CN111971984B - 低功耗蓝牙通信方法、电子设备、网络和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了低功耗蓝牙通信方法、电子设备、网络和存储介质，方法包括：扫描通信范围内的设备节点；根据通信范围内设备节点的路由信息生成第一类路径和第二类路径；第一类路径为经过通信范围内的设备节点与根节点连通的路径；第二类路径为与通信范围内的各设备节点连通的路径。通过在当前节点中生成可与根节点连通的第一类路径和与通信范围内的各设备节点连通的第二类路径，既精简了需要保存在路由表中的路径，又为当前节点与根节点或其他设备节点之间进行通信时路径的选择提供了便利，提高了路径选择的针对性，降低了根节点的压力；而且当根节点失效时，当前节点仍可与其他部分设备节点通过第二类路径构成局部Mesh网络进行通信。

Description

低功耗蓝牙通信方法、电子设备、网络和存储介质

技术领域

本发明涉及蓝牙组网技术，尤其涉及低功耗蓝牙通信方法、电子设备、网络和存储介质。

背景技术

低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy，BLE)是Bluetooth SIG于2010年7月7日推出的新的蓝牙4.0规范。其最重要的特性是功耗极低，距离短。传统蓝牙组网连接方式采用微微网(Piconet)形式，每个微微网中有且仅有一个主设备，其他皆为从设备，即一个主设备在蓝牙通信范围内可与1个或不多于7个的蓝牙设备通讯。

2017年7月蓝牙的Mesh工作组提出了基于BLE的组网规范，该规范是基于Flooding协议的Mesh网络技术，对于低功耗节点在该规范所提出的Mesh网络拓扑结构中，其只能与周围存在的朋友节点进行通信，在整个网络的使用中分配了较多的节点角色。

现有的蓝牙设备组网通常采用树形组网方法，但是普通设备节点与根节点之间的路径如何生成和快速选择，以提高蓝牙网络的反应速度以及保证消息的收发成功率仍是需要解决的技术问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供低功耗蓝牙通信方法、电子设备、网络和存储介质，精简了需要保存在路由表中的路径，提高了路径选择的针对性，降低了根节点的压力。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种低功耗蓝牙通信方法，包括以下步骤：

