基于BLE的蓝牙设备自组网方法与流程

基于ble的蓝牙设备自组网方法
技术领域
1.本发明涉及蓝牙设备组网技术领域，特别涉及基于ble的蓝牙设备自组网方法。


背景技术：

2.随着物联网、智能家居等领域应用越发广泛，多种物联网协议随之大规模应用。其中mesh组网技术逐步应用于多个领域。但是，mesh组网对功耗有较大要求，且组网时设备扫描时间较长，虽然能实现组网，但对一些低功耗要求较高的应用场景，mesh组网还是有一定的缺陷。


技术实现要素：

3.本发明所解决的技术问题：提供一种基于ble的蓝牙设备自组网方法，解决现有的支持ble的蓝牙设备采用mesh组网不符合低功耗要求的问题。
4.本发明解决上述技术问题采用的技术方案：基于ble的蓝牙设备自组网方法，包括以下步骤：
5.s01、指定蓝牙设备中的一个作为父蓝牙设备；
6.s02、父蓝牙设备向外发送广播，其他未完成连接的蓝牙设备收到所述广播后，向父蓝牙设备发送应答指令，所述父蓝牙设备接收所述应答指令完成蓝牙连接，当父蓝牙设备接收到的应答指令个数达到父蓝牙设备的连接上限时或者广播时长达到预设时长时结束广播，与父蓝牙设备完成蓝牙连接的蓝牙设备称为所述父蓝牙设备的子蓝牙设备，将子蓝牙设备作为新的父蓝牙设备；
7.s03、重复步骤s02，直至所有蓝牙设备均连入组网，完成自组网。
8.进一步的，连入组网的蓝牙设备记录其父蓝牙设备的mac地址和子蓝牙设备的mac地址。
9.进一步的，在重启组网时，若蓝牙设备在一定时间内无法连接其父蓝牙设备，则作为未完成连接的蓝牙设备在s02中寻找新的父蓝牙设备。
10.进一步的，基于ble的蓝牙设备自组网方法，还包括：
11.s04、移动终端设备向所述指定蓝牙设备发送查询组网中的所有蓝牙设备；
12.s05、父蓝牙设备向其子蓝牙设备发送才查询指令，子蓝牙设备收到查询指令后，向其父蓝牙设备发送查询应答指令；
13.s06、重复s05，直至所有子蓝牙设备均已发送应答指令；
14.s07、移动终端根据应答指令展示自组网拓扑图。
15.进一步的，所述移动终端还包括在自组网拓扑图中展示蓝牙设备的在线状态。
16.进一步的，蓝牙设备之间采用自定义协议格式，所述协议格式包括协议头部、数据和尾部crc校验。
17.进一步的，所述协议头部包括广播命令头部、与所述广播命令对应的应答命令头部、查询指令头部和与所述查询指令对应的应答指令头部。
18.进一步的，所述数据包括分包数、数据长度、数据内容和本机mac地址中的一种或多种。
19.本发明的有益效果：本发明基于ble的蓝牙设备自组网方法，通过指定蓝牙设备中的一个作为父蓝牙设备，然后以父蓝牙设备作为基础，连接其子蓝牙设备，再将子蓝牙设备作为新的父蓝牙设备，连接其子蓝牙设备，以此重复，直至所有蓝牙设备均连入组网，完成自组网，以此，在不增加功耗的情况下实现快速组网，解决了现有的支持ble的蓝牙设备采用mesh组网不符合低功耗要求的问题。
附图说明
20.图1是本采用本发明基于ble的蓝牙设备自组网方法建立的网络拓扑图中的一部分。
具体实施方式
21.本发明基于ble的蓝牙设备自组网方法，包括以下步骤：
22.s01、指定蓝牙设备中的一个作为父蓝牙设备；
23.具体的，指定蓝牙设备可以采用指定mac地址。
24.s02、父蓝牙设备向外发送广播，其他未完成连接的蓝牙设备收到所述广播后，向父蓝牙设备发送应答指令，所述父蓝牙设备接收所述应答指令完成蓝牙连接，当父蓝牙设备接收到的应答指令个数达到父蓝牙设备的连接上限时或者广播时长达到预设时长时结束广播，与父蓝牙设备完成蓝牙连接的蓝牙设备称为所述父蓝牙设备的子蓝牙设备，将子蓝牙设备作为新的父蓝牙设备；
