基于低功耗蓝牙的指令同步方法及系统

摘要

本发明提供一种基于低功耗蓝牙的指令同步方法及系统，应用于由一个主机和多个从机组成的星形网络，所述基于低功耗蓝牙的指令同步方法包括：在接收到同步执行指令时，主机向各个从机发送指令数据包，其中，所述指令数据包包括从机的调度次序，响应指令时刻所在的调度周期以及从机总数量；各所述从机基于接收到的指令数据包启动定时器，并于所述定时器到时执行同步指令。本发明可以实现低功耗蓝牙星形网络的多个节点可以同一时刻执行特定指令。

权利要求

1.一种基于低功耗蓝牙的指令同步方法，应用于由一个主机和多个从机组成的星形网络，其特征在于：所述方法包括：在接收到同步执行指令时，主机向各个从机发送指令数据包，其中，所述指令数据包包括从机的调度次序，响应指令时刻所在的调度周期以及从机总数量；

各所述从机基于接收到的指令数据包启动定时器，并于所述定时器到时执行同步指令；

其中，所述各所述从机基于接收到的指令数据包启动定时器包括：

所述从机在接收到所述主机发送的所述指令数据包时，开启检测所述指令数据包中的同步字；所述从机在检测到所述指令数据包中的同步字时，接收所述指令数据包中的同步字，并启动定时器；

所述定时器的定时时长为：

；

其中， 为从机总数量， 为第 个从机的调度次序， 为第 个从机， 为约定的同一次响应指令调度周期， 为收到同步字的调度周期， 为各从机之间的调度时间间隔， 为一个从机的不同调度周期之间的时间间隔， 为调度参数， 。

2.根据权利要求1所述的基于低功耗蓝牙的指令同步方法，其特征在于：所述从机的调度次序为各从机的同一个调度周期内该从机的调度次序。

3.根据权利要求1所述的基于低功耗蓝牙的指令同步方法，其特征在于：还包括：所述主机在响应指令时刻所在的调度周期发送给第一个从机的同步字结束后启动主机定时器开始计时，并在主机定时器计时结束后执行同步指令，其中，所述主机定时器的计时时长为： ；其中， 为从机总数量， 为各从机之间的调度时间间隔。

4.根据权利要求1所述的基于低功耗蓝牙的指令同步方法，其特征在于：各从机之间的调度时间间隔相等，各从机的不同调度周期之间的时间间隔相等。

5.根据权利要求1所述的基于低功耗蓝牙的指令同步方法，其特征在于：所述星形网络的时钟以所述主机的时钟为基准。

6.一种基于低功耗蓝牙的指令同步系统，应用于由一个主机和多个从机组成的星形网络，其特征在于：包括：主机数据包发送模块，用于在接收到同步执行指令时，主机向各个从机发送指令数据包，其中，所述指令数据包包括从机的调度次序，响应指令时刻所在的调度周期以及从机总数量；

从机同步执行模块，用于各所述从机基于接收到的指令数据包启动定时器，并于所述定时器到时执行同步指令；

其中，启动所述定时器的方式为：

所述从机在接收到所述主机发送的所述指令数据包时，开启检测所述指令数据包中的同步字；所述从机在检测到所述指令数据包中的同步字时，接收所述指令数据包中的同步字，并启动定时器；

所述定时器的定时时长为：

；

其中， 为从机总数量， 为第 个从机的调度次序， 为第 个从机， 为约定的同一次响应指令调度周期， 为收到同步字的调度周期， 为各从机之间的调度时间间隔， 为一个从机的不同调度周期之间的时间间隔， 为调度参数， 。

7.根据权利要求6所述的基于低功耗蓝牙的指令同步系统，其特征在于：还包括：主机同步执行模块，用于所述主机在响应指令时刻所在的调度周期发送给第一个从机的同步字结束后启动主机定时器开始计时，并在主机定时器计时结束后执行同步指令，其中，所述主机定时器的计时时长为： ；其中， 为从机总数量， 为各从机之间的调度时间间隔。

说明书

基于低功耗蓝牙的指令同步方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及芯片技术领域，特别是涉及蓝牙芯片技术领域。

背景技术

[0002] 低功耗蓝牙芯片应用范围广泛，产品性价比较高。低功耗蓝牙芯片例如为集成射频RF、电源管理PMU和低功耗蓝牙通信基带的无线控制SOC芯片，基于片上存储与外设资源，可以灵活应用于低功耗蓝牙无线产品，低功耗蓝牙芯片将在智能家居、可穿戴设备、电表和其他蓝牙产品更好的适应新的市场要求。

