CN105471481A

CN105471481A - 与一组蓝牙设备进行蓝牙配对的系统和方法

Info

Publication number: CN105471481A
Application number: CN201510310594.0A
Authority: CN
Inventors: 刘志文; 邓大钧; 卢志华
Original assignee: HUANHUI SYSTEM CO Ltd
Current assignee: Streep
Priority date: 2014-06-06
Filing date: 2015-06-08
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2035-06-08
Also published as: US20200059772A1; US10484853B2; US20150359022A1; CN105471481B; US20190058984A1; US10863337B2; US20190253858A1; US9591684B2; US10111073B2; US20170134890A1; US10313862B2

Abstract

一种将具有单独蓝牙设备地址的第一蓝牙设备与一组蓝牙设备进行配对的方法，该方法包括：对所述一组蓝牙设备中的每一个设备分配群组蓝牙设备地址；当第一蓝牙设备处于所述一组蓝牙设备中的第二蓝牙设备的通信范围内时，所述第一蓝牙设备与所述第二蓝牙设备交换蓝牙设备地址；由第一蓝牙设备和第二蓝牙设备建立链接关键字；由第一蓝牙设备保存该群组蓝牙设备地址和链接关键字；当第一蓝牙设备处于所述一组蓝牙设备中的第三蓝牙设备的通信范围内时，所述第一蓝牙设备与所述第三蓝牙设备交换蓝牙设备地址；由第一蓝牙设备识别分配给第三蓝牙设备的该群组蓝牙设备地址；并基于该链接关键字在所述第一蓝牙设备与所述第三蓝牙设备之间建立通信信道。

Description

与一组蓝牙设备进行蓝牙配对的系统和方法

技术领域

本披露内容涉及蓝牙系统和设备。

发明概述

一种将具有单独蓝牙设备地址的第一蓝牙设备与一组蓝牙设备进行配对的方法，所述方法包括：对所述一组蓝牙设备中的每一个设备分配群组蓝牙设备地址；当第一蓝牙设备处于所述一组蓝牙设备中的第二蓝牙设备的通信范围内时，所述第一蓝牙设备与所述第二蓝牙设备交换蓝牙设备地址；由第一蓝牙设备和第二蓝牙设备建立链接关键字；由第一蓝牙设备保存所述群组蓝牙设备地址和链接关键字；当第一蓝牙设备处于来自所述一组蓝牙设备中的第三蓝牙设备的通信范围内时，所述第一蓝牙设备与所述第三蓝牙设备交换蓝牙设备地址；由第一蓝牙设备识别分配给第三蓝牙设备的所述群组蓝牙设备地址；并基于所述链接关键字在所述第一蓝牙设备与所述第三蓝牙设备之间建立通信信道。

一种蓝牙系统，包括：一组蓝牙设备和具有单独的蓝牙设备地址的第一蓝牙设备，所述一组蓝牙设备包括至少第二蓝牙设备和第三蓝牙设备，所述一组蓝牙设备中的每一个蓝牙设备均具有相同的群组蓝牙设备地址；

