CN111436038A - 蓝牙连接方法及系统、蓝牙主、从设备连接方法及蓝牙主、从设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种蓝牙连接方法，第一蓝牙终端广播第一BLE消息，第一BLE消息包括公共访问地址和第一蓝牙终端的设备信息；第二蓝牙终端执行BLE扫描，当BLE扫描中包括所述公共访问地址时，第二蓝牙终端解析第一BLE消息；当第二蓝牙终端判断第一蓝牙终端是目标蓝牙终端时，第二蓝牙终端广播第二BLE消息，第二BLE消息包括第二蓝牙终端的蓝牙信息和约定时间；第一蓝牙终端执行BLE扫描，接收第二BLE消息；第一蓝牙终端退出BLE扫描，第二蓝牙终端退出广播；约定时间到时后，第一蓝牙终端和第二蓝牙终端开启经典蓝牙通信。用BLE取代传统蓝牙搜索、配对和连接，减少蓝牙设备之间的搜索、匹配、连接时间，大幅降低功耗。

Description

蓝牙连接方法及系统、蓝牙主、从设备连接方法及蓝牙主、从 设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种蓝牙连接方法及系统、蓝牙主、从设备连接方法及蓝牙主、从设备。

背景技术

随着蓝牙技术的普及，现在很多人都习惯了用蓝牙来听音乐，蓝牙TWS(TrueWireless Stereo，真正无线立体声)耳机、蓝牙TWS音箱在市面上的销售情况也比较火爆。将多通道模拟立体声技术运用于蓝牙对箱的高级音频中可以真实地再现原声场的声音，能为听众带来更好的听音效果。但是蓝牙TWS设备之间的搜索配对与回连速度慢和功耗高，是蓝牙TWS无线音频设备产品的弊端。

传统或经典的蓝牙搜索配对连接或回连的方式，如图1所示。以TWS1、TWS2设备配对连接为例，它们的连接是经典蓝牙连接的全过程，主要包括蓝牙设备inquiry、inquiryscan、page、page scan、connect等操作。这些传统蓝牙通信方式，是采用不同步跳频寻呼对方建立连接，这个过程必须持续足够长的时间，才能让蓝牙主从设备在一个不受干扰的频点通讯上，假如在发起搜索的过程中，TWS设备处在比较多的蓝牙设备的环境中，搜索到TWS设备是比较慢的，这些连接方式不仅导致蓝牙设备连接慢和功耗高，进而影响使用无线设备的用户体验。

为了降低功耗、提高蓝牙设备的连接速度，现有技术有提供一种蓝牙自动重新连接方法，其解决方案尽是使用BLE(Bluetooth Low Energy，蓝牙低功耗)获取到目标蓝牙设备地址后，依然使用经典蓝牙做连接。显然，使用经典蓝牙做连接依然存在上述连接慢、功耗高，进而影响用户体验的问题。

发明内容

基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种辅助经典蓝牙快速连接的方法，可提高蓝牙设备连接速度、降低功耗，提升用户体验。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种蓝牙连接方法，包括：S1：第一蓝牙终端广播第一BLE消息，第一BLE消息包括公共访问地址和第一蓝牙终端的设备信息；S2：第二蓝牙终端执行BLE扫描，当BLE扫描中包括所述公共访问地址时，第二蓝牙终端解析第一BLE消息；S3：当第二蓝牙终端根据第一蓝牙终端的设备信息判断第一蓝牙终端是目标蓝牙终端时，第二蓝牙终端广播第二BLE消息，第二BLE消息包括第二蓝牙终端的蓝牙信息和约定时间；S4：第一蓝牙终端执行BLE扫描，接收第二BLE消息；S5：第一蓝牙终端退出BLE扫描，第二蓝牙终端退出广播；S6：约定时间到时后，第一蓝牙终端和第二蓝牙终端开启经典蓝牙通信。

S1中的第一蓝牙终端的设备信息包括第一蓝牙终端的识别码。

第一蓝牙终端的识别码是第一蓝牙终端的型号或第一蓝牙终端的MAC地址。

S3中第二蓝牙终端根据第一蓝牙终端的设备信息判断第一蓝牙终端是目标蓝牙终端包括：第二蓝牙终端根据第一蓝牙终端的识别码与预存的第一蓝牙终端的识别码进行匹配。

S3中第二BLE消息中还包括：第一蓝牙终端的设备信息。

第一蓝牙终端的设备信息包括第一蓝牙终端的私有访问地址或MAC地址。

S3中的第二蓝牙终端的蓝牙信息包括第一蓝牙终端和第二蓝牙终端的主从参数、第二蓝牙终端的逻辑传输地址、第二蓝牙终端的时钟偏移、第二蓝牙终端的时钟、第二蓝牙终端的MAC地址。

