[发明专利]一种ZigBee数据传输的方法

说明书

技术领域

本发明涉及ZigBee技术领域，具体为一种ZigBee数据传输的方法。背景技术

ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本，适用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备，满足低成本、低功耗无线传感器网络的需求。

当应用程序在传送数据时，除去ZigBee协议开销后，每帧可携带的有效负荷最大长度为84字节。在ZigBee协议中，提供了分组传输机制，在该分组传输机制中，API发送帧最多可包含255个字节的数据，这将被分成多个分组，并在接收侧重组。如果接收侧没有收到其中的一个或多个分组，接收器将丢弃整个数据，并且向发送侧反馈一个传输失败的API帧。

现有技术ZigBee协议提供的分组传输方法存在如下技术缺陷：API发送帧最多只能传输最多255个字节的数据；传输当中若存在一个或者多个分组接收失败，接收器将丢弃整个数据，故数据通信的可靠性和传输效率比较低。

中国专利“CN101860423一种协议分组传输的重传方法和装置”提供了一种协议分组传输的重传方法和装置。发送方依次发送其传输窗口内的数据块，每发送完一块数据块，就启动帧间定时器，在延时设定的时间后，再接着发送下一块，直到窗口内所有数据块被发送完。数据块也可称为分组。当传输窗口内所有数据块发送完以后，发送启动第一个超时定时器。若在第一个超时定时器溢出时仍然没有收到对已发送分组的确认帧，则生成一个请求确认帧并发送至接收方，同时启动第二个超时定时器。若第二个超时定时器溢出前收到确认帧，判断确认帧是否有效，确认有效后，根据确认帧携带的确认信息的指示，重传已发送分组中未被接收方正确接收的分组。若在第二个超时定时器溢出前仍然没有收到确认帧，则重传请求确认帧。

中国专利“CN101860423所述的技术方案在发送失败时，需启动两个定时器，并需要再重发一次请求确认帧，增加发送次数，延长发送时间。此外，需要等待上一个窗口发送成功才能发送下一个窗口，这样极大地降低了信道的使用率。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的为提出一种既能提高数据传输的可靠性，又能避免重发请求确认帧的分组传输的方法。

对于发送数据方来说，本发明所述方法通过直接调用分组传输接口发送大数据，屏蔽ZigBee底层发送机制。本发明所述方法能将多个数据包同时发送，下一个数据包是否启动分组发送不受上一个数据包发送是否结束的约束。针对采用ZigBee模块自带的分包重组协议发送端发送的最大数据包长为255B这一技术问题，本发明采用自定义的分组传输技术，可更灵活地利用ZigBee来发送大数据，发送端发送的最大数据包长为10368B。针对现有技术中超时时间设为固定值时无法适应由于网络规模的大小导致传输速率快慢的变化这一技术问题，本发明所述方法根据当前网络状态来动态设定当前发送帧的超时时间。当网络规模大时，传输速率慢，超时时间设定为一个较大值；当网络规模小时，传输速率快，超时时间设定为一个较小值。

对于接收数据方来说，本发明所述方法通过ZigBee帧头部信息和分组头部信息进行重组，不需要考虑接收的帧的顺序。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了

一种ZigBee数据传输的方法，其特征为，所述方法由分组方法和重组方法两部分组成；所述分组方法使用：ZigBee包、ZigBee帧格式、ZigBee模块和ZigBee协议；所述分组方法中ZigBee帧协议由定界符、长度、负载和校验组成；所述ZigBee帧格式为依照ZigBee帧协议形成的数据格式；所述负载包括有效负荷；所述有效负荷中插入分组发送的标志字段，所述标志字段由分包标号、结束分组标志位和分组标号组成；

所述分组方法步骤如下：

（1）将ZigBee包分为n个分组；

（2）填充所述有效负荷；

（3）将每个所述有效负荷填充ZigBee协议规定的帧开销并封装为ZigBee帧格式，得到封装完的ZigBee帧；

（4）将所述封装完的ZigBee帧添加到发送缓存中准备发送；

（5）发送完所述封装完的ZigBee帧的同时将所述ZigBee帧添加到已发送列表中，等待应答信息；

（6）根据接收ZigBee模块的应答帧和发送超时判断分组发送成功或失败；

所述重组方法步骤如下：

（1）程序启动时创建接收线程和接收监控线程；