TWI466469B - 藍芽通訊方法和系統 - Google Patents

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    • H04W4/80—Services using short range communication, e.g. near-field communication [NFC], radio-frequency identification [RFID] or low energy communication

Description

藍芽通訊方法和系統
本發明主要係關於藍芽傳輸技術，特別係有關於利用連結回聯模式(link back mode)結合待機模式(standby mode)技術回聯遠端電子裝置之技術。
近年來，由於無線通訊技術的快速發展，因此，各式各樣的可攜式以及手持裝置，例如：行動電話、智慧型手機(smart phone)、個人數位助理(PDA)、平板電腦(Tablet PC)等電子商品不斷的在市場上被推出，且這些電子商品的功能也越來越多元化。此外，由於這些裝置的便利，也使得這些裝置成為人們的生活必需品之一。
遠距健康管理及照護(telemedicine)結合了電腦、通信技術與雲端技術，提供了個人居家保健及教學訓練機會。而遠距醫療的定義與包含的內容也隨著時代的進步而隨之改變。近年來智慧型手機普及迅速，如何將生理資訊透過網路傳送到遠端伺服器，為個人居家照護發展的重要課題。量測個人生理訊號的電子裝置可透過zigbee，藍芽(Bluetooth)等傳輸技術將資料透過手機傳至遠方server進行資料分析及儲存。
藍芽技術相較於其他無線傳輸技術，最大的便利性為目前之筆記型電腦及智慧型手機上皆已內建藍芽。然而， 目前的藍芽傳輸技術往往在搜尋狀態(access state)時需消耗較大的電流，因此，如何降低藍芽傳輸技術在搜尋狀態時需消耗較大的電流的問題，將是個重要的課題。
有鑑於上述先前技術之問題，本發明提供了一種藍芽通訊方法，可利用結合連結回聯模式和待機模式之技術回聯遠端電子裝置。
根據本發明之一實施例提供了一種藍芽通訊系統，包括：一遠端裝置，具有一第一藍芽模組；以及一用戶裝置，具有一第二藍芽模組，在一連結狀態時，透過上述第二藍芽模組連結上述第一藍芽模組以和上述遠端裝置進行連線；其中當上述用戶裝置與上述遠端裝置超過一連線範圍，上述遠端裝置會進入一搜尋狀態，在上述搜尋狀態時，上述第一藍芽模組在一第一時間區間以一連結回聯模式，接著在一第二時間區間以一待機模式對上述第二藍芽模組進行回聯之動作，以及其中當上述遠端裝置回到與上述用戶裝置之上述連線範圍時，恢復與上述用戶裝置之連線。
根據本發明之一實施例提供了一種藍芽通訊方法，包括：在一連結狀態時，完成一用戶裝置和一遠端裝置之一藍芽連線；當上述用戶裝置與上述遠端裝置超過一連線範圍，上述遠端裝置進入一搜尋狀態，在上述搜尋狀態時，在一第一時間區間以一連結回聯模式，接著在一第二時間區間以一待機模式對上述用戶裝置進行回聯之動作，以及 當上述遠端裝置回到與上述用戶裝置之上述連線範圍時，恢復與上述用戶裝置之連線。
第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之藍芽通訊系統100之架構圖。如圖所示，根據本發明一實施例所述之藍芽通訊系統100，包括，一遠端裝置110，其具有一第一藍芽模組120、一用戶裝置130，其具有一第二藍芽模組140。於一具體實施例中，遠端裝置110例如係具有可量測生理訊號(如心電圖)之電子裝置；用戶裝置130例如手機、平板、或筆記型電腦等可攜式電子裝置。為方便使用者使用遠端裝置110量測生理訊號，遠端裝置110之體積通常不大，連帶地其內建之電池容量亦不大，本發明即係為克服此問題。
須說明的是，上述遠端裝置110及用戶裝置130之定義並非用以限定本發明，上述遠端裝置110及用戶裝置130之含意亦可互換，即用戶裝置130可例如係具有可量測生理訊號(如心電圖)之電子裝置；而遠端裝置110可例如手機、平板、或筆記型電腦等可攜式電子裝置。
