一种多个蓝牙设备组网的方法
【专利摘要】本发明提供一种多个蓝牙设备组网的方法：通过广播/扫描白名单配置，约束组网范围；通讯时，蓝牙设备通过广播方式发送数据包，网络中其他蓝牙设备通过扫描方式获取数据，并对数据进行分析，根据广播包的发送设备地址、接收设备地址和接收此广播包的次数决定对该广播包采取丢弃、执行指令或转发的处理方式。采用这种技术方案，可以突破蓝牙主设备连接从设备的数量限制，拓展了蓝牙组网的设备规模，并且通过数据转发方式，扩展了蓝牙组网通讯的规模、距离限制。
【专利说明】一种多个蓝牙设备组网的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及蓝牙通讯【技术领域】，更具体地说，是涉及一种多个蓝牙设备组网的方法。
【背景技术】
[0002]蓝牙技术是一种近年来迅猛发展的无线通讯技术。目前蓝牙技术被广泛应用在智能可穿戴、无线语音传输、短距离文件传输等领域。然而，蓝牙采用点对点的数据传输方式，其通讯范围在10?100米，I个蓝牙主设备只能与7个蓝牙从设备连接，并采用轮询的方式与7个从设备进行通讯，构成一个蓝牙微网。这种组网方式，严重地限制了组网的设备个数和通讯距离，同时轮询的方式也导致数据通讯效率较低。因此，严重制约了蓝牙技术在物联网、智能家居等领域的应用。
[0003]蓝牙协议中，蓝牙设备的角色除了主设备和从设备，还有广播者和观察者。广播者和观察者可以通过广播/扫描的方式，在不进行连接的前提下，进行数据收发。此外，链路层用于实现设备过滤的设备集称为白名单。利用白名单可以约束广播/扫描的设备范围。利用广播/扫描过程以及白名单技术，令新的组网方法实现，拓展蓝牙组网的规模和距离成为可能。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种多个蓝牙设备组网的方法，解决目前蓝牙组网的规模和距离限制的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下:
[0006]一种多个蓝牙设备组网的方法，包括以下步骤:
[0007]S1、将需要进行组网通讯的多个蓝牙设备相互之间进行广播/扫描白名单配置，配置完成后，所有蓝牙设备断开，切换为扫描状态；
[0008]S2、需要通讯时，发起通讯的蓝牙设备切换到广播状态，将数据包广播给通讯范围内的其他所有蓝牙设备；
[0009]S3、蓝牙网络中所有处于扫描状态的蓝牙设备接收数据包并进行分析，判断是否是该数据包的接收设备，若否，则该蓝牙设备切换到广播状态，将数据包转播给通讯范围内的其他所有蓝牙设备；若是，则该蓝牙设备执行相应指令。
[0010]进一步地，所述步骤SI中广播/扫描白名单的配置方法为:
[0011]S101、第一蓝牙设备与需要组网的蓝牙设备进行连接，交换身份信息，设置第一蓝牙设备的广播过滤策略和扫描者广播策略，将需要组网的蓝牙设备加入第一蓝牙设备的广播/扫描白名单；
[0012]S102、重复步骤SlOl的操作，将需要组网通讯的蓝牙设备逐一加入第一蓝牙设备的广播/扫描白名单；
[0013]S103、对每一个蓝牙设备都执行上述步骤SlOl?S102，直至蓝牙网络中的所有蓝牙设备互相添加至各自的广播/扫描白名单。
[0014]进一步地，在步骤SlOl中，所述广播过滤策略设置为:链路层处理所有蓝牙设备的连接请求，并只处理列在白名单中的蓝牙设备的扫描请求。
[0015]进一步地，在步骤SlOl中，所述扫描者过滤策略设置为:链路层只处理列在白名单中的蓝牙设备广播的数据包。
[0016]进一步地，在步骤S2和S3中，蓝牙设备广播或转播完数据包后，切换为扫描状态。
[0017]进一步地，所述数据包内的信息包括发送设备地址信息、接收设备地址信息和指令代码。
[0018]进一步地，所述步骤S3具体包括:
