CN112672331B - 一种蓝牙Mesh组网方法、通信方法、通信系统及通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种蓝牙Mesh组网方法、通信方法、通信系统及通信设备，本发明实施例采用蓝牙Mesh组网技术，用来辅助车道天线的工作。通过单播地址配置，在多个蓝牙模块之间建立第一组网关系；通过下发配置文件中的完成发布地址和组播地址的设置，在第一组网关系基础上，建立第二组网关系。通过单播地址以及配置文件实现了对多对多蓝牙Mesh组网关系进行预先设置，用于高速公路ETC车道天线的数据共享，满足了车道联动的需求。

Description

一种蓝牙Mesh组网方法、通信方法、通信系统及通信设备

技术领域

本发明实施例涉及车道联动通信技术领域，具体涉及一种蓝牙Mesh组网方法、通信方法、通信系统及通信设备。

背景技术

随着高速公路取消人工收费站，高随公路越来越智能化，人们对在车道出入口对收费的出行速率具有越来越高的要求，车道之间需要通过数据共享实现车道联动。

蓝牙Mesh组网：是基于蓝牙低能耗(BLE)广播技术进行消息传递的一种蓝牙组网通讯网络，是一种采用网络洪泛的方式无中心、无路由的对等网络，以实现蓝牙设备与蓝牙设备之间的多对多通讯。但是，目前多对多蓝牙Mesh组网关系无法进行预先设置，其组网关系较单一，无法满足车道联动的需求。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种蓝牙Mesh组网方法、通信方法、通信系统及通信设备，以解决目前多对多蓝牙Mesh组网关系无法进行预先设置，难以进行组网信息的更改，组网关系较单一，无法满足车道联动的需求的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种蓝牙Mesh组网方法，所述组网方法包括：通过配置节点分别为多个蓝牙模块配置单播地址，所述多个蓝牙模块基于配置节点建立第一组网关系；向每个蓝牙模块下发配置文件；及每个蓝牙模块根据对应的配置文件完成发布地址和组播地址的设置，基于所述组播地址中预设通信设置，从所述第一组网关系形成的其余蓝牙模块中，为每个蓝牙模块选取数据接收方，建立第二组网关系。

进一步地，基于所述预设通信设置，选取的数据接收方的蓝牙模块的组播地址中包含作为数据发送方的蓝牙模块的发布地址。

优选地，基于所述预设通信设置，选取相邻蓝牙模块和次相邻蓝牙模块作为每个蓝牙模块的数据接收方。

优选地，所述配置文件通过串口下发至每个蓝牙模块。

优选地，根据预设ID下发所述配置文件，将预设ID配置为数据发送ID，通过所述蓝牙模块将所述数据发送ID随数据一起进行交互，以根据获取的交互数据进行数据处理并基于数据处理结果进行响应执行。

优选地，所述组网方法还包括：通过串口反馈每个蓝牙模块的组网相关配置信息，利用所述组网相关配置信息验证所述蓝牙模块的配置是否正确。

根据本发明实施例的第二方面，提供了一种通信方法，所述通信方法包括：基于如上任一项所述的一种蓝牙Mesh组网方法建立的所述第一组网关系和所述第二组网关系，通过所述第一组网关系中的每个蓝牙模块将数据发送至基于所述第二组网关系形成的数据接收方的蓝牙模块。

进一步地，所述通信方法还包括：接收外部通信数据并作为本地数据；通过串口将所述本地数据发送至蓝牙模块；通过所述蓝牙模块将本地数据广播给作为所述数据接收方的其它蓝牙模块；通过所述蓝牙模块接收其他蓝牙模块的广播数据；经由串口转发接收到的所述广播数据；根据获取的所述本地数据和所述广播数据进行数据处理；及基于数据处理结果进行响应执行；其中，所述本地数据和所述广播数据均与各自的数据发送ID一起进行交互，所述数据发送ID由预设ID配置生成。

优选地，基于所述预设通信设置，每个蓝牙模块将数据广播至相邻蓝牙模块和次相邻蓝牙模块。

进一步地，所述根据获取的所述本地数据和所述广播数据进行数据处理；及基于数据处理结果进行响应执行，包括：判断是否收到所述本地数据，若没有收到所述本地数据，则禁止响应执行；若收到所述本地数据，基于所述本地数据和所述广播数据进行信号强度比对，识别出最强信号对应的数据发送ID；及判断所述最强信号对应的数据发送ID是否与所述蓝牙模块对应的数据发送ID一致，如果一致，启动响应执行。

优选地，所述通信方法还包括：与接收外部通信数据同步，获取外部信号源与本地信号接收源之间的检测距离；通过串口接收所述检测距离；及将所述检测距离和所述本地数据关联在一起，经由所述蓝牙模块进行广播。

进一步地，判断是否收到所述本地数据，若没有收到所述本地数据，则禁止响应执行；若收到所述本地数据，基于所述本地数据和所述广播数据进行信号强度比对，识别出最强信号对应的数据发送ID；判断所述最强信号对应的数据发送ID是否与所述蓝牙模块对应的数据发送ID一致，如果不一致，则禁止响应执行；及如果一致，判断所述最强信号关联的所述检测距离是否超出所述预设距离阈值，如果超出，则禁止响应执行，如果未超出，启动响应执行。

