一种基于低功耗蓝牙微微网的组网互连方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于低功耗蓝牙微微网的组网互连方法及系统，通过多个外围设备以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播各自对应的包含多个无线连接是否支持的业务类型信息；中心设备根据连接的各外围设备对应的蓝牙地址、业务类型信息和业务地址信息，生成对应的外围设备业务列表，以完成中心设备和多个外围设备的组网；组网完成后，将中心设备和外围设备组建对应的微微网，根据所述外围设备业务列表使任意两个设备无线连接；通过组建微微网，使得中心设备和多个外围设备能实现任意两个设备无线互连，用户操作简便，设备在平时具有超低的待机功耗；互连便利，不仅操作方便，还节能环保，带来了很大的方便。

说明书

技术领域

本发明涉及智能终端技术领域，尤其涉及的是一种基于低功耗蓝牙微微网的组网互连方法及系统。

背景技术

随着电子设备的普及，越来越多的智能终端被人们广泛使用，如智能电视、无线音响、智能手机、平板、笔记本、电脑、无线路由器、无线相机、无线投影仪、智能灯具、智能冰箱、智能热水器及智能打印机等。这些带有无线模块的智能终端通常会用于无线连接业务，比如智能电视和智能手机之间的WIFI Display业务，智能手机与无线投影仪之间的视频放映业务，无线相机与无线路由器或电脑之间的照片传输备份业务，平板与无线音响之间的音乐播放业务，平板与智能冰箱或智能热水器的控制业务等。当启动这些业务时，往往需要用户对多个设备之间进行设置与连接才能正常使用，用户使用不是很方便，并且很多用户并不知道如何进行设置，带来了大大的不便。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种基于低功耗蓝牙微微网的组网互连方法及系统，旨在解决现有技术中两智能终端无线互连操作麻烦不方便的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种基于低功耗蓝牙微微网的组网互连方法，其中，包括以下步骤：

A、多个外围设备以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播各自对应的包含多个无线连接是否支持的业务类型信息；

B、中心设备获取各外围设备对应的蓝牙地址和业务类型信息，并向各外围设备发送连接请求，建立中心设备和多个外围设备的连接；

C、各外围设备将其业务类型信息中多个无线连接对应的业务地址信息发送至中心设备；

D、中心设备根据各外围设备对应的蓝牙地址、业务类型信息和业务地址信息，生成对应的外围设备业务列表，以完成中心设备和多个外围设备的组网；

E、组网完成后，外围设备以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播，中心设备主动扫描，将中心设备和外围设备组建对应的微微网，根据所述外围设备业务列表使任意两个设备无线连接。

所述的基于低功耗蓝牙微微网的组网互连方法，其中，所述步骤C具体包括：

C1、在低功耗蓝牙协议的通用访问协议层中，中心设备向一外围设备发送连接请求建立连接；

C2、在低功耗蓝牙协议的通用属性协议层中，该外围设备将其业务类型信息中多个无线连接对应的业务地址信息发送至中心设备，并断开连接；

C3、中心设备从低功耗蓝牙协议的通用属性协议层返回通用访问协议层，与下一外围设备建立连接。

所述的基于低功耗蓝牙微微网的组网互连方法，其中，所述步骤E具体包括：

E11、外围设备以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播，中心设备主动扫描；

E12、中心设备向第一外围设备发送连接请求并建立连接对应的微微网；

E13、中心设备以时分复用方式同时扮演所述微微网中的主机和广播信道中的扫描方，在保持与第一外围设备连接的同时扫描第二外围设备，并以发起者的角色向第二外围设备发送连接请求，将第二外围设备加入到所述微微网中；

E14、中心设备通过所述微微网分别在不同的数据信道上，向微微网中的第一外围设备和第二外围设备发送业务类型信息和主从模式信息，将第一外围设备对应的业务地址信息发送给第二外围设备；将第二外围设备对应的业务地址信息发送给第一外围设备；

E15、第一外围设备和第二外围设备根据所述中心设备发送的业务类型信息、业务地址信息和主从模式信息直接对应进行无线互连。

所述的基于低功耗蓝牙微微网的组网互连方法，其中，所述步骤E具体包括：

E21、外围设备以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播，中心设备主动扫描；

E22、第一外围设备发送对应的业务类型信息至中心设备；

E23、中心设备根据所述外围设备业务列表查找与所述第一外围设备的业务类型信息匹配的第二外围设备；

E24、中心设备向第一外围设备发送连接请求并建立连接对应的微微网；

E25、中心设备以时分复用方式同时扮演所述微微网中的主机和广播信道中的扫描方，在保持与第一外围设备连接的同时扫描第二外围设备，并以发起者的角色向第二外围设备发送连接请求，将第二外围设备加入到所述微微网中；

E26、中心设备通过所述微微网分别在不同的数据信道上，向微微网中的第一外围设备和第二外围设备发送业务类型信息和主从模式信息，将第一外围设备对应的业务地址信息发送给第二外围设备；将第二外围设备对应的业务地址信息发送给第一外围设备；

