CN104539323B - 一种蓝牙低功耗组网互连方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蓝牙低功耗组网互连方法及系统，方法包括：中心设备向周围广播自定义广播消息；当有外围设备收到时，则当前外围设备向中心设备发送自定义连接请求信令，并建立连接；当前外围设备向中心设备发送第一自定义链路层数据信令，并发送支持的业务类型和业务地址，之后断开连接；重复上述步骤直至所有外围设备将支持的业务类型和业务地址发送给中心设备；中心设备将所有外围设备的蓝牙地址、业务类型和业务地址合一，形成外围设备业务列表，完成组网；中心设备根据所述外围设备业务列表，使网络中任意两个设备在所支持的无线业务上实现无线连接，使得用户使用网络中任意终端控制与其他终端间的无线连接业务，操作方便而且节能环保。

Description

一种蓝牙低功耗组网互连方法及系统

技术领域

本发明涉及蓝牙技术领域，尤其涉及一种蓝牙低功耗组网互连方法及系统。

背景技术

随着电子设备的普及，越来越多的智能终端被人们广泛使用，如智能电视、无线音响、智能手机、平板、笔记本、电脑、无线路由器、无线相机、无线投影仪、智能灯具、智能冰箱、智能热水器、智能打印机等。这些带有无线模块的智能终端通常会用于无线连接业务，比如智能电视和智能手机之间的WiFi 显示业务，智能手机与无线投影仪之间的视频放映业务，无线相机与无线路由器或电脑之间的照片传输备份业务，平板与无线音响之间的音乐播放业务，平板与智能冰箱或智能热水器的控制业务等。当启动这些业务时，往往需要用户对多个设备之间进行设置与连接才能正常使用，对用户来说，使用不是很方便。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明针对现有技术的上述缺陷，提供一种蓝牙低功耗组网互连方法及系统，旨在解决现有支持蓝牙的无线设备无线互连使用不方便的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种蓝牙低功耗组网互连方法，其中，所述方法包括步骤：

A、中心设备向周围以低功耗模式及可连接非定向方式广播自定义广播消息；

B、当有一个外围设备收到中心设备的自定义广播消息时，则当前外围设备向中心设备发送自定义连接请求信令，使中心设备和当前外围设备建立连接；

C、当前外围设备向中心设备发送第一自定义链路层数据信令，并将当前外围设备支持的业务类型和业务地址发送给中心设备，发送完成后断开连接；

D、中心设备恢复到可连接非定向方式广播自定义广播消息，等待下一个外围设备的连接请求；

E、当下一外围设备与中心设备建立连接时，则将该外围设备支持的业务类型和业务地址发送给中心设备；

F、中心设备将所有外围设备的蓝牙地址、业务类型和业务地址合一，形成外围设备业务列表，并完成组网；

G、中心设备根据所述外围设备业务列表，使网络中任意两个外围设备无线连接。

所述蓝牙低功耗组网互连方法，其中，所述步骤C中第一自定义链路层数据信令为Payload格式，其中Payload格式的第一自定义链路层数据信令包括信令长度字段，业务类型字段、是否支持该业务类型的标志位字段及业务地址字段。

所述蓝牙低功耗组网互连方法，其中，所述步骤G具体包括：

G11、中心设备向周围以低功耗模式及可连接非定向方式广播广播信令，其中，广播信令里包含待触发的业务类型；

G12、当外围设备接收所述广播信令，并根据所述广播信令判断是否支持广播信令中对应的业务类型，当支持时则向中心设备发送扫描请求；

G13、当中心设备接收到多个支持该业务类型的外围设备扫描请求时，选择多个外围设备中的两个外围设备，并向被选中的两个外围设备发送自定义扫描回复数据包；

G14、被选中的两个外围设备接收所述自定义扫描回复数据包，并根据自定义扫描回复数据包中的业务类型、业务对象地址及主从模式进行互连。

所述蓝牙低功耗组网互连方法，其中，所述自定义扫描回复数据包用于触发两个外围设备或中心设备与外围设备互连。

所述蓝牙低功耗组网互连方法，其中，所述步骤G具体包括：

G21、中心设备以低功耗模式及可连接非定向方式广播广播信令；

G22、当外围设备有业务触发请求时则向中心设备发送连接请求信令，并与中心设备建立连接；

G23、外围设备以第二自定义链路层数据信令格式向中心设备发送待触发的业务类型；

G24、当中心设备完成接收所述待触发的业务类型时，断开与外围设备的连接；

G25、中心设备向周围以低功耗模式及可连接非定向方式广播待触发的业务类型；

G26、当外围设备接收所述广播信令，并根据所述广播信令判断是否支持广播信令中对应的业务类型，当支持时则向中心设备发送扫描请求；

G27、当中心设备接收到多个支持该业务类型的外围设备扫描请求时，选择多个外围设备中的两个外围设备，并向被选中的两个外围设备发送自定义扫描回复数据包；

G28、被选中的两个外围设备接收所述自定义扫描回复数据包，并根据自定义扫描回复数据包中的业务类型、业务对象地址及主从模式进行互连。

所述蓝牙低功耗组网互连方法，其中，所述第二自定义链路层数据信令为Payload格式，其中Payload格式的第二自定义链路层数据信令包括信令长度字段，业务类型字段。

