TWI653848B - 遠距藍牙連線系統 - Google Patents

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Abstract

本發明提出之遠距藍牙連線系統，包含有一藍牙閘道器、一藍牙設備、一雲端虛擬裝置以及一藍牙應用程式。藍牙設備設置於藍牙閘道器之一服務範圍內。雲端虛擬裝置進一步包含有一藍牙虛擬層模組以及一通訊模組。藍牙虛擬層模組提供一藍牙程式介面。通訊模組用以建立一網路連線至藍牙閘道器。藍牙應用程式執行於雲端虛擬裝置，用以透過藍牙程式介面經由藍牙虛擬層模組控制藍牙閘道器之服務範圍內之藍牙設備。藉由本發明，可解決手機安裝與執行應用程式時耗費流量、記憶體以及處理器資源的問題。

Description

遠距藍牙連線系統
本發明提供一種藍牙連線系統，尤其是一種利用雲端虛擬裝置模擬手機執行藍牙應用程式，再透過藍牙閘道器遠端操作藍牙設備的遠距藍牙連線系統。
藍牙無線傳輸技術是目前全世界使用範圍最廣泛的短距離無線傳輸標準之一，2010年推出的藍牙4.0版通訊協定涵蓋了三種藍牙通訊協定，即傳統藍牙通訊協定、高速藍牙通訊協定和低功耗藍牙通訊協定，將三種規範合而為一。它繼承了藍牙技術在無線連接上的固有優勢，同時增加了高速藍牙和低功耗藍牙的特點。這三個規格可以組合或者單獨使用。藍牙4.0通訊協定的核心是低功耗技術(Low Energy)，即藍牙4.0 BLE通訊協定。該技術最大特點是擁有超低的運作功耗和待機功耗，藍牙低功耗設備使用一顆鈕扣型電池甚至可以連續運作數年之久，藍牙4.0通訊協定同時還擁有低成本、高穩定性、連接快速以及高安全性的特點。
雖然使用藍牙無線傳輸技術有著上述的許多優點，但在使用上，不同用途的藍牙裝置所需藍牙應用層通訊協定並不相同，所以各種藍牙裝置分別支援有不同組合的通訊協定，也衍生出各自對應的APP。習知技術中，藍牙裝置供應商會上傳APP至網路應用程式商店，提供予消費者安裝至手機中使用。然而，為了操作不同的藍牙裝置必須安裝不同的APP，下載 APP時占用網路流量和手機內存空間，使用APP時耗費手機處理器資源。且手機運行APP需人為手動操作，無法長時間自動使用，極為不便。
有鑑於此，本發明欲透過雲端的虛擬裝置，模擬手機執行供應商提供的APP來解決這個不便的問題。然而廠商提供的APP通常設定成藉由實體手機的藍牙通訊模組與藍芽設備溝通，而並不支援網路連線。因此本發明欲建立於不改動APP的情況下仍可以遠端操控的系統。
本發明提出一種遠距藍牙連線系統，包含有一藍牙閘道器、一藍牙設備、一雲端虛擬裝置以及一藍牙應用程式。藍牙設備設置於藍牙閘道器之一服務範圍內。雲端虛擬裝置進一步包含有一藍牙虛擬層模組以及一通訊模組。藍牙虛擬層模組提供一藍牙程式介面。通訊模組用以建立一網路連線至藍牙閘道器。藍牙應用程式執行於雲端虛擬裝置，用以透過藍牙程式介面經由藍牙虛擬層模組建立一網路通訊控制藍牙閘道器之服務範圍內之藍牙設備或讀取藍牙閘道器之服務範圍內之藍牙設備所量測之一數值，該網路通訊方式可為藍牙、有線網路、無線區域網路或行動通訊網路。
於一具體實施例中，所述的藍牙設備係為一藍牙生理資訊量測設備、一藍牙環境感測設備或一藍牙控制設備。
於一具體實施例中，所述的藍牙程式介面可為藍牙應用程式介面(Application programming interface)、藍牙函式庫介面(Library interface)、藍牙系統呼叫介面(System call interface)或藍牙驅動程式介面(Driver interface)。
於一具體實施例中，所述的雲端虛擬裝置係運行於利用一虛擬裝置模擬器執行一作業系統之一雲端伺服器，作業系統係為Android作業系統、iOS作業系統、Linux、或其他行動裝置之作業系統。
於一具體實施例中，所述的藍牙虛擬層模組於藍牙程式介面呼叫時封裝一藍牙虛擬指令集，並透過網路連線傳送藍牙虛擬指令集至藍牙閘道器，以及藍牙閘道器根據藍牙虛擬指令集與藍牙設備溝通。
於一具體實施例中，所述的藍牙虛擬指令集係為HCI、GATT、L2CAP或是任何藍牙協定所規範的指令集。