E27、第一外围设备和第二外围设备根据所述中心设备发送的业务类型信息、业务地址信息和主从模式信息直接对应进行无线互连。

所述的基于低功耗蓝牙微微网的组网互连方法，其中，所述步骤E具体包括：

E31、外围设备以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播，中心设备主动扫描；

E32、中心设备向指定的第一外围设备发送连接请求并建立连接对应的微微网；

E33、中心设备通过所述微微网将其对应的业务类型信息、业务地址信息和主从模式信息发送至第一外围设备；

E34、第一外围设备根据所述中心设备发送的业务类型信息、业务地址信息和主从模式信息，与中心设备对应进行无线互连。

所述的基于低功耗蓝牙微微网的组网互连方法，其中，所述步骤E具体包括：

E41、外围设备以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播，中心设备主动扫描；

E42、第一外围设备发送对应的业务类型信息至中心设备；

E43、中心设备在外围设备业务列表中查找是否具有相同业务类型的第二外围设备，若存在，则执行步骤E44；若不存在，则执行步骤E45；

E44、中心设备向第一外围设备发送连接请求并建立连接对应的微微网；中心设备以时分复用方式同时扮演所述微微网中的主机和广播信道中的扫描方，在保持与第一外围设备连接的同时扫描第二外围设备，并以发起者的角色向第二外围设备发送连接请求，将第二外围设备加入到所述微微网中；中心设备通过所述微微网分别在不同的数据信道上，向微微网中的第一外围设备和第二外围设备发送业务类型信息和主从模式信息，将第一外围设备对应的业务地址信息发送给第二外围设备；将第二外围设备对应的业务地址信息发送给第一外围设备；第一外围设备和第二外围设备根据所述中心设备发送的业务类型信息、业务地址信息和主从模式信息直接对应进行无线互连；

E45、中心设备将其业务类型信息与所述第一外围设备的业务类型信息进行匹配；若匹配不到，则不发送；若匹配，则中心设备向第一外围设备发送连接请求并建立连接对应的微微网，并执行步骤E46；

E46、中心设备通过所述微微网将其对应的业务类型信息、业务地址信息和主从模式信息发送至第一外围设备；

E47、第一外围设备根据所述中心设备发送的业务类型信息、业务地址信息和主从模式信息，与中心设备对应进行无线互连。

一种基于低功耗蓝牙微微网的组网互连系统，其中，包括：

广播模块，用于以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播各自对应的包含多个无线连接是否支持的业务类型信息；

连接建立模块，用于通过中心设备获取各外围设备对应的蓝牙地址和业务类型信息，并向各外围设备发送连接请求，建立中心设备和多个外围设备的连接；

业务地址信息发送模块，用于将各外围设备的业务类型信息中多个无线连接对应的业务地址信息发送至中心设备；

组网模块，用于通过中心设备根据各外围设备对应的蓝牙地址、业务类型信息和业务地址信息，生成对应的外围设备业务列表，以完成中心设备和多个外围设备的组网；

无线连接模块，用于组网完成后，外围设备以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播，中心设备主动扫描，将中心设备和外围设备组建对应的微微网，根据所述外围设备业务列表使任意两个设备无线连接。

所述的基于低功耗蓝牙微微网的组网互连系统，其中，所述业务地址信息发送模块包括：

第一连接子单元，用于在低功耗蓝牙协议的通用访问协议层中，通过中心设备向一外围设备发送连接请求建立连接；

业务地址发送单元，用于在低功耗蓝牙协议的通用属性协议层中，该外围设备将其业务类型信息中多个无线连接对应的业务地址信息发送至中心设备，并断开连接；

第二连接子单元，用于通过中心设备从低功耗蓝牙协议的通用属性协议层返回通用访问协议层，与下一外围设备建立连接。

所述的基于低功耗蓝牙微微网的组网互连系统，其中，所述无线连接模块包括：

第一广播及扫描单元，用于通过外围设备以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播，中心设备主动扫描；

第一微微网建立单元，用于通过中心设备向第一外围设备发送连接请求并建立连接对应的微微网；

第一微微网添加单元，用于通过中心设备以时分复用方式同时扮演所述微微网中的主机和广播信道中的扫描方，在保持与第一外围设备连接的同时扫描第二外围设备，并以发起者的角色向第二外围设备发送连接请求，将第二外围设备加入到所述微微网中；

第一信息发送单元，用于通过所述微微网分别在不同的数据信道上，向微微网中的第一外围设备和第二外围设备发送业务类型信息和主从模式信息，将第一外围设备对应的业务地址信息发送给第二外围设备；将第二外围设备对应的业务地址信息发送给第一外围设备；

第一无线连接单元，用于通过第一外围设备和第二外围设备根据所述中心设备发送的业务类型信息、业务地址信息和主从模式信息直接对应进行无线互连。

所述的基于低功耗蓝牙微微网的组网互连系统，其中，所述无线连接模块包括：

第二广播及扫描单元，用于通过外围设备以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播，中心设备主动扫描；

第二微微网建立单元，用于通过中心设备向指定的第一外围设备发送连接请求并建立连接对应的微微网；

第二信息发送单元，用于通过所述微微网将其对应的业务类型信息、业务地址信息和主从模式信息发送至第一外围设备；

第二无线连接单元，用于通过第一外围设备根据所述中心设备发送的业务类型信息、业务地址信息和主从模式信息，与中心设备对应进行无线互连。

本发明所提供的一种基于低功耗蓝牙微微网的组网互连方法及系统，有效地解决了现有的两智能终端之间的无线互连操作麻烦不方便的问题，基于低功耗蓝牙微微网，通过多个外围设备以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播各自对应的包含多个无线连接是否支持的业务类型信息；中心设备获取各外围设备对应的蓝牙地址和业务类型信息，并向各外围设备发送连接请求，建立中心设备和多个外围设备的连接；各外围设备将其业务类型信息中多个无线连接对应的业务地址信息发送至中心设备；中心设备根据各外围设备对应的蓝牙地址、业务类型信息和业务地址信息，生成对应的外围设备业务列表，以完成中心设备和多个外围设备的组网；组网完成后，外围设备以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播，中心设备主动扫描，将中心设备和外围设备组建对应的微微网，根据所述外围设备业务列表使任意两个设备无线连接；通过组建Piconet微微网，使得中心设备和多个外围设备能实现任意两个设备无线互连，整个过程中，用户操作简便，同时，设备在平时具有超低的待机功耗；互连便利，不仅操作方便，还节能环保，给用户带来了大大的方便。

