CN108353277A - 用于在低能耗无线电装置和多个通信装置之间同时交换消息的系统、装置和方法 - Google Patents

用于在低能耗无线电装置和多个通信装置之间同时交换消息的系统、装置和方法 Download PDF

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Abstract

一种方法包括经由通信地耦合到以第一模式操作的处理器的收发器扫描预定无线电频率。该方法还包括响应于以第一模式操作，经由收发器接收一组通信装置中的第一通信装置广播的广播分组。该方法还包括与第一通信装置建立通信信道。该方法还包括通过以第二模式相对于第一通信装置操作处理器并且以第一模式相对于该组通信装置中的其他装置操作处理器来同时以第一模式和第二模式操作处理器。

Description

用于在低能耗无线电装置和多个通信装置之间同时交换消息 的系统、装置和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年9月30日提交的标题为“METHODS AND APPARATUSES FORSIMULTANEOUSLY EXCHANGING MESSAGES BETWEEN A LOW-ENERGY RADIO DEVICE ANDMULTIPLE CENTRAL DEVICES”的美国临时申请No.62/235,526的优先权和权益，该申请的公开内容全部通过引用并入本文。
本申请还涉及以下申请：2015年9月30日提交的标题为“SYSTEMS,DEVICES ANDMETHODS OF USING A CONDUCTIVE CASING FOR A BATTERY CONTACT”的美国临时申请No.62/235,467；2015年9月30日提交的标题为“SYSTEMS,DEVICES,AND METHODS OFMULTIPLEXED USE OF A CONDUCTIVE CASING”的美国临时申请No.62/235,469；以及2015年9月30日提交的标题为“SYSTEMS,DEVICES AND METHODS OF DETECTION OF USER INPUT”的美国临时申请No.62/235,472。
背景技术
蓝牙低能耗(BLE)是蓝牙技术联盟(SIG)针对短距离通信开发的用于将在低能耗无线电装置中使用的无线技术。与前面的蓝牙版本相反，BLE一直被设计为用于控制和监视应用的低功率解决方案。BLE是蓝牙版本4.0的区别性特征，并且包括其他规范。
目前可用的低能耗无线电装置是针对低成本和低功耗以及典型的低能耗无线电技术优化的，比如这些装置中包括的BLE技术具有防止许多用例情形的几个关键限制。例如，一些低能耗无线电装置在主动连接期间一般被允许支持单向通信(即，要么仅用于发送，要么仅用于接收)。换句话说，传统的低能耗无线电装置在主动连接期间连接到通信装置时不支持主-从角色改变(角色对换)。在这样的情况下，当外设装置或从装置连接到主装置时，从装置不可能连接到其他主装置。此外，当低能耗无线电装置没有可用于从可用对等装置列表选择通信装置的用户接口时，低能耗无线电装置受限于观察者装置为建立连接预先指定的广播者。一旦连接被建立，这样的外设装置在连接到第一通信装置时一般就不能从其他通信装置接收消息。
发明内容
本公开的实施例包括用于在低能耗无线电装置(比如BLE装置)和多个通信装置(比如智能电话、智能手表、平板、膝上型电脑、其他计算装置等)之间交换消息的系统、装置和方法。
在一些实施例中，一种低能耗无线电装置包括收发器和通信地耦合到收发器的处理器。处理器被配置为通过以下方式来以第一模式和第二模式操作：通过经由收发器扫描预定无线电频率来以第一模式操作，并且响应于以第一模式操作，接收一组通信装置中的第一通信装置广播的广播分组。处理器被进一步配置为通过与第一通信装置建立通信信道来以第一模式和第二模式操作。处理器被进一步配置为通过以第二模式相对于第一通信装置操作并且以第一模式相对于该组通信装置中的其他装置操作来同时以第一模式和第二模式操作。
在一些实施例中，一种方法包括经由通信地耦合到以第一模式操作的处理器的收发器扫描预定无线电频率。该方法还包括响应于以第一模式操作，经由收发器接收一组通信装置中的第一通信装置广播的广播分组。该方法还包括与第一通信装置建立通信信道。该方法还包括通过以第二模式相对于第一通信装置操作处理器并且以第一模式相对于该组通信装置中的其他装置操作处理器来同时以第一模式和第二模式操作处理器。
在一些实施例中，一种系统包括一组通信装置，该组通信装置又包括第一通信装置和第二通信装置。该系统还包括低能耗无线电装置。低能耗无线电装置包括收发器、发送器和处理器，处理器通信地耦合到收发器和发送器。处理器被配置为通过以下方式来以第一模式和第二模式操作：通过经由收发器扫描预定无线电频率来以第一模式操作、响应于以第一模式操作来接收第一通信装置广播的第一广播分组、并且与第一通信装置建立第一通信信道，以及通过以第二模式相对于第一通信装置操作并以第一模式相对于第二通信装置操作来以第一模式和第二模式操作。处理器被进一步配置为通过以下方式来以第一模式和第二模式操作：响应于以第一模式相对于第二通信操作处理器，接收该组通信装置中的第二通信装置广播的第二广播分组。处理器被进一步配置为通过以下方式来以第一模式和第二模式操作：与第二通信装置建立第二通信信道，并且通过以第二模式相对于第一通信装置和第二通信装置操作处理器、并且以第一模式相对于该组通信装置中的其余的装置操作处理器来同时以第一模式和第二模式操作处理器。