[0003] 在低功耗蓝牙一个主机和一个或多个从机组成的无线网络中，有一种应用场景是网络中的所有从机或主机和所有从机需要在同一时间执行一个指令，这就要求有一种时间同步方法来实现这种功能。采用传统的消息发送模式，涉及到数据重传、轮询调度等原因，不能做到高精度的同步方式。

发明内容

[0004] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于低功耗蓝牙的指令同步方法及系统，实现低功耗蓝牙星形网络中多个节点可以同一时刻执行特定指令的功能。

[0005] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于低功耗蓝牙的指令同步方法，应用于由一个主机和多个从机组成的星形网络，所述方法包括：在接收到同步执行指令时，主机向各个从机发送指令数据包，其中，所述指令数据包包括从机的调度次序，响应指令时刻所在的调度周期以及从机总数量；各所述从机基于接收到的指令数据包启动定时器，并于所述定时器到时执行同步指令。

[0006] 于本发明的一实施例中，所述从机的调度次序为各从机的同一个调度周期内该从机的调度次序。

[0007] 于本发明的一实施例中，所述各所述从机基于接收到的指令数据包启动定时器包括：所述从机在接收到所述主机发送的所述指令数据包时，开启检测所述指令数据包中的同步字；所述从机在检测到所述指令数据包中的同步字时，接收所述指令数据包中的同步字，并启动定时器。

[0008] 于本发明的一实施例中，所述定时器的定时时长为：

[0009] ；

[0010] 其中， 为从机总数量， 为第 个从机的调度次序， 为第 个从机， 为响应指令时刻所在的调度周期， 为收到同步字的调度周期， 为各从机之间的调度时间间隔， 为一个从机的不同调度周期之间的时间间隔， 为调度参数， 。

[0011] 于本发明的一实施例中，还包括：所述主机在响应指令时刻所在的调度周期发送给第一个从机的同步字结束后启动主机定时器开始计时，并在主机定时器计时结束后执行同步指令，其中，所述主机定时器的计时时长为： ；其中， 为从机总数量， 为各从机之间的调度时间间隔。

[0012] 于本发明的一实施例中，各从机之间的调度时间间隔相等，各从机的不同调度周期之间的时间间隔相等。

[0013] 于本发明的一实施例中，所述星形网络的时钟以所述主机的时钟为基准。

[0014] 本发明的实施例还提供一种基于低功耗蓝牙的指令同步系统，应用于由一个主机和多个从机组成的星形网络，包括：主机数据包发送模块，用于在接收到同步执行指令时，主机向各个从机发送指令数据包，其中，所述指令数据包包括从机的调度次序，响应指令时刻所在的调度周期以及从机总数量；从机同步执行模块，用于各所述从机基于接收到的指令数据包启动定时器，并于所述定时器到时执行同步指令。

[0015] 于本发明的一实施例中，所述定时器的定时时长为：

[0016] ；

[0017] 其中， 为从机总数量， 为第 个从机的调度次序， 为第 个从机， 为响应指令时刻所在的调度周期， 为收到同步字的调度周期， 为各从机之间的调度时间间隔， 为一个从机的不同调度周期之间的时间间隔， 为调度参数， 。

[0018] 于本发明的一实施例中，还包括：主机同步执行模块，用于所述主机在响应指令时刻所在的调度周期发送给第一个从机的同步字结束后启动主机定时器开始计时，并在主机定时器计时结束后执行同步指令，其中，所述主机定时器的计时时长为： ；其中， 为从机总数量， 为各从机之间的调度时间间隔。