扫描通信范围内的设备节点；

根据通信范围内设备节点的路由信息生成第一类路径和第二类路径；

其中，所述第一类路径为经过所述通信范围内的设备节点与根节点连通的路径；所述第二类路径为与所述通信范围内的各设备节点连通的路径。

在其中一个实施例中，所述根据通信范围内设备节点的路由信息生成第一类路径和第二类路径之后，还包括：

若通过所述第一类路径与根节点通信失败，则通过所述第二类路径向通信范围内相应的设备节点发送信息，以使所述设备节点转发所述信息的步骤。

在其中一个实施例中，通过所述第一类路径与根节点通信失败包括：所述根节点停电或故障。

在其中一个实施例中，所述低功耗蓝牙通信方法还包括：若所述根节点停电或故障，则向所述通信范围内的用户终端发送根节点掉线通知。

在其中一个实施例中，所述扫描通信范围内的设备节点之后，还包括：

从所述通信范围内的设备节点获取所述设备节点的路由信息，所述路由信息包括相应设备节点的跳数值。

在其中一个实施例中，所述根据通信范围内设备节点的路由信息生成第一类路径和第二类路径的步骤包括：

根据根据中继设备节点的路由信息生成第一类路径，所述中继设备节点为通信范围内跳数值不大于其余设备节点的一个设备节点；

根据所述通信范围内各设备节点的信息生成第二类路径。

在其中一个实施例中，所述根据通信范围内设备节点的路由信息生成第一类路径和第二类路径之后，还包括：

根据所述第一类路径向所述根节点发送接入通知；

若获取到所述根节点的授权指令，则保存所述第一类路径和所述第二类路径。

在其中一个实施例中，所述根据通信范围内设备节点的路由信息生成第一类路径和第二类路径之后还包括：

从所述通信范围内的用户终端获取目标节点的信息；

若所述目标节点位于所述第二类路径中，则通过所述第二类路径建立所述用户终端与所述目标节点的通信。

在其中一个实施例中，所述从所述通信范围内的用户终端获取目标节点的信息之后还包括：

若所述目标节点不位于所述第二类路径中，则通过第一路径将所述目标节点的信息发送至所述根节点，以通过所述根节点建立所述用户终端与所述目标节点的通信。

在其中一个实施例中，所述从所述通信范围内的用户终端获取目标节点的信息之后，还包括以下步骤：

若通过所述第二类路径建立所述用户终端与所述目标节点的通信失败，则通过所述第一路径将所述目标节点的信息发送至所述根节点，以通过所述根节点建立所述用户终端与所述目标节点的通信。

在其中一个实施例中，所述根据通信范围内设备节点的路由信息生成第一类路径和第二类路径之后还包括：

将所述第一类路径同步至根节点。

在其中一个实施例中，若所述根据通信范围内设备节点的路由信息生成的第一类路径有多条，则所述根据通信范围内设备节点的路由信息生成第一类路径和第二类路径之后还包括步骤：

标记一条第一类路径为当前路径，标记其余第一类路径为备用路径。

在其中一个实施例中，所述标记一条第一类路径为当前路径，标记其余第一类路径为备用路径的步骤包括：

根据从所述根节点获取的标记指令标记一条第一类路径为当前路径，标记其余第一类路径为备用路径。

在其中一个实施例中，包括所述根节点根据各第一类路径相应设备节点的电量参数和/或使用频次生成所述标记指令。

在其中一个实施例中，包括当前节点通过当前路径与根节点通信失败时，通过所述备用路径与根节点通信。

一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中的程序，所述程序被配置成由处理器执行，处理器执行所述程序时实现上述任一项所述的低功耗蓝牙通信方法的步骤。

一种低功耗蓝牙网络，包括根节点和至少一个上述的电子设备。

一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的低功耗蓝牙通信方法的步骤。

相比现有技术，本发明实施例的有益效果在于：通过在当前节点中生成可与根节点连通的第一类路径和与通信范围内的各设备节点连通的第二类路径，既精简了需要保存在路由表中的路径，又为当前节点与根节点或其他设备节点之间进行通信时路径的选择提供了便利，提高了路径选择的针对性，降低了根节点的压力；而且当根节点失效时，当前节点仍可与其他部分设备节点通过第二类路径构成局部Mesh网络进行通信。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为蓝牙网络的结构示意图；

图2为本发明实施例一的低功耗蓝牙通信方法的流程示意图；

图3为一实施例中根据通信范围内设备节点的路由信息生成第一类路径和第二类路径的流程示意图；

图4为本发明实施例二的低功耗蓝牙通信方法的流程示意图；

图5为本发明实施例三的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。如图1所示为蓝牙网络的结构示意图，为Mesh网络拓扑结构。由低功耗蓝牙设备，即BLE设备组成的Mesh网络，在BLE设备节点加入Mesh网络时无需特别预配置，所有BLE设备在Mesh网络中可以充当中继设备进行消息转发，用以扩大BLE的通信范围。

在图1中，设备节点R为根节点，设备节点A、B、C、D、E、F、G、H、I、J和K为普通的设备节点；各设备节点之间以独一无二的物理地址或者其他身份识别信息进行区分。设备节点之间的通讯基于协议定义的GATT服务，该服务可以采用两个或者多个特征进行两个设备节点之间的数据收发。根节点R用于管理和优化整个Mesh网络的路由表以及维护设备节点加入网络、离开网络和设备节点移动引起的路由变化。在图1中虚线圆圈表示设备节点A的BLE通信范围，该通信范围的用户移动终端，如手机、平板或电脑等可以和设备节点A通信，也可以通过设备节点A和蓝牙网络中的其他普通设备节点或根节点R通信。

作为优选的实施方式，根节点R为非功耗敏感型的低功耗蓝牙设备，例如采用AC电源供电的BLE设备，可以称为第一类BLE设备；其他设备节点一般为功耗敏感型的低功耗蓝牙设备，如采用电池供电的BLE设备，称为第二类BLE设备。

