低耗电蓝牙传送设备和低耗电蓝牙接收设备以及其方法

摘要

本发明提出一低耗电蓝牙传送设备和低耗电蓝牙接收设备以及其方法。上述通过低耗电蓝牙传送时间的方法适用于一低耗电蓝牙传送设备，包括：通过一控制器读取上述低耗电蓝牙设备的一本地时间信息；以及通过一低耗电蓝牙发送器传送上述本地时间信息至一至少一接收器。

说明书

技术领域

本发明有关于适用于通讯系统，尤指适用于通讯系统的低耗电蓝牙(Bluetooth Low Energy，下称BLE)传送设备和BLE接收设备以及其方法。

背景技术

低耗电蓝牙(Bluetooth Low Energy，下称BLE)为一种短距离、低功耗的无线通讯技术。BLE蓝牙信号可以达到100米。iBeacon是基于BLE技术所订出的规格，在室内环境中有定位以及其他应用。

本发明实施例提供在BLE通讯系统中传送时间信息的实现方式。

发明内容

基于上述目的，本发明公开了一种通过低耗电蓝牙传送时间的方法，适用于一低耗电蓝牙传送设备，包括：通过一控制器读取上述低耗电蓝牙设备的一本地时间信息；以及通过一低耗电蓝牙发送器传送上述本地时间信息至一至少一接收器。

基于上述目的，本发明公开了另一种通过低耗电蓝牙接收时间的方法，适用于一低耗电蓝牙接收设备，包括：通过一低耗电蓝牙接收器定期接收一低耗电蓝牙传送设备的一远端时间信息；以及通过一控制器根据上述低耗电蓝牙传送设备的上述远端时间信息设定上述低耗电蓝牙接收设备的一本地时间。

本发明更公开了一种低耗电蓝牙传送设备，包括一控制器以及一低耗电蓝牙发送器。该控制器读取上述低耗电蓝牙设备的一本地时间信息。该低耗电蓝牙发送器传送上述本地时间信息至一至少一接收器。

本发明更公开了一种低耗电蓝牙接收设备，包括一低耗电蓝牙接收器以及一控制器。该低耗电蓝牙接收器定期接收一低耗电蓝牙传送设备的一远端时间信息。该控制器根据上述低耗电蓝牙传送设备的上述远端时间信 息设定上述低耗电蓝牙接收设备的一本地时间。

附图说明

图1为本发明实施例中一种低耗电蓝牙(Bluetooth Low Energy，下称BLE)系统1的示意图；

图2A、2B、和2C为本发明实施例中一种适用于广告通讯通道的数据封包格式的示意图；

图3A到3D为本发明实施例中广告通讯通道PDU的时间信息的实施例；

图4显示本发明实施例中一种BLE传送设备4的方块图；

图5显示本发明实施例中一种BLE接收设备5的方块图；

图6显示本发明实施例中一种BLE传送方法6的流程图；

图7显示本发明实施例中一种BLE接收方法7的流程图；

图8显示本发明实施例中另一种BLE传送方法8的流程图；以及

图9系显示本发明实施例中另一种BLE接收方法9的流程图。

其中，附图标记说明如下：

1～BLE传送系统；

10a、b～BLE传送设备；

12a、b～BLE接收设备；

14、18～受控装置；

16a、b、c～BLE信号；

20～前导数据；

22～存取地址；

24～PDU；

26～CRC；

240～标头；

242～MAC地址；

244～数据；

2440～iBeacon前置数据；

2441～附近UUID；

2442～主要；

2443～次要；

2444～传送功率；

2445～时间信息；

24450到24451～功能；

24402到24457～数字；

4～BLE传送设备；

40～控制器；

42～BLE发送器；

44～输入电路；

45～计时器；

46～计时电路；

48～天线；

5～BLE接收设备；

50～控制器；

52～BLE接收器；

54～天线；

56～输入输出电路；

6～BLE传送方法；

7～BLE接收方法；

8～BLE传送方法；

9～BLE接收方法；

S600、S602、…、S618～步骤；

S700、S702、…、S724～步骤；

S800、S802、…、S806～步骤；以及

S900、S902、…、S906～步骤。

具体实施方式

在此必须说明的是，于下公开内容中所提出的不同实施例或范例，是 用以说明本发明所揭示的不同技术特征，其所描述的特定范例或排列用以简化本发明，然非用以限定本发明。此外，在不同实施例或范例中可能重复使用相同的参考数字与符号，此等重复使用的参考数字与符号用以说明本发明所揭示的内容，而非用以表示不同实施例或范例间的关系。

