CN102064860A - 基于蓝牙自组网的信息采集*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于蓝牙自组网的信息采集***及其控制方法，主要解决现有数据采集***不具有灵活性和可扩展性的问题。该信息采集***包括信息采集主服务器(101)、信息采集主节点(102)和信息采集从节点(103)。信息采集从节点利用蓝牙设备将信息采集模块采集的信息数据发送至信息采集主节点，采集主节点接收并汇总从节点的信息数据，将汇总后的信息数据通过蓝牙设备直接或间接发送至信息采集主服务器，信息采集主服务器再对信息采集主节点发送来的汇总后的信息数据进行统计整理并存储。本发明可执行多种信息采集方法，能够适应多变的信息采集环境，有效扩展信息采集范围，可用于中短距离的信息采集。

Description

基于蓝牙自组网的信息采集***

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及应用蓝牙自组网实现信息采集的方法，可用于中短距离的蓝牙自组网络的信息采集。

背景技术

在当今这个信息时代，信息数据已经越来越得到人们重视，而信息数据采集更成为这个信息时代的基础。传统的信息采集方法是人工进行数据记录，然后进行数据统计整理，这种数据采集的方法既费时又费力，而且人工成本很高；也有将采集的数据通过有线网络直接传输给主服务器的方法进行数据采集的方法，但是有线网络的铺设成本以及其灵活性差成为这种数据采集方式的最大弊病；近年来出现了应用无线技术，如WIFI或蓝牙技术对数据进行采集的方法，这些采集方法的基本思想是将采集装置与记录设备通过无线方法连接，当需要采集数据时，将采集装置置于记录设备无线网络范围内，执行采集命令进行数据采集，这种方法虽然可以避免传统数据采集中人工记录的麻烦，一定程度上提高了数据采集的灵活性，但是由于无线网络通信距离的限制，采集过程还是需要专职人员利用专业设备到指定数据采集地点进行数据的采集，这样不仅增加了人工成本，而且无法实现数据的实时采集。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有信息采集***的不足，提供一种基于蓝牙自组网的信息采集***，以对采集节点进行灵活扩展，实现采集数据过程的自动化和智能化。

为实现上述目的，本发明的信息采集***包括：

1个信息采集主服务器、M个信息采集主节点和N个信息采集从节点，主服务器与主节点、主节点与主节点、主节点与从节点之间分别由蓝牙模块进行无线连接，主服务器与主节点之间构成蓝牙自组网，主节点与从节点之间构成蓝牙皮可网，主节点数目M根据网络内主节点密度和主服务器处理能力选择，每个主节点下的从节点数目小N于或等于皮可网从节点数目的上限；

所述的信息采集从节点，用于采集目标信息数据，并将采集来的信息数据通过蓝牙模块发送至信息采集主节点；

所述的信息采集主节点，用于对信息采集从节点发送来的信息数据进行汇总，并通过主节点之间的蓝牙自组网将汇总后的信息数据发送至信息采集主服务器；

所述的信息采集主服务器，通过蓝牙设备接收主节点发送来的主节点汇总后的数据信息，分类整理并进行存储。

为实现上述目的，本发明的信息采集方法，包括广播信息采集方法、局部节点信息采集方法和主动申请信息采集方法三种技术方案：

技术方案1：基于蓝牙自组网的广播信息采集方法，包括以下步骤

(1)信息采集主服务器向自己的蓝牙模块网络覆盖范围内的所有主节点发送广播请求数据命令；

(2)信息采集主节点在接收到主服务器广播请求数据命令后，首先判断是否为重复命令，如果为重复命令，则丢弃；反之，则向主节点自己的蓝牙模块网络覆盖范围内其他主节点转发广播请求数据命令，同时轮询采集主节点皮可网内从节点信息数据；其次判断从节点信息数据是否有效，如果无效，丢弃信息数据，如果有效，将信息数据汇总，并查找最优路径，将汇总后的信息数据沿最优路径直接或间接发送至主服务器；

