基于ID包的通信方法与流程

本发明涉及无线通信领域，特别是涉及一种基于ID包的通信方法。

背景技术：

目前，随着物联网的兴起，短距离的无线通信技术，在车联网、智能家居、无线传感器网络以及遥控玩具中扮演重要角色；短距离的无线通信协议，基本是WiFi，Zigbee，Bluetooth技术。然而在以上三种短距离无线通信技术中，由于出现的时间较早，在功耗、传输距离、组网和成本的综合考量下，应用于物联网中存在着以下不足：

WiFi技术：首当其冲的是功耗问题，使其无法在小容量电池(如纽扣电池)的应用场合使用；并且从成本和协议复杂性来说，难以在物联网上有进一步的发展。

Zigbee技术：虽然组网能力强，但协议复杂，且需要额外的路由进行中继，使其成本难以降低，也难以应用于日渐小型化和简单化的物联网中。

Bluetooth技术：传输距离是它的一个限制，无法适应物联网长距离传输的需求。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种基于ID包的通信方法，其功耗低，组网能力强，应用范围较为广泛。

一种基于ID包的通信方法，主机与从机在未进行数据包传输时处于休眠模式，所述方法包括以下步骤：

处于休眠模式的所述主机接收外部指令并被唤醒；

所述主机向所述从机发送ID包；

所述从机接收所述ID包后，向所述主机返回一ID响应包；所述ID包和所述ID响应包均包含同步字和接收方标识；

所述主机与所述从机进行数据包传输；

所述主机和所述从机在所述数据包传输结束后进入休眠模式。

上述基于ID包的通信方法，主机与从机在未进行数据包传输时处于休眠模式，可以节省功耗；且进一步地主机和从机在进行数据包交换前，先通过ID包进行同步，建立临时通信通道，该ID包仅包括同步字和接收方标识，可以进一步地降低功耗；另外当主机存在数据需要传输时，才与从机进行临时组网，也降低了主机和从机的功耗。

在其中一个实施例中，还包括步骤：处于休眠模式的从机周期性地唤醒以检测是否有所述ID包到达，且当没有检测到所述ID包到达时，返回休眠模式，当检测到有所述ID包达到时，执行所述从机接收所述ID包后，向所述主机返回一ID响应包的步骤。在该实施例中，从机在处于休眠模式时周期性地唤醒以检测是否有ID包到达，以便于主机通过ID包进行组网，提高了组网的能力。

在其中一个实施例中，所述ID包的发送周期小于所述从机每次周期性唤醒后检测是否有所述ID包到达的持续时间。在该实施例中，通过设置ID包的发送周期小于从机每次周期性唤醒后处于检测是否有ID包到达的时间，可以保证当主机向从机发送ID包时，从机从休眠模式唤醒后必然会接收到一个ID包，从而与主机建立临时通信，降低了功耗的同时，提高了组网的能力。

在其中一个实施例中，所述通信方法应用在包含一个从机和至少两个主机的网络中。在该实施例中，主机以抢占的方式分别与从机进行数据包传输，从而保证在一从多主的网络下，从机通过近似时分复用的方式与主机进行通信，提高了组网的能力。

在其中一个实施例中，所述处于休眠模式的所述主机接收外部指令并被唤醒的步骤，具体为：

处于休眠模式的至少两个所述主机接收外部指令并被唤醒；

所述主机向所述从机发送ID包的步骤，具体为：

所述至少两个所述主机均向所述从机发送ID包；

所述从机接收所述ID包后，向所述主机返回一ID响应包的步骤，具体为：

所述从机接收其中一个主机发送的ID包，并向该主机返回一ID响应包，所述从机在与该主机完成数据包传输前不再接收其他主机发送的ID包；

所述主机和所述从机在所述数据包传输结束后进入休眠模式的步骤，具体为：

所述从机和与该从机刚进行数据包传输的主机进入休眠模式，且所述从机在休眠模式下周期性唤醒以继续接收其他主机发送的ID包，直至需要与所述从机进行数据包传输的所述主机均与所述从机完成数据包传输。

在其中一个实施例中，所述通信方法应用在包含一个主机和至少两个从机的网络中。在该实施例中，主机以时分复用的方式分别与从机进行数据包传输，从而保证在一主多从的网络下，主从机依然保持着上述的临时组网的方式，不会增加额外的功耗。