[0019]蓝牙设备对数据包进行分析，如果接收设备地址为本设备地址，则该蓝牙设备不再对此数据包进行广播，并执行相应指令；
[0020]如果发送设备地址为本设备地址，则该蓝牙设备不再对此数据包进行广播；
[0021]如果接收设备地址和发送设备地址均不是本设备地址，则分析该蓝牙设备是否第一次接收此数据包，若是，则对此数据包进行广播，若否，则不再对此数据包进行广播。
[0022]进一步地，所述步骤SI中包含的蓝牙设备数量大于3。
[0023]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
[0024]1、拓展了蓝牙组网的规模:本发明中采用广播/扫描的方式进行数据包的收发，而非蓝牙传统的连接后点对点的数据收发方式。因此只要在广播者通讯范围内、并且在广播者的白名单中的观察者都可以扫描到该广播的数据包。广播者可以和超过7个以上的观察者通讯，突破了以往蓝牙设备组网，I个主设备最多连接7个从设备的限制。
[0025]2、拓展了蓝牙组网的距离:在利用主从设备组网的方式中，所有从设备必须在主设备的通讯范围内，才能进行连接与数据传输。本发明提出的广播/扫描组网方法，每一个蓝牙设备在不通讯时都处于扫描状态，当捕获广播包时会对数据包进行分析，如有需要将对该数据包继续进行广播。因此每一个蓝牙设备都可以承担数据桥点的角色，超过通讯范围的两个蓝牙设备可以通过中间的蓝牙设备实现数据跳转，拓展了蓝牙组网的距离。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是本发明所述的一种多个蓝牙设备组网的方法的通讯流程图；
[0027]图2是本发明实施例1的组网通讯示意图；
[0028]图3是本发明实施例2的组网通讯示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和实施例对本发明所述的一种多个蓝牙设备组网的方法作进一步说明。
[0030]以下是本发明所述的一种多个蓝牙设备组网的方法的最佳实例，并不因此限定本发明的保护范围。
[0031]实施例1
[0032]请参考图1，图中示出了本发明所述的一种多个蓝牙设备组网的方法的通讯流程图，包括以下步骤:
[0033]S1、将需要进行组网通讯的多个蓝牙设备相互之间进行广播/扫描白名单配置，配置完成后，所有蓝牙设备断开，切换为扫描状态，身份切换为观察者；
[0034]S2、需要通讯时，发起通讯的蓝牙设备(即发起者)切换到广播状态，身份切换为广播者，对数据包进行广播；
[0035]S3、蓝牙网络中的所有处于扫描状态的蓝牙设备(即观察者)接收数据包并进行分析，判断是否是该数据包的接收设备，若否，则该蓝牙设备切换到广播状态，对数据包进行转播，若是，则该蓝牙设备执行相应指令。
[0036]作为优选的，所述步骤SI中广播/扫描白名单的配置方法为:
[0037]S101、第一蓝牙设备与需要组网的蓝牙设备进行连接，交换身份信息，设置第一蓝牙设备的广播过滤策略和扫描者广播策略，将需要组网的蓝牙设备加入第一蓝牙设备的广播/扫描白名单；
[0038]S102、重复步骤SlOl的操作，将需要组网通讯的蓝牙设备逐一加入第一蓝牙设备的广播/扫描白名单；
[0039]S103、对每一个蓝牙设备都执行上述步骤SlOl?S102，直至蓝牙网络中的所有蓝牙设备互相添加至各自的广播/扫描白名单。
[0040]作为优选的，在步骤SlOl中，所述广播过滤策略设置为:链路层处理所有蓝牙设备的连接请求，并只处理列在白名单中的蓝牙设备的扫描请求。
[0041]作为优选的，在步骤SlOl中，所述扫描者过滤策略设置为:链路层只处理列在白名单中的蓝牙设备广播的数据包。
[0042]作为优选的，蓝牙设备广播或转播完数据包后，切换为扫描状态。
[0043]在本实施中，所述数据包内的信息包括发送设备地址信息、接收设备地址信息和指令代码三部分。