[0019] 如上所述，本发明的一种基于低功耗蓝牙的指令同步方法及系统，具有以下有益效果：

[0020] 本发明可以实现低功耗蓝牙星形网络的多个节点可以同一时刻执行特定指令。

附图说明

[0021] 图1显示为本发明的一实施例中基于低功耗蓝牙的指令同步方法的流程示意图。

[0022] 图2显示为本发明的一实施例中基于低功耗蓝牙的指令同步方法中低功耗蓝牙的基本调度方式示意图。

[0023] 图3显示为本发明的一实施例中基于低功耗蓝牙的指令同步方法中以从机A为例解释接收指令和处理过程示意图。

[0024] 图4显示为本发明的一实施例中基于低功耗蓝牙的指令同步方法中以从机B为例解释重发数据包时接收指令和处理过程示意图。

[0025] 图5显示为本发明的一实施例中基于低功耗蓝牙的指令同步方法中定时器的定时原理示意图。

[0026] 图6显示为本发明的一实施例中基于低功耗蓝牙的指令同步方法中主机在调度中执行同步指令的时序示意图。

[0027] 图7显示为本发明的一实施例中基于低功耗蓝牙的指令同步系统的实现过程原理示意图。

[0028] 图8显示为本发明的一实施例中基于低功耗蓝牙的指令同步系统的一种优选实现过程原理示意图。

[0029] 附图标号：

[0030] 100‑基于低功耗蓝牙的指令同步系统；

[0031] 110‑主机数据包发送模块；

[0032] 120‑从机同步执行模块；

[0033] 130‑主机同步执行模块；

[0034] S100 S200‑步骤。~

具体实施方式

[0035] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

[0036] 本发明实施例的目的在于提供一种基于低功耗蓝牙的指令同步方法及服务器，实现低功耗蓝牙星形网络中多个节点可以同一时刻执行特定指令的功能。

[0037] 以下将详细阐述本实施例的一种基于低功耗蓝牙的指令同步方法及服务器的原理及实施方式，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本实施例的一种基于低功耗蓝牙的指令同步方法及服务器。

[0038] 实施例1

[0039] 本实施例提供一种基于低功耗蓝牙的指令同步方法，图1显示为本实施例的基于低功耗蓝牙的指令同步方法的流程示意图。本实施例提供的基于低功耗蓝牙的指令同步方法应用于由一个主机和多个从机组成的星形网络。

[0040] 具体地，如图1所示，所述基于低功耗蓝牙的指令同步方法包括：

[0041] 步骤S100，在接收到同步执行指令时，主机向各个从机发送指令数据包，其中，所述指令数据包包括从机的调度次序，响应指令时刻所在的调度周期以及从机总数量；

[0042] 步骤S200，各所述从机基于接收到的指令数据包启动定时器，并于所述定时器到时执行同步指令。

[0043] 本实施例的基于低功耗蓝牙的指令同步方法借助低功耗蓝牙中的连接事件、接收同步字等功能，实现高精度的指令同步。

[0044] 以下结合图2至图4，并以一个主机、三个从机组成的星形网络为例对本实施例的基于低功耗蓝牙的指令同步方法进行具体说明。

[0045] 步骤S100，在接收到同步执行指令时，主机向各个从机发送指令数据包，其中，所述指令数据包包括从机的调度次序，响应指令时刻所在的调度周期以及从机总数量。

[0046] 于本实施例中，所述星形网络的时钟以所述主机的时钟为基准。其中，低功耗蓝牙中主机每次与从机的调度称为一次连接事件，且主机与从机都会维护一个递增的连接事件计数器。

[0047] 当有需要同步执行的指令时，如图2所示，主机在调度n向各个从机发出指令数据包，该指令数据包中包含几个主要信息：从机的调度次序，响应指令时刻所在的调度周期以及从机总数量。

[0048] 本实施例中，所述从机总数量并不限定，例如如图2中显示总的总数量为3。

[0049] 于本实施例中，各从机之间的调度时间间隔相等，如图2所示，主机对每个从机的调度间隔都是一致的，也就是 、 值一致。这样就意味着同一个调度周期内，不同的从机收到主机同步字的间隔也是固定的。

[0050] 于本实施例中，各从机的不同调度周期之间的时间间隔相等。

[0051] 如图2所示，主机采用固定的间隔 、 、 调度三个从机，在这种应用场景下、 、 都是一样的，也就是调度间隔一致。

[0052] 于本实施例中，所述从机的调度次序为各从机的同一个调度周期内该从机的调度次序。

[0053] 如图2所示，从机的调度次序是指在一次调度中，该从机属于第几个调度，如图2中所示，从机A调度次序为1，从机B调度次序为2，从机C调度次序为3。

[0054] 于本实施例中，所述响应指令时刻所在的调度周期是指约定的第几个连接事件，网络中所有节点在未来的第几次调度响应指令。所述响应指令时刻所在的调度周期由主机计算所得，保证所有从机都在同一次调度周期中响应该指令。

[0055] 其中，本实施例采用未来的一次调度是预留了指令的重传机会。比如主机在调度n中给各个从机发送指令，有些从机可能因为射频信号干扰在调度n中未能正常接收，在接下来的调度n+1中主机会重新发送数据给未能正常接收的从机。

