一种基于蓝牙的节能连接方法及系统与流程

1.本发明涉及蓝牙传输技术，具体是一种采用定时唤醒机制，不进行数据传输的时间进行睡眠状态，降低功耗的一种基于蓝牙的节能连接方法及系统。


背景技术：

2.蓝牙是一种短距离的无线通讯技术，通过蓝牙能够简化终端通讯设备之间的数据传输。现有办公或家庭内部环境中各种用电设备的基础上，存在智能网关用于控制具有蓝牙通信接口的信息家电以及对系统中所有电气设备进行控制的节能连接方案。也有将低功耗蓝牙技术应用在智能穿戴设备中。
3.申请号为201410507122.x的发明专利《低功耗的蓝牙节点自主组网方法》通过一个中心蓝牙节点发起一个需要组网的广播请求，周围的蓝牙节点收到组网请求广播信号的后，先查看自己是否已经组网了，如果已经组网了，查看自己的组网级别，低于自己级别，不做任何处理；如果没有组网即计算发起广播信号的节点的rssi值，如果rssi值在预置范围内，立即响应，同意组网，向发起组网请求的中心蓝牙节点发出自己的节点地址同时记录中心蓝牙节点地址，建立关联蓝牙节点地址动态路由，并记录自己的级别为1，同时中心蓝牙节点建立1级组网个数小于7的蓝牙节点地址动态路由。申请号为201910861418.4的发明专利《基于蓝牙的温控中继系统时间校对方法及装置》检测是否接收到蓝牙节点发送的时间校对请求，若是，则与所述蓝牙节点进行激活时间的时间校对处理；判断是否到达经过时间校对后的所述激活时间，若是，则接收所述蓝牙节点发送的检测信息并转发至蓝牙主机；接收所述蓝牙主机发送的控制指令并转发至所述蓝牙节点，并进入低功耗工作状态。智能穿戴设备在一对多的连接场景上应用不多。现有的一对多节点蓝牙连接的节能策略由于蓝牙通讯机制的问题在休眠唤醒后与主机通讯时如果有其他的节点在通讯，会处在等待连接状态，增加功耗。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够解决通讯节点由于等待状态导致增加传输功耗的技术问题。
5.本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种基于蓝牙的节能连接方法，其特征在于，应用于工业现场多设备的蓝牙连接，所述方法包括：
6.获取节点角色信息，据以设置蓝牙网络中的设备为主节点设备、广播扫描节点设备及下属节点设备；
7.从所述下属节点设备获取下属节点传输状态数据和下属节点数量信息；
8.处理所述下属节点数量信息及所述下属节点传输状态数据，据以得到下属规避传输唤醒时间；
9.所述下属节点设备根据所述下属规避传输唤醒时间启动与所述广播扫描节点设备的数据传输；
10.所述下属节点设备从所述广播扫描节点设备接收用于下次唤醒的所述下属规避传输唤醒时间；
11.所述下属节点设备进入休眠状态。多设备蓝牙通讯传输数据时连接策略采用分时唤醒，错开少量时间间隔，减少等待时间，减少了主从机连接时的等待时间，降低了蓝牙主从机连接过程中的能量消耗。
12.在更具体的技术方案中，获取节点角色信息，据以设置蓝牙网络中的设备为主节点设备、广播扫描节点设备及下属节点设备的步骤，包括：
13.识别所述蓝牙网络中的移动终端、网关及工业传感器；
14.以所述移动终端作为所述主节点设备；
15.以所述网关作为所述广播扫描节点设备；
16.以所述工业传感器为所述下属节点设备。
17.在更具体的技术方案中，同一所述蓝牙网络中的所述下属节点设备不少于2个。
18.在更具体的技术方案中，所述处理所述下属节点数量信息及所述下属节点传输状态数据，据以得到下属规避传输唤醒时间的步骤，包括：
19.获取所述蓝牙网络中的传感器的数量，据以得到所述下属节点数量信息；
20.识别每一所述传感器的蓝牙传输状态，据以判断所述传感器是否处于信号传输状态；
21.若是，则生成当前所述传感器的传输错开数据；
