基于云服务器的远程模拟蓝牙设备服务的方法与流程

本发明属于远程蓝牙通信技术领域，具体地涉及一种基于云服务器的远程模拟蓝牙设备服务的方法。

背景技术：

蓝牙作为短距离无线通信标准，被广泛应用于手机、电脑等终端中。蓝牙在手机无线通讯方式中扮演了重要的角色。蓝牙有着通迅简单，传输速度较快，无网络要求的优点。但同时，蓝牙也有传输距离短的缺点。

随着智能家居的发展，借助于互联网和蓝牙网关可以将不在同一空间位置的手机与蓝牙设备互联起来，用户可以通过手机远程控制蓝牙设备，但也仅限于远程控制蓝牙设备，虽然也可以获取蓝牙设备的数据，但是往往是从应用层获取数据，无法模拟蓝牙设备的服务，无法实现真正意义上的通讯。

技术实现要素：

针对上述存在的技术问题，本发明目的是：提供了一种基于云服务器的远程模拟蓝牙设备服务的方法，通过在蓝牙设备间建立虚拟p2p信道，通过蓝牙网关和云服务器读取远程用户蓝牙设备的服务值和对用户蓝牙设备写入mac层数据，可以远程模拟蓝牙设备的服务。

本发明的技术方案是：

一种基于云服务器的远程模拟蓝牙设备服务的方法，包括通过网络连接的第一蓝牙设备、第一蓝牙网关、云服务器、第二蓝牙网关和第二蓝牙设备，具体方法包括以下步骤：

s01：通过第一蓝牙网关和第二蓝牙网关获取第一蓝牙设备和第二蓝牙设备的mac地址，并上传至云服务器；

s02：云服务器根据请求绑定的第一蓝牙设备和第二蓝牙设备的mac地址建立第一蓝牙设备与第二蓝牙设备的绑定关系；

s03：在第二蓝牙网关中建立ble设备服务，模拟出与第一蓝牙设备信息相同的第三蓝牙设备，将获取的第一蓝牙设备mac层数据写入ble设备服务中。

优选的，所述步骤s03中第一蓝牙设备的mac层数据的获取包括以下步骤：

s11：第二蓝牙设备发送获取服务数据的请求，该请求为mac层数据，第二蓝牙网关将mac层数据打包为ip数据报文，并发送至云服务器；

s12：云服务器将ip数据报文转发给第一蓝牙网关，第一蓝牙网关将获取的ip数据报文转包为mac层数据，并发送给第一蓝牙设备；

s13：第一蓝牙设备将请求的服务数据以mac层数据的形式发送至第一蓝牙网关，第一蓝牙网关将mac层数据打包为ip数据报文，并发送至云服务器；

s14：云服务器将ip数据报文转发给第二蓝牙网关，第二蓝牙网关将获取的ip数据报文转包为mac层数据，将mac层数据写入ble设备服务中。

优选的，第二蓝牙设备获取第三蓝牙设备的服务，对服务的句柄进行操作。

优选的，所述云服务器，用于响应蓝牙网关，并对蓝牙网关开放注册，开启蓝牙网关，蓝牙网关通过签到方式连接。

与现有技术相比，本发明的优点是：

通过在蓝牙设备间建立虚拟p2p信道，通过蓝牙网关和云服务器读取远程用户蓝牙设备的服务值和对用户蓝牙设备写入mac层数据，可以远程模拟蓝牙设备的服务。可以方便的切换多个异地蓝牙设备的通信连接。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为系统各模块间的连接架构图；

图2为工作流程图；

图3在数据透传流图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

实施例：

如图1所示，主要包括用户端、实验室端和客户端。用户端为用户蓝牙设备，实验室端模拟蓝牙设备服务，一般通过智能手机获取用户端数据，客户端可以控制和操作部署于云服务器的云后台。设备间的关系及功能如下：