附图说明

图1为本发明提供的基于低功耗蓝牙微微网的组网互连方法较佳实施例的流程图。

图2为本发明提供的基于低功耗蓝牙微微网的组网互连方法第一实施例的流程示意图。

图3为本发明提供的基于低功耗蓝牙微微网的组网互连方法第二实施例的流程示意图。

图4为本发明提供的基于低功耗蓝牙微微网的组网互连方法第三实施例的流程示意图。

图5为本发明提供的基于低功耗蓝牙微微网的组网互连方法第四实施例的流程示意图。

图6为本发明提供的基于低功耗蓝牙微微网的组网互连系统较佳实施例的结构框图。

具体实施方式

本发明提供一种基于低功耗蓝牙微微网的组网互连方法及系统，为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

首先对低功耗蓝牙协议进行详细说明如下。

与传统蓝牙和高速蓝牙相比，低功耗蓝牙（Bluetooth Low Energy，BLE）的最大优点是省功耗，同时传输的数据量也比较小，适用于智能终端之间的无线业务连接。BLE协议的开发主要在链路层（Link Layer，LL），通用访问协议层（Generic Access Profile，GAP）和通用属性协议层（Generic Attribute Profile，GATT），下面将分别作介绍。

根据蓝牙联盟发布的蓝牙4.0协议，链路层定义了BLE信道的信令，非连接状态下的广播方（Advertiser），扫描方（Scanner）和发起方（Initiator），连接状态下的主机（Master）和从机（Slave）。BLE信道的信令格式如表1所示，对广播信道和数据信道都适用。其中，引导码Preamble和接入地址Access Address对于BLE信道来说是固定的数据，信令（PDU，协议数据单元）可以在BLE信道中携带信息，CRC用作循环校验。

表1

具体来说，广播信道的信令格式由头Header和有效载荷Payload组成，如表2所示。

表2

头Header中的4比特PDU Type决定了信令的类型，如可连接非定向广播信令（ADV_IND），可连接定向广播信令（ADV_DIRECT_IND），不可连接非定向广播信令（ADV_NONCONN_IND），扫描请求信令（SCAN_REQ），扫描回复信令（SCAN_RSP），连接请求信令（CONNECT_REQ），可扫描非定向广播信令（ADV_SCAN_IND），具体如表3所示。表3为广播信道的信令类型。

表3

可连接非定向广播信令的Payload格式如表4所示。其中，AdvA表示广播方的蓝牙地址，AdvData表示广播数据包，最多可携带31个字节的消息。

表4

可连接非定向广播信令的广播数据包格式如表5所示。其中，AD Structure表示消息段，一个广播数据包可容纳多个消息段；AD Type表示消息段的类型，如蓝牙名称，蓝牙制造商，UUID等；AD Data表示消息段的内容；Length的值表示消息段类型和消息段内容的字节总数。

表5

而已经被蓝牙联盟定义的AD Type字段如表6所示，未被定义的就是保留字段。

表6

连接请求信令的Payload格式如表7所示。其中，InitA是扫描方的蓝牙地址，AdvA是广播方的蓝牙地址，链路层数据LL Data是连接请求的内容。

表7

连接请求PDU的LL Data格式如表8所示，其中，信道匹配ChM用来选择传输数据的信道。

表8

ChM中37个比特代表数据信道（0~36），3个比特代表广播信道（37~39），如表9所示。表9为信道匹配ChM格式。3比特广播信道是将来使用保留位。

表9

链路层在广播信道中定义了广播状态（Advertising State），扫描状态（Scanning State）和发起状态（Initiating State）。其中，广播状态包括：

1）可连接非定向广播事件（Connectable undirected event）：广播方向周围所有的扫描方广播ADV_IND信令，并声明自己处于可连接模式。广播方监听扫描方发来的SCAN_REQ信令，然后向扫描方发送SCAN_RSP信令。广播方也监听发起方发来的CONNECT_REQ信令；

2）可连接定向广播事件（Connectable directed event）：广播方向周围特定的扫描方广播ADV_DIRECT_IND信令，并声明自己处于可连接模式。广播方只监听特定发起方发来的CONNECT_REQ信令；

3）不可连接非定向广播事件（Non-connectable undirected event）：广播方向周围所有的扫描方广播ADV_NONCONN_IND信令，并声明自己处于不可连接模式。广播方不监听扫描方发来的信令；

4）可扫描非定向广播事件（Scannable undirected event）：广播方向周围所有的扫描方广播ADV_SCAN_IND信令。广播方只监听扫描方发来的SCAN_REQ信令，然后向扫描方发送SCAN_RSP信令。

扫描状态包括：

1）被动扫描（Passive scanning）：处于被动扫描模式的扫描方只能监听广播方广播的信令，不能对外发送数据；

2）主动扫描（Active scanning）：处于主动扫描模式的扫描方监听广播方广播的信令，只对广播ADV_IND信令和ADV_SCAN_IND信令的广播方发送SCAN_REQ信令，发送完毕后继续监听广播方发来的SCAN_RSP信令。

发起状态包括：

1）处于发起状态的发起方可以对广播ADV_IND信令和ADV_DIRECT_IND信令的广播方发送CONNECT_REQ信令。

广播信道3种状态对应的信令关系如表10所示，表10为广播信道中广播状态、扫描状态和发起状态对应的信令关系。

表10

数据信道的信令格式由头Header和有效载荷Payload组成，可能还包括32比特的消息完整性检查（Message Integrity Check，MIC），如表11所示。

