一种基于无线通信的键盘1+N配对系统的制作方法

本发明涉及键盘配对，具体涉及一种基于无线通信的键盘1+n配对系统。

背景技术：

1、键盘是用于操作计算机设备运行的一种指令和数据输入装置，也指经过系统安排操作一台机器或设备的一组功能键。键盘是最常用也是最主要的输入设备，通过键盘可以将英文字母、汉字、数字、标点符号等输入到计算机中，从而向计算机发出命令、输入数据等。

2、然而，传统的键盘功能设计通常是固定的、不可扩展的，无法满足用户个性化需求和多样化的工作场景。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种基于无线通信的键盘1+n配对系统，能够有效克服现有技术所存在的键盘主体无法与其他设备灵活、便捷地配对以扩展使用功能的缺陷。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

5、一种基于无线通信的键盘1+n配对系统，包括键盘主体，以及与键盘主体待配对的模块组件，所述键盘主体包括第一无线通信模块、电源管理模块和控制模块，所述模块组件包括第二无线通信模块，所述键盘主体与模块组件之间通过配对检测磁吸结构可拆卸连接；

6、第一无线通信模块，与第二无线通信模块配合建立键盘主体与模块组件之间的无线通信连接；

7、电源管理模块，在模块组件通过配对检测磁吸结构与键盘主体连接后，对充电状态进行检测；

8、控制模块，在电源管理模块检测到充电状态后，控制键盘主体与模块组件进行配对。

9、优选地，所述配对检测磁吸结构包括四个引脚，分别为对应iic总线的sda引脚、scl引脚，对应电源正极的vcc引脚，对应信号地的gnd引脚；

10、当模块组件通过配对检测磁吸结构与键盘主体连接时，电源管理模块向模块组件进行充电，并对充电状态进行检测。

11、优选地，所述第一无线通信模块为一主多从模式的ble无线通信模块，用于同时连接一个主机和多个模块组件；

12、所述第二无线通信模块为单连从机模式的ble无线通信模块，用于同时连接一个键盘主体。

13、优选地，所述键盘主体与模块组件进行配对，包括：

14、键盘主体作为iic的主机设备，模块组件作为iic的从机设备，ble的配对请求发送和配对请求确认过程均通过iic总线实现，一旦配对成功，键盘主体与模块组件之间通过第一无线通信模块、第二无线通信模块进行数据传输和指令交互。

15、优选地，所述键盘主体与模块组件进行配对，包括：

16、s1、模块组件通过配对检测磁吸结构与键盘主体连接后，键盘主体和模块组件均开始对各自的ble无线通信模块、iic模块进行自检；

17、s2、键盘主体自检完成后发送一个iic起始信号，申请总线仲裁，当键盘主体获取到模块组件的设备id时，完成iic总线链路的建立；

18、s3、键盘主体通过向模块组件发送包含第一无线通信模块的设备信息的扫描信息，告诉模块组件准备发送广播信息；

19、s4、模块组件向键盘主体发送广播信息；

20、s5、键盘主体向模块组件发送配对请求，向模块组件请求建立连接并发送连接参数；

21、s6、键盘主体与模块组件进行安全连接建立，一旦确认安全连接，键盘主体与模块组件之间通过第一无线通信模块、第二无线通信模块进行数据传输和指令交互；

22、s7、键盘主体向模块组件发送iic终止信号，并释放总线仲裁。

23、优选地，所述扫描信息包括主机mac地址和主机地址类型，所述广播信息包括从机mac地址、从机地址类型、广播类型adv_mode、名称local_name、广播通道adv_chnl_map，所述连接参数包括连接间隔connect interval、时隙latency、超时timeout。

