CN112752226B - 蓝牙低功耗网络组构的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种蓝牙低功耗网络组构的方法及系统，包括：由所述蓝牙低功耗网络中的第一设备发送广播，由第二设备聆听所述广播，由所述第二设备指派节点身分至所述第一设备，所述第一设备回应所述节点身分，以及加入所述第二设备至所述蓝牙低功耗网络，藉此，不需使用蓝牙Mesh网络，即可实现网络节点间的单跳网络通信协议，而组构为BLE设备网络。

Description

蓝牙低功耗网络组构的方法及系统
技术领域
本发明涉及蓝牙低功耗网络，并且更具体地，涉及一种不需使用BLE Mesh协议的蓝牙低功耗网络组构的方法及系统。
背景技术
现有具备蓝牙低功耗(Bluetooth-Low-Energy，BLE)功能的设备，如果要实现多个相同设备的组网，都需要使用既有的Mesh网络技术。
蓝牙Mesh技术是一种无线个人局域网(WPAN)技术，其使用「网络泛洪」(flooding)的方式发布和中继讯息，亦即，讯息不会通过某一进程进行路由，也不会沿着由一系列特定设备构成的特定路径来进行传输，藉此，建立无线设备之间的多对多关系。
其中，在蓝牙Mesh技术所建构的网络节点中，根据不同功能的配置而需要不同类型的节点，例如，供应者(Provisioner)、普通节点(Normal node)、或朋友节点(Friendnode)，需在建立这些节点关系后才能互相收发数据。
但使用蓝牙Mesh技术，对于设备的软件和硬件成本都会增加，因此，如何在不增加成本的前提下实现多个蓝牙设备组网是本发明解决的问题。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成己为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
为解决现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种蓝牙低功耗网络，不需使用蓝牙Mesh网络情况下，以达到单跳网络的组网。
根据本发明的一个方面，提供了一种蓝牙低功耗网络组构的方法，其特征在于，包括：由所述蓝牙低功耗网络中的第一设备发送广播；由第二设备聆听所述广播；由所述第二设备指派节点身分至所述第一设备；所述第一设备回应所述节点身分；以及加入所述第二设备至所述蓝牙低功耗网络。
根据本发明的另一个方面，提供了一种蓝牙低功耗网络组构的系统，其特征在于，包括：由至少一支持蓝牙低功耗网络的设备组成设备网络，所述设备网络中的第一设备包括处理器电路及与所述处理器电路电性连接的蓝牙低功耗芯片，所述第一设备经配置为：由所述蓝牙低功耗芯片发送可由第二设备所聆听的广播；
由所述蓝牙低功耗芯片接收并由所述处理器电路确认来自所述第二设备所传送的节点身分；所述处理器电路响应所述节点身分；以及所述处理器电路控制所述蓝牙低功耗芯片以将所述第二设备加入至所述设备网络。
根据本发明的一个实施例，所述第一设备与所述第二设备之间使用单跳网络通信。
根据本发明的一个实施例，所述第二设备聆听所述广播的步骤进一步包括：确认所述第二设备是否接收所述第一设备的所述广播，其中，若未接收，由所述第二设备继续聆听所述广播。
根据本发明的一个实施例，由所述第二设备指派所述节点身分至所述第一设备的步骤进一步包括：确认所述第一设备是否收到所述节点身分，其中，若未收到所述节点身分，由所述第二设备重新指派节点身分至所述第一设备。
根据本发明的一个实施例，所述第一设备与所述第二设备之间透过应用层的通信协议约束通信格式。
根据本发明的一个实施例，所述第一设备与所述第二设备为对等节点。
根据本发明的一个实施例，所述第一设备发送的广播为在所述蓝牙低功耗网络中的各个设备同时可见。
本发明的有益效果在于：
在本发明基于BLE的广播即可实现网络节点间的通信以及简单的网络通信协议，得以组构成BLE设备网络，且本发明在不需使用较复杂的蓝牙Mesh网络情况下，使用简单架构而可以达到单跳网络的组网，不须约束网络设备中的模型，仅需要透过应用层的通信协议约束通信格式，本发明的设备网络中的设备节点都是对等，省去蓝牙Mesh网络中所需要的供应者(Provisioner)、普通节点(Normal node)及朋友节点(Friend node)等节点配置，本发明不须节点具备路由及中继功能，使得各节点的广播数据对于设备网络中的所有设备都是可见的。
附图说明