一种蓝牙低功耗组网互连系统，其中，包括：

广播模块，用于中心设备向周围以低功耗模式及可连接非定向方式广播自定义广播消息；

连接建立控制模块，用于当有一个外围设备收到中心设备的自定义广播消息时，则当前外围设备向中心设备发送自定义连接请求信令，使中心设备和当前外围设备建立连接；

连接断开控制模块，用于当前外围设备向中心设备发送第一自定义链路层数据信令，并将当前外围设备支持的业务类型和业务地址发送给中心设备，发送完成后断开连接；

循环广播模块，用于中心设备恢复到可连接非定向方式广播自定义广播消息，等待下一个外围设备的连接请求；

发送模块，用于当下一外围设备与中心设备建立连接时，则将该外围设备支持的业务类型和业务地址发送给中心设备；

组网模块，用于中心设备将所有外围设备的蓝牙地址、业务类型和业务地址合一，形成外围设备业务列表，并完成组网；

互连模块，用于中心设备根据所述外围设备业务列表，使网络中任意两个外围设备无线连接。

所述蓝牙低功耗组网互连系统，其中，所述第一自定义链路层数据信令为Payload格式，其中Payload格式的第一自定义链路层数据信令包括信令长度字段，业务类型字段、是否支持该业务类型的标志位字段及业务地址字段。

所述蓝牙低功耗组网互连系统，其中，所述互连模块具体包括：

第一广播信令广播单元，用于中心设备向周围以低功耗模式及可连接非定向方式广播广播信令，其中，广播信令里包含待触发的业务类型；

第一扫描请求发送单元，用于当外围设备接收所述广播信令，并根据所述广播信令判断是否支持广播信令中对应的业务类型，当支持时则向中心设备发送扫描请求；

第一扫描回复数据包发送单元，用于当中心设备接收到多个支持该业务类型的外围设备扫描请求时，选择多个外围设备中的两个外围设备，并向被选中的两个外围设备发送自定义扫描回复数据包；

第一外围设备互连单元，用于被选中的两个外围设备接收所述自定义扫描回复数据包，并根据自定义扫描回复数据包中的业务类型、业务对象地址及主从模式进行互连。

所述蓝牙低功耗组网互连系统，其中，所述互连模块具体包括：

第二广播信令广播单元，用于中心设备以低功耗模式及可连接非定向方式广播广播信令；

请求信令发送及连接单元，用于当外围设备有业务触发请求时则向中心设备发送连接请求信令，并与中心设备建立连接；

链路层数据信令发送单元，用于外围设备以第二自定义链路层数据信令格式向中心设备发送待触发的业务类型；

接收及断开连接单元，用于当中心设备完成接收所述待触发的业务类型时，断开与外围设备的连接；

第三广播信令广播单元，用于中心设备向周围以低功耗模式及可连接非定向方式广播待触发的业务类型；

第二扫描请求发送单元，用于当外围设备接收所述广播信令，并根据所述广播信令判断是否支持广播信令中对应的业务类型，当支持时则向中心设备发送扫描请求；

第二扫描回复数据包发送单元，用于当中心设备接收到多个支持该业务类型的外围设备扫描请求时，选择多个外围设备中的两个外围设备，并向被选中的两个外围设备发送自定义扫描回复数据包；

第二外围设备互连单元，用于被选中的两个外围设备接收所述自定义扫描回复数据包，并根据自定义扫描回复数据包中的业务类型、业务对象地址及主从模式进行互连。

本发明提供了一种蓝牙低功耗组网互连方法及系统，方法包括：中心设备向周围以低功耗模式及可连接非定向方式广播自定义广播消息；当有一个外围设备收到中心设备的自定义广播消息时，则当前外围设备向中心设备发送自定义连接请求信令，使中心设备和当前外围设备建立连接；当前外围设备向中心设备发送第一自定义链路层数据信令，并将当前外围设备支持的业务类型和业务地址发送给中心设备，发送完成后断开连接；中心设备恢复到可连接非定向方式广播自定义广播消息，等待下一个外围设备的连接请求；当下一外围设备与中心设备建立连接时，则将该外围设备支持的业务类型和业务地址发送给中心设备；中心设备将所有外围设备的蓝牙地址、业务类型和业务地址合一，形成外围设备业务列表，并完成组网；中心设备根据所述外围设备业务列表，使网络中任意两个外围设备在所支持的无线业务上实现无线连接。本发明使得用户只要使用网络中任意一个智能终端，就可以控制与其他智能终端之间的无线连接业务，不仅操作方便，而且节能环保。