根据本发明实施例的第三方面，提供了一种通信系统，所述系统包括：处理器和存储器；所述存储器用于存储一个或多个程序指令；所述处理器，用于运行一个或多个程序指令，用以执行如上任一项所述的蓝牙Mesh组网方法和/或如上任一项所述的蓝牙Mesh组网方法。

根据本发明实施例的第四方面，提供了一种通信设备，所述通信设备包括：多个蓝牙模块，基于配置节点建立第一组网关系；每个蓝牙模块根据对应的配置文件完成发布地址和组播地址的设置；基于所述组播地址中预设通信设置，每个蓝牙模块从所述第一组网关系形成的其余蓝牙模块中选取数据接收方，建立第二组网关系；一个配置节点，用于为多个蓝牙模块配置单播地址；每个蓝牙模块均通过串口连接有一个接收天线，所述接收天线用于转发配置文件；每个接收天线通过串口连接一个主控模块，所述主控模块用于下发配置文件；其中，基于所述预设通信设置，选取的数据接收方的蓝牙模块的组播地址中包含作为数据发送方的蓝牙模块的发布地址。

优选地，所述主控模块还用于根据预设ID下发配置文件，所述接收天线和所述主控模块将预设ID配置为数据发送ID，所述蓝牙模块将所述数据发送ID随数据一起进行交互，以根据获取的交互数据进行数据处理并基于数据处理结果进行响应执行。

优选地，所述主控模块还用于接收经由所述接收天线连接的蓝牙模块反馈的组网相关配置信息，利用所述组网相关配置信息验证所述蓝牙模块的配置是否正确。

进一步地，通过所述第一组网关系中的每个蓝牙模块将数据发送至基于所述第二组网关系形成的数据接收方的蓝牙模块。

进一步地，所述接收天线还用于接收外部通信数据并作为本地数据，本地数据包括车辆的OBU_ID、天线ID和外部通信数据的信号强度RSSI；通过串口将所述本地数据发送至所述蓝牙模块和所述主控模块；所述蓝牙模块还用于将本地数据广播给作为所述数据接收方的其它蓝牙模块；接收其他蓝牙模块的广播数据，广播数据包括车辆的OBU_ID、天线ID和外部通信数据的信号强度RSSI；经由串口向所述接收天线和所述主控模块转发接收到的所述广播数据；所述接收天线或所述主控模块还用于根据获取的所述本地数据和所述广播数据进行数据处理；所述主控模块还用于基于数据处理结果进行响应执行；其中，所述本地数据和所述广播数据均与各自的数据发送ID一起进行交互，所述数据发送ID由预设ID配置生成。

优选地，基于所述预设通信设置，每个蓝牙模块将数据广播至相邻蓝牙模块和次相邻蓝牙模块。

优选地，所述通信设备还包括：同步测距模块，集成至所述接收天线或通过串口连接至所述接收天线，所述同步测距模块用于与接收外部通信数据同步，获取外部信号源与本地信号接收源之间的检测距离；将所述检测距离发送至所述接收天线；所述接收天线还用于将所述检测距离和所述本地数据关联在一起，经由串口发送至所述蓝牙模块和所述主控模块。

本发明实施例具有如下优点：

本发明实施例采用蓝牙Mesh组网技术，用来辅助车道天线的工作。通过单播地址配置，在多个蓝牙模块之间建立第一组网关系；通过下发配置文件中的完成发布地址和组播地址的设置，在第一组网关系基础上，建立第二组网关系。通过单播地址以及配置文件实现了对多对多蓝牙Mesh组网关系进行预先设置，用于高速公路ETC车道天线的数据共享，满足了车道联动的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的一种通信设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种蓝牙Mesh组网方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的多个蓝牙模块基于配置节点建立第一组网关系的原理示意图；

图4为本发明实施例提供的多个蓝牙模块根据配置文件完成发布地址和组播地址设置的原理示意图；

图5为本发明实施例提供的在第一组网关系基础上建立的第二组网关系示意图；

图6为本发明实施例提供的一种通信方法的流程示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前车道天线之间的数据共享主要采用车道天线组网技术，车道天线连接主控盒，主控盒之间连接网线到交换机，实现车道天线之间的数据共享功能，进行车道联动。目前采用车道天线组网技术实现的车道联动数据共享方式存在较大弊端，由于主控盒在不同车道，常常需要采用网线走地下的形式连线，面临施工难度大、成本高、维护难度大，容易被老鼠啃咬等问题。

参考图1，本发明实施例公开了一种通信设备，其包括：多个蓝牙模块1，每个蓝牙模块1均通过串口连接有一个接收天线2，每个接收天线2通过串口连接一个主控模块3。

本发明实施例中的上述通信设备可以应用于车道，每个车道装配一个蓝牙模块1、一个接收天线2和一个主控模块3，同一车道布置的蓝牙模块1通过串口连接至接收天线2，同一车道布置的接收天线2又通过串口连接至主控模块，这样，一个蓝牙模块1、一个接收天线2和一个主控模块3，通过串口连接形成车道天线。车道天线应用于车道时，接收天线2可以作为车道天线的天线盒，主控模块3可以作为车道天线的控制盒。

图1中示出了五套车道天线，以下以五套车道天线为例，对本发明实施例进行说明。本发明实施例中，利用串口线连接车道天线的蓝牙模块1、接收天线2和主控模块3之间的串口，串口线用来给蓝牙模块1供电、进行天线盒与蓝牙模块1之间的数据传输以及天线盒与控制盒之间的数据传输。

