一种智能物联网平台蓝牙广播配网方法与流程

1.本发明涉及数据传输技术领域，特别涉及一种智能物联网平台蓝牙广播配网方法。


背景技术：

2.在现有技术中，蓝牙ble协议，是蓝牙技术联盟设计和销售的一种个人局域网技术，旨在用于医疗保健、运动健身、信标、安防、家庭娱乐等领域的新兴应用。相较经典蓝牙，低功耗蓝牙旨在保持同等通信范围的同时显著降低功耗和成本。蓝牙ble广播：蓝牙设备通过广播表明自己的存在，等待被连接，两个蓝牙设备想要建立连接，第一步是从机(server)向外广播，主机(client)搜索到后发起请求。从机广播中包含设备的相关信息，比如设备名称，设备具有的服务uuid等。
3.与本发明接近的技术方案是使用ble协议通信配网流程：a与b两个ble设备，a发送广播，b通过扫描流程收到此广播，并得知了a的mac地址，名称和其它相关信息，并且发起连接请求，a收到了连接请求后回复接受此请求从而完成了链路的建立；接着a将已知的wifi热点的ssid和密码，通过物理链路和ble的自定义profile，发给b设备，从而，让b设备获得了wifi的信息，并且进行之后的连接操作。
4.现在常规的蓝牙配网方式，一般均是需要两个设备先通过蓝牙建立物理链路，然后才能进行wifi的信息传递，需要建立物理链路，并且需要在两个设备端分别创建蓝牙ble的profile服务接口，既增加了数据交互的流程和复杂度，又会因环境干扰而增加数据传输的不稳定性。
5.此外，现有技术中的常用术语如下：
6.1.物联网平台：一种主要用于小数据采集，命令控制的低数据量通信传输平台。
7.2.ble：蓝牙低能耗(bluetooth low energy，或称bluetooth le、ble，旧商标bluetooth smart)也称低功耗蓝牙。
8.3.广播包：蓝牙ble协议中的一种发送本设备信息的方式，旨在告知周边ble设备一些关键性信息，比如自己的mac地址，自己的设备名称等。
9.4.profile：蓝牙协议的基本框架与配置说明，能够完整描述蓝牙某功能协议的流程和设备角色等。
10.5.ssid：service set identifier的缩写，意思是：服务集标识。ssid技术可以将一个无线局域网分为几个需要不同身份验证的子网络，每一个子网络都需要独立的身份验证，只有通过身份验证的用户才可以进入相应的子网络，防止未被授权的用户进入本网络。ssid通常由ap广播出来，通过xp自带的扫描功能可以查看当前区域内的ssid。简单说，ssid就是一个局域网的名称，只有设置为名称相同ssid的值的电脑才能互相通信。


技术实现要素：

11.为了解决上述问题，本方法的目的在于：针对上述方案中的缺陷，进行弥补和改
善，当a设备需要向b设备传递wifi的连接信息时，仅需要通过广播数据进行传递，不需要之后的一系列建立链接、通信、profile服务接口的对接等工作。
12.具体地，本发明提供一种智能物联网平台蓝牙广播配网方法，所述方法是当ble的a设备需要向ble的b设备进行蓝牙配网的操作时，因为配网所需的数据量少，a与b设备能够不进行链路的建立，而是a设备仅仅通过发送广播包，b设备进行监听，将wifi热点的信息传递给b设备；所述广播包分为adv data和scan resp两个类型，每个类型能够发送31个字节，相加后，能够发送62个字节，对于wifi的ssid和密码这类数据量少的能够实现传递，如果数据字节数超过62个字节，仅仅需要做分包处理即可。
13.所述方法包括以下步骤：
14.s1，当ble的a设备需要向ble的b设备进行蓝牙配网的操作，a设备发送广播包，
15.s1.1，首先定义一个通信协议的流程与框架，包括广播包的数据结构：包括总包数、包序号、本包长度和wifi信息数据，其中，所述wifi信息数据包括ssid和密码；
16.s1.2，当所述a设备需要广播wifi的信息数据时，先判断ssid和密码的数据总长度，以确定是否需要分包；
17.s1.3，如果所述一个广播包能够包含广播的完整的wifi信息，则总包数为1，直接进行步骤s2；
