低功耗蓝牙设备间确定主设备的方法及系统与流程

本发明涉及低功耗蓝牙设备间层级指定领域，特指一种低功耗蓝牙设备间确定主设备的方法及系统。

背景技术：

低功耗蓝牙设备(BLE，Bluetooth Low Energy)中的低功耗蓝牙规范定义了链路层的状态机以及设备间如何发现和连接，作为从设备的低功耗蓝牙设备可连接广播事件，作为主设备的低功耗蓝牙设备收到后即可发起连接，如图1所示，作为主设备的低功耗蓝牙设备为发起者，作为从设备的低功耗蓝牙设备为广播者，广播者发送广播指示至发起者，发起者发送连接请求至广播者，从而主设备和从设备建立连接。基于BLE规范，主设备将连接一个或多个从设备，允许主从设备之间的数据通信，从设备之间的数据通信可以通过主设备作为网关来实现。

由于BLE规范本身没有定义一个设备应该是主设备还是从设备，而设备的具体角色交由上层应用来决定，在这样的情况下，对于事先配置好设备角色或是在需要时通过人工配置的应用来说，这样的连接方式没有问题。然而随着BLE在物联网的广泛应用，其需要满足物联网应用普遍存在的尽量减少人为参与、设备自动物联网通信的特点。若一些应用场景存在两个或多个BLE设备且需要彼此数据通信，在无法预先配置每一设备的主从角色时，由于BLE规范本身不负责解决主从角色的问题，大部分情况下需要引入人工干预，这样就导致其不满足物联网应用的特点，从而带来限制应用范围、增加成本和降低用户体验等不足。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种低功耗蓝牙设备间确定主设备的方法及系统，解决现有技术中在无预先配置主从角色的设备间需要引入人工干预而导致的不满足物联网应用的特点以及带来限制应用范围、增加成本和降低用户体验等不足的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种低功耗蓝牙设备间确定主设备的方法，包括如下步骤：

待确定主设备的各个低功耗蓝牙设备间相互收发扫描请求信号，所述扫描请求信号中包含有与所述低功耗蓝牙设备对应的设定值；以及

每一低功耗蓝牙设备均基于同一判断规则对所述设定值进行判断，并根据所得到的判断结果将自身的设备角色确定为主设备或从设备。

本发明实现了一种无需人工干预的主从角色的自动配置方法，在多个低功耗蓝牙设备需要确定角色时，通过各个低功耗蓝牙设备间相互收发扫描请求信号，从而使得每一低功耗蓝牙设备都能接收到其他低功耗蓝牙设备的设定值，再根据同样的判断规则确定出唯一的主设备，其他的设备均为从设备，实现了自动确定角色的功能，解决了现有需要引入人工干预而导致的不满足物联网应用的特点的问题，和带来的限制应用范围、增加成本和降低用户体验等不足的问题。

