CN113015101B - 一种安全的蓝牙信标数据发送方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种安全的蓝牙信标数据发送方法，包括蓝牙信标按时间顺序循环发送N组不同的蓝牙广播包，其中(N‑1)组广播包中beacon字段数据组合(UU I D、Major、M i nor)均为不变的静态数据，第N组广播包中beacon字段数据组合(UU I D、Major、M i nor)中的UU I D、Major为不变的静态数据，M i nor为变化的动态数据。本方法可防止发射单一静态广播数据包易被检测和复制，从而避免假冒打卡定位等安全问题发生，提高了室内定位、人员在岗管理等场景的安全性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种安全的蓝牙信标数据发送方法。
背景技术
基于GPS、北斗等GNSS技术的室外定位技术已经发展多年，给人们生产生活带来很多便利。但是由于室内建筑的遮挡，在大型室内商场、工厂、博物馆等这样的室内空间里，室外定位技术无法使用，所以室内定位技术应运而生。
目前，基于符合蓝牙4.0及后续版本协议的低功耗蓝牙信标设备，辅助基于信号强度RSSI(Received Signal Strength Indication)、AOA(到达角Angle Of Arrival)等算法，可以进行精准的室内定位，最高精度可达亚米级。在这些蓝牙定位的场景中，蓝牙信标是一个非常重要的基础设施，但由于蓝牙信标通常采用离线工作模式，易于被扫描检测进而被仿造，因此发射单一信号的蓝牙信标设备并不安全。
为解决上述问题，本发明提出一种经过改进的，安全的蓝牙信标数据发送方法。
发明内容
本发明为解决发射单一信号的蓝牙信标易被仿造的安全问题，提出一种安全的蓝牙信标数据发送方法。
为了解决上述问题，提供符合蓝牙4.0、4.2或5.0协议的低功耗蓝牙信标设备，支持发送符合beacon协议的广播包数据，广播包中beacon字段数据组合为(UUID、Major、Minor)，其中UUID为16字节,Major和Minor均为2字节，UUID、Major和Minor均采用16进制数表示。
基于上述广播包数据标准，本发明提出一种安全的蓝牙信标数据发送方法，包括：
通常蓝牙信标设备发送一组长度相同的广播包数据用时相同，记为t，通常为几毫秒；
发送一组广播包设置为一个广播事件，包括广播包的帧格式数据内容、发送间隔T、发射功率Tx；
蓝牙信标设备按时间顺序循环发送N组不同的蓝牙广播包，其中N为大于等于2，小于10的自然数；其中(N-1)组广播包中beacon字段数据组合(UUID、Major、Minor)均为不变的静态数据，第N组广播包中beacon字段数据组合(UUID、Major、Minor)中的UUID、Major为不变的静态数据，Minor为变化的动态数据；
由于发送一组长度相同的广播包数据用时t不高于10毫秒，发送间隔T通常在秒级即可满足场景需求，因此通常时间长度上(T>t*n)；
具体描述如下：
设置广播事件1，包括广播包1的帧格式数据内容、发送间隔T1、发射功率Tx1；广播包1中beacon字段数据组合为(UUID1、Major1、Minor1)；
设置广播事件2，包括广播包2的帧格式数据内容、发送间隔T2、发射功率Tx2；广播包2中beacon字段数据组合为(UUID1、Major1、Minor2)；
以此类推；
设置广播事件(N-1)，包括广播包(N-1)的帧格式数据内容、发送间隔T(N-1)、发射功率Tx(N-1)；广播包(N-1)中beacon字段数据组合为(UUID1、Major1、Minor(N-1))；
以上，Minor1、Minor2、…和Minor(N-1)互不相同；
设置广播事件N，包括广播包N的帧格式数据内容、发送间隔TN、发射功率TxN；广播包N中beacon字段数据组合为(UUID1、Major1、MinorN)，MinorN为动态数据，取值规则如下：
第1次发包，采用Major1与UUID1的第1字节数16进制相乘后取后5位，如前遇零则舍弃零，取余下数；
第2次发包，采用Major1与UUID1的第2字节数16进制相乘后取后5位，如前遇零则舍弃零，取余下数；
以此类推，第16次发包，采用Major1与UUID1的第16字节数16进制相乘后取后5位，如前遇零则舍弃零，取余下数；
从第1次发包过程开始重复。
以上，任意一个发送间隔T均大于t*n；
以上设置完成后，设置N个计时器，开始发包过程：
步骤1：启动广播事件1，同时开启计时器1；当发送间隔T1到，定时器1复位，重新启动广播事件1；
