[發(fā)明專利]一種低功耗藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911410728.0
• 申請(qǐng)日: 2019-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN111132113B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張欽;龔靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中穎電子股份有限公司
• 主分類號(hào): H04W4/80
• 分類號(hào): H04W4/80;H04W52/02;H04W84/18
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 胡林嶺

本發(fā)明提供了一種低功耗藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)方法，讓網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)都可進(jìn)入低功耗模式；并在有任何網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，則提供一種喚醒機(jī)制，將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)喚醒，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；當(dāng)通信過程結(jié)束后，所有節(jié)點(diǎn)可自動(dòng)進(jìn)入低功耗模式；網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)采用的喚醒和通信的所有消息數(shù)據(jù)均符合藍(lán)牙Mesh標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，因此能夠跟其他藍(lán)牙Mesh標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低功耗藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)方法

背景技術(shù)

藍(lán)牙技術(shù)誕生以來，一直都是用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，已廣泛用于藍(lán)牙耳機(jī)、音箱、智能手機(jī)、平板電腦、穿戴式裝置、無線遙控裝置等等。但是隨著物聯(lián)網(wǎng)的蓬勃興起，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信已經(jīng)不能滿足大量設(shè)備彼此之間的物物相連需求。因此藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟SIG在2017年7月19日正式推出了藍(lán)牙Mesh規(guī)范，意味著藍(lán)牙技術(shù)開始全面支持Mesh網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。全新的藍(lán)牙Mesh功能提供設(shè)備間多對(duì)多傳輸，并特別提高構(gòu)建大范圍網(wǎng)絡(luò)覆蓋的通信能力，適用于樓宇自動(dòng)化、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等需要讓數(shù)以萬計(jì)個(gè)設(shè)備在可靠、安全的環(huán)境下傳輸?shù)奈锫?lián)網(wǎng)解決方案。

藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行于藍(lán)牙4.0規(guī)范當(dāng)中的低功耗藍(lán)牙(BLE)之上，并且與藍(lán)牙4.0及以上版本前向兼容，主要原理是利用了BLE技術(shù)規(guī)范當(dāng)中的掃描/廣播機(jī)制來實(shí)現(xiàn)接收消息/轉(zhuǎn)發(fā)消息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多個(gè)設(shè)備之間的通信。單純采用該機(jī)制會(huì)要求整個(gè)Mesh網(wǎng)絡(luò)所有的通信節(jié)點(diǎn)都處于工作狀態(tài)，以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r(shí)可靠，但卻沒辦法完全發(fā)揮BLE的低功耗特性。因此在藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)規(guī)范當(dāng)中，把網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分為了多個(gè)類型，包括中繼節(jié)點(diǎn)、代理節(jié)點(diǎn)、朋友節(jié)點(diǎn)、低功耗節(jié)點(diǎn)等。其中只有低功耗節(jié)點(diǎn)真正利用了BLE的低功耗特性，通過減少射頻收發(fā)機(jī)開啟的占空比來達(dá)到低功耗的目的，也就是說這一類節(jié)點(diǎn)只有在需要進(jìn)行消息收發(fā)的時(shí)候才會(huì)打開射頻收發(fā)器，其他時(shí)間都處于休眠狀態(tài)。顯然，低功耗節(jié)點(diǎn)在休眠的時(shí)候是無法接收信息的，因此在藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)中還有一類節(jié)點(diǎn)是專門為低功耗節(jié)點(diǎn)服務(wù)的，稱為朋友節(jié)點(diǎn)。朋友節(jié)點(diǎn)用于暫存發(fā)往低功耗節(jié)點(diǎn)的信息，低功耗節(jié)點(diǎn)退出休眠模式之后，再從朋友節(jié)點(diǎn)取回相關(guān)信息，確保不會(huì)漏收信息。

由上可知，當(dāng)前的藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范無法適用于所有節(jié)點(diǎn)都有低功耗需求的應(yīng)用場(chǎng)景。假如一個(gè)實(shí)際的Mesh網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場(chǎng)景中，所有設(shè)備有低功耗要求，則這些設(shè)備除了需要采用低功耗節(jié)點(diǎn)方式，還需要為每個(gè)設(shè)備配備額外的朋友節(jié)點(diǎn)裝置。顯然在這種應(yīng)用場(chǎng)景下，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)和部署成本都會(huì)大幅增加。

發(fā)明內(nèi)容

為了降低藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)的整體功耗并減少應(yīng)用限制，本發(fā)明提出了一種低功耗藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)方法，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)Mesh網(wǎng)絡(luò)所有節(jié)點(diǎn)都進(jìn)入低功耗模式，同時(shí)可與標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙Mesh規(guī)范完全兼容，具有更好的通用性，適合更多的低功耗應(yīng)用場(chǎng)景。

本發(fā)明提供了一種低功耗藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)方法，其中該網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述方法包括：

在藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上增加了睡眠狀態(tài)和喚醒機(jī)制；

其中，所述網(wǎng)絡(luò)具有睡眠狀態(tài)和活動(dòng)狀態(tài)，所述網(wǎng)絡(luò)平時(shí)處于所述睡眠狀態(tài)，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)先喚醒，然后進(jìn)入活動(dòng)狀態(tài)，在活動(dòng)狀態(tài)下采用藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)方式進(jìn)行通信，通信完成后再次回到所述睡眠狀態(tài)；

其中，所述網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)具有四種工作模式：低功耗模式、喚醒模式、空閑模式和活動(dòng)模式；在所述低功耗模式下，節(jié)點(diǎn)大部分時(shí)間進(jìn)入休眠，一小部分時(shí)間進(jìn)行喚醒消息的監(jiān)聽；喚醒模式下，節(jié)點(diǎn)持續(xù)對(duì)外廣播喚醒消息；在空閑模式下，節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)通信消息；在活動(dòng)模式下，節(jié)點(diǎn)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信消息的接收和發(fā)送；

其中，所述節(jié)點(diǎn)的四種工作模式之間的轉(zhuǎn)換方式為：平時(shí)處于低功耗模式，需要主動(dòng)發(fā)送通信消息時(shí)或監(jiān)聽到所述喚醒消息后自動(dòng)進(jìn)入到喚醒模式；處于喚醒模式時(shí)會(huì)維持一段時(shí)間，之后自動(dòng)進(jìn)入空閑模式；在空閑模式下若有需要收發(fā)消息則進(jìn)入活動(dòng)模式；活動(dòng)模式下節(jié)點(diǎn)對(duì)通信消息進(jìn)行收發(fā)，完成收發(fā)之后回到空閑模式；空閑模式維持一段時(shí)間后自動(dòng)進(jìn)入低功耗模式；