本发明低功耗蓝牙设备间确定主设备的方法的进一步改进在于，待确定主设备的各个低功耗蓝牙设备间相互收发扫描请求信号，包括：

于设定时间内将待确定主设备的各个低功耗蓝牙设备中的每一低功耗蓝牙设备置于主动扫描态，以令各个低功耗蓝牙设备间相互收发扫描请求信号；

每一低功耗蓝牙设备在接收到其他低功耗蓝牙设备发送的扫描请求信号时，将所接收到的扫描请求信号中的设定值予以存储。

本发明低功耗蓝牙设备间确定主设备的方法的进一步改进在于，与所述低功耗蓝牙设备对应的设定值通过如下方法获得：

于所述低功耗蓝牙设备中预先存储对应的设定值；

将所述低功耗蓝牙设备的身份识别码作为对应的设定值；

将所述低功耗蓝牙设备的媒体访问控制地址作为对应的设定值；或者

将所述低功耗蓝牙设备的IP地址作为对应的设定值。

本发明低功耗蓝牙设备间确定主设备的方法的进一步改进在于，还包括：

到达所述设定时间后，每一低功耗蓝牙设备均从主动扫描态回到就绪态；

自身的设备角色确定为主设备的低功耗蓝牙设备从就绪态转到发起态；

自身的设备角色确定为从设备的低功耗蓝牙设备从就绪态转到广播态。

本发明低功耗蓝牙设备间确定主设备的方法的进一步改进在于，

当同一判断规则为最小值判断规则时，所述设定值中的最小值所对应的低功耗蓝牙设备的设备角色确定为主设备，其他的低功耗蓝牙设备的设备角色确定为从设备；

当同一判断规则为最大值判断规则时，所述设定值中的最大值所对应的低功耗蓝牙设备的设备角色确定为主设备，其他的低功耗蓝牙设备的设备角色确定为从设备。

本发明还提供了一种低功耗蓝牙设备间确定主设备的系统，包括：

扫描命令发送单元，用于生成扫描命令并向待确定主设备的各个低功耗蓝牙设备发送，从而使得各个低功耗蓝牙设备间相互收发扫描请求信号，所述扫描请求信号中包含有与所述低功耗蓝牙设备对应的设定值；以及

与所述扫描命令发送单元连接的处理单元，用于在所述扫描命令发送单元发送扫描命令之后形成设定角色指令，并将判断规则与所述设定角色指令一起发送给各个低功耗蓝牙设备，从而使得每一低功耗蓝牙设备基于所述判断规则对所述设定值进行判断，进而根据判断结果将自身的设备角色确定为主设备或从设备。

本发明低功耗蓝牙设备间确定主设备的系统的进一步改进在于，每一低功耗蓝牙设备内均设有一主机，所述主机与所述扫描命令发送单元通信连接；

所述扫描命令发送单元将所述扫描命令发送至每一低功耗蓝牙设备的主机，所述扫描命令包括主动扫描态设定指令和设定时间；

所述低功耗蓝牙设备的主机根据所述扫描命令中的主动扫描态设定指令将对应的低功耗蓝牙设备置于主动扫描态，并在所述设定时间内将对应的低功耗蓝牙设备维持在主动扫描态；所述低功耗蓝牙设备的主机在接收到其他低功耗蓝牙设备发送的扫描请求信号时，保存所接收的扫描请求信号中的设定值。

本发明低功耗蓝牙设备间确定主设备的系统的进一步改进在于，所述设定值为预先存储于低功耗蓝牙设备内的值、低功耗蓝牙设备的身份识别码、低功耗蓝牙设备的媒体访问控制地址或者低功耗蓝牙设备的IP地址。

本发明低功耗蓝牙设备间确定主设备的系统的进一步改进在于，每一低功耗蓝牙设备的主机在达到所述设定时间后控制对应的低功耗蓝牙设备从主动扫描态回到就绪态；根据自身的设备角色的确定结果控制对应的低功耗蓝牙设备从就绪态进入对应的状态。

本发明低功耗蓝牙设备间确定主设备的系统的进一步改进在于，

所述判断规则为最小值判断规则，所述设定值中的最小值所对应的低功耗蓝牙设备的设备角色确定为主设备，其他的低功耗蓝牙设备的设备角色确定为从设备；或者

所述判断规则为最大值判断规则，所述设定值中的最大值所对应的低功耗蓝牙设备的设备角色确定为主设备，其他的低功耗蓝牙设备的设备角色确定为从设备。

附图说明

图1为显示为低功耗蓝牙设备中主从设备间建立通信连接及数据通信的示意图。

图2为本发明低功耗蓝牙设备间确定主设备的方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明提供了一种低功耗蓝牙设备间确定主设备的方法及系统，应用于为两个以上的BLE设备(低功耗蓝牙设备)选择出唯一主设备的场景。特别地针对需要人工干预的情形，避免在BLE设备间确定主设备时引入人工干预，实现一种自动选择主设备的机制。有效解决了在引入人工干预时带来的限制应用范围、增加成本和降低用户体验等不足的问题。本发明的低功耗蓝牙设备间确定主设备的方法及系统，在遵守BLE规范的前提下，提供一种在多个BLE设备中自动选择出唯一主设备的机制，当设备彼此确定了主从设备角色后，就可以依照BLE规范进行连接、绑定和数据通信了。下面结合附图对本发明低功耗蓝牙设备间确定主设备的方法及系统进行说明。