18.如果所述一个广播包无法包含广播的完整的wifi信息，则需要拆分，并通过计算确定拆分为n个包，其中n为正整数；
19.s1.4，当所述a设备将所述n个包准备好后，开启广播，并将n个包进行轮询发送；
20.s2，所述b设备靠近a设备的广播范围并开启监听模式，s2.1，因为b设备可能是在a设备发任一包的时候开始监听，因此b设备需要通过总包数来判断数据包一共需要监听n个包才完整，并通过包序号来判断当前包是第几个；
21.s2.2，根据总包数获得需要收到n个包才能将数据组合完整，组合数据；s3，完成wifi配网。
22.所述步骤s1中，
23.所述的广播包协议格式：
24.1byte1byte1byte28bytes总包数包序号本包长度wifi信息数据
25.总包数：当wifi信息数据的长度超过28个字节时，就需要分包处理，总包数的意义就是告知接收端，一共要接收几个包的数据，才能完整得到wifi信息数据；
26.包序号：当进行了分包处理后，当前包属于总包数的第几个包，假如加入总包数是n，包序号是n-1，那么说明当前包是第n-1个包，还需要收到1，2,
……
n-2和n包才能将数据组合完整，其中n为正整数；
27.本包长度：描述了当前包的wifi信息数据的具体数据长度；
28.wifi信息数据：实际的wifi数据，包括ssid和密码，定义如下：
29.1bytem bytes1byten bytesssid字节长度mssid实际数据密码字节长度n密码实际数据
30.以上wifi信息数据的格式定义，能够将ssid和密码两个字段数据进行有效分隔，避免分隔符与字段数据实际内容重复或冲突，导致识别出错。
31.所述方法中假设wifi的信息数据总数据长度大于广播包单包的数据长度31个字节，ssid有32个字节，密码有32个字节，因此总长度是64个字节，一个广播包肯定无法包含，需要拆分成三个包进行发送。
32.所述三个包表示如下：
33.包1
34.总包数包序号本包长度wifi信息数据3128实际数据
35.包2
36.总包数包序号本包长度wifi信息数据3228实际数据
37.包3
38.总包数包序号本包长度wifi信息数据3310(8个实际数据+2个长度字节)实际数据
39.所述方法进一步包括：
40.s1.4，a设备将所述三个包准备好后，开启广播，并将所述三个包进行轮询发送，每个包发送100ms；
41.s2，b设备靠近a的广播范围并开启监听模式，所述三个包则300ms内将所有数据监听完毕，并得到wifi的信息数据。
42.所述方法wifi的信息数据如果都是通过明文传输的，对于安全性没有进行特别的处理和规范；如果针对安全性有要求，将wifi的信息数据进行加密处理，包括进行一个ascii码的加减处理，这样就能将明文变成密文提高传输的安全性。
43.由此，本技术的优势在于：本方法简单，易操作，并且ble设备间通信不需要建立物理链路；ble设备通过广播包即可进行wifi配网。极大的节省了通信逻辑的复杂度，并且受环境干扰的影响也会相应的降低，一举多得。
附图说明
44.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明的限定。
45.图1是本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
46.为了能够更清楚地理解本发明的技术内容及优点，现结合附图对本发明进行进一步的详细说明。
47.如图1所示，本发明涉及一种智能物联网平台蓝牙广播配网方法，所述方法包括以下步骤：
48.s1，当ble的a设备需要向ble的b设备进行蓝牙配网的操作，a设备发送广播包，
49.s1.1，首先定义一个通信协议的流程与框架，包括广播包的数据结构：包括总包数、包序号、本包长度和wifi信息数据，其中，所述wifi信息数据包括ssid和密码；
50.s1.2，当所述a设备需要广播wifi的信息数据时，先判断ssid和密码的数据总长度，以确定是否需要分包；
51.s1.3，如果所述一个广播包能够包含广播的完整的wifi信息，则总包数为1，直接进行步骤s2；