(3)其他信息采集主节点在接收到转发来的广播请求数据命令后，均执行步骤(2)；

(4)信息采集主服务器接收信息采集主节点直接或间接发送来的汇总信息数据，统计整理，并进行存储。

技术方案2：基于蓝牙自组网的局部节点信息采集方法，包括以下步骤：

1)信息采集主服务器指定采集节点地址，并生成相应的节点请求数据命令；

2)信息采集主服务器向自己的蓝牙模块网络覆盖范围内的所有主节点发送节点请求数据命令；

3)信息采集主节点在接收到主服务器节点请求数据命令后，首先判断是否为重复命令，如果为重复命令，则丢弃；反之，则解析该命令，判断命令中地址信息是否为空，如果为空，则将该命令丢弃，反之，则判断是否存在该主节点地址或执行主节点所属皮可网内某从节点地址，如果存在主节点地址，则轮询采集主节点皮可网内所有从节点信息数据；如果存在主节点所属皮可网内某从节点地址，则只采集此从节点信息数据；然后判断从节点信息数据是否有效，如果无效，丢弃信息数据，如果有效，将信息数据汇总并将汇总后的信息数据沿最优路径直接或间接发送至主服务器；将采集过的节点地址从请求数据命令中删除；主节点向自己的蓝牙模块网络覆盖范围内其他主节点转发节点请求数据命令；

4)其他信息采集主节点在接收到转发来的节点请求数据命令后，均执行步骤3)；

5)信息采集主服务器接收信息采集主节点直接或间接发送来的汇总信息数据，统计整理，并进行存储。

技术方案3：基于蓝牙自组网的主动申请信息采集方法，包括如下步骤：

(A)激活信息采集从节点并向所属皮可网中主节点发送信息数据；

(B)信息采集主节点接受从节点信息数据并生成相应的请求传输命令；

(C)信息采集主节点将请求传输命令沿最优路径发送至信息采集主服务器；

(D)主服务器接收直接或间接发送来请求传输命令，判断是否接收命令中请求传输的信息数据，如果不接收，则丢弃，如果接收，则沿请求传输命令的反方向向请求传输的主节点发送同意接收命令；

(E)主节点接收同意接收命令并将信息数据沿最优路径发送至主服务器；

(F)信息采集主服务器接收信息采集主节点直接或间接发送来的汇总信息数据，统计整理，并进行存储。

本发明具有如下优点：

1.本发明以蓝牙无线通信为基础，继承了蓝牙无线网络的优点，有利于整体***铺设建立。

2.本发明利用信息采集主服务器进行数据的集中整理存储，减少了***的成本，同时有利于信息数据的统计。

3.本发明采用信息采集主节点与信息采集从节点构建的皮可网为基本单元，使得整个***网络层次性特点突出。

4.本发明信息采集主节点与信息采集主服务器以自组网方式构建，有利于采集网络的扩展和变动。

5.本发明采用的查找最优路径的方法，有效减轻主节点工作量，同时避免了网络中泛洪现象的发生。

6.本发明可采用三种采集控制方法，有利于不同采集方案的制定和执行。

附图说明

图1是本发明的信息采集***结构示意图；

图2是本发明中广播信息采集方法过程流程图；

图3是本发明中局部节点信息采集方法过程流程图；

图4是本发明中主动申请信息采集方法过程流程图；

图5是图2中主节点处理子流程图；

图6是图3中主节点处理子流程图；

图7是图2、图3和图4中最优路径查找子流程图。

具体实施方式

参照图1，本发明的信息采集***包括；1个信息采集主服务器101、M个信息采集主节点102与N个信息采集从节点103。主服务器与主节点、主节点与主节点、主节点与从节点之间分别由蓝牙模块进行无线连接，主服务器与主节点之间构成蓝牙自组网，该自组网由信息采集主服务器与M个信息采集主节点各自的蓝牙网络交叠构成，自组网内主节点地位平等，任意主节点都可作为中继节点转发数据，任意主节点可通过单个或多个中继节点与信息采集主服务器进行通信，实现整体采集网络覆盖范围的可扩展性；主节点与从节点之间构成蓝牙皮可网，该皮可网由单个信息采集主节点与在其蓝牙模块网络覆盖范围内的信息采集从节点构成，在主节点蓝牙网络交叠部分的从节点只从属于其中一个主节点；主节点数目M根据网络内主节点密度和主服务器处理能力选择，每个主节点下的从节点数目N小于或等于皮可网从节点数目的上限。

所述的信息采集从节点，包括信息采集模块、控制模块、存储模块和蓝牙模块，其中信息采集模块采集信息数据，控制模块将采集来的数据放入存储模块，当信息数据发送条件成熟时，即当主节点轮询信息数据或从节点主动发送信息数据时，从存储模块读出信息数据，通过蓝牙模块发送至所属皮可网中的信息采集主节点。

所述的信息采集主节点，为嵌入式设备，其上运行Linux操作***，构成蓝牙自组网的核心。该嵌入式设备包括控制模块、存储模块和蓝牙模块。其中蓝牙模块接收从节点发送的信息数据，控制模块将信息数据进行汇总后放入存储模块，当信息数据发送条件成熟时，即当主服务器请求信息数据或主节点主动发送信息数据时，从存储模块读出该信息数据，并通过蓝牙模块将汇总后的信息数据沿者最优路径发送至主服务器。

