CN109327830A - 一种蓝牙传输指令的方法、设备端以及蓝牙控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蓝牙传输指令的方法、设备端以及蓝牙控制系统，蓝牙传输指令的方法包括以下步骤：(1)针对接收指令的设备端生成指令字符；(2)用户终端将指令字符包含在蓝牙数据中进行广播；(3)设备端扫描用户终端广播的所述蓝牙数据，从所述蓝牙数据中获得所述指令字符，并从所述指令字符中获得所述指令。本发明的优点是：可以在不与用户终端进行蓝牙连接的情况下通过蓝牙协议向设备端传输指令，可以避免设备端与用户终端进行耗时的蓝牙连接，有效地提升了指令的传输速度。

Description

一种蓝牙传输指令的方法、设备端以及蓝牙控制系统

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，具体涉及一种蓝牙传输指令的方法、设备端以及蓝牙控制系统。

背景技术

目前市面上的共享单车开关锁方式主要有三种：网络、蓝牙和短信。由于目前车锁采用的是2G网络，2G网络的信号质量普遍弱于手机采用的4G网络。采用2G网络传输指令存在2G弱网的情况，会导致网络信号不好时共享单车无法及时收到指令。采用短信传输指令存在同样的问题，且短信延迟很高。因此，采用2G无线网络以及短信传输指令会导致共享单车开锁过慢，影响用户体验。在这种情况下，通过蓝牙开锁是一种有效的解决方法。

而目前蓝牙开关锁方式主要是通过手机连接车锁的蓝牙模块，然后手机发送指令实现开关锁。由于蓝牙协议经过多年发展，存在很多版本，且不同厂商推出的蓝牙模块的实现方式存在差异，因此采用蓝牙传递指令存在手机适配问题，部分手机难以兼容这种方式。此外，蓝牙连接、数据传输、断开连接的操作时间都很长，因此使用蓝牙传输指令会影响用户体验。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种蓝牙传输指令的方法、设备端以及蓝牙控制系统。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种蓝牙传输指令的方法，其包括以下步骤：

(1)针对接收指令的设备端生成指令字符；

(2)用户终端将指令字符包含在蓝牙数据中进行广播；

(3)设备端扫描用户终端广播的所述蓝牙数据，从所述蓝牙数据中获得所述指令字符，并从所述指令字符中获得所述指令。

本发明的进一步改进在于：生成指令字符的过程中，对所述指令加密得到所述指令字符；设备端从所述指令字符中获得所述指令的过程中，对所述指令字符进行解密，得到相应的指令。

本发明的进一步改进在于：设备端对解密得到的所述指令进行校验，判断该指令是否有效。

本发明的进一步改进在于：生成所述指令字符采用的加密算法为对称加密算法或非对称加密算法。

本发明的进一步改进在于：所述指令字符由服务端生成，服务端和设备端均存储有相对应的密钥；每个设备端具有一个ID编码；生成指令字符的过程中，服务端根据接收指令的设备端的ID编码选取对应的密钥进行加密。

本发明的进一步改进在于：服务端生成指令字符的过程中，依次对所述指令进行RC4加密以及BASE64编码，从而得到所述指令字符；设备端对所述指令字符进行解密的过程中，对所述指令字符依次进行BASE64解码、RC4解密，从而得到所述指令。

本发明的进一步改进在于：设备端从所述指令字符中获得指令之前，对所述指令字符进行格式校验，若格式校验不通过则舍弃该指令字符。

本发明的进一步改进在于：用户终端将所述指令字符作为蓝牙名称，用户终端进行广播时，将所述指令字符作为蓝牙名称包含在广播的蓝牙数据中。

本发明的进一步改进在于：所述指令中包含指令序列号以及时间戳；设备端获得某个指令后，判断该指令的所述指令序列号是否重复以及所述时间戳是否超过时效；若所述指令序列号重复和/或所述时间戳超过时效，则设备端判断该所述指令无效。

