CN115299083A - 蓝牙网状网络 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种蓝牙网状网络及其子网配置方法、消息上传方法和蓝牙标签位置确定方法，以及资产标签及其广播方法。所述蓝牙网状网络具备多个子网，每个子网具备：一个网关，其与云服务器通信连接；以及至少一个轻网关，所述轻网关直接与所述网关通信连接或者通过其他轻网关与所述网关通信连接，所述轻网关仅具有所述网关的部分功能，所述网关对蓝牙标签经由所述轻网关传输的消息进行处理，并将处理后的消息上传至所述云服务器。本发明的蓝牙网状网络能够长距离地传输消息，并且该蓝牙网状网络的部署成本低。

Description

蓝牙网状网络

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种蓝牙网状网络，还涉及该蓝牙网状网络的子网配置方法、基于该蓝牙网状网络的消息上传方法、基于该蓝牙网状网络的蓝牙标签位置确定方法、使用该蓝牙网状网络进行信息传输的资产标签及其广播方法。

背景技术

在传统的BLE网状网络(Bluetooth Low Energy网状网络)的设计中，BLE通信是对等的(peer-to-peer)。BLE标签或传感器节点直接与网关通信。

采用上述的通信方式，由于BLE技术的硬件限制，消息不能长距离传输，因此网关必须与BLE标签非常近地部署才能接收BLE标签发出的BLE消息。此外，由于网关的成本高，且网关的部署密度高，从而导致整个网络的部署成本高。

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的目的在于，提供一种能够长距离地传输消息且部署成本低的蓝牙网状网络。

用于解决问题的方法

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种蓝牙网状网络、该蓝牙网状网络的子网配置方法、基于该蓝牙网状网络的消息上传方法、以及基于该蓝牙网状网络的蓝牙标签位置确定方法。

根据本发明的第一个方面，提供了一种蓝牙网状网络，其具备多个子网，每个子网具备：

一个网关，其与云服务器通信连接；以及

至少一个轻网关，所述轻网关直接与所述网关通信连接或者通过其他轻网关与所述网关通信连接，所述轻网关仅具有所述网关的部分功能，

所述网关对蓝牙标签经由所述轻网关传输的消息进行处理，并将处理后的消息上传至所述云服务器。

根据这样的构成，由于在蓝牙标签和网关之间加入用于中继消息的轻网关，因此能够实现消息的远距离传输。另外，由于轻网关仅具备网关的部分功能，因此轻网关的部署成本低于网关的部署成本，从而能够有效地降低蓝牙网状网络的部署成本。

优选的是，所述网关具备：

第一蓝牙芯片，其在第一扫描信道上进行消息扫描；

第二蓝牙芯片，其在第二扫描信道上进行消息扫描；

第三蓝牙芯片，其在第三扫描信道上进行消息扫描；以及

处理器，其分别与所述第一蓝牙芯片、第二蓝牙芯片和第三蓝牙芯片通信连接，

所述第一蓝牙芯片、第二蓝牙芯片和第三蓝牙芯片在各自的扫描信道上同时进行消息扫描。

优选的是，所述网关的第一蓝牙芯片、第二蓝牙芯片和第三蓝牙芯片在各自的扫描信道上广播该网关所在子网的子网信息。

优选的是，所述轻网关具备：

第四蓝牙芯片，其在第一扫描信道上进行消息扫描；

第五蓝牙芯片，其在第二扫描信道上进行消息扫描；以及

第六蓝牙芯片，其在第三扫描信道上进行消息扫描，

所述第四蓝牙芯片、第五蓝牙芯片和第六蓝牙芯片在各自的扫描信道上同时进行消息扫描。

根据上述的构成，网关具备的三个蓝牙芯片分别在其各自的扫描信道上同时进行消息的扫描，提高了扫描效率和消息接收率的同时，有效地减轻其他无线扫描通道上进行的扫描过程对网关的扫描过程的影响。同理，轻网关具备的三个蓝牙芯片分别在其各自的扫描信道上同时进行消息的扫描，提高了扫描效率和消息接收率的同时，有效减轻其他无线扫描通道上进行的扫描过程对轻网关的扫描过程的影响。

优选的是，所述网关还具备WIFI模块，所述WIFI模块与所述处理器通信连接，所述第一扫描信道的中心频率为2402MHz，所述第二扫描信道的中心频率为2426MHz，所述第三扫描信道的中心频率为2480MHz。

根据上述的构成，将网关的三个蓝牙芯片的扫描信道的中心频率设置在2402MHz、2426MHz和2480MHz，而网关的WIFI模块包括2.4G WIFI模块和5G WIFI模块，2.4G WIFI模块仅影响蓝牙芯片的扫描信道的一部分，从而能够有效减轻2.4G无线通信通道上进行的扫描过程对网关的扫描过程的影响。

优选的是，所述轻网关具备的三个蓝牙芯片对应的扫描信道满足：所述第一扫描信道的中心频率为2402MHz，所述第二扫描信道的中心频率为2426MHz，所述第三扫描信道的中心频率为2480MHz。

根据上述的构成，将轻网关的三个蓝牙芯片的扫描信道的中心频率设置在2402MHz、2426MHz和2480MHz，而网关的WIFI模块包括2.4G WIFI模块和5G WIFI模块，2.4GWIFI模块仅影响蓝牙芯片的扫描信道的一部分，从而能够有效减轻2.4G无线通信通道上进行的扫描过程对轻网关的扫描过程的影响。

根据本发明的第二个方面，提供了上述蓝牙网状网络的子网配置方法，其包括：

将所述蓝牙网状网络中的每个网关划分至不同的子网中；

所述蓝牙网状网络中的每个网关在网状网络范围内转发该网关所属子网的子网信息，所述子网信息包括子网标识码和信息生存时间，所述子网信息每被转发一次该子网信息中的信息生存时间自减1；

轻网关接收各个子网的子网信息，并根据子网信息确定目标子网；

所述轻网关加入至所确定的目标子网中。

优选的是，所述轻网关根据子网信息确定目标子网的步骤包括：

所述轻网关对接收到的所有子网信息中的信息生存时间进行比较；

所述轻网关将比较结果指示的信息生存时间最大的子网信息对应的子网确定为目标子网。

优选的是，所述轻网关根据子网信息确定目标子网的步骤还包括：

所述轻网关丢弃信息生存时间为0的子网信息。

优选的是，所述轻网关根据子网信息确定目标子网的步骤还包括：

当所述比较结果指示存在多个信息生存时间最大的子网信息的情况下，将这些子网信息中的接收信号强度指示值最大的子网信息对应的子网确定为目标子网。

根据上述的方法，轻网关能够利用接收到的各子网的子网信息，选择与其距离最近的子网并加入其中。信息生存时间的设置能够限制各子网的子网信息在网状网络中的转发次数，从而可以减少网络流量。

优选的是，上述子网配置方法还包括：

所述蓝牙网状网络中的每个网关对该网关所属子网的子网信息进行加密，并将加密后的子网信息在网状网络范围内转发；

所述轻网关在接收到加密后的子网信息后，对接收的加密后的子网信息进行解密，并根据解密后的子网信息确定目标子网。

优选的是，采用AES128算法对子网信息进行加密。

根据上述的方法，能够提高子网信息在网状网络中传输的安全性，从而能够降低子网信息的泄露风险以及整个网络被黑客攻击的可能性。

需要说明的是，在子网配置成功后，子网中的配置并不始终一成不变的。即，轻网关所属的子网并不是固定的，轻网关也会定时重新选举子网。在重新选举子网时，按照上述子网配置方法重新为该轻网关选择适合的子网，并使该轻网关加入重新选举后的子网中，以适应网络的变化。