22.若否，则生成当前所述传感器的传输唤醒时间；
23.处理所述传输错开数据和所述传输唤醒时间，据以得到所述下属规避传输唤醒时间。解决在工业现场等多个测量节点的情况下与主机蓝牙通讯的节能工作问题。
24.在更具体的技术方案中，所述获取所述蓝牙网络中的传感器的数量，据以得到所述下属节点数量信息的步骤，包括：
25.获取所述蓝牙网络中的传感器的数量，据以得到所述下属节点数量信息；
26.根据设备列表中的每个所述传感器的采样长度得到采样传输时间，同时获取经过配置的采样间隔；
27.为所述传感器分配不同的蓝牙传输通道以唤醒所述传感器，其中，优先唤醒的所述传感器的所述采样时隔小于后续唤醒的所述传感器的所述采样间隔。
28.本发明将新增的所述传感器分配至空闲的通道。网关根据连接的节点数量分配唤醒时间，错开每个节点的传输时间，使节点依次唤醒，减少等待其他节点传输数据时请求连接的时间，达到降低电池电量损耗的目的。
29.在更具体的技术方案中，所述获取所述蓝牙网络中的传感器的数量，据以得到所述下属节点数量信息的步骤，包括：
30.获取所述蓝牙网络中连接的所述传感器的数量及传输通道数据；
31.根据所述传输通道数据将每一所述传感器分配至不同的通道；
32.获取新增的所述传感器的通道分配采样信息，根据预置周期阈值计算所述通道分配采样信息与新增前列表传感器信息，据以判断当前所述传感器是否能够添加为传感器节点。
33.在更具体的技术方案中，所述下属节点设备根据所述下属规避传输唤醒时间启动
与所述广播扫描节点设备的数据传输的步骤，包括：
34.所述下属节点设备从自身存储器中获取所述下属规避传输唤醒时间；
35.根据所述下属规避传输唤醒时间唤醒所述下属节点设备；
36.所述下属节点设备与所述广播扫描节点设备建立节点网关蓝牙连接；
37.以所述节点网关蓝牙连接与所述广播扫描节点设备进行数据传输。本发明主要应用在网关与多个节点的连接方式上，减少下属节点的唤醒时间，节约节点的电量。
38.在更具体的技术方案中，所述下属节点设备与所述广播扫描节点设备建立节点网关蓝牙连接的步骤，还包括：
39.所述下属节点设备进行传感数据采集；
40.向所述广播扫描节点设备发送蓝牙连接请求；
41.所述广播扫描节点设备响应所述蓝牙连接请求，据以建立所述节点网关蓝牙连接。在更具体的技术方案中，所述下属节点设备从所述广播扫描节点设备接收用于下次唤醒的所述下属规避传输唤醒数据的步骤，包括：
42.实时获取所述下属节点设备的传感数据传输状态；
43.根据所述传感数据传输状态判断当前所述下属节点设备是否完成数据传输；
44.若是，则所述下属节点设备从所述广播扫描节点设备接收所述下属规避传输唤醒数据，据以获取下次唤醒时间；
45.若否，则继续进行数据传输。本发明的下属节点采用定时唤醒机制，不进行数据传输的时间进行睡眠状态，降低功耗。
46.在更具体的技术方案中，下属节点设备进入休眠状态的步骤，还包括：
47.所述下属节点设备结束与所述广播扫描节点设备的通讯；
48.所述下属节点设备存储所述下属规避传输唤醒数据；
49.所述下属节点设备进入所述休眠状态。
50.在更具体的技术方案中，所述系统包括：
51.角色设置模块，用以获取节点角色信息，据以设置蓝牙网络中的设备为主节点设备、广播扫描节点设备及下属节点设备；
52.下属传输状态获取模块，用以从所述下属节点设备获取下属节点传输状态数据和下属节点数量信息；
53.传输规避时间模块，用以处理所述下属节点数量信息及所述下属节点传输状态数据，据以得到下属规避传输唤醒时间；
54.下属节点唤醒模块，用以所述下属节点设备根据所述下属规避传输唤醒时间启动与所述广播扫描节点设备的数据传输；
55.下次唤醒数据模块，用以所述下属节点设备从所述广播扫描节点设备接收用于下次唤醒的所述下属规避传输唤醒时间；