S3中的约定时间是根据第二蓝牙终端的时钟偏移、第二蓝牙终端的广播通道号和基带收发数据的延时计算。

S3还包括：当第二蓝牙终端根据第一蓝牙终端的设备信息判断第一蓝牙终端不是目标蓝牙终端时，返回S1。

第一BLE消息为第一私有BLE消息，第二BLE消息为第二私有BLE消息。

本发明还提供一种蓝牙连接系统，包括第一蓝牙终端和第二蓝牙终端，第一蓝牙终端包括BLE消息发送模块、BLE扫描模块、运行模式跳转模块；第二蓝牙终端包括BLE扫描模块、BLE消息解析模块、目标终端判断模块、BLE消息发送模块、运行模式跳转模块；第一蓝牙终端的BLE消息发送模块广播第一BLE消息，第一BLE消息包括公共访问地址和第一蓝牙终端的设备信息；第二蓝牙终端的BLE扫描模块执行BLE扫描，BLE消息解析模块判断当BLE扫描中包括所述公共访问地址时，BLE消息解析模块解析第一BLE消息；第二蓝牙终端的目标终端判断模块根据第一蓝牙终端的设备信息判断第一蓝牙终端是目标蓝牙终端时，第二蓝牙终端的BLE消息发送模块广播第二BLE消息，第二BLE消息包括第二蓝牙终端的蓝牙信息和约定时间；第一蓝牙终端的BLE扫描模块执行BLE扫描，接收第二BLE消息；第二蓝牙终端的BLE消息发送模块退出广播，第一蓝牙终端的BLE扫描模块退出BLE扫描；约定时间到时后，第一蓝牙终端的运行模式跳转模块使得第一蓝牙终端开启经典蓝牙通信，第二蓝牙终端的运行模式跳转模块使得第二蓝牙终端开启经典蓝牙通信。

第一BLE消息中的第一蓝牙终端的设备信息包括第一蓝牙终端的识别码。

第一蓝牙终端的识别码是第一蓝牙终端的型号或第一蓝牙终端的MAC地址。

第二蓝牙终端的目标终端判断模块根据第一蓝牙终端的设备信息判断第一蓝牙终端是目标蓝牙终端包括：第二蓝牙终端根据第一蓝牙终端的识别码与预存的第一蓝牙终端的识别码进行匹配。

第二蓝牙终端的BLE消息发送模块广播的第二BLE消息中还包括：第一蓝牙终端的设备信息。

第一蓝牙终端的设备信息包括第一蓝牙终端的私有访问地址或MAC地址。

第二蓝牙终端的蓝牙信息包括第一蓝牙终端和第二蓝牙终端的主从参数、第二蓝牙终端的逻辑传输地址、第二蓝牙终端的时钟偏移、第二蓝牙终端的时钟和/或第二蓝牙终端的MAC地址。

第二蓝牙终端还包括约定时间计算模块，约定时间计算模块根据第二蓝牙终端的时钟偏移、第二蓝牙终端的广播通道号和基带收发数据的延时计算约定时间。

第一蓝牙终端的BLE消息发送模块广播的第一BLE消息为第一私有BLE消息，第二蓝牙终端的BLE消息发送模块广播的第二BLE消息为第二私有BLE消息。

本发明还提供一种蓝牙从设备连接方法，蓝牙从设备执行本发明的第一蓝牙终端的连接方法。

本发明还提供一种蓝牙从设备，包括蓝牙模块、处理器以及计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有蓝牙连接程序，蓝牙连接程序由处理器加载并执行本发明的蓝牙从设备连接方法。

本发明还提供一种蓝牙主设备连接方法，蓝牙主设备执行本发明的第二蓝牙终端的连接方法。

本发明还提供一种蓝牙主设备，包括蓝牙模块、处理器以及计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有蓝牙连接程序，蓝牙连接程序由处理器加载并执行本发明的蓝牙主设备连接方法。

本发明使用BLE替换经典蓝牙的传统连接，辅助经典蓝牙快速连接，最后跳转回经典蓝牙进行正常数据通信。用BLE取代传统蓝牙搜索、配对和连接，借用BLE广播adv和扫描scan中的access address特性，将其他不是同类型的蓝牙设备或者TWS设备过滤掉，将目标TWS设备搜寻出来，并且交换蓝牙连接的信息，实现快速连接，之后直接进入经典蓝牙通信，减少蓝牙设备之间的搜索、匹配、连接时间，从而大幅降低功耗。

附图说明

以下将参照附图对根据本发明的蓝牙连接方法及系统的优选实施方式进行描述。图中：

图1为TWS设备经典蓝牙连接的过程示意图；

图2根据本发明一实施例的两蓝牙TWS耳机间进行蓝牙无线通信示意图；

图3是根据图2所示的蓝牙TWS耳机一优选实施例的蓝牙连接方法流程图；

图4是根据图2所示的蓝牙TWS耳机另一优选实施例的蓝牙连接方法流程图；

图5是根据图2所示蓝牙TWS耳机执行本发明的蓝牙连接方法的原理图；

图6是本发明一实施例的蓝牙连接系统框图；

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

现在将详细说明本发明的实施例，其实施例由附图示出，其中，相同的标号始终指的是相同的部件。下面示例性实施例被描述以参考附图解释本发明。

根据本发明的示例性实施例，参照方法的流程图在下文中描述本发明。应理解流程图的每个方框、以及流程图中的方框的结合能够由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可被提供给适用计算机、专用计算机、或者其它可编程数据处理设备以生产机器的处理器，从而，这些指令通过计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行以实现流程方框或方框结合中的指定的功能。这些计算机程序指令也可被存储在计算机可用或计算机可读的存储器中，其可指示计算机或其它可编程数据处理设备以特定的方式运行，从而，存储在计算机可用或计算机可读存储器中的指令产生制造物以实现流程方框或方框结合中的指定的功能。计算机程序指令也可被加载到计算机或其它可编程数据处理设备上以使一系列操作步骤在计算机或其它可编程设备上被执行以产生计算机执行的处理，从而在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供实现流程方框或方框结合中的指定的功能。