表11

头Header中的链路层标志（LLID）决定了数据信道的信令类型，比如链路层数据信令（LL Data PDU），链路层控制信令（LL Control PDU），如表12所示，表12为数据信道的信令类型。其中，LLID为“01”的用来发送延续（Continuation）或空（Empty）的数据，LLID为“10”的用来发送起始（Start）或完整（Complete）数据。更多数据（More Data，MD）决定是否发送更多的数据，如果主机和从机的MD位都为“0”，就断开连接，主机停止发送数据，从机不再监听并接收数据；否者主机继续发送数据，从机继续监听并接收数据。长度（Length）代表Payload和MIC的字节总数，如果MIC也包括在数据信道信令里面，其中，Payload的长度不超过27字节，MIC占有固定的4字节。    

表12

LL Data PDU用来承载GATT（通用属性协议层）层的数据传输任务，其内容即为传输的数据，每次不超过27字节。如果数据内容超过27字节，可分多次发送，直到数据全部发送完毕为止。

在GAP（通用访问协议层）层中，定义了4种角色：广播角色（Broadcaster Role）、观察角色（Observer Role）、外围角色（Peripheral Role）和中心角色（Central Role）。

具体来说，广播角色：处于广播角色的设备以低功耗模式向周围广播，但不会响应其他设备发来的连接请求，即处于广播角色的设备处于不可连接模式。

观察角色：处于观察角色的设备可以扫描处于广播角色的设备，但不能发起连接请求，即处于观察角色的设备处于不可连接模式。

外围角色：处于外围角色的设备以低功耗模式向周围广播，响应其他设备发来的连接请求，即处于外围角色的设备处于可连接模式。

中心角色：处于中心角色的设备可以扫描处于外围角色的设备，可以发起连接请求，即处于中心角色的设备处于可连接模式。

LL层与GAP层的对应关系如表13所示，其中，“E”表示不支持，“M”表示必须支持，“O”表示选择支持，“O/E”表示如果中心角色支持被动扫描，那么中心角色选择支持主动扫描，否者中心角色必须支持主动扫描。

表13

本发明中，定义中心设备（Central Device）和外围设备（Peripheral Device）两种物理设备类型，其中，中心设备处于网络的中心位置；外围设备处于网络的外围位置。

当外围设备处于外围角色，以低功耗模式向周围广播ADV_IND信令时，同时中心设备处于中心角色，进行主动扫描，其通信机制如表14所示。表14为GAP层的通信机制。中心设备向外围设备发起连接请求，两个设备建立连接。

表14

GATT层定义了服务器（Server）和客户端（Client）。服务器可以向客户端发送数据，反之客户端不能向服务器发送数据，如表15所示，表15为GATT层的通信机制。

表15

当中心设备和外围设备连接成功后，意味着从GAP层进入到GATT层，原来的中心角色和外围角色转变为服务器和客户端。GATT层上的服务器和客户端与GAP层上的中心角色和外围角色是两个独立的概念，即原先的中心设备或外围设备既可以是服务器又可以是客户端，也可以同时担任服务器和客户端。

Piconet 指用蓝牙(Blue tooth)技术把小范围(10-100m)内装有蓝牙单元(即在支持蓝牙技术的各种电器设备中嵌入的蓝牙模块)的各种电器组成的微型网络，俗称微微网。BLE的微微网（Piconet）只有一个主机，允许存在1到3个从机。每个从机在不同的数据信道（Piconet物理信道）上与主机通信，Piconet以时分复用的方式实现主机和不同从机之间的双工通信，发送数据的一方是服务器，接收数据的一方是客户端，甚至主机既可以作服务器又可以作客户端，同时收发数据。主机以时分复用的方式扮演Piconet中的主机和广播信道中的扫描方。因此，当不在微微网中的其它设备在广播信道中以“可连接”方式广播时，在Piconet中的主机可以作为发起者向该设备发送连接请求信令并且将其加入到微微网Piconet中。

从机以时分复用的方式扮演Piconet中的从机和广播信道中的广播方（只能以“不可连接”方式广播）。因此，在Piconet中的从机可以在广播信道中广播，可以被不在微微网中的其它设备作为扫描方扫描到，但不能被连接。

请参阅图1，图1为本发明提供的基于低功耗蓝牙微微网的组网互连方法较佳实施例的流程图，如图所示，所述方法包括以下步骤：

步骤S100、多个外围设备以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播各自对应的包含多个无线连接是否支持的业务类型信息；

步骤S200、中心设备获取各外围设备对应的蓝牙地址和业务类型信息，并向各外围设备发送连接请求，建立中心设备和多个外围设备的连接；

步骤S300、各外围设备将其业务类型信息中多个无线连接对应的业务地址信息发送至中心设备；

步骤S400、中心设备根据各外围设备对应的蓝牙地址、业务类型信息和业务地址信息，生成对应的外围设备业务列表，以完成中心设备和多个外围设备的组网；

步骤S500、组网完成后，外围设备以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播，中心设备主动扫描，将中心设备和外围设备组建对应的微微网，根据所述外围设备业务列表使任意两个设备无线连接。

下面结合具体的实施例对上述步骤进行详细的描述。

在步骤S100中，多个外围设备以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播各自对应的包含多个无线连接是否支持的业务类型信息。具体来说，外围设备和中心设备具体是指各种智能终端，如智能电视、无线音响、智能手机、平板、笔记本、电脑、无线路由器、无线相机、无线投影仪、智能灯具、智能冰箱、智能热水器及智能打印机等，这些智能终端一般都具备蓝牙功能。优选地，业务类型信息可以以业务类型表的形式传输，外围设备以低功耗模式向周围以“可连接非定向”方式广播自己支持的无线连接业务类型，如表16中的业务类型列所示，其中，中心设备和外围设备都有该业务表。在“业务类型”列，可定义232种业务，如WiFi，NFC，GNSS等；业务类型中包括多个无线连接；在“是否支持”列，用“1”代表支持，用“0”代表不支持。每个无线连接对应有一个业务地址，若支持某无线连接，则对应有一个业务地址；若不支持，则对应的业务地址为空。