附图说明

图1是本发明所述蓝牙低功耗组网互连方法较佳实施例的流程图。

图2为本发明提供的所述蓝牙低功耗组网互连方法第一实施例的流程示意图。

图3为本发明提供的所述蓝牙低功耗组网互连方法第二实施例的流程示意图。

图4为本发明提供的所述蓝牙低功耗组网互连方法第三实施例的流程示意图。

图5为本发明提供的所述蓝牙低功耗组网互连方法第四实施例的流程示意图。

图6是本发明所述蓝牙低功耗组网互连系统较佳实施例的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

首先对低功耗蓝牙协议进行详细说明如下。

与传统蓝牙和高速蓝牙相比，低功耗蓝牙（Bluetooth Low Energy，BLE）的最大优点是省功耗，同时传输的数据量也比较小，适用于智能终端之间的无线业务连接。低功耗蓝牙协议的开发主要在链路层（Link Layer，LL），通用访问协议层（Generic AccessProfile，GAP）和通用属性协议层（Generic Attribute Profile，GATT）。

在GATT层定义了服务器（Server）和客户端（Client）。服务器可以向客户端发送数据，反之客户端不能向服务器发送数据。

在中心设备（Central Device）和外围设备（Peripheral Device）这两种物理设备中，中心设备（Central Device）处于网络的中心位置，外围设备处于网络的外围位置。

当中心设备处于中心角色，以低功耗模式向周围广播时，同时外围设备处于外围角色，进行主动扫描。外围设备向中心设备发起连接请求，两个设备建立连接。

当中心设备和外围设备连接成功后，意味着从GAP层进入到GATT层，原来的中心角色和外围角色转变为服务器和客户端。GATT层上的服务器和客户端与GAP层上的中心角色和外围角色是两个独立的概念，即原先的中心设备或外围设备既可以是服务器又可以是客户端，也可以同时担任服务器和客户端。

根据蓝牙联盟发布的蓝牙4.0协议，链路层定义了BLE信道的信令，非连接状态下的广播方（Advertiser），扫描方（Scanner）和发起方（Initiator），连接状态下的主机（Master）和从机（Slave）。

具体来说，BLE信道的信令格式如表1所示，对广播信道和数据信道都适用。其中，引导码Preamble和接入地址Access Address对于BLE信道来说是固定的数据，协议数据单元PDU可以在BLE信道中携带信息，CRC用作循环校验。

表1

关于广播信道的信令格式，广播信道的PDU（协议数据单元）由头Header和有效载荷Payload组成，如表2所示，表2为广播信道的PDU格式。

表2

Header中的4比特PDU Type决定了信令的类型，如可连接非定向广播信令（ADV_IND），可连接定向广播信令（ADV_DIRECT_IND），不可连接非定向广播信令（ADV_NONCONN_IND），扫描请求信令（SCAN_REQ），扫描回复信令（SCAN_RSP），连接请求信令（CONNECT_REQ），可扫描非定向广播信令（ADV_SCAN_IND），具体如表3所示。

表3

其中，广播方向扫描方发送可连接非定向广播信令（ADV_IND）时，可连接非定向广播信令（ADV_IND）的Payload格式如表4所示。其中，AdvA表示广播方的蓝牙地址，AdvData表示广播数据包，最多可携带31个字节的消息。

表4

ADV_IND（可连接非定向广播信令）的AdvData（广播数据包）的格式如表5所示。其中，AD Structure表示消息段，一个广播数据包可容纳多个消息段；AD Type表示消息段的类型，如蓝牙名称，蓝牙制造商，UUID等；AD Data表示消息段的内容；Length的值表示消息段类型和消息段内容的字节总数。

表5

已经被蓝牙联盟定义的AD Type字段如表6所示，未被定义的就是保留字段。

表6

扫描方向广播方发送连接请求信令（CONNECT_REQ）时，连接请求信令（CONNECT_REQ）的Payload格式如表7所示。其中，InitA是扫描方的蓝牙地址，AdvA是广播方的蓝牙地址，链路层数据LL Data是连接请求的内容。

表7

LL Data的格式如表8所示，其中，信道匹配ChM用来选择传输数据的信道。

表8

ChM中37个比特代表数据信道（0~36），3个比特代表广播信道（37~39），如表9所示，3比特广播信道是将来使用保留位。

表9

扫描方向广播方发送扫描请求信令（SCAN_REQ）时，扫描请求PDU的Payload格式如表10所示，其中ScanA是扫描方的蓝牙地址，AdvA是广播方的蓝牙地址。

表10

广播方向扫描方发送扫描回复信令（SCAN_RSP）时，扫描回复PDU的Payload格式如表11所示，其中AdvA是广播方的蓝牙地址，ScanRspData是外围设备广播时可携带的数据包，最多支持31个字节的长度。

表11

链路层在广播信道中定义了广播状态（Advertising State），扫描状态（ScanningState）和发起状态（Initiating State）。

其中，广播状态（Advertising State）可分为：

1）可连接非定向广播事件（Connectable undirected event）：广播方向周围所有的扫描方广播ADV_IND信令，并声明自己处于可连接模式。广播方监听扫描方发来的SCAN_REQ信令，然后向扫描方发送SCAN_RSP信令。广播方也监听发起方发来的CONNECT_REQ信令；

2）可连接定向广播事件（Connectable directed event）：广播方向周围特定的扫描方广播ADV_DIRECT_IND信令，并声明自己处于可连接模式。广播方只监听特定发起方发来的CONNECT_REQ信令；