[0056] 通过这种方式实现不至于在从机接收到该指令数据包时，已经晚于执行指令的时刻。

[0057] 步骤S200，各所述从机基于接收到的指令数据包启动定时器，并于所述定时器到时候执行同步指令。

[0058] 于本实施例中，所述各所述从机基于接收到的指令数据包启动定时器包括：

[0059] 1）所述从机在接收到所述主机发送的所述指令数据包时，开启检测所述指令数据包中的同步字。

[0060] 例如图3所示，从机A在连接事件A+1处接收到主机的指令数据包，之后就开启检测接收同步字。

[0061] 2）所述从机在检测到所述指令数据包中的同步字时，接收所述指令数据包中的同步字，并启动定时器。

[0062] 于本实施例中，所述定时器的定时时长为：

[0063] ；

[0064] 其中， 为从机总数量， 为第 个从机的调度次序， 为第 个从机， 为响应指令时刻所在的调度周期， 为收到同步字的调度周期， 为各从机之间的调度时间间隔， 为一个从机的不同调度周期之间的时间间隔， 为调度参数， 。

[0065] 请参阅图5，显示为本实施例中定时器的定时原理。如图5所示，第 个从机 的定时时长为：第 个从机 所经过的调度周期的时间之和+在同一指令调度周期内该从机与后续调度从机的调度时间间隔之和+调度参数。

[0066] 其中：

[0067] 第 个从机 所经过的调度周期的时间之和为：

[0068] 第 个从机 在约定的同一次响应指令调度周期 与收到同步字的调度周期 之间的调度周期时间之和 ；

[0069] 第 个从机 在同一指令调度周期内该从机与后续调度从机的调度时间间隔之和为： 。

[0070] 所以 第 个从机 的定时器时长为 + +  ，其中 为调度参数。

[0071] 例如图3所示，以从机A为例，从机总数量为3（即 ），从机A的调度次序为1（即），从机A在连接事件A+1处接收到主机的指令数据包，从机A在连接事件A+2（即 ）处接收到主机的同步字，然后开启执行命令的定时器。此时，从机A的定时器时长为：

[0072]

[0073] 若从机在下一个调度周期未接收到指令数据包，例如如图4所示，以从机B为例，从机总数量为3（即 ），从机B的调度次序为2（即 ），从机B在连接事件B+1处收到主机的指令数据包，在连接事件B+2处未收到同步字，在连接事件B+4处收到同步字（即 ）。然后开启执行命令的定时器。此时，从机B的定时器时长为：

[0074]

[0075] 此外，除了各所述从机基于接收到的指令数据包启动定时器，并于所述定时器到时执行同步指令，以实现低功耗蓝牙星形网络的各从机节点可以同一时刻执行特定指令之外，于本实施例中，主机也可以启动定时器，以实现低功耗蓝牙星形网络的主机与各从机节点可以同一时刻执行特定指令。具体地，如图6所示，所述基于低功耗蓝牙的指令同步方法还包括：所述主机在响应指令时刻所在的调度周期发送给第一个从机的同步字结束后启动主机定时器开始计时，并在主机定时器计时结束后执行同步指令。

[0076] 其中，所述主机定时器的计时时长为： ；其中， 为从机总数量， 为各从机之间的调度时间间隔。

[0077] 可见，通过本实施例的基于低功耗蓝牙的指令同步即可实现，以主机时间为标准在星形网络内部精确同步执行指令的功能。

[0078] 实施例2

[0079] 如图7所示，本实施例提供一种基于低功耗蓝牙的指令同步系统100，应用于由一个主机和多个从机组成的星形网络，所述基于低功耗蓝牙的指令同步系统100包括：主机数据包发送模块110和从机同步执行模块120。

[0080] 于本实施例中，所述主机数据包发送模块110用于在接收到同步执行指令时，主机向各个从机发送指令数据包，其中，所述指令数据包包括从机的调度次序，响应指令时刻所在的调度周期以及从机总数量。

[0081] 于本实施例中，所述星形网络的时钟以所述主机的时钟为基准。其中，低功耗蓝牙中主机每次与从机的调度称为一次连接事件，且主机与从机都会维护一个递增的连接事件计数器。

[0082] 当有需要同步执行的指令时，如图2所示，主机在调度n向各个从机发出指令数据包，该指令数据包中包含几个主要信息：从机的调度次序，响应指令时刻所在的调度周期以及从机总数量。

[0083] 本实施例中，所述从机总数量并不限定，例如如图2中显示总的总数量为3。

[0084] 于本实施例中，各从机之间的调度时间间隔相等，如图2所示，主机对每个从机的调度间隔都是一致的，也就是 、 值一致。这样就意味着同一个调度周期内，不同的从机收到主机同步字的间隔也是固定的。