本发明提供了一种低功耗蓝牙设备间确定主设备的系统，用于两个以上低功耗蓝牙设备存在时选择出唯一主设备的场景，在待确定主设备的各个低功耗蓝牙设备中的各个低功耗蓝牙设备间相邻设置，该相邻是指各个低功耗蓝牙设备间可以接收到彼此之间发送的广播报文。本发明的确定主设备的系统包括扫描命令发送单元和与扫描命令发送单元连接的处理单元，该扫描命令发送单元用于生成扫描命令并向待确定主设备的各个低功耗蓝牙设备发送，从而使得各个低功耗蓝牙设备间相互收发扫描请求信号，该扫描请求信号中包含有与低功耗蓝牙设备对应的设定值。处理单元用于在扫描命令发送单元发送扫描命令之后形成设定角色指令，并将判断规则与设定角色指令一起发送给各个低功耗蓝牙设备，从而使得每一低功耗蓝牙设备基于判断规则对设定值进行判断，该设定值包括自身的设定值和其他所有低功耗蓝牙设备的设定值，进而根据判断结果将自身角色确定为主设备或从设备。

由于各个低功耗蓝牙设备先进行扫描请求信号的收发，这样使得每一低功耗蓝牙设备均能够接收到其他低功耗蓝牙设备发送的扫描请求信号，从而知晓其他低功耗蓝牙设备对应的设定值，在基于同一判断规则进行判断时，该低功耗蓝牙设备利用自身的设定值与其他的设定值进行判断，同一判断规则而且设定值唯一性势必会得出唯一的判断结果，就实现了确定出唯一主设备的功能，这样在所有低功耗蓝牙设备将自身角色确定好后，所有低功耗蓝牙设备中有一个主设备，其他的均为从设备，进而各个低功耗蓝牙设备就可以依照BLE规范进行连接、绑定和数据通信了。

本发明的确定主设备的系统实现了无需人工干预，无需设备提供人机交互界面，即可自动确定出唯一的主设备，实现多个低功耗蓝牙设备间的连接通信。该确定主设备的系统在多个低功耗蓝牙设备间需要选择主设备时被触发，进而自动的在各个低功耗蓝牙设备间选择确定出主设备，实现低功耗蓝牙设备间的通信。

作为本发明的一较佳实施方式，每一低功耗蓝牙设备内均设有一主机，该主机与扫描命令发送单元通信连接。该扫描命令发送单元将扫描命令发送至每一低功耗蓝牙设备的主机，该扫描命令包括主动扫描态设定指令和设定时间，该设定时间的值可配置。低功耗蓝牙设备的主机根据扫描命令中的主动扫描态设定指令将对应的低功耗蓝牙设备置于主动扫描态，并在设定时间内将对应的低功耗蓝牙设备维持在主动扫描态，处于主动扫描态的低功耗蓝牙设备向外部会发送扫描请求信号，该扫描请求信号被其他低功耗蓝牙设备接收，该接收扫描请求信号的低功耗蓝牙设备的主机将该扫描请求信号中的设定值予以保存存储。较佳地，在低功耗蓝牙设备内设有缓存单元，该设定值被暂时保存在缓存单元中，待设备角色确定完成后，再将设定值从缓存单元中删除。

作为本发明的一较佳实施方式，扫描请求信号中的设定值为对应低功耗蓝牙设备的一个唯一值，该设定值可以为预先存储在低功耗蓝牙设备内的值、低功耗蓝牙设备的身份识别码(ID)、低功耗蓝牙设备的媒体访问控制地址(以太网MAC地址)或者低功耗蓝牙设备的IP地址。在主动扫描可达的范围内，设定值具备唯一性，不同蓝牙设备的设定值一定彼此不相同，上述的预先存储的值、蓝牙设备身份识别码、媒体访问控制地址以及IP地址均能够保证唯一性。当然能够在不同的实施方式上具有各种获得与低功耗蓝牙设备对应的唯一值的变化，皆不脱离本发明的保护范围。

作为本发明的一较佳实施方式，低功耗蓝牙设备的主机在达到设定时间后控制该低功耗蓝牙设备从主动扫描态回到就绪态，而后在设备角色确定后，根据自身角色的确定结果控制低功耗蓝牙设备从就绪态进入对应的状态。即设备角色为主设备的低功耗蓝牙设备从就绪态转到发起态，设备角色为从设备的低功耗蓝牙设备从就绪态转到广播态。结合图1所示，从而发起者和广播者建立连接，进行各个设备间的数据通信，主从设备之间直接可进行数据通信，从设备间的数据通信可以通过主设备作为网关来实现。