於一具體實施例中，所述的藍牙閘道器包含有一網路模組、一通訊層模組以及一藍牙模組，通訊層模組藉由網路模組與通訊模組溝通並解析藍牙虛擬指令集，通訊層模組依據藍牙虛擬指令集透過藍牙模組與藍牙設備溝通。
於一具體實施例中，所述的網路模組與通訊模組係為有線網路、無線區域網路、或行動通訊網路。
於一具體實施例中，所述的藍牙虛擬層模組透過基於TCP代理器之一通用非同步收發傳輸器(UART over TCP proxy)封裝藍牙虛擬指令集於一第一網路封包，通訊層模組透過通用非同步收發傳輸器解析第一網路封包得到藍牙虛擬指令集。
於一具體實施例中，本發明遠距藍牙連線系統進一步包含有一智慧終端，連線雲端虛擬裝置並顯示藍牙應用程式之一顯示介面以控制藍牙設備。
綜上所述，本發明遠距藍牙連線系統透過雲端虛擬裝置模擬手機安裝並執行藍牙應用程式。因此可解決手機安裝執行應用程式時耗費流量、記憶體以及處理器資源的問題。藉由藍牙虛擬層模組提供藍牙閘道器與藍牙設備連線所需之指令集。接著透過藍牙閘道器轉換，實現雲端虛擬裝置對藍牙設備的遠端操作。尤其，執行於雲端伺服器的雲端虛擬裝置可以被設定成自動的與藍牙設備溝通，無須人為的操作。甚至，可以讓多個使用者分別使用不同的智慧終端登入雲端伺服器，以相同的藍牙應用程式操作藍牙設備。
1‧‧‧遠距藍牙連線系統
2‧‧‧藍牙設備
3‧‧‧藍牙閘道器
4‧‧‧雲端伺服器
5‧‧‧藍牙應用程式
6‧‧‧智慧終端
32‧‧‧藍牙模組
33‧‧‧通訊層模組
34‧‧‧網路模組
40‧‧‧雲端虛擬設備
41‧‧‧藍牙虛擬層模組
43‧‧‧通訊模組
圖1係繪示根據本發明遠距藍牙連線系統之一具體實施例之功能方塊圖。
圖2係繪示根據本發明遠距藍牙連線系統之另一具體實施例之功能方塊圖。
圖3係繪示根據本發明遠距藍牙連線系統之另一具體實施例之功能方塊圖。
圖4係繪示根據本發明遠距藍牙連線系統之另一具體實施例之功能方塊圖。
為了讓本發明的優點，精神與特徵可以更容易且明確地了解，後續將以實施例並參照所附圖式進行詳述與討論。值得注意的是，這些實施例僅為本發明代表性的實施例，其中所舉例的特定方法，裝置，條件，材質等並非用以限定本發明或對應的實施例。
在本說明書的描述中，參考術語“一具體實施例”、“另一具體實施例”或“部分具體實施例”等的描述意指結合該實施例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例中。在本 說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例中以合適的方式結合。
在本公開的各種實施例中，表述“或”包括同時列出的文字的任何組合或所有組合。例如，表述“A或B”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。此外，本發明要素或元件前的不定冠詞“一”、“一種”和“一個”對要素或元件的數量要求(即出現次數)無限制性。因此“一”、“一個”或“一種”應被解讀為包括一個或至少一個，並且單數形式的要素或元件也包括複數形式，除非所述數量明顯指單數形式。
請參閱圖1。圖1係繪示根據本發明遠距藍牙連線系統1之一具體實施例之功能方塊圖。本發明提出一種遠距藍牙連線系統1，包含有一藍牙閘道器3、一藍牙設備2、一雲端虛擬裝置40以及一藍牙應用程式5。藍牙設備2設置於藍牙閘道器3之一服務範圍內。雲端虛擬裝置40進一步包含有一藍牙虛擬層模組41以及一通訊模組43。藍牙虛擬層模組41提供一藍牙程式介面。通訊模組43用以建立一網路通訊至藍牙閘道器3。藍牙應用程式5執行於雲端虛擬裝置40，用以透過藍牙程式介面經由藍牙虛擬層模組41控制藍牙閘道器3之服務範圍內之藍牙設備2或讀取藍牙閘道器3之服務範圍內之藍牙設備2所量測之一數值。
於一具體實施例中，所述的藍牙設備2係為一藍牙生理資訊量測設備、一藍牙環境感測設備或一藍牙控制設備。當藍牙設備2位於藍牙閘道器3的服務範圍內時，藍牙閘道器3可以與藍牙設備2建立藍牙連線。