表16

在实际应用时，外围设备在低功耗模式下利用广播数据包向周围以“可连接非定向”方式广播自己支持的业务类型，外围设备自定义的广播数据包如表17所示。

表17

其中，Length的值表示AD Type和Data的字节总数，取值范围为“01”到“1E”；AD Type的值为“0B”，该值未被蓝牙联盟定义过，防止对其他BLE设备产生干扰，已经被蓝牙联盟定义的AD Type字段如表6所示；Data长度可设置0~29字节，最多可描述232种业务的支持信息，如表16所示。在“是否支持”列，用“1”代表支持，用“0”代表不支持。

在步骤S200中，中心设备获取各外围设备对应的蓝牙地址和业务类型信息，并向各外围设备发送连接请求，建立中心设备和多个外围设备的连接。具体来说，经过步骤S100之后，中心设备通过扫描便可获取多个外围设备的蓝牙地址及其包含多个无线连接是否支持的业务类型信息，也就是业务类型表。如表18所示，表18为外围设备蓝牙地址和支持的业务类型列表。在“是否支持”列，用“1”代表支持，用“0”代表不支持。

表18

然后，中心设备依次向各外围设备发送连接请求，建立中心设备和多个外围设备的连接。具体来说，在得到外围设备的业务类型列表后，中心设备向外围设备发送连接请求信令使得中心设备和外围设备建立连接。中心设备向列表中的第一个外围设备发送连接请求信令，在表19所示的信道匹配ChM格式中自定义第37位到39位为“001”，使得外围设备能够识别出该中心设备，从而在建立连接后由外围设备向该中心设备发送自己支持的业务地址，同时不对正常的BLE通信产生影响。

表19

在步骤S300中，各外围设备将其业务类型信息中多个无线连接对应的业务地址信息发送至中心设备。具体来说，中心设备依次与外围设备蓝牙地址列表中的其它外围设备建立连接，并由外围设备向中心设备发送支持的业务地址。进一步地，所述步骤S300具体包括：S310、在低功耗蓝牙协议的通用访问协议层中，中心设备向一外围设备发送连接请求建立连接；S320、在低功耗蓝牙协议的通用属性协议层中，该外围设备将其业务类型信息中多个无线连接对应的业务地址信息发送至中心设备，然后断开连接；S330、中心设备从低功耗蓝牙协议的通用属性协议层返回通用访问协议层，与下一外围设备建立连接。

在实际应用时，当中心设备和第一个外围设备建立连接后，意味着从GAP层进入到GATT层，原来的中心设备从中心角色转变为客户端，原来的外围设备从外围角色转变为服务器，由服务器向客户端发送数据，即外围设备向中心设备发送支持的业务地址数据。由于每次发送LL Data信令最多容纳27字节，因此全部业务地址数据可以分多次发送，直到发送完毕为止。

当外围设备还有更多业务地址需要发送时，设置数据信道信令的Header格式如表20所示，表20为还有更多数据需要发送时的数据信道信令的Header格式。此时，中心设备继续监听并接收数据。其中，值为“10”的LLID代表发送完整数据，值为“1”的MD表示还有更多数据等待发送，值为“11111”的Length表示Payload和MIC的字节总数，如果MIC也包括在数据信道的信令里面，其中，Payload的长度为27字节，MIC占有固定的4字节。

表20

自定义的LL Data（链路层数据）信令的Payload格式如表21所示，其中，Type表示业务类型，Address表示该业务类型对应的业务地址，Length的值表示Type和Address和字节总数。由于Payload的长度为27字节，所以需满足(m+1)k<=27<=m(k+2)关系，同时需要补上27-(m+1)k个0。

表21

当外围设备发送完全部业务地址时，设置数据信道信令的头Header格式如表22所示，表22为数据全部发送完毕时的数据信道的PDU的Header格式，值为“0”的MD表示全部数据已经发送完毕。

表22

此时，中心设备和外围设备断开连接，外围设备不再发送业务地址数据，同时中心设备也停止监听并接收数据，也意味着从GATT层返回到GAP层，中心设备从客户端转变为中心角色，外围设备从服务器转变为外围角色。

中心设备依次和外围设备蓝牙地址列表中的其它外围设备建立连接，并由外围设备向中心设备发送支持的业务地址信息。这样，中心设备得到一个外设业务地址列表。

在步骤S400中，中心设备根据各外围设备对应的蓝牙地址、业务类型信息和业务地址信息，生成对应的外围设备业务列表，以完成中心设备和多个外围设备的组网。具体来说，中心设备将多个外围设备对应的蓝牙地址、业务类型信息和业务地址信息三表合一，形成新的外围设备业务列表，如表23所示，组网过程结束。也就是将表16和表18对应关联起来，形成表23。

表23

在步骤S500中，组网完成后，外围设备以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播，中心设备主动扫描，将中心设备和外围设备组建对应的微微网，根据所述外围设备业务列表使任意两个设备无线连接。在得到外围设备业务列表（表23）后，从GATT层返回到GAP层，中心设备从客户端转变为中心角色，外围设备从服务器转变为外围角色。只有当中心设备自己有业务触发请求或收到外围设备的业务触发请求时，中心设备和外围设备才再次建立连接。