其中所述第一蓝牙设备被配置为：

当所述第一蓝牙设备处于所述一组蓝牙设备中的第二蓝牙设备的通信范围内时，所述第一蓝牙设备与所述第二蓝牙设备交换蓝牙设备地址；

所述第一蓝牙设备与所述第二蓝牙设备建立链接关键字，其中所述链接关键字由所述第一蓝牙设备保存；

当所述第一蓝牙设备处于所述一组蓝牙设备中的第三蓝牙设备的通信范围内时，所述第一蓝牙设备与所述第三蓝牙设备交换蓝牙设备地址；

所述第一蓝牙设备识别分配给所述第三蓝牙设备的所述群组蓝牙设备地址；以及

所述第一蓝牙设备与所述第三蓝牙设备基于所述链接关键字建立通信信道。

通过参照附图对给出的各种实施例和/或各方面的详细说明，本披露内容的前述及附加方面以及实施例对于本领域普通技术人员而言将是明显的，下文将对附图提供简要说明。

附图简要说明

在阅读以下详细说明并参照附图之后，本披露内容的前述及其他优势将是明显的。

图1所示为蓝牙设备100和一组蓝牙设备200。

图2A所示为在一种分布式实施例中，设备100与一组蓝牙设备200中的设备201进行配对。

图2B所示为在该分布式实施例中，在识别设备202的BD_ADDR之后，设备100与一组蓝牙设备200中的设备202共用链接关键字300。

图2C为图2A和2B中所示的分布式实施例的运行流程图。

图3A所示为在一种集中式实施例中，设备100与一组蓝牙设备200中的设备201进行配对。

图3B所示为在该集中式实施例中，设备202与设备100共用链接关键字301。

图3C为图3A和3B中所示的集中式实施例的运行流程图。

尽管本披露内容可以有各种改动和替代形式，但特定的实施例或实现方式已作为示例在附图中示出，并将在本文中详细说明。然而应该理解的是，本披露内容并不意味着要局限于所披露的特定形式，而是要涵盖符合所附权利要求所规定的精神和范围的所有改动、等效方式和替代方式。

详细说明

蓝牙协议是旨在使支持蓝牙的设备或蓝牙设备能够在受限区域内相互通信的个人区域网络(PAN)协议。例如，一个支持蓝牙的耳机可以与一个支持蓝牙的手机进行通信。两个设备如要使用蓝牙协议进行通信，则它们必须首先“配对”。

在配对过程中，两个设备建立一个共有的秘密，称为链接关键字。在配对过程之后，设备可以可选择地保存该链接关键字，以便之后不再需要配对过程。此后只要这两个设备间距离足够近，它们就会被“绑定”在一起，也就是说，两设备在距离足够近时可以自动建立连接。配对可能还需要一个验证过程，其中，必须由用户对这两个蓝牙设备之间的连接进行确认。

如果已配对设备中有一个或两个移除了链接关键字，这两个设备将不再是配对的，由此也不再被绑定。对于之后的通信，则必须重复配对过程，以建立一个新的链接关键字。

通常情况下，每个蓝牙设备有一个6字节的设备地址，被称为BD_ADDR(其代表蓝牙设备地址)，其对该设备进行独一无二的标识。当两个设备达到无线通信范围内时，两个设备将交换其BD_ADDR，以查看它们是否已配对。如果BD_ADDR被识别，所保存的链接关键字可用，则两个设备可以使用该链接关键字进行绑定，也就是说，它们无需经过配对过程即可重新建立蓝牙通信信道。

在一些蓝牙设备中，配对过程需要人干预。例如，在具备蓝牙功能的手机中，手机操作系统(OS)可能提示用户进行确认和验证。根据操作系统的实现方式，这种提示可能无法被禁止。

随着蓝牙协议的普及度的提高，一个蓝牙设备与多个蓝牙设备通信的需求越来越多。因此所需配对操作的数量也开始增长。这样可能对用户造成不便，使用户方面对于蓝牙协议有更多的失望情绪。如果每一次配对操作还都需要验证，则这对于用户而言尤其繁琐。

例如，在一个实施例中，在一个购物中心内，存在多个与蓝牙手机进行交互的被称为蓝牙信标的蓝牙设备。这些蓝牙信标被用于多种用途，包括地理围栏、微观定位和信息广播等。

在一个实施例中，这些蓝牙信标采用蓝牙低能耗(BLE)技术实现。BLE的优势在于其功耗较低。此外，在一个实施例中，BLE的配对采用一种被称为“简易操作”(Just-Work)的模式实现，其中，无需由用户进行任何确认。在BLE广播模式中，无需配对。然而BLE提供的数据率有限，因此无法用于数据通信。