52.如果所述一个广播包无法包含广播的完整的wifi信息，则需要拆分，并通过计算确定拆分为n个包，其中n为正整数；
53.s1.4，当所述a设备将所述n个包准备好后，开启广播，并将n个包进行轮询发送；
54.s2，所述b设备靠近a设备的广播范围并开启监听模式，
55.s2.1，因为b设备可能是在a设备发任一包的时候开始监听，因此b设备需要通过总包数来判断数据包一共需要监听n个包才完整，并通过包序号来判断当前包是第几个；
56.s2.2，根据总包数获得需要收到n个包才能将数据组合完整，组合数据；
57.s3，完成wifi配网。
58.具体地，所述方法还可以进一步描述如下：
59.当a设备需要向b设备进行蓝牙配网的操作时，因为配网所需的数据量较少，a与b设备可以不进行链路的建立，而是a设备仅仅通过发送广播包，b设备进行监听，将wifi热点的信息传递给b设备。广播包分为adv data和scan resp两个类型，每个类型可以发送31个字节，相加后，能够发送62个字节，对于像wifi的ssid和密码这类的少量数据的传递，是非常有效的，如果数据字节数超过62个字节，仅仅需要做简单的分包处理即可。这种方法既简化了数据交互的步骤和难度，又提高了抗干扰能力。
60.以下是针对蓝牙广播配网的流程，定义的一个具体通信协议的流程与框架，包括广播包的数据结构都做了具体的规划和定义：
61.广播包协议格式：
62.1byte1byte1byte28bytes总包数包序号本包长度wifi信息数据
63.总包数：当wifi信息数据的长度超过28个字节时，就需要分包处理，总包数的意义就是告知接收端，一共要接收几个包的数据，才能完整得到wifi信息数据.
64.包序号：当进行了分包处理后，当前包属于总包数的第几个包，假如总包数是4，包序号是3，那么说明当前包是第三个包，还需要收到1，2和4三个包才能将数据组合完整。
65.本包长度：描述了当前包的wifi信息数据的具体数据长度。
66.wifi信息数据：实际的wifi数据，包括ssid和密码，详细定义如下：
67.1bytem bytes1byten bytesssid字节长度mssid实际数据密码字节长度n密码实际数据
68.以上wifi信息数据的格式定义，可以有效的将ssid和密码两个字段数据进行有效分隔，避免分隔符与字段数据实际内容重复或冲突，导致识别出错。
69.下面基于以上广播格式，进行简单的通信流程描述：
70.当a设备需要广播wifi的信息数据时，首先先判断ssid和密码的数据总长度，然后进行分包，假设wifi的信息数据较长，ssid有32个字节(假设为：mywifissidisabcdefhijklmnopqrstu)，密码有32个字节(假设为：mywifipasswdis1234567890！@#$％^&*)，再加上两个长度字节2，因此总长度是66个字节，一个广播包肯定无法包含。需要拆分成三个包进行
发送：
71.包1
72.总包数包序号本包长度wifi信息数据3128实际数据
73.包1的实际数据是：[0x20]mywifissidisabcdefhijklmnop，其中[0x20]是ssid长度的16进制表示，在实际包中只占一个字节空间；
[0074]
包2
[0075]
总包数包序号本包长度wifi信息数据3228实际数据
[0076]
包2的实际数据是：qrstu[0x20]mywifipasswdis12345678其中[0x20]是密码长度的16进制表示，在实际包中只占一个字节空间；
[0077]
包3
[0078]
总包数包序号本包长度wifi信息数据338实际数据
[0079]
包3的实际数据是：90！@#$％^&*。
[0080]
a设备将以上三个包准备好后，开启广播，并将上面三个包进行轮询发送，每个包发送100ms左右。
[0081]
b设备靠近a的广播范围并开启监听模式，因为b可能是在a发任何包的时候开始监听，因此b设备需要通过总包数来判断数据包一共需要监听几个才完整，并通过包序号来判断当前包是第几个。以本例来讲，300ms内就可以将所有数据监听完毕，并得到wifi的信息数据。
[0082]