当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各个方面。应该指出，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。
图1是根据本发明实施例的蓝牙低功耗网络组构的系统示意图；
图2是根据本发明实施例的蓝牙低功耗网络组构的方法步骤流程图；以及
图3是根据本发明实施例对比蓝牙Mesh网络架构的比较示意图。
具体实施方式
以下公开内容提供了许多用于实现所提供主题的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本发明。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本发明。例如，以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本发明可在各个实施例中重复参考标号和/或字符。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。
而且，为便于描述，在此可以使用诸如“在…下方”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等空间相对术语，以描述如图所示的一个组件或部件与另一个（或另一些）原件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其它方式定向（旋转90度或在其它方位上），而本文使用的空间相对描述符可以同样地作出相应的解释。
如图1所示，本发明提供了一种蓝牙低功耗网络组构的系统100。具体地，该系统100包括由多个具备蓝牙低功耗(Bluetooth-Low-Energy，BLE)功能的设备所组构的设备网络110，设备网络110中的设备包括有第一设备10，第一设备10包括第一处理器电路11及第一蓝牙低功耗芯片12，其中，第一蓝牙低功耗芯片12与第一处理器电路11电性连接。
另有尚未加入设备网络110的第二设备20，第二设备20包括第二处理器电路21及第二蓝牙低功耗芯片22，其中，第二蓝牙低功耗芯片22与第二处理器电路21电性连接。
第一设备10经配置为可执行下列的程序：
透过发送可由第二设备20所聆听的广播；进一步说，设备网络110中所有设备皆同时可见到所述广播，并由第二设备20的第二蓝牙低功耗芯片22所聆听并接收。
(接着，由第二设备20的第二处理电路21确认第二蓝牙低功耗芯片22是否已接收第一设备10的广播，并传送节点身分(Node ID)至第一设备10)。
由第一蓝牙低功耗芯片12接收并由第一处理器电路11确认来自第二设备20所传送的节点身分。
由第一处理器电路11响应第二设备20的第二处理器电路21所指派给第一设备10的节点身分。
以及，将第二设备20加入至所述设备网络110中，其中，在设备网络110中，第二设备20与第一设备10是属于对等节点。
在本案实施例的系统100中，第一设备10是使用单跳(single-hop)网络与第二设备20通信。
在本案实施例的系统100中，第一设备透过应用层的通信协议约束所述第一、二设备之间彼此通信的格式。
如图2所示，本发明另提供一种蓝牙低功耗网络组构的方法。具体地，该方法包括步骤如下：
步骤S21，启动第一设备；
步骤S22，由蓝牙低功耗网络中的第一设备发送广播(advertising)；
步骤S23，由第二设备聆听所述广播；
步骤S24，确认第二设备是否接收第一设备的广播，其中，若未接收，由第二设备继续聆听广播，若接收，进行下一步骤；
步骤S25，由第二设备指派节点身分(node ID)至第一设备；
步骤S26，确认第一设备是否收到节点身分，其中，若未收到节点身分，由第二设备重新指派节点身分至第一设备，若接收，进行下一步骤；
步骤S27，由第一设备回应节点身分；以及
步骤S28，加入第二设备至设备网络。
如本案实施例的方法，第一设备与第二设备之间是使用单跳(single-hop)网络通信。
如本案实施例的方法，第一设备与第二设备之间透过应用层的通信协议约束第一、二设备彼此通信的格式。
如本案实施例的方法，第一设备与第二设备为支持蓝牙低功耗的设备。
如本案实施例的方法，第一设备与第二设备为对等节点，且设备网络中的设备之间也都是对等的节点。
如本案实施例的方法，所述第一设备发送的广播为在所述设备网络中的各个设备同时可见。