第一类BLE设备可以为只有单一的BLE通信功能的设备，也可以为同时拥有BLE功能和其他外部网络，如Wi-Fi或者Enternet等网络通信功能的设备；第二类BLE设备节点通常用于实现单一的BLE通信功能。

实施例一

图2为一实施例中低功耗蓝牙通信方法的流程示意图。

如图2所示，在其中一个实施例中，提供一种低功耗蓝牙通信方法，包括以下步骤：

步骤S110，当前节点扫描通信范围内的设备节点。

Mesh网络中所有的设备节点处于广播状态，广播周期可以根据设备节点在路由表中的使用频次、使用时间段和电池电量等信息而定。网络中所有设备节点都可以为中继设备对网络中的数据信息进行转发，用以扩大低功耗蓝牙的使用范围。

如图1所示，以设备节点A作为当前节点为例，为需要接入蓝牙网络的设备节点。虚线圆圈为当前节点A的BLE通信范围，此类设备节点会有电源开关或者类似电源开关的机制，此机制可以用来触发当前节点A的入网流程。

当用户通过当前节点A的电源开关或者类似电源开关的机制让当前节点A上电开始工作时，当前节点A会检查自身的路由表信息，若此时当前节点A内的路由表信息为空，那么设备节点A在一定时间内进行扫描和广播。在本实施例中，当前节点A可以扫描到周围的设备节点B和设备节点E。

在其中一个实施例中，若当前节点扫描通信范围内不存在其他设备节点时，切换为广播状态，广播信息包括网络标号、设备类型、电池电量、跳数值等。网络标号用来标识和区别由第一类BLE设备节点组成的Mesh网络；设备类型用来标识和区别该设备节点的设备类型，0表示第一类BLE设备节点，1表示第二类BLE设备节点；电池电量标识用来标识第二类BLE设备节点的电池电量情况，以及是否低于预先设置的可使用的阈值，若第二类BLE设备节点检测到自身的电池电量低于电池电量的可使用的阈值，则该电池电量标识的标志位被置1，否则该电池电量标识的标志位被置0；跳数值可以用来区别设备节点为入网设备节点还是未入网设备节点，若跳数值为负数，则表示该设备节点为未入网设备节点，即无法与根节点通信的节点，当用户终端位于当前节点A的通信范围内时，可以根据当前节点A的广播信息判断该当前节点A未成功加入蓝牙网络，为孤立的设备节点。

在其中一个实施例中，当前节点扫描通信范围内的设备节点之后，从所述通信范围内的设备节点获取路由信息。

已入网的设备节点B和设备节点E一直处于广播状态，因此设备节点A可以从设备节点B和设备节点E获取其各自的路由信息。

在其中一个实施例中，设备节点的广播信息包括自身的跳数值，因此，所述路由信息包括相应设备节点的跳数值。

跳数值可以用来区别设备节点为入网设备节点还是未入网设备节点，对于入网设备节点可以区别该设备节点所处Mesh网络的位置，即与根节点通信时需要发送、转发的次数。以图1所示的Mesh网络为例，如果定义根节点R的跳数值为0，则设备节点B、C和D的跳数值为1，设备节点A、E、F、G、H和I的跳数值为2，设备节点K和J的跳数值为3；对于未入网的设备节点，其跳数值可以标记为-1。

在其中一个实施例中，若当前节点扫描通信范围内的其他设备节点均为未入网设备节点，即无法与根节点通信的节点，则切换为广播状态。当用户终端位于当前节点A的通信范围内时，可以根据当前节点A的广播信息判断该当前节点A未成功加入蓝牙网络，为孤立的设备节点。

步骤S120，当前节点根据通信范围内设备节点的路由信息生成第一类路径和第二类路径。

当前节点A通过扫描其通信范围内其他设备节点，并获取相应设备节点的路由信息。路由信息可以表示相应设备节点是否可与根节点连通，如可连通，则跳数值为非负数；路由信息还可以表示相应设备节点与根节点之间的距离。在本实施例中，已入网设备节点B和E的路由信息中，跳数值分别为1和2；表示设备节点B和E路由表中包含根节点R的信息，因此当前节点A可以通过设备节点B和E与根节点R建立连接。