根据本发明的第三方面，提供了一种基于上述蓝牙网状网络的消息上传方法，其包括：

蓝牙标签广播消息，所述消息包括消息正文；

轻网关接收所述蓝牙标签广播的消息，并在该轻网关所属的子网中对所述消息进行泛洪传输，以将所述消息转发至该子网中的网关；

所述网关对接收到的消息进行处理，并将处理后的消息上传至云服务器。

泛洪传输是一种简单且可靠的消息中继方式，其适用于无线网状网络中大量多播流量的消息中继。在上述的方法中，蓝牙标签输出的消息通过数据泛洪机制在网状网络中传播，提高了消息传播的可靠性。

优选的是，所述消息还包括消息生存时间，在所述轻网关所属的子网中对所述消息进行泛洪传输的步骤包括：针对所述子网中的每个轻网关，执行以下步骤：

接收蓝牙标签或其它轻网关传输的消息；

执行对接收到的消息中的消息生存时间减1的更新操作；

判断更新操作后的消息中的消息生存时间是否为0；

在判断出更新操作后的消息中的消息生存时间为0的情况下，丢弃该更新操作后的消息；

在判断出更新操作后的消息中的消息生存时间大于0的情况下，将该更新操作后的消息转发至与该轻网关通信连接的轻网关或网关。

根据上述的方法，消息生存时间的设置能够限制各子网的蓝牙标签输出的消息在网状网络中的转发次数，从而可以减少网络流量。

优选的是，所述消息还包括消息生存时间和消息序列号，所述蓝牙标签传输所述消息的时间越早，所述消息中的消息序列号的取值越小，

在所述轻网关所属的子网中对所述消息进行泛洪传输的步骤包括：针对所述子网中的每个轻网关，执行以下步骤：

接收蓝牙标签或其它轻网关传输的消息；

执行对接收到的消息中的消息生存时间减1的更新操作；

判断更新操作后的消息中的消息生存时间是否为0；

在判断出更新操作后的消息中的消息生存时间为0的情况下，丢弃该更新操作后的消息；

在判断出更新操作后的消息中的消息生存时间大于0的情况下，判断本地是否存储过取值在更新操作后的消息中的消息序列号以上的消息序列号；

在判断出本地存储过取值在更新操作后的消息中的消息序列号以上的消息序列号的情况下，丢弃该更新操作后的消息；

在判断出本地未存储过取值在更新操作后的消息中的消息序列号以上的消息序列号的情况下，在本地存储该更新操作后的消息中的消息序列号，并将该更新操作后的消息转发至与该轻网关通信连接的轻网关或网关。

根据上述的方法，消息生存时间的设置能够限制各子网的蓝牙标签输出的消息在子网中的转发次数，从而可以减少网络流量。轻网关能够利用消息序列号过滤掉重复的消息和旧消息，从而有利于防止恶意攻击。

优选的是，在所述轻网关所属的子网中对所述消息进行泛洪传输的步骤还包括：针对所述子网中的每个轻网关，执行以下步骤：

在接收到蓝牙标签或其它轻网关传输的加密后的消息后，对接收到的加密后的消息进行解密；

在判断出更新操作后的消息中的消息生存时间大于0，并且本地未存储过取值在更新操作后的消息中的消息序列号以上的消息序列号的情况下，对该更新操作后的消息进行加密，并将加密后的消息转发至与该轻网关通信连接的轻网关或网关。

优选的是，采用AES128算法对消息进行加密。

根据上述的方法，能够提高消息在网状网络中传输的安全性，从而能够降低消息的泄露风险以及整个网络被黑客攻击的可能性。

根据本发明的第四方面，提供了一种基于上述蓝牙网状网络的蓝牙标签位置确定方法，其包括：

云服务器获取至少三个设备接收所述蓝牙标签广播的消息的接收信号强度指示值，所述至少三个设备隶属于所述蓝牙网状网络；

所述云服务器根据获取的接收信号强度指示值、以及预设的所述至少三个设备的位置信息，确定所述蓝牙标签的位置信息。

优选的是，根据获取的接收信号强度指示值、以及预设的所述至少三个设备的位置信息，确定所述蓝牙标签的位置信息的步骤，包括：

针对所述至少三个设备中的每个设备，根据该设备接收到的来自所述蓝牙标签的消息的接收信号强度指示值，确定该设备与所述蓝牙标签之间的距离；

根据所述至少三个设备中的每个设备与所述蓝牙标签之间的距离，以及预设的所述至少三个设备的位置信息，确定所述蓝牙标签的位置信息。

优选的是，所述设备为网关或轻网关。

根据上述的方法，云服务器利用蓝牙网状网络中的至少三个设备接收的来自蓝牙标签的消息的接收信号强度指示值，结合预先存储的这些设备的位置信息，利用几何关系得到蓝牙标签的位置信息。可见，本方法给出了一种可靠的蓝牙标签的定位方法。

根据本发明的第五方面，提供了一种资产标签的广播方法，其包括：

检测表征资产的移动状态的参数，所述资产标签设置在所述资产上；

根据所检测的参数，判断所述资产处于静止状态还是移动状态；

在判断出所述资产处于静止状态的情况下，所述资产标签将广播间隔设置为第一广播间隔，并以第一广播间隔进行所述资产的资产信息的广播；

在判断出所述资产处于移动状态的情况下，所述资产标签将广播间隔设置为第二广播间隔，并以第二广播间隔进行所述资产的资产信息的广播，

其中，所述第一广播间隔大于所述第二广播间隔。

根据上述方法，资产标签可以根据资产的状态而设置不同的广播间隔，并以设置的广播间隔进行消息的广播。静止状态对应的广播间隔大于移动状态对应的广播间隔，从而能够以不同的广播间隔满足在线查询和资产跟踪这两个要求。此外，在静止状态下可以大幅降低资产标签的功耗，从而能够增加资产标签的使用寿命。

优选的是，表征资产的移动状态的参数为加速度。

优选的是，根据所检测的加速度，判断所述资产处于静止状态还是移动状态的步骤包括：

判断所检测的加速度是否小于预设的加速度阈值；

在判断出所检测的加速度小于所述加速度阈值的情况下，确定所述资产处于静止状态；

在判断出所检测的加速度在所述加速度阈值以上的情况下，确定所述资产处于移动状态。

根据上述方法，选用加速度这个参数来确定资产的移动状态，能够可靠地反映资产的真实移动状态，提高了算法的可靠性。

优选的是，每个第一广播间隔包括广播时间段和非广播时间段，

所述资产标签以第一广播间隔进行所述资产的资产信息的广播的步骤，包括：

在每个第一广播间隔的广播时间段内，所述资产标签进行所述资产的资产信息的广播；

在每个第一广播间隔的非广播时间段内，所述资产标签的处理器被断电。

根据上述方法，第一广播间隔指的是资产处于静止状态下两个相邻广播事件之间的时间，将第一广播间隔划分为广播时间段和非广播时间段，资产标签在广播时间段内进行消息的广播，在非广播时间段内资产标签处于深度睡眠模式且资产标签的处理器被断电。因此，可以有效降低资产标签在非广播时间段内的功耗，进一步地提高了资产标签的寿命。

优选的是，每个第二广播间隔包括广播时间段和非广播时间段，

所述资产标签以第二广播间隔进行所述资产的资产信息的广播的步骤，包括：

在每个第二广播间隔的广播时间段内，所述资产标签进行所述资产的资产信息的广播；

在每个第二广播间隔的非广播时间段内，所述资产标签的处理器被断电。

根据上述方法，第二广播间隔指的是资产处于移动状态下两个相邻广播事件之间的时间，将第二广播间隔划分为广播时间段和非广播时间段，资产标签在广播时间段内进行消息的广播，在非广播时间段内资产标签处于深度睡眠模式且资产标签的处理器被断电。因此，即使资产处于移动状态，也可以有效降低地资产标签在非广播时间段内的功耗，进一步地提高了资产标签的寿命。

