锚点时间时,对锚点事件计数值进行了相应的处理,以使锚点时间计数值保持正确的计数。
步骤S102:判断所述当前连接事件的发送时间是否异常;若是,则计算所述发送时间的变化量并根据所述变化量、第一锚点时间和连接事件的时间间隔计算第二锚点时间;若否,则根据所述第一锚点时间和连接事件的时间间隔计算所述第二锚点时间。
作为其中一种实施例,根据第二公式0<(CurrentAPTime-LastAPTime)%connInterval<=θ判断所述连接事件的发送时间是否异常,式中CurrentAPTime为第一锚点时间,LastAPTime为上一次的锚点时间,CurrentAPTime为第一锚点时间,connInterval为连接事件的时间间隔,θ为第二预设阈值(即预设的门限值);所述第一预设阈值和第二预设阈值均为小于所述连接事件的时间间隔的正整数,所述第二预设阈值小于第一预设阈值。优选地,所述第一预设阈值取值大于1,所述第二预设阈值取值为1,所述第一预设阈值和第二预设阈值的单位均为1.25ms。
当所述第二公式判断为真时,则判断所述连接事件的发送时间异常;当所述第二公式判断为假时,则判断所述连接事件的发送时间正常。
所述第二公式是判断Master发送BLE连接事件第一个数据包时间点是否发生变化的基本依据。
作为其中一种实施例,根据所述变化量、第一锚点时间和连接事件的时间间隔计算所述第二锚点时间,具体为根据第三公式A=CurrentAPTime+connInterval–P,计算所述第二锚点时间,式中A为第二锚点时间,CurrentAPTime为第一锚点时间,connInterval为连接事件的时间间隔,P为变化量。
本发明实施例根据所述第二公式检测Master设备发送数据的时间是否发生变化,当所述第二公式判断为真时,则认为Master设备发送数据的时间可能发生变化,并根据所述第三公式计算第二锚点时间。当Slave设备需要以第一锚点计算后续连接事件的起始接收时间时,对该起始接收时间进行调整。如图4所示,描述了一种因Master发送数据的起始时间的变化而导致的Slave锚点时间的变化,Δ为锚点时间的变化量(即P),expectedanchor point为期望的锚点时间,actual anchor point为实际的锚点时间,即第一锚点时间;由于Master设备发送数据的时间发生变化,导致Slave下一次的起始接收时间产生一定的不确定性,possible anchor point为可能的锚点时间A或B,即第二锚点时间。
步骤S103:根据所述第二锚点时间对下一次连接事件进行数据接收;所述第一锚点时间为当前连接事件的实际锚点时间,所述第二锚点时间为下一次连接事件的预测锚点时间。
所述第三公式中的CurrentAPTime对应于附图4中的actual anchor point。因此,经过本发明实施例的判断和计算,无论Master的起始发包时间为A还是B,都可以收到手机发送的数据包。如果Slave将起始接收时间设置为B,而Master在A时间发送数据包,则会使Slave一直收不到数据包,最终导致LE连接超时断连。
如果Slave设备下次的实际锚点时间为A,则在下一次根据所述第二公式进行异常判断时(即根据所述第二锚点时间对下一次连接事件进行数据接收后),将LastAPTime取值调整为(LastAPTime-Δ)(即第二锚点时间完成数据接收后,由预测锚点时间成为了实际锚点时间,CurrentAPTime-LastAPTime要变为CurrentAPTime-(LastAPTime-Δ),第二公式才不会误判),避免在后面检测锚点时间变化过程中出现误判而重复调整后续的连接事件起始接收时间,导致芯片功耗上的增加;如果Slave设备下次的实际锚点时间为B,则所述第二公式中的LastAPTime维持不变。本发明实施例的Slave设备在不确定的锚点时间实际确立后,需要根据该实际锚点时间来调整上一次的锚点时间,以避免产生误判而重复调整后续连接事件的起始接收时间,从而降低了芯片的整体功耗。
本发明实施例主要解决了蓝牙BLE连接设备做为Slave时,由于数据假相关问题导致的锚点时间错误的问题,或者由于Master设备发送数据起始时间变化原因而导致的蓝牙BLE连接断连的问题。本发明实施例计算处理方法简单高效,提高了蓝牙BLE的连接性能和可靠性,同时对蓝牙的运行功耗不会产生影响,对提升低功耗蓝牙芯片用户使用体验具有重要的实际工程意义。
如图6所示,本发明另一实施例提供了基于蓝牙BLE连接方式的数据接收装置,包括异常锚点时间检测模块、异常发送时间检测模块和数据接收模块;
所述异常锚点时间检测模块用于针对每一个连接事件,判断当前连接事件的第一锚点时间是否为异常锚点时间;若是,则不保存所述第一锚点时间且不更新锚点事件的计数值;若否,则保存所述第一锚点时间并更新所述锚点事件的计数值;
所述异常发送时间检测模块用于判断所述当前连接事件的发送时间是否异常;若是,则计算所述发送时间的变化量并根据所述变化量、第一锚点时间和连接事件的时间间隔计算所述第二锚点时间;若否,则根据所述第一锚点时间和连接事件的时间间隔计算所述第二锚点时间;
所述数据接收模块用于根据所述第二锚点时间对下一次连接事件进行数据接收;所述第一锚点时间为当前连接事件的实际锚点时间,所述第二锚点时间为下一次连接事件的预测锚点时间。
作为其中一种实施例,根据第一公式(CurrentAPTime-LastAPTime)%connInterval>=ε,判断所述连接事件的第一锚点时间是否为异常锚点时间,式中CurrentAPTime为第一锚点时间,LastAPTime为上一次的锚点时间,connInterval为连接事件的时间间隔,ε为第一预设阈值;
当所述第一公式判断为真时,所述连接事件的第一锚点时间为异常锚点时间;当所述第一公式判断为假时,所述连接事件的第一锚点时间为正常锚点时间。
作为其中一种实施例,根据第二公式0<(CurrentAPTime-LastAPTime)%connInterval<=θ判断所述连接事件的发送时间是否异常,式中CurrentAPTime为第一锚点时间,LastAPTime为上一次的锚点时间,CurrentAPTime为第一锚点时间,connInterval为连接事件的时间间隔,θ为第二预设阈值;