[0044]在本实施中，所述步骤S3具体包括:
[0045]蓝牙设备对数据包进行分析，如果接收设备地址为本设备地址，则该蓝牙设备不再对此数据包进行广播，并执行相应指令代码；
[0046]如果发送设备地址为本设备地址，则该蓝牙设备不再对此数据包进行广播，并丢弃此帧数据；
[0047]如果接收设备地址和发送设备地址均不是本设备地址，则分析该蓝牙设备是否第一次接收此数据包，若是，则对此数据包进行广播，若否，则不再对此数据包进行广播，并丢弃此帧数据。
[0048]在本实施中，所述步骤SI中包含的蓝牙设备数量大于3。
[0049]图2示出了实施例1的组网通讯示意图，本实施例中，10个蓝牙设备进行组网通讯，分别命名为蓝牙设备I?蓝牙设备10。这10个蓝牙设备在一定的空间里随机分布，且彼此都在通讯范围内。假设蓝牙设备I需要发送数据给蓝牙设备5，则通讯的步骤为:
[0050]S1、蓝牙设备I?蓝牙设备10互相添加至广播/扫描白名单，添加完成后断开连接，全部调整为扫描状态，等待数据通讯；
[0051]S2、蓝牙设备I切换到广播状态，广播包含发送地址(蓝牙设备I的地址)、接收地址(蓝牙设备5的地址)和指令代码的数据包；广播完数据包后，切换为扫描状态；
[0052]S3、处于扫描状态的蓝牙设备I?蓝牙设备10接收数据包并进行分析，分别判断是否是该数据包的接收设备，若否，则该蓝牙设备切换到广播状态，将数据包转播给通讯范围内的其他所有蓝牙设备；若是，则该蓝牙设备执行相应指令。
[0053]具体地，在S3中，蓝牙设备2?蓝牙设备10都将接收到蓝牙设备I广播的数据包，并对数据包进行分析；蓝牙设备5确定接收设备地址为本设备地址，即本设备为接收设备，因此执行相关指令，并不再广播此数据包；
[0054]蓝牙设备2?蓝牙设备4、蓝牙设备6?蓝牙设备10分析本设备不是发送或接收设备，但为首次扫描到该数据包，则也切换为广播状态，广播此数据包；
[0055]接着，蓝牙设备I?蓝牙设备10都将再次收到由蓝牙设备2?蓝牙设备4、蓝牙设备6?蓝牙设备10转发的数据包，但蓝牙设备I和蓝牙设备5分别为发送和接收设备，并且其余设备也非首次接收到此数据包，因此蓝牙设备I?蓝牙设备10将对此帧数据包丢弃，不予处理，完成了本次通讯。
[0056]在本实施例中，可以实现蓝牙设备I?蓝牙设备10中任意两个蓝牙设备的通讯，突破了 I个主设备与7个从设备点对点通讯的限制。由此说明，本发明所提出的组网方法可以拓展蓝牙组网的规模。
[0057]实施例2
[0058]图3示出了实施例2的组网通讯示意图，本实施例中，10个蓝牙设备进行组网通讯，分别命名为蓝牙设备I?蓝牙设备10，这10个蓝牙设备在一定的空间里随机分布。假设蓝牙设备I需要发送数据给蓝牙设备10，但蓝牙设备10不在蓝牙设备I的通讯范围。本实施例中，将通过蓝牙设备4和蓝牙设备5来进行数据跳转，具体的通讯步骤如下:
[0059]S1、蓝牙设备I?蓝牙设备10将在自己通讯范围内的设备互相添加至广播/扫描白名单，添加完成后断开连接，全部调整为扫描状态，等待数据通讯；
[0060]S2、蓝牙设备I切换为广播状态，广播包含发送地址(蓝牙设备I的地址)、接收地址(蓝牙设备10的地址)和指令代码的数据包；
[0061]S3、处于扫描状态的蓝牙设备I?蓝牙设备10接收数据包并进行分析，分别判断是否是该数据包的接收设备，若否，则该蓝牙设备切换到广播状态，将数据包转播给通讯范围内的其他所有蓝牙设备；若是，则该蓝牙设备执行相应指令。
[0062]具体地，在S3中，蓝牙设备2?蓝牙设备5在蓝牙设备I的通讯范围内，将接收到此数据包，并对数据进行分析；蓝牙设备2?蓝牙设备5确定本设备不是发送或接收设备，但为首次扫描到该数据，因此也切换为广播状态，转播此数据包。