3）不可连接非定向广播事件（Non-connectable undirected event）：广播方向周围所有的扫描方广播ADV_NONCONN_IND信令，并声明自己处于不可连接模式。广播方不监听扫描方发来的信令；

4）可扫描非定向广播事件（Scannable undirected event）：广播方向周围所有的扫描方广播ADV_SCAN_IND信令。广播方只监听扫描方发来的SCAN_REQ信令，然后向扫描方发送SCAN_RSP信令。

扫描状态（Scanning State）可分为：

1）被动扫描（Passive scanning）：处于被动扫描模式的扫描方只能监听广播方广播的信令，不能对外发送数据；

2）主动扫描（Active scanning）：处于主动扫描模式的扫描方监听广播方广播的信令，只对广播ADV_IND信令和ADV_SCAN_IND信令的广播方发送SCAN_REQ信令，发送完毕后继续监听广播方发来的SCAN_RSP信令。

在发起状态（Initiating State）中：

处于发起状态的发起方可以对广播ADV_IND信令和ADV_DIRECT_IND信令的广播方发送CONNECT_REQ信令。

广播信道的广播状态（Advertising State），扫描状态（Scanning State）和发起状态（Initiating State）三种状态对应的信令关系如表12所示。

表12

数据信道的信令由头Header和有效载荷Payload组成，可能还包括32比特的消息完整性检查（Message Integrity Check，MIC），如表13所示。

表13

Header中的链路层标志（LLID）决定了数据信道的信令类型，比如链路层数据信令（LL Data PDU），链路层控制信令（LL Control PDU），如表14所示，其中，LLID为“01”的用来发送延续（Continuation）或空（Empty）的数据，LLID为“10”的用来发送起始（Start）或完整（Complete）数据。更多数据（More Data，MD）决定是否发送更多的数据，如果主机和从机的MD位都为“0”，就断开连接，主机停止发送数据，从机不再监听并接收数据；否者主机继续发送数据，从机继续监听并接收数据。长度（Length）代表Payload和MIC的字节总数，如果MIC也包括在数据信道信令里面，其中，Payload的长度不超过27字节，MIC占有固定的4字节。

表14

LL Data PDU用来承载GATT层的数据传输任务，其内容即为传输的数据，每次不超过27字节。如果数据内容超过27字节，可分多次发送，直到数据全部发送完毕为止。

在GAP层中，定义了4种角色：广播角色（Broadcaster Role）、观察角色（ObserverRole）、外围角色（Peripheral Role）和中心角色（Central Role）。

1）广播角色：处于广播角色的设备以低功耗模式向周围广播，但不会响应其他设备发来的连接请求，即处于广播角色的设备处于不可连接模式；

2）观察角色：处于观察角色的设备可以扫描处于广播角色的设备，但不能发起连接请求，即处于观察角色的设备处于不可连接模式；

3）外围角色：处于外围角色的设备以低功耗模式向周围广播，响应其他设备发来的连接请求，即处于外围角色的设备处于可连接模式；

4）中心角色：处于中心角色的设备可以扫描处于外围角色的设备，可以发起连接请求，即处于中心角色的设备处于可连接模式。

LL层与GAP层的对应关系如表15所示，其中，“E”表示不支持，“M”表示必须支持，“O”表示选择支持，“O/E”表示如果中心角色支持被动扫描，那么中心角色选择支持主动扫描，否者中心角色必须支持主动扫描。

表15

本发明结合低功耗蓝牙的特点，提供了一种蓝牙低功耗组网互连方法。请参见图1，图1是本发明所述蓝牙低功耗组网互连方法较佳实施例的流程图。如图1所示，所述蓝牙低功耗组网互连方法，包括步骤：

步骤S100、中心设备向周围以低功耗模式及可连接非定向方式广播自定义广播消息；

步骤S200、当有一个外围设备收到中心设备的自定义广播消息时，则当前外围设备向中心设备发送自定义连接请求信令，使中心设备和当前外围设备建立连接；

步骤S300、当前外围设备向中心设备发送第一自定义链路层数据信令，并将当前外围设备支持的业务类型和业务地址发送给中心设备，发送完成后断开连接；

步骤S400、中心设备恢复到可连接非定向方式广播自定义广播消息，等待下一个外围设备的连接请求；

步骤S500、当下一外围设备与中心设备建立连接时，则将该外围设备支持的业务类型和业务地址发送给中心设备；

步骤S600、中心设备将所有外围设备的蓝牙地址、业务类型和业务地址合一，形成外围设备业务列表，并完成组网；

步骤S700、中心设备根据所述外围设备业务列表，使网络中任意两个外围设备无线连接。

在步骤S100及步骤S400中，所述自定义广播消息的内容如表16所示，且所述自定义广播消息能被外围设备识别。

表16

其中，Length的值表示AD Type和AD Data的字节总数；AD Type的值为“40”，该值未被蓝牙联盟定义过，防止对其他BLE设备产生干扰。

在得到中心设备的自定义广播消息后，外围设备向中心设备发送自定义连接请求信令，在表17所示的ChM中自定义第37位到39位为“001”，使得中心设备能够识别出该外围设备，从而在建立连接后由外围设备向该中心设备发送自己支持的业务类型和业务地址，同时不对正常的BLE通信产生影响。