於一具體實施例中，所述的藍牙程式介面可為藍牙應用程式 介面(Application programming interface)、藍牙函式庫介面(Library interface)、藍牙系統呼叫介面(System call interface)或藍牙驅動程式介面(Driver interface)。
實際應用中，通訊模組43可以為實體通訊模組或虛擬通訊模組，雲端虛擬裝置40經由通訊模組43可透過網際網路或企業內部網路建立網路連線至藍牙閘道器3。
於實際應用中，藍牙應用程式5係配合藍牙設備2使用的程式軟體。習知技術中，藍牙應用程式5通常是藍牙設備供應商所提供，並且被上架到線上應用程式商店以供使用者下載至手機內。於本發明中，使用者將藍牙應用程式5下載到雲端虛擬裝置40中，再由雲端虛擬裝置40代替手機執行程式功能來操作藍牙設備2。因此，解決了手機安裝執行應用程式時耗費流量、記憶體以及處理器資源的問題。而且，也不需要改寫供應商提供的應用程式內容。
請參閱圖2。圖2係繪示根據本發明遠距藍牙連線系統1之另一具體實施例之功能方塊圖。於一具體實施例中，本發明中所述的雲端虛擬裝置40係運行於利用一虛擬裝置模擬器執行一作業系統之一雲端伺服器4。於實際應用中，作業系統可以是Android作業系統、iOS作業系統、Linux、或其他行動裝置之作業系統。於實際應用中，虛擬裝置模擬器可以是QEMU、XEN、Hyper-V、Open VZ、Oracle VM、Pear PC、Virtuozzo、VMware Server、DOSBox或KVM等，但作業系統及虛擬裝置模擬器具體之種類不限於此。
於一具體實施例中，所述的藍牙虛擬層模組41於藍牙程式介 面呼叫時封裝一藍牙虛擬指令集，並透過網路連線傳送藍牙虛擬指令集至藍牙閘道器3，以及藍牙閘道器3根據藍牙虛擬指令集與藍牙設備2溝通。於一具體實施例中，所述的藍牙虛擬指令集係為HCI(Host Control Interface)、GATT(Generic Attributes)、L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol)、GAP(General Access Profile)、SDAP(Service Discovery Application Profile)、SPP(Serial Port Profile)、GOEP(General Object Exchange Profile)、A2DP(Advance Audio Distribution Profile)、HID(Human Interface Device)、BLE(Bluetooth Low Energy)等，或是任何藍牙協定所規範的指令集、Profile或是溝通介面。藍牙虛擬指令集也可以是描述上述指令集之程式語言或設定檔案。
請參閱圖3。圖3係繪示根據本發明遠距藍牙連線系統1之另一具體實施例之功能方塊圖。於一具體實施例中，所述的藍牙閘道器3包含有一網路模組34、一通訊層模組33以及一藍牙模組32，通訊層模組33藉由網路模組34與通訊模組43溝通並解析藍牙虛擬指令集，通訊層模組33依據藍牙虛擬指令集透過藍牙模組32與藍牙設備2溝通。
於一具體實施例中，所述的網路模組34與通訊模組32係為藍牙、有線網路、無線區域網路、或行動通訊網路。
於一具體實施例中，藍牙閘道器3之通訊層模組33透過網路模組34與通訊模組43進行資料交換，並轉送至藍牙模組32已完成藍牙通訊協定之行為。
於一具體實施例中，所述的藍牙虛擬層模組41透過基於TCP 代理器之一通用非同步收發傳輸器(UART over TCP proxy)封裝藍牙虛擬指令集於一第一網路封包，通訊層模組33透過通用非同步收發傳輸器解析第一網路封包得到藍牙虛擬指令集。例如藍牙虛擬層模組41透過UART over TCP Proxy將HCI通訊資訊封裝入TCP封包，並通過通訊模組43與遠端的藍牙閘道器3連結並交換TCP封包資訊。藍牙閘道器3的通訊層模組33透過UART over TCP proxy解析出HCI通訊資訊並傳送至藍牙模組32以完成交換HCI通訊協定之內容。