当所述第二公式判断为真时,则判断所述连接事件的发送时间异常;当所述第二公式判断为假时,则判断所述连接事件的发送时间正常。
作为其中一种实施例,根据所述变化量、第一锚点时间和连接事件的时间间隔计算第二锚点时间,具体为根据第三公式A=CurrentAPTime+connInterval-Δ计算所述第二锚点时间,式中A为第二锚点时间,CurrentAPTime为第一锚点时间,connInterval为连接事件的时间间隔,Δ为变化量。
作为其中一种实施例,述第一预设阈值和第二预设阈值均为所述连接事件的时间间隔的整数倍,所述第二预设阈值小于第一预设阈值。
为描述的方便和简洁,本发明装置项实施例的基于蓝牙BLE连接方式的数据接收装置包括上述基于蓝牙BLE连接方式的数据接收方法实施例中的全部实施方式,此处不再赘述。
需说明的是,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外,本发明提供的装置实施例附图中,模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接,具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块,所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块,以及调用存储在存储器内的数据,实现所述终端设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等;存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外,存储器可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如硬盘、内存、插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card,SMC),安全数字(Secure Digital,SD)卡,闪存卡(FlashCard)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各实施例的流程。其中,所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory,RAM)等。

Claims (6)

1.一种基于蓝牙BLE连接方式的数据接收方法,其特征在于,包括以下步骤:
针对每一个连接事件,判断当前连接事件的第一锚点时间是否为异常锚点时间;若是,则不保存所述第一锚点时间且不更新锚点事件的计数值;若否,则保存所述第一锚点时间并更新所述锚点事件的计数值;
判断所述当前连接事件的发送时间是否异常;若是,则计算所述发送时间的变化量并根据所述变化量、第一锚点时间和连接事件的时间间隔计算第二锚点时间;若否,则根据所述第一锚点时间和连接事件的时间间隔计算所述第二锚点时间;
根据所述第二锚点时间对下一次连接事件进行数据接收;所述第一锚点时间为当前连接事件的实际锚点时间,所述第二锚点时间为下一次连接事件的预测锚点时间。
2.根据权利要求1所述的基于蓝牙BLE连接方式的数据接收方法,其特征在于,根据第一公式(CurrentAPTime-LastAPTime)%connInterval>=ε,判断所述连接事件的第一锚点时间是否为异常锚点时间,式中CurrentAPTime为第一锚点时间,LastAPTime为上一次的锚点时间,connInterval为连接事件的时间间隔,ε为第一预设阈值;
当所述第一公式判断为真时,所述连接事件的第一锚点时间为异常锚点时间;当所述第一公式判断为假时,所述连接事件的第一锚点时间为正常锚点时间。
3.根据权利要求2所述的基于蓝牙BLE连接方式的数据接收方法,其特征在于,根据第二公式0<(CurrentAPTime-LastAPTime)%connInterval<=θ判断所述连接事件的发送时间是否异常,式中CurrentAPTime为第一锚点时间,LastAPTime为上一次的锚点时间,connInterval为连接事件的时间间隔,θ为第二预设阈值;
当所述第二公式判断为真时,则判断所述连接事件的发送时间异常;当所述第二公式判断为假时,则判断所述连接事件的发送时间正常。
4.根据权利要求3所述的基于蓝牙BLE连接方式的数据接收方法,其特征在于,根据所述变化量、第一锚点时间和连接事件的时间间隔计算第二锚点时间,具体为根据第三公式A=CurrentAPTime+connInterval–P,计算所述第二锚点时间,式中A为第二锚点时间,CurrentAPTime为第一锚点时间,connInterval为连接事件的时间间隔,P为变化量。
5.根据权利要求4所述的基于蓝牙BLE连接方式的数据接收方法,其特征在于,所述第一预设阈值和第二预设阈值均为小于所述连接事件的时间间隔的正整数,所述第二预设阈值小于第一预设阈值。
6.一种基于蓝牙BLE连接方式的数据接收装置,其特征在于,包括异常锚点时间检测模块、异常发送时间检测模块和数据接收模块;
所述异常锚点时间检测模块用于针对每一个连接事件,判断当前连接事件的第一锚点时间是否为异常锚点时间;若是,则不保存所述第一锚点时间且不更新锚点事件的计数值;若否,则保存所述第一锚点时间并更新所述锚点事件的计数值;
所述异常发送时间检测模块用于判断所述当前连接事件的发送时间是否异常;若是,则计算所述发送时间的变化量并根据所述变化量、第一锚点时间和连接事件的时间间隔计算第二锚点时间;若否,则根据所述第一锚点时间和连接事件的时间间隔计算所述第二锚点时间;
所述数据接收模块用于根据所述第二锚点时间对下一次连接事件进行数据接收;所述第一锚点时间为当前连接事件的实际锚点时间,所述第二锚点时间为下一次连接事件的预测锚点时间。
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