优选的是，上述资产标签的广播方法还包括：

在所述资产标签以第二广播间隔进行所述资产的资产信息的广播后，若根据最新检测的参数判断出所述资产处于静止状态的情况下，所述资产标签将广播间隔重置为第一广播间隔，并以第一广播间隔进行所述资产的资产信息的广播。

根据上述的方法，在资产标签以第二广播间隔进行所述资产的资产信息的广播后，如果实时检测的数据表示资产恢复静止状态，则资产标签即时将广播间隔从第二广播间隔增加为第一广播间隔，从而能够根据实时检测的参数对广播间隔进行实时调整。

优选的是，能够通过设置所述资产标签的时钟芯片(RTC，Real Time Clock)来设置用于广播的广播间隔。

优选的是，上述资产标签的广播方法还包括：

资产管理系统在基于接收到来自资产标签的资产信息而判断出所述资产标签的广播间隔为所述第二广播间隔的情况下，生成并输出报警信息。

根据上述的方法，在资产为被禁止移动的特殊资产(其上设置的标签为防盗标签)的情况下，如果判断出该资产处于移动状态并以第二广播间隔向资产管理系统广播资产信息的数据包，则资产管理系统根据接收到的数据包的第二广播间隔而即时生成并输出报警信息。因此，能够即时发现资产的移动状态并启动资产追踪，从而最大程度上保护了资产的安全。

根据本发明的第六方面，提供了一种资产标签，其包括：

检测器，其检测表征供所述资产标签设置于其上的资产的移动状态的参数；

时钟芯片；

处理器，其根据所述检测器所检测的参数，判断所述资产处于静止状态还是移动状态，在判断出所述资产处于静止状态的情况下，设置所述时钟芯片以将广播间隔设置为第一广播间隔并以第一广播间隔进行所述资产的资产信息的广播，并在判断出所述资产处于移动状态的情况下，设置所述时钟芯片以将广播间隔设置为第二广播间隔并以第二广播间隔进行所述资产的资产信息的广播，

其中，所述第一广播间隔大于所述第二广播间隔。

根据上述构成，资产标签可以根据资产的状态而设置不同的广播间隔，并以设置的广播间隔进行消息的广播。静止状态对应的广播间隔大于移动状态对应的广播间隔，从而能够以不同的广播间隔满足在线查询和资产跟踪这两个要求。此外，在静止状态下可以大幅降低资产标签的功耗，从而能够增加资产标签的使用寿命。

优选的是，表征资产的移动状态的参数为加速度，所述检测器为加速传感器。

根据上述构成，选用加速度这个参数来确定资产的移动状态，能够可靠地反映资产的真实移动状态，提高了算法的可靠性。

附图说明

通过结合附图阅读下文示例性实施例的详细描述可更好地理解本公开的范围。其中所包括的附图是：

图1示出了现有技术中蓝牙低功耗网状网络的拓扑示意图。

图2示出了根据本发明实施例一的蓝牙低功耗网状网络的拓扑示意图。

图3示出了现有技术中网关的扫描策略示意图。

图4示出了本发明实施例一中网关的结构示意图。

图5示出了本发明实施例一中网关的扫描策略示意图。

图6示出了根据本发明实施例二的蓝牙低功耗网状网络的子网配置方法的流程示意图。

图7示出了本发明实施例二中轻网关根据子网信息确定目标子网的方法的流程示意图。

图8示出了本发明实施例二的蓝牙低功耗网状网络的子网配置方法的一个例子的示意图。

图9示出了根据本发明实施例三的基于蓝牙低功耗网状网络的消息上传方法的流程示意图。

图10示出了本发明实施例三的基于蓝牙低功耗网状网络的消息上传方法的一个例子的示意图。

图11示出了本发明实施例四的基于蓝牙低功耗网状网络的蓝牙标签位置确定方法的流程示意图。

图12示出了本发明实施例五的资产标签的广播方法的流程示意图。

图13示出了本发明实施例五的资产标签的广播间隔的示意图。

图14示出了本发明实施例六的资产标签的电路示意图。

图15示出了本发明实施例六的资产标签的广播方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方法，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

需要说明的是，下面以BLE网状网络为例详细介绍本发明的各个实施例。

在传统的BLE网状网络的设计中，BLE通信是对等的。BLE标签或传感器节点直接与网关通信。如图1所示，标签分别通过两个网关与云服务器通信连接。采用此种通信方式，由于BLE技术的硬件限制，消息不能长距离传输，因此网关必须与BLE标签非常近地部署才能接收BLE标签发出的BLE消息。此外，由于网关的成本高，且网关的部署密度高，从而导致整个网络的部署成本高。

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明实施例提供了一种能够长距离传输消息且部署成本低的蓝牙低功耗网状网络。

实施例一

本实施例提供了一种蓝牙低功耗网状网络。本实施例的蓝牙低功耗网状网络具备多个子网。每个子网具备一个网关和至少一个轻网关。这里，网关作为接入设备，而轻网关作为中继设备。轻网关仅具有网关的部分功能，因此轻网关的部署成本低于网关的部署成本。网关与云服务器通信连接。各个轻网关可以直接与网关通信连接，也可以经由其他轻网关与网关通信连接。蓝牙标签输出的消息经由一个或多个轻网关中继至网关，然后由网关对接收到的消息进行处理并将处理后的消息上传至云服务器，由云服务器对上传的消息进行存储和分析。

图2示出了根据本发明实施例一的蓝牙低功耗网状网络的拓扑示意图。参照图2，蓝牙低功耗网状网络200具备子网201、子网202和子网203。下面以子网201为例对子网的结构进行说明。子网201包括一个网关GW1和两个轻网关LGW1、LGW2。标签TAG1经由轻网关LGW1与网关GW1通信连接。标签TAG2经由轻网关LGW2与网关GW1通信连接。网关GW1与云服务器100通信连接。隶属于同一子网的轻网关之间可以彼此不通信连接(例如子网201中的轻网关)，也可以彼此通信连接(例如子网202和子网203中的轻网关)，本发明实施例对此并不限制。

在本实施例中，轻网关仅具备网关的部分功能，例如报文接收功能、报文发送功能和报文过滤功能。轻网关的功能并不限于此，也可以进一步具备网关的辅助定位功能，辅助定位功能指的是基于接收信号强度指示值(RSSI，Received Signal StrengthIndication，接收信号强度指示值)来进行辅助定位。

应用本实施例的蓝牙低功耗网状网络，由于在蓝牙标签和网关之间加入用于中继消息的轻网关，消息经过轻网关的中继后能够传输至远距离外部署的网关处，从而能够实现消息的远距离传输。另外，由于轻网关仅具备网关的部分功能，因此轻网关的部署成本低于网关的部署成本，从而能够有效地降低蓝牙低功耗网状网络的部署成本。

本发明实施例主要用于建立简单、可靠、低成本的无线传输网络，以解决蓝牙低功耗网状网络传输距离受限的问题，并能够辅助定位资产位置。本发明实施例的蓝牙低功耗网状网络能够实现多对多(M：M)的设备通信，以用于创建大规模设备网络。本发明实施例适于应用于建筑物自动化、资产管理系统、传感器网络及其他物联网解决方案中，能够实现数十个、数百个乃至数千个设备之间大规模、长距离、可靠和安全的通信。

图3示出了现有技术中网关的扫描策略示意图。如图3所示，网关使用单个BLE芯片来轮询扫描三个扫描信道。BLE芯片首先在第一扫描信道(扫描信道37，其中心频率为2402MHz)上进行消息扫描，然后在第二扫描信道(扫描信道38，其中心频率为2426MHz)上进行消息扫描，随后在第三扫描信道(扫描信道39，其中心频率为2480MHz)上进行消息扫描。接下来，BLE芯片重复执行上述扫描过程。在各个扫描信道上进行消息扫描时，通过扫描间隔和扫描窗参数确定每个扫描的时间段。

