一种低功耗蓝牙数据信息传输的方法及系统与流程

1.本发明涉及低功耗蓝牙大数据信息量传输领域，尤其涉及一种低功耗蓝 牙数据信息传输的方法及系统。


背景技术：

2.目前，应用于电网数据信息传输的方式有很多，例如电力载波、gprs、 以太网、nb-iot、蓝牙等通信技术。不同的场合以及需求，需要匹配不同的 传输方式，对于数据信息传输的稳定性，安全性、时效性则成为通信中很重 要的指标。ble(低功耗蓝牙)则可满足电力现场的数据信息采集、设备维 护等工作，且固有的特性满足和数据信息传输的稳定、安全及失效性能。
3.ble技术可以应用于电力现场的数据信息采集和设备的维护。其支持pin 码的加密机制，满足数据信息的安全性，固有的2.4g频道传输，支持多信道 跳频机制，满足数据信息的稳定性，且连接间隔为ms级，理论数据信息可 达到2mbps(le 2m phy)满足数据信息传输的时效性。但是由于ble的 低功耗特性，其一帧的传输量偏小，最多只能传输251个字节，无法满足电 网传输一些较大的数据信息包。


技术实现要素：

4.基于现有技术中存在的上述问题，现提供一种低功耗蓝牙数据信息传输 的技术方案，旨在实现低功耗蓝牙数据信息传输过程中的效率过低，准确性 不高的目的。上述技术方案具体包括：
5.一种低功耗蓝牙数据信息传输的方法，适用于电网，所述电网包括多个 电力设备以及对应的多个管理设备；其特征在于，每个所述电力设备分别通 过蓝牙连接的方式与对应的所述管理设备连接；
6.则所述方法包括一数据发送过程以及一数据接收过程；
7.所述数据发送过程包括：
8.步骤a1，在所述电力设备与对应的所述管理设备之间建立蓝牙请求后， 所述管理设备准备向所述电力设备发送一需要进行分帧传输的蓝牙数据；
9.步骤a2，所述管理设备将所述蓝牙数据分为多帧子数据；
10.步骤a3，所述管理设备分别将每帧所述子数据转换成一预设的数据格 式，随后分别将每帧所述子数据发送至对应的所述电力设备；
11.所述数据接收过程包括：
12.步骤b1，所述电力设备接收到对应的所述管理设备发送的所述子数据；
13.步骤b2，所述电力设备将接收到的所有帧所述子数据合并得到所述管理 设备传输的所述蓝牙数据。
14.优选的，所述步骤a1中，所述管理设备对需要进行传输的所述蓝牙数 据的数据长度进行判断：
15.若所述蓝牙数据的数据长度大于x，则表示所述蓝牙数据需要进行分帧 传输，随后转向步骤a2；
16.若所述蓝牙数据的数据长度不大于x，则表示所述蓝牙数据不需要进行 分帧传输，则退出。
17.优选的，所述步骤a3中，预设的所述数据格式包括依次排列的第一字 段、第二字段、第三字段以及第四字段；
18.所述第一字段用于表示当前帧所述子数据后是否还存在有连续的其他帧 所述子数据；
19.所述第二字段用于表示当前帧所述子数据的数据长度；
20.所述第三字段用于承载当前帧所述子数据中的数据部分；
21.所述第四字段用于承载当前帧所述子数据的数据校验部分。
22.优选的，所述步骤b2具体包括：
23.步骤b21，所述电力设备根据接收到的当前帧所述子数据的所述第四字 段对当前帧所述子数据进行数据校验：
24.若校验成功，则转向步骤b22；
25.若校验失败，则所述电力设备向对应的所述管理设备发送接收失败的反 馈信息，随后退出；
26.步骤b22，所述电力设备根据接收到的当前帧所述子数据的所述第一字 段判断当前帧所述子数据后是否还存在有连续的其他帧所述子数据：
27.若存在，则转向步骤b23；
28.若不存在，则转向步骤b24；
29.步骤b23，所述电力设备根据接收到的当前帧所述子数据的所述第二字 段获取当前帧所述子数据的数据长度，并根据所述数据长度从当前帧所述子 数据的所述第三字段中获取所述数据部分并保存，随后返回所述步骤b1；
30.步骤b24，所述电力设备根据接收到的当前帧所述子数据的所述第二字 段获取当前帧所述子数据的数据长度，并根据所述数据长度从当前帧所述子 数据的所述第三字段中获取所述数据部分并保存；
31.步骤b25，所述电力设备合并接收到的所有帧所述子数据中的数据部分， 以得到所述管理设备传输的所述蓝牙数据。