56.休眠模块，用以使所述下属节点设备进入休眠状态。
57.本发明相比现有技术具有以下优点：
58.本发明提供的一种基于蓝牙的节能连接方法中，多设备蓝牙通讯传输数据时连接策略采用分时唤醒，错开少量时间间隔，减少等待时间，减少了主从机连接时的等待时间，降低了蓝牙主从机连接过程中的能量消耗，解决在工业现场等多个测量节点的情况下与主
机蓝牙通讯的节能工作问题。网关根据连接的节点数量分配唤醒时间，错开每个节点的传输时间，使节点依次唤醒，减少等待其他节点传输数据时请求连接的时间，达到降低电池电量损耗的目的。本发明主要应用在网关与多个节点的连接方式上，减少下属节点的唤醒时间，节约节点的电量。本发明的下属节点采用定时唤醒机制，不进行数据传输的时间进行睡眠状态，降低功耗。
附图说明
59.图1是基于蓝牙的节能连接示意图；
60.图2是网关单通道连接方法示意图。
具体实施方式
61.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，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，都属于本发明保护的范围。
62.实施例1：
63.如图1所示，多个测量点安装配蓝牙的节点设备，与一台网关设备通过蓝牙传输数据。网关在其中一路连接中作为master角色与传感器节点连接，在另一路连接中作为slave角色与手机连接。网关设备扮演广播者(advertiser)和扫描者(scanner)角色。本技术主要应用在网关与多个节点的连接方式上，减少下属节点的唤醒时间，节约节点的电量。
64.节点采用定时唤醒机制，不进行数据传输的时间进行睡眠状态，降低功耗。
65.网关每次和节点通讯结束时下发下次唤醒时间。节点根据唤醒时间醒来，进行数据采集，然后请求网关连接，连接成功后进行数据传输，传输结束后进入休眠状态。
66.网关根据连接的节点数量分配唤醒时间，错开每个节点的传输时间，使节点依次唤醒，减少等待其他节点传输数据时请求连接的时间，达到降低电池电量损耗的目的。
67.网关多通道蓝牙连接方法：
68.获取当前连接的节点数，平均分配到不同的通道上。新增节点依次分配到空闲通道，按照单通道蓝牙连接方法，多通道同时进行数据传输。
69.实施例2：
70.在水泥厂的大型电机轴承检测中，通过磁吸的方式在轴承以及齿轮箱等关键部位安装多个振动传感器节点，通过蓝牙与一台蓝牙网关进行数据传输，蓝牙网关再将相关数据上传到服务器进行相关处理分析。
71.蓝牙网关通过本专利所述方法与分布的振动传感器节点进行连接，降低传感器节点的电量损耗。
72.将采样间隔较短的传感器优先分配至不同的蓝牙传输通道优先唤醒，采样间隔较长的靠后唤醒。在本实施例中，新增加传感器节点时，根据已有设备列表的传感器节点以及新增的传感器节点采样间隔取最小公倍数的时间为一个周期，计算所有传感器节点在一个周期内的采样时间如果大于一个周期，则返回无法添加传感器节点；如果不大于一个周期，则按照采样间隔小优先唤醒的原则重新分配唤醒时间。
73.本发明提供的一种基于蓝牙的节能连接方法中，多设备蓝牙通讯传输数据时连接策略采用分时唤醒，错开少量时间间隔，减少等待时间，减少了主从机连接时的等待时间，降低了蓝牙主从机连接过程中的能量消耗，解决在工业现场等多个测量节点的情况下与主机蓝牙通讯的节能工作问题。网关根据连接的节点数量分配唤醒时间，错开每个节点的传输时间，使节点依次唤醒，减少等待其他节点传输数据时请求连接的时间，达到降低电池电量损耗的目的。本发明主要应用在网关与多个节点的连接方式上，减少下属节点的唤醒时间，节约节点的电量。本发明的下属节点采用定时唤醒机制，不进行数据传输的时间进行睡眠状态，降低功耗。
74.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。