组合数据的过程：b设备根据包序号和各自包的长度将wifi信息数据进行拼接，得到整体的数据字段信息：
[0083]
[0x20]mywifissidisabcdefhijklmnopqrstu[0x20]mywifipasswdis1234567890！@#$％^&*，从上述信息中，第一个字节是ssid的长度字段，从而可以向后计算32个字节，从而得到ssid：mywifissidisabcdefhijklmnopqrstu，之后的一个字节是密码长度的字段，从而再向后计算32个字节，得到密码信息：mywifipasswdis1234567890！@#$％^&*。
[0084]
本例中，wifi的信息数据都是通过明文传输的，对于安全性没有进行特别的处理和规范。如果针对安全性有要求，可以将wifi的信息数据进行简单的加密处理，比如说进行一个ascii码的加减处理，这样就能一定程度的将明文变成密文，提高传输的安全可靠性。
[0085]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种智能物联网平台蓝牙广播配网方法，其特征在于，所述方法是当ble的a设备需要向ble的b设备进行蓝牙配网的操作时，因为配网所需的数据量少，a与b设备能够不进行链路的建立，而是a设备仅仅通过发送广播包，b设备进行监听，将wifi热点的信息传递给b设备；所述广播包分为adv data和scan resp两个类型，每个类型能够发送31个字节，相加后，能够发送62个字节，对于wifi的ssid和密码这类数据量少的能够实现传递，如果数据字节数超过62个字节，仅仅需要做分包处理即可。2.根据权利要求1所述的一种智能物联网平台蓝牙广播配网方法，其特征在于，所述方法进一步包括以下步骤：s1，当ble的a设备需要向ble的b设备进行蓝牙配网的操作，a设备发送广播包，s1.1，首先定义一个通信协议的流程与框架，包括广播包的数据结构：包括总包数、包序号、本包长度和wifi信息数据，其中，所述wifi信息数据包括ssid和密码；s1.2，当所述a设备需要广播wifi的信息数据时，先判断ssid和密码的数据总长度，以确定是否需要分包；s1.3，如果所述一个广播包能够包含广播的完整的wifi信息，则总包数为1，直接发送并进行步骤s2；如果所述一个广播包无法包含广播的完整的wifi信息，则需要拆分，并通过计算确定拆分为n个包，其中n为正整数；s1.4，当所述a设备将所述n个包准备好后，开启广播，并将n个包进行轮询发送；s2，所述b设备靠近a设备的广播范围并开启监听模式，s2.1，因为b设备可能是在a设备发任一包的时候开始监听，因此b设备需要通过总包数来判断数据包一共需要监听n个包才完整，并通过包序号来判断当前包是第几个；s2.2，根据总包数获得需要收到n个包才能将数据组合完整，组合数据；s3，完成wifi配网。3.根据权利要求2所述的一种智能物联网平台蓝牙广播配网方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述的广播包协议格式：1byte1byte1byte28bytes总包数包序号本包长度wifi信息数据总包数：当wifi信息数据的长度超过28个字节时，就需要分包处理，总包数的意义就是告知接收端，一共要接收几个包的数据，才能完整得到wifi信息数据；包序号：当进行了分包处理后，当前包属于总包数的第几个包，假如加入总包数是n，包序号是n-1，那么说明当前包是第n-1个包，还需要收到1，2,
……
n-2和n包才能将数据组合完整，其中n为正整数；本包长度：描述了当前包的wifi信息数据的具体数据长度；wifi信息数据：实际的wifi数据，包括ssid和密码，定义如下：1bytem bytes1byten bytesssid字节长度mssid实际数据密码字节长度n密码实际数据以上wifi信息数据的格式定义，能够将ssid和密码两个字段数据进行有效分隔，避免分隔符与字段数据实际内容重复或冲突，导致识别出错。