作为本发明的一较佳实施方式，本发明的判断规则可以为最小值判断规则，即所有低功耗蓝牙设备的设定值中最小值对应的低功耗蓝牙设备的设备角色为主设备，其他的低功耗蓝牙设备的设备角色为从设备。在最小值判断规则下，每一低功耗蓝牙设备在进行判断时，利用自己的设定值去跟其他的设定值比较，若自己的设定值为最小值，则将自己的设备角色确定为主设备，若自己的设定值不是最小值，则将自己的设备角色确定为从设备。该判断规则还可以为最大值判断规则，即所有低功耗蓝牙设备的设定值中最大值对应的低功耗蓝牙设备的设备角色为主设备，其他的低功耗蓝牙设备的设备角色为从设备。在最大值判断规则下，每一低功耗蓝牙设备在进行判断时，利用自己的设定值去跟其他的设定值比较，若自己的设定值为最大值，则将自己的设备角色确定为主设备，若自己的设定值不是最大值，则将自己的设备角色确定为从设备。当然能够在不同的实施方式上具有各种基于设定值(存储的值)的判断规则，皆不脱离本发明的保护范围。

现有的主从设备确定方法中有采用静默一段时间后第一个结束等待的设备成为主设备，这样的做法由于蓝牙设备一般具有移动性，在静默一段时间后第一个结束等待的设备有可能移动到与其他蓝牙设备可连接范围之外，从而造成部分蓝牙设备或甚至全部蓝牙设备无法连接。相比于上述做法，本发明采用的BLE协议栈已经定义好的主动扫描相互传递设定值，在基于同一判断规则的同时，确保在当前时刻下这些蓝牙设备处于彼此可通信的范围，保证或至少提高了主设备与从设备的连接成功性。

本发明还提供了一种低功耗蓝牙设备间确定主设备的方法，该方法包括如下步骤：

如图2所示，执行步骤S11，令待确定主设备的各个低功耗蓝牙设备间相互收发扫描请求信号，该扫描请求信号中包含有与低功耗蓝牙设备对应的设定值。接着执行步骤S12。

执行步骤S12，每一低功耗蓝牙设备均基于同一判断规则对设定值进行判断，并根据所得到的判断结果将自身的设备角色确定为主设备或从设备。

本发明的确定主设备的方法实现了一种无需人工干预的主从角色的自动配置方法，在多个低功耗蓝牙设备需要确定角色时，通过各个低功耗蓝牙设备间相互收发扫描请求信号，从而使得每一低功耗蓝牙设备都能接收到其他低功耗蓝牙设备的设定值，在根据同样的判断规则确定出唯一的主设备，其他的设备均为从设备，实现了自动确定角色的功能，解决了现有需要引入人工干预而导致的不满足物联网应用的特点的问题，和带来的限制应用范围、增加成本和降低用户体验等不足的问题。

作为本发明的一较佳实施方式，待确定主设备的各个低功耗蓝牙设备间相互收发扫描请求信号，包括：

于设定时间内将待确定主设备的各个低功耗蓝牙设备中的每一低功耗蓝牙设备置于主动扫描态，以令各个低功耗蓝牙设备间相互收发扫描请求信号；其中的设定时间的值可配置，处于主动扫描态的低功耗蓝牙设备向外部会发送扫描请求信号，该扫描请求信号被其他低功耗蓝牙设备接收。

每一低功耗蓝牙设备在接收到其他低功耗蓝牙设备发送的扫描请求信号时，将所接收到的扫描请求信号中的设定值予以存储。较佳地，在低功耗蓝牙设备内设有缓存单元，该设定值被暂时保存在缓存单元中，待设备角色确定完成后，再将设定值从缓存单元中删除。