附图说明
技术人员将理解，附图主要是出于说明性的目的，而非意图限制本文所描述的发明主题的范围。附图不一定是按比例的；在一些情况下，本文所呈现的本公开的实施例的各方面可以在附图中扩大或放大显示以促进不同特征的理解。在附图中，相似的引用字符一般是指相似的特征(例如，功能上类似的和/或结构上类似的元件)。
图1是示出根据实施例的多个通信装置和低能耗无线电装置之间的系统的示意性框图。
图2A示出根据实施例的图1的通信装置100的附加细节。
图2B示出根据实施例的图1的低能耗无线电装置的附加细节。
图3A例示说明一种用例情形，并且示出作为广播角色的第一通信装置，该第一通信装置正在广播低能耗无线电装置可接收的数据/分组以用于其后建立第一连接。
图3B例示说明图3A中的用例情形，并且示出作为广播角色的第二通信装置，该第二通信装置正在广播低能耗无线电装置可接收的数据/分组以用于其后建立第二连接。
图4例示说明根据实施例的通信装置可以执行来与低能耗无线电装置建立连接的方法。
图5例示说明根据实施例的低能耗无线电装置可以执行来对从多个通信装置接收的数据进行处理的另一方法。
图6示出根据实施例的用于将低能耗无线电装置连接到多个通信装置的方法。
当结合附图时，根据下面阐述的详细描述，本文所公开的实施例的特征和优点将变得清晰。
具体实施方式
本文所公开的各方面针对提供能够支持联网/网格环境中的多个角色(比如举例来说观察者角色(即，在观察者模式下)和外设角色(即，在外设模式下))的低能耗无线电装置(有时也被简称为“无线电装置”)。就这一点而论，低能耗无线电装置可以执行通过来自一个或多个通信装置的广播分组接收的命令，同时对其他通信装置广播的广播分组扫描预定无线电频率。
如本文用于描述装置的术语“低能耗”是指该装置在被上电和/或消耗与单个电池蓄电池产生的(比如举例来说来自纽扣电池蓄电池的)电荷相等的电荷时建立和/或采用至少一个通信协议的能力。例如，在一些实施例中，蓄电池/电源可以产生大约20mAh到大约300mAh，和/或具有小于大约30mA的峰值电流。在一些实施例中，通信协议选自由以下通信协议组成的组：蓝牙低能耗(BLE)、ANTTM、ANT+TM、ZigBee RF4CE(用于消费者电子产品的无线电频率)、红外线数据协会的等。在一些实施例中，通信协议是BLE。
如本文用于描述装置的术语“无线电”是指该装置在大约3kHz到大约300GHz(包括所有值和之间的子范围)的无线电频率范围内建立和/或采用至少一个无线通信协议的能力。在一些实施例中，如本文所描述的无线电装置在大约2.4GHz建立和/或采用至少一个无线通信协议。
本文所公开的各方面进一步针对用于在低能耗无线电装置和多个中心装置(有时也被称为“通信装置”)之间同时交换消息的系统、装置和方法。应意识到，上面介绍的且在下面更详细地讨论的各种构思可以以许多方式中的任何一种方式实现，因为所公开的构思不限于任何特定的实现方式。以非限制性举例的方式，在一些实施例中，中心装置是智能电话、智能手表、平板和/或任何其他的计算装置。在这样的实施例中，智能电话可以具有被配置为支持用于与低能耗无线电装置建立连接的广播者角色的应用或其他软件。低能耗无线电装置被配置为并行地支持观察者和外设角色。就这一点而论，低能耗无线电装置可以在周期性地扫描无线电频率以识别并连接到其他通信装置时作为外设操作、同时处理一个或多个主动连接。一些实现可以是特定于特定类型的低能耗无线电装置的，比如智能照明装置、可穿戴装置和/或其他智能家庭硬件。特定实现应用的例子主要是出于说明的目的提供的。
在一些实施例中，如本文所公开的无线电装置和/或任何通信装置可被配置为以如本文所描述的四个角色(有时也被称为“模式”或“概况”)中的一个或多个相对于另一个装置操作：(1)广播者角色；(2)观察者角色；(3)外设角色；以及(4)中心/主角色。在此为简单起见参照无线电装置说明，在一些实施例中，无线电装置包括发送器，并且被配置为通过将分组(比如数据分组)广播到其他装置来以广播者角色相对于另一个装置操作。在一些实施例中，无线电装置包括接收器，并且被配置为通过对其他装置广播的分组收听、扫描和/或以其他方式监视一个或多个无线电频率来以观察者角色操作。在一些实施例中，无线电装置既包括接收器、又包括发送器，并且被配置为通过既接收分组、又发送分组来以广播者角色或观察者角色或者以外设角色操作。在一些实施例中，发送器和接收器包括在收发器中，该收发器既包括发送能力、又包括接收能力。如本文所使用的术语“收发器”可以指在结构上和/或在功能上独立的、或者在结构上和/或在功能上互连的接收器和发送器。在一些实施例中，作为外设角色的无线电装置支持将“广告”和/或其他促销数据作为分组广播，并且可以经由对等连接而连接到其他装置以交换分组。在一些实施例中，无线电装置包括接收器和发送器和/或收发器，并且被配置为以中心/主角色操作，除了其他方面，该中心/主角色可以包括对其他装置广播的分组收听/监视一个或多个无线电频率、发起与其他装置的连接/通信信道、以及在与其他装置连接/通信时用作主装置。