在另一个实施例中，这些蓝牙信标采用经典蓝牙协议实现。经典蓝牙协议可实现更高的数据率，但与此同时也会耗用更高的功率。

在这种情况下，要求用户或购物者必须每次将其设备与信标进行配对的方式会给用户或购物者造成不便和烦扰，特别是如果每次都要求用户或购物者对配对进行验证则更是如此。

本说明书的其余部分所提供的方法和系统旨在克服这一问题。所述方法和系统使蓝牙设备能够与一组蓝牙设备配对，且仅需要与该组内的任何一个设备配对即可。在一个实施例中，这些设备以经典蓝牙模式工作。在另一个实施例中，这些设备还有可替代的通信信道，用于链接关键字的通信。该可替代通信信道不需要显式配对。在另一个实施例中，该可替代通信信道是采用“简易操作”配对模式运行的BLE。

在一个实施例中，此目的采用以下方式实现：并不是一组内的每个设备均有一个唯一的BD_ADDR，而是整个组共用同一BD_ADDR。由此，配对是在移动设备与该组之间的配对。

图1给出了一个示例。在图1中，信标设备201和202是一组蓝牙设备200中的一部分。组200中的所有设备均被分配一个相同的群组BD_ADDR。蓝牙设备100尚未与组200中的任何设备配对。在一个实施例中，属于组200的至少一些或全部设备均通过一个单独的互连网络(例如互连网络111)进行相互连接。该互连网络111可以是例如无线网、局域网、光纤网或本领域技术人员所知晓的任何适用的网络类型。

在一个实施例中，该群组BD_ADDR与链接关键字的共享采用一种分布式实施例实现。图2A-2C示出了该分布式实施例的运行方式。在图2A中，当设备100进入蓝牙设备组中的设备201的通信范围内时，配对过程开始。设备100不能识别设备201的BD_ADDR，即组200的群组BD_ADDR，设备100的用户将被提示接受该连接。连接采用经典蓝牙方式实现。设备100与201交换其BD_ADDR，并建立一个共有的链接关键字300(图2C的步骤311)。设备100将设备201的BD_ADDR及相关联的链接关键字300保存在其存储器内(图2C的步骤312)。

在图2B中，当设备100进入同一个蓝牙设备组200中的设备202的通信范围内时，它会与设备202交换BD_ADDR。设备100识别设备202的BD_ADDR，因为设备202与设备201的群组BD_ADDR相同(图2C的步骤313)。在此处，设备100将共有的链接关键字300传送至设备202，设备100与设备202建立通信(图2C的步骤314)。

在一个实施例中，设备100通过一个可替代的BLE通信信道与设备202共用链接关键字300。在另一个实施例中，设备100使用近场通信(NFC)共用链接关键字300。在另一个实施例中，设备100使用Wi-Fi与设备202共用链接关键字300。一旦设备202知晓了共用的链接关键字300，它将与设备100建立一个经典蓝牙模式的通信信道。

在上述整个过程中，组内的设备可以以分布式方式运行，而不需要有一个集中式服务器或主设备。在一个可替代实施例中，所有设备均通过互连网络连接在一起，且有一个通过该互连网络连接至各设备的集中式服务器或主设备。设备通过互连网络与该集中式服务器通信。

图3A-3C示出了一个采用集中式服务器或主设备的可替代实施例。在图3A中，组200内的信标设备通过互连网络111被连接至集中式服务器400。在一个实施例中，集中式服务器还包含一个集中式数据库。在另一个实施例中，集中式服务器与集中式数据库分开，但仍连接至集中式数据库。如前所述，设备100与设备201在开始时通过一个配对过程建立一个链接关键字301(图3C的步骤401)。设备100将链接关键字301保存在本地(图3C的步骤402)。设备201将链接关键字301发送至集中式服务器400，然后集中式服务器400将链接关键字301保存在集中式数据库内，用设备100的BD_ADDR加以索引(图3C的步骤403)。

