一种扫描蓝牙设备的方法与流程

1.本发明涉及蓝牙通信技术领域，具体涉及一种扫描蓝牙设备的方法。


背景技术：

2.近年来，电子设备的通信方式越来越多，同时也变得越来越复杂。比如与我们生产生活息息相关的电脑，手机，平板，可穿戴设备，车载设备等，都可以通过配备蓝牙模块进行通信。通过蓝牙进行设备通信已经成为一种非常普遍和重要的方式。
3.蓝牙协议通过多年的发展，经历了多个版本的升级迭代。包含单模蓝牙、双模蓝牙和经典蓝牙版本。而在这其中，最前沿的当属单模蓝牙了，也就是低功耗蓝牙(ble)。相比较于传统蓝牙设备，低功耗蓝牙最大的特点是降低了成本和功耗。目前，全球正进入一个全新的物联网时代，各种系统需要采集和交换数据，低功耗蓝牙设备(ble)在这之中发挥着至关重要的角色。
4.要实现一个ble应用，需要一个支持ble射频的芯片和一个与之配套的ble协议栈。ble协议栈是实现整个功能的关键。ble中有2个重要的角色，中心和外围。外围是数据提供者，中心则是数据使用或者处理者。一个中心可以同时连接多个外围，但一个外围某一个时刻只能连接一个中心。
5.一个没有被连接的ble外围设备会不停的向外发送广播数据，让中心设备知道他的存在，比如蓝牙手环，手表等设备。外围设备会设定一个广播间隔，每个广播间隔中，都会发送自己的广播数据。广播时间间隔越长，越省电。而当外围设备一旦被中心设备连接，则会马上停止发送广播数据。
6.中心设备可以扫描外围设备，并且向外围设备的特征值(characteristic)写入数据，或者读取外围设备的特征值数据。此时的数据可以是电量，温度等。因为蓝牙所在的频段原因，如果用户直接扫描，不加以任何过滤标识的话，将会扫描出一堆无用的陌生设备。用户不易发现需要的目标设备，降低系统的操作性和体验性。
7.出现这个问题的本质是，普通的蓝牙扫描设备方法，难以达到对目标设备的有效匹配，现在的蓝牙协议提供了通过设备名称，uuid，mac等条件标识来进行过滤扫描的方法。
8.用户在扫描设备之前，通过设置过滤条件，即可以搜索出满足条件的设备，一定概率过滤无用设备。但此方法仍然不能完美满足扫描唯一性的要求。因为对于实际的扫描系统，一般通过uuid来搜索一类设备。mac地址虽然能准备扫描出某一个设备，但是因为系统面向用户时，不同的用户希望识别不同类型的设备，所以不能直接在代码中提前预设。目前已知的公开方法，仅仅通过缓存设备连接标识，或者通过设备信号强弱对设备进行距离排序等方式，来提高用户获取到有效设备的概率，优化用户的体验。但事实上并没有从根源上解决问题，用户首次使用仍然需要从一堆设备中寻找有效设备。