另外，流程图的每一方框可表示模块、程序段或部分代码，其包括一个或多个可执行指令以实现特定的逻辑功能。同样应注意到，在某些替代的实现中，方框中示出的功能可异常发生。例如，连续所示的两方框实际上可实质上同时被执行或者方框有时可被以相反的顺序执行，这取决于有关的功能性。

本发明涉及的“终端”是可以实现蓝牙连接功能的双模蓝牙终端，该终端可以为手机、手表、手环、平板电路、耳机、音箱等，本发明实施例不作具体限定。在本发明实施例中，为描述方便，主要以蓝牙TWS耳机为例进行说明。

本发明实施例涉及的蓝牙，是一种短距离数据交换的无线通信标准，可包括经典蓝牙和低功耗蓝牙(也称，BLE)。经典蓝牙，也可称之为传统蓝牙或标准蓝牙。经典蓝牙是在之前的蓝牙规范协议版本1.0、1.2、2.0+EDR、2.1+EDR、3.0+HS等蓝牙基础上发展和完善起来的，是在BLE出现后通常的称呼。相对BLE，经典蓝牙更适用于数据量比较大的传输，如语音、音乐等。BLE，也可称为Bluetooth Smart或其他，是在Nokia的Wibree标准上发展起来的，并在蓝牙规范协议版本4.0中开始引入。BLE，顾名思义，功耗很低，功耗是经典蓝牙的1/10或更少，具有报文短、高效率编码、连接建立时间短等特点。

参见图2，蓝牙TWS耳机(TWS1、TWS2)可以通过蓝牙连接进行短距离无线通信，蓝牙TWS耳机可以通过BLE进行连接，也可以通过经典蓝牙进行连接。在本发明的技术方案中，蓝牙TWS耳机(TWS1、TWS2)通过BLE进行搜索、匹配、连接，在通过BLE建立连接之后，跳转为经典蓝牙进行正常数据通信，取代经典蓝牙中的传统搜索设备和发起配对、连接等步骤，直接进入正常的蓝牙连接成功后的通信步骤，实现快速连接，减少传统蓝牙搜索、匹配和连接的通信时间，从而大幅降低功耗。

图3是根据图2所示的蓝牙TWS耳机的蓝牙连接方法流程图，包括步骤S1-S6。

在执行蓝牙搜索、匹配和连接过程中，图2中的TWS1会发起搜索，TWS2是等待被连接的设备。以下将TWS2称为第一蓝牙终端，TWS1称为第二蓝牙终端进行详细说明本发明的蓝牙连接方法。

S1:第一蓝牙终端广播第一BLE消息，第一BLE消息中包括公共访问地址(公共ACCESS ADDRESS)和第一蓝牙终端的设备信息。

第一蓝牙终端的设备信息为第二蓝牙终端判断第一蓝牙终端是否是目标设备提供判断依据，借用BLE广播和扫描中的访问地址的特性，将其他不是同类型或非目标蓝牙终端的蓝牙设备或者TWS设备过滤掉，快速将与目标TWS设备搜寻出来匹配。

S2:第二蓝牙终端执行BLE扫描，当所述BLE扫描中包括第一BLE消息中的公共访问地址时，第二蓝牙终端解析所述第一BLE消息。

作为优选的实施方式，第二蓝牙终端执行BLE扫描时即采用公共访问地址，以保证与第一蓝牙终端广播的第一BLE消息中的公共访问地址相同，可以进行快速匹配。

S3:当第二蓝牙终端根据第一蓝牙终端的设备信息判断第一蓝牙终端是目标蓝牙终端时，第二蓝牙终端广播第二BLE消息，第二BLE消息包括第二蓝牙终端的蓝牙信息和约定时间T。将第二蓝牙终端的设备信息发送给第一蓝牙终端，以实现蓝牙匹配、连接，同时约定了时间T，第一蓝牙终端和第二蓝牙终端同时由BLE连接后跳转到经典蓝牙通信。

S4:第一蓝牙终端执行BLE扫描，接收所述第二BLE消息。

S5:第一蓝牙终端退出BLE扫描状态，第二蓝牙终端退出广播状态。

S6:约定时间T到时后，第一蓝牙终端和第二蓝牙终端开启经典蓝牙通信。标准经典蓝牙协议的通信中，采用了跳频扩频的方式增强连接链路的抗干扰能力。只有在主从设备的时序对齐，频点一致的情况下，主从设备间才能够实现通信，所以需要约定一个时间双方同时跳转，否则，就会出现连接之后通信不了导致断开连接的问题。

通常，在第一蓝牙终端接收到第二BLE消息后会发送确认信息给第二蓝牙终端，以通知第二蓝牙终端已接收到所述消息，此时，第一蓝牙终端和第二蓝牙终端可进入约定时间T的倒计时。

在具体实施方式中，约定时间T到时，第一蓝牙终端和第二蓝牙终端直接开始正常的经典蓝牙通信。例如，第二蓝牙终端广播第二BLE消息中约定时间为12slot，第一蓝牙终端收到第二BLE消息时间为第二BLE消息发出后2slot，此时，第一蓝牙终端会根据接收到的参数计算出第二蓝牙终端约定的跳转时间，进而计算出第一蓝牙终端需要在多少个slot后做跳转，例如，是8slot，约定时间T到时后，也就是第二蓝牙终端经过12slot和第一蓝牙终端经过8slot后同时到达约定时间T，此时，第一蓝牙终端和第二蓝牙终端同时跳转进入经典蓝牙通信。

