本發(fā)明實施例涉及技術領域，尤其涉及藍牙廣播傳輸數據的方法。

背景技術：

低功耗藍牙起源于wibree技術，但最終被整合進了藍牙，隨著低功耗藍牙技術及硬件的不斷發(fā)展，低功耗也逐步提高，目前是無線醫(yī)療產品理想方案。

近幾年醫(yī)療技術的快速發(fā)展，越來越多的醫(yī)療產品使用藍牙通信技術，但都是基于建立連接情況下進行數據通訊。低功耗藍牙的問世，更加鞏固了藍牙技術在醫(yī)療器械行業(yè)的重要地位。只有在發(fā)送數據的同時產生較大的功耗，但是完善復雜的通訊機制也導致有效數據通訊在數據鏈中占比很少，發(fā)送大量附加信息保證功能性的同時也導致發(fā)送時間過長，功耗仍有很大降低的空間。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提出來一種可以解決上述問題或至少能部分解決上述問題的數據采集中利用藍牙廣播方式。

本發(fā)明實施例提供一種藍牙廣播進行數據傳輸的方法，其特征在于，主要包括以下幾個步驟：

a、數據采集前端進行數據的采集。

b、數據采集前端將采集的數據放在藍牙廣播包的指定位置。

c、數據采集前端通過藍牙廣播的方式將廣播包進行廣播出去。

d、數據處理終端接收采集前端發(fā)送的數據，并將數據進行相關的處理。

可選地，在本發(fā)明一具體實施例中，步驟a中，數據采集前端采集的數據為變化緩慢的數據，采樣率不超過10hz。。

可選地，在本發(fā)明一具體實施例中，廣播數據包中含有存放采集數據的數據單元。

可選地，在本發(fā)明一具體實施例中，步驟a中，數據采集前端采集的數據可以是數字信號或者是模擬信號。。

可選地，在本發(fā)明一具體實施例中，步驟a中，數據采集前端采集的數據為變化緩慢的數據，采樣率不超過10hz。，

可選地，在本發(fā)明一具體實施例中，步驟a中，數據采集前端對模擬信號需要進行數字化處理。

可選地，在本發(fā)明一具體實施例中，步驟b中，藍牙廣播包為無法建立連接的廣播包。

可選地，在本發(fā)明一具體實施例中，步驟c中，藍牙廣播的時間間隔不低于100ms。

可選地，在本發(fā)明一具體實施例中，步驟d中，數據處理終端的處理方式包括數據中轉，數據顯示或數據留存。

可選地，在本發(fā)明一具體實施例中，步驟d中，數據處理終端可以接收不少于一個的數據前端的數據。

可選地，在本發(fā)明一具體實施例中，步驟d中，數據處理終端只接收指定的一個數據采集前端時，首次匹配的方式為提前靠近進行識別。

可選地，在本發(fā)明一具體實施例中，步驟d中，數據處理終端具有對前端采集終端的定位功能。

可選地，在本發(fā)明一具體實施例中，步驟d中，數據處理終端具有通信距離計算的功能。

由以上技術方案可見，本發(fā)明實施通過前端數據采集，然后數據以藍牙廣播的形式進行數據的傳送，進一步降低了藍牙傳輸過程中的功耗。同時增加了許多新的特性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明實施例中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為包含整個藍牙采集數據廣播傳輸方法的具體實施例的示意圖。

圖2為為藍牙廣播包的數據格式圖。

圖3.本發(fā)明實施例中藍牙工作時使用電流對比圖示。

圖4本發(fā)明實施例中傳統(tǒng)藍牙通信方式與廣播通信方式的對比

圖5本發(fā)明實施例中為藍牙廣播數據分組數據單元包含信息

圖6為本發(fā)明實施例中廣播數據多次采集數據優(yōu)化方案。

具體實施方式

當然，實施本發(fā)明實施例的任一技術方案必不一定需要同時達到以上的所有優(yōu)點。

為了使本領域的人員更好地理解本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明實施例一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明實施例中的實施例，本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發(fā)明實施例保護的范圍。

下面結合本發(fā)明實施例附圖進一步說明本發(fā)明實施例具體實現(xiàn)。本發(fā)明實施例中包括如下四個步驟：

步驟a、數據采集前端進行數據的采集。

步驟b、數據采集前端將采集的數據放在藍牙廣播包的指定位置。

步驟c、數據采集前端通過藍牙廣播的方式將廣播包進行廣播出去。

步驟d、數據處理終端接收采集前端發(fā)送的數據，并將數據進行相關的處理。

如圖1所示，為包含整個藍牙采集數據廣播傳輸方法的具體實施例的示意圖，具體包含前端采集傳感器101、帶有藍牙功能的數據采集主機102、具有后端接收主機103、顯示器105和數據連接線104。其中，所述數據采集前端包括前端采集傳感器101、帶有藍牙功能的數據采集主機102，所述數據處理終端包括后端接收主機103、顯示器105和數據連接線104。首先，前端采集傳感器101將物理量轉換為電信號，由數據采集前端102完成電信號的采集，一般情況下為信號數字化處理，即轉換為數字信號以待后期的數據處理。接下來，數據采集前端102開啟藍牙通信，將上步數字化之后的數據放置在藍牙廣播包的指定位置中。