25.具体的，在本发明中，提出了一种蓝牙设备之间的传输协议，采用自定义协议格式，所述协议格式包括协议头部、数据和尾部crc校验，所述协议头部包括广播命令头部、与所述广播命令对应的应答命令头部、查询指令头部和与所述查询指令对应的应答指令头部。协议指令本身可以根据具体功能进行扩展；具体的，广播如9fff06+本机蓝牙mac地址，其中0x9fff表示广播命令头部，0x06表示数据长度，数据为本机蓝牙mac地址，mac地址为6字节；应答指令如9f0006+本机蓝牙mac，其中0x9f00表示与所述广播命令对应的应答命令头部，0x06表示数据长度，数据为本机蓝牙mac地址，mac地址为6字节。也可以通过传输协议为每一个蓝牙设备分配一个编号，以此编号指定蓝牙设备。
26.由于蓝牙设备的芯片性能不同，其所能允许的最大连接设备数量有限，因此，对于同一个蓝牙设备而言，与其连接的蓝牙设备数量不能超过其所能允许的最大连接设备数量，例如，某型号的蓝牙设备所能允许的最大连接设备数量为8，则当其作为负蓝牙设备时，其接收到的应答指令个数不超过7，在某些运用场合，也可以指定其广播时长，以此来限制其子设备连接用时。
27.s03、重复步骤s02，直至所有蓝牙设备均连入组网，完成自组网。
28.具体的，如图1所示，展示了网络拓扑图中的一部分，其组网过程如下，首先指定蓝牙设备1作为父蓝牙设备，蓝牙设备1向外发广播，蓝牙设备11、蓝牙设备12、
……
、蓝牙设备1n与指定蓝牙设备1完成了连接，作为蓝牙设备1的子蓝牙设备，形成第一级网络，然后，将作为蓝牙设备1的子蓝牙设备的蓝牙设备11、蓝牙设备12、
……
、蓝牙设备1n分别作为新的
父蓝牙设备，以蓝牙设备11为例，蓝牙设备11向外广播，蓝牙设备111、蓝牙设备112、
……
、蓝牙设备11m与蓝牙设备11完成了连接，以此，得到蓝牙设备11的子蓝牙设备蓝牙设备111、蓝牙设备112、
……
、蓝牙设备11m，以此类推，得到蓝牙设备1的每一个子蓝牙设备的子蓝牙设备，形成第二级网络，直至所有蓝牙设备均连入组网，完成自组网，其中，n小于蓝牙设备11的所能允许的最大连接设备数量，m小于或等于蓝牙设备11所能允许的最大连接设备数量。
29.进一步的，连入组网的蓝牙设备记录其父蓝牙设备的mac地址和子蓝牙设备的mac地址；以此，可以在重启时，通过父蓝牙设备直接和其子蓝牙设备进行连接，不需要重新组网，实现快速重启，特别的，在重启组网时，若蓝牙设备在一定时间内无法连接其父蓝牙设备，则作为未完成连接的蓝牙设备在s02中寻找新的父蓝牙设备。
30.进一步的，基于ble的蓝牙设备自组网方法。还包括以下步骤：
31.s04、移动终端设备向所述指定蓝牙设备发送查询组网中的所有蓝牙设备；
32.具体的，查询组网中的所有蓝牙设备的指令如8fff。
33.s05、父蓝牙设备向其子蓝牙设备发送才查询指令，子蓝牙设备收到查询指令后，向其父蓝牙设备发送查询应答指令；
34.具体的，查询指令如8fff06+蓝牙mac地址，其中0x8fff表示查询指令头部，0x06表示数据长度，数据为本机蓝牙mac地址，mac地址为6字节；查询应答指令如0x8f+数据+crc，其中0x8f表示与所述查询指令对应的应答指令头部，数据包括其子蓝牙设备的数量、编号、mac地址等。
35.s06、重复s05，直至所有子蓝牙设备均已发送应答指令；
36.s07、移动终端根据应答指令展示自组网拓扑图。
37.由于移动终端与指定的蓝牙设备连接在一起，因此，连入了组网中，以此，可以实现对每一个蓝牙设备的管理，也可以通过组网收到每一个蓝牙设备的应答指令，从应答指令中解析出网络关系，得到自组网拓扑图，并展示。
38.具体的，移动终端可以为带蓝牙功能的智能手机、智能电视或者平板电脑。