如图1所示，本发明实施例公开的一种通信设备还包括：一个配置节点4，用于为图1中所示的5个蓝牙模块1配置单播地址，另外，本发明实施例中还可以通过配置节点为每个蓝牙模块配置网络密钥等相关信息；本发明实施例中仍然可以用专门的蓝牙模块作为配置节点4。图1中示出的五个蓝牙模块1基于配置节点4建立第一组网关系；主控模块3用于下发配置文件，接收天线2用于转发配置文件，每个蓝牙模块1根据对应的配置文件完成发布地址和组播地址的设置；基于组播地址中预设通信设置，每个蓝牙模块1从第一组网关系形成的其余蓝牙模块1中选取数据接收方，建立第二组网关系。

本发明实施例通过单播地址配置，在多个蓝牙模块之间建立第一组网关系；通过下发配置文件中的完成发布地址和组播地址的设置，在第一组网关系基础上，建立第二组网关系。通过单播地址以及配置文件实现了对多对多蓝牙Mesh组网关系进行预先设置，用于高速公路ETC车道天线的数据共享，满足了车道联动的需求。

本发明实施例中，通过上述第一组网关系中的每个蓝牙模块1将数据发送至基于上述第二组网关系形成的数据接收方的蓝牙模块1。应用于车道时，接收天线2还用于接收外部通信数据并作为本地数据；通过串口将本地数据(车辆的OBU_ID、天线ID和外部通信数据的信号强度RSSI等)发送至位于同一车道的蓝牙模块1和主控模块3；蓝牙模块1还用于将本地数据广播给作为数据接收方的其它蓝牙模块1；接收其他蓝牙模块1的广播数据；经由串口向接收天线2和主控模块3转发接收到的广播数据(车辆的OBU_ID、天线ID和外部通信数据的信号强度RSSI等)；接收天线2或主控模块3还用于根据获取的本地数据和广播数据进行数据处理；主控模块3还用于基于数据处理结果进行响应执行。

目前的车道联动数据共享方法主要都是采用有线连接的方式进行数据共享，将所有的收费车道的主控盒用网线连接到交换机，通过交换机使每个车道的数据信息由网线传输进行数据共享。由于不同车道的主控盒可能相隔较远、存放处空间狭小，导致网线的穿线较为复杂，难以施工；网线穿线时常常走地下穿线的形式，容易被老鼠啃咬造成故障；网线损坏时更换较为困难，维护难度大。

本发明实施例采用蓝牙Mesh组网技术，用来辅助车道天线的工作，通过无线通讯来进行传输数据。基于在多个蓝牙模块之间建立的组网关系，配置完成后便可以进行车道间数据的共享，利用蓝牙模块1将车道天线的接收天线2获取的外部通信数据共享给其它车道天线。车道天线可以利用自身接收天线2获取的本地数据以及从其它车道天线获取的广播数据进行数据处理，并基于数据处理结果进行相应执行。这样，为了实现车道天线之间的数据共享，主控模块/主控盒无需通过网线连接交换机。在不同车道设置车道联动系统，也无需采用网线走地下的形式进行连线，降低了施工难度以及维护难度，大大节约了成本，避免地下网线容易被老鼠啃咬等问题，有效地解决目前车道间通过网线进行数据共享存在的弊端。

与上述公开的一种通信设备相对应，本发明实施例还公开了一种蓝牙Mesh组网方法。以下结合上述描述的一种通信设备详细介绍本发明实施例中公开的一种蓝牙Mesh组网方法。

参考图2，本发明公开的一种蓝牙Mesh组网方法包括：通过配置节点4分别为多个蓝牙模块1配置单播地址，另外，本发明实施例中还可以通过配置节点为每个蓝牙模块配置网络密钥等相关信息，多个蓝牙模块1基于配置节点建立第一组网关系；向每个蓝牙模块1下发配置文件；及每个蓝牙模块1根据对应的配置文件完成发布地址和组播地址的设置，基于组播地址中预设通信设置，从第一组网关系形成的其余蓝牙模块1中，为每个蓝牙模块1选取数据接收方，建立第二组网关系。

本发明实施例通过单播地址以及配置文件实现了对多对多蓝牙Mesh组网关系，用于高速公路ETC车道天线的数据共享，满足了车道联动的需求。

进一步地，参考图3，对上述第一组网关系的建立具体描述如下：图3中，仍然以五个蓝牙模块1为例进行说明，五个蓝牙模块1分别为：第一蓝牙模块11、第二蓝牙模块12、第三蓝牙模块13、第四蓝牙模块14、第五蓝牙模块15。第一蓝牙模块11、第二蓝牙模块12、第三蓝牙模块13、第四蓝牙模块14、第五蓝牙模块15分别相邻安装在不同的车道上，作为不同车道上的车道天线。第一蓝牙模块11、第二蓝牙模块12、第三蓝牙模块13、第四蓝牙模块14、第五蓝牙模块15可以通过串口连接线同一上电。如上所述，本发明实施例中可以用专门的蓝牙模块作为配置节点4，配置节点4开启，对第一蓝牙模块11、第二蓝牙模块12、第三蓝牙模块13、第四蓝牙模块14、第五蓝牙模块15进行扫描，分别与上述每个蓝牙模块连接后配置对应的单播地址。