如圖2所示，為藍牙廣播包的數據格式圖。一個藍牙廣播包通常由前導、接入地址、報頭、數據包長度、校驗碼和廣播包數據組成。前導是一個8比特的交替序列。他不是01010101就是10101010，取決于接入地址的第一個比特。廣播接入地址：固定為0x8e89bed6，在廣播、掃描、發(fā)起連接時使用。廣播報文的報頭包含4bit廣播報文類型、2bit保留位、1bit發(fā)送地址類型和1bit接收地址類型。發(fā)送地址類型和接收地址類型指示了設備使用公共地址(publicaddress)還是隨機地址(randomaddress)。公共地址和隨機地址的長度一樣，都包含6個字節(jié)共48位。藍牙設備至少要擁有這兩種地址類型中的一種，當然也可以同時擁有這兩種地址類型。廣播報文：長度域包含6個比特，有效值的范圍是6～37。藍牙采用的是24位crc校驗。crc對報頭、長度和數據進行計算。所述步驟b中的指定位置即為藍牙廣播包的數據位置，具體長度由被采集數據來決定，最長不超過27個字節(jié)。

如發(fā)明實施例中，當數據采集主機102將采集數據放置在藍牙廣播包的數據區(qū)以后，數據采集主機102通過藍牙廣播的形式將廣播包以無線的形式發(fā)送出來，最終后端接收主機103接收到藍牙廣播包信號以后，在藍牙廣播包的指定數據區(qū)處將采集數據取出，然后通過數據連接線104將數據發(fā)送給顯示器105，顯示器105將采集數據進行顯示。

具體地，在本實施例中，數據采集終端采集的數據為變化緩慢的數據，采樣率不超過10hz。如圖3所示，在藍牙通信的過程中，藍牙主要在發(fā)送數據時消耗能量。傳統(tǒng)的藍牙進行數據通信前需要進行建立連接過程，建立連接過程需要先進行廣播，然后響應主機發(fā)起的連接，進行連接。連接成功后，在具體通信過程中，所有的通信都發(fā)生在兩個設備的連接事件期間。連接事件周期的發(fā)生，按照連接參數指定的間隔聯(lián)系，每個事件發(fā)生的某個數據通道(0-36)，調頻增量參數決定了下次連接時間發(fā)生的通道，在每個連接時間期間，主機先發(fā)送，從機會在150us之后做出回應，即使一個連接事件發(fā)生，雙方都沒有數據發(fā)送。這允許兩個設備都承認對方仍然存在并保持活躍的連接。藍牙在發(fā)送數據時需要大電流工作，產生耗能。傳統(tǒng)藍牙通信即使不需要發(fā)送數據也需要喚醒藍牙進行發(fā)送響應。而廣播方式是只有發(fā)送數據時才喚醒藍牙發(fā)送數據，降低了功耗。發(fā)送時間間隔越長，廣播發(fā)送的優(yōu)勢越加明顯。如圖4。進一步的，藍牙廣播的時間間隔不低于100ms。

具體地，在本實施例中，數據采集前端采集的數據可以是數字信號或者是模擬信號。進一步的，如果待采集的信號是模擬信號，需要對模擬信號而言通常需要做數字化處理。

具體地，在本實施例中，藍牙廣播包為無法建立連接的廣播包。低功耗藍牙廣播類型可設置成以下四種，可連續(xù)無定向廣播，可連接定向廣播，可掃描無定向廣播，不可連接無定向廣播。所謂定向和無定向是針對廣播的對象而言的，如果是針對特定對象的廣播(在廣播包pdu中會包含目標對象的bd_addr)就是定向廣播，反之就是無定向?？蛇B接和不可連接是指是否接受連接請求，如果是不可連接的廣播類型，它將不回應連接請求?？蓲呙桀愋褪侵富貞獟呙枵埱?。所以本發(fā)明采用的是，不可連接的無定向廣播，減少連接環(huán)節(jié)進行通訊，從而減少功耗輸出。數據處理終端只接收廣播包，不與廣播的設備進行連接。進一步的，數據處理終端只接收廣播包，不與廣播的設備進行連接。