参照图3所示，对比于蓝牙Mesh所构成的网络，本发明的蓝牙低功耗网络30所组构的设备网络110使用单跳技术，节点数目受限于BLE的覆盖范围，属于有限节点数量的单跳网络；在基础的蓝牙低功耗核心规格30 (Bluetooth Law energy Core Specification)之上，本发明的广播层31 (Advertising Layer)对应蓝牙Mesh网络的承载层(Barer Layer)，本发明的网络层32 (Network Layer)对应蓝牙Mesh网络的网络层(Network Layer)、底层传输层(Lower Transport Layer)、上层传输层(Upper Transport Layer)存取层(AccessLayer)、及基础模型层(Foundation Model Layer)，本发明的应用层33 (ApplicationLayer)则是对应蓝牙Mesh网络的模型层(Model Layer)；本发明在不需使用较昂贵且复杂的蓝牙Mesh网络情况下，使用简单架构而可以达到单跳网络的组网，不须约束网络设备中的模型，仅需要透过应用层的通信协议约束通信格式，且从应用层33来看，本发明的网络所能够连接的设备仅需支持蓝牙低功耗(BLE)配置，并遵循对应格式的协议即可接入网络；且本发明的设备网络110中的设备节点都是对等，省去蓝牙Mesh网络中所需要的供应者(Provisioner)、普通节点(Normal node)及朋友节点(Friend node)等节点配置；也因此，在蓝牙低功耗的通信范围内，本发明限制了节点数目，同时不须节点具备路由及中继功能，设备之间也不需要保持通信的长连接，使得各节点的广播数据对于设备网络110中的所有设备都是可见的。
上面概述了若干实施例的特征，使得本领域人员可以更好地理解本发明的方面。本领域人员应该理解，它们可以容易地使用本发明作为基础来设计或修改用于实施与本文所介绍实施例相同的目的和/或实现相同优势的其它工艺和结构。本领域技术人员也应该意识到，这种等同构造并不背离本发明的精神和范围，并且在不背离本发明的精神和范围的情况下，本文中它们可以做出多种变化、替换以及改变。

Claims (6)

1.一种蓝牙低功耗网络组构的方法，其特征在于：
由所述蓝牙低功耗网络中具备蓝牙低功耗功能的第一设备发送广播；
由具备蓝牙低功耗功能的第二设备聆听所述广播；
由所述第二设备指派节点身份至所述第一设备；
所述第一设备回应所述节点身份；以及
加入所述第二设备至所述蓝牙低功耗网络中；
所述第一设备与所述第二设备之间使用单跳网络通信；
所述第一设备与所述第二设备之间透过应用层的通信协议约束通信格式；
所述第一设备与所述第二设备为对等节点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二设备聆听所述广播的步骤进一步包括：
确认所述第二设备是否接收所述第一设备的所述广播，其中，若未接收，由所述第二设备继续聆听所述广播。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由所述第二设备指派所述节点身份至所述第一设备的步骤进一步包括：
确认所述第一设备是否收到所述节点身份，其中，若未收到所述节点身份，由所述第二设备重新指派节点身份至所述第一设备。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一设备发送的广播为在所述蓝牙低功耗网络中的各个设备同时可见。
5.一种蓝牙低功耗网络组构的系统，其特征在于，包括：
由至少一支持蓝牙低功耗网络的设备组成设备网络，所述设备网络中的第一设备包括处理器电路及与所述处理器电路电性连接的蓝牙低功耗芯片，所述第一设备经配置为：
由所述蓝牙低功耗芯片发送可由第二设备所聆听的广播；
由所述蓝牙低功耗芯片接收并由所述处理器电路确认来自所述第二设备所传送的节点身份；
所述处理器电路响应所述节点身份；以及
所述处理器电路控制所述蓝牙低功耗芯片以将所述第二设备加入至所述设备网络；
所述第一设备使用单跳网络与所述第二设备通信； 所述第一设备透过应用层的通信协议约束所述第一设备和第二设备之间彼此通信的格式；所述第二设备是所述第一设备的对等节点。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第一设备发送的广播为在所述设备网络中的各个设备同时可见。
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