本发明的进一步改进在于：设备端执行所述指令后，将指令执行结果上报至服务端。

本发明还涉及一种用于接收蓝牙传输的指令的设备端，所述设备端包括蓝牙模块，所述设备端用于扫描周边用户终端广播的蓝牙数据，并从蓝牙数据中获取指令。

本发明的进一步改进在于：设备端按照预定周期间歇性地扫描用户终端广播的蓝牙数据。

本发明的进一步改进在于：设备端设置有加速度传感器，当设备端通过加速度传感器检测到振动时，设备端开始扫描用户终端广播的蓝牙数据。

本发明还涉及一种蓝牙控制系统，其特征在于：所述蓝牙控制系统包括服务端、设备端以及用户终端；服务端通过无线网络和/或短信与设备端以及用户终端进行通讯连接。

本发明的优点是：可以在不与用户终端进行蓝牙连接的情况下通过蓝牙向设备端传输指令，可以避免设备端与用户终端进行耗时的蓝牙连接，有效地提升了指令的传输速度。

附图说明

图1为本发明实施例中蓝牙传输指令的方法的流程图；

图2为本发明实施例中蓝牙控制系统的示意图；

图3为本发明实施例中设备端的原理图。

符号说明：

1服务端，2设备端，3用户终端，4蓝牙模块，5无线通讯模块，

6控制模块，7电控开锁机构，8加速度传感器。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

实施例：如图2所示，本发明的实施例涉及一种蓝牙控制系统，该蓝牙控制系统包括服务端1、设备端2以及用户终端3。服务端1为云端服务器，设备端2为共享单车的车锁，用户终端3为用户的手机。

本发明的实施例中，用户终端3用于根据设备端2的ID编码向服务端1请求生成指令字符，并将服务端1生成的指令字符作为蓝牙名称包含在蓝牙数据中进行广播。

服务端1通过无线网络与用户终端3进行通信连接。服务端1用于根据用户终端3的请求生成指令字符，并将指令字符通过无线网络发送至用户终端3。

设备端2可通过无线网络和/或短信与服务端1进行通信连接，设备端2与服务端1之间的无线网络为2G无线网络。设备端2用于扫描服务端1广播的蓝牙数据，并从蓝牙数据中获得指令字符。设备端2可从指令字符中获得指令，设备端2在执行指令后将执行结果通过无线网络反馈至服务端1。

本实施例中，设备端2执行的指令通常为开锁指令或闭锁指令，二者对执行的实时性要求较高，通过2G无线网络传递指令难以保证实时性，因此本实施例采用蓝牙广播指令字符。指令执行结果的反馈对实时性要求不高，可采用无线网络进行传输。

如图2、3所示，本发明的实施例还涉及一种设备端。本实施例的设备端2为共享单车的车锁，其内部设置有蓝牙模块4以及无线通讯模块5。蓝牙模块4用于扫描用户终端3广播的蓝牙数据，无线通讯模块5用于向服务端1传输指令的执行结果。

设备端2内还设置有控制模块6以及电控开锁机构7；控制模块6可从蓝牙模块4扫描的蓝牙数据中获取指令字符，并从指令字符中获取指令；控制模块6可依据指令控制电控开锁机构7执行开锁动作。

本实施例中，设备端2依靠其自身的电池进行供电，对功耗较为敏感。因此本发明的一个实施例中，设备端2按照预定周期间歇式地扫描用户终端3广播的蓝牙数据。本实施例中，预定周期为6秒，每个预定周期中，设备端2扫描4秒，休眠2秒。通过采用间歇式的扫描，可以显著延长设备端2的待机时间。

在本发明的另一实施例中，设备端2在电量过低时停止扫描蓝牙数据。设备端2内设置有加速度传感器8，当加速度传感器8检测到振动时，表示用户需要打开车锁，此时设备端2重新开启，继续扫描用户终端3广播的蓝牙数据。