4.根据权利要求3所述的一种智能物联网平台蓝牙广播配网方法，其特征在于，假设wifi的信息数据总数据长度大于广播包单包的数据长度31个字节，ssid有32个字节，密码有32个字节，因此总长度是64个字节，一个广播包肯定无法包含，需要拆分成三个包进行发送。5.根据权利要求4所述的一种智能物联网平台蓝牙广播配网方法，其特征在于，所述三个包表示如下：包1总包数包序号本包长度wifi信息数据3128实际数据包2总包数包序号本包长度wifi信息数据3228实际数据包3总包数包序号本包长度wifi信息数据3310(8个实际数据+2个长度字节)实际数据。6.根据权利要求5所述的一种智能物联网平台蓝牙广播配网方法，其特征在于，所述ssid有32个字节，假设为：mywifissidisabcdefhijklmnopqrstu，所述密码有32个字节，假设为：mywifipasswdis1234567890！@#$％^&*，ssid和密码总长度是64个字节，再加上两个长度字节，数据总长度为66个字节，需要拆分成三个包进行发送：包1总包数包序号本包长度wifi信息数据3128实际数据包1的实际数据是：[0x20]mywifissidisabcdefhijklmnop，其中[0x20]是ssid长度的16进制表示，在实际包中只占一个字节空间；包2总包数包序号本包长度wifi信息数据3228实际数据包2的实际数据是：qrstu[0x20]mywifipasswdis12345678其中[0x20]是密码长度的16进制表示，在实际包中只占一个字节空间；包3总包数包序号本包长度wifi信息数据3310(8个实际数据+2个长度字节)实际数据包3的实际数据是：90！@#$％^&*。7.根据权利要求6所述的一种智能物联网平台蓝牙广播配网方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
s1.4，a设备将所述三个包准备好后，开启广播，并将所述三个包进行轮询发送，每个包发送100ms；s2，b设备靠近a的广播范围并开启监听模式，所述三个包则300ms内将所有数据监听完毕，并得到wifi的信息数据。8.根据权利要求7所述的一种智能物联网平台蓝牙广播配网方法，其特征在于，所述组合数据的过程如下：b设备根据包序号和各自包的长度将wifi信息数据进行拼接，得到整体的数据字段信息：[0x20]mywifissidisabcdefhijklmnopqrstu[0x20]mywifipasswdis1234567890！@#$％^&*，从上述信息中，第一个字节是ssid的长度字段，从而能够向后计算32个字节，从而得到ssid：mywifissidisabcdefhijklmnopqrstu，之后的一个字节是密码长度的字段，从而再向后计算32个字节，得到密码信息：mywifipasswdis1234567890！@#$％^&*。9.根据权利要求1所述的一种智能物联网平台蓝牙广播配网方法，其特征在于，所述方法中wifi的信息数据如果都是通过明文传输的，对于安全性没有进行特别的处理和规范；如果针对安全性有要求，将wifi的信息数据进行加密处理，包括进行一个ascii码的加减处理，即能将明文变成密文提高传输的安全性。

技术总结
本发明提供一种智能物联网平台蓝牙广播配网方法，当BLE的A设备需要向BLE的B设备进行蓝牙配网的操作时，因为配网所需的数据量少，A与B设备能够不进行链路的建立，而是A设备仅仅通过发送广播包，B设备进行监听，将WIFI热点的信息传递给B设备；所述广播包分为ADV DATA和SCAN RESP两个类型，每个类型能够发送31个字节，相加后，能够发送62个字节，对于像WIFI的SSID和密码这类的少量数据的传递能够实现有效传递，如果数据字节数超过62个字节，仅仅需要做分包处理即可。当A设备需要向B设备传递WIFI的连接信息时，仅需要通过广播数据进行传递，不需要之后的一系列复杂工作，极大的节省了通信逻辑的复杂度，并且受环境干扰的影响也会相应的降低，一举多得。一举多得。一举多得。


技术研发人员：姜从龙
受保护的技术使用者：北京君正集成电路股份有限公司
技术研发日：2022.03.04
技术公布日：2023/9/12