然而，在网关还具备2.4G WIFI模块(本实施例的网关具备2.4G WIFI模块和5GWIFI模块)时，2.4G WIFI模块的无线扫描会对BLE芯片的三个扫描信道中的一个或两个产生干扰，从而降低了数据传输的可靠性。

为解决上述问题，本发明实施例对网关和轻网关的内部构成进行了改进。图4示出了本发明实施例网关的结构示意图，图5示出了本发明实施例网关的扫描策略示意图。在本发明一优选的实施例中，参照图4和图5，网关具备第一蓝牙低功耗芯片、第二蓝牙低功耗芯片、第三蓝牙低功耗芯片和处理器。第一蓝牙低功耗芯片在第一扫描信道(扫描信道37，其中心频率为2402MHz)上进行消息扫描。第二蓝牙低功耗芯片在第二扫描信道(扫描信道38，其中心频率为2426MHz)上进行消息扫描。第三蓝牙低功耗芯片在第三扫描信道(扫描信道39，其中心频率为2480MHz)上进行消息扫描。处理器分别与第一蓝牙低功耗芯片、第二蓝牙低功耗芯片和第三蓝牙低功耗芯片通信连接。第一蓝牙低功耗芯片在第一扫描信道上的扫描、第二蓝牙低功耗芯片在第二扫描信道上的扫描以及第三蓝牙低功耗芯片在第三扫描信道上的扫描三者是同时进行的。各个蓝牙低功耗芯片扫描得到的消息通过UART接口传输到处理器，由处理器对这些消息进行滤波和处理。处理器可以是例如CPU等处理器。特别地，第一蓝牙低功耗芯片、第二蓝牙低功耗芯片、第三蓝牙低功耗芯片和处理器集成在同一块印刷电路板上。

在本实施例中，由于网关采用三个蓝牙低功耗芯片，每个蓝牙低功耗芯片单独地扫描一个扫描信道，因此与现有技术中采用单个蓝牙低功耗芯片轮询三个扫描信道的方案相比，本实施例的扫描效率成倍增加。另外，由于同时扫描了三个扫描信道，因此增加了消息的接收可能性，从而保证了整个蓝牙低功耗网状网络的可靠性。

此外，在网关除了集成有处理器和三个蓝牙低功耗芯片之外还集成有2.4GWIFI模块的情况下，本实施例的网关能够解决2.4G WIFI模块对蓝牙低功耗芯片的扫描信道造成干扰的问题。具体地，通常情况下蓝牙低功耗芯片扫描使用的信道为扫描信道37、38和39。相关WIFI干扰信道是1、3、4、5、13和14，因此最佳解决方案是使用WIFI信道2、6、7、8、9、10、11和12。2.4G WIFI将仅干扰第一扫描信道、第二扫描信道和第三扫描信道中的1至2个扫描信道。因此，在3个蓝牙低功耗芯片同时工作的情况下，至少一个蓝牙低功耗芯片的扫描将不会受到WIFI的影响，这提高了数据传输的可靠性。即，当2.4G WIFI模块在某个信道上工作时，其仅影响蓝牙低功耗芯片的扫描信道的一部分。例如，WIFI信道2412MHz仅影响第一扫描信道37(中心频率为2402MHz)和第二扫描信道38(中心频率为2426MHz)，但该WIFI信道2412MHz不会影响第三扫描信道39(中心频率为2480MHz)。利用三个蓝牙低功耗芯片同时扫描3个扫描信道可以提高抗干扰能力，使网络更加可靠。

在本发明一优选的实施例中，轻网关的配置结构与网关类似，也具备三个蓝牙低功耗芯片(第四蓝牙低功耗芯片、第五蓝牙低功耗芯片和第六蓝牙低功耗芯片)。然而，轻网关不具备处理器和WIFI模块。第四蓝牙低功耗芯片在第一扫描信道上进行消息扫描。第五蓝牙低功耗芯片在第二扫描信道上进行消息扫描。第六蓝牙低功耗芯片在第三扫描信道上进行消息扫描。第四蓝牙低功耗芯片、第五蓝牙低功耗芯片和第六蓝牙低功耗芯片在各自的扫描信道上同时进行消息扫描。第四蓝牙低功耗芯片、第五蓝牙低功耗芯片和第六蓝牙低功耗芯片集成在同一块印刷电路板上。

轻网关的配置原理与网关的配置原理相同，重复内容在此不再赘述。本实施例轻网关的配置也能够使扫描效率成倍增加，从而提高了消息的接收可能性，另一方面轻网关同样可以提高抗干扰能力，使网络更加可靠。

实施例二

本实施例主要涉及实施例一的蓝牙低功耗网状网络的子网配置方法。图6示出了图2的蓝牙低功耗网状网络的子网配置方法的流程示意图。如图6所示，本实施例的子网配置方法主要包括步骤S101至步骤S104。

在步骤S101中，将蓝牙低功耗网状网络中的每个网关划分至不同的子网中。

具体地，一个网关唯一地与一个子网相对应。将不同网关划分到不同的子网中。参照图8中的例子，网状网络包括两个网关GW1和GW2。在此情况下，将网关GW1划分至子网201中，将网关GW2划分至子网202中。

在步骤S102中，蓝牙低功耗网状网络中的每个网关在网状网络范围内转发该网关所属子网的子网信息。这里，子网信息包括子网标识码和信息生存时间，子网信息每被转发一次该子网信息中的信息生存时间就自减1。

具体地，蓝牙低功耗网状网络中的每个网关在网状网络范围内周期性地转发该网关所属子网的子网信息。网关转发子网信息的方式可以为在整个网状网络范围内泛洪传输子网信息。为了防止信息的无休止地转发，通过子网信息中的信息生存时间进行限制。

仍参照图8中的例子进行详细说明。网关GW1输出与该网关GW1所属的子网相关联的子网信息。子网信息中包括子网标识码和信息生存时间(下文中称为TTL值，Time toLive value)。子网标识码与子网唯一对应，是子网的身份标识。网关GW1输出的子网信息中的信息生存时间为默认值。在图8所示的示例中，TTL值的默认值为3。网关GW1输出的子网信息的TTL值为3。子网信息每被转发一次该子网信息中的信息生存时间就自减1。轻网关接收到TTL值为3的子网信息后，将该子网信息的TTL值减1后继续转发给与该轻网关通信连接的后续轻网关。后续轻网关每转发一次该子网信息，该子网信息的TTL也同样地自减1，直到某个轻网关接收到TTL值为0的子网信息时为止。某个轻网关在接收到TTL值为0的子网信息时，直接将该TTL值为0的子网信息丢弃掉，而不再向外转发。

在步骤S103中，轻网关接收各个子网的子网信息，并根据子网信息确定目标子网。

具体地，轻网关根据子网信息确定目标子网的方法如图7所示。该方法主要包括步骤S1031至步骤S1034。

在步骤S1031中，轻网关对接收到的所有子网信息中的信息生存时间进行比较。

在步骤S1032中，轻网关判断接收到的所有子网信息中是否仅存在一个信息生存时间最大的子网信息。

在步骤S1033中，在判断出接收到的所有子网信息中仅存在一个信息生存时间最大的子网信息的情况下，将信息生存时间最大的子网信息对应的子网确定为目标子网。

在本步骤中，将仅有的一个信息生存时间最大的子网信息对应的子网确定为目标子网。

在步骤S1034中，在判断出接收到的所有子网信息中不止存在一个信息生存时间最大的子网信息(即存在多个信息生存时间并列最大的子网信息)的情况下，将这些信息生存时间最大的子网信息中的接收信号强度指示值最大的子网信息对应的子网确定为目标子网。