作为配置节点4的蓝牙模块仅是具有识别功能的蓝牙模块，用于配置单播地址，配置完成后便可关闭。通过单播地址配置将上述第一蓝牙模块11、第二蓝牙模块12、第三蓝牙模块13、第四蓝牙模块14、第五蓝牙模块15放在一个组网中，但是，此时第一蓝牙模块11、第二蓝牙模块12、第三蓝牙模块13、第四蓝牙模块14、第五蓝牙模块15之间并具备具体的相互传输关系。

根据蓝牙SIG Mesh规范定义，蓝牙Mesh的组网需要有一个配网者，用于承担创建和管理网络的任务。目前蓝牙Mesh组网方案中，形成的蓝牙Mesh网路存在“中心节点”，即，在建立蓝牙Mesh网络时，指定了固定的配网者为中心节点，并存储建立网络后的配置文件。这样，若中心节点依靠云存储，则会高度依赖网络；若该中心节点不依靠云存储，则当该中心节点出现故障或出现其它无法在蓝牙Mesh网路中使用的情况时，将影响整个蓝牙Mesh网路的运行，如无法进行节点增减、分组等网络操作；另外，中心节点的蓝牙性能不足或与其他节点的相对地理位置太远时，将导致组网过程以及网络操作过程的联网性能不良，从而影响用户体验。

本发明实施例中，在建立第一组网关系时，利用配置节点临时开启完成单播地址配置，在建立第二组网关系时，利用车道天线自带的主控模块/控制盒下发配置文件。整个组网中，无需指定固定的配网者作为中心节点，这样避免了组网过分依赖中心节点带来的各种问题。另外，配置节点完成配置后，即可关闭，节约了能量消耗，以及避免了配置节点长时间开启对于设备的损耗。

本发明实施例中，主要是利用配置文件来建立第二组网关系，每个蓝牙模块收到的配置文件不同，配置文件的主要信息是蓝牙模块发布地址和组播地址的设置信息，即配置蓝牙模块之间通信关系。发布地址是表明信息由哪个蓝牙模块发送的编组信息，组播地址是表明接收哪些蓝牙模块信息的编组信息。基于配置文件中的预设通信设置，选取的数据接收方的蓝牙模块的组播地址中包含作为数据发送方的蓝牙模块的发布地址。

考虑到车道天线的具体应用场景，由于相邻车道天线和次相邻车道天线对本车道天线的邻道干扰比较严重。本发明实施例中，优选地，基于预设通信设置，选取相邻蓝牙模块和次相邻蓝牙模块作为每个蓝牙模块的数据接收方。具体地，参考图4和图5，以五个车道天线为例，对建立第二组网关系进行说明，五个蓝牙模块1分别为：第一蓝牙模块11、第二蓝牙模块12、第三蓝牙模块13、第四蓝牙模块14、第五蓝牙模块15；五个接收天线2分别为：第一接收天线21、第二接收天线22、第三接收天线23、第四接收天线24、第五接收天线25；五个主控模块3分别为：第一主控模块31、第二主控模块32、第三主控模块33、第四主控模块34、第五主控模块35。第一蓝牙模块11、第二蓝牙模块12、第三蓝牙模块13、第四蓝牙模块14、第五蓝牙模块15通过配置文件设置形成的发布地址分别为0xC001、0xC002、0xC003、0xC004、0xC005；第一蓝牙模块11通过配置文件设置形成的组播地址为0xC002、0xC003，第二蓝牙模块12通过配置文件设置形成的组播地址为0xC001、0xC003、0xC004，第三蓝牙模块13通过配置文件设置形成的组播地址为0xC001、0xC002、0xC004、0xC005，第四蓝牙模块14通过配置文件设置形成的组播地址为0xC002、0xC003、0xC005，第五蓝牙模块15通过配置文件设置形成的组播地址为0xC003、0xC004。上述设置信息表明：第一蓝牙模块11可以从第二蓝牙模块12、第三蓝牙模块13的接收数据，第二蓝牙模块12可以从第一蓝牙模块11、第三蓝牙模块13、第四蓝牙模块14的接收数据，第三蓝牙模块12可以从第一蓝牙模块11、第二蓝牙模块12、第四蓝牙模块14、第五蓝牙模块15的接收数据，第四蓝牙模块14可以从第二蓝牙模块12、第三蓝牙模块13、第五蓝牙模块15的接收数据，第五蓝牙模块15可以从第三蓝牙模块13、第四蓝牙模块14的接收数据。或者，上述设置信息表明：第一蓝牙模块11可以将数据发送至第二蓝牙模块12、第三蓝牙模块13，第二蓝牙模块12可以将数据发送至第一蓝牙模块11、第三蓝牙模块13、第四蓝牙模块14的接收数据，第三蓝牙模块12可以将数据发送至第一蓝牙模块11、第二蓝牙模块12、第四蓝牙模块14、第五蓝牙模块15，第四蓝牙模块14可以将数据发送至第二蓝牙模块12、第三蓝牙模块13、第五蓝牙模块15，第五蓝牙模块15可以将数据发送至第三蓝牙模块13、第四蓝牙模块14。

本发明实施例中，利用配置文件完成每个蓝牙模块布地址和组播地址的设置，来建立第二组网关系。基于配置文件中的预设通信设置信息，在多个蓝牙模块之间形成可以预设的蓝牙Mesh组网关系，可以适应于各种不同的应用场景。