[0063]蓝牙设备6?蓝牙设备10和蓝牙设备I?蓝牙设备3都在蓝牙设备4和蓝牙设备5的通讯范围内，因此将收到此数据包，蓝牙设备6?蓝牙设备9和蓝牙设备I?蓝牙设备3不是接收设备，但为首次接收此数据包，因此将进行广播转发。而蓝牙设备10通过数据分析发现本设备为接收设备，将不再转发，而是执行相关指令；
[0064]最后，发送设备、接收设备和其余非首次接收的设备将丢弃此帧广播数据包，通讯结束。
[0065]在本实施例中，蓝牙设备I与蓝牙设备10超过了可通讯距离，但是通过蓝牙设备4和蓝牙设备5进行了数据跳转，从而实现了数据通信。由此说明，本发明所提出的组网方法可以拓展蓝牙组网的通信距离。
[0066]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本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。
【权利要求】
1.一种多个蓝牙设备组网的方法，其特征在于，包括以下步骤: 51、将需要进行组网通讯的多个蓝牙设备相互之间进行广播/扫描白名单配置，配置完成后，所有蓝牙设备断开，切换为扫描状态； 52、需要通讯时，发起通讯的蓝牙设备切换到广播状态，将数据包广播给通讯范围内的其他所有蓝牙设备； 53、蓝牙网络中所有处于扫描状态的蓝牙设备接收数据包并进行分析，判断是否是该数据包的接收设备，若否，则该蓝牙设备切换到广播状态，将数据包转播给通讯范围内的其他所有蓝牙设备；若是，则该蓝牙设备执行相应指令。
2.根据权利要求1所述的多个蓝牙设备组网的方法，其特征在于，所述步骤SI中广播/扫描白名单的配置方法为: 5101、第一蓝牙设备与需要组网的蓝牙设备进行连接，交换身份信息，设置第一蓝牙设备的广播过滤策略和扫描者广播策略，将需要组网的蓝牙设备加入第一蓝牙设备的广播/扫描白名单； 5102、重复步骤SlOl的操作，将需要组网通讯的蓝牙设备逐一加入第一蓝牙设备的广播/扫描白名单； 5103、对每一个蓝牙设备都执行上述步骤SlOl?S102，直至蓝牙网络中的所有蓝牙设备互相添加至各自的广播/扫描白名单。
3.根据权利要求2所述的多个蓝牙设备组网的方法，其特征在于，在步骤SlOl中，所述广播过滤策略设置为:链路层处理所有蓝牙设备的连接请求，并只处理列在白名单中的蓝牙设备的扫描请求。
4.根据权利要求2所述的多个蓝牙设备组网的方法，其特征在于，在步骤SlOl中，所述扫描者过滤策略设置为:链路层只处理列在白名单中的蓝牙设备广播的数据包。
5.根据权利要求1所述的多个蓝牙设备组网的方法，其特征在于，在步骤S2和S3中，蓝牙设备广播或转播完数据包后，切换为扫描状态。
6.根据权利要求1所述的多个蓝牙设备组网的方法，其特征在于，所述数据包内的信息包括发送设备地址信息、接收设备地址信息和指令代码。
7.根据权利要求6所述的多个蓝牙设备组网的方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括: 蓝牙设备对数据包进行分析，如果接收设备地址为本设备地址，则该蓝牙设备不再对此数据包进行广播，并执行相应指令； 如果发送设备地址为本设备地址，则该蓝牙设备不再对此数据包进行广播； 如果接收设备地址和发送设备地址均不是本设备地址，则分析该蓝牙设备是否第一次接收此数据包，若是，则对此数据包进行广播，若否，则不再对此数据包进行广播。
8.根据权利要求1所述的多个蓝牙设备组网的方法，其特征在于，所述步骤SI中包含的蓝牙设备数量大于3。
【文档编号】H04W84/20GK104519493SQ201410798265
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年12月17日 优先权日:2014年12月4日
【发明者】周松斌, 刘忆森, 刘哲, 刘伟鑫, 李昌 申请人:广东省自动化研究所