在本步骤中，对于存在多个并列最大的信息生存时间的情况下，进一步基于接收信号强度指示值来确定目标子网。即，进一步对上述多个并列最大的信息生存时间的子网信息的接收信号强度指示值进行比较，将这些子网信息中的接收信号强度指示值最大的子网信息对应的子网确定为目标子网。

在步骤S104中，轻网关加入至所确定的目标子网中。

具体地，在通过上述方式确定了目标子网后，将轻网关加入至目标子网，以使该轻网关隶属于目标子网。

针对每个单独的轻网关(即，尚未隶属于某个子网的轻网关)，分别应用上述步骤S101至步骤S104的方法，以将这些单独的轻网关配置到子网中，从而完成了整个蓝牙低功耗网状网络的子网配置。对于采用上述步骤而不能加入某个子网的轻网关，设置成该轻网关隶属于每个子网。

参照图8说明轻网关LGW3加入子网的过程。网关GW1向轻网关LGW3发送TTL为默认值3的子网信息。网关GW2通过两个轻网关而向轻网关LGW3发送TTL为1的子网信息(网关GW2发送的子网信息的TTL值每经过一个轻网关就自减1，经过两个轻网关的中继后，TTL值由默认值3变为1)。接下来，轻网关LGW3对来自网关GW1和GW2的子网信息的TTL值进行比较，将TTL值(即，3)较大的子网信息对应的网关GW1作为目标网关。然后，轻网关LGW3加入目标网关GW1所属的目标子网201。

参照图8说明轻网关LGW4加入子网的过程。网关GW1通过一个轻网关向轻网关LGW4发送TTL为2的子网信息。网关GW2通过一个轻网关而向轻网关LGW4发送TTL为2的子网信息(网关GW2发送的子网信息的TTL值每经过一个轻网关就自减1，经过一个轻网关的中继后，TTL值由默认值3变为2)。接下来，轻网关LGW3对来自网关GW1和GW2的子网信息的TTL值进行比较，在比较出两个子网信息的TTL值相同(均为2)的情况下，将接收信号强度指示值较大的子网信息对应的网关GW1作为目标网关。然后，轻网关LGW4加入目标网关GW1所属的目标子网201。

根据上述的方法，轻网关能够利用接收到的各子网的子网信息，选择与其距离最近的子网并加入其中。信息生存时间的设置能够限制各子网的子网信息在网状网络中的转发次数，可以减少网络流量。

此外，为了解决现有技术中边缘节点与网关进行通信时以纯文本格式发送的消息可轻易被第三方检测到而导致的信息泄露的风险高、整个网络容易被黑客攻击的问题，本发明一优选的实施例中对子网配置过程中传输的子网信息进行加密，然后将加密后的子网信息在网状网络范围内转发，而轻网关在接收到加密后的子网信息后，对接收的加密后的子网信息进行解密并根据解密后的子网信息确定目标子网。特别地，采用AES128算法对子网信息进行加密。

本实施例能够提高子网信息在网状网络中传输的安全性，从而能够降低子网信息的泄露风险以及整个网络被黑客攻击的可能性。

实施例三

本实施例主要涉及基于实施例一的蓝牙低功耗网状网络的消息上传方法。图9示出了本发明实施例基于图2的蓝牙低功耗网状网络的消息上传方法的流程示意图。如图9所示，本实施例的消息上传方法主要包括步骤S201至步骤S203。

在步骤S201中，蓝牙标签广播消息，消息包括消息正文、消息生存时间和消息序列号。

在步骤S202中，轻网关接收蓝牙标签广播的消息，并在该轻网关所属的子网中对消息进行泛洪传输，以将消息转发至该子网中的网关。

在步骤S203中，网关对接收到的消息进行处理，并将处理后的消息上传至云服务器。

下面结合图10对步骤S202涉及的在轻网关所属的子网中对消息进行泛洪传输的方法进行详细说明。

在本实施例中，蓝牙广播的消息包括消息正文、消息生存时间和消息序列号。其中，消息正文是待上传至云服务器的具体数据。消息生存时间与实施例二中涉及的信息生存时间类似，用于限制消息的传输次数，以防止消息的无休止转发。消息序列号是消息的身份标识，每条消息具有与之唯一对应的一个消息序列号。这里，蓝牙标签输出的消息的时间越早，该条消息的消息序列号就越小，相比于后续输出的消息来讲，先输出的消息为旧消息。

参照图10，蓝牙标签TAG3广播的消息首先被网关GW1直接接收。在子网201中，与蓝牙标签TAG4相关联的通信路径有三条：路径一，TAG3->LGW5->LGW6->LGW7；路径二，TAG3->LGW5->LGW8->GW1；路径三，TAG3->LGW5->LGW6->LGW8->GW1。

在消息传输过程中，用于中继消息的轻网关涉及的处理有两个。首先，轻网关执行对接收到的消息中的消息生存时间减1的更新操作，并判断更新操作后的消息中的消息生存时间是否为0，在判断出更新操作后的消息中的消息生存时间为0的情况下，丢弃该更新操作后的消息，而在判断出更新操作后的消息中的消息生存时间大于0的情况下，进一步判断本地是否存储过取值在更新操作后的消息中的消息序列号以上的消息序列号。在判断出本地存储过取值在更新操作后的消息中的消息序列号以上的消息序列号的情况下丢弃该更新操作后的消息，而在判断出本地未存储过取值在更新操作后的消息中的消息序列号以上的消息序列号的情况下，在本地存储该更新操作后的消息中的消息序列号并将该更新操作后的消息转发至与该轻网关通信连接的轻网关或网关。

以轻网关LGW6为例说明消息的转发过程。轻网关LGW6接收轻网关LGW5转发的TTL值为2的消息后，首先判断出接收到的消息中的TTL值(为2)大于0，于是轻网关LGW6将该消息的TTL值减1，更新后的TTL值为1。接下来，轻网关LGW6判断本地是否存储过取值在上述消息中的消息序列号以上的消息序列号，即轻网关LGW6判断本地是否存储过相对于该消息来说为重复的消息或旧消息的消息，轻网关LGW6在判断出本地未存储过取值在上述消息中的消息序列号以上的消息序列号的情况下，将该消息中的消息序列号存储在本地，并将更新后的消息(TTL值为1)转发给轻网关LGW7和轻网关LGW8。随后，轻网关LGW7和轻网关LGW8也利用相同的流程转发消息。

根据上述方法，一方面，蓝牙低功耗网状网络利用消息传输受管理(即，利用消息生存时间限制消息在子网中转发的次数)的泛洪方法(即，泛洪传输机制)进行消息在子网中的传播。消息只能在子网范围内转发，因此可以减少网络流量。可见，本实施例的方法是一种简单且可靠的消息中继形式，其适用于低功率无线网状网络，尤其适合于那些处理大量多播流量的消息中继。这使得本实施例的方法可以成为应用于商业和工业市场的严格可靠性、可伸缩性和性能要求的理想方法。另一方面本实施例能够通过消息序列号来抑制消息被同一轻网关重复转发的情况以及轻网关在转发了新消息后再转发旧消息的情况，因此能够过滤掉重复的消息和旧消息，从而减少网络中的重复业务并且防止恶意攻击。

此外，为了解决现有技术中边缘节点与网关进行通信时以纯文本格式发送的消息可轻易被第三方检测到而导致的信息泄露的风险高、整个网络容易被黑客攻击的问题，本发明一优选的实施例中对消息上传过程中传输的消息进行加密，然后在子网范围内对加密后的消息进行泛洪传输，而轻网关在接收到蓝牙标签或其它轻网关传输的加密后的消息后，对接收到的加密后的消息进行解密，并在判断出更新操作后的消息中的消息生存时间大于0，并且本地未存储过取值在更新操作后的消息中的消息序列号以上的消息序列号的情况下，对该更新操作后的消息进行加密，并将加密后的消息转发至与该轻网关通信连接的轻网关或网关。特别地，采用AES128算法对消息进行加密。