1、用户蓝牙设备与用户蓝牙网关

a)用户蓝牙设备是数据提供方、用户蓝牙网关是数据搜集方

用户蓝牙设备是指用户所携带的手环、手带、心率监测仪、计步器、温湿度传感器等能传感所在环境或实体的状态的设备，并具有蓝牙模块。

用户蓝牙网关是指能通过扫描发现的方式可以连接蓝牙设备的设备，并能对蓝牙设备连接后进行读写操作。

b)用户蓝牙网关主要是负责搜集用户蓝牙设备信息，比如心率、心跳、计步等值。

用户蓝牙网关通过云服务器的指令读写用户蓝牙设备的状态值，把用户蓝牙设备的状态值缓存起来，并上送到云服务器，由云服务器执行其他操作。

c)用户蓝牙网关将搜集到的数据上送到云服务器

用户蓝牙网关将ble设备上获取的服务及服务上对应的值上送到云服务器，云服务器将该设备的相关参数保存，等待实验室端蓝牙网关同步。

d)云服务器记录相关数值，并保存用户蓝牙网关与用户蓝牙设备关系

云服务器记录用户端ble设备的相关数据，并提供接口给pc客户端控制用户ble设备和实验室蓝牙设备的匹配同步。

2、实验室蓝牙设备与实验室蓝牙网关

a)实验室蓝牙设备是数据搜集方、实验室蓝牙网关是数据提供方

在实验室蓝牙网关是模拟用户ble设备服务，提供远端ble设备的服务数据，供实验室蓝牙设备搜集。

b)实验室蓝牙网关模拟ble设备的服务

实验室蓝牙网关将云服务器中各蓝牙网关可用的用户蓝牙设备模拟出来，建立目的蓝牙设备的ble设备服务，模拟出与目的蓝牙设备信息相同的第二蓝牙设备，将获取的目的蓝牙设备的mac层数据写入ble设备服务中，实验室设备能搜索到相关模拟用户蓝牙设备和相关数据值。

c)实验室蓝牙设备采集数据

实验室蓝牙设备进行gatt等数据服务读写操作，由实验室设备发起相关操作指令导实验室蓝牙网关，实验室蓝牙网关接收到相关指令发送到云服务器，云服务器发送相关指令导用户蓝牙网关取回用户蓝牙设备相关数据值。

3、用户蓝牙网关、实验室蓝牙网关和云服务器

a)用户蓝牙网关是数据提供方、实验室蓝牙网关是设备（数据）模拟方

用户数据由用户蓝牙网关从用户ble设备提取，通过获取设备服务，然后通过gatt协议对服务读写。用户蓝牙网关、实验室蓝牙网关、云服务器组成网络，将远端的两个蓝牙设备互联起来。

b)用户蓝牙网关到与云服务器

用户蓝牙网关连接云服务器并上送采集到的蓝牙设备信息数据，云服务器记录用户蓝牙网关和用户蓝牙设备连接关系和采集到的相关数据值。

c)实验室蓝牙网关与云服务器

实验室蓝牙网关连接云服务器将云服务器上可用的用户蓝牙设备数据通过自身蓝牙芯片模拟出来，提供给实验室蓝牙网关搜索或读写相关数据项，相关读写操作实时发回云服务器进行实时采集用户蓝牙设备。

d)云服务器与用户蓝牙网关、实验室蓝牙网关

云服务器是连接用户蓝牙网关和实验室蓝牙网关的服务器，能感知用户蓝牙网关和实验室蓝牙网关联网情况，将用户蓝牙网关和实验室蓝牙网关绑定通讯、实时交互透传相关指令或数据。

如图2所示，工作流程包括：

准备阶段：

用户蓝牙网关：

用户蓝牙网关扫描、配对、连接用户的蓝牙设备，用户蓝牙网关捕获用户蓝牙设备的mac层数据，并上传到云端。

实验室蓝牙网关：

在验室蓝牙网关中，建立ble设备服务，通过云端获取到用户蓝牙设备的mac地址，模拟出与用户蓝牙设备信息相同的蓝牙设备，手动配置云端实验室的mac地址和蓝牙设备ble的mac地址绑定关系。