藍芽模組的運作狀態大致上可分為三個狀態：搜尋狀態(access state)、連結狀態(link state)以及關閉狀態(shutdown state)。當藍芽模組開機後，首先將進入搜尋狀態(access state)而尋求與其他藍芽模組連結。於搜尋狀態(access state)下又可區分成待機模式(standby mode)或連結 回聯模式(link back mode)。當完成連結進入連結狀態(link state)時，如透過第一藍芽模組120和第二藍芽模組140，遠端裝置110和用戶裝置130即可單向或雙向的傳送資料。當關閉藍芽模組後，則將進入關閉狀態(shutdown state)，此時處於關閉模式，關閉狀態下的耗電量基本上可視為零。詳細的說，假設遠端裝置110尚未與任何藍芽模組配對過，當開啟遠端裝置110之第一藍芽模組120後，將進入搜尋狀態(access state)之待機模式(standby mode)，與此模式下，第一藍芽模組120將可被其他藍芽模組搜尋並進行配對。若在一連線範圍內(例如3公尺內之範圍)，用戶裝置130之第二藍芽模組140開啟，則第二藍芽模組140將會搜尋到第一藍芽模組120，此時用戶裝置130可以一手動之方式(例如輸入相同的密碼)完成與遠端裝置110之配對，從而進入連結狀態(link state)而可傳送資料。接著，若任一裝置(如用戶裝置130)離開連線範圍，藍芽連線將中斷，此時藍芽模組將從連結狀態(link state)切換成搜尋狀態(access state)之連結回聯模式(link back mode)。一旦雙方再次進入連線範圍內，已配對過之遠端裝置110和用戶裝置130則不必再透過手動完成藍芽連線之方式，而將自動進入連結狀態(link state)而可傳送資料。
需特別說明的是，連結回聯模式(link back mode)與待機模式(standby mode)之差別除上述以外，連結回聯模式(link back mode)之平均耗電量相對較高，其優點係可自動連結；待機模式(standby mode)下之平均耗電量相對較低， 其缺點係需手動連結，惟若被其他電子裝置偵測，於信號交換(hankshaking)的過程中需額外的耗電量。
第2A圖係顯示根據本發明一實施例所述之在搜尋狀態回聯遠端裝置110之示意圖。如上所述，根據本發明一實施例，當遠端裝置110(如具量測生理訊號之電子裝置)遠離一連線範圍時(例如使用者懸掛遠端裝置110至洗手間，而將用戶裝置130遺置於客廳之桌上)，已和用戶裝置130(如手機)完成配對過之遠端裝置110會進入一搜尋狀態(access state)，持續搜尋並試圖回聯用戶裝置130。詳細地說，首先第一藍芽模組120會在一第一時間區間以一連結回聯模式(link back mode)與第二藍芽模組140進行回聯之動作，若在第一時間區間內仍未恢復和用戶裝置130之連線，接著第一藍芽模組120在一第二時間區間切換至一待機模式(standby mode)以降低耗電量。當第二時間區間結束後，則再切換並持續進行在第一時間區間以連結回聯模式，在第二時間區間以待機模式之方式來回聯第二藍芽模組140，直到遠端裝置110回到與用戶裝置130連線範圍時(例如使用者從洗手間走回客廳)，恢復與用戶裝置130之藍芽連線。若在第一時間區間內遠端裝置110回到連線範圍，則將自動進入連結狀態(link state)，以方便使用者快速地將遠端裝置110所擷取的生理訊號傳送至用戶裝置130；若在第二時間區間內遠端裝置110回到連線範圍，將不會產生任何動作，直到遠端裝置110切換成第一時間區間之連結回聯模式，才恢復用戶裝置130與遠端 裝置110之藍芽連線。
特別說明的是，於本實施例所述之連結回聯模式(link back mode)，係指可自動回聯遠端裝置110之方式，至於在本實施例所述之待機模式，則有別於傳統之待機模式下可被其他電子裝置所偵測，於本實施例所述之待機模式，用戶裝置130以外之其它電子裝置並無法搜尋到遠端裝置110。由於被其它電子裝置搜尋而進行信號交換時會產生額外之耗電流，因此，在本實施例之待機模式下，可以避免被其它電子裝置搜尋時所產生額外的耗電流，亦可達到裝置之隱密性，避免生理訊號被其他裝置所擷取。
一般而言，當其他電子裝置搜尋到第一藍芽裝置120時，通常會請求(REQUEST)藍芽裝置120回傳確認訊息(ACK)。於一具體實施例中，為使用戶裝置130以外之其它電子裝置無法搜尋到遠端裝置110，可設定第一藍芽裝置120若判斷發出請求的電子裝置並非用戶裝置130時(例如並非用戶裝置130的識別碼)，則拒絕回傳確認訊息，使其他電子裝置無法與第一藍芽裝置120溝通，是以無法搜尋出第一藍芽裝置120。
根據本發明一實施例，如第2A圖所示，第一時間區間設定為2秒，第二時間區間設定為5秒。然而，在此特別說明的是，第一時間區間和第二時間區間之設定並不以此為限，對於此領域熟知此技術之人員在參照本說明書後，可自行設定第一時間區間和第二時間區間之值。