图1是示出系统10的示意性框图，系统10包括一组通信装置100a-100n和低能耗无线电装置300。在一些实施例中，通信装置100a-100n和低能耗无线电装置300经由任何合适的网络连接，所述网络包括但不限于有线网络(以太网、局域网(LAN)等)、无线网络(例如，无线局域网(WLAN)、Wi-Fi网络、启用BLE的网络等)或有线网络和无线网络的组合(例如，互联网等)。在一些实施例中，通信装置100a-100n和无线电装置300之间的连接/通信信道中的一个或多个(在此被示为通信信道120a-120n)可以是基于BLE。在一些实施例中，通信装置100a-100n和无线电装置300之间的网络和/或连接性可以包括任何合适的拓扑，比如但不限于广播拓扑、网状拓扑、星型拓扑、扫描拓扑以及点对点拓扑。这里的连接和/或通信信道120a-120n中的任何一个一旦形成(即，在交互的持续时间内保持)或者按需形成就可以是连续的。
通信装置100a-100n中的每个都可以是任何合适的计算装置，包括但不限于智能电话、智能手表、平板、膝上型电脑、台式电脑、服务器等。在一些实施例中，通信装置100a-100n中的至少一个可以至少包括处理器和存储器。
如本文所指出的，在一些实施例中，通信装置100a-100n中的任何一个可以被配置为以广播者角色、观察者角色、外设角色和/或主角色相对于其他通信装置和/或相对于无线电装置300操作。例如，通信装置100a(有时也被称为“第一通信装置”)可以以主角色相对于无线电装置300操作，并且以外设角色相对于通信装置100b(有时也被称为“第二通信装置”)操作。在一些实施例中，无线电装置300可以被配置为以广播者角色、观察者角色、外设角色和/或主角色相对于通信装置100a-100n中的任何一个操作。在一些实施例中，低能耗无线电装置300可以被配置用于多于一个的角色(比如举例来说观察者角色(例如，相对于通信装置100a)和外设角色(例如，相对于通信装置100a))的同时操作和/或同时支持。关于作为通信装置100a-100n的非限制性代表的通信装置100a描述的，在一些实施例中，通信装置100a可以被配置为以中心角色相对于低能耗无线电装置300操作，低能耗无线电装置300继而可以被配置为以外设角色相对于通信装置100a操作。同时，低能耗无线电装置300可以被配置为以观察者角色相对于其他通信装置操作，并且对来自其他通信装置的分组扫描一个或多个预定无线电频率。换句话说，通过这样的观察者角色，低能耗无线电装置300可以从其他通信装置(比如通信装置100b和/或100n)接收广播分组。
在一些实施例中，系统10至少包括第一通信装置100a、第二通信装置100b和低能耗无线电装置300。对于图2B更详细讨论的低能耗无线电装置300进一步包括收发器和通信地耦合到收发器的处理器。处理器被配置为通过经由收发器扫描预定无线电频率以第一模式操作来以第一模式和第二模式操作。处理器被进一步配置为响应于以第一模式操作，接收第一通信装置100a广播的第一广播分组。处理器被进一步配置为与第一通信装置100a建立第一通信信道(例如，通信信道120a)，比如举例来说基于BLE的连接。
处理器被进一步配置为通过以第二模式相对于第一通信装置100a操作并且以第一模式相对于第二通信装置100b操作来同时以第一模式和第二模式操作。处理器被进一步配置为通过响应于以第一模式相对于第二通信操作处理器来接收该组通信装置中的第二通信装置100b广播的第二广播分组，从而以第一模式和第二模式操作。处理器被进一步配置为通过以下方式来以第一模式和第二模式操作：与第二通信装置100b建立第二通信信道(例如，通信信道120b)，并且通过以第二模式相对于第一通信装置100a和第二通信装置100b操作处理器、并以第一模式相对于该组通信装置中的其余的装置(例如，相对于通信装置100n)操作处理器来同时以第一模式和第二模式操作处理器。
在一些实施例中，低能耗无线电装置300的第一模式/角色是观察者模式。在一些实施例中，低能耗无线电装置300中的第二模式是外设模式。在一些实施例中，所述系统的低能耗无线电装置包括通信地耦合到处理器的发光器，比如举例来说发光二极管(LED)灯或灯泡。在一些实施例中，处理器被进一步配置为：在处理器正以第二模式操作时执行经由第一通信信道120a从第一通信装置100a接收的一个或多个指令，并且在处理器正以第二模式操作时执行经由第二通信信道120b从第二通信装置100b接收的一个或多个指令。
在一些实施例中，第一广播分组包括第一群组标识号和第一密码，并且低能耗无线电装置300的处理器被配置为基于第一群组标识号和第一密码来建立第一通信信道120a。在一些实施例中，第二广播分组包括第二群组标识号和第二密码，并且低能耗无线电装置300的处理器被配置为基于第二群组标识号和第二密码来建立第二通信信道120b。在一些实施例中，基于第一群组标识号和第一密码来对第一通信信道120a进行加密，并且基于第二群组标识号和第二密码来对第二通信信道120b进行加密。在一些实施例中，低能耗无线电装置300进一步包括通信地耦合到处理器的发光器，处理器被进一步配置为在处理器正以第二模式操作时执行从第一通信装置接收的指令，该指令与发光器的操作的控制相关联。