作为本发明的一较佳实施方式，与低功耗蓝牙设备对应的设定值通过如下方法获得：

于低功耗蓝牙设备中预先存储对应的设定值；

将低功耗蓝牙设备的身份识别码作为对应的设定值；

将低功耗蓝牙设备的媒体访问控制地址(以太网MAC地址)作为对应的设定值；或者

将低功耗蓝牙设备的IP地址作为对应的设定值。当然能够在不同的实施方式上具有各种获得与低功耗蓝牙设备对应的唯一值的变化，皆不脱离本发明的保护范围。

作为本发明的一较佳实施方式，该确定主设备的方法还包括：

到达设定时间后，每一低功耗蓝牙设备均从主动扫描态回到就绪态；

自身设备角色确定为主设备的低功耗蓝牙设备从就绪态转到发起态；

自身设备角色确定为从设备的低功耗蓝牙设备从就绪态转到广播态。具体地，低功耗蓝牙设备的状态转换可通过低功耗蓝牙设备的主机控制，主机通过发送控制指令或控制信号来实现。结合图1所示，上述低功耗蓝牙设备间的发起者和广播者建立连接，进而可进行各个设备间的数据通信，主从设备之间直接可进行数据通信，从设备间的数据通信可以通过主设备作为网关来实现。

作为本发明的一较佳实施方式，

当同一判断规则为最小值判断规则时，设定值中的最小值所对应的低功耗蓝牙设备的角色确定为主设备，其他的低功耗蓝牙设备的角色确定为从设备；在最小值判断规则下，每一低功耗蓝牙设备在进行判断时，利用自己的设定值去跟其他的设定值比较，若自己的设定值为最小值，则将自己的设备角色确定为主设备，若自己的设定值不是最小值，则将自己的设备角色确定为从设备。

当同一判断规则为最大值判断规则时，设定值中的最大值所对应的低功耗蓝牙设备的角色确定为主设备，其他的低功耗蓝牙设备的角色确定为从设备。在最大值判断规则下，每一低功耗蓝牙设备在进行判断时，利用自己的设定值去跟其他的设定值比较，若自己的设定值为最大值，则将自己的设备角色确定为主设备，若自己的设定值不是最大值，则将自己的设备角色确定为从设备。当然能够在不同的实施方式上具有各种基于设定值(存储的值)的判断规则，皆不脱离本发明的保护范围。

下面以三个低功耗蓝牙设备为例来说明本发明的确定主设备的方法及系统的实现过程。

假设在三个低功耗蓝牙设备X、Y、Z中需要确定出主设备。

使低功耗蓝牙设备X、低功耗蓝牙设备Y以及低功耗蓝牙设备Z均进入扫描态，并且将扫描态维持在设定时间内，该设定时间可以为1秒；

在该设定时间内，每个低功耗蓝牙设备定期发送扫描请求，在扫描请求中包含有对应的设定值：低功耗蓝牙设备X发送的扫描请求内包含有事先存储的值A_X＝100，低功耗蓝牙设备Y发送的扫描请求内包含有事先存储的值A_Y＝200，低功耗蓝牙设备Z发送的扫描请求内包含有事先存储的值A_Z＝300。低功耗蓝牙设备X收到低功耗蓝牙设备Y和低功耗蓝牙设备Z的扫描请求，并存储A_Y和A_Z。低功耗蓝牙设备Y收到低功耗蓝牙设备X和低功耗蓝牙设备Z的扫描请求，并存储A_X和A_Z。低功耗蓝牙设备Z收到低功耗蓝牙设备X和低功耗蓝牙设备Y的扫描请求，并存储A_X和A_Y。

在设定时间到时，每个设备采用同一判断规则进行判断，以最大值规则为例进行判断：

低功耗蓝牙设备X以自身的A_X和存储A_Y与A_Z进行比较判断，得出自身的A_X不是最大值，设置自身的设备角色为从设备；

低功耗蓝牙设备Y以自身的A_Y和存储A_X与A_Z进行比较判断，得出自身的A_Y不是最大值，设置自身的设备角色为从设备；

低功耗蓝牙设备Z以自身的A_Z和存储A_X与A_Y进行比较判断，得出自身的A_Z是最大值，设置自身的设备角色为主设备；

低功耗蓝牙设备X从扫描态进入就绪态而后再进入广播态；

低功耗蓝牙设备Y从扫描态进入就绪态而后再进入广播态；

低功耗蓝牙设备Z从扫描态进入就绪态而后再进入发起态；

基于BLE规范，低功耗蓝牙设备Z作为主设备分别建立起和从设备X与从设备Y的连接。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。