表17

当中心设备和外围设备建立连接后，从GAP层进入到GATT层，原来的中心设备从中心角色转变为客户端，原来的外围设备从外围角色转变为服务器，由服务器向客户端发送数据，即外围设备向中心设备发送支持的业务类型和业务地址数据。由于每次发送第一自定义链路层数据信令最多容纳27字节，因此全部业务类型和业务地址数据可以分多次发送，直到发送完毕为止。

当外围设备还有更多业务类型和业务地址需要发送时，设置数据信道信令的Header格式如表18所示，此时，中心设备继续监听并接收数据。其中，值为“10”的LLID代表发送完整数据，值为“1”的MD表示还有更多数据等待发送，值为“11111”的Length表示Payload和MIC的字节总数，MIC也包括在数据信道的信令里面，其中，Payload的长度为27字节，MIC占有固定的4字节。

表18

第一自定义链路层数据信令的Payload格式如表19所示，其中，Service Type表示业务类型；Service Support表示是否支持该业务类型，用“11111111”代表支持，用“00000000”代表不支持；Service Address表示该业务类型对应的业务地址；Length的值表示Service Type，Service Support和Service Address字节总数。由于Payload的长度为27字节，所以需满足(m+1)k≤27且(m+1)(k+1)≥27关系，同时需要补上27-(m+1)k个0。

表19

当外围设备发送完全部业务地址时，设置数据信道信令的Header格式表20所示，值为“0”的MD表示全部数据已经发送完毕。

表20

此时，中心设备和外围设备断开连接，外围设备不再发送数据，同时中心设备也停止监听并接收数据，并从GATT层返回到GAP层，中心设备从客户端转变为中心角色，外围设备从服务器转变为外围角色。

外围设备依次和中心设备建立连接，并由外围设备向中心设备发送支持的业务类型和业务地址。最后，中心设备将所有外围设备的蓝牙地址、业务类型和业务地址合一，形成外围设备业务列表，如表21所示，组网过程结束。

表21

当外围设备支持的业务类型变化时，外围设备再次与中心设备建立连接，按照上述方法将有变化的业务类型和业务地址通过第一自定义链路层数据发给中心设备，中心设备更新外围设备业务列表。

组网完成后，中心设备得到外围设备业务列表（如表21所示），中心设备继续广播，外围设备继续扫描。当中心设备有业务触发请求或收到外围设备的业务触发请求时，中心设备向外围设备发送业务类型和业务地址，使得外围设备收到消息后能与中心设备或其他外围设备实现互连。互连过程可分为4个应用场景，以下将分别作介绍。

场景一：

请参阅图2，图2为本发明提供的所述蓝牙低功耗组网互连方法第一实施例的流程示意图。中心设备主动触发业务请求，分别向两个外围设备发送业务类型和业务地址，两个外围设备收到消息后实现互连。

组网完成后，中心设备以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播广播信令，外围设备主动扫描。当中心设备有业务触发请求时，广播信令的内容如表22所示。

表22

其中，Length的值表示AD Type和AD Data的字节总数；AD Type的值为“41”，该值未被蓝牙联盟定义过，防止对其他BLE设备产生干扰；Service Type表示将要触发的业务类型；广播数据包的剩余字节补0。

当外围设备收到上述中心设备发来的广播信令后，如果支持该业务类型则向中心设备发送扫描请求，当中心设备收到支持该业务的外围设备的扫描请求后，选择其中两个外围设备，在发送的扫描回复里带上如表23所示的自定义扫描回复数据包。

表23

其中，Length的值表示AD Type和AD Data的字节总数；AD Type的值为“42”，该值未被蓝牙联盟定义过，防止对其他BLE设备产生干扰；Service Type表示外围设备的业务触发类型；Object 1 Service Address和Object 2 Service Address分别表示业务对象1的业务地址和业务对象2的业务地址，Object 1为主机，Object 2为从机；广播数据包的剩余字节补0。

两个外围设备收到中心设备发来的自定义扫描回复数据包后，根据业务类型、业务对象地址和主从模式进行互连。

场景二：

请参阅图3，图3为本发明提供的所述蓝牙低功耗组网互连方法第二实施例的流程示意图。中心设备主动触发业务请求，向外围设备发送业务类型和业务地址，外围设备收到消息后，实现中心设备和外围设备的互连。

组网完成后，中心设备以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播，外围设备主动扫描。当中心设备有业务触发请求时，广播数据包的内容如表22所示。

当外围设备收到上述中心设备发来的广播信令后，如果支持该业务类型则向中心设备发送扫描请求，当中心设备收到支持该业务的外围设备的扫描请求后，选择其中一个外围设备，在发送的扫描回复里带上如表23所示的自定义扫描回复数据包。其中，Object 1Service Address和Object 2 Service Address中有一个是中心设备的业务地址，另一个是外围设备的业务地址，Object 1为主机，Object 2为从机。