本发明基于低功耗蓝牙作为无线通信方式，中心设备扫描，外围设备广播。中心设备在自动组网过程中，获得外围设备的蓝牙地址、支持的业务类型与业务地址列表；然后，通过组建Piconet使得中心设备和外围设备能实现任意两个设备无线互连。整个过程中，用户操作简便，同时，智能终端平时具有超低的待机功耗。

具体来说，任意两个设备便可通过对应的无线连接的业务类型、业务地址和主从模式，实现无线互联，譬如WIFI或NFC，从而进行无线连接业务，互连便利。假如甲设备想要与乙设备WIFI连接，只需将两设备通过中心设备组建对应的微微网，然后甲设备和乙设备通过各自的蓝牙地址，根据WIFI业务类型和主从模式及对方的WIFI连接对应的WIFI业务地址，便可实现对应的WIFI连接。若甲设备和乙设备可均为外围设备，也可以其中一个设备为中心设备。这样，给用户带来了大大的操作方便。

在实际应用时，任意两个设备的互连可分为4个应用场景。以下分别进行详细说明如下。

请参阅图2，图2为本发明提供的基于低功耗蓝牙微微网的组网互连方法第一实施例的流程示意图。组网完成后，外围设备以低功耗模式向周围以“可连接非定向”方式广播，中心设备主动扫描。中心设备主动触发业务请求，向外围设备发送业务类型和业务地址，外围设备收到消息后，实现中心设备和外围设备的互连。

进一步地，所述步骤S500具体包括：

S511、外围设备以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播，中心设备主动扫描；

S512、中心设备向第一外围设备发送连接请求并建立连接对应的微微网；

S513、中心设备以时分复用方式同时扮演所述微微网中的主机和广播信道中的扫描方，在保持与第一外围设备连接的同时扫描第二外围设备，并以发起者的角色向第二外围设备发送连接请求，将第二外围设备加入到所述微微网中；

S514、中心设备通过所述微微网分别在不同的数据信道上，向微微网中的第一外围设备和第二外围设备发送业务类型信息和主从模式信息，将第一外围设备对应的业务地址信息发送给第二外围设备；将第二外围设备对应的业务地址信息发送给第一外围设备；

S515、第一外围设备和第二外围设备根据所述中心设备发送的业务类型信息、业务地址信息和主从模式信息直接对应进行无线互连。

请继续参阅图2，此处以多个外围设备为例。当中心设备有业务触发请求时，先向外围设备1（上述的第一外围设备）发送连接请求并建立连接对应的微微网。也就是说，中心设备先向外围设备1发送连接请求信令并建立连接，组成Piconet，中心设备成为主机，外围设备1成为从机。

然后，中心设备以时分复用方式同时扮演Piconet中的主机和广播信道中的扫描方，在保持与外围设备1连接的同时扫描外围设备2（上述的第二外围设备），并以发起者的角色向外围设备2发送连接请求信令将它加入到Piconet中。在Piconet模式下，中心设备成为主机，外围设备1和外围设备2成为从机，即中心设备分别在不同的数据信道上向Piconet中的两个外围设备发送业务类型、业务地址和主从模式数据。两个外围设备收到中心设备发来的信令后，根据业务类型、业务对象地址和主从模式进行互连。

具体来说，当中心设备想要两个外围蓝牙设备之间执行对应的互连业务时，譬如WIFI或NFC互连，自定义的链路层数据信令的Payload格式如表24所示，其中，长度（Length）的值表示业务类型（Type）和业务对象地址（Object Address）的字节总数；模式（Mode）用来选择主机和从机，“11111111”表示主机，“00000000”表示从机；Payload的剩余字节补零。当中心设备开始发送数据时，数据信道信令的Header格式如表20所示，当中心设备发送完毕时，数据信道信令的Header格式如表22所示。

表24

这样，中心设备通过组建相应的微微网，向微微网中的第一外围设备和第二外围设备发送业务类型信息和主从模式信息，将第一外围设备对应的业务地址信息发送给第二外围设备；将第二外围设备对应的业务地址信息发送给第一外围设备；使得一外围设备和第二外围设备能够根据业务类型、业务对象地址和主从模式进行无线互连。

请参阅图3，图3为本发明提供的基于低功耗蓝牙微微网的组网互连方法第二实施例的流程示意图。进一步地，所述步骤S500具体包括：

S521、外围设备以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播，中心设备主动扫描；

S522、第一外围设备发送对应的业务类型信息至中心设备；

S523、中心设备根据所述外围设备业务列表查找与所述第一外围设备的业务类型信息匹配的第二外围设备；

S524、中心设备向第一外围设备发送连接请求并建立连接对应的微微网；

S525、中心设备以时分复用方式同时扮演所述微微网中的主机和广播信道中的扫描方，在保持与第一外围设备连接的同时扫描第二外围设备，并以发起者的角色向第二外围设备发送连接请求，将第二外围设备加入到所述微微网中；

S526、中心设备通过所述微微网分别在不同的数据信道上，向微微网中的第一外围设备和第二外围设备发送业务类型信息和主从模式信息，将第一外围设备对应的业务地址信息发送给第二外围设备；将第二外围设备对应的业务地址信息发送给第一外围设备；

S527、第一外围设备和第二外围设备根据所述中心设备发送的业务类型信息、业务地址信息和主从模式信息直接对应进行无线互连。

请继续参阅图3，组网完成后，外围设备以低功耗模式向周围以“可连接非定向”方式广播，中心设备主动扫描。外围设备1主动向中心设备触发业务请求，发送业务类型，中心设备收到消息后根据业务类型找到业务列表中具有相同业务类型的另外一个外围设备2，然后中心设备分别向这两个外围设备发送业务类型、业务地址和主从模式信息，使得外围设备1和外围设备2收到消息后实现互连。