本方案是使用BLE替换经典蓝牙的传统连接，是应用在经典蓝牙的方案中，目的是辅助经典蓝牙快速连接，最后还是要跳转回经典蓝牙进行正常数据通信。用BLE取代传统蓝牙搜索、配对和连接，借用BLE广播adv和扫描scan中的access address特性，将其他不是同类型的蓝牙设备或者TWS设备过滤掉，将目标tws设备搜寻出来，并且交换蓝牙连接的信息，实现快速连接，之后直接进入经典蓝牙通信，减少蓝牙设备之间的搜索、匹配、连接时间，从而大幅降低功耗。

在一实施方式中，第一BLE消息中第一蓝牙终端的设备信息可包括第一蓝牙终端的识别码，为第二蓝牙终端判断第一蓝牙终端是否是目标设备提供判断依据，第二蓝牙终端根据第一蓝牙终端的识别码与预存的第一蓝牙终端的识别码进行匹配，将其他不是同类型或非目标蓝牙终端的蓝牙设备或者TWS设备过滤掉，快速与目标TWS设备匹配。

在具体实施方式中，第一蓝牙终端的识别码可以是TWS设备的产品型号，例如可以是图2中蓝牙耳机的产品型号。当识别码是TWS设备的产品型号时，为生产提供了便利，可同时生产大量同型号蓝牙终端，出厂前也不需要写入设备其他信息，当使用时，同型号的蓝牙设备即可匹配。

作为优选的实施方式，第一蓝牙终端的识别码可以是TWS设备的MAC地址，例如，图2中的两蓝牙耳机TWS1和TWS2中分别写入了对方的MAC地址，当TWS1和TWS2执行本发明的蓝牙连接方法时，TWS1(第二蓝牙终端)判断接收到的TWS2(第一蓝牙终端)的MAC地址是否是预存的第一蓝牙终端的MAC地址，如果是，则判断第一蓝牙终端是目标蓝牙设备，二者匹配成功。

在一实施方式中，步骤S3中第二BLE消息中还包括第一蓝牙终端的设备信息，通过第一蓝牙终端的设备信息，第一蓝牙终端仅接收并解析包含所述第一蓝牙终端设备信息的BLE消息，提升了蓝牙连接的速度。

在具体实施方式中，第二蓝牙终端广播的第二BLE消息中的第一蓝牙终端的设备信息可包括第一蓝牙终端的私有访问地址或MAC地址，第一蓝牙终端仅接收并解析包含所述私有访问地址或MAC地址的BLE消息，快速交换蓝牙连接的信息，减小了第一蓝牙终端的数据处理量，降低了功耗，同时也提升了BLE连接速度。

在一实施方式中，第二BLE消息中的蓝牙信息可包括第一蓝牙终端和所述第二蓝牙终端的主从角色参数、第二蓝牙终端的逻辑传输地址(lt_addr)、第二蓝牙终端的时钟偏移(clk_offset)、第二蓝牙终端的时钟(clkn)、第二蓝牙终端的MAC地址。第一蓝牙终端和第二蓝牙终端的主从角色参数是用来配置第一蓝牙终端和第二蓝牙终端中哪一个是主设备、哪一个是从设备。第二蓝牙终端的逻辑传输地址(lt_addr)、第二蓝牙终端的时钟偏移(clk_offset)、第二蓝牙终端的时钟(clkn)、第二蓝牙终端的MAC地址是传输至第一蓝牙终端，实现第一蓝牙终端和第二蓝牙终端的蓝牙信息交互，以备二者执行正常通信。

在一实施方式中，第二BLE消息中的约定时间是根据第二蓝牙终端的时钟偏移(clk_offset)、第二蓝牙终端的广播通道号和基带收发数据的延时计算。在具体实施方式中，第二蓝牙终端的广播通道号可以是37、38或39，基带收发数据的延时是蓝牙芯片的基带的收发数据延时参数。在一实施方式中，本发明中的第一BLE消息和第二BLE消息是私有BLE消息。所述私有BLE消息是指采用BLE通信框架，例如BLE频点、广播通道、广播和扫描等基本功能，但是传输的数据包格式与BLE定义的数据包格式不同，传输的数据包格式是根据本发明中的需求自定义的数据包格式，由于应用于搜索、匹配和连接的过程，其中可以无数据包头、数据长度、校验值等信息，而只包括搜索、匹配和连接过程中需要使用的数据，例如，可以包括ACCESS ADDRESS、蓝牙终端的设备信息、约定时间T等。由于传输的是私有BLE消息，只传输搜索、匹配和连接过程中需要使用的数据，提升了发送和解析数据的速度，可进一步减少蓝牙设备之间的搜索、匹配、连接时间，从而大幅降低功耗。

通常，在第一蓝牙终端和第二蓝牙终端交互信息后，两个终端会将交互的蓝牙信息设置到各自蓝牙基带。例如，图3步骤S1中的第一蓝牙终端的设备信息和步骤S3中的第二蓝牙终端的蓝牙信息就是两终端交互的信息，当执行完步骤S5时，第一蓝牙终端会将接收到的第二蓝牙终端的蓝牙信息设置到第一蓝牙终端的蓝牙基带中，第二蓝牙终端会将接收到的第一蓝牙终端的设备信息设置到第二蓝牙终端的蓝牙基带中。