32.本技术方案还提供一种低功耗蓝牙数据传输的系统，适用于电网，所述 电网包括多个电力设备以及对应的多个管理设备；其特征在于，应用于上述 任意一项所述的低功耗蓝牙数据传输的方法每个所述电力设备分别通过蓝牙 连接的方式与对应的所述管理设备连接；
33.每个所述管理设备中分别包括：
34.第一通信模块：用于与所述电力设备之间建立蓝牙传输连接，并向所述 电力设备发送需要进行分帧传输的所述蓝牙数据；
35.第一数据处理模块：连接所述第一通信模块，用于判断当前所传输的数 据是否为一需要进行分帧传输的所述蓝牙数据，将需要进行分帧传输的所述 蓝牙数据进行分帧处理为多帧子数据，得到多帧子数据后发送给一格式转换 模块；
36.格式转换模块：分别连接所述第一数据处理模块与所述第一通信模块， 将数据处理模块传输来的多帧所述子数据转换成一预设的数据格式；
37.每个所述电力设备中分别包括：
38.第二通信模块：用于与所述管理设备之间进行数据交换；
39.第二数据处理模块：连接所述第二通信模块，用于将接收到的所有帧所 述子数据组帧得到所述管理设备传输的所述蓝牙数据。
40.优选的，所述第二通信模块广播一连接请求信号，所述第一通信模块扫 描到所述连接请求信号后，接入所述第二通信模块，实现所述管理设备与所 述电力设备的连接。
41.优选的，所述第一数据处理模块包括，
42.校验子模块：用于接收所述第一通信模块传输来的当前帧所述子数据并 进行校验，并输出校验结果；
43.第一判断子模块，连接所述校验子模块，用于在所述校验结果表示当前 帧所述子数据校验成功后，判断当前帧所述子数据是否存在后续的所述子数 据；
44.组帧子模块，连接所述第一判断子模块，将接收到的所有帧子数据进行 组合为所述管理设备传输的所述蓝牙数据。
45.优选的，所述存储模块在接收到所述校验模块发来的完整且正确的所述 蓝牙数据后，将其存储，当接收到所述组合信号后，将其组合并提供给所述 电力设备。
46.上述技术方案的有益效果是：在保留低功耗蓝牙的低功耗性的前提下， 实现了传输量的提升，满足其传输较大的数据信息包的需求，并在同时保证 了数据信息传输的完整性、安全性、时效性。
附图说明
47.图1是本发明的较佳的实施例中，所述管理设备操作流程示意图；
48.图2是本发明的较佳的实施例中，所述电力设备操作流程示意图；
49.图3是本发明的较佳的实施例中，所述电力设备合并子数据帧流程示意 图；
50.图4是本发明的较佳的实施例中，一种低功耗蓝牙数据传输的系统的结 构示意图；
51.图5是本发明的较佳的实施例中，所述第一数据处理模块的结构示意图。
具体实施方式
52.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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作 出创造性劳动的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。
53.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特 征可以相互组合。
54.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的 限定。
55.本发明的技术方案提供一种低功耗蓝牙数据传输的方法，适用于电网， 电网包括多个电力设备2以及对应的多个管理设备1；其特征在于，每个电 力设备2分别通过蓝牙连
接的方式与对应的管理设备1连接；
56.则方法包括一数据发送过程以及一数据接收过程；
57.数据发送过程包括：
58.步骤a1，在电力设备2与对应的管理设备1之间建立蓝牙传输连接后， 管理设备1准备向电力设备2发送一需要进行分帧传输的蓝牙数据；
59.步骤a2，管理设备1将蓝牙数据分为多帧子数据；
60.步骤a3，管理设备1分别将每帧子数据转换成一预设的数据格式，随后 分别将每帧子数据发送至对应的电力设备2；
61.数据接收过程包括：
62.步骤b1，电力设备2接收到对应的管理设备1发送的子数据；