说明书的低耗电蓝牙(Bluetooth Low Energy，下称BLE)传送和接收设备可以是智能手机、笔记本电脑、平板电脑、iBeacon设备、或其他支持BLE规范的无线通讯设备。

图1为本发明实施例中一种BLE系统1的示意图，适用于各种室内应用，例如自动化家庭(automated home)、室内导航、零售业、以及医疗应用。BLE系统1图示自动化家庭的实施例，包括BLE传送设备10a、b、BLE接收设备12a、b、受控照明装置14、以及受控电视(TV)18。如图1所示，BLE传送设备10a、b和BLE接收设备12a、b通过BLE讯号16a、b、c沟通进而控制受控照明装置14以及受控电视18的运作。BLE传送设备10a、b和BLE接收设备12a、b可为固定或移动设备。BLE接收设备12a、b上可以或可不具有时间功能。在BLE传送设备10a、b和BLE接收设备12a、b建立连接前，BLE传送设备10a、b会传送时间信息至至少一BLE接收设备12a、b，例如以固定周期定期广播时间信息。当BLE接收设备12a或b侦测到BLE传送设备10a或b时一并接收时间信息，并可根据接收的时间信息触发并进行相关动作。例如BLE接收设备12a控制受控照明装置14于某段预设时间内打开并于其他时间内关上，BLE接收设备12b控制受控电视18也可于某段预设时间内打开并于其他时间内关上。

BLE传送设备10a、b和BLE接收设备12a、b间的BLE通信可以两个主要模式运作，即广告(advertising)模式和连接模式(connecting)。广告模式是一种单向的发现机制。在广告模式中，BLE传送设备10a、b通过广告通道以20毫秒到10秒之间的广播周期广播BLE传送设备10的设备信息。当广播周期越短，BLE传送设备10a、b的电池寿命越短，但BLE传送设备10a、b可以更快被BLE接收设备12a或b发现。当BLE传送设备10a、b被发现后，可以和BLE接收设备12a、b建立连接，进入连接模式。在连接模式中，BLE接收设备12a、b可以读取一个BLE传送设备 10a、b提供的服务，并为每个服务的特性提供了一些数值，该数值可以被读、写、或两者兼而有之。例如智能恒温器可用于获取当前的温度/湿度的读数数值(如该服务的特性)以及其它服务和特性来设定某种服务所需的温度。

图2A、2B、和2C为本发明实施例中一种适用于广告通讯通道的数据封包格式的示意图。BLE传送设备10a、b的设备信息包括在广告封包中通过广告通道广播，BLE规范定义该广告封包长度最多为47个位元组，如图2A所示，包括1位元组的前导数据20、4位元组的存取地址22、2到39位元组的广告通讯通道的协议数据单元(Packet Data Unit，下称PDU)24、以及3位元组的循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check，下称CRC)码26。对于广告通讯通道来说，存取地址是0x8E89BED6。广告通讯通道的PDU24包括标头240(2位元组)、MAC地址(6位元组)242和实际的有效数据(最多31位元组)244。标头240具有有效载荷、其类型的尺寸以及该设备是否支持连接等信息。MAC地址242为BLE传送设备10a、b的MAC地址。图2B显示本发明实施例中适用于iBeacon的有效数据244的格式，包括iBeacon前置数据2440、附近通用唯一识别码(Universal Unique Identifier，下称UUID)2441、主要编号2442、次要编号2443、传送功率2444、以及时间信息2445。iBeacon前置数据2440包括9位元组固定字元的广告字串，例如0201061A FF 4C 000215。附近UUID 2441为用于辨识BLE传送设备10a、b的16位元组识别码，例如B9407F 30F5F8466E AF F925556B 57FE 6D。主要编号2442和次要编号2443分别为辨别iBeacon群组以及iBeacon个体的2位元组编号，分别例如为0049和000A。传送功率2444包括所量测到附近iBeacon的传输功率，具有1个位元组，例如C5。而时间信息2445为BLE传送设备10a、b的目前时间信息，包括BLE传送设备10a、b的本地时间以及广告封包发送的发送周期(定期广播周期)。时间信息2445包括两个区域，