作为优选的实施方式，第一蓝牙终端和第二蓝牙终端通过BLE建立连接并到了约定时间T后，第一蓝牙终端和第二蓝牙终端进行简单的经典蓝牙通信测试，目的是检测连接是否可靠，如果不可靠，例如，以下步骤中的某一步骤收不到对方的POLL包或者NULL包，第一蓝牙终端和第二蓝牙终端快速跳转回辅助连接的流程，等待进行下次连接。测试步骤：

(1)第二蓝牙终端发出POLL包；

(2)第一蓝牙终端收到第二蓝牙终端发过来的POLL包之后，发出NULL包；

(3)第二蓝牙终端收到第一蓝牙终端发过来的NULL包之后再次发出POLL包，测试完成，并且跳转到正常的经典蓝牙通信流程。

(4)第一蓝牙终端收到第二蓝牙终端发过来的POLL包之后发出NULL包，测试完成，并且跳转到正常的经典蓝牙通信流程。

进入到正常的经典蓝牙通信流程时，第一蓝牙终端和第二蓝牙终端将配对后的信息保存，包括私有访问地址或MAC地址，以便两蓝牙终端在端开后能快速回连。

在一实施方式中，如图4所示，图3中步骤S3还可以包括：当第二蓝牙终端根据第一蓝牙终端的设备信息判断第一蓝牙终端不是目标蓝牙终端时，返回S1。

图5是图2中两TWS设备执行本发明的蓝牙连接方法的原理图。TWS2广播第一BLE消息，该第一BLE消息中包括公共访问地址(公共AA)和TWS2的设备信息，例如，TWS2的识别码或MAC地址；TWS1执行BLE扫描，当BLE扫描中包括BLE消息中的公共访问地址时，TWS1解析第一BLE消息，TWS1和TWS2匹配成功；TWS1根据接收到的TWS2的设备信息与预存的TWS2的设备信息作匹配计算，如果相同，则判断TWS2是目标设备，TWS1由扫描切换为广播，TWS1广播第二BLE消息，该第二BLE消息中包括TWS1的蓝牙信息和约定时间T，TWS2接收该第二BLE信息，TWS1和TWS2分别将接收到的对方的设备信息或蓝牙信息设置到各自的蓝牙基带，TWS1退出广播状态，TWS2退出扫描状态；待约定时间T到时后，TWS1和TWS2进行简单经典蓝牙测试，即可开始正常的经典蓝牙通信。

本技术方案使用BLE或BLE私有通信协议取代传统搜索设备和发起配对、连接等步骤，用BLE或BLE私有通信协议取代传统蓝牙搜索和配对，借用BLE广播和扫描中的访问地址(access address)特性，将其他不是同类型的蓝牙设备或者TWS设备过滤掉，将目标TWS设备搜寻出来，并且交换蓝牙连接的信息，之后直接进入经典蓝牙通信阶段，实现快速连接，减少传统蓝牙搜索配对连接时间，从而大幅降低功耗。

本发明还提供一种蓝牙连接系统，如图6所示，本发明的蓝牙连接系统300包括第一蓝牙终端100和第二蓝牙终端200，第一蓝牙终端100包括BLE消息发送模块101、BLE扫描模块103、运行模式跳转模块105，第二蓝牙终端200包括BLE扫描模块201、BLE消息解析模块203、目标终端判断模块205、BLE消息发送模块207、运行模式跳转模块209。

第一蓝牙终端100的BLE消息发送模块101广播第一BLE消息，第一BLE消息包括公共访问地址和第一蓝牙终端的设备信息。第一蓝牙终端的设备信息为第二蓝牙终端判断第一蓝牙终端是否是目标设备提供判断依据，借用BLE广播和扫描中的访问地址的特性，将其他不是同类型或非目标蓝牙终端的蓝牙设备或者TWS设备过滤掉，快速将与目标TWS设备搜寻出来匹配。

第二蓝牙终端200的BLE扫描模块201执行BLE扫描，BLE消息解析模块203判断当所述BLE扫描中包括与第一BLE消息中相同的公共访问地址时，第二蓝牙终端200的BLE消息解析模块203解析第一蓝牙终端100广播的第一BLE消息。

作为优选的实施方式，第二蓝牙终端200执行BLE扫描时即采用公共访问地址，以保证与第一蓝牙终端100广播的第一BLE消息中的公共访问地址相同，可以进行快速匹配。

第二蓝牙终端200的目标终端判断模块205根据第一蓝牙终端的设备信息判断第一蓝牙终端100是目标蓝牙终端时，第二蓝牙终端200的BLE消息发送模块207广播第二BLE消息，第二BLE消息包括第二蓝牙终端200的蓝牙信息和约定时间T。将第二蓝牙终端200的设备信息发送给第一蓝牙终端100，以实现蓝牙匹配、连接，同时约定了时间T，第一蓝牙终端100和第二蓝牙终端200同时由BLE连接后跳转到经典蓝牙通信。

第二蓝牙终端200的BLE消息发送模块207退出广播状态，第一蓝牙终端100的BLE扫描模块103退出BLE扫描状态。

约定时间T到时后，第一蓝牙终端100的运行模式跳转模块105使得第一蓝牙终端100开启经典蓝牙通信，第二蓝牙终端200的运行模式跳转模块209使得第二蓝牙终端200开启经典蓝牙通信。标准经典蓝牙协议的通信中，采用了跳频扩频的方式增强连接链路的抗干扰能力。只有在主从设备的时序对齐，频点一致的情况下，主从设备间才能够实现通信，所以需要约定一个时间双方同时跳转，否则，就会出现连接之后通信不了导致断开连接的问题。