63.步骤b2，电力设备2将接收到的所有帧子数据组帧得到管理设备1传输 的蓝牙数据。
64.具体的，本实施例中，上述电力设备2通过广播形式发送蓝牙请求，管 理设备1在触发到广播信号后接入，这样可以实现多设备接入与管理设备1 的可移动性，上述多帧子数据的分帧操作通过计算分帧所需要的的帧数再继 续进行，实现了大数据量在低功耗蓝牙设备中传输，并且，通过电力设备2 对接收的数据进行校验和组合，可以提高管理设备1的管理效率。
65.本发明较佳的实施例中，步骤a1中，管理设备1对需要进行传输的蓝 牙数据的数据长度进行判断：
66.若蓝牙数据的数据长度大于251字节，则表示蓝牙数据需要进行分帧传 输，随后转向步骤a2；
67.若蓝牙数据的数据长度不大于251字节，则表示蓝牙数据不需要进行分 帧传输，则退出。
68.具体的，本实施例中，步骤a3中，预设的数据格式包括依次排列的第 一字段、第二字段、第三字段以及第四字段，
69.本发明较佳的实施例中，步骤a3中，预设的数据格式包括依次排列的 第一字段、第二字段、第三字段以及第四字段；
70.第一字段用于表示当前帧子数据后是否还存在有连续的其他帧子数据；
71.第二字段用于表示当前帧子数据的数据长度；
72.第三字段用于承载当前帧子数据中的数据部分；
73.第四字段用于承载当前帧子数据的数据校验部分。
74.具体的，其中，上述数据格式的第一字段为一后续帧校验码，第二字段 为一数据信息长度标志，第三字段为一数据信息内容，第四字段为一校验码， 当运用此方法时，通常在程序中以xx len data crc的形式表现，其中，
75.xx为一判断标志，用于判断是否有后续帧；
76.data为一实际传输的有效数据信息；
77.len为一数据信息长度标志，用于标记实际传输的有效数据信息的长 度；
78.crc为一校验码，用于校验实际传输的有效数据信息的传输是否正确无 误，
79.上述用户发送给主设备的数据信息，应为数据长度超过251字节的数据 信息，若
上述数据信息的长度没有超过251字节，则可以作为一个完整的数 据帧，直接由主设备进行发送，不需要进行数据信息处理。
80.本发明较佳的实施例中，步骤b2具体包括：
81.步骤b21，电力设备2根据接收到的当前帧子数据的第四字段对当前帧 子数据进行数据校验：
82.若校验成功，则转向步骤b22；
83.若校验失败，则电力设备2向对应的管理设备1发送接收失败的反馈信 息，随后退出；
84.步骤b22，电力设备2根据接收到的当前帧子数据的第一字段判断当前 帧子数据后是否还存在有连续的其他帧子数据：
85.若存在，则转向步骤b23；
86.若不存在，则转向步骤b24；
87.步骤b23，电力设备2根据接收到的当前帧子数据的第二字段获取当前 帧子数据的数据长度，并根据数据长度从当前帧子数据的第三字段中获取数 据部分并保存，随后返回步骤b1；
88.步骤b24，电力设备2根据接收到的当前帧子数据的第二字段获取当前 帧子数据的数据长度，并根据数据长度从当前帧子数据的第三字段中获取数 据部分并保存；
89.步骤b25，电力设备2合并接收到的所有帧子数据中的数据部分，以得 到管理设备1传输的蓝牙数据。
90.具体的，本实施例中，具体的，本实施例中，上述第三字节为一crc 校验码，由两个字节构成，在开始时crc寄存器的每一位都预置为1，然后 把crc寄存器与8-bit的数据信息进行异或，之后对crc寄存器从高到低进 行移位，在最高位的位置补零，而最低位如果为1，则把寄存器与预定义的 多项式码进行异或，否则如果lsb为零，则无需进行异或。重复上述的由高 至低的移位8次，第一个8比特数据信息处理完毕，用此时crc寄存器的值 与下一个8比特数据信息异或并进行如前一个数据信息似的8次移位。所有 的字符处理完成后crc寄存器内的值即为最终的crc值，保证了分帧操作 后传输信息的完整和正确。
91.本发明还提供一种低功耗蓝牙数据传输的系统，适用于电网，电网包括 多个电力设备2以及对应的多个管理设备1；其特征在于，应用上述中任意 一项的低功耗蓝牙数据传输的方法，每个电力设备2分别通过蓝牙连接的方 式与对应的管理设备1连接；