在图3B中，当设备100接近设备202时，设备202与设备100交换BD_ADDR。设备100识别设备202的BD_ADDR，并向设备202通报其已识别设备202的BD_ADDR，因为该BD_ADDR与设备201的BD_ADDR相同(图3C的步骤404)。随后设备202在集中式数据库中查询设备100的BD_ADDR，并从集中式数据库中检索链接关键字301(图3C的步骤405)。由此，设备100与设备202就具有了相同的链接关键字301，无需进行配对(图3C的步骤406)。集中式模式相比分布式模式具有优势。在分布式模式中，需要有一个可替代信道采用BLE等技术。而在集中式模式中，不需要这一替代信道。因此没有BLE功能的移动设备也可以采用这种方案。此外，采用集中式模式还可以提供更为复杂的认证方案。在一个实施例中，集中式服务器会使链接关键字301在一个固定时限后过期，该时限例如可以是一天、一周或一个月等。

在另一个实施例中，分布式模式和集中式模式均被采用。这适用于有许多用户的设备与组200内的设备共用链接关键字的情况，或者适用于与集中式服务器间的互连网络较慢或不可用的情况。在这种情况下，仅采用集中式模式可能会使集中式服务器负担过重。在此实施例中，组200内的设备将与集中式服务器通信，以检索链接关键字。然而，如果在诸如集中式服务器负载过重或与集中式服务器之间的互连网络负载过重等情况下，组200内的每个设备将与用户设备进行通信，以共用链接关键字。

组200内的设备可以全部位于一个位置，也可以分布于地理上分开的多个位置。在一个实施例中，组200内的设备被分散在两个或更多地点。这种安排适用于诸如组200内的所有设备均由在两个或更多地点运作的同一个服务提供商提供的情况。

在另一个实施例中，如果需要更多的链接安全，以使用可替代信道共用关键字，则可在应用层内提供该安全措施。

尽管对上述算法、包括参照前文流程图给出的算法已进行了单独的说明，但应该理解的是，本文所披露的任何两种或更多种算法均可按任何方式进行组合。本文所述的任何方法、算法、实现方式或步骤均可以包括机器可读取的指令，以供(a)处理器、(b)控制器和/或(c)其他任何适用的处理设备执行。本文所披露的任何算法、软件或方法均可采用存储在非易失性有形介质(例如，闪存、CD-ROM光盘、软盘、硬盘、数字多用途光盘(DVD)，或其他存储设备)中的软件加以实现，但本领域普通人员应可很容易地理解，整个算法和/或其组成部分还可以可替代地由并非控制器的设备执行，和/或在固件或专用硬件中以一种为人熟知的方式实现(例如，它可以由专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑设备(PLD)、现场可编程逻辑设备(FPLD)、离散逻辑元件等实现)。此外，在本文所示任何流程图中所表示的一些或全部的机器可读取指令均可手动实现，而不由控制器、处理器或类似的计算设备或机器自动实现。此外，尽管参照本文所示的流程图对特定算法进行了说明，但本领域普通人员应可很容易地理解，还可采用执行示例机器可读指令的许多其他方法。例如，组块的执行顺序可以改变，且/或所述组块中有一些可以被更改、去除或组合。

应指出的是，本文所示并讨论的算法具有执行特定功能并相互交互的各种模块。应理解的是，对于这些模块，仅按照其功能进行区分，以便于说明，它们代表计算机硬件和/或存储于一种计算机可读取介质上、用于在相应计算硬件上执行的可执行的软件代码。不同模块和单元的各种功能可以如上文所述、作为模块，以任何方式进行组合或被区分为硬件和/或存储于非易失性计算机可读取介质上的软件，并可被单独或组合使用。

尽管已对本披露内容的特定实现方式和应用进行了例示和说明，但应该理解的是，本披露内容并不局限于本文所披露的具体构造和组成方式，且由前述说明，可以明显地认识到各种改动、变更和变化形式，而不背离所附权利要求所限定的发明的精神和范围。