24、优选地，所述键盘主体与模块组件进行配对的过程中，使用crc校验和定时器检测处理数据传输出错的异常情况；

25、crc校验，用于校验数据包的完整性，确保每次传输的数据都是准确且完整的，若校验不通过则通知发送方重传；

26、定时器检测，用于检测数据传输超时异常，避免因传输数据丢失而导致接收方等待较长时间。

27、优选地，s6中键盘主体与模块组件进行安全连接建立，包括：

28、s61、模块组件向键盘主体分发从机密钥，键盘主体验证从机密钥；

29、s62、键盘主体向模块组件分发主机密钥，模块组件验证主机密钥；

30、s63、模块组件向键盘主体确认安全连接，并相互保存对方的密钥；

31、s64、键盘主体和模块组件通过密钥、设备属性生成用于后续ble回连需要验证的绑定信息，并各自保存绑定信息；

32、其中，主机密钥和从机密钥均是通过ble协议栈提供的加密算法生成的。

33、优选地，所述ble回连，包括：

34、当键盘主体已经与模块组件配对时，开机便会开启扫描，直至当前连接的模块组件数量达到最大值；

35、模块组件仅需发送定向广播，已经与其配对的键盘主体便会扫描到该定向广播，若键盘主体符合配对条件，便会请求连接；

36、其中，若模块组件开启广播30s后未与键盘主体成功建立连接，则自动关闭广播并进入休眠模式，重启、按按键或通过配对检测磁吸结构与键盘主体连接均可唤醒。

37、(三)有益效果

38、与现有技术相比，本发明所提供的一种基于无线通信的键盘1+n配对系统，具有以下有益效果：

39、1)配对灵活：用户可以根据自己的需求选择不同的模块组件进行组合，实现个性化的键盘功能配置，模块组件可以根据用户的工作场景和偏好进行随时更换和升级，提供更灵活的工作体验；

40、2)配对便捷：通过磁吸方式，模块组件可以轻松地连接到键盘主体上，并且能够自动成功配对，用户无需实施繁琐的配对步骤，只需将模块组件吸附至键盘主体上即可开始使用；

41、3)配对安全：键盘主体与模块组件的配对过程不同于普通的ble广播、扫描、配对等步骤，而是采用iic总线完成配对过程的数据交互，使得ble能够更准确地连接到相应设备，有效解决了近距离内多个键盘主体同时与模块组件配对时相互干扰的问题；

42、4)高扩展性：模块组件的设计具有一定的标准化和通用性，可以与不同型号、品牌的键盘主体兼容，用户可以根据自己的需求选择各种模块组件，对键盘功能进行有效扩展，满足更多的使用场景。

技术特征：

1.一种基于无线通信的键盘1+n配对系统，其特征在于：包括键盘主体，以及与键盘主体待配对的模块组件，所述键盘主体包括第一无线通信模块、电源管理模块和控制模块，所述模块组件包括第二无线通信模块，所述键盘主体与模块组件之间通过配对检测磁吸结构可拆卸连接；

2.根据权利要求1所述的基于无线通信的键盘1+n配对系统，其特征在于：所述配对检测磁吸结构包括四个引脚，分别为对应iic总线的sda引脚、scl引脚，对应电源正极的vcc引脚，对应信号地的gnd引脚；

3.根据权利要求1所述的基于无线通信的键盘1+n配对系统，其特征在于：所述第一无线通信模块为一主多从模式的ble无线通信模块，用于同时连接一个主机和多个模块组件；

4.根据权利要求1所述的基于无线通信的键盘1+n配对系统，其特征在于：所述键盘主体与模块组件进行配对，包括：

5.根据权利要求4所述的基于无线通信的键盘1+n配对系统，其特征在于：所述键盘主体与模块组件进行配对，包括：

6.根据权利要求5所述的基于无线通信的键盘1+n配对系统，其特征在于：所述扫描信息包括主机mac地址和主机地址类型，所述广播信息包括从机mac地址、从机地址类型、广播类型adv_mode、名称local_name、广播通道adv_chnl_map，所述连接参数包括连接间隔connectinterval、时隙latency、超时timeout。

7.根据权利要求5所述的基于无线通信的键盘1+n配对系统，其特征在于：所述键盘主体与模块组件进行配对的过程中，使用crc校验和定时器检测处理数据传输出错的异常情况；

8.根据权利要求5所述的基于无线通信的键盘1+n配对系统，其特征在于：s6中键盘主体与模块组件进行安全连接建立，包括：

9.根据权利要求8所述的基于无线通信的键盘1+n配对系统，其特征在于：所述ble回连，包括：

技术总结
本发明涉及键盘配对，具体涉及一种基于无线通信的键盘1+N配对系统，包括键盘主体，以及与键盘主体待配对的模块组件，键盘主体包括第一无线通信模块、电源管理模块和控制模块，模块组件包括第二无线通信模块，键盘主体与模块组件之间通过配对检测磁吸结构可拆卸连接；第一无线通信模块，与第二无线通信模块配合建立键盘主体与模块组件之间的无线通信连接；电源管理模块，在模块组件通过配对检测磁吸结构与键盘主体连接后，对充电状态进行检测；控制模块，在电源管理模块检测到充电状态后，控制键盘主体与模块组件进行配对；本发明提供的技术方案能够有效克服现有技术所存在的键盘主体无法与其他设备灵活、便捷地配对以扩展使用功能的缺陷。

技术研发人员：朱国正,马冰,马升
受保护的技术使用者：合肥马道信息科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15