具体来说，组网完成后，外围设备以低功耗模式向周围以“可连接非定向”方式广播，中心设备主动扫描。当外围设备1有业务触发请求时，广播数据包的内容基于表5改变成如表25所示，使得中心设备能够识别。表25为外围设备1有业务触发请求时的广播数据包。

表25

其中，Length的值表示AD Type和Service Type的字节总数；AD Type的值为“0C”，该值未被蓝牙联盟定义过，可防止对其他BLE设备产生干扰，已经被蓝牙联盟定义的AD Type字段如表6所示；Service Type表示外围设备的业务触发类型；广播数据包的剩余字节补0。

外围设备1（上述的第一外围设备）通过广播数据包触发业务请求，当中心设备收到上述广播信令时，根据业务类型找到所述外围设备业务列表中具有相同类型的另外一个外围设备2（如存在多个具有相同业务类型的外围设备，那么选择列表中符合条件的第一个外围设备），先向外围设备1发送连接请求信令并建立连接，组成Piconet，中心设备成为主机，外围设备1成为从机；然后，中心设备以时分复用方式同时扮演Piconet中的主机和广播信道中的扫描方，在保持与外围设备1连接的同时扫描外围设备2（上述的第二外围设备），并以发起者的角色向外围设备2发送连接请求信令将它加入到Piconet中。在Piconet模式下，中心设备成为主机，外围设备1和外围设备2成为从机，即中心设备分别在不同的数据信道上向Piconet中的两个外围设备发送业务类型、业务地址和主从模式数据。自定义的链路层数据信令的Payload格式如表24所示。当中心设备开始发送数据时，数据信道信令的Header格式如表20所示，当中心设备发送完毕时，数据信道信令的Header格式如表22所示。两个外围设备收到中心设备发来的信令后，根据业务类型、业务对象地址和主从模式进行无线互连，进行无线连接业务了，譬如WIFI或NFC。

请参阅图4，图4为本发明提供的基于低功耗蓝牙微微网的组网互连方法第三实施例的流程示意图。进一步地，所述步骤S500具体包括：

S531、外围设备以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播，中心设备主动扫描；

S532、中心设备向指定的第一外围设备发送连接请求并建立连接对应的微微网；

S533、中心设备通过所述微微网将其对应的业务类型信息、业务地址信息和主从模式信息发送至第一外围设备；

S534、第一外围设备根据所述中心设备发送的业务类型信息、业务地址信息和主从模式信息，与中心设备对应进行无线互连。

具体来说，组网完成后，外围设备以低功耗模式向周围以“可连接非定向”方式广播，中心设备主动扫描。当中心设备有业务触发请求时，向指定的外围设备1（上述的第一外围设备）发送连接请求信令并建立连接，组成Piconet。在Piconet模式下，中心设备成为主机，外围设备1成为从机，即中心设备向Piconet中的外围设备1发送业务类型、业务地址和主从模式数据。

在实际应用时，自定义的链路层数据信令的Payload格式如表24所示，将Object Address的内容改为中心设备的业务地址。当中心设备开始发送数据时，数据信道信令的Header格式如表20所示，当中心设备发送完毕时，数据信道信令的Header格式如表22所示。外围设备1收到中心设备发来的信令后，根据业务类型、业务对象地址和主从模式与中心设备进行互连。

这样，中心设备主动触发业务，向第一外围设备发送业务类型和业务地址，第一外围设备收到消息后，实现中心设备与第一外围设备的互连。

请参阅图5，图5为本发明提供的基于低功耗蓝牙微微网的组网互连方法第四实施例的流程示意图。进一步地，所述步骤S500具体包括：

S541、外围设备以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播，中心设备主动扫描；

S542、第一外围设备发送对应的业务类型信息至中心设备；

S543、中心设备在外围设备业务列表中查找是否具有相同业务类型的第二外围设备，若存在，则执行步骤S544；若不存在，则执行步骤S545；

S544、中心设备向第一外围设备发送连接请求并建立连接对应的微微网；中心设备以时分复用方式同时扮演所述微微网中的主机和广播信道中的扫描方，在保持与第一外围设备连接的同时扫描第二外围设备，并以发起者的角色向第二外围设备发送连接请求，将第二外围设备加入到所述微微网中；中心设备通过所述微微网分别在不同的数据信道上，向微微网中的第一外围设备和第二外围设备发送业务类型信息和主从模式信息，将第一外围设备对应的业务地址信息发送给第二外围设备；将第二外围设备对应的业务地址信息发送给第一外围设备；第一外围设备和第二外围设备根据所述中心设备发送的业务类型信息、业务地址信息和主从模式信息直接对应进行无线互连；

S545、中心设备将其业务类型信息与所述第一外围设备的业务类型信息进行匹配；若匹配不到，则不发送；若匹配，则中心设备向第一外围设备发送连接请求并建立连接对应的微微网，并执行步骤S546；

S546、中心设备通过所述微微网将其对应的业务类型信息、业务地址信息和主从模式信息发送至第一外围设备；

S547、第一外围设备根据所述中心设备发送的业务类型信息、业务地址信息和主从模式信息，与中心设备对应进行无线互连。

具体来说，组网完成后，外围设备以低功耗模式向周围以“可连接非定向”方式广播，中心设备主动扫描。当外围设备1有业务触发请求时，广播数据包的内容改变成如表25所示，使得中心设备能够识别。其中，AD Type的值为“13”，该值未被蓝牙联盟定义过，从而防止了对其她BLE设备产生干扰。