优选地，本发明实施例中的配置文件通过串口下发至每个蓝牙模块1，具体地，配置文件由主控模块3/主控盒经由接收天线2/天线盒下发至同车道布置的蓝牙模块，对各个蓝牙模块内部的组网信息进行设置。这样，车道天线由本地的主控模块3/主控盒自主下发，无需外接服务器即可完成组网。

参考图1，本发明实施例中公开的上述组网方法还包括：通过串口反馈每个蓝牙模块1的组网相关配置信息，利用组网相关配置信息验证蓝牙模块1的配置是否正确。具体地，由主控模块3/主控盒接收同一车道上的蓝牙模块1反馈的组网相关配置信息(发布地址和组播地址)，主控模块3/主控盒利用收到的组网相关配置信息与原配置文件中的预设通信设置信息进行比较，验证每个蓝牙模块1的配置是否正确。如果比较结果相同，则配置正确；如果结果不同，则重新配置。这样，通过验证步骤进一步保证了组网的准确性。

优选地，本发明实施例中公开的上述组网方法中，根据预设ID下发配置文件，具体地，预设ID为车道天线的车道号，配置文件由主控模块3/主控盒是根据车道号进行设计下发的，蓝牙模块1将预设ID配置为数据发送ID，通过蓝牙模块1将数据发送ID随数据一起进行交互，以根据获取的交互数据进行数据处理并基于数据处理结果进行响应执行。这样，在数据处理中，可以获取相应数据的来源，以便根据结果进行响应执行。

目前多对多蓝牙Mesh组网关系的设置方法有通过配置节点和通过手机代理协议两种，都是采用蓝牙之间无线连接的方式进行设置组网关系。通过配置节点进行配置时存在组网关系灵活性较差的问题，组网关系单一、不便更改；通过使用手机代理协议设置组网关系需要多加一个手机作为代理进行设置，且更改组网关系较为复杂，在实际修改组网关系时具有不便性。所以目前设置组网关系的方法普遍缺乏更改组网关系的灵活性，难以进行预先设置和更改。

本发明实施例采用蓝牙无线连接和有线下发配置文件结合的方式可以很好的解决目前组网关系灵活性较差的问题。首先通过配置节点来对蓝牙模块下发单播地址和网络密钥等信息，使之组成第一组网关系，然后采用串口连接下发配置文件的方式来进行发布地址和组播地址的设置，使之组成第二组网关系。其中，本专利无需在现有设备的基础上增加第三方设备进行组网，工作人员只需从主控盒下发配置文件，各个蓝牙模块会根据配置文件中的内容自行选择与组网关系相关的信息，并对蓝牙模块本身的地址进行设置，从而完成组网，也使现场人员即使没有相关知识也可进行操作。配置文件可以进行更改，从而下发配置文件后蓝牙模块可以更改本身的组网关系。配置文件的下发是通过目前车道设备的串口进行，无新增配置设备，使配置组网关系更加方便。本专利采用的这种组网方法可以很好的解决目前组网方式存在的难以预先设置和更改组网关系的弊端，使组网关系具有灵活性，组网关系可以根据配置文件的更改而更改，使之更适合我们车道联动使用的需求。

总之，本发明实施例采用蓝牙无线连接和有线下发配置文件结合的方式可以很好的解决目前蓝牙Mesh组网方式存在的难以预设和更改组网关系、组网单一性等问题。通过配置节点配置单播地址和网络密钥来建立第一组网关系，通过串口下发配置文件来建立第二组网关系。通过目前车道设备的串口下发配置文件，不需要手机等设备参与设置发布地址和组播地址，蓝牙模块可以通过配置文件中内容的读取实现组网关系的预设。同时配置文件可更改，可以使蓝牙组网关系中的发布地址和组播地址随配置文件进行灵活更改，从而更改蓝牙组网关系，使蓝牙模块之间的组网关系更适应车道间数据共享的需求。

与上述公开的一种通信设备相对应，本发明实施例还公开了一种通信方法。以下结合上述描述的一种通信设备详细介绍本发明实施例中公开的一种通信方法。

本发明实施例中公开的一种通信方法包括：基于如上任一项所述的一种蓝牙mesh组网方法建立的上述第一组网关系和上述第二组网关系，通过上述第一组网关系中的每个蓝牙模块将数据发送至基于上述第二组网关系形成的数据接收方的蓝牙模块。

参考图6，本发明实施例中公开的上述一种通信方法应用于车道天线时，具体包括：通过接收天线2/天线盒接收外部通信数据并作为本地数据；通过串口由接收天线2/天线盒将本地数据发送至同一车道上的蓝牙模块1；通过蓝牙模块1将本地数据广播给作为数据接收方的其它蓝牙模块；通过蓝牙模块1接收其他蓝牙模块的广播数据；经由串口由蓝牙模块1转发接收到的广播数据；根据获取的本地数据和广播数据进行数据处理；及基于数据处理结果进行响应执行。

本发明实施例中，数据处理可以由接收天线2/天线盒执行，此时，蓝牙模块1将接收到的广播数据转发给接收天线2/天线盒即可，接收天线2/天线盒得到数据处理结果后发送至主控模块3/主控盒，由主控模块3/主控盒进行响应执行。数据处理也可以由主控模块3/主控盒执行，此时，蓝牙模块1需将接收到的广播数据转发给主控模块3/主控盒。另外，接收天线2/天线盒接收外部通信数据，也需转发至主控模块3/主控盒，这样，主控模块3/主控盒才能执行数据处理。