所述的信息采集主服务器，为加载蓝牙模块的专用服务器或个人PC机，根据信息数据的数据量和计算量选择。蓝牙模块接收主节点直接或间接发送来的汇总信息数据，运行在主服务器上的程序将接收到的数据进行统计整理，并存储。

利用本发明***进行信息采集方法有3种，第一种为广播信息采集方法，第二种为局部节点信息采集方法，第三种为主动申请信息采集方法。其中：

广播信息采集方法，是指当信息采集主服务器需要获得所有从节点信息数据时，向网络中发送广播请求数据命令，网络中所有主节点在接收到该命令后就将自己皮可网内所有从节点信息数据汇总之后发送至主服务器；

局部节点信息采集方法，是指当信息采集主服务器需要获得指定节点信息数据时，向网络中发送节点请求数据命令，指定节点所属皮可网内主节点在接收到此命令后，就将指定节点的信息数据发送至主服务器；

主动申请信息采集方法，是指某信息采集从节点需要向信息采集主服务器传送信息数据时，主动向所属皮可网中主节点发送信息数据，主节点在接收此信息数据后就向主服务器发送请求传输命令，此命令在到达主服务器之后主服务器决定是否接收该信息数据，如果同意接收则向主节点发送同意接收命令，该从节点上层的主节点在接收到此命令之后就将此从节点的信息数据发送给从节点，若主服务器不同意接受此信息数据，则不做任何相应，主节点在数据存储时间超时后将此信息数据丢弃。

参照图2，本发明的广播信息采集方法，包括以下步骤：

步骤1，将信息采集主服务器设定为广播信息采集模式。

步骤2，信息采集主服务器向自己的蓝牙模块网络覆盖范围内的所有主节点发送广播请求数据命令。

步骤3，信息采集主节点在接收到主服务器广播请求数据命令后，进行处理。

参照图5，本步骤的实现如下：

3a)判断是否为重复命令，如果为重复命令，则丢弃；反之，则向下执行；

3b)执行本步骤的主节点向自己的蓝牙模块网络覆盖范围内其他主节点转发广播请求数据命令；

3c)轮询采集主节点皮可网内从节点信息数据；

3d)判断从节点信息数据是否有效，如果无效，丢弃信息数据，反之，则向下执行；

3e)将从节点信息数据汇总，并按如下步骤查找最优路径，将汇总后的信息数据沿最优路径直接或间接发送至主服务器：

参照图7，查找最优路径的步骤如下：

3e1)查找最优路径的信息采集主节点，即源主节点向自己的蓝牙模块网络覆盖范围内的其他主节点或主服务器发送查找服务器命令；

3e2)若主服务器接收到查找服务器命令，则跳转执行步骤3e5)，若主节点在接收到查找服务器命令，则执行步骤3e3)；

3e3)判断是否为重复命令，如果为重复命令，则丢弃；反之，将主节点地址信息加入查找服务器命令；然后查找执行本步骤的主节点中是否已有到达主服务器的最优路径信息；如果没有，则将查找服务器命令发送至执行本步骤的主节点自己的蓝牙模块网络覆盖范围内其他信息采集主节点；反之，则将查找服务器命令直接转发至最优路径中的下一主节点；

3e4)其他信息采集主节点在接收到转发来的查找服务器命令后，均执行步骤3e3)；

3e5)当查找服务器命令到达主服务器后，主服务器首先判断是否为重复命令，如果为重复命令，则丢弃；反之，则生成确认到达命令，然后根据收到的查找服务器命令中的地址信息生成查找服务器命令的反方向路径信息，将确认到达命令沿查找服务器命令的反方向发送至源主节点；