具有1个位元组或8位元大小，其中前2个位元定义为功能区域，后6个位元定义为数字区域，如图2C所示。功能区域表示后面数字区域所代表意义，如以下表格1所示，功能区域用于表示四种时间数据：

表格1

BLE传送设备10a、b会在广告通讯通道上定期轮流广播包括上述4种时间数据的时间信息。当BLE接收设备12a、b从广告通讯通道上侦测到广告封包时可一并接收时间信息，并可根据接收的时间信息触发并进行相关动作。

图3A到3D为本发明实施例中广告通讯通道PDU的时间信息的实施例。如图3A所示，BLE传送设备10a、b可在广告通讯通道上广播广告封包，其中的PDU包括时间信息b’00001010，其中功能区域的前两个位元为b’00，数字区域的后六个位元为b’001010，表示广告封包传送的是BLE传送设备10a、b的发送周期，并且该发送周期为间隔10秒，表示BLE传送设备10每隔10秒会在广告通讯通道上发送一次包括时间信息的广告封包。

如图3B所示，BLE传送设备10可在广告通讯通道上广播广告封包，其中的PDU包括时间信息b’01101000，其中功能区域的前两个位元为b’01，数字区域的后六个位元为b’101000，表示广告封包传送的是目前BLE传送设备10a、b的时间秒，并且该时间秒为40秒。

如图3C所示，BLE传送设备10a、b可在广告通讯通道上广播广告封包，其中的PDU包括时间信息b’10011110，其中功能区域的前两个位元为b’10，数字区域的后六个位元为b’011110，表示广告封包传送 的是目前BLE传送设备10a、b的时间分，并且该时间分为30分。

如图3D所示，BLE传送设备10a、b可在广告通讯通道上广播广告封包，其中的PDU包括时间信息b’11001101，其中功能区域的前两个位元为b’11，数字区域的后六个位元为b’001101，表示广告封包传送的是目前BLE传送设备10a、b的时间小时，并且该时间小时为13时。

广告封包以四个周期无线循环广播，BLE接收设备12a、b只需接收四次即可依造iBeacon所以提供的时间信息做出对应的反应。

图4显示本发明实施例中一种BLE传送设备4的方块图，可作为图1的BLE传送设备10a、b。BLE传送设备4包括控制器40、BLE发送器42、输入电路44、计时器45、计时电路46、以及天线48。

计时器45计算BLE传送设备4的定期广播周期是否届期。计时电路46产生BLE传送设备4的目前时间秒、时间分、时间小时、和其他时间信息，例如当天的年、月、日。输入电路44包括接收使用者输入的输入界面，并会根据使用者输入或其他输入设定计时器45的定期广播周期。若使用者没有手动设定定期广播周期，输入电路44可将一预设定期广播周期设为计时器45的定期广播周期。

当定期广播周期届期时，计时器45会送出届期讯号至控制器40，控制器40可从计时电路46读取要传送的目前时间秒、时间分、时间小时或从数据暂存器(未图示)读取定期广播周期，并将读取到的时间信息连同其他BLE数据，例如图2B所示的iBeacon数据一起通过发送器42和天线48在广告通讯通道上广播。

图5显示本发明实施例中一种BLE接收设备5的方块图，可作为图1的BLE接收设备12a、b。BLE接收设备5包括控制器50、BLE接收器52、天线54、输入输出电路56、以及计时器58。