本实施例能够提高蓝牙标签输出的消息在子网中传输的安全性，从而能够降低消息的泄露风险以及整个网络被黑客攻击的可能性。

实施例四

本实施例主要涉及基于实施例一的蓝牙低功耗网状网络的蓝牙标签位置确定方法。图11示出了本发明实施例四的基于蓝牙低功耗网状网络的蓝牙标签位置确定方法的流程示意图。如图11所示，本实施例的蓝牙标签位置确定方法主要包括步骤S301和步骤S302。

在步骤S301中，云服务器获取至少三个设备接收所述蓝牙标签广播的消息的接收信号强度指示值。这里，所述至少三个设备隶属于所述蓝牙网状网络。

具体地，蓝牙标签广播消息后，蓝牙低功耗网状网络中至少有三个设备能够直接接收到蓝牙标签广播的消息。这里，直接接收表示设备并未经由其他设备的中继而接收蓝牙标签广播的消息，而是直接扫描到蓝牙标签广播的消息。直接接收消息的各个设备将接收到消息的接收信号强度指示值记录在消息中。设备可以是轻网关也可以是网关。在设备为轻网关的情况下，记录有接收信号强度指示值的消息经由网关(或者其他轻网关和网关)的中继上传至云服务器。在设备为网关的情况下，记录有接收信号强度指示值的消息直接上传至云服务器。

在本实施例中，云服务器获取隶属于蓝牙网状网络的一个子网的三个轻网关接收广播的消息的接收信号强度指示值。另外，网关本身也可以参与蓝牙标签的定位。即，云服务器获取隶属于蓝牙网状网络的一个子网的网关和两个轻网关接收广播的消息的接收信号强度指示值。

在步骤S302中，云服务器根据获取的接收信号强度指示值、以及预设的所述至少三个设备的位置信息，确定所述蓝牙标签的位置信息。

具体地，首先，针对所述至少三个设备中的每个设备，根据该设备接收到的来自所述蓝牙标签的消息的接收信号强度指示值，确定该设备与所述蓝牙标签之间的距离。然后，根据所述至少三个设备中的每个设备与所述蓝牙标签之间的距离，以及预设的所述至少三个设备的位置信息，确定所述蓝牙标签的位置信息。

可以通过下式计算设备与蓝牙标签之间的距离：

d＝10^((abs(RSSI)-A)/(10*n))

式中，d表示设备与蓝牙标签之间的距离，RSSI表示设备接收来自蓝牙标签的消息时的接收信号强度指示值(负值)，A表示蓝牙标签和该设备相隔1米时的信号强度，n表示环境衰减因子。

在获取到至少三个设备中的每个设备与蓝牙标签的距离之后，以每个设备为中心各自画了一个圆，三个圆的交集就是蓝牙标签所在的位置。

根据本实施例，云服务器利用蓝牙网状网络中的至少三个设备接收的来自蓝牙标签的消息的接收信号强度指示值，结合预先存储的这些设备的位置信息，利用几何关系得到蓝牙标签的位置信息。可见，本实施例给出了一种可靠的蓝牙标签的定位方法。

上述实施例中涉及的蓝牙标签可作为资产标签。资产标签广播的消息可以通过蓝牙网状网络上传至云服务器。下述的两个实施例分别阐述了资产标签及其广播方法。资产标签及其广播方法可应用于资产管理和跟踪、人员跟踪、特殊实验条件监视等。

实施例五

在现有技术中，资产标签的广播间隔通常是恒定的，其无法同时满足资产在线查询和资产实时跟踪这两个要求。资产在线查询要求：对于固定资产，大部分时间处于静止状态，仅偶尔被移动，当它处于静止状态时，仅需要知道它是否在线以确保它不丢失即可，可以每隔几分钟报告其位置，此种情况需要的广播间隔大。资产实时跟踪要求：一旦资产移动，资产管理系统应立即响应并跟踪其位置以易于管理，此种情况需要的广播间隔小。基于上述分析，亟需一种既能够实现资产标签的两个工作模式又能够最大化资产标签的寿命的技术方案。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种资产标签及其广播方法。

图12示出了本发明实施例五的资产标签的广播方法的流程示意图。如图12所示，本发明实施例的资产标签的广播方法主要包括步骤S401至步骤S404。

在步骤S401中，检测表征资产的移动状态的参数，资产标签设置在资产上。

具体地，资产标签通常设置资产上。首先获取能够表征资产的移动状态的参数。在本发明一优选的实施例中，将资产的加速度作为表征该资产的移动状态的参数。选用加速度这个参数来确定资产的移动状态，能够可靠地反映资产的真实移动状态，提高了算法的可靠性。当然，也可以检测其他参数，例如资产的速度、位移等。

在步骤S402中，根据所检测的参数，判断资产处于静止状态还是移动状态。

具体地，以参数为加速度为例进行说明。首先，预设一个加速度阈值，加速度阈值可以根据反复试验而确定。然后判断所检测的加速度是否小于预设的加速度阈值。在判断出所检测的加速度小于加速度阈值的情况下，确定资产处于静止状态。在判断出所检测的加速度在加速度阈值以上的情况下，确定资产处于移动状态。

在步骤S403中，在判断出资产处于静止状态的情况下，资产标签将广播间隔设置为第一广播间隔，并以第一广播间隔进行资产的资产信息的广播。广播间隔指的是两个相邻广播事件之间的时间，广播间隔设置得越大，广播的频率就越低，实时性就越差；反之，广播间隔设置得越小，广播的频率就高，实时性就越好。这里，资产处于静止状态时的第一广播间隔大于资产处于移动状态的第二广播间隔。在本发明一优选的实施例中，第一广播间隔可以设定为1min，第二广播间隔可以设定为1s。

在步骤S404中，在判断出资产处于移动状态的情况下，资产标签将广播间隔设置为第二广播间隔，并以第二广播间隔进行资产的资产信息的广播。

根据本实施例，资产标签可以根据资产的状态而设置不同的广播间隔，并以设置的广播间隔进行消息的广播。静止状态对应的广播间隔大于移动状态对应的广播间隔，从而能够以不同的广播间隔满足在线查询和资产跟踪这两个要求。即，在进行资产在线查询时，广播间隔较大，满足了低实时性的要求。而在进行资产跟踪时，广播间隔较小，满足了高实时性的要求。此外，在静止状态下可以大幅降低资产标签的功耗，从而能够增加资产标签的使用寿命。

图13示出了本发明实施例的资产标签的广播间隔的示意图。如图13所示，第一广播间隔T1包括高电平的广播时间段和低电平的非广播时间段。在每个第一广播间隔的广播时间段内，资产标签进行资产的资产信息的广播。在每个第一广播间隔的非广播时间段内，资产标签的处理器被断电。

根据上述方法，第一广播间隔指的是资产处于静止状态下两个相邻广播事件之间的时间，将第一广播间隔划分为广播时间段和非广播时间段，资产标签在广播时间段内进行消息的广播，在非广播时间段内资产标签处于深度睡眠模式且资产标签的处理器被断电。因此，可以有效降低资产标签在非广播时间段内的功耗，进一步地提高了资产标签的寿命。

仍参照图13，第二广播间隔T2包括高电平的广播时间段和低电平的非广播时间段。在每个第二广播间隔的广播时间段内，资产标签进行资产的资产信息的广播。在每个第二广播间隔的非广播时间段内，资产标签的处理器被断电。