在具体实施方式中，约定时间T到时，第一蓝牙终端100和第二蓝牙终端200直接开始正常的经典蓝牙通信。例如，第二蓝牙终端200广播第二BLE消息中约定时间为12slot，第一蓝牙终端100收到第二BLE消息时间为第二BLE消息发出后2slot，此时，第一蓝牙终端100会根据接收到的参数计算出第二蓝牙终端200约定的跳转时间，进而计算出第一蓝牙终端100需要在多少个slot后做跳转，例如，是8slot，约定时间T到时后，也就是第二蓝牙终端200经过12slot和第一蓝牙终端100经过8slot后同时到达约定时间T，此时，第一蓝牙终端100和第二蓝牙终端200同时跳转进入经典蓝牙通信。

本发明的蓝牙连接系统中，第一蓝牙终端100和第二蓝牙终端200使用BLE替换经典蓝牙的传统连接，是应用在经典蓝牙的方案中，目的是辅助经典蓝牙快速连接，最后跳转回经典蓝牙进行正常数据通信。用BLE取代传统蓝牙搜索和配对，借用BLE广播adv和扫描scan中的access address特性，将其他不是同类型的蓝牙设备或者TWS设备过滤掉，将目标tws设备搜寻出来，并且交换蓝牙连接的信息，实现快速连接，之后直接进入经典蓝牙通信，减少蓝牙设备之间的搜索、匹配、连接时间，从而大幅降低功耗。

在一实施方式中，第一蓝牙终端100广播的第一BLE消息中的第一蓝牙终端的设备信息包括所述第一蓝牙终端100的识别码，为第二蓝牙终端200判断第一蓝牙终端100是否是目标设备提供判断依据，第二蓝牙终端200根据第一蓝牙终端100的识别码与预存的第一蓝牙终端100的识别码进行匹配，将其他不是同类型或非目标蓝牙终端的蓝牙设备或者TWS设备过滤掉，快速与目标TWS设备匹配。

在具体实施方式中，第一蓝牙终端100的识别码可以是TWS设备的产品型号，例如可以是图6中TWS2的产品型号。当识别码是TWS设备的产品型号时，为生产提供了便利，可同时生产大量同型号蓝牙终端，出厂前也不需要写入设备其他信息，当使用时，同型号的蓝牙设备即可匹配。

作为优选的实施方式，第一蓝牙终端100的识别码可以是TWS设备的MAC地址，例如，图6中的TWS1和TWS2中分别写入了对方的MAC地址，当TWS1和TWS2执行本发明的蓝牙连接方法时，第二蓝牙终端200中的目标终端判断模块205判断接收到的第一蓝牙终端100的MAC地址是否是预存的第一蓝牙终端100的MAC地址，如果是，则判断第一蓝牙终端100是目标蓝牙设备，二者匹配成功。

在一实施方式中，第二蓝牙终端100的BLE消息发送模块207广播的第二BLE消息中还包括第一蓝牙终端100的设备信息。通过第一蓝牙终端100的设备信息，第一蓝牙终端100仅接收并解析包第一蓝牙终端100设备信息的BLE消息，提升了蓝牙连接的速度。

在具体实施方式中，第二蓝牙终端100的BLE消息发送模块207广播的第二BLE消息中的第一蓝牙终端100的设备信息可包括第一蓝牙终端100的私有访问地址或MAC地址，第一蓝牙终端100仅接收并解析包含所述私有访问地址或MAC地址的BLE消息，快速交换蓝牙连接的信息，减小了第一蓝牙终端100的数据处理量，降低了功耗，同时也提升了BLE连接速度。

在具体实施方式中，第二BLE消息中的蓝牙信息可包括第一蓝牙终端100和所述第二蓝牙终端200的主从角色参数、第二蓝牙终端200的逻辑传输地址(lt_addr)、第二蓝牙终端200的时钟偏移(clk_offset)、第二蓝牙终端200的时钟(clkn)、第二蓝牙终端200的MAC地址。第一蓝牙终端100和第二蓝牙终端200的主从角色参数是用来配置第一蓝牙终端100和第二蓝牙终端200中哪一个是主设备、哪一个是从设备。第二蓝牙终端200的逻辑传输地址(lt_addr)、第二蓝牙终端200的时钟偏移(clk_offset)、第二蓝牙终端200的时钟(clkn)、第二蓝牙终端200的MAC地址是传输至第一蓝牙终端100，实现第一蓝牙终端100和第二蓝牙终端200的蓝牙信息交互，以备二者执行正常通信。

在一实施方式中，第二BLE消息中的约定时间T是根据第二蓝牙终端200的时钟偏移(clk_offset)、第二蓝牙终端200的广播通道号和基带收发数据的延时计算。在具体实施方式中，第二蓝牙终端200的广播通道号可以是37、38或39，基带收发数据的延时是蓝牙芯片的基带的收发数据延时参数。