在其中一个实施例中，所述处于休眠模式的所述主机接收外部指令并被唤醒的步骤，具体为：

处于休眠模式的所述主机接收外部指令并被唤醒，所述外部指令为与至少两个所述从机进行数据包传输的指令；

所述主机向所述从机发送ID包的步骤，具体为：

所述主机向第一从机发送第一ID包；

所述从机接收所述ID包后，向所述主机返回一ID响应包的步骤，具体为：

所述第一从机接收所述第一ID包后，向所述主机返回第一ID响应包；

所述主机和所述从机在所述数据包传输结束后进入休眠模式的步骤，具体为：

所述第一从机在所述数据包传输结束后进入休眠模式；

所述主机继续向第二从机发送第二ID包，直至所有需要与所述主机进行数据包传输的从机均与所述主机完成数据包传输后，所述主机和所有所述从机进入休眠模式。

在其中一个实施例中，所述主机与所述从机进行数据包传输的码率为8kbps～1Mbps。在该实施例中，通过降低主机和从机的码率为8kbps～1Mbps，可以增加传输距离，应用范围更为广泛。

在其中一个实施例中，所述休眠模式为所述主机或所述从机将正在运行的数据挂起到硬盘，或者所述休眠模式为所述主机或所述从机将正在运行的数据保存在内存。

在其中一个实施例中，所述主机与所述从机进行数据包传输的步骤是指所述主机与所述从机以固定间隔进行数据包交换。

附图说明

图1为一实施例中基于ID包的通信方法的流程图；

图2为图1所示的基于ID包的通信方法应用在一从多主的网络中的示意图；

图3为图2所示的基于ID包的通信方法应用在一从多主的网络中的流程图；

图4为图1所示的基于ID包的通信方法应用在一主多从的网络中的示意图；

图5为图4所示的基于ID包的通信方法应用在一主多从的网络中的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

在详细说明根据本发明的实施例前，应该注意到的是，所述的实施例主要在于与基于ID包的通信方法相关的步骤和系统组件的组合。因此，所属系统组件和方法步骤已经在附图中通过常规符号在适当的位置表示出来了，并且只示出了与理解本发明的实施例有关的细节，以免因对于得益于本发明的本领域普通技术人员而言显而易见的那些细节模糊了本发明的公开内容。

在本文中，诸如左和右，上和下，前和后，第一和第二之类的关系术语仅仅用来区分一个实体或动作与另一个实体或动作，而不一定要求或暗示这种实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。术语“包括”、“包含”或任何其他变体旨在涵盖非排他性的包含，由此使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包含这些要素，而且还包含没有明确列出的其他要素，或者为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

术语“休眠模式”可以指主机或从机将正在运行的数据挂起到硬盘，或者术语“休眠模式”可以指主机或从机将正在运行的数据保存在内存。

请参阅图1所示，图1为一实施例中基于ID包的通信方法的流程图，在该实施例中，主机与从机在未进行数据包传输时处于休眠模式，这样可以节省主机和从机的功耗，以增加主机和从机的工作时长，该方法可以包括以下步骤：

S102：处于休眠模式的主机接收外部指令并被唤醒。例如，当需要主机和从机进行数据包传输时，可以向主机发送数据包传输指令，如图1所示的instruction，这样主机可以从休眠模式下唤醒。

S104：主机向从机发送ID包。当主机被唤醒后，则以一定的周期向从机发送ID包直至从机返回一ID响应包，此时主机和从机均被唤醒，且已经建立了通信通道，可以进行数据包传输。在其中一个实施例中，如果从机一直未返回一ID响应包，则可以进行报错。

S106：从机接收ID包后，向主机返回一ID响应包。在该实施例中，ID包和ID响应包均只包含同步字和接收方标识，可以进一步地降低功耗，且在该实施例中该ID包和ID响应包均只用于主机和从机的同步，不再用作其他的用途，主机和从机的其他的信息的交换均在数据包传输过程中进行，从而降低了组网过程的功耗。

S108：主机与从机进行数据包传输。在其中一个实施例中，主机与从机进行数据包传输是指主机与从机以固定间隔进行数据包交换。

S110：主机和从机在数据包传输结束后进入休眠模式。

上述基于ID包的通信方法，主机与从机在未进行数据包传输时处于休眠模式，可以节省功耗；且进一步地主机和从机在进行数据包交换前，先通过ID包进行同步，建立临时通信通道，该ID包仅包括同步字和接收方标识，可以进一步地降低功耗；另外当主机存在数据需要传输时，才与从机进行临时组网，也降低了主机和从机的功耗。