根据上述方法，第二广播间隔指的是资产处于移动状态下两个相邻广播事件之间的时间，将第二广播间隔划分为广播时间段和非广播时间段，资产标签在广播时间段内进行消息的广播，在非广播时间段内资产标签处于深度睡眠模式且资产标签的处理器被断电。因此，即使资产处于移动状态，也可以有效降低地资产标签在非广播时间段内的功耗，进一步地提高了资产标签的寿命。

在本发明一优选的实施例中，在资产标签以第二广播间隔进行资产的资产信息的广播后，若根据最新检测的参数判断出资产处于静止状态的情况下，资产标签将广播间隔重置为第一广播间隔，并以第一广播间隔进行资产的资产信息的广播。

根据上述的方法，在资产标签以第二广播间隔进行资产的资产信息的广播后，如果实时检测的数据表示资产恢复静止状态，则资产标签即时将广播间隔从第二广播间隔增加为第一广播间隔，从而能够根据实时检测的参数对广播间隔进行实时调整。

根据上述的方法，资产管理系统在基于接收到来自资产标签的资产信息而判断出资产标签的广播间隔为第二广播间隔的情况下，生成并输出报警信息。

根据上述的方法，在资产为被禁止移动的特殊资产的情况下，如果判断出该资产处于移动状态并以第二广播间隔向资产管理系统广播资产信息的数据包，则资产管理系统根据接收到的数据包的第二广播间隔而即时生成并输出报警信息。因此，能够即时发现资产的移动状态并启动资产追踪，从而最大程度上保护了资产的安全。

实施例六

图14示出了本发明实施例六的资产标签的电路示意图。如图14所示，资产标签包括电池1、加速度计2(也称为加速度传感器)、RTC芯片3(也称为时钟芯片)和无线芯片4(也称为无线MCU、处理器)。

加速度计2处于唤醒模式。作为加速度计2，从在唤醒模式中功率消耗较低的角度出发，可以选择ADXL363或BMA400型号的加速度计。RTC芯片3是AM18X5公司的AM1805，其供电电流仅是具有RC振荡器的14NA。

资产标签以静止模式(静止状态)和移动模式(移动状态)操作。下面结合图15对这两种模式进行详细说明。

静止模式：

当资产处于静止状态时，加速度计2处于深度睡眠模式，并且将不存在输出到RTC芯片3的EXI引脚的中断。RTC芯片3将不会立即被唤醒。此时，RTC芯片3将根据内部定时器的设置工作。假设广播时段被设置为第一广播时段T1，则在第一广播时段T1中的低电平(非广播时间段)之后，RTC芯片3将唤醒并且无线芯片4将被通电。此时，如果存在任何加速度数据，则无线芯片4将查询加速度计2。通常，在静止状态中，不存在来自加速度计2的数据。在查询之后，无线芯片4将资产信息包广播到资产管理系统。

这里，无线技术可以是BLE、LORA、NB-IoT等，然后资产管理系统将接收资产信息分组并在网页上显示资产状态。在广播资产信息包之后，无线芯片4将通过I²C/SPI将命令发送到RTC芯片3，且RTC芯片3将进入深度睡眠且无线芯片4将断电。RTC芯片3的睡眠电流远低于无线芯片4本身。例如，BLE芯片NRF52832的深度睡眠电流为2uA，其几乎是RTC芯片3的睡眠电流的100倍。这可大大减少标签的输出功耗，从而能够大幅增加标签的电池寿命。

移动模式：

如果资产突然移动，则加速度计2将立即唤醒，然后生成到RTC芯片3的EXTI引脚的中断信号。RTC芯片3将立即唤醒并且无线芯片4上电。然后，如果存在通过I²C/SPI的任何数据，则无线芯片4将询问加速度计2。这里，加速度计2将加速度数据传输给无线芯片4。然后无线芯片4将处理加速度数据并将广播间隔改变为第二广播间隔T2，并且以第二广播间隔T2将资产信息分组广播到资产管理系统，直到没有来自加速度计2的加速度数据为止。如果该特殊资产被禁止移动，则资产管理系统将在第一时间报警。然后，系统将实时跟踪移动资产。如果不存在加速度数据，则无线芯片4将通过I²C/SPI将命令发送到RTC芯片3，并且RTC芯片3将进入深度睡眠并且无线芯片4将断电。

根据本实施例，资产标签可以根据资产的状态而设置不同的广播间隔，并以设置的广播间隔进行消息的广播。静止状态对应的广播间隔大于移动状态对应的广播间隔，从而能够以不同的广播间隔满足在线查询和资产跟踪这两个要求。即，在进行资产在线查询时，广播间隔较大，满足了低实时性的要求。而在进行资产跟踪时，广播间隔较小，满足了高实时性的要求。此外，在静止状态下可以大幅降低资产标签的功耗，从而能够增加资产标签的使用寿命。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (29)

1.一种蓝牙网状网络，其特征在于，具备多个子网，每个子网具备：

一个网关，其与云服务器通信连接；以及

至少一个轻网关，所述轻网关直接与所述网关通信连接或者通过其他轻网关与所述网关通信连接，所述轻网关仅具有所述网关的部分功能，

所述网关对蓝牙标签经由所述轻网关传输的消息进行处理，并将处理后的消息上传至所述云服务器。

2.根据权利要求1所述的蓝牙网状网络，其特征在于，所述网关具备：

第一蓝牙芯片，其在第一扫描信道上进行消息扫描；

第二蓝牙芯片，其在第二扫描信道上进行消息扫描；

第三蓝牙芯片，其在第三扫描信道上进行消息扫描；以及

处理器，其分别与所述第一蓝牙芯片、第二蓝牙芯片和第三蓝牙芯片通信连接，

所述第一蓝牙芯片、第二蓝牙芯片和第三蓝牙芯片在各自的扫描信道上同时进行消息扫描。

3.根据权利要求2所述的蓝牙网状网络，其特征在于，所述网关还具备WIFI模块，所述WIFI模块与所述处理器通信连接，

所述第一扫描信道的中心频率为2402MHz，所述第二扫描信道的中心频率为2426MHz，所述第三扫描信道的中心频率为2480MHz。

4.根据权利要求1所述的蓝牙网状网络，其特征在于，所述轻网关具备：

第四蓝牙芯片，其在第一扫描信道上进行消息扫描；

第五蓝牙芯片，其在第二扫描信道上进行消息扫描；以及

第六蓝牙芯片，其在第三扫描信道上进行消息扫描，

所述第四蓝牙芯片、第五蓝牙芯片和第六蓝牙芯片在各自的扫描信道上同时进行消息扫描。

5.根据权利要求4所述的蓝牙网状网络，其特征在于，

所述第一扫描信道的中心频率为2402MHz，所述第二扫描信道的中心频率为2426MHz，所述第三扫描信道的中心频率为2480MHz。

6.一种蓝牙网状网络的子网配置方法，其特征在于，所述蓝牙网状网络为根据权利要求1至5中任一项所述的蓝牙网状网络，所述方法包括：

将所述蓝牙网状网络中的每个网关划分至不同的子网中；

所述蓝牙网状网络中的每个网关在网状网络范围内转发该网关所属子网的子网信息，所述子网信息包括子网标识码和信息生存时间，所述子网信息每被转发一次该子网信息中的信息生存时间自减1；

轻网关接收各个子网的子网信息，并根据子网信息确定目标子网；

所述轻网关加入至所确定的目标子网中。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述轻网关根据子网信息确定目标子网的步骤包括：

所述轻网关对接收到的所有子网信息中的信息生存时间进行比较；

所述轻网关将比较结果指示的信息生存时间最大的子网信息对应的子网确定为目标子网。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述轻网关根据子网信息确定目标子网的步骤还包括：

所述轻网关丢弃信息生存时间为0的子网信息。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述轻网关根据子网信息确定目标子网的步骤还包括：