本发明实施例采用蓝牙Mesh组网技术，用来辅助车道天线的工作。基于在多个蓝牙模块之间建立的组网关系，利用蓝牙模块1将车道天线的接收天线2获取的外部通信数据共享给其它车道天线。车道天线可以利用自身接收天线2获取的本地数据以及从其它车道天线获取的广播数据进行数据处理，并基于数据处理结果进行相应执行。这样，为了实现车道天线之间的数据共享，主控模块/主控盒无需通过网线连接交换机。在不同车道设置车道联动系统，也无需采用网线走地下的形式进行连线，降低了施工难度以及维护难度，大大节约了成本，避免地下网线容易被老鼠啃咬等问题。

优选地，在本发明实施例中公开的上述通信方法中，本地数据和广播数据均与各自的数据发送ID一起进行交互，数据发送ID由预设ID配置生成，具体地，预设ID为车道天线的车道号。这样，在数据处理中，可以获取相应数据的来源，以便根据结果进行响应执行。

如上所述，考虑到车道天线的具体应用场景，由于相邻车道天线和次相邻车道天线对本车道天线的邻道干扰比较严重。本发明实施例中，优选地，基于预设通信设置，每个蓝牙模块将数据广播至相邻蓝牙模块和次相邻蓝牙模块。

进一步地，上述根据获取的本地数据和广播数据进行数据处理；及基于数据处理结果进行响应执行，包括：判断是否收到本地数据，若没有收到本地数据，则禁止响应执行；若收到所述本地数据，基于本地数据和广播数据进行信号强度比对，识别出最强信号对应的数据发送ID；及判断最强信号对应的数据发送ID是否与蓝牙模块对应的数据发送ID一致，如果一致，主控模块启动响应执行。

本发明实施例中公开的上述一种通信方法，可以应用于高速公路ETC车道天线的数据共享，用来解决邻道干扰问题。以下参考图4和图5中所示的组网关系为例，对上述通信方法进行详细说明。

考虑到高速公路ETC车道天线通信时，相邻车道天线和次相邻车道天线对本车道天线的邻道干扰比较严重，图4和图5中基于相邻车道天线和次相邻车道天线的邻道干扰形成了相应的组网关系。假如，第一蓝牙模块11、第一接收天线21、第一主控模块31相对应的车道出现待通过车辆，此时，第一接收天线21、第二接收天线22、第三接收天线23可以同时与待通过车辆进行交互获取车辆信息，车辆信息即本发明实施例中的外部通信数据。第四接收天线24、第五接收天线25由于距离待通过车辆较远，不能与待通过车辆进行交互获取车辆信息。如上所述，由每个接收天线或每个主控模块先判断是否收到本地数据，对于第四接收天线24/第四主控模块34、第五接收天线25/第五主控模块35，没有收到本地数据，则禁止响应执行交易。对于第一接收天线21/第一主控模块31、第二接收天线22/第二主控模块32、第三接收天线25/第三主控模块35，收到本地数据，则基于本地数据和广播数据进行信号强度比对，识别出最强信号对应的数据发送ID；及判断最强信号对应的数据发送ID是否与蓝牙模块对应的数据发送ID一致，如果一致，主控模块启动响应执行。此时，对于第一接收天线21/第一主控模块31，通过上述比对和判断，本地数据为最强信号，最强信号对应的数据发送ID与第一蓝牙模块11对应的数据发送ID一致，则第一主控模块31启动响应执行交易。对于第二接收天线22/第二主控模块32、第三接收天线25/第三主控模块35，通过上述比对和判断，第一蓝牙模块的广播信号为最强信号，最强信号对应的数据发送ID与第二蓝牙模块12、第三蓝牙模块13对应的数据发送ID不一致，则第二主控模块32、第三主控模块33禁止响应执行交易。其他对应的车道出现待通过车辆情况下，与上述原理相同，在此不再赘述。另外，上述交易可以包括：计费、收费、放行等。

相对于现在采用连接网线车道数据的信息共享，在车道天线中新增蓝牙Mesh模块，通过蓝牙之间的无线广播进行天线间的数据共享，将蓝牙Mesh组网技术应用于ETC车道领域，解决ETC车道的邻道干扰等问题。

参考图1，优选地，本发明实施例中公开一种通信设备的还包括：同步测距模块5，图5中示出了每个同步测距模块5通过串口连接至同一车道设置的接收天线2，另外，每个同步测距模块5还可以集成至同一车道设置的接收天线2，同步测距模块4用于与接收外部通信数据同步，获取外部信号源与本地信号接收源之间的检测距离；将检测距离发送至接收天线2；接收天线2还用于将检测距离和本地数据关联在一起，经由串口发送至蓝牙模块1和主控模块3。

与上述公开的一种通信设备相对应，本发明实施例公开的一种通信方法还包括：与接收外部通信数据同步，通过同步测距模块4获取外部信号源与本地信号接收源之间的检测距离；通过串口由接收天线2接收检测距离；及通过接收天线2将检测距离和本地数据关联在一起，并发送至蓝牙模块1和主控模块3，经由蓝牙模块1进行广播。