[0085] 于本实施例中，各从机的不同调度周期之间的时间间隔相等。

[0086] 如图2所示，主机采用固定的间隔 、 、 调度三个从机，在这种应用场景下、 、 都是一样的，也就是调度间隔一致。

[0087] 于本实施例中，所述从机的调度次序为各从机的同一个调度周期内该从机的调度次序。

[0088] 如图2所示，从机的调度次序是指在一次调度中，该从机属于第几个调度，如图2中所示，从机A调度次序为1，从机B调度次序为2，从机C调度次序为3。

[0089] 于本实施例中，所述响应指令时刻所在的调度周期是指约定的第几个连接事件，网络中所有节点在未来的第几次调度响应指令。所述响应指令时刻所在的调度周期由主机计算所得，保证所有从机都在同一次调度周期中响应该指令。

[0090] 其中，本实施例采用未来的一次调度是预留了指令的重传机会。比如主机在调度n中给各个从机发送指令，有些从机可能因为射频信号干扰在调度n中未能正常接收，在接下来的调度n+1中主机会重新发送数据给未能正常接收的从机。

[0091] 通过这种方式实现不至于在从机接收到该指令数据包时，已经晚于执行指令的时刻。

[0092] 于本实施例中，所述从机同步执行模块120用于各所述从机基于接收到的指令数据包启动定时器，并于所述定时器到时候执行同步指令。

[0093] 于本实施例中，所述各所述从机基于接收到的指令数据包启动定时器包括：

[0094] 1）所述从机在接收到所述主机发送的所述指令数据包时，开启检测所述指令数据包中的同步字。

[0095] 例如图3所示，从机A在连接事件A+1处接收到主机的指令数据包，之后就开启检测接收同步字。

[0096] 2）所述从机在检测到所述指令数据包中的同步字时，接收所述指令数据包中的同步字，并启动定时器。

[0097] 于本实施例中，所述定时器的定时时长为：

[0098] ；

[0099] 其中， 为从机总数量， 为第 个从机的调度次序， 为第 个从机， 为响应指令时刻所在的调度周期， 为收到同步字的调度周期， 为各从机之间的调度时间间隔， 为一个从机的不同调度周期之间的时间间隔， 为调度参数， 。

[0100] 请参阅图5，显示为本实施例中定时器的定时原理。如图5所示，第 个从机 的定时时长为：第 个从机 所经过的调度周期的时间之和+在同一指令调度周期内该从机与后续调度从机的调度时间间隔之和+调度参数。

[0101] 其中：

[0102] 第 个从机 所经过的调度周期的时间之和为：

[0103] 第 个从机 在约定的同一次响应指令调度周期 与收到同步字的调度周期 之间的调度周期时间之和 ；

[0104] 第 个从机 在同一指令调度周期内该从机与后续调度从机的调度时间间隔之和为： 。

[0105] 所以 第 个从机 的定时器时长为 + +  ，其中 为调度参数。

[0106] 例如图3所示，以从机A为例，从机总数量为3（即 ），从机A的调度次序为1（即），从机A在连接事件A+1处接收到主机的指令数据包，从机A在连接事件A+2（即 ）处接收到主机的同步字，然后开启执行命令的定时器。此时，从机A的定时器时长为：

[0107]

[0108] 若从机在下一个调度周期未接收到指令数据包，例如如图4所示，以从机B为例，从机总数量为3（即 ），从机B的调度次序为2（即 ），从机B在连接事件B+1处收到主机的指令数据包，在连接事件B+2处未收到同步字，在连接事件B+4处收到同步字（即 ）。然后开启执行命令的定时器。此时，从机B的定时器时长为：

[0109]

[0110] 此外，除了各所述从机基于接收到的指令数据包启动定时器，并于所述定时器到时执行同步指令，以实现低功耗蓝牙星形网络的各从机节点可以同一时刻执行特定指令之外，于本实施例中，主机也可以启动定时器，以实现低功耗蓝牙星形网络的主机与各从机节点可以同一时刻执行特定指令。

[0111] 具体地，于本实施例中，如图8所示，所述基于低功耗蓝牙的指令同步系统100还包括：主机同步执行模块130，用于所述主机在响应指令时刻所在的调度周期发送给第一个从机的同步字结束后启动主机定时器开始计时，并在主机定时器计时结束后执行同步指令。

[0112] 其中，所述主机定时器的计时时长为： ；其中， 为从机总数量， 为各从机之间的调度时间间隔。

[0113] 综上所述，本发明可以实现低功耗蓝牙星形网络的多个节点可以同一时刻执行特定指令。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

[0114] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭 示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。