第2B圖係顯示根據本發明另一實施例所述之在搜尋 狀態回聯遠端裝置110之示意圖。如第2B圖所示，根據本發明另一實施例，當遠端裝置110遠離一連線範圍時，已和用戶裝置130完成配對過之遠端裝置110會進入一搜尋狀態，持續回聯用戶裝置130。具體而言，首先，第一藍芽模組120會在一第一時間區間以一連結回聯模式與第一藍芽模組120進行回聯之動作；若在第一時間區間內仍未恢復和用戶裝置130之連線，接著在一第二時間區間，第一藍芽模組120切換成一待機模式以降低耗電量；若在第一時間區間內仍未恢復和用戶裝置130之連線，接著在一第三時間區間，第一藍芽模組120進入一關閉模式(進入關閉狀態(shutdown state))暫時關閉第一藍芽模組120之藍芽傳輸功能，以進一步降低耗電量，於此模式下之耗電號可視為零。若於第三時間區間結束，遠端裝置110仍未回到與用戶裝置130之連線範圍時，則再持續進行在第一時間區間以連結回聯模式，在第二時間區間以待機模式，在第三時間區間以關閉模式之方式運作，直到遠端裝置110回到與用戶裝置130連線範圍而恢復與遠端裝置110之藍芽連線。特別說明的是，在本實施例所述之待機模式，亦係指有別於傳統之待機模式可被其他電子裝置所偵測，於此待機模式，用戶裝置130以外之其它電子裝置並無法搜尋到遠端裝置110，由於被其它電子裝置搜尋而進行信號交換時會產生額外之耗電流，因此，在本實施例之待機模式，可以避免被其它電子裝置搜尋時所產生額外的耗電流，亦可達到裝置之隱密性，避免生理訊號被其他 裝置所擷取。
根據本發明一實施例，上述關閉模式係指遠端裝置110關閉第一藍芽模組120之一藍芽傳輸功能。根據本發明一實施例，如第2B圖所示，第一時間區間設定為2秒，第二時間區間設定為5秒，第三時間區間設定為2秒。然而，特別說明的是，第一時間區間、第二時間區間以及第三時間區間之設定並不以此為限，對於此領域熟知此技術之人員在參照本說明書後，可自行設定第一時間區間、第二時間區間以及第三時間區間之值。
第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之藍芽通訊方法之流程圖300。首先，在步驟S310，在一連結狀態時，完成一用戶裝置和一遠端裝置之一藍芽連線；在步驟S320，當上述用戶裝置與上述遠端裝置超過一連線範圍，進入一搜尋狀態，在上述搜尋狀態時，在一第一時間區間以一連結回聯模式，接著在一第二時間區間以一待機模式對上述用戶裝置進行回聯之動作；在步驟S330，當上述遠端裝置回到與上述用戶裝置連線範圍時，恢復與上述用戶裝置之連線。特別說明的是，在本實施例所述之待機模式，亦係指有別於傳統待機模式之待機模式，於此待機模式，用戶裝置外之其它電子並無法搜尋到遠端裝置，因此，可以避免被其它電子裝置搜尋時所產生額外的耗電流。
第4圖係顯示根據本發明另一實施例所述之藍芽通訊方法之流程圖400。首先，在步驟S410，在一連結狀態時，完成一用戶裝置和一遠端裝置之一藍芽連線；在步驟 S420，當上述用戶裝置與上述遠端裝置超過一連線範圍，會進入一搜尋狀態，在上述搜尋狀態時，在一第一時間區間以一連結回聯模式，接著在一第二時間區間以一待機模式，接著在一第三時間區間進入一關閉模式對上述用戶裝置進行回聯之動作；在步驟S430，當上述遠端裝置回到與上述用戶裝置連線範圍時，恢復與上述用戶裝置之連線。特別說明的是，在本實施例所述之待機模式，亦係指有別於傳統待機模式之待機模式，於此待機模式，用戶裝置外之其它電子並無法搜尋到遠端裝置，因此，可以避免被其它電子裝置搜尋時所產生額外的耗電流。
本發明所提出之藍芽通訊方法，和傳統藍芽傳輸相比，傳統藍芽傳輸在用戶裝置與遠端裝置超過一連線範圍進入一搜尋狀態時，僅會以連結回聯模式對遠端裝置進行回聯之動作。請參考第2A-2B圖，若僅以連結回聯模式對遠端裝置進行回聯之動作，遠端裝置會一直維持在30mA之耗電流，然而，若根據本發明所提出之藍芽通訊方法，使用連結回聯模式結合待機模式將可使平均耗電流僅有9.5mA，因而大大節省了遠端裝置之耗電流。此外，傳統藍芽傳輸在回聯一段時間若一直無法連線，就會直接關閉藍芽功能，使用者須等到回到可連線之範圍在重新開啟藍芽功能，然而，本發明所提出之藍芽通訊方法，並不用關閉藍芽功能，等到使用者回到可連線之範圍即恢復用戶裝置與遠端裝置之連線，也提升了使用者在使用藍芽上之便利性。
本說明書中所提到的「一實施例」或「實施例」所提到的特定的特徵、結構或性質，可包括在本說明書的至少一實施例中。因此，在不同地方出現的語句「在一個實施例中」，可能不是都指同一個實施例。另外，此特定的特徵、結構或性質，也可以任何適合的方式與一個或一個以上的實施例結合。