在其中一个实施例中，请参阅图2和图4所示，图2为图1所示的基于ID包的通信方法应用在一从多主的网络中的示意图，图4为图1所示的基于ID包的通信方法应用在一主多从的网络中的示意图。在上述实施例中，从机在处于休眠模式时周期性地唤醒以检测是否有ID包到达，例如图2和图4中标识“等待接收ID包”处，当从机没有检测到ID包到达时，返回休眠模式，这样可以节省功耗；当检测到ID包时，从机接收ID包后，向主机返回一ID响应包，即步骤S106，从而可以在主机和从机之间建立通信通道，以进行数据包的传输。

在上述实施例中，从机在处于休眠模式时周期性地唤醒以检测是否有ID包到达，以便于主机通过ID包进行组网，提高了组网的能力。

在其中一个实施例中，ID包的发送周期小于从机每次周期性唤醒后检测是否有ID包到达的持续时间，从而可以保证当主机向从机发送ID包时，从机从休眠模式唤醒后必然会接收到一个ID包，从而与主机建立临时通信，降低了功耗的同时，提高了组网的能力。

在其中一个实施例中，请参阅图2所示，上述的通信方法可以应用在包含一个从机和至少两个主机的网络中。当至少两个主机需要与从机进行数据包传输时，主机以抢占的方式与从机进行数据包传输。

具体地，请参阅图3所示，图3为图2所示的基于ID包的通信方法应用在一从多主的网络中的流程图，在该实施例中，主机以抢占的方式与从机进行数据包传输，包括以下步骤：

S302：处于休眠模式的至少两个主机接收外部指令并被唤醒。在该实施例中，以图2中所示为例，存在有主机1和主机2两个主机需要与从机进行数据包传输。

S304：该至少两个主机均向从机发送ID包。

S306：从机将接收其中一个主机发送的ID包，并向该主机返回一ID响应包，且在从机接收到其中一个主机发送的ID包时，在与该主机完成数据包传输前，从机不再接收其他主机发送的ID包。可以这样理解该实施例，即主机以抢占的方式与从机进行通信，只要主机是与从机接收的首个ID包相对应，则从机就先与该主机进行数据包传输，且在传输期间，从机并不再与其他的主机进行ID包的交换或数据包的传输，可以理解为从机被锁定，直到从机与该主机的数据包传输完成，从机的锁定被释放，从机才可以与其他的主机进行ID包的交换和数据包的传输。

S308：主机与从机进行数据包传输。

S310：从机和与该从机刚进行数据包传输的主机进入休眠模式。

S312：从机在休眠模式下周期性唤醒以继续接收其他主机发送的ID包，直至需要与从机进行数据包传输的主机均与从机完成数据包传输。

例如图2中所示主机1和主机2均需要与从机进行数据包传输，此时主机2先于主机1向从机发送了ID包，且从机先收到了主机2发送的ID包，则从机先向主机2返回ID响应包，并与主机2建立通信通道以进行数据包传输，且主机2和从机数据包传输完成后，主机2和从机均再次进入休眠模式，以节省功耗。可以参见图2所示，当从机进入休眠模式后，还是周期性地唤醒以检测是否有ID包达到，当从机再次唤醒后，则可以收到主机1发送的ID包，此时从机再向主机1返回相应的ID响应包，这样主机1和从机之间建立通信通道以进行数据包传输，且主机1和从机数据包传输完成后，主机1和从机再次进入休眠模式，以节省功耗。

请再次参阅图2所示，对该实施例中主机和从机的操作进行进一步的详细说明。首先，主机和从机在未进行数据包传输时处于休眠状态，从机在休眠状态时周期性地唤醒以检测是否有ID包到达，如果没有的话，则从机再次进入休眠状态，以节省功耗。

第二，当主机有数据包需要传输时，主机向从机发送ID包，使主机和从机周期性地唤醒以检测是否有ID包到达的时间同步，在该步骤中，使用ID包而非数据包进行通信，可以进一步地降低功耗。

第三，从机接收到ID包后，向主机返回相应的ID响应包，以通知主机通信通道建立，组网成功。

第四，在主机和从机之间的通信通道建立后，主机和从机以固定间隔进行数据包传输。

第五，在主机和从机的数据包传输完成后，主机和从机再次进入休眠模式，以降低功耗。

在上述的实施例中，可以进一步参见图2所示，当存在多个主机需要与从机进行数据包传输时，临时组网的建立是基于竞争的方式的，即抢占，先与从机进行ID包交换的主机先与从机进行数据包传输，这样主机和从机均维持着上述的临时通信方式进行临时通信，例如，图2中，当主机2先与从机进行ID包交换后，主机1依然处于发送ID包的模式，而未发送数据包，因此不会增加功耗，且主机2在与从机数据包传输完成后进入休眠模式，也不会增加功耗，因此采用图2中所示的组网方式并不会因为组网而额外增加功耗。