图2A例示说明了图1的通信装置100a的细节，通信装置100a可以代表其他通信装置100b-100n中的任何一个。
在一些实现中，图2A所示的通信装置100a包括显示和接收来自用户的信息的用户接口/显示器102和/或图形用户界面(GUI)。用户接口102可以从物理地耦合到具有可执行指令集106的存储器104的处理器108接收命令，可执行指令集106使得通信装置能够连接低能耗无线电装置(比如举例来说低能耗无线电装置300)并且控制其操作。另外，通信装置100包括通信接口110以接收数据并且将数据发送到一个或多个装置，例如，经由低能耗无线电交换数据。
图2B例示说明了图1的低能耗无线电装置300的细节。在一些实施例中，低能耗无线电装置300包括处理器305，处理器305被配置为执行存储在存储器309中的可执行指令311和从其他装置接收的命令。可执行指令311包括但不限于：维护由GroupID(稍后描述)和/或其他标识符组成的白名单的指令；支持相对于另一个装置的外设模式的指令；支持相对于另一个装置的观察者模式的指令；以及驱动低能耗收发器303(比如BLE无线电)和致动器307的指令。在一些实施例中，收发器303可以包括彼此独立或互连(比如举例来说互连在组合电路中)的发送器和/或接收器。在一些实施例中，电源301可以包括用于整个DC/DC转换器解决方案的组件。致动器307可以控制例如具有发光二极管(LED)的面板，比如一个或多个发光器(例如，比如发光器310)、智能灯泡、阀、马达、开关、伺服机构等。
在一些实施例中，低能耗无线电装置300包括收发器303和通信地耦合到收发器303的处理器305。在一些实施例中，处理器305被配置为通过在第一模式下经由收发器303扫描预定无线电频率操作来以第一模式和第二模式操作。处理器305还被配置为：响应于以第一模式操作来接收一组通信装置(例如，通信装置100a-100n)中的第一通信装置(例如，通信装置100a)广播的广播分组，并且与第一通信装置建立通信信道(例如，通信信道120a)。另外，处理器被配置为通过以第二模式相对于第一通信装置操作并且以第一模式相对于该组通信装置中的其他装置操作来同时以第一模式和第二模式操作。
在一些实施例中，低能耗无线电装置300的第一模式是观察者模式。在一些实施例中，低能耗无线电装置的第二模式是外设模式。在一些实施例中，广播分组是第一广播分组，通信信道是第一通信信道，处理器305被进一步配置为响应于以第一模式相对于其他装置操作，接收该组通信装置中的第二通信装置(例如，通信装置100b)广播的第二广播分组。处理器305被进一步配置为：与第二通信装置建立第二通信信道(例如，通信信道120b)，并且通过以第二模式相对于第一通信装置和第二通信装置操作来同时以第一模式和第二模式操作。另外，处理器被配置为以第一模式相对于该组通信装置中的其余的装置(例如，除了通信装置100a和通信装置100b之外的任何通信装置，比如通信装置100n)操作。
在一些实施例中，处理器305被进一步配置为执行经由第二通信信道从第二通信装置接收的一个或多个指令。在一些实施例中，处理器305被进一步配置为执行经由通信信道从第一通信装置接收的一个或多个指令。在一些实施例中，低能耗无线电装置300包括可以通过处理器305执行(一个或多个)指令进行控制的一个或多个组件。这样的组件可以包括但不限于，发光器(比如灯泡)、家用电气装置/器具(比如风扇或冰箱)、家用电子装置/器具(比如智能扬声器或智能恒温器(例如，Nest))等。作为非限制性例子，如图2B所示，低能耗无线电装置300可以包括发光器310，发光器310的操作可以基于比如举例来说按需地/周期性地开启和/或关闭发光器310、改变发光器310发出的光的颜色等的指令来进行控制。
在一些实施例中，广播分组包括群组标识号和密码，并且处理器305被进一步配置为基于群组标识号和密码来建立通信信道。在一些实施例中，基于群组标识号和密码来对通信信道进行加密。在一些实施例中，低能耗无线电装置进一步包括发光器310，并且处理器305被进一步配置为执行从第一通信装置接收的指令，该指令与发光器310的操作的控制相关联。
图3A和3B示出了示例通信方案，在这些通信方案中，第一通信装置200a(例如，类似于通信装置100a)和第二通信装置200b(例如，类似于通信装置100b)(每个以广播角色操作)广播将被低能耗无线电装置400(例如，类似于无线电装置300)找到的数据分组，并且其后分别建立连接，比如通信信道220a、220b。在图3A中，第一通信装置200a和第二通信装置200b设置在低能耗无线电装置400的观察范围内。通信装置200a可以支持广播者角色以连续地和/或周期性地将广播数据分组发送到能够接收分组的任何装置，比如通信装置200b、无线电装置400等。同时地(或者在一些实施例中，基本上同时地或几乎同时地)，低能耗无线电装置400可以支持观察者角色以重复地扫描预设的无线电频率以接收其他装置当前正在广播的任何分组。
在一些实施例中，广播分组包含描述广播者及其能力的数据、以及使得低能耗无线电装置300能够并行地支持外设和观察者角色的定制信息。支持的外设角色使得低能耗无线电装置400能够周期性地发送数据分组并且接受传入的数据分组，这些数据分组中的一些可以包括对将被建立的连接的指示。在一些实施例中，一旦在主动连接中，外设角色就规定基于来自以中心角色操作的主动连接的通信装置的交换数据时序指示来跟随交换数据时序。在一些实施例中，低能耗无线电装置400与外设角色并行地支持观察者角色，观察者角色使得它能够接收当前正被广播的任何数据分组。