3e6)确认到达命令在转发过程中记录经过主节点的地址信息；

3e7)源主节点接收确认到达命令，解析命令中的主节点地址信息，生成路径信息，至此最优路径即被找到。

步骤4，其他信息采集主节点在接收到转发来的广播请求数据命令后，均执行步骤3。

步骤5，信息采集主服务器接收信息采集主节点直接或间接发送来的汇总信息数据，统计整理，并进行存储。

步骤6，当的所有汇总后信息数据到达主服务器之后，本次广播信息采集过程结束。

参照图3，本发明的局部节点信息采集方法，包括以下步骤：

步骤一，将信息采集主服务器设定为局部节点信息采集模式。

步骤二，信息采集主服务器指定采集节点地址，并生成相应的节点请求数据命令。

步骤三，信息采集主服务器向自己的蓝牙模块网络覆盖范围内的所有主节点发送节点请求数据命令。

步骤四，信息采集主节点在接收到主服务器节点请求数据命令后，进行处理。

参照图6，本步骤的具体实现如下：

4a)判断是否为重复命令，如果为重复命令，则丢弃；反之，则执行步骤4b)；

4b)解析节点请求数据命令，即获取命令中地址信息，判断命令中地址信息是否为空，如果为空，则将该命令丢弃，反之，则向下执行；

4c)判断请求数据命令地址信息中是否存在执行本步骤的主节点地址或执行本步骤的主节点所属皮可网内某从节点地址，如果存在执行本步骤的的主节点地址，则轮询采集主节点皮可网内所有从节点信息数据；如果存在主节点皮可网内某从节点地址，则只采集此从节点信息数据；将采集过的节点地址从请求数据命令中删除；

4d)执行本步骤的主节点向自己的蓝牙模块网络覆盖范围内其他主节点转发节点请求数据命令；

4e)判断从节点信息数据是否有效，如果无效，丢弃信息数据，如果有效，则向下执行；

4f)将从节点信息数据汇总，并查找最优路径，将汇总后的信息数据沿最优路径直接或间接发送至主服务器，查找路径的方法与广播信息采集方法步骤3中查找最优路径的方法相同；

步骤五，其他信息采集主节点在接收到转发来的节点请求数据命令后，均执行步骤四。

步骤六，信息采集主服务器接收信息采集主节点直接或间接发送来的汇总信息数据，统计整理，并进行存储。

步骤七，当所有汇总后信息数据到达主服务器之后，本次广播信息采集过程结束。

参照图4，本发明的主动申请信息采集方法，包括以下步骤：

步骤A，使用激活装置激活信息采集从节点主动申请采集模式。

步骤B，信息采集从节点向所属皮可网中主节点发送信息数据。

步骤C，信息采集主节点接受从节点信息数据，并生成请求传输命令。

步骤D，信息采集主节点查找最优路径，将请求传输命令沿最优路径发送至信息采集主服务器，请求传输命令在发送至主服务器过程中记录经过主节点地址信息，查找路径的方法与广播信息采集方法步骤3中查找最优路径的方法相同；

步骤E，主服务器接收直接或间接发送来请求传输命令，判断是否接收命令中请求传输的信息数据，如果不接收，则丢弃该命令，如果接收，则向下执行。

步骤F，主服务器根据请求传输命令中的地址信息生成请求传输命令的反方向路径信息。

步骤G，主服务器将同意接收命令沿请求传输命令的反方向发送至请求传输的主节点。

步骤H，主节点接收同意接收命令并将信息数据沿最优路径发送至主服务器。

步骤I，信息采集主服务器接收信息采集主节点直接或间接发送来的信息数据，统计整理，并进行存储；

步骤J，当信息采集主服务器接收到信息数据之后，本次主动申请信息采集过程结束。

以上对本发明所提供的一种基于蓝牙自组网的信息采集***及采集方法进行了详细介绍，并对本发明的实施方式进行了阐述，本发明可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接得到的或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于蓝牙自组网的信息采集***，包括：

一个信息采集主服务器(101)、M个信息采集主节点(102)和N个信息采集从节点(103)，主服务器与主节点、主节点与主节点、主节点与从节点之间分别由蓝牙模块进行无线连接，主服务器与主节点之间构成蓝牙自组网，主节点与从节点之间构成蓝牙皮可网，主节点数目M根据网络内主节点密度和主服务器处理能力选择，每个主节点下的从节点数目N小于或等于皮可网从节点数目的上限；

所述的信息采集从节点(103)，用于采集目标信息数据，并将采集来的信息数据通过蓝牙模块发送至信息采集主节点；

所述的信息采集主节点(102)，用于对信息采集从节点发送来的信息数据进行汇总，并通过主节点之间的蓝牙自组网将汇总后的信息数据发送至信息采集主服务器；

所述的信息采集主服务器(101)，通过蓝牙模块接收主节点发送来的主节点汇总后的数据信息，分类整理并进行存储。

2.根据权利要求1所述的信息采集***，其特征在于所述的蓝牙自组网，是由信息采集主服务器与M个信息采集主节点的各自蓝牙模块网络交叠构成。

3.根据权利要求1所述的信息采集***，其特征在于所述的蓝牙皮可网，是由单个信息采集主节点与在其蓝牙模块网络覆盖范围内的信息采集从节点构成，信息采集主节点蓝牙网络交叠部分的从节点只从属于其中一个主节点。