在一实施方式中，本发明的蓝牙连接系统300中广播的第一BLE消息和第二BLE消息是私有BLE消息。所述私有BLE消息是指采用BLE通信框架，例如BLE频点、广播通道、广播和扫描等基本功能，但是传输的数据包格式与BLE定义的数据包格式不同，传输的数据包格式是根据本发明的需求自定义的数据包格式，由于应用于搜索、匹配和连接的过程，其中可以无数据包头、数据长度、校验值等信息，而只包括搜索、匹配和连接过程中需要使用的数据，例如，可以包括ACCESS ADDRESS、蓝牙终端的设备信息、约定时间T等。由于传输的是私有BLE消息，只传输搜索、匹配和连接过程中需要使用的数据，提升了发送和解析数据的速度，可进一步减少蓝牙设备之间的搜索、匹配、连接时间，从而大幅降低功耗。

作为优选的实施方式，本发明的蓝牙连接系统300中的第一蓝牙终端100和第二蓝牙终200端通过BLE建立连接并到了约定时间T后，第一蓝牙终端100和第二蓝牙终端200进行简单的经典蓝牙通信测试，目的是检测连接是否可靠，如果不可靠，例如，以下步骤中的某一步骤收不到对方的POLL包或者NULL包，第一蓝牙终端100和第二蓝牙终端200快速跳转回辅助连接的流程，等待进行下次连接。测试步骤：

(1)第二蓝牙终端200发出POLL包；

(2)第一蓝牙终端100收到第二蓝牙终端200发过来的POLL包之后，发出NULL包；

(3)第二蓝牙终端200收到第一蓝牙终端100发过来的NULL包之后再次发出POLL包，测试完成，并且跳转到正常的经典蓝牙通信流程。

(4)第一蓝牙终端100收到第二蓝牙终端200发过来的POLL包之后发出NULL包，测试完成，并且跳转到正常的经典蓝牙通信流程。

进入到正常的经典蓝牙通信流程时，第一蓝牙终端100和第二蓝牙终端200将配对后的信息保存，包括私有访问地址或MAC地址，以便两蓝牙终端在端开后能快速回连。

本发明还提供一种蓝牙从设备连接方法，所述蓝牙从设备执行本发明的第一蓝牙终端的连接方法。例如，执行图3中的步骤S1、S4、S5中的第一蓝牙终端退出BLE扫描状态、S6中的第一蓝牙终端开启经典蓝牙通信。

本发明还提供一种蓝牙从设备，包括蓝牙模块、处理器以及计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有蓝牙连接程序，蓝牙连接程序由处理器加载并执行本发明的蓝牙从设备连接方法。

本发明还提供一种蓝牙主设备连接方法，所述蓝牙主设备执行本发明的第二蓝牙终端的连接方法。例如，执行图3中的步骤S2、S3、S5中的第二蓝牙终端退出广播状态、S6中的第二蓝牙终端开启经典蓝牙通信。

本发明还提供一种蓝牙主设备，包括蓝牙模块、处理器以及计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有蓝牙连接程序，蓝牙连接程序由处理器加载并执行本发明的蓝牙主设备连接方法。

本发明的计算机可读存储介质可以是便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

应当理解，本发明不限制蓝牙连接方法中的每个步骤的执行顺序，可根据实际需求调整各个步骤的执行顺序，可实现本发明的技术方案即可。

应当理解，上述流程图的每个方框以及流程图中各方框的组合，都可以由计算机程序指令实现。可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明的各个方面的操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++和C语言等类似的程序设计语言。

所述技术领域的技术人员可以理解，本发明的蓝牙连接方法中的每个步骤都可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、驻留软件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式。

本领域的技术人员能够理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (23)

1.一种蓝牙连接方法，其特征在于，包括：

S1：第一蓝牙终端广播第一BLE消息，所述第一BLE消息包括公共访问地址和所述第一蓝牙终端的设备信息；

S2：第二蓝牙终端执行BLE扫描，当所述BLE扫描中包括所述公共访问地址时，所述第二蓝牙终端解析所述第一BLE消息；

S3：当所述第二蓝牙终端根据所述第一蓝牙终端的设备信息判断所述第一蓝牙终端是目标蓝牙终端时，所述第二蓝牙终端广播第二BLE消息，所述第二BLE消息包括所述第二蓝牙终端的蓝牙信息和约定时间；

S4：所述第一蓝牙终端执行BLE扫描，接收所述第二BLE消息；

S5：所述第一蓝牙终端退出所述BLE扫描，所述第二蓝牙终端退出所述广播；

S6：所述约定时间到时后，所述第一蓝牙终端和所述第二蓝牙终端开启经典蓝牙通信。

2.根据权利要求1所述的蓝牙连接方法，其特征在于，所述S1中的第一蓝牙终端的设备信息包括所述第一蓝牙终端的识别码。

3.根据权利要求2所述的蓝牙连接方法，其特征在于，所述第一蓝牙终端的识别码是所述第一蓝牙终端的型号或所述第一蓝牙终端的MAC地址。

4.根据权利要求2所述的蓝牙连接方法，其特征在于，所述S3中第二蓝牙终端根据所述第一蓝牙终端的设备信息判断所述第一蓝牙终端是目标蓝牙终端包括：

第二蓝牙终端根据所述第一蓝牙终端的识别码与预存的所述第一蓝牙终端的识别码进行匹配。

5.根据权利要求1所述的蓝牙连接方法，其特征在于，所述S3中第二BLE消息中还包括：所述第一蓝牙终端的设备信息。

6.根据权利要求5所述的蓝牙连接方法，其特征在于，所述第一蓝牙终端的设备信息包括所述第一蓝牙终端的私有访问地址或MAC地址。

7.根据权利要求1所述的蓝牙连接方法，其特征在于，所述S3中的所述第二蓝牙终端的蓝牙信息包括所述第一蓝牙终端和所述第二蓝牙终端的主从参数、所述第二蓝牙终端的逻辑传输地址、所述第二蓝牙终端的时钟偏移、所述第二蓝牙终端的时钟、所述第二蓝牙终端的MAC地址。