该外围设备收到中心设备发来的自定义扫描回复数据包后，根据业务类型、业务对象地址和主从模式与中心设备进行互连。

场景三：

请参阅图4，图4为本发明提供的所述蓝牙低功耗组网互连方法第三实施例的流程示意图。外围设备主动向中心设备触发业务请求，发送业务类型，中心设备收到消息后找到支持该业务类型的另外一个外围设备，然后中心设备向这两个外围设备发送业务类型和业务地址，两个外围设备收到消息后实现互连。

组网完成后，中心设备以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播，外围设备主动扫描。

当外围设备有业务触发请求时，向中心设备发送连接请求信令并建立连接，外围设备成为主机，中心设备成为从机；外围设备以第二自定义链路层数据信令格式向中心设备发送待触发的业务类型，所述第二自定义链路层数据信令的Payload格式如表24所示。

表24

其中，Service Type表示业务类型；Length的值表示Service Type字节总数；Payload的剩余字节补零。

中心设备收到外围设备的消息后，断开与外围设备的连接。然后中心设备以与场景一相同的流程触发支持该业务的另外一个外围设备与发起业务请求的外围设备完成互连。中心设备首先广播如表22所示的广播信令，当外围设备收到上述中心设备发来的广播信令后，如果支持该业务类型则向中心设备发送扫描请求，当中心设备收到支持该业务的外围设备的扫描请求后，向发起业务请求的外围设备和另外一个支持该业务的外围设备发送如表23所示的自定义扫描回复数据包。其中，Object 1 Service Address和Object 2Service Address中有一个是发起业务请求的外围设备的业务地址，另一个是中心设备找到的支持该业务的其他外围设备的业务地址，Object 1为主机，Object 2为从机。

两个外围设备收到中心设备发来的自定义扫描回复数据包后，根据业务类型、业务对象地址和主从模式进行互连。

场景四：

请参阅图5，图5为本发明提供的所述蓝牙低功耗组网互连方法第四实施例的流程示意图。外围设备主动向中心设备触发业务请求，发送业务类型，中心设备收到消息后，向外围设备发送业务类型和业务地址，实现中心设备和外围设备的互连。

组网完成后，中心设备以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播，外围设备主动扫描。

当外围设备有业务触发请求时，向中心设备发送连接请求信令并建立连接，外围设备成为主机，中心设备成为从机；外围设备以第二自定义链路层数据信令格式向中心设备发送待触发的业务类型，所述第二自定义链路层数据信令的Payload格式如表24所示。

中心设备收到外围设备的消息后通过第三自定义的链路层数据信令向该外围设备发送业务类型、业务地址和主从模式数据，然后断开连接。

中心设备向外围设备发送的第三自定义链路层数据信令的Payload格式如表25所示。其中，Type表示业务类型；Object Address表示业务对象地址；Mode用来选择主机和从机，“11111111”表示主机，“00000000”表示从机；Length的值表示Type、Object Address和Mode的字节总数；Payload的剩余字节补零。

表25

外围设备收到中心设备发来的信令后，根据业务类型、业务对象地址和主从模式与中心设备进行互连。

可见，本发明所述蓝牙低功耗组网互连方法是基于低功耗蓝牙作为无线通信方式，中心设备广播，外围设备扫描。在组网过程中，外围设备依次和中心设备建立连接，在GATT层将外围设备支持的业务类型和业务地址发给中心设备，中心设备得到一个包含外围设备蓝牙地址、支持的业务类型和业务地址的列表，自动组网完成。然后，当中心设备主动触发业务请求时，在GAP层通过广播消息向外围设备发送业务类型和业务地址，实现中心设备和外围设备，或两个外围设备的互连。当外围设备主动触发业务请求时，通过GAP层和GATT层相结合的方式中心设备向外围设备发送业务类型和业务地址，实现中心设备和外围设备，或两个外围设备的互连。中心设备和外围设备能在4种不同应用场景下实现互连并开启无线连接业务，互连便利。

基于上述方法实施例，本发明还提供一种蓝牙低功耗组网互连系统，如图6所示，包括：

广播模块100，用于中心设备向周围以低功耗模式及可连接非定向方式广播自定义广播消息；

连接建立控制模块200，用于当有一个外围设备收到中心设备的自定义广播消息时，则当前外围设备向中心设备发送自定义连接请求信令，使中心设备和当前外围设备建立连接；

连接断开控制模块300，用于当前外围设备向中心设备发送第一自定义链路层数据信令，并将当前外围设备支持的业务类型和业务地址发送给中心设备，发送完成后断开连接；

循环广播模块400，用于中心设备恢复到可连接非定向方式广播自定义广播消息，等待下一个外围设备的连接请求；

发送模块500，用于当下一外围设备与中心设备建立连接时，则将该外围设备支持的业务类型和业务地址发送给中心设备；

组网模块600，用于中心设备将所有外围设备的蓝牙地址、业务类型和业务地址合一，形成外围设备业务列表，并完成组网；

互连模块700，用于中心设备根据所述外围设备业务列表，使网络中任意两个外围设备无线连接。

进一步地实施例，在所述蓝牙低功耗组网互连系统中，所述第一自定义链路层数据信令为Payload格式，其中Payload格式的第一自定义链路层数据信令包括信令长度字段，业务类型字段、是否支持该业务类型的标志位字段及业务地址字段。