92.每个管理设备1中分别包括：
93.第一通信模块11：用于与电力设备2之间建立蓝牙传输连接，并向电力 设备2发送需要进行分帧传输的蓝牙数据；
94.第一数据处理模块12：连接第一通信模块11，用于判断当前所传输的数 据是否为一需要进行分帧传输的蓝牙数据，将需要进行分帧传输的蓝牙数据 进行分帧处理为多帧子数据，得到多帧子数据后发送给一格式转换模块13；
95.格式转换模块13：分别连接第一数据处理模块12与第一通信模块11， 将数据处理模块传输来的多帧子数据转换成一预设的数据格式；
96.每个电力设备2中分别包括：
97.第二通信模块21：用于与管理设备1之间进行数据交换；
98.第二数据处理模块22：连接第二通信模块21，用于将接收到的所有帧子 数据组帧得到管理设备1传输的蓝牙数据。
99.具体的，本实施例中，管理设备1的蓝牙数据处理模块通过一公式对蓝 牙数据进行一分帧操作，公式如下，
[0100][0101]
其中，n为蓝牙数据被拆分的帧数，x为蓝牙数据的数据长度，蓝牙数据处 理模块还会判断第一通信模块11所发来的蓝牙数据是否需要进行分帧操作， 若需要传输的蓝牙数据长度并不超过251字节，则不需要通过分帧操作来进 行传输，若超需要传输的蓝牙数据长度超过251字节则，在通过蓝牙数据的 数据长度计算所需要的分的帧数后，对数据帧进行分包，帧数n取得最小值， 杜绝了过多次数的传输，提高整体效率。
[0102]
本发明较佳的实施例中，第二通信模块21广播一连接请求信号，第一通 信模块11扫描到连接请求信号后，接入第二通信模块21，实现管理设备1 与电力设备2的连接。
[0103]
具体的，本实施例中，电力设备2对应的管理设备1基于蓝牙连接的特 性可以实现非对应管理设备1管理上述电力设备2，实现自由组网，提高了 系统的鲁棒性，与操作便捷性。
[0104]
本发明较佳的实施例中，第一数据处理模块12包括，
[0105]
校验子模块1211：用于接收第一通信模块传输来的当前帧子数据并进行 校验，并输出校验结果；
[0106]
第一判断子模块122，连接校验子模块121，用于在校验结果表示当前帧 子数据校验成功后，判断当前帧子数据是否存在后续的子数据；
[0107]
组帧子模块123，连接第一判断子模块122，将接收到的所有帧子数据进 行组合为管理设备1传输的蓝牙数据。
[0108]
具体的，本实施例中，若通过上述数据格式，检测到存在上述后续帧， 则电力设备2处于继续接收状态，直到接收完所有信息，校验存在一后续帧， 此时通过数据信息长度标志检验所收到的全部数据是否为上述长度标志所反 映的数据，将每一帧数据信息接收到后，通过检验其后续帧校验码，确认整 段数据信息是否全部传输完成，其次通过检验数据信息长度标志，确认本帧 数据信息的完整性，最后通过一校验码判断数据信息传输是否无误。
[0109]
本发明较佳的实施例中，第一判断子模块122将多帧子数据发送至组帧 子模块123，当判断一子数据不存在连续的其他帧子数据后，发出一组帧信 号，组帧子模块将所接收的多帧子数据进行存储，当接收到组帧信号后，对 多帧子数据进行组帧操作。
[0110]
具体的，本实施例中，在接收到组合信号后，进行组帧步骤，其步骤如 下：
[0111]
1.通过校验码，确认处理的数据帧的顺序；
[0112]
2.按照顺序，对所有接收到的数据帧进行排序；
[0113]
3.去除每一帧数据帧的后续帧校验码，标志长度，校验码，只留下一实 际传输的有效数据信息；
[0114]
4.将所有实际传输的有效数据信息进行组合。
[0115]
进行组帧可以实现将完整的大数据信息量蓝牙数据提供给电力设备2。
[0116]
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及 保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书 及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含 在本发明的保护范围内。