例如，低能耗无线电装置400可以作为观察者角色400A(如图3A所示)，从而在通信装置200a正在如图3A所示那样以广播角色操作201A时对于广播分组扫描预定无线电频率。在时间T1期间的某个点，低能耗无线电装置400检测到通信装置200a发送的广播数据并且将分组发送到通信装置200a以接受到来的连接。通信装置200a可以如201B所示那样显示低能耗无线电装置400的名称或标识符以使得用户可以决定接受到来的连接或拒绝它。在一些实施例中，当用户决定接受到来的连接时，可以在通信装置200a上显示提示画面201C，提示画面201C请求用户键入群组标识(GroupID)号205(例如，网络ID、登录ID等)和密码207(或口令或密钥)。GroupID 205和密码207可以用于对在通信装置200a和低能耗无线电装置400之间发送的数据分组进行加密。另外，低能耗无线电装置400可以将GroupID 205存储在验证的白名单中，并且接受从通信装置200a传入的分组。
在一些实施例中，低能耗无线电装置400接收具有GroupID 205和密码207的数据分组，其后，在通信装置200a和低能耗无线电400之间建立连接。建立的连接允许临时地在通信装置200a和低能耗无线电装置400之间交换数据分组，其中，装置200a或400可以在任何时间、按不规则的和/或非周期性的时间间隔开始通信。连接可以是永久的，包括装置200a和400之间的周期性的和/或偶然的数据分组交换。而且，建立的连接是私有的，也就是说，数据仅被发送到连接中所涉及的这两个对等者并且仅被这两个对等者接收，而不对其他装置发送和接收数据。
图3B是图3A中介绍的例子的继续。在一些实施例中，第二通信装置200b可以以广播角色操作201E以将广播数据分组周期性地发送到能够接收分组的任何装置。同时，低能耗无线电装置400可以保持支持观察者角色以重复地扫描预设的无线电频率以接收当前正被广播的任何广告分组。
在时间T2期间的某个点，低能耗无线电装置400检测到通信装置200b发送的广播数据并且将分组发送到通信装置200b以接受到来的连接。通信装置200b可以如201F所示那样显示低能耗无线电装置400的名称或标识符，以使得用户可以决定接受到来的连接或拒绝它。
注意，在该实例(图3B)中，低能耗无线电装置400同时支持观察者角色和外设角色400B。支持的外设角色使得低能耗无线电装置400能够从在T2期间如101D所示那样以中心或主角色操作的通信装置接收命令。支持的观察者角色使得低能耗无线电装置400能够与其他装置(例如，通信装置200n)建立连接。如果连接被接受(例如，通过经由通信装置200b键入GroupID和密码)，则低能耗无线电装置400可以并行地与装置200a和200b交换数据。
在一些实现中，低能耗无线电装置400可以进一步针对不同的因素执行优化，所述因素包括但不限于：扫描窗口(即，最大化扫描窗口和扫描间隔，目标是当退出连接模式时实现几乎100％扫描，并且最大化连接模式期间的扫描窗口)；最佳的扫描时间间隔；最佳的广告信道；以及信道(例如，用于外设和中心数据交换(包括跳频)的X个信道)上的连接放置。其他优化准则可以包括防止可能引起硬件重置的冲突以及最小化命令执行时间以最大化分配给扫描新消息的时间。
在一些实施例中，广告分组包含31字节的有效载荷。下表1中提供了有效载荷字段的例子。
在一些实施例中，本地名称中的数据包括八个字节的未被加密的数据，其中，每个字节的值的范围可以为从1到127。本地名称数据内的字节用于指定GroupID。
在一些进一步的实施例中，可以例如使用具有关于图5进一步说明的用于反监听的128位的密钥长度和2字节的计数器通过Rijndael或高级加密标准(AES)来对通用唯一标识符UUID进行加密。
图4是通信装置执行来与低能耗无线电装置建立连接的示例流程图450。在一些实施例中，通信装置(例如，通信装置100a)可以运行支持广播者角色的处理器可执行指令401。其后，通信装置可以将广播数据分组周期性地发送到能够接收分组的任何装置403。条件语句405确定通信装置是否接收到传入的连接分组。如果传入的连接分组被接收到，则通信装置可以发送GroupID和密码以接受与观察者(例如，如图3A-3B所示的低能耗无线电装置400)的连接。在一些实施例中，如果没有传入的连接分组，则通信装置在再次发送广播数据403之前等待预定时间间隔407。
图5是低能耗无线电装置执行来对从多个通信装置接收的数据进行处理的示例逻辑流程图500。在一些实施例中，低能耗无线电装置(例如，如图3A-3B所示的低能耗无线电装置300)可以支持外设角色。在这样的情况下，低能耗无线电装置可以从主装置接收消息或广告分组501。可以在预处理级中对接收的数据分组进行过滤503以丢弃不想要的分组。其后，条件语句505评估传入的分组是否是重复的分组。可以例如通过向低能耗无线电装置中的存储器查询最近接收的分组来识别重复的分组。如果低能耗无线电装置确定分组是重复的分组，则移除任何副本507，所以分组仅被处理一次，并且流程在条件语句509处继续进行。如果低能耗无线电装置确定分组不是副本，则流程进入条件语句509。