优选地，本发明实施例公开的一种通信方法中，根据获取的本地数据和广播数据进行数据处理；及基于数据处理结果进行响应执行，包括：判断是否收到本地数据，若没有收到所述本地数据，则禁止响应执行；若收到本地数据，基于本地数据和广播数据进行信号强度比对，识别出最强信号对应的数据发送ID；判断最强信号对应的数据发送ID是否与蓝牙模块对应的数据发送ID一致；如果一致，根据最强信号关联的检测距离获取对应的预设信号强度阈值；及判断最强信号是否达到预设信号强度阈值，如果达到，所述主控模块启动响应执行。

本发明实施例采用蓝牙Mesh组网技术以无线广播数据来进行车道间数据共享，可以解决目前车道间采用网线连接进行数据共享的施工难度大、维护成本高、难以连线等问题，可以使车道间的数据通过无线广播的形式传输给各个车道，在实际的车道使用中更加方便灵活、降低成本，可以更方便的实现车道间数据共享，用来更好的辅助车道联动的工作。

考虑到高速公路ETC车道天线通信时，相邻车道天线和次相邻车道天线对本车道天线的邻道干扰比较严重，图4和图5中基于相邻车道天线和次相邻车道天线的邻道干扰形成了相应的组网关系。假如，第一蓝牙模块11、第一接收天线21、第一主控模块31相对应的车道出现待通过车辆，并且，第一蓝牙模块11、第一接收天线21、第一主控模块31中任一项出现故障，此时，对应车道天线将无法正常工作，如果没有同步测距模块5，则第二接收天线22可能会受到邻道干扰而启动响应执行交易。如果，如果存在同步测距模块5，则避免上述邻道干扰问题。具体描述如下，如果第一接收天线21/第一蓝牙模块11出现故障，第一接收天线21不能与待通过车辆进行交互获取车辆信息或者无法将获取的车辆信息进行广播，第二接收天线22、第三接收天线23可以同时与待通过车辆进行交互获取车辆信息，车辆信息即本发明实施例中的外部通信数据。第四接收天线24、第五接收天线25由于距离待通过车辆较远，不能与待通过车辆进行交互获取车辆信息。如上所述，由每个接收天线或每个主控模块先判断是否收到本地数据，对于第一接收天线21/第一主控模块31，由于第一接收天线21故障，则禁止响应执行交易。对于第四接收天线24/第四主控模块34、第五接收天线25/第五主控模块35，没有收到本地数据，则禁止响应执行交易。对于第二接收天线22/第二主控模块32、第三接收天线25/第三主控模块35，收到本地数据，则基于本地数据和广播数据进行信号强度比对，识别出最强信号对应的数据发送ID；及判断最强信号对应的数据发送ID是否与蓝牙模块对应的数据发送ID一致，此时，对于第三接收天线25/第三主控模块35，通过上述比对和判断，第二蓝牙模块的广播信号为最强信号，最强信号对应的数据发送ID与第三蓝牙模块13对应的数据发送ID不一致，则第三主控模块33禁止响应执行交易。对于第二接收天线22/第二主控模块32，通过上述比对和判断，本地数据为最强信号，最强信号对应的数据发送ID与第二蓝牙模块12对应的数据发送ID一致，判断最强信号关联的检测距离是否超出预设距离阈值。此时，由于待通过车辆并未出现在第二蓝牙模块12、第二接收天线22、第二主控模块32相对应的车道，因此，最强信号关联的检测距离超出预设距离阈值，第二主控模块32禁止响应执行。上述交易可以包括：计费、收费、放行等。

本发明实施例公开的一种通信方法，利用设置同步测距模块，与接收外部通信数据同步，获取外部信号源与本地信号接收源之间的检测距离，并在数据处理中，利用检测距离与预设距离阈值进行对比，来判断最强信号是否为本车道车辆发出的通信数据。这样，在任一车道天线出现故障时，避免了其他车道收到邻道干扰影响产生交易误响应执行的出现。

另外，本发明还提供了一种通信系统，所述系统包括：处理器和存储器；所述存储器用于存储一个或多个程序指令；所述处理器，用于运行一个或多个程序指令，用以执行如上任一项所述的蓝牙Mesh组网方法和/或如上任一项所述的蓝牙Mesh组网方法。

在本发明实施例中，处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific工ntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。处理器读取存储介质中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

存储介质可以是存储器，例如可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。

其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，简称PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，简称EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，简称EEPROM)或闪存。

易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，简称SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，简称DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，简称SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data RateSDRAM，简称DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(EnhancedSDRAM，简称ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM，简称SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(DirectRambus RAM，简称DRRAM)。

本发明实施例描述的存储介质旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本发明所描述的功能可以用硬件与软件组合来实现。当应用软件时，可以将相应功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (12)

1.一种蓝牙Mesh组网方法，其特征在于，所述组网方法包括：

通过配置节点分别为多个蓝牙模块配置单播地址，所述多个蓝牙模块基于配置节点建立第一组网关系；

向每个蓝牙模块下发配置文件；及

每个蓝牙模块根据对应的配置文件完成发布地址和组播地址的设置，基于所述组播地址中预设通信设置，从所述第一组网关系形成的其余蓝牙模块中，为每个蓝牙模块选取数据接收方，建立第二组网关系；

基于所述预设通信设置，选取的数据接收方的蓝牙模块的组播地址中包含作为数据发送方的蓝牙模块的发布地址；

基于所述预设通信设置，选取相邻蓝牙模块和次相邻蓝牙模块作为每个蓝牙模块的数据接收方；

所述组网方法还包括：根据预设ID下发所述配置文件，将预设ID配置为数据发送ID，通过所述蓝牙模块将所述数据发送ID随数据一起进行交互，以根据获取的交互数据进行数据处理并基于数据处理结果进行响应执行；