4.一种基于蓝牙自组网的广播信息采集方法，包括以下步骤：

(1)信息采集主服务器向自己的蓝牙模块网络覆盖范围内的所有主节点发送广播请求数据命令；

(2)信息采集主节点在接收到主服务器广播请求数据命令后，首先判断是否为重复命令，如果为重复命令，则丢弃；反之，则向主节点自己的蓝牙模块网络覆盖范围内其他主节点转发广播请求数据命令，同时轮询采集主节点皮可网内从节点信息数据；其次判断从节点信息数据是否有效，如果无效，丢弃信息数据，如果有效，将信息数据汇总，并查找最优路径，将汇总后的信息数据沿最优路径直接或间接发送至主服务器；

(3)其他信息采集主节点在接收到转发来的广播请求数据命令后，均执行步骤(2)；

(4)信息采集主服务器接收信息采集主节点直接或间接发送来的汇总信息数据，统计整理，并进行存储。

5.根据权利要求4所述的基于蓝牙自组网的广播信息采集方法，其特征在于步骤(2)所述的查找最优路径，按如下步骤进行：

2a)查找最优路径的信息采集主节点，即源主节点向自己的蓝牙模块网络覆盖范围内的其他主节点或主服务器发送查找服务器命令；

2b)若主服务器接收到查找服务器命令，则跳转执行步骤2e)，若主节点在接收到查找服务器命令，则执行步骤2c)；

2c)主节点在接收到查找服务器命令后，首先判断是否为重复命令，如果为重复命令，则丢弃；反之，则查找主节点中是否已有到达主服务器的最优路径；如果没有，则将查找服务器命令发送至主节点自己的蓝牙模块网络覆盖范围内其他信息采集主节点；反之，则将查找服务器命令直接转发至最优路径中的下一主节点；

2d)其他信息采集主节点在接收到转发来的查找服务器命令后，均执行步骤2c)；

2e)当查找服务器命令到达主服务器后，主服务器首先判断是否为重复命令，如果为重复命令，则丢弃；反之，则生成确认到达命令，然后根据收到的查找服务器命令中的地址信息生成查找服务器命令的反方向路径信息，将确认到达命令沿查找服务器命令的反方向发送至源主节点；

2f)确认到达命令在转发过程中记录经过主节点的地址信息；

2g)源主节点接收确认到达命令，解析命令中的主节点地址信息，生成路径信息，至此最优路径即被找到。

6.一种基于蓝牙自组网的局部节点信息采集方法，包括以下步骤：

1)信息采集主服务器指定采集节点地址，并生成相应的节点请求数据命令；

2)信息采集主服务器向自己的蓝牙模块网络覆盖范围内的所有主节点发送节点请求数据命令；

3)信息采集主节点在接收到主服务器节点请求数据命令后，首先判断是否为重复命令，如果为重复命令，则丢弃；反之，则解析该命令，判断命令中地址信息是否为空，如果为空，则将该命令丢弃，反之，则判断是否存在该主节点地址或执行主节点所属皮可网内某从节点地址，如果存在主节点地址，则轮询采集主节点皮可网内所有从节点信息数据；如果存在主节点所属皮可网内某从节点地址，则只采集此从节点信息数据；然后判断从节点信息数据是否有效，如果无效，丢弃信息数据，如果有效，将信息数据汇总并将汇总后的信息数据沿最优路径直接或间接发送至主服务器；将采集过的节点地址从请求数据命令中删除；主节点向自己的蓝牙模块网络覆盖范围内其他主节点转发节点请求数据命令；

4)其他信息采集主节点在接收到转发来的节点请求数据命令后，均执行步骤3)；

5)信息采集主服务器接收信息采集主节点直接或间接发送来的汇总信息数据，统计整理，并进行存储。

7.一种基于蓝牙自组网的主动申请信息采集方法，包括如下步骤：

(A)激活信息采集从节点并向所属皮可网中主节点发送信息数据；

(B)信息采集主节点接受从节点信息数据并生成相应的请求传输命令；

(C)信息采集主节点将请求传输命令沿最优路径发送至信息采集主服务器；

(D)主服务器接收直接或间接发送来请求传输命令，判断是否接收命令中请求传输的信息数据，如果不接收，则丢弃，如果接收，则沿请求传输命令的反方向向请求传输的主节点发送同意接收命令；

(E)主节点接收同意接收命令并将信息数据沿最优路径发送至主服务器；

(F)信息采集主服务器接收信息采集主节点直接或间接发送来的汇总信息数据，统计整理，并进行存储。

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