实验室蓝牙网关扫描、配对、连接实验室的蓝牙设备。

选择对应实验室蓝牙网关模拟的ble设备的服务列表。

实验室蓝牙设备向用户蓝牙设备发起数据请求：

实验室蓝牙设备发送获取某个服务数据的请求，发送ble的mac层数据。

实验室蓝牙网关接受到数据请求后，把蓝牙mac的数据打包为ip数据报文，这个数据报文源地址为实验室蓝牙设备，目的地是用户蓝牙设备，并在ip数据报文中标注请求的目的地。

云平台根据请求目的地址，将ip数据报文转发给向对应的用户蓝牙网关。

用户蓝牙网关截获数据后转包为蓝牙mac层数据给用户蓝牙设备。

用户蓝牙设备收到经由实验室蓝牙网关、云平台、用户蓝牙网关转发的实验室蓝牙设备的蓝牙数据请求，即响应并反馈蓝牙mac层数据。

用户蓝牙网关接收到用户蓝牙设备的mac层数据，把蓝牙mac的数据打包为ip数据报文，这个数据报文源地址为用户蓝牙设备，目的地是实验室蓝牙设备，并在ip数据报文中标注请求的目的地。

云平台根据请求目的地址，将ip数据报文转发给向对应的实验室蓝牙网关。

实验室蓝牙网关截获数据后转包为蓝牙mac层数据，随即把蓝牙mac层数据写入模拟的ble设备服务。

实验室蓝牙网关模拟的ble设备服务将写入的数据，通过蓝牙反馈给实验室蓝牙设备。

本发明主要实现了蓝牙数据的透传机制，透传机制是通过用户蓝牙网关捕获用户蓝牙设备的mac层数据，然后通过网络层转发到云端，云端做中继转发到跬步实验室的蓝牙设备上。

首先，蓝牙网关获得实验室的蓝牙设备和用户蓝牙设备的mac地址，并把记录的mac地址上传云端。

其次，在云端配置用户蓝牙设备ble的mac地址和跬步实验室蓝牙设备ble的mac地址绑定关系。

然后，用户蓝牙设备ble设备发送ble的mac层数据，用户蓝牙网关获得数据后，把蓝牙mac的数据打包为ip数据报文，这里源地址为用户蓝牙设备ble设备，目的地址为实验室的蓝牙设备，在实验室蓝牙网关截获数据后转包为蓝牙mac层数据给跬步实验室蓝牙设备。

之后，实验室蓝牙设备回复数据报文给实验室蓝牙网关，继而通过云端，再到用户蓝牙网关，最后传递给用户蓝牙设备，这样完成一次蓝牙交互。

这里可以看到的是，整个用户蓝牙网关和实验室蓝牙网关中间均是实验的蓝牙mac层数据和网络ip数据的交互，而且蓝牙mac的数据处理响应在用户蓝牙网关和实验室蓝牙网关中。所以对于用户蓝牙设备来说，客户蓝牙网关就是实验室蓝牙设备；对于实验室蓝牙设备来说，实验室蓝牙网关就是客户蓝牙设备。

将云后台部署到云服务器，并开启服务可以响应实验室蓝牙网关和用户蓝牙网关，并对网关开放注册。开启实验室蓝牙网关和用户蓝牙网关，两端蓝牙网关通过签到方式连接到云后台，做好连接准备。当用户蓝牙设备连入，用户蓝牙网关和实验室蓝牙网关通知到云端，有用户连入，并对控制客户端暴露已连入ble设备的用户蓝牙网关ip地址和连入的ble设备mac地址。客户端匹配蓝牙网关已建立连接的蓝牙设备。此时虚拟p2p信道已建立，实验室蓝牙设备可通过蓝牙网关和云平台读取远程用户蓝牙设备的服务值和对用户蓝牙设备写入mac层数据。

通过用户蓝牙网关获取用户蓝牙设备的uuid值，再经由云后台，传输给实验室蓝牙网关。实验室蓝牙网关接受到uuid值后，将对应的uuid初始化，如计步数据，温度信息初始化为服务，并初始化其属性值，当服务开启后，外部连接ble设备，获取服务就是对服务的句柄进行操作。

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。