其中，基于数据处理结果进行响应执行，包括：

判断是否收到本地数据，若没有收到本地数据，则禁止响应执行；

若收到所述本地数据，基于本地数据和广播数据进行信号强度比对，识别出最强信号对应的数据发送ID；

判断最强信号对应的数据发送ID是否与蓝牙模块对应的数据发送ID一致，如果一致，主控模块启动响应执行。

2.如权利要求1所述的一种蓝牙Mesh组网方法，其特征在于，所述配置文件通过串口下发至每个蓝牙模块。

3.如权利要求2所述的一种蓝牙Mesh组网方法，其特征在于，所述组网方法还包括：

通过串口反馈每个蓝牙模块的组网相关配置信息，利用所述组网相关配置信息验证所述蓝牙模块的配置是否正确。

4.一种通信方法，其特征在于，所述通信方法包括：

基于如权利要求1至3中任一项所述的一种蓝牙Mesh组网方法建立的所述第一组网关系和所述第二组网关系，通过所述第一组网关系中的每个蓝牙模块将数据发送至基于所述第二组网关系形成的数据接收方的蓝牙模块。

5.如权利要求4所述的一种通信方法，其特征在于，所述通信方法还包括：

接收外部通信数据并作为本地数据；

通过串口将所述本地数据发送至蓝牙模块；

通过所述蓝牙模块将本地数据广播给作为所述数据接收方的其它蓝牙模块；

通过所述蓝牙模块接收其他蓝牙模块的广播数据；

经由串口转发接收到的所述广播数据；

根据获取的所述本地数据和所述广播数据进行数据处理；及

基于数据处理结果进行响应执行；

其中，所述本地数据和所述广播数据均与各自的数据发送ID一起进行交互，所述数据发送ID由预设ID配置生成。

6.如权利要求4所述的一种通信方法，其特征在于，基于所述预设通信设置，每个蓝牙模块将数据广播至相邻蓝牙模块和次相邻蓝牙模块。

7.一种通信系统，其特征在于，所述系统包括：处理器和存储器；

所述存储器用于存储一个或多个程序指令；

所述处理器，用于运行一个或多个程序指令，用以执行如权利要求1至3任一项所述的蓝牙Mesh组网方法和/或如权利要求4至6任一项所述的一种通信方法。

8.一种通信设备，其特征在于，所述通信设备包括：

多个蓝牙模块，基于配置节点建立第一组网关系；每个蓝牙模块根据对应的配置文件完成发布地址和组播地址的设置；基于所述组播地址中预设通信设置，每个蓝牙模块从所述第一组网关系形成的其余蓝牙模块中选取数据接收方，建立第二组网关系；

一个配置节点，用于为多个蓝牙模块配置单播地址；

每个蓝牙模块均通过串口连接有一个接收天线，所述接收天线用于转发配置文件；

每个接收天线通过串口连接一个主控模块，所述主控模块用于下发配置文件；

其中，基于所述预设通信设置，选取的数据接收方的蓝牙模块的组播地址中包含作为数据发送方的蓝牙模块的发布地址；

基于所述预设通信设置，选取相邻蓝牙模块和次相邻蓝牙模块作为每个蓝牙模块的数据接收方；

所述主控模块还用于：根据预设ID下发配置文件，所述接收天线和所述主控模块将预设ID配置为数据发送ID，所述蓝牙模块将所述数据发送ID随数据一起进行交互，以根据获取的交互数据进行数据处理并基于数据处理结果进行响应执行；

其中，基于数据处理结果进行响应执行，包括：

判断是否收到本地数据，若没有收到本地数据，则禁止响应执行；

若收到所述本地数据，基于本地数据和广播数据进行信号强度比对，识别出最强信号对应的数据发送ID；

判断最强信号对应的数据发送ID是否与蓝牙模块对应的数据发送ID一致，如果一致，主控模块启动响应执行。

9.如权利要求8所述的一种通信设备，其特征在于，所述主控模块还用于接收经由所述接收天线连接的蓝牙模块反馈的组网相关配置信息，利用所述组网相关配置信息验证所述蓝牙模块的配置是否正确。

10.如权利要求8至9中任一项所述的一种通信设备，其特征在于，通过所述第一组网关系中的每个蓝牙模块将数据发送至基于所述第二组网关系形成的数据接收方的蓝牙模块。

11.如权利要求10所述的一种通信设备，其特征在于，所述接收天线还用于接收外部通信数据并作为本地数据；通过串口将所述本地数据发送至所述蓝牙模块和所述主控模块；

所述蓝牙模块还用于将本地数据广播给作为所述数据接收方的其它蓝牙模块；接收其他蓝牙模块的广播数据；经由串口向所述接收天线和所述主控模块转发接收到的所述广播数据；

所述接收天线或所述主控模块还用于根据获取的所述本地数据和所述广播数据进行数据处理；

所述主控模块还用于基于数据处理结果进行响应执行；

其中，所述本地数据和所述广播数据均与各自的数据发送ID一起进行交互，所述数据发送ID由预设ID配置生成。

12.如权利要求10所述的一种通信设备，其特征在于，基于所述预设通信设置，每个蓝牙模块将数据广播至相邻蓝牙模块和次相邻蓝牙模块。

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