当中心设备收到上述广播信令时，先根据广播信令中的业务类型在外围设备业务列表中找是否具有相同类型的另外一个外围设备（如存在多个具有相同业务类型的外围设备，那么选择列表中符合条件的第一个外围设备），如果找到，则转到上述第二实施例的流程；如果找不到，则将所述外围设备1的业务类型与中心设备支持的业务类型进行匹配，如果找到则向该外围设备1发送连接请求信令并建立连接，组成Piconet；如果找不到则不发送。在Piconet模式下，中心设备成为主机，外围设备1成为从机，即中心设备向Piconet中的外围设备1发送业务类型、业务地址和主从模式数据。

在实际应用时，自定义的链路层数据信令的Payload格式如表24所示，将Object Address的内容改为中心设备的业务地址。当中心设备开始发送数据时，数据信道信令的Header格式如表20所示，当中心设备发送完毕时，数据信道信令的Header格式如表22所示。外围设备1收到中心设备发来的信令后，根据业务类型、业务对象地址和主从模式与中心设备进行互连。

本发明提供的基于低功耗蓝牙微微网的组网互连方法，基于低功耗蓝牙作为无线通信方式，中心设备扫描，外围设备广播。中心设备在自动组网过程中，获得外围设备的蓝牙地址、支持的业务类型与业务地址列表。然后，通过组建Piconet使得中心设备和外围设备能实现任意两设备互连，操作简便，设备平时具有超低的待机功耗，节能环保。

基于上述基于低功耗蓝牙微微网的组网互连方法，本发明实施例还提供了一种基于低功耗蓝牙微微网的组网互连系统，如图6所示，所述系统包括：

广播模块10，用于以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播各自对应的包含多个无线连接是否支持的业务类型信息；具体如步骤S100所述；

连接建立模块20，用于通过中心设备获取各外围设备对应的蓝牙地址和业务类型信息，并向各外围设备发送连接请求，建立中心设备和多个外围设备的连接，具体如步骤S200所述；

业务地址信息发送模块30，用于将各外围设备的业务类型信息中多个无线连接对应的业务地址信息发送至中心设备，具体如步骤S300所述；

组网模块40，用于通过中心设备根据各外围设备对应的蓝牙地址、业务类型信息和业务地址信息，生成对应的外围设备业务列表，以完成中心设备和多个外围设备的组网；具体如步骤S400所述；

无线连接模块50，用于组网完成后，外围设备以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播，中心设备主动扫描，将中心设备和外围设备组建对应的微微网，根据所述外围设备业务列表使任意两个设备无线连接；具体如步骤S500所述。

进一步地，所述业务地址信息发送模块30包括：

第一连接子单元，用于在低功耗蓝牙协议的通用访问协议层中，通过中心设备向一外围设备发送连接请求建立连接；

业务地址发送单元，用于在低功耗蓝牙协议的通用属性协议层中，该外围设备将其业务类型信息中多个无线连接对应的业务地址信息发送至中心设备，然后断开连接；

第二连接子单元，用于通过中心设备从低功耗蓝牙协议的通用属性协议层返回通用访问协议层，与下一外围设备建立连接。

进一步地，所述无线连接模块50包括：

第一广播及扫描单元，用于通过外围设备以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播，中心设备主动扫描；

第一微微网建立单元，用于通过中心设备向第一外围设备发送连接请求并建立连接对应的微微网；

第一微微网添加单元，用于通过中心设备以时分复用方式同时扮演所述微微网中的主机和广播信道中的扫描方，在保持与第一外围设备连接的同时扫描第二外围设备，并以发起者的角色向第二外围设备发送连接请求，将第二外围设备加入到所述微微网中；

第一信息发送单元，用于通过所述微微网分别在不同的数据信道上，向微微网中的第一外围设备和第二外围设备发送业务类型信息和主从模式信息，将第一外围设备对应的业务地址信息发送给第二外围设备；将第二外围设备对应的业务地址信息发送给第一外围设备；

第一无线连接单元，用于通过第一外围设备和第二外围设备根据所述中心设备发送的业务类型信息、业务地址信息和主从模式信息直接对应进行无线互连。

进一步地，所述无线连接模块50包括：

第二广播及扫描单元，用于通过外围设备以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播，中心设备主动扫描；

第二微微网建立单元，用于通过中心设备向指定的第一外围设备发送连接请求并建立连接对应的微微网；

第二信息发送单元，用于通过所述微微网将其对应的业务类型信息、业务地址信息和主从模式信息发送至第一外围设备；

第二无线连接单元，用于通过第一外围设备根据所述中心设备发送的业务类型信息、业务地址信息和主从模式信息，与中心设备对应进行无线互连。

综上所述，本发明提供的一种基于低功耗蓝牙微微网的组网互连方法及系统，通过多个外围设备以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播各自对应的包含多个无线连接是否支持的业务类型信息；中心设备获取各外围设备对应的蓝牙地址和业务类型信息，并向各外围设备发送连接请求，建立中心设备和多个外围设备的连接；各外围设备将其业务类型信息中多个无线连接对应的业务地址信息发送至中心设备；中心设备根据各外围设备对应的蓝牙地址、业务类型信息和业务地址信息，生成对应的外围设备业务列表，以完成中心设备和多个外围设备的组网；组网完成后，外围设备以低功耗模式向周围以可连接非定向方式广播，中心设备主动扫描，将中心设备和外围设备组建对应的微微网，根据所述外围设备业务列表使任意两个设备无线连接；通过组建Piconet微微网，使得中心设备和多个外围设备能实现任意两个设备无线互连，整个过程中，用户操作简便，同时，设备在平时具有超低的待机功耗；互连便利，不仅操作方便，还节能环保，给用户带来了大大的方便。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。