进一步地实施例，在所述蓝牙低功耗组网互连系统中，所述互连模块具体包括：

第一广播信令广播单元，用于中心设备向周围以低功耗模式及可连接非定向方式广播广播信令；当中心设备有业务触发请求时，广播信令里包含待触发的业务类型。

第一扫描请求发送单元，用于当外围设备接收所述广播信令，并根据所述广播信令判断是否支持广播信令中对应的业务类型，当支持时则向中心设备发送扫描请求；

第一扫描回复数据包发送单元，用于当中心设备接收到多个支持该业务类型的外围设备扫描请求时，选择多个外围设备中的两个外围设备，并向被选中的两个外围设备发送自定义扫描回复数据包；

第一外围设备互连单元，用于被选中的两个外围设备接收所述自定义扫描回复数据包，并根据自定义扫描回复数据包中的业务类型、业务对象地址及主从模式进行互连。

进一步地实施例，在所述蓝牙低功耗组网互连系统中，所述互连模块具体包括：

第二广播信令广播单元，用于中心设备以低功耗模式及可连接非定向方式广播广播信令；

请求信令发送及连接单元，用于当外围设备有业务触发请求时则向中心设备发送连接请求信令，并与中心设备建立连接；

链路层数据信令发送单元，用于外围设备以第二自定义链路层数据信令格式向中心设备发送待触发的业务类型；

接收及断开连接单元，用于当中心设备完成接收所述待触发的业务类型时，断开与外围设备的连接；

第三广播信令广播单元，用于中心设备向周围以低功耗模式及可连接非定向方式广播待触发的业务类型；

第二扫描请求发送单元，用于当外围设备接收所述广播信令，并根据所述广播信令判断是否支持广播信令中对应的业务类型，当支持时则向中心设备发送扫描请求；

第二扫描回复数据包发送单元，用于当中心设备接收到多个支持该业务类型的外围设备扫描请求时，选择多个外围设备中的两个外围设备，并向被选中的两个外围设备发送自定义扫描回复数据包；

第二外围设备互连单元，用于被选中的两个外围设备接收所述自定义扫描回复数据包，并根据自定义扫描回复数据包中的业务类型、业务对象地址及主从模式进行互连。

综上所述，本发明提供了一种蓝牙低功耗组网互连方法及系统，方法包括：中心设备向周围以低功耗模式及可连接非定向方式广播自定义广播消息；当有一个外围设备收到中心设备的自定义广播消息时，则当前外围设备向中心设备发送自定义连接请求信令，使中心设备和当前外围设备建立连接；当前外围设备向中心设备发送第一自定义链路层数据信令，并将当前外围设备支持的业务类型和业务地址发送给中心设备，发送完成后断开连接；中心设备恢复到可连接非定向方式广播自定义广播消息，等待下一个外围设备的连接请求；当下一外围设备与中心设备建立连接时，则将该外围设备支持的业务类型和业务地址发送给中心设备；中心设备将所有外围设备的蓝牙地址、业务类型和业务地址合一，形成外围设备业务列表，并完成组网；中心设备根据所述外围设备业务列表，使网络中任意两个外围设备在所支持的无线业务上实现无线连接。本发明使得用户只要使用网络中任意一个智能终端，就可以控制与其他智能终端之间的无线连接业务，不仅操作方便，而且节能环保。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种蓝牙低功耗组网互连方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

A、中心设备向周围以低功耗模式及可连接非定向方式广播自定义广播消息；

B、当有一个外围设备收到中心设备的自定义广播消息时，则当前外围设备向中心设备发送自定义连接请求信令，使中心设备和当前外围设备建立连接；

C、当前外围设备向中心设备发送第一自定义链路层数据信令，并将当前外围设备支持的业务类型和业务地址发送给中心设备，发送完成后断开连接；

D、中心设备恢复到可连接非定向方式广播自定义广播消息，等待下一个外围设备的连接请求；

E、当下一外围设备与中心设备建立连接时，则将该外围设备支持的业务类型和业务地址发送给中心设备；

F、中心设备将所有外围设备的蓝牙地址、业务类型和业务地址合一，形成外围设备业务列表，并完成组网；

G、中心设备根据所述外围设备业务列表，使网络中任意两个外围设备无线连接;

所述步骤C中第一自定义链路层数据信令为Payload格式，其中Payload格式的第一自定义链路层数据信令包括信令长度字段，业务类型字段、是否支持该业务类型的标志位字段及业务地址字段。