具體地，在本發(fā)明實施例中，如前所述，數據處理終端的處理方式包括數據中轉，數據顯示或數據留存。如發(fā)明實施例中的步驟d所述，數據的處理并不局限于只是將采集數據進行顯示，在本發(fā)明的另一實施例中，后端接收終端將采集數據進行處理后直接存儲到本地，又或者在在本發(fā)明的另一實施例中，后端接收終端將采集數據進行轉發(fā)，從而將采集數據發(fā)送到更上一級的終端進行處理。

具體地，在本發(fā)明實施例中，數據處理終端可以接收不少于一個的數據前端的數據。因藍牙廣播包采用不可連接的廣播包，因此數據采集前端在使用中不限于1個，可以多個數據采集前端同時工作，數據處理終端接收數據采集前端發(fā)送的數據進行分析，設備id是設備的唯一id，用于識別唯一設備。根據id但不限于id去區(qū)分設備和數據，當接收到的數據包含不同類型的傳感器，也可根據設備類型去區(qū)分識別設備，并進行處理。具體地設備id可以包含在藍牙廣播包中，由數據處理終端根據接收到的藍牙廣播包中的id和數據對應的關系，來確實數據的歸屬。

低功耗藍牙廣播信號規(guī)定使用三個廣播頻道，本發(fā)明可選擇三個頻道中的一個頻道作為廣播信道，也可以讓其中的任意兩個或者三個頻道同時工作。根據使用環(huán)境增加頻道數是為了增加抗干擾能力。當一個頻道被干擾可以使用另一個頻道進行通信。

數據處理終端接收數據采集前端發(fā)送的數據進行分析，可根據設備類型單元中的數據去區(qū)分采用不同方式處理數據。

數據處理終端接收數據采集前端發(fā)送的數據進行分析，可根據包序列號單元去判斷連續(xù)數據，監(jiān)測是否丟包等應用。

數據采集終端在使用中不限于1個，多個數據采集終端可以同時接收數據采集前端發(fā)送的數據，并將數據進行相關的處理。多個數據采集終端可以根據設置不同，對同一數據采集終端廣播數據進行選擇性接收或選擇行處理。

具體地，在本實施例中，在上述實施例的基礎上還可以包括：所述前端采集終端和數據處理終端一對一進行數據傳輸時需要進行識別匹配并建立所述無線通訊通道。具體地，所述前端采集模塊和數據處理終端進行識別匹配時，所述數據處理終端識別接收到的無線信號的強度，并與信號強度大于設定強度閾值的無線信號對應的所述前端采集模塊進行自動識別匹配，并建立所述無線通訊通道；或者，所述前端采集模塊和數據處理終端進行識別匹配時，通過兩者同步進行的預定義的動作來自動識別匹配。

通常情況下，無線傳輸設備的匹配是一個很重要工作，該點可以保證在多個無線傳輸設備同時工作的情況下，所述前端采集模塊和所述數據處理終端還是可以做到一一對應，互相之間的數據傳輸不串擾，不同的所述數據處理終端各自接收各自對應的所述前端采集模塊發(fā)送出來的數據。一般在擁有顯示設備的情況下，根據顯示設備顯示的不同前端采集模塊的唯一性id來判斷。但是對不帶顯示的設備的自動匹配是很難實現(xiàn)的。本實施例中，在正常情況下，所述數據處理終端和所述前端采集模塊是相隔一定的距離使用，正常情況下，所述數據處理終端接收到所述前端采集模塊發(fā)射信號的信號強度不高于-20dbm。只有在所述數據處理終端和所述前端采集模塊緊靠的情況下，所述數據處理終端接收到所述前端采集模塊發(fā)射信號的信號強度才會高于-20dbm。所以在本實施例中，當所述數據處理終端在沒有指定所述前端采集模塊時，如果檢測到所述前端采集模塊發(fā)射信號的信號強度高于-20dbm，即判斷此時為自動匹配狀態(tài)，自動將該前端采集模塊作為指定的前端采集模塊，并將該模塊的唯一性id記錄下來，以后綁定該前端采集模塊，只接收此前端采集模塊的數據。

數據處理終端根據接收的數據采集前端發(fā)送的數據包中的發(fā)射功率及自身檢測的接收功率可計算出距離，實現(xiàn)定位功能。

廣播數據包中可以包含設備類型單元，設備id單元，發(fā)射功率單元，數據單元的一個單元或組合形式出現(xiàn)在數據包中。如圖5所示。

數據采集前端采集的數據為變化緩慢的數據，采樣率不超過10hz，藍牙廣播的時間間隔不低于100ms。如圖4所示，時間間隔越長，藍牙廣播通信與傳統(tǒng)藍牙通信對比節(jié)能越明顯，所以通過限制采樣頻率和廣播時間間隔，來控制發(fā)射頻率，進而控制平均電流，降低功耗。