计时器58计算BLE接收设备5的定期广播周期是否届期。输入输出电路56耦接一受控装置(未图示)用以控制该受控装置的运作，例如照明装置的开关、警报装置的开关、以及娱乐装置和家用装置的运作。当定期广播周期届期时，计时器58会送出届期讯号至控制器50，控制器50会通过BLE接收器52和天线54从广告通讯通道上扫描接收BLE传送设备的广告封包，并从广告封包中提取BLE传送设备的远端时间信息，该 远端时间信息包括BLE传送设备的时间秒、时间分、时间小时或发送广告封包的定期广播周期。控制器50会将储存从广告封包所提取的远端时间信息，或将该远端时间信息设为BLE接收设备5的本地时间。另外，控制器50更可根据提取的定期广播周期设定计时器58的定期广播周期。当BLE接收设备5尚未从广告封包收到定期广播周期时，控制器50可将计时器58的定期广播周期设为预设定期广播周期，例如20毫秒。

收到时间信息后，控制器50可根据远端时间信息判断是否符合一触发条件，例如目前本地时间是否落在一预定时间区间。当触发条件符合时，控制器50可执行一触发动作，例如打开或关闭电源。

图6显示本发明实施例中一种BLE传送方法6的流程图，适用于iBeacon基站。一旦启动iBeacon基站，BLE传送方法6就会开始(S600)。

首先，iBeacon基站会由内部数据储存装置读取UUID、主要、次要、以及传送功率数据(S602)并确认定期广播周期(S604)。该定期广播周期储存在iBeacon基站的内部数据储存装置上，并可通过iBeacon基站的输入界面由使用者设定，或可为预设值，例如1秒。该输入界面可以在iBeacon基站相连的主机上或iBeacon基站上实现。

接着iBeacon基站会于iBeacon信号中传送定期广播周期和iBeacon数据至至少一接收器(S606)。在某些实施例中，iBeacon基站会根据定期广播周期定期广播时间信息。例如当定期广播周期为1秒钟时，iBeacon基站每秒钟都会在广告通讯通道上发送一个iBeacon信号。以4个iBeacon信号为一周期，其中第一个iBeacon信号包括UUID、主要、次要、传送功率数据以及定期广播周期(1秒钟)。

当iBeacon基站判断下个定期广播周期即将届期或已经届期时会确认内部的当前时间秒(S608)，当前时间秒可例如为10秒。在定期广播周期届期后iBeacon基站会传送包括当前时间秒和iBeacon数据的第二个iBeacon信号(S610)，其中iBeacon数据包括UUID、主要、次要、传送功率数据。

下一步，当iBeacon基站判断下个定期广播周期即将届期或已经届期时会确认内部的当前时间分(S612)，当前时间分可例如为20分。在定期广播周期届期后iBeacon基站会传送包括当前时间分和iBeacon数据的第 三个iBeacon信号(S614)。

最后，当iBeacon基站判断下个定期广播周期即将届期或已经届期时会确认内部的当前时间小时(S616)，当前时间小时可例如为18时。在定期广播周期届期后iBeacon基站会传送包括当前时间小时和iBeacon数据的第四个iBeacon信号(S618)。

iBeacon基站会持续重复步骤S604到S618，以4个iBeacon信号为周期传送定期广播周期、当前时间秒、时间分、和时间小时等时间信息。在某些实施例中，iBeacon基站发送时间信息的次序可和步骤S604到S618不同。

图7显示本发明实施例中一种BLE接收方法7的流程图，适用于iBeacon接收装置。一旦启动iBeacon接收装置，BLE接收方法7就会开始(S700)。iBeacon接收装置可为智能家电。

首先，iBeacon接收装置会定期接收iBeacon信号，其包括UUID、主要、次要、传送功率数据等iBeacon数据以及时间信息(S702)，该时间信息可以为定期广播周期、当前时间秒、时间分、或时间小时。在一开机时iBeacon接收装置尚未得知iBeacon基站的定期广播周期，因此可根据一预设广播周期定期在广告通讯通道上监听iBeacon信号。