在一些实施例中，条件语句509评估接收的分组是否是由具有有效的GroupID的通信装置发送的。例如，通过检查包含容许装置的GroupID的白名单。如果对于接收的数据分组中包括的GroupID不存在对应的条目，则流程进入步骤501。如果接收的数据分组中包括的GroupID在白名单中被列出，则低能耗无线电装置执行密码和校验和过程511。条件语句513评估在接收的分组中是否存在任何数据错误。例如，如果来自校验和过程的结果在存储器中是可获得的，则这可以是数据错误的指示符，因此，分组被忽视，并且流程在步骤501处继续进行。如果在513上确定不存在错误，则对分组的加密的UUID字段进行解密(例如，通过AES-128)，并且低能耗无线电装置执行解密的命令。
现在参照图6，用于将低能耗无线电装置(比如举例来说无线电装置300)连接到通信装置100a-100n中的一个或多个的方法600。方法600包括在步骤602，经由通信地耦合到以第一模式操作的处理器的收发器扫描预定无线电频率。在步骤604，所述方法包括响应于以第一模式操作，经由收发器接收一组通信装置中的第一通信装置广播的广播分组。所述方法包括在步骤606，与第一通信装置建立通信信道，并且在步骤608，通过以第二模式相对于第一通信装置操作处理器并且以第一模式相对于该组通信装置中的其他装置操作处理器来同时以第一模式和第二模式操作处理器。在一些实施例中，所述方法中的第一模式是如本文所描述的观察者模式。在一些实施例中，所述方法中的第二模式是外设模式。
在一些实施例中，广播分组是第一广播分组，通信信道是第一通信信道，方法600进一步包括响应于以第一模式相对于其他装置操作处理器，接收该组通信装置中的第二通信装置广播的第二广播分组。另外，所述方法包括：与第二通信装置建立第二通信信道，并且通过以第二模式相对于第一通信装置和第二通信装置操作处理器并且以第一模式相对于该组通信装置中的其余的装置操作处理器来同时以第一模式和第二模式操作处理器。
在一些实施例中，所述方法包括在处理器正以第二模式操作时执行经由第一通信信道从第一通信装置接收的一个或多个指令。在一些实施例中，所述方法包括在处理器正以第二模式操作时执行经由第二通信信道从第二通信装置接收的一个或多个指令。
在一些实施例中，广播分组包括群组标识号和密码，并且建立通信信道包括基于群组标识号和密码来建立通信信道。
在一些实施例中，所述方法包括与发光器相关联的处理器，所述方法进一步包括在处理器正以第二模式操作时执行从第一通信装置接收的指令，该指令与发光器的操作的控制相关联。
虽然本文已经描述和例示说明了各种发明实施例，但是本领域的普通技术人员将容易想象用于执行所述功能和/或获得本文所描述的结果和/或优点中的一个或多个的各种其他的手段和/或结构，并且这样的变化和/或修改中的每个都被视为在本文所描述的发明实施例的范围内。例如，虽然一些动作、过程和/或功能被描述为是同时发生的，但是要理解，根据一些实施例，在不脱离本公开的范围的情况下，这些动作、过程和/或功能中的一个或多个可以基本上同时地或几乎同时地发生。更一般地说，本领域技术人员将容易意识到，本文所描述的所有的参数、尺寸、材料和配置都意在于是示例性的，并且实际的参数、尺寸、材料和/或配置将取决于对于其使用发明教导的特定的一个应用或多个应用。本领域技术人员将认识到或者能够仅通过使用常规实验弄清本文所描述的特定的发明实施例的许多等同物。因此，要理解的是，前述实施例仅仅是作为例子呈现的，并且在所附权利要求及其等同物的范围内，可以以与具体描述和要求保护的方式不同的方式实施发明实施例。本公开的发明实施例是针对本文所描述的每个单个的特征、系统、物品、材料、装备和/或方法。另外，如果这样的特征、系统、物品、材料、装备和/或方法相互一致，则两个或更多个这样的特征、系统、物品、材料、装备和/或方法的任何组合包括在本公开的发明范围内。进一步的实施例可以由于特定地缺少一个或多个特征/功能性而可以优于现有技术取得专利(例如，针对这样的实施例的权利要求可以包括使这样的权利要求区别于现有技术的消极限制)。
本公开的上述实施例可以以许多方式中的任何一种方式实现。例如，一些实施例可以使用硬件、软件或它们的组合来实现。当实施例的任何方面至少部分是用软件实现时，软件代码可以在任何合适的处理器或处理器集合上被执行，不管是在单个计算机中提供的，还是分布在多个计算机上的。
在这方面，本文所公开的各种实施例可以至少部分被实施为编码有一个或多个程序的计算机可读存储介质(或多个计算机可读存储介质)(例如，计算机存储器、一个或多个软盘、紧凑盘、光学盘、磁带、闪存、现场可编程门阵列或其他半导体器件中的电路配置、或其他有形的计算机存储介质或非暂时性介质)，所述一个或多个程序当在一个或多个计算机或其他处理器上被执行时执行实现上面讨论的技术的各种实施例的方法。所述计算机可读介质可以是可运输的，以使得存储在其上的一个程序或多个程序可以被加载到一个或多个不同的计算机或其他处理器上以实现如上面所讨论的本技术的各方面。
术语“程序”或“软件”在本文中以一般的意义用于指代可以用于将计算机或其他处理器编程为实现如上面所讨论的本技术的各方面的任何类型的计算机代码或计算机可执行指令集。另外，应意识到，根据该实施例的一个方面，当被执行时执行本技术的方法的一个或多个计算机程序无需驻留在单个计算机或处理器上，而是可以以模块化的方式分布在若干不同的计算机或处理器上来实现本技术的各方面。