本說明書所揭露之實施例，對於任何在本領域熟悉此技藝者，將很快可以理解上述之優點。在閱讀完說明書內容後，任何在本領域熟悉此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，可以廣義之方式作適當的更動和替換。因此，本說明書所揭露之實施例，是用以保護本發明之專利要求範圍，並非用以限定本發明之範圍。
100‧‧‧藍芽通訊系統
110‧‧‧遠端裝置
120‧‧‧第一藍芽模組
130‧‧‧用戶裝置
140‧‧‧第二藍芽模組
300、400‧‧‧流程圖
S310、S320、S330、S410、S420、S430‧‧‧步驟
第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之藍芽通訊系統100之架構圖。
第2A圖係顯示根據本發明一實施例所述之在搜尋狀態回聯遠端裝置110之示意圖。
第2B圖係顯示根據本發明另一實施例所述之在搜尋狀態回聯遠端裝置110之示意圖。
第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之藍芽通訊方法之流程圖300。
第4圖係顯示根據本發明另一實施例所述之藍芽通訊方法之流程圖400。
100‧‧‧藍芽通訊系統
110‧‧‧遠端裝置
120‧‧‧第一藍芽模組
130‧‧‧用戶裝置
140‧‧‧第二藍芽模組

Claims (10)

  1. 一種藍芽通訊系統，包括：一遠端裝置，具有一第一藍芽模組；以及一用戶裝置，具有一第二藍芽模組，在一連結狀態時，透過上述第二藍芽模組連結上述第一藍芽模組以和上述遠端裝置進行連線，其中當上述用戶裝置與上述遠端裝置超過一連線範圍，上述遠端裝置進入一搜尋狀態，在上述搜尋狀態時，上述第一藍芽模組在一第一時間區間以一連結回聯模式，接著在一第二時間區間以一待機模式對上述第二藍芽模組進行回聯之動作；以及其中當上述遠端裝置回到與上述用戶裝置之上述連線範圍時，恢復與上述用戶裝置之上述連線狀態；其中在上述待機模式時，上述遠端裝置無法被上述用戶裝置外之其它電子裝置搜尋。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之藍芽通訊系統，上述遠端裝置係具有可量測生理訊號之電子裝置。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之藍芽通訊系統，其中當上述遠端裝置回到與上述用戶裝置之上述連線範圍時，上述第一藍芽模組使用上述連結模式回聯上述第二藍芽模組，以恢復上述連線狀態。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之藍芽通訊系統，其中當上述遠端裝置進入上述搜尋狀態時，上述第一藍芽模組更在一第三時間區間進入一關閉模式。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之藍芽通訊系統，其中上述關閉模式，係指關閉上述第一藍芽模組之一傳輸功能。
  6. 一種藍芽通訊方法，包括：在一連結狀態時，完成一用戶裝置和一遠端裝置之一藍芽連線；當上述用戶裝置與上述遠端裝置超過一連線範圍，上述遠端裝置進入一搜尋狀態，在上述搜尋狀態時，在一第一時間區間以一連結回聯模式，接著在一第二時間區間以一待機模式對上述用戶裝置進行回聯之動作，以及當用上述遠端裝置回到與上述用戶裝置之上述連線範圍時，恢復與上述用戶裝置之上述連線狀態；其中在上述待機模式時，上述遠端裝置無法被上述用戶裝置外之其它電子裝置搜尋。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之藍芽通訊方法，上述遠端裝置係具有可量測生理訊號之電子裝置。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之藍芽通訊方法，其中當上述遠端裝置回到與上述用戶裝置之上述連線範圍時，上述遠端裝置使用上述連結模式回聯上述用戶裝置，以恢復上述連線狀態。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之藍芽通訊方法，其中當上述遠端裝置進入上述搜尋狀態時，上述遠端裝置更在一第三時間區間進入一關閉模式。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之藍芽通訊方法，其中上述關閉模式，係指關閉一傳輸功能。
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