Claims

1.一种用于将具有单独的蓝牙设备地址的第一蓝牙设备与一组蓝牙设备进行配对的方法，所述方法包括：

对所述一组蓝牙设备中的每一个设备分配群组蓝牙设备地址；

由所述第一蓝牙设备和所述第二蓝牙设备建立链接关键字；

由所述第一蓝牙设备保存所述群组蓝牙设备地址和所述链接关键字；

由所述第一蓝牙设备识别分配给所述第三蓝牙设备的所述群组蓝牙设备地址；和

基于所述链接关键字在所述第一蓝牙设备与所述第三蓝牙设备之间建立通信信道。

2.如权利要求1所述的方法，还包括，在所述识别之后，由所述第一蓝牙设备将所述链接关键字发送至所述第三蓝牙设备。

3.如权利要求1所述的方法，其中在所述一组蓝牙设备内的所述蓝牙设备通过互连网络相互连接。

4.如权利要求3所述的方法，其中通过互连网络将集中式服务器和集中式数据库连接至所述一组蓝牙设备。

5.如权利要求4所述的方法，还包括：

在由所述第一蓝牙设备和所述第二蓝牙设备建立所述链接关键字之后，将已建立的所述链接关键字保存在所述集中式数据库中；以及

在由第一蓝牙设备进行所述识别之后，由所述第三蓝牙设备从所述集中式数据库中检索所述已建立的链接关键字。

6.如权利要求2所述的方法，其中所述发送通过蓝牙低能耗BLE通信信道进行。

7.如权利要求2所述的方法，其中所述发送通过近场通信NFC通信信道进行。

8.如权利要求2所述的方法，其中所述发送通过Wi-Fi通信信道进行。

9.如权利要求5所述的方法，还包括用所述单独的蓝牙设备地址对保存在所述集中式数据库中的所述已建立的链接关键字进行索引。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述检索包括查询所述单独的蓝牙设备地址。

11.一种蓝牙系统，包括：一组蓝牙设备和具有单独的蓝牙设备地址的第一蓝牙设备，所述一组蓝牙设备包括至少第二蓝牙设备和第三蓝牙设备，所述一组蓝牙设备中的每一个蓝牙设备均具有相同的群组蓝牙设备地址；

其中所述第一蓝牙设备被配置为：

12.如权利要求11所述的蓝牙系统，其中在所述第一蓝牙设备识别所述第三蓝牙设备之后，所述第一蓝牙设备将所述链接关键字发送至所述第三蓝牙设备。

13.如权利要求11所述的蓝牙系统，其中所述一组蓝牙设备内的蓝牙设备通过互连网络相互连接。

14.如权利要求13所述的蓝牙系统，其中通过互连网络将集中式服务器和集中式数据库连接至所述一组蓝牙设备。

15.如权利要求14所述的蓝牙系统，其中所述第一蓝牙设备被进一步配置为：

在所述第一蓝牙设备和所述第二蓝牙设备建立链接关键字之后，所述第二蓝牙设备将已建立的所述链接关键字保存在所述集中式数据库中；以及

在所述第一蓝牙设备对分配给所述第三蓝牙设备的所述群组蓝牙设备地址进行识别之后，所述第三蓝牙设备从所述集中式数据库中检索所述已建立的链接关键字。

16.如权利要求12所述的蓝牙系统，其中所述第一蓝牙设备通过蓝牙低能耗BLE通信信道将所述链接关键字发送至所述第三蓝牙设备。

17.如权利要求12所述的蓝牙系统，其中所述第一蓝牙设备通过近场通信NFC通信信道将所述链接关键字发送至所述第三蓝牙设备。

18.如权利要求12所述的蓝牙系统，其中所述第一蓝牙设备通过Wi-Fi通信信道将所述链接关键字发送至所述第三蓝牙设备。

19.如权利要求15所述的蓝牙系统，还包括用所述单独的蓝牙设备地址对保存在所述集中式数据库中的所述已建立的链接关键字进行索引。

20.如权利要求19所述的系统，其中所述检索包括由所述第三蓝牙设备查询所述单独的蓝牙设备地址。