在其他实施例中，若当前节点A通信范围内某个或某些设备节点的跳数值为正数，如设备节点B和E的跳数值分别为1和2，则表示设备节点B和E路由表中包含根节点R的信息；当前节点A可以通过此类设备节点，如设备节点B和E与根节点建立不同的连接，即可以根据此类设备节点的路由信息生成两条路径，如A—B—R和A—E—B—R。

第一类路径为当前节点经过所述通信范围内的设备节点与根节点连通的路径。因此，这两条路径均可作为第一类路径。

在其中一个实施例中，跳数值不大于所述通信范围内其他各设备节点的跳数值的设备节点被设定为中继设备节点，即当前节点通信范围跳数值最小的一个或多个设备节点为中继设备节点。因此，在本实施例中，设备节点B为中继设备节点。

如图3所示，在其中一个实施例中，步骤S120当前节点根据通信范围内设备节点的路由信息生成第一类路径和第二类路径，包括以下步骤：

步骤S121，根据中继设备节点的路由信息生成第一类路径。

若当前节点根据通信范围内某一设备节点的跳数值不大于通信范围内其余设备节点的跳数值，那么该设备节点就是当前节点通信范围跳数值最小的设备节点，即为中继设备节点。当前节点根据该设备节点生成第一类路径，具体为当前节点根据该中继设备节点的路由信息生成第一类路径。

在本实施例中，优先选取跳数值最小的设备节点作为当前节点A与根节点R的中继节点，即选择较短的路径作为第一类路径A—B—R。当前节点A生成的第一类路径包括A—B—R，而不包括A—E—B—R。

步骤S122，根据通信范围内各设备节点的路由信息生成第二类路径。

当前节点根据所述通信范围内各设备节点的路由信息，如物理地址或身份识别信息，生成第二类路径。第二类路径为当前节点与所述通信范围内的各设备节点连通的路径。在本实施例中，当前节点A生成的第二类路径包括A—E，以及A—B。

再以设备节点I作为当前节点为例，若其通信范围内有设备节点D、H、J，其生成的第一类路径包括I—D—R、I—H-D—R，第二类路径包括I—D、I—H以及I—J。

在其中一个实施例中步骤S120之后，还包括以下步骤：

第一步，当前节点根据所述第一类路径向所述根节点发送接入通知；根节点从当前节点获取接入通知。

在本实施例中，当前节点需要经过根节点的同意才可以接入以根节点为主要管理者的蓝牙网络。因此，在当前节点生成第一类路径之后，还需要向根节点发送接入通知。具体为，当前节点通过第一类路径，如A—B—R向根节点发送接入通知。

当前节点生成第一类路径后，先通过第一类路径向根节点通知当前节点将加入到根节点的Mesh网络中。如果根节点正确接收到当前节点的通知，就向当前节点发送确认字符ACK(Acknowledgment)，如果未正确接收到当前节点的接入通知，就向当前节点发送NAK(Negative Acknowledgment)以表示否定应答或者非应答。如果当前节点收到NAK或者经过预定时间没有收到根节点的回应，则当前节点入网失败，当前节点成为未入网的孤立节点。如果当前节点收到确认字符ACK，就成功完成通知网络的步骤，接下来通过第一类路径，如A—B—R向根节点发送通知。

在其中一个实施例中，如果当前节点收到NAK或者经过预定时间没有收到根节点的回应，则切换为广播状态。当用户终端位于当前节点A的通信范围内时，可以根据当前节点A的广播信息判断该当前节点A未成功加入蓝牙网络，为孤立的设备节点。

如果根节点同意所述当前节点的接入通知，则根据所述当前节点发送所述接入通知的路径生成根节点端与所述当前节点的第一类路径相应的路径；如当前节点A通过第一类路径A—B—R向根节点发送接入通知，那么根节点生成与该第一类路径相应的路径R—B—A；该路径具体为根节点经过相应设备节点到所述当前节点的路径。