当所述比较结果指示存在多个信息生存时间最大的子网信息的情况下，将这些子网信息中的接收信号强度指示值最大的子网信息对应的子网确定为目标子网。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

所述蓝牙网状网络中的每个网关对该网关所属子网的子网信息进行加密，并将加密后的子网信息在网状网络范围内转发；

所述轻网关在接收到加密后的子网信息后，对接收的加密后的子网信息进行解密，并根据解密后的子网信息确定目标子网。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，

采用AES128算法对子网信息进行加密。

12.一种基于蓝牙网状网络的消息上传方法，其特征在于，所述蓝牙网状网络为根据权利要求1至5中任一项所述的蓝牙网状网络，所述方法包括：

蓝牙标签广播消息，所述消息包括消息正文；

轻网关接收所述蓝牙标签广播的消息，并在该轻网关所属的子网中对所述消息进行泛洪传输，以将所述消息转发至该子网中的网关；

所述网关对接收到的消息进行处理，并将处理后的消息上传至云服务器。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述消息还包括消息生存时间，在所述轻网关所属的子网中对所述消息进行泛洪传输的步骤包括：针对所述子网中的每个轻网关，执行以下步骤：

接收蓝牙标签或其它轻网关传输的消息；

执行对接收到的消息中的消息生存时间减1的更新操作；

判断更新操作后的消息中的消息生存时间是否为0；

在判断出更新操作后的消息中的消息生存时间为0的情况下，丢弃该更新操作后的消息；

在判断出更新操作后的消息中的消息生存时间大于0的情况下，将该更新操作后的消息转发至与该轻网关通信连接的轻网关或网关。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述消息还包括消息生存时间和消息序列号，所述蓝牙标签传输所述消息的时间越早，所述消息中的消息序列号的取值越小，

在所述轻网关所属的子网中对所述消息进行泛洪传输的步骤包括：针对所述子网中的每个轻网关，执行以下步骤：

接收蓝牙标签或其它轻网关传输的消息；

执行对接收到的消息中的消息生存时间减1的更新操作；

判断更新操作后的消息中的消息生存时间是否为0；

在判断出更新操作后的消息中的消息生存时间为0的情况下，丢弃该更新操作后的消息；

在判断出更新操作后的消息中的消息生存时间大于0的情况下，判断本地是否存储过取值在更新操作后的消息中的消息序列号以上的消息序列号；

在判断出本地存储过取值在更新操作后的消息中的消息序列号以上的消息序列号的情况下，丢弃该更新操作后的消息；

在判断出本地未存储过取值在更新操作后的消息中的消息序列号以上的消息序列号的情况下，在本地存储该更新操作后的消息中的消息序列号，并将该更新操作后的消息转发至与该轻网关通信连接的轻网关或网关。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在所述轻网关所属的子网中对所述消息进行泛洪传输的步骤还包括：针对所述子网中的每个轻网关，执行以下步骤：

在接收到蓝牙标签或其它轻网关传输的加密后的消息后，对接收到的加密后的消息进行解密；

在判断出更新操作后的消息中的消息生存时间大于0，并且本地未存储过取值在更新操作后的消息中的消息序列号以上的消息序列号的情况下，对该更新操作后的消息进行加密，并将加密后的消息转发至与该轻网关通信连接的轻网关或网关。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，

采用AES128算法对消息进行加密。

17.一种基于蓝牙网状网络的蓝牙标签位置确定方法，其特征在于，所述蓝牙网状网络为根据权利要求1至5中任一项所述的蓝牙网状网络，所述方法包括：

云服务器获取至少三个设备接收所述蓝牙标签广播的消息的接收信号强度指示值，所述至少三个设备隶属于所述蓝牙网状网络；

所述云服务器根据获取的接收信号强度指示值、以及预设的所述至少三个设备的位置信息，确定所述蓝牙标签的位置信息。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，根据获取的接收信号强度指示值、以及预设的所述至少三个设备的位置信息，确定所述蓝牙标签的位置信息的步骤，包括：

针对所述至少三个设备中的每个设备，根据该设备接收到的来自所述蓝牙标签的消息的接收信号强度指示值，确定该设备与所述蓝牙标签之间的距离；

根据所述至少三个设备中的每个设备与所述蓝牙标签之间的距离，以及预设的所述至少三个设备的位置信息，确定所述蓝牙标签的位置信息。

19.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，

所述设备为网关或轻网关。

20.一种资产标签的广播方法，其特征在于，包括：

检测表征资产的移动状态的参数，所述资产标签设置在所述资产上；

根据所检测的参数，判断所述资产处于静止状态还是移动状态；

在判断出所述资产处于静止状态的情况下，所述资产标签将广播间隔设置为第一广播间隔，并以第一广播间隔进行所述资产的资产信息的广播；

在判断出所述资产处于移动状态的情况下，所述资产标签将广播间隔设置为第二广播间隔，并以第二广播间隔进行所述资产的资产信息的广播，

其中，所述第一广播间隔大于所述第二广播间隔，

所述资产标签为蓝牙标签，其广播的消息通过如权利要求1至5中任一项所述蓝牙网状网络上传至云服务器。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，表征资产的移动状态的参数为加速度。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，根据所检测的加速度，判断所述资产处于静止状态还是移动状态的步骤包括：

判断所检测的加速度是否小于预设的加速度阈值；

在判断出所检测的加速度小于所述加速度阈值的情况下，确定所述资产处于静止状态；

在判断出所检测的加速度在所述加速度阈值以上的情况下，确定所述资产处于移动状态。

23.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，每个第一广播间隔包括广播时间段和非广播时间段，

所述资产标签以第一广播间隔进行所述资产的资产信息的广播的步骤，包括：

在每个第一广播间隔的广播时间段内，所述资产标签进行所述资产的资产信息的广播；

在每个第一广播间隔的非广播时间段内，所述资产标签的处理器被断电。

24.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，每个第二广播间隔包括广播时间段和非广播时间段，

所述资产标签以第二广播间隔进行所述资产的资产信息的广播的步骤，包括：

在每个第二广播间隔的广播时间段内，所述资产标签进行所述资产的资产信息的广播；

在每个第二广播间隔的非广播时间段内，所述资产标签的处理器被断电。

25.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述资产标签以第二广播间隔进行所述资产的资产信息的广播后，若根据最新检测的参数判断出所述资产处于静止状态的情况下，所述资产标签将广播间隔重置为第一广播间隔，并以第一广播间隔进行所述资产的资产信息的广播。

26.根据权利要求20至25中任一项所述的方法，其特征在于，

通过设置所述资产标签的时钟芯片来设置用于广播的广播间隔。

27.根据权利要求20至25中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

资产管理系统在基于接收到来自资产标签的资产信息而判断出所述资产标签的广播间隔为所述第二广播间隔的情况下，生成并输出报警信息。

28.一种资产标签，其特征在于，包括：

检测器，其检测表征供所述资产标签设置于其上的资产的移动状态的参数；

时钟芯片；

处理器，其根据所述检测器所检测的参数，判断所述资产处于静止状态还是移动状态，在判断出所述资产处于静止状态的情况下，设置所述时钟芯片以将广播间隔设置为第一广播间隔并以第一广播间隔进行所述资产的资产信息的广播，并在判断出所述资产处于移动状态的情况下，设置所述时钟芯片以将广播间隔设置为第二广播间隔并以第二广播间隔进行所述资产的资产信息的广播，

其中，所述第一广播间隔大于所述第二广播间隔，

所述资产标签为蓝牙标签，其广播的消息通过如权利要求1至5中任一项所述蓝牙网状网络上传至云服务器。

29.根据权利要求28所述的资产标签，其特征在于，表征资产的移动状态的参数为加速度，所述检测器为加速传感器。

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