優(yōu)選地，可以采集一次廣播發(fā)出一次，也可以批量采集多個數據后打包成一個廣播發(fā)送出去，如圖6所示，多次采集一次廣播的數據包中數據可采用緩存保存，先進先出原則，舍棄最先采集的數據，補上最后采集的數據，每采集一次數據包就把整個緩存發(fā)出去，這樣即使由于干擾導致數據接收錯誤也不會導致數據丟失。他的前后多個包都含有被干擾所攜帶的數據。極大的克服干擾。

隨著物聯(lián)網時代的來臨，人們對各種物流信息與人員位置信息的要求顯得越來越迫切?；谖恢玫姆赵诤芏囝I域均有廣泛的應用，比如災難救援、車輛導航、物品追蹤、人員監(jiān)控等等。然而對于某些封閉環(huán)境中的定位，全球定位系統(tǒng)(gps)信號無法到達，無法完成在室內環(huán)境中的位置確定，所以作為gps定位系統(tǒng)的補充——室內定位系統(tǒng)的研究顯得越來越重要。目前的室內定位方法主要包括測距定位方法和非測距定位方法。其中測距定位方法通過參數設置將各種測量信息比如信號接收強度(rssi)、到達時間差(tdoa)、達到時間(toa)等換算成信號發(fā)射機與信號接收機之間的距離，利用多個已知坐標的信號發(fā)射機與一個信號接收機可以獲得多個測量信息，換算成多個距離后通過歐氏公式解出信號接收機的坐標。但由于室內環(huán)境復雜，以上定位方法的定位性能常常受到信號在室內環(huán)境中的非視距(nlos)傳輸效應、多徑傳播效應、rssi衰減規(guī)律等因素的嚴重干擾，影響其定位的精確度。針對測距方法的這些缺點，非測距定位方法避開了測量信息到信號發(fā)射機與接收機之間距離的轉換，通過離線建立數據指紋庫與實時定位匹配兩個步驟來進行定位。傳統(tǒng)的非測距定位方法主要是一種采用數據庫匹配定位的技術，該技術通過兩步完成對目標的定位；第一步、離線采集rssi數據，采用多個信號發(fā)射機在定位區(qū)域內的固定位置發(fā)射信號，一個預定位置的接收機接收到各個信號發(fā)射機的信號(建庫信號)并測量rssi數據，形成一個“rssi向量目標位置”的記錄(rssi向量的維數等于信號發(fā)射機個數)，對應每個目標的預定位置都形成一個“rssi向量目標位置”的記錄，所有記錄的集合就構成了rssi定位數據庫；第二步、實時定位階段，定位區(qū)域內一個未知位置的接收機接收各固定位置的信號發(fā)射機發(fā)射的與建庫信號相同的信號并測量rssi數據，形成一個rssi向量，然后在定位數據庫中挑選出與這個rssi向量最匹配的rssi向量，最匹配的rssi向量所對應的目標位置即為待定位目標所在的位置。這類基于數據庫匹配的定位技術雖然克服了傳統(tǒng)的參數化室內無線定位技術受非視距傳輸效應、多徑傳播效應、信號衰減規(guī)律復雜等因素的影響，在一定程度上提高了定位精度；但數據庫匹配定位方法其定位的精度主要依賴建立數據庫時各數據采集點的密度，采集點之間的距離間隔較大時，所建數據庫用于定位時其誤差較大，采集點之間的距離間隔較小時，所建數據庫用于定位時其誤差較小。然而利用離線采集rssi數據的方式建立數據庫存在工作量龐大、定位成本高的問題，每提高一倍定位精度，數據采集的工作量對于二維定位而言則會增加4倍，例如一個10x10m的空曠定位區(qū)域，當定位誤差小于1米時，則需要對定位區(qū)域中均勻分布的100個采集點進行數據采集，然而當定位誤差小于0.5米時，則需要對定位區(qū)域中均勻分布的400個采集點進行數據采集；此外數據采集的絕對數量與發(fā)射機的數量有關，發(fā)射機越多數據采集越大。

具體地，在本實施例中，數據處理終端可以通過rssi估算、和時間差法等對數據采集前端進行兩者之間距離的估算。進一步的，當由多個數據處理終端組成一個網絡，每一個數據處理終端的具體位置可知時，便可以根據多個數據處理終端采集到的前端采集前端的無線信號強度，通過一系列的算法，最終計算出數據采集前端的實際位置。

上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的模塊可以是或者也可以不是物理上分開的，作為模塊顯示的部件可以是或者也可以不是物理模塊，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網絡模塊上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本實施例方案的目的。本領域普通技術人員在不付出創(chuàng)造性的勞動的情況下，即可以理解并實施。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本申請實施例的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本申請進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本申請各實施例技術方案的精神和范圍。