2.根据权利要求1所述蓝牙低功耗组网互连方法，其特征在于，所述步骤G具体包括：

G11、中心设备向周围以低功耗模式及可连接非定向方式广播广播信令，其中，广播信令里包含待触发的业务类型；

G12、当外围设备接收所述广播信令，并根据所述广播信令判断是否支持广播信令中对应的业务类型，当支持时则向中心设备发送扫描请求；

G13、当中心设备接收到多个支持该业务类型的外围设备扫描请求时，选择多个外围设备中的两个外围设备，并向被选中的两个外围设备发送自定义扫描回复数据包；

G14、被选中的两个外围设备接收所述自定义扫描回复数据包，并根据自定义扫描回复数据包中的业务类型、业务对象地址及主从模式进行互连。

3.根据权利要求2所述蓝牙低功耗组网互连方法，其特征在于，所述自定义扫描回复数据包用于触发两个外围设备或中心设备与外围设备互连。

4.根据权利要求1所述蓝牙低功耗组网互连方法，其特征在于，所述步骤G具体包括：

G21、中心设备以低功耗模式及可连接非定向方式广播广播信令；

G22、当外围设备有业务触发请求时则向中心设备发送连接请求信令，并与中心设备建立连接；

G23、外围设备以第二自定义链路层数据信令格式向中心设备发送待触发的业务类型；

G24、当中心设备完成接收所述待触发的业务类型时，断开与外围设备的连接；

G25、中心设备向周围以低功耗模式及可连接非定向方式广播待触发的业务类型；

G26、当外围设备接收所述广播信令，并根据所述广播信令判断是否支持广播信令中对应的业务类型，当支持时则向中心设备发送扫描请求；

G27、当中心设备接收到多个支持该业务类型的外围设备扫描请求时，选择多个外围设备中的两个外围设备，并向被选中的两个外围设备发送自定义扫描回复数据包；

G28、被选中的两个外围设备接收所述自定义扫描回复数据包，并根据自定义扫描回复数据包中的业务类型、业务对象地址及主从模式进行互连。

5.根据权利要求4所述蓝牙低功耗组网互连方法，其特征在于，所述第二自定义链路层数据信令为Payload格式，其中Payload格式的第二自定义链路层数据信令包括信令长度字段，业务类型字段。

6.一种蓝牙低功耗组网互连系统，其特征在于，包括：

广播模块，用于中心设备向周围以低功耗模式及可连接非定向方式广播自定义广播消息；

连接建立控制模块，用于当有一个外围设备收到中心设备的自定义广播消息时，则当前外围设备向中心设备发送自定义连接请求信令，使中心设备和当前外围设备建立连接；

连接断开控制模块，用于当前外围设备向中心设备发送第一自定义链路层数据信令，并将当前外围设备支持的业务类型和业务地址发送给中心设备，发送完成后断开连接；

循环广播模块，用于中心设备恢复到可连接非定向方式广播自定义广播消息，等待下一个外围设备的连接请求；

发送模块，用于当下一外围设备与中心设备建立连接时，则将该外围设备支持的业务类型和业务地址发送给中心设备；

组网模块，用于中心设备将所有外围设备的蓝牙地址、业务类型和业务地址合一，形成外围设备业务列表，并完成组网；

互连模块，用于中心设备根据所述外围设备业务列表，使网络中任意两个外围设备无线连接；

所述第一自定义链路层数据信令为Payload格式，其中Payload格式的第一自定义链路层数据信令包括信令长度字段，业务类型字段、是否支持该业务类型的标志位字段及业务地址字段。

7.根据权利要求6所述蓝牙低功耗组网互连系统，其特征在于，所述互连模块具体包括：

第一广播信令广播单元，用于中心设备向周围以低功耗模式及可连接非定向方式广播广播信令，其中，广播信令里包含待触发的业务类型；

第一扫描请求发送单元，用于当外围设备接收所述广播信令，并根据所述广播信令判断是否支持广播信令中对应的业务类型，当支持时则向中心设备发送扫描请求；

第一扫描回复数据包发送单元，用于当中心设备接收到多个支持该业务类型的外围设备扫描请求时，选择多个外围设备中的两个外围设备，并向被选中的两个外围设备发送自定义扫描回复数据包；

第一外围设备互连单元，用于被选中的两个外围设备接收所述自定义扫描回复数据包，并根据自定义扫描回复数据包中的业务类型、业务对象地址及主从模式进行互连。

8.根据权利要求6所述蓝牙低功耗组网互连系统，其特征在于，所述互连模块具体包括：

第二广播信令广播单元，用于中心设备以低功耗模式及可连接非定向方式广播广播信令；

请求信令发送及连接单元，用于当外围设备有业务触发请求时则向中心设备发送连接请求信令，并与中心设备建立连接；

链路层数据信令发送单元，用于外围设备以第二自定义链路层数据信令格式向中心设备发送待触发的业务类型；

接收及断开连接单元，用于当中心设备完成接收所述待触发的业务类型时，断开与外围设备的连接；

第三广播信令广播单元，用于中心设备向周围以低功耗模式及可连接非定向方式广播待触发的业务类型；

第二扫描请求发送单元，用于当外围设备接收所述广播信令，并根据所述广播信令判断是否支持广播信令中对应的业务类型，当支持时则向中心设备发送扫描请求；

第二扫描回复数据包发送单元，用于当中心设备接收到多个支持该业务类型的外围设备扫描请求时，选择多个外围设备中的两个外围设备，并向被选中的两个外围设备发送自定义扫描回复数据包；

第二外围设备互连单元，用于被选中的两个外围设备接收所述自定义扫描回复数据包，并根据自定义扫描回复数据包中的业务类型、业务对象地址及主从模式进行互连。