如图1至3所示，本发明的实施例还涉及一种蓝牙传输指令的方法，其包括以下步骤：

步骤1：针对接收指令的设备端2生成指令字符：

指令字符由服务端1在用户终端3的请求下生成。设备端2为共享单车的车锁，设备端2上设置有二维码，二维码中包含着设备端2的ID编码。用户终端3为手机，用户终端3扫描某个设备端2的二维码后，用户终端3的APP向服务端1请求生成ID编码对应的设备端2的指令字符。用户终端3向服务端1发送的请求信息中还包括具体的指令，指令的类型包括开锁指令、关锁指令。指令字符生成后，服务端1将指令字符通过无线网络发送至相应的用户终端3。

步骤2：用户终端3将指令字符包含在蓝牙数据中进行广播。

用户终端3广播的蓝牙数据包括蓝牙名称、serviceUUID、以及其它各种广播信息。用户终端3可以将指令字符作上述广播信息中的任意一种。优选的，本实施例中，用户终端3将其自身的蓝牙名称改为指令字符，这样可以将指令字符作为蓝牙名称包含在蓝牙数据中进行广播。

步骤3：设备端2扫描用户终端3广播的蓝牙数据，从蓝牙数据中获得指令字符，并对指令字符进行解析，从而获得指令。

设备端2处于扫描模式，可以在不与用户终端3进行蓝牙连接的情况下扫描用户终端3广播的蓝牙数据，并从中获得指令字符。采用这种方式传递指令，可以避免设备端2与用户终端3进行耗时的蓝牙连接，有效地提升了指令的传输速度。此外，与蓝牙连接后传输指令相比，本方法无需兼容各种版本的蓝牙连接协议，降低了软件和硬件的开发难度。

设备端2通过指令字符获得指令后，根据指令执行相应的操作。操作完成后，将指令的执行结果通过无线网络上报至服务端1。

在本发明的一个实施例中，设备端2从广播的蓝牙数据中获得指令字符后，首先对指令字符进行格式校验，由于设备端2和服务端1之间约定了指令传输格式，因此指令字符的长度以及编码格式应该是符合约定的。若指令字符通过了格式校验，则设备端2对指令字符进行解析，从而得到指令；若指令字符没有通过格式校验，则舍弃该指令字符。

在本发明的一个实施例中，为了避免数据劫持的问题，生成指令字符的过程中，服务端1对指令进行加密得到指令字符。具体的，服务端1可采用对称加密算法或非对称加密算法。设备端2具有和服务端1相匹配的解密程序。设备端2从指令字符中获得指令的过程中，对指令字符进行解密，得到相应的指令。

每个设备端2具有独一无二的ID编码；服务端1中存储有每个设备端2的密钥，同时设备端2中也存储有相应的用于解密的密钥。生成指令字符的过程中，服务端1根据接收指令的设备端2的ID编码选取对应的密钥进行加密。当服务端1采用对称加密算法时，设备端2的密钥和服务端1的密钥相同。当服务端1采用非对称加密算法时，设备端2存储的密钥为私钥，服务端1存储的密钥为私钥对应的公钥。

在解密过程中，设备端2采用与服务端对应的解密算法以及密钥。解密之后，设备端2需要对解密得到的指令进行校验。若加密或解密过程发生错误或中间人尝试用错误的密钥进行劫持攻击，会导致加密的密钥与解密的密钥不一致，进而导致指令字符解密后得到的指令是无效的乱码，并非有效的指令。若校验结果表明解密得到的指令为无效的指令，表示指令的传输过程出现异常，设备端2需要抛弃该指令。

例如，服务端1采用对称加密算法。生成指令字符的过程中，服务端1依次对指令进行RC4加密以及BASE64编码，从而得到指令字符；指令字符为字符串。指令字符通过用户终端3向外广播。

设备端2从广播的蓝牙数据中获得指令字符后，对指令字符进行格式校验；若指令字符通过了格式校验，则依次对指令字符进行BASE64解码、RC4解密，得到指令。

在本发明的一个实施例中，为了阻值重放攻击，指令中包含指令序列号以及时间戳。设备端2解析获得某个指令后，判断该指令的指令序列号是否重复以及时间戳是否超过时效；若指令序列号重复和/或时间戳超过时效，则设备端判断该指令无效。