步骤2：启动广播事件2，同时开启计时器2；当发送间隔T2到，定时器2复位，重新启动广播事件2；
以此类推；
步骤N：启动广播事件N，同时开启计时器N；当发送间隔TN到，定时器N复位，重新启动广播事件N；
可选的，上述方法中，N等于3，即蓝牙信标按时间顺序发送2组静态数据广播包，1组动态数据广播包。
可选的，上述方法中，T1、T2……TN均相等，且等于1秒；
可选的，上述方法中，Tx1、Tx2……TxN均相等，且等于0dBm；
本发明通过蓝牙信标设备发射多组广播包数据，且广播包数据中至少两组beacon字段数据组合为不变的静态数据，一组beacon字段数据组合为变化的动态数据，来防止发射单一静态广播数据包易被检测和复制，从而避免假冒打卡定位等安全问题发生，极大的提高了室内定位、人员在岗管理等场景的安全性和可靠性，降低管理的运营成本。
附图说明
图1为本发明一具体实施方式的安全的蓝牙信标数据发送方法中，发送数据包数为3时Minor3的取值过程说明：
图2为本发明一具体实施方式的安全的蓝牙信标数据发送方法中，发送数据包数为3时的蓝牙信标发包时序示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的一种安全的蓝牙信标数据发送方法的具体实施方式做详细说明。
所述一种安全的蓝牙信标数据发送方法，包括：
提供符合蓝牙4.0协议的低功耗蓝牙信标设备，支持发送符合beacon协议的广播包数据，广播包中beacon字段数据组合为(UUID、Major、Minor)，其中UUID为16字节,Major和Minor均为2字节，UUID、Major和Minor均采用16进制数表示。
基于上述广播包数据标准，一种安全的蓝牙信标数据发送方法具体实施方式，包括：
预置条件：
通常蓝牙信标设备发送一组长度相同的广播包数据用时相同，记为t，通常为几毫秒；
发送一组广播包设置为一个广播事件，包括广播包的帧格式数据内容、发送间隔T、发射功率Tx；
蓝牙信标按时间顺序循环发送N组不同的蓝牙广播包，其中(N-1)组广播包中beacon字段数据组合(UUID、Major、Minor)均为不变的静态数据，第N组广播包中beacon字段数据组合(UUID、Major、Minor)中的UUID、Major为不变的静态数据，Minor为变化的动态数据；
由于发送一组长度相同的广播包数据用时t通常为几毫秒，发送间隔T通常在秒级即可满足场景需求，因此时间长度上任意一个发送间隔T均大于t*n；
根据以上方法的预置条件，在本实施例中，设置N为3，即蓝牙信标设备按时间顺序发送2组静态数据广播包，1组动态数据广播包；广播包中beacon字段数据组合(UUID、Major、Minor)中，设置UUID均为16进制的(FDA50693A4E24FB1AFCFC6EB07647825)，Major均为16进制的(10005)，Minor1为16进制的(30001)，Minor2为16进制的(30002)，Minor3为动态数据。3组广播包的发送间隔分别为：T1＝1s，T2＝1s，T3＝2s，发射功率均为0dBm。
因为发送一个广播包通常在几毫秒，因此T1、T2、T3均远大于t*3。
本实施例具体描述如下：
设置广播事件1，包括广播包1的帧格式数据内容、发送间隔1s、发射功率Tx1＝0dBm；广播包1中beacon字段数据组合为16进制的(FDA50693A4E24FB1AFCFC6EB07647825、10005、30001)；
设置广播事件2，包括广播包2的帧格式数据内容、发送间隔1s、发射功率Tx2＝0dBm；广播包2中beacon字段数据组合为(FDA50693A4E24FB1AFCFC6EB07647825、10005、30002)；
设置广播事件3，包括广播包3的帧格式数据内容、发送间隔2s、发射功率Tx3＝0dBm；广播包3中beacon字段数据组合为(FDA50693A4E24FB1AFCFC6EB07647825、10005、minor3)，其中Minor3为动态数据。
参考图1，为本发明一具体实施方式下，发送数据包数为3时Minor3的取值过程：
第1次发包，采用16进制(10005)与UUID1的第1字节即16进制(FD)数16进制相乘后取后5位，如前遇零则舍弃零，取余下数，结果为(D04F1)，即第一次发包minor3为(D04F1)；
第2次发包，采用16进制(10005)与UUID1的第2字节即16进制(A5)数16进制相乘后取后5位，如前遇零则舍弃零，取余下数，结果为(50339)，即第二次发包minor3为(50339)；
以此类推；
第16次发包，采用16进制(10005)与UUID1的第16字节即16进制(25)数16进制相乘后取后5位，如前遇零则舍弃零，取余下数，结果为(500B9)，即第十六次发包minor3为(500B9)；