技术特征：
1.基于ble的蓝牙设备自组网方法，其特征在于，包括以下步骤：s01、指定蓝牙设备中的一个作为父蓝牙设备；s02、父蓝牙设备向外发送广播，其他未完成连接的蓝牙设备收到所述广播后，向父蓝牙设备发送应答指令，所述父蓝牙设备接收所述应答指令完成蓝牙连接，当父蓝牙设备接收到的应答指令个数达到父蓝牙设备的连接上限时或者广播时长达到预设时长时结束广播，与父蓝牙设备完成蓝牙连接的蓝牙设备称为所述父蓝牙设备的子蓝牙设备，将子蓝牙设备作为新的父蓝牙设备；s03、重复步骤s02，直至所有蓝牙设备均连入组网，完成自组网。2.根据权利要求1所述的基于ble的蓝牙设备自组网方法，其特征在于，连入组网的蓝牙设备记录其父蓝牙设备的mac地址和子蓝牙设备的mac地址。3.根据权利要求2所述的基于ble的蓝牙设备自组网方法，其特征在于，在重启组网时，若蓝牙设备在一定时间内无法连接其父蓝牙设备，则作为未完成连接的蓝牙设备在s02中寻找新的父蓝牙设备。4.根据权利要求1-3任一项所述的基于ble的蓝牙设备自组网方法，其特征在于，还包括：s04、移动终端设备向所述指定蓝牙设备发送查询组网中的所有蓝牙设备；s05、父蓝牙设备向其子蓝牙设备发送才查询指令，子蓝牙设备收到查询指令后，向其父蓝牙设备发送查询应答指令；s06、重复s05，直至所有子蓝牙设备均已发送应答指令；s07、移动终端根据应答指令展示自组网拓扑图。5.根据权利要求4所述的基于ble的蓝牙设备自组网方法，其特征在于，所述移动终端还包括在自组网拓扑图中展示蓝牙设备的在线状态。6.根据权利要求4所述的基于ble的蓝牙设备自组网方法，其特征在于，蓝牙设备之间采用自定义协议格式，所述协议格式包括协议头部、数据和尾部crc校验。7.根据权利要求6所述的基于ble的蓝牙设备自组网方法，其特征在于，所述协议头部包括广播命令头部、与所述广播命令对应的应答命令头部、查询指令头部和与所述查询指令对应的应答指令头部。8.根据权利要求6所述的基于ble的蓝牙设备自组网方法，其特征在于，所述数据包括分包数、数据长度、数据内容和本机mac地址中的一种或多种。

技术总结
本发明基于BLE的蓝牙设备自组网方法，涉及蓝牙设备组网技术领域，通过指定蓝牙设备中的一个作为父蓝牙设备，父蓝牙设备向外发送广播，其他未完成连接的蓝牙设备收到所述广播后，向父蓝牙设备发送应答指令，所述父蓝牙设备接收所述应答指令完成蓝牙连接，当父蓝牙设备接收到的应答指令个数达到父蓝牙设备的连接上限时或者广播时长达到预设时长时结束广播，与父蓝牙设备完成蓝牙连接的蓝牙设备称为所述父蓝牙设备的子蓝牙设备，将子蓝牙设备作为新的父蓝牙设备，以此重复，完成自组网，在不增加功耗的情况下实现快速组网，解决了现有的支持BLE的蓝牙设备采用MESH组网不符合低功耗要求的问题，本发明适用于多个蓝牙设备自组网。网。网。


技术研发人员：黄为
受保护的技术使用者：四川长虹电器股份有限公司
技术研发日：2023.07.24
技术公布日：2023/10/15