计算机可执行指令可以为许多形式，比如一个或多个计算机或其他装置执行的程序模块。一般来说，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。通常，在各种实施例中，可以根据需要组合或分布程序模块的功能性。
此外，本文所描述的技术可以被实施为一种方法，该方法的至少一个例子已经被提供。作为该方法的一部分执行的动作可以以任何合适的方式排序。因此，可以构造按不同于所示次序的次序执行动作的实施例，这些实施例可以包括同时地执行一些动作，即使这些动作在说明性实施例中被示为是顺序的动作。
如本文所定义和使用的所有定义都应被理解为控制词典定义、通过引用并入的文档中的定义和/或定义的术语的普通意义。
如在本文中在说明书和权利要求中所使用的“一”和“一个”除非另有相反的明确指示，否则应被理解为意指“至少一个”。
如在本文中在说明书和权利要求中所使用的短语“和/或”应被理解为意指如此联合的元素(即，在一些情况下结合存在、而在其他情况下分开存在的元素)中的“任何一个或两个”。用“和/或”列出的多个元素应以相同的方式揭示，即，如此联合的元素中的“一个或多个”。除了用“和/或”从句具体标识的元素之外的其他元素可以可选地存在，不管与具体标识的那些元素是相关、还是无关。因此，作为非限制性例子，所称“A和/或B”在与开放式语言(比如包括)结合使用时在一个实施例中可以仅指A(可选地包括除了B之外的元素)；在另一个实施例中，可以仅指B(可选地包括除了A之外的元素)；在又一个实施例中，可以指A和B这二者(可选地包括其他元素)；等等。
如在本文中在说明书和权利要求中所使用的，“或”应被理解为具有与如上面定义的“和/或”相同的意义。例如，当分隔列表中的项时，“或”或“和/或”应被解释为包容性的，即，包括若干元素或元素列表中的至少一个，但是还包括多于一个，并且可选地，还包括额外的未列出的项。只有被明确相反指示的术语，比如“……中的唯一一个”或“……中的正好一个”或当被用在权利要求中时的“由……组成”，将是指包括若干元素或元素列表中的正好一个元素。一般来说，如本文所使用的术语“或”在前面有排他性术语(比如“两者中之一”、“……中的一个”、“……中的唯一一个”或“……中的正好一个”)时应仅被解释为指示排他性的替代方案(即，“一个或另一个、而不是两个”)。“基本上由……组成”在被用在权利要求中时应具有如专利法领域中所用的其普通意义。
如在本文中在说明书和权利要求中所使用的，对于一个或多个元素的列表的论述中的短语“至少一个”应被理解为意指从该元素列表中的元素中的任何一个或多个选择的至少一个元素，但不一定包括该元素列表内具体列出的每一个元素中的至少一个，并且不排除该元素列表中的元素的任何组合。该定义还允许除了元素列表内具体标识的短语“至少一个”所指的元素之外的元素可以可选地存在，不管与具体标识的那些元素是相关、还是无关。因此，作为限制性例子，“A和B中的至少一个”(或者等同地，“A或B中的至少一个”，或者等同地，“A和/或B中的至少一个”)在一个实施例中可以是指至少一个A(可选地包括多于一个的A)，而B不存在(并且可选地包括除了B之外的元素)；在另一个实施例中，可以是指至少一个B(可选地包括多于一个的B)，而A不存在(并且可选地包括除了A之外的元素)；在又一个实施例中，可以是指至少一个A和至少一个B，可选地包括多于一个的A和多于一个的B(并且可选地包括其他元素)；等等。
在权利要求中，以及在上面的说明书中，所有的过渡短语(比如“包括”、“包含”、“携带”、“具有”、“含有”、“涉及”、“容纳”、“组成”等)要被理解为是开放式的，即，意指包括但不限于。如美国专利审查指南第2111.03节中所阐述的，只有过渡短语“由……组成”和“基本上由……组成”应分别是封闭式的或半封闭式的过渡短语。

Claims (25)

1.一种低能耗无线电装置，包括：
收发器；以及
通信地耦合到所述收发器的处理器，所述处理器被配置为通过以下方式来以第一模式和第二模式操作：
通过经由所述收发器扫描预定无线电频率来以第一模式操作；
响应于以第一模式操作，接收一组通信装置中的第一通信装置广播的广播分组；以及
与第一通信装置建立通信信道；以及
通过以第二模式相对于第一通信装置操作并且以第一模式相对于该组通信装置中的其他装置操作来同时以第一模式和第二模式操作。
2.根据权利要求1所述的低能耗无线电装置，其中，所述第一模式是观察者模式。
3.根据权利要求1所述的低能耗无线电装置，其中，所述第二模式是外设模式。
4.根据权利要求1所述的低能耗无线电装置，其中，所述广播分组是第一广播分组，并且所述通信信道是第一通信信道，
所述处理器被进一步配置为：
响应于以第一模式相对于其他装置操作，接收该组通信装置中的第二通信装置广播的第二广播分组，
与第二通信装置建立第二通信信道；以及
通过以下方式来同时以第一模式和第二模式操作：
以第二模式相对于第一通信装置和第二通信装置操作；以及
以第一模式相对于该组通信装置中的其余的装置操作。
5.根据权利要求4所述的低能耗无线电装置，其中，所述处理器被进一步配置为执行经由第二通信信道从第二通信装置接收的一个或多个指令。