从第1次发包过程开始重复。
以上设置完成后，开始发包过程。请参考图2，为本发明一具体实施方式下，发送数据包数为3时的蓝牙信标发包时序示意图。
步骤1：启动广播事件1，同时开启计时器1,经过时长t，完成发送广播包1；当发送间隔T1到，定时器1复位，重新启动广播事件1；
步骤2：启动广播事件2，同时开启计时器2，经过时长t，完成发送广播包2；当发送间隔T2到，定时器2复位，重新启动广播事件2；
步骤3：启动广播事件3，同时开启计时器3，,经过时长t，完成发送广播包3；当发送间隔T3到，定时器3复位，重新启动广播事件3。
上述一种安全的蓝牙信标数据发送方法，通过蓝牙信标设备发射多组广播包数据，且广播包数据中至少两组beacon字段数据组合为不变的静态数据，一组beacon字段数据组合为变化的动态数据，来防止发射单一静态广播数据包易被检测和复制，从而避免假冒打卡定位等安全问题发生，极大的提高了室内定位、人员在岗管理等场景的安全性和可靠性，降低管理的运营成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种安全的蓝牙信标数据发送方法，其特征在于，包括：
提供符合蓝牙4.0、4.2或5.0协议的低功耗蓝牙信标设备，发送符合beacon协议的广播包数据；所述广播包中beacon字段数据组合为(UUID、Major、Minor)，其中UUID为16字节,Major和Minor均为2字节，UUID、Major和Minor均采用16进制数表示；
所述低功耗蓝牙信标设备按时间顺序循环发送N组不同的蓝牙广播包，其中N为大于等于2，小于10的自然数；其中，(N-1)组广播包中beacon字段数据组合(UUID、Major、Minor)均为不变的静态数据，第N组广播包中beacon字段数据组合(UUID、Major、Minor)中的UUID、Major为不变的静态数据，Minor为变化的动态数据；
设置广播事件1，包括广播包1的帧格式数据内容、发送间隔T1、发射功率Tx1；广播包1中beacon字段数据组合为(UUID1、Major1、Minor1)；
设置广播事件2，包括广播包2的帧格式数据内容、发送间隔T2、发射功率Tx2；广播包2中beacon字段数据组合为(UUID1、Major1、Minor2)；
以此类推；
设置广播事件(N-1)，包括广播包(N-1)的帧格式数据内容、发送间隔T(N-1)、发射功率Tx(N-1)；广播包(N-1)中beacon字段数据组合为(UUID1、Major1、Minor(N-1))；
以上，Minor1、Minor2、…和Minor(N-1)互不相同；
设置广播事件N，包括广播包N的帧格式数据内容、发送间隔TN、发射功率TxN；广播包N中beacon字段数据组合为(UUID1、Major1、MinorN)，MinorN为动态数据；
发送一个广播包时长为不高于10毫秒，任意一个所述发送间隔T均大于单个发包时长与发包个数的乘积；
以上设置完成后，为每个广播事件设置一个计时器，开始发包过程：
步骤1：启动所述广播事件1，同时开启所述计时器1；当所述发送间隔T1到，所述计时器1复位，重新启动所述广播事件1；
步骤2：启动所述广播事件2，同时开启所述计时器2；当所述发送间隔T2到，所述计时器2复位，重新所述启动广播事件2；
以此类推；
步骤N：启动所述广播事件N，同时开启所述计时器N；当所述发送间隔TN到，所述计时器N复位，重新启动所述广播事件N。
2.根据权利要求1所述的安全的蓝牙信标数据发送方法，其特征在于，所述MinorN为动态数据，取值规则如下：
第1次发包，采用所述Major1与所述UUID1的第1字节数16进制相乘后取后5位，如前遇零则舍弃零，取余下数；
第2次发包，采用所述Major1与所述UUID1的第2字节数16进制相乘后取后5位，如前遇零则舍弃零，取余下数；
以此类推，第16次发包，采用所述Major1与所述UUID1的第16字节数16进制相乘后取后5位，如前遇零则舍弃零，取余下数；
从所述第1次发包过程开始重复。
3.根据权利要求1所述的安全的蓝牙信标数据发送方法，其特征在于，所述低功耗蓝牙信标设备按时间顺序循环发送N组不同的蓝牙广播包中，N数值为3。
4.根据权利要求1所述的安全的蓝牙信标数据发送方法，其特征在于，所述发送间隔T1、T2……TN均相等，且等于1秒。
5.根据权利要求1所述的安全的蓝牙信标数据发送方法，其特征在于，所述发射功率Tx1、Tx2……TxN均相等，且等于0dBm。
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