指令序列号可以是一个逐渐递增的整数。采用整数作为指令序列号时，设备端2需要记录已执行指令的序列号的最大值，当接收到某个指令的序列号小于最大值时，判断该指令是重复的。

时间戳为Unix时间戳，Unix时间戳精确到秒。通过时间戳与设备端2的本机时间进行比较，可以得出指令是否为已经超出时效的指令，本实施例中，指令的时效为20秒。

若设备端2判断指令无效，则抛弃该指令，并将抛弃理由通过无线网络上报至服务端。

以上的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种蓝牙传输指令的方法，其包括以下步骤：

(1)针对接收指令的设备端生成指令字符；

(2)用户终端将指令字符包含在蓝牙数据中进行广播；

(3)设备端扫描用户终端广播的所述蓝牙数据，从所述蓝牙数据中获得所述指令字符，并从所述指令字符中获得所述指令。

2.根据权利要求1所述的一种蓝牙传输指令的方法，其特征在于：生成指令字符的过程中，对所述指令加密得到所述指令字符；设备端从所述指令字符中获得所述指令的过程中，对所述指令字符进行解密，得到相应的指令。

3.根据权利要求2所述的一种蓝牙传输指令的方法，其特征在于：设备端对解密得到的所述指令进行校验，判断该指令是否有效。

4.根据权利要求2所述的一种蓝牙传输指令的方法，其特征在于：生成所述指令字符采用的加密算法为对称加密算法或非对称加密算法。

5.根据权利要求4所述的一种蓝牙传输指令的方法，其特征在于：所述指令字符由服务端生成，服务端和设备端均存储有相对应的密钥；每个设备端具有一个ID编码；生成指令字符的过程中，服务端根据接收指令的设备端的ID编码选取对应的密钥进行加密。

6.根据权利要求4所述的一种蓝牙传输指令的方法，其特征在于：服务端生成指令字符的过程中，依次对所述指令进行RC4加密以及BASE64编码，从而得到所述指令字符；设备端对所述指令字符进行解密的过程中，对所述指令字符依次进行BASE64解码、RC4解密，从而得到所述指令。

7.根据权利要求1所述的一种蓝牙传输指令的方法，其特征在于：设备端从所述指令字符中获得指令之前，对所述指令字符进行格式校验，若格式校验不通过则舍弃该指令字符。

8.根据权利要求1所述的一种蓝牙传输指令的方法，其特征在于：用户终端将所述指令字符作为蓝牙名称，用户终端进行广播时，将所述指令字符作为蓝牙名称包含在广播的蓝牙数据中。

9.根据权利要求1或3所述的一种蓝牙传输指令的方法，其特征在于：所述指令中包含指令序列号以及时间戳；设备端获得某个指令后，判断该指令的所述指令序列号是否重复以及所述时间戳是否超过时效；若所述指令序列号重复和/或所述时间戳超过时效，则设备端判断该所述指令无效。

10.根据权利要求1所述的一种蓝牙传输指令的方法，其特征在于：设备端执行所述指令后，将指令执行结果上报至服务端。

11.一种用于接收蓝牙传输的指令的设备端，其特征在于：所述设备端包括蓝牙模块，所述设备端用于扫描周边用户终端广播的蓝牙数据，并从蓝牙数据中获取指令。

12.根据权利要求11所述的一种设备端，其特征在于：设备端按照预定周期间歇性地扫描用户终端广播的蓝牙数据。

13.根据权利要求11所述的一种设备端，其特征在于：设备端设置有加速度传感器，当设备端通过加速度传感器检测到振动时，设备端开始扫描用户终端广播的蓝牙数据。

14.一种涉及权利要求11至13中任一所述的设备端的蓝牙控制系统，其特征在于：所述蓝牙控制系统包括服务端、设备端以及用户终端；服务端通过无线网络和/或短信与设备端以及用户终端进行通讯连接。