8.根据权利要求1所述的蓝牙连接方法，其特征在于，所述S3中的约定时间是根据所述第二蓝牙终端的时钟偏移、所述第二蓝牙终端的广播通道号和基带收发数据的延时计算。

9.根据权利要求1所述的蓝牙连接方法，其特征在于，所述S3还包括：当所述第二蓝牙终端根据所述第一蓝牙终端的设备信息判断所述第一蓝牙终端不是目标蓝牙终端时，返回S1。

10.根据权利要求1至9任一项所述的蓝牙连接方法，其特征在于，所述第一BLE消息为第一私有BLE消息，所述第二BLE消息为第二私有BLE消息。

11.一种蓝牙连接系统，其特征在于，包括第一蓝牙终端和第二蓝牙终端，

所述第一蓝牙终端包括BLE消息发送模块、BLE扫描模块、运行模式跳转模块；

所述第二蓝牙终端包括BLE扫描模块、BLE消息解析模块、目标终端判断模块、BLE消息发送模块、运行模式跳转模块；

所述第一蓝牙终端的BLE消息发送模块广播第一BLE消息，所述第一BLE消息包括公共访问地址和所述第一蓝牙终端的设备信息；

所述第二蓝牙终端的BLE扫描模块执行BLE扫描，BLE消息解析模块判断当所述BLE扫描中包括所述公共访问地址时，所述BLE消息解析模块解析所述第一BLE消息；

所述第二蓝牙终端的目标终端判断模块根据所述第一蓝牙终端的设备信息判断所述第一蓝牙终端是目标蓝牙终端时，所述第二蓝牙终端的BLE消息发送模块广播第二BLE消息，所述第二BLE消息包括所述第二蓝牙终端的蓝牙信息和约定时间；

所述第一蓝牙终端的BLE扫描模块执行BLE扫描，接收所述第二BLE消息；

所述第二蓝牙终端的BLE消息发送模块退出所述广播，所述第一蓝牙终端的BLE扫描模块退出所述BLE扫描；

所述约定时间到时后，所述第一蓝牙终端的运行模式跳转模块使得所述第一蓝牙终端开启经典蓝牙通信，所述第二蓝牙终端的运行模式跳转模块使得所述第二蓝牙终端开启经典蓝牙通信。

12.根据权利要求11所述的蓝牙连接系统，其特征在于，所述第一BLE消息中的第一蓝牙终端的设备信息包括所述第一蓝牙终端的识别码。

13.根据权利要求12所述的蓝牙连接系统，其特征在于，所述第一蓝牙终端的识别码是所述第一蓝牙终端的型号或所述第一蓝牙终端的MAC地址。

14.根据权利要求12所述的蓝牙连接系统，其特征在于，所述第二蓝牙终端的目标终端判断模块根据所述第一蓝牙终端的设备信息判断所述第一蓝牙终端是目标蓝牙终端包括：

第二蓝牙终端根据所述第一蓝牙终端的识别码与预存的所述第一蓝牙终端的识别码进行匹配。

15.根据权利要求11所述的蓝牙连接系统，其特征在于，所述第二蓝牙终端的BLE消息发送模块广播的第二BLE消息中还包括：所述第一蓝牙终端的设备信息。

16.根据权利要求15所述的蓝牙连接系统，其特征在于，所述第一蓝牙终端的设备信息包括所述第一蓝牙终端的私有访问地址或MAC地址。

17.根据权利要求11所述的蓝牙连接系统，其特征在于，所述第二蓝牙终端的蓝牙信息包括所述第一蓝牙终端和所述第二蓝牙终端的主从参数、所述第二蓝牙终端的逻辑传输地址、所述第二蓝牙终端的时钟偏移、所述第二蓝牙终端的时钟和/或所述第二蓝牙终端的MAC地址。

18.根据权利要求11所述的蓝牙连接系统，其特征在于，所述第二蓝牙终端还包括约定时间计算模块，所述约定时间计算模块根据所述第二蓝牙终端的时钟偏移、所述第二蓝牙终端的广播通道号和基带收发数据的延时计算所述约定时间。

19.根据权利要求11至18任一项所述的蓝牙系统，其特征在于，所述第一蓝牙终端的BLE消息发送模块广播的第一BLE消息为第一私有BLE消息，所述第二蓝牙终端的BLE消息发送模块广播的第二BLE消息为第二私有BLE消息。

20.一种蓝牙从设备连接方法，其特征在于，所述蓝牙从设备执行如权利要求1至10任一项中所述第一蓝牙终端的连接方法。

21.一种蓝牙从设备，其特征在于，包括蓝牙模块、处理器以及计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有蓝牙连接程序，所述蓝牙连接程序由所述处理器加载并执行如权利要求21所述的蓝牙从设备连接方法。

22.一种蓝牙主设备连接方法，其特征在于，所述蓝牙主设备执行如权利要求1至10任一项中所述第二蓝牙终端的连接方法。

23.一种蓝牙主设备，其特征在于，包括蓝牙模块、处理器以及计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有蓝牙连接程序，所述蓝牙连接程序由所述处理器加载并执行如权利要求22所述的蓝牙主设备连接方法。

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