请参阅图4所示，上述通信方法还可以应用在包含一个主机和至少两个从机的网络中。当主机至少需要与两个从机进行数据包传输时，主机以时分复用的方式与从机进行数据包传输。

具体地，请参阅图5所示，图5为图4所示的基于ID包的通信方法应用在一主多从的网络中的流程图，在该实施例中，主机以时分复用的方式与从机进行数据包传输，图1所示的实施例中的方法应用到该实施例中，可以具体包括以下步骤：

S502：处于休眠模式的主机接收外部指令并被唤醒，所述外部指令为与至少两个所述从机进行数据包传输的指令。即一个主机需要与多个从机进行数据包传输。

S504：主机向第一从机发送第一ID包。

S506：第一从机接收第一ID包后，向主机返回第一ID响应包。

S508：第一从机和主机进行数据包通信。

S510：所述第一从机在所述数据包传输结束后进入休眠模式。

S512：所述主机继续向第二从机发送第二ID包，直至所有需要与所述主机进行数据包传输的从机均与所述主机完成数据包传输后，所述主机和所有所述从机进入休眠模式。

例如图4中所示，当主机需要与从机1和从机2进行数据包传输时，主机先设置从机1的网络参数，并开始与从机1建立临时通信，即向从机1发送ID包，等从机1向主机返回ID响应包后，主机和从机1建立了通信通道，主机和从机1进行数据包传输，当主机和从机1数据包传输完成后，从机1再次进入休眠模式，以节省功耗，主机设置从机2的网络参数，并开始与从机2建立临时通信，即向从机2发送ID包，等从机2向主机返回相应的ID响应包后，主机和从机2建立了通信通道，主机和从机2进行数据包传输，当主机和从机2数据包传输完成后，主机和从机2再次进入休眠模式，以节省功耗。在上述实施例中主机从在于多个网络下(由于存在多个从机)，因此主机需要在这些网络下分时地切换进行通信。

请再次参阅图4所示，对该实施例中主机和从机的操作进行进一步的详细说明。首先，主机和从机在未进行数据包传输时处于休眠状态，从机在休眠状态时周期性地唤醒以检测是否有ID包到达，如果没有的话，则从机再次进入休眠状态，以节省功耗。

第二，当主机有数据包需要与从机1和从机2进行数据包传输时，主机先设置从机1的网络参数，并开始与从机1建立临时通信通道，并进行数据包传输。

第三，当主机与从机1数据包传输完成后，从机1再次进入休眠状态。主机接着设置从机2的网络参数，并开始与从机2建立临时通信通道进行数据包传输。

第四，主机与从机2数据包传输完成后，主机和从机2再次进入休眠状态，以节省功耗。

在上述实施例中，可以进一步参见图4所示，当存在多个从机需要与主机进行数据包传输时，临时组网的建立是基于时分复用的方式进行的，且由于每个网络的参数是由从机分配的，所以主机存在于多个网络下，从而主机需要在这些网络下分时地切换通信，并且由于主机和从机均维持上述的临时通信方式进行临时通信，例如，图4中当主机与从机1进行ID包传输和数据包传输时，从机2依然处于休眠模式，且当主机与从机1数据包传输完成时，从机1则进入休眠模式，因此采用图4中所示的组网方式并不会因为组网而额外增加功耗。

在其中一个实施例中，主机与从机进行数据包传输的码率为8kbps～1Mbps，通过降低主机和从机的码率为8kbps～1Mbps，可以增加传输距离，应用范围更为广泛。

且在“一主多从”和“一从多主”的交叉网络下，通过时分复用的方式切换网络，可以实现散射网和微微网两种结构，从而达到最优组网要求，而经过上述分析可以发现，在上述交叉网络下，功耗并未因设备的增加而增多，因此上述的基于ID包的通信方法，首先解决了传统技术中无线通信持续保持连接状态的问题，使得主机和从机在休眠模式下可以停留更多时间，有效地降低了功耗，且通过临时组网的方式，方便地实现了散射网和微微网的组网要求，并且保证了功耗未因为主机和从机的增多而增加，应用范围较为广泛。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。