請參閱圖4。圖4係繪示根據本發明遠距藍牙連線系統1之另一具體實施例之功能方塊圖。於一具體實施例中，本發明遠距藍牙連線系統1進一步包含有一智慧終端6，連線雲端虛擬裝置40並顯示藍牙應用程式5之一顯示介面以控制藍牙設備2。智慧終端6連線到藍牙應用程式5後，智慧終端6的螢幕可以顯示和輸出藍牙應用程式5之顯示介面。因此使用者可透過智慧終端6的輸入介面，遠端地指示藍牙應用程式5讀取或控制藍牙設備2。於實際應用中，智慧終端6可以是智慧型手機、平板電腦、個人電腦或智慧穿戴裝置。
於一具體實施例中，使用者可以設定雲端伺服器，使雲端伺服器不須收到來自智慧終端6的指示，便自動地讀取或控制藍牙設備2。再於一具體實施例中，雲端伺服器可以被多個智慧終端6登入，因此，多個使用者可以分別讀取或控制藍牙設備2。
請再參閱圖1。於一具體實施例中，有一具有藍牙功能的藍牙生理資訊量測設備、位於藍牙閘道器3之服務範圍內。該藍牙生理資訊量 測設備有一相對應的藍牙應用程式5。使用者下載藍牙應用程式5至雲端虛擬裝置40。使用者測量生理資訊時透過手機連線到雲端伺服器開啟藍牙應用程式5。使用者每次測量的體重值被儲存在藍牙應用程式5或雲端伺服器中。當使用者欲察看最近的生理資訊變化時，透過手機連線到雲端伺服器開啟藍牙應用程式5，即可從藍牙應用程式5中獲知生理資訊變化，該藍牙生理資訊量測設備可為體重計、血壓計、血氧計、心電圖量測計、體感姿勢計、計步器、跌倒偵測計、等任何具有藍牙功能之生理資訊量測設備。
於一具體實施例中，有一具有藍牙功能的冷氣機位於A房間且在藍牙閘道器3之服務範圍內。冷氣機有一相對應的藍牙應用程式5。使用者利用雲端伺服器4下載藍牙應用程式5至雲端虛擬裝置40。使用者在B地以一手機連線到雲端伺服器並查看藍牙應用程式5。使用者透過藍牙應用程式5藉由冷氣機內建的溫度計讀取到目前A房間的氣溫為30度。接著，使用者以手機操控雲端虛擬裝置40中運行的藍牙應用程式5，使冷氣啟動。
於一具體實施例中，有一具有藍牙功能的監視器位於藍牙閘道器3之服務範圍內。監視器有一相對應的藍牙應用程式5。使用者利用雲端伺服器下載藍牙應用程式5至雲端虛擬裝置40。使用者設定雲端虛擬裝置40操控藍牙應用程式5長時開啟監視器，並將影像儲存於藍牙應用程式5或雲端虛擬裝置40之其他儲存空間中。
於一具體實施例中，有一藍牙音響位於藍牙閘道器3之服務範圍內。藍牙音響有一相對應的藍牙應用程式5。使用者利用雲端伺服器下載藍牙應用程式5至雲端虛擬裝置40。使用者再設定雲端虛擬裝置40連線至 一雲端音樂資料庫中，並以藍牙應用程式5播放儲存在雲端音樂資料庫內的音樂檔案。因此，即使使用者手機內沒有安裝對應的藍牙應用程式5和音樂檔案，甚至不須開啟藍牙功能，也能使藍牙音響播放音樂。
上述具體實施例之藍牙為藍牙協會所定義的任何版本之藍牙通訊協定規範，例如包含藍牙2.0通訊協定系列、藍牙3.0通訊協定系列、藍牙4.0通訊協定系列或藍牙5.0通訊協定系列，所定義各種藍牙協定。
上述具體實施例之有線網路可為乙太網路、光纖網路(FTTx)、電力通訊網路(Power line communication)等可傳遞網路封包之有線網路。
上述具體實施例之無線區域網路為WiFi或IEEE所定義的任何版本之802.11通訊協定規範，例如包含802.11、IEEE 802.11a、802.11b、802.11g、802.11h、802.11n、802.11p、802.11ac、802.11ah、802.11aq、802.11ax等。
上述實施例中之行動通訊網路可為LoRa、Sigfox、NBIoT或為3GPP協會所發布之Release 4、Release 5、Release 6、Release 7、Release 8、Release 9、Release 10、Release 11、Release 12、Release 13、Release 14之協定網路，或是其他ITU國際電信聯盟所核准之行動通訊協定網路。