收到信号后iBeacon接收装置会判定其中的时间信息为iBeacon基站的定期广播周期、当前时间秒、时间分、或时间小时。当确认时间信息为iBeacon基站的定期广播周期时(S704)，iBeacon接收装置会根据iBeacon基站的定期广播周期重新设定监听的定期广播周期(S706)。当确认时间信息为iBeacon基站的当前时间秒时(S708)，iBeacon接收装置会将iBeacon基站的当前时间秒设为本地当前时间秒(S710)。当确认时间信息为iBeacon基站的当前时间分时(S712)，iBeacon接收装置会将iBeacon基站的当前时间分设为本地当前时间分(S714)。当确认时间信息为iBeacon基站的当前时间小时时(S716)，iBeacon接收装置会将iBeacon基站的当前时间小时设为本地当前时间小时(S718)。

由于iBeacon基站已4个iBeacon信号为周期发送4个时间信息，在收到4个iBeacon信号后iBeacon接收装置会判断是否所有时间信息都收集齐全(S720)。若不齐全，则BLE接收方法7会回到步骤S702让iBeacon 接收装置继续收集iBeacon信号。若齐全，iBeacon接收装置会根据设定好的本地当前时间判断是否符合触发条件(S722)。若不符合，则BLE接收方法7会回到步骤S702让iBeacon接收装置继续收集iBeacon信号。若符合，iBeacon接收装置会执行相应的触发动作(S724)，例如打开或关闭一照明设备。

图8显示本发明实施例中另一种BLE传送方法8的流程图，适用于图4的BLE传送设备4。一旦启动BLE传送设备4，BLE传送方法8就会开始(S800)。

首先，BLE传送设备4的控制器40会由内部数据储存装置读取UUID、主要、次要、传送功率数据以及本地时间信息(S802)。本地时间信息可以为定期广播周期、当前时间秒、时间分、或时间小时。定期广播周期可为预设值或由使用者设定，当前时间秒、时间分、和时间小时可由内部计时电路46计时。

另外，计时器45会计数定期广播周期，当定期广播周期届期时会送届期讯号至控制器40，通知控制器40定期广播周期已经届期。控制器40会判断定期广播周期是否届期(S804)，当尚未届期时会回到步骤S804继续等待定期广播周期届期；而当届期时会通过BLE发送器42在广告通讯通道上广播本地时间信息(S806)，其中上述本地时间信息与其他UUID、主要、次要、传送功率数据于广告封包中一并传送由邻近的BLE接收设备接收。

图9显示本发明实施例中另一种BLE接收方法9的流程图，适用于图5的BLE接收设备5。一旦启动BLE接收设备5，BLE传送方法9就会开始(S900)。

计时器58会计数定期接收周期，当定期接收周期届期时会送届期讯号至控制器50，通知控制器50定期接收周期已经届期。定期接收周期可为预设值。控制器50会判断定期接收周期是否届期(S902)，当尚未届期时会回到步骤S902继续等待定期接收周期届期；而当届期时会通过BLE接收器52在广告通讯通道上接收包括远端时间信息的BLE广告封包(S904)，其中上述远端时间信息与其他UUID、主要、次要、传送功率数据于BLE广告封包中一并传送由邻近的BLE传送设备传送，且上述远 端时间信息包括定期广播周期、时间秒、时间分、或时间小时。

若收到的BLE广告封包包括时间秒、时间分、或时间小时，控制器50会将收到的时间秒、时间分、或时间小时设为本地当前时间(S906)；若收到的BLE广告封包包括定期广播周期，则控制器50会将收到的定期广播周期设为计时器58的定期接收周期。

设定当前时间后，控制器50可进一步根据当前时间判断是否符合任何触发条件，并在符合触发条件时执行相应的触发动作。

图4到图9的BLE传送和接收方法及BLE传送和接收设备通过广告封包从BLE传送设备传送时间信息至BLE接收设备，因此BLE接收设备不需和BLE传送设备建立连线也不需设置内部时钟即可得知目前时间，并可根据目前时间执行触发动作。

本发明虽以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。