6.根据权利要求1所述的低能耗无线电装置，其中，所述处理器被进一步配置为执行经由所述通信信道从第一通信装置接收的一个或多个指令。
7.根据权利要求1所述的低能耗无线电装置，其中，所述广播分组包括群组标识号和密码，
以及其中，所述处理器被进一步配置为基于所述群组标识号和密码来建立通信信道。
8.根据权利要求7所述的低能耗无线电装置，其中，基于所述群组标识号和密码来对通信信道进行加密。
9.根据权利要求1所述的低能耗无线电装置，进一步包括发光器，其中，所述处理器被进一步配置为执行从第一通信装置接收的指令，以及其中，所述指令与所述发光器的操作的控制相关联。
10.一种方法，包括：
经由通信地耦合到以第一模式操作的处理器的收发器扫描预定无线电频率；
响应于以第一模式操作，经由所述收发器接收一组通信装置中的第一通信装置广播的广播分组；
与第一通信装置建立通信信道；以及
通过以第二模式相对于第一通信装置操作所述处理器并且以第一模式相对于该组通信装置中的其他装置操作所述处理器来同时以第一模式和第二模式操作所述处理器。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一模式是观察者模式。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第二模式是外设模式。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述广播分组是第一广播分组并且所述通信信道是第一通信信道，所述方法进一步包括：
响应于以第一模式相对于其他装置操作所述处理器，接收该组通信装置中的第二通信装置广播的第二广播分组；
与第二通信装置建立第二通信信道；以及
通过以下方式来同时以第一模式和第二模式操作所述处理器：
以第二模式相对于第一通信装置和第二通信装置操作所述处理器；以及
以第一模式相对于该组通信装置中的其余的装置操作所述处理器。
14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：
在所述处理器正以第二模式操作时执行经由第一通信信道从第一通信装置接收的一个或多个指令；以及
在所述处理器正以第二模式操作时执行经由第二通信信道从第二通信装置接收的一个或多个指令。
15.根据权利要求10所述的方法，其中，所述广播分组包括群组标识号和密码，以及其中，建立通信信道进一步包括基于所述群组标识号和密码来建立通信信道。
16.根据权利要求10所述的方法，其中，所述处理器与发光器相关联，所述方法进一步包括在所述处理器正以第二模式操作时执行从第一通信装置接收的指令，其中，所述指令与所述发光器的操作的控制相关联。
17.一种系统，包括：
一组通信装置，该组通信装置包括第一通信装置和第二通信装置；以及
低能耗无线电装置，所述低能耗无线电装置包括收发器和处理器，所述处理器通信地耦合到所述收发器，所述处理器被配置为通过以下方式来以第一模式和第二模式操作：
通过经由所述收发器扫描预定无线电频率来以第一模式操作；
响应于以第一模式操作，接收第一通信装置广播的第一广播分组；以及
与第一通信装置建立第一通信信道；以及
通过以第二模式相对于第一通信装置操作并且以第一模式相对于第二通信装置操作来同时以第一模式和第二模式操作；
响应于以第一模式相对于第二通信操作所述处理器，接收该组通信装置中的第二通信装置广播的第二广播分组；
与第二通信装置建立第二通信信道；以及
通过以下方式来同时以第一模式和第二模式操作所述处理器：
以第二模式相对于第一通信装置和第二通信装置操作所述处理器；以及
以第一模式相对于该组通信装置中的其余的装置操作所述处理器。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述第一模式是观察者模式。
19.根据权利要求17所述的系统，其中，所述第二模式是外设模式。
20.根据权利要求17所述的系统，其中，所述低能耗无线电装置进一步包括通信地耦合到所述处理器的发光器。
21.根据权利要求17所述的系统，所述处理器被进一步配置为：
在所述处理器正以第二模式操作时执行经由第一通信信道从第一通信装置接收的一个或多个指令；以及
在所述处理器正以第二模式操作时执行经由第二通信信道从第二通信装置接收的一个或多个指令。
22.根据权利要求17所述的系统，其中，所述第一广播分组包括第一群组标识号和第一密码，以及其中，所述处理器被配置为基于所述第一群组标识号和第一密码来建立第一通信信道。
23.根据权利要求22所述的低能耗无线电装置，其中，所述第二广播分组包括第二群组标识号和第二密码，以及其中，所述处理器被配置为基于所述第二群组标识号和第二密码来建立第二通信信道。
24.根据权利要求23所述的低能耗无线电装置，其中，基于第一群组标识号和第一密码来对第一通信信道进行加密，以及其中，基于第二群组标识号和第二密码来对第二通信信道进行加密。
25.根据权利要求17所述的方法，其中，所述低能耗无线电装置进一步包括通信地耦合到所述处理器的发光器，其中，所述处理器被进一步配置为在所述处理器正以第二模式操作时执行从第一通信装置接收的指令，以及其中，所述指令与所述发光器的操作的控制相关联。
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