技术实现要素：

9.本发明所要解决的技术问题是：提出一种扫描蓝牙设备的方法，解决传统技术中
扫描低功耗蓝牙设备的过程中，中心设备无法自动精确唯一快速扫描到目标外围设备，造成资源的浪费以及用户体验不好的问题。
10.本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：
11.一种扫描蓝牙设备的方法，应用于包含中央设备、外围设备和云服务器的系统中，所述外围设备中有目标外围设备和非目标外围设备，该方法包括以下步骤：
12.a、目标外围设备将其设备唯一标识信息上传至云服务器进行存储；
13.b、中央设备从云服务器中获取目标外围设备唯一标识信息，并存储在数据库中；
14.c、中央设备周边的各外围设备发出可连接性广播包，所述可连接性广播包中包含对应设备信息和特征值，所述特征值中写入有对应设备的唯一标识信息；
15.d、中央设备开启扫描，对于搜索到的可连接性广播包，解析广播包中的特征值数据，获得对应设备的唯一标识信息；
16.e、中央设备从其数据库中取出保存的目标外围设备唯一标识信息，并和步骤d中获取的对应设备的唯一标识信息进行比较，如果一致，则匹配目标外围设备成功，扫描停止；
17.f、中央设备存储匹配出来的目标外围设备的设备信息，并对匹配出来的目标外围设备进行展示。
18.作为进一步优化，所述中央设备中搭载有移动端应用系统，所述中央设备通过移动端应用系统自动开启扫描。
19.作为进一步优化，所述设备唯一标识信息包括但不限于为随机且唯一的字符串，数字符号，mac地址，唯一的名称等唯一标识信息。
20.作为进一步优化，所述设备信息包括但不限于：设备的名称、mac地址和rssi值。
21.本发明的有益效果是：
22.中央设备通过预先从云服务器中下载目标外围设备的唯一标识信息进行存储，在扫描时，通过解析周围设备的广播包中的唯一标识信息进行比对，从而精准查找目标外围设备，可以快速定位目标外围设备，并仅只展示用户所需要的目标外围设备。减少了蓝牙无目的扫描过程中系统资源和时间成本的浪费，提升了用户的操作体验。当仅有一个目标外围设备的时候，甚至不需要用户手动选择目标外围设备，即可设置系统程序自动进入匹配连接，从而大大的优化了用户的体验。
23.传统的蓝牙连接方式用户需要的操作步骤为：(1)用户开启蓝牙模式；(2)扫描蓝牙设备；(3)展示蓝牙设备列表；(4)识别目标蓝牙设备；(5)点击配对连接，连接成功。如果没有目标蓝牙设备，则重新进入扫描蓝牙设备流程。而此处，对于目标蓝牙设备的约定，需要通过说明书等方式告诉用户，用户才能找到。用户操作步骤繁琐，体验不佳。
24.而采用本发明采用上述手段，用户需要进行的操作步骤为：(1)用户开启蓝牙模式；(2)扫描蓝牙设备；(3)系统自动寻找精准唯一目标设备并展示唯一设备，自动配对连接，连接成功。如果没有匹配到目标蓝牙设备，则重新进入扫描蓝牙设备流程。此处，用户不需要提前知晓目标设备的信息，系统自动识别。
25.可以比较看出，本发明极大简化了用户的操作步骤。
附图说明
26.图1为本发明中的系统关系示意图；
27.图2为本发明中的扫描蓝牙设备的方法流程图。
具体实施方式
28.本发明旨在提出一种扫描蓝牙设备的方法，解决传统技术中扫描低功耗蓝牙设备的过程中，中心设备无法自动精确唯一快速扫描到目标外围设备，造成资源的浪费以及用户体验不好的问题。本发明中的方法所应用的系统如图1所示，包含中央设备、外围设备和云服务器，其中外围设备中有目标外围设备和非目标外围设备，目标外围设备指用户通过中央设备扫描寻找并将要连接的设备，至少包含一个低功耗蓝牙模块和一个无线通信模块，所述无线通信模块，为广域网模块，包括但不限于2g，3g，4g，5g，wi-fi，gprs模块、nb-iot模块。
29.所述中央设备还应搭载一套移动端应用系统，所述的移动端应用系统，包括但不限于android、ios，windows phone、symbian、windows mobile、harmony系统；所述云服务器，用以接收所述目标外围设备上报唯一标识信息数据，以及供中央设备访问获取目标外围设备的唯一标识信息数据。
30.基于上述系统，本发明实现的扫描蓝牙设备的方法流程如图2所示，其包括：
31.s1、目标外围设备向云服务器上传设备唯一标识信息并存储：
32.目标外围设备将设备唯一标识信息通过无线通信模块上传至云服务器，云服务器对于采集到的数据加以识别和预处理，存储在云服务器的数据库中；
33.这里的“设备唯一标识信息”能够唯一的代表所述目标外围设备，与目标外围设备为一一映射关系，包括但不限于为随机且唯一的字符串，数字符号，目标外围设备mac地址，唯一的名称等唯一标识信息。
34.s2、中央设备从云服务器获取目标外围设备的唯一标识信息并存储：
35.所述中央设备预先通过网络通信，从所述云服务器的数据库中，获取一个或多个目标外围设备的唯一标识信息，并存储在所述中央设备的数据库中。
36.s3、中央设备周边的外围设备发出可连接性广播包：
37.所述中央设备周边的外围设备发出可连接性广播包，所述可连接性广播包包含但不限于蓝牙设备的名称，mac地址，唯一标识信息，rssi值等，目标外围设备将设备唯一标识信息存放于特征值中，通过可连续性广播放发出。
38.s4、中央设备搜索可连接性广播包：
39.所述中央设备通过所搭载的移动端应用系统，开启扫描蓝牙设备指令，进入扫描模式，搜索周围设备发出的可连接性广播包，过滤非可连接性广播包。
40.s5、中央设备从可连接性广播包中解析出设备唯一标识信息：
41.所述中央设备对于搜索到的可连接性广播包，解析特征值数据，获取设备唯一标识信息。
42.s6、中央设备将获取的设备唯一标识信息与保存的目标外围设备唯一标识信息进行匹配：
43.从所述中央设备数据库中取出设备唯一标识信息，用于和s5中获得的设备唯一标
识信息相比较，如果一致，则匹配成功，扫描停止；
44.因为唯一标识信息通过云服务系统提前获取，所以不需要用户判断，或者提前知晓设备的唯一标识信息，直接扫描即可以获取到目标设备，整个操作流程进行了简化。
45.s7、中央设备存储匹配出的目标外围设备信息并展示：
46.所述中央设备存储匹配的目标外围设备的信息，展示匹配出来的一个或多个目标外围设备，供用户或系统进行后续操作。
47.实施例：
48.本实施例中，以目标外围设备为包含低功耗蓝牙模块和nb-iot模块的手环，中央设备为搭载android系统的手机为例。首先，手环需要通过nb-iot模块向云服务器传送一个设备唯一标识信息，本例中的设备唯一标识信息采用设备蓝牙模块的mac地址。mac地址对应蓝牙模块，与所述目标外围设备一一映射关系，满足作为一个设备唯一标识信息的条件。
49.手机连接云服务器后，从云服务器获取手环的设备唯一标识信息，即手环的mac地址，并存储于手机的数据库中。
50.当需要与手环进行蓝牙配对时，手机开启蓝牙扫描功能，可以获取到周围的蓝牙设备(包括目标外围设备-手环和非目标外围设备，如蓝牙耳机，蓝牙手表等)发送的可连接性广播包，广播包中含有设备的mac地址。手机通过解析广播包，就可以获取这些设备的mac地址，然后从数据库中取出手环的mac地址，与这些设备的mac地址进行精确匹配，从而快速准确匹配到手环，然后显示手环的设备信息(如：手环设备的名称、rssi值等)，由于本例中只有一个目标外围设备，可以直接建立与手环的连接。