相較習知技術，本發明遠距藍牙連線系統透過雲端虛擬裝置模擬手機安裝並執行藍牙應用程式。因此可解決手機安裝執行應用程式時耗費流量、記憶體以及處理器資源的問題。藉由藍牙虛擬層模組提供藍牙閘道器與藍牙設備連線所需之指令集。接著透過藍牙閘道器轉換，實現雲 端虛擬裝置對藍牙設備的遠端操作。尤其，執行於雲端伺服器的雲端虛擬裝置可以被設定自動的與藍牙設備溝通，無須人為的操作。甚至，可以讓多個使用者分別使用不同的智慧終端登入雲端伺服器，以相同的藍牙應用程式操作藍牙設備。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。因此，本發明所申請之專利範圍的範疇應該根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。

Claims (10)

  1. 一種遠距藍牙連線系統，包含有：一藍牙閘道器；一藍牙設備，設置於該藍牙閘道器之一服務範圍內；一雲端虛擬裝置，包含有：一藍牙虛擬層模組，用以提供一藍牙程式介面；以及一通訊模組，用以建立一網路連線至該藍牙閘道器；以及一藍牙應用程式，執行於該雲端虛擬裝置，用以透過該藍牙程式介面經由該藍牙虛擬層模組控制該藍牙閘道器之該服務範圍內之該藍牙設備或讀取該藍牙閘道器之該服務範圍內之該藍牙設備所量測之一數值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之遠距藍牙連線系統，其中該藍牙虛擬層模組於該藍牙程式介面呼叫時封裝一藍牙虛擬指令集，並透過該網路連線傳送該藍牙虛擬指令集至該藍牙閘道器，以及該藍牙閘道器根據該藍牙虛擬指令集與該藍牙設備溝通。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之遠距藍牙連線系統，其中該藍牙虛擬指令集係為HCI、GATT、L2CAP或是任何藍牙協定所規範的指令集。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之遠距藍牙連線系統，其中該藍牙閘道器包含有一網路模組、一通訊層模組以及一藍牙模組，該通訊層模組藉由該網路模組與該通訊模組溝通並解析該藍牙虛擬指令集，該通訊層模組依據該藍牙虛擬指令集透過該藍牙模組與該藍牙設備溝通。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之遠距藍牙連線系統，其中該網路模組與該通訊模組係為有線網路、無線區域網路、或行動通訊網路。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之遠距藍牙連線系統，其中該藍牙虛擬層模組透過基於TCP代理器之一通用非同步收發傳輸器(UART over TCP proxy)封裝該藍牙虛擬指令集於一第一網路封包，該通訊層模組透過該通用非同步收發傳輸器解析該第一網路封包得到該藍牙虛擬指令集。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之遠距藍牙連線系統，其中該藍牙程式介面可為藍牙應用程式介面(Application programming interface)、藍牙函式庫介面(Library interface)、藍牙系統呼叫介面(System call interface)或藍牙驅動程式介面(Driver interface)。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之遠距藍牙連線系統，其中該雲端虛擬裝置係運行於利用一虛擬裝置模擬器執行一作業系統之一雲端伺服器，該作業系統係為Android作業系統、iOS作業系統、Linux、或其他行動裝置之作業系統。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之遠距藍牙連線系統，進一步包含有一智慧終端，連線該雲端虛擬裝置並顯示該藍牙應用程式之一顯示介面以控制該藍牙設備。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之遠距藍牙連線系統，其中該藍牙設備係為一藍牙生理資訊量測設備、一藍牙環境感測設備或一藍牙控制設備。
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