因此，步骤S120当前节点根据通信范围内设备节点的路由信息生成第一类路径之后，当前节点会将所述第一类路径同步至根节点设备。

第二步，若当前节点获取到所述根节点的授权指令，则保存所述第一类路径和第二类路径。

如果根节点同意对当前节点，即要入网的新设备节点进行网络授权，即同意当前节点A加入到网络中，则根据前述生成的路径向当前节点发送授权指令。当前节点获取到根节点的授权指令后，存储第一类路径和第二类路径。

作为优选的实施方式，根节点对当前节点进行网络授权后，还需要当前节点也成功确认加入该网络，才将根据所述当前节点发送接入通知的第一类路径生成的路径，如R—B—A添加到自身的路由表信息中。

如果根节点从当前节点获取到接入通知后，不对当前节点进行网络授权，即不同意当前节点加入到网络中，那么当前节点入网失败，该设备节点成为未入网的孤立节点。

当前节点从根节点获取到授权指令，成功确认加入蓝牙网络，则在自身的路由表中保存该第一类路径，如A—B—R，以及保存第二类路径A—E和A—B。

在其中一个实施例中，步骤S120当前节点根据通信范围内设备节点的路由信息生成第一类路径和第二类路径之后，还包括以下步骤：

若当前节点通过所述第一类路径与根节点通信失败，则通过所述第二类路径向相应的设备节点发送信息，以使所述设备节点转发所述信息。

当根节点因为停电或者出现故障问题停止工作，则根节点会失去对整个网络中其他设备节点的管理能力，即各个设备节点之间不能通过根节点通信，当前节点通过第一类路径与根节点通信也会是失败状态。而当前节点还保存有第二类路径，因此当前节点与其他部分设备节点之间仍可通过第二类路径构成局部Mesh网络进行通信。

如图1所示，当根节点R正常工作时，设备节点A通过其第一类路径A—B—R向根节点发送信息，然后由根节点R将该信息发送给用户终端。而当根节点R停电或故障时，设备节点A首先通过其第二类路径A—B向设备节点B发送相应的信息，然后由设备节点B通过其第二类路径B—C向设备节点C发送相应的信息，之后由设备节点C通过其第二类路径C—D向设备节点D发送相应的信息，最终由设备节点D将该信息发送给其通信范围内的用户终端。

在本实施例中，若所述根节点停电或故障，则当前节点通过第一类路径与根节点通信时，第一类路径中跳数为1的设备节点向根节点发送信息时失败，该跳数为1的设备节点向当前节点反馈根节点掉线。之后该当前节点向其通信范围内的用户终端发送根节点掉线通知，以使用户终端提示相关人员作出处理。

本发明实施例提供的低功耗蓝牙通信方法通过在当前节点中生成可与根节点连通的第一类路径和与通信范围内的各设备节点连通的第二类路径，既精简了需要保存在路由表中的路径，又为当前节点与根节点或其他设备节点之间进行通信时路径的选择提供了便利，提高了路径选择的针对性，降低了根节点的压力；而且当根节点失效时，当前节点仍可与其他部分设备节点通过第二类路径构成局部Mesh网络进行通信。

实施例二

如图4所示的低功耗蓝牙通信方法，包括以下步骤：

步骤S210，当前节点扫描通信范围内的设备节点。

步骤S220，当前节点根据通信范围内设备节点的路由信息生成第一类路径和第二类路径。

步骤S210、S220，分别对应实施例一中的S110、S120，不再赘述。

在本实施例中，当前节点指的是与用户终端进行通信的设备节点，如用户终端与某处的一设备节点建立连接，通过该设备节点的路由信息，即第一类路径或第二类路径与根节点或其他相应的设备节点通信，该设备节点即为当前节点。用户终端设备可以为具有BLE通信功能的手机、平板和电脑等设备。

步骤S220当前节点根据通信范围内设备节点的路由信息生成第一类路径和第二类路径之后，还包括以下步骤：

步骤S230、当前节点从所述通信范围内的用户终端获取目标节点的信息。

如图1所示，当前节点A的蓝牙通信范围内有一用户终端，该用户终端需要与设备节点D建立通信时，先扫描到其附近的设备节点A，即当前节点A。然后用户终端将需要与设备节点D，即目标节点D通信的消息发送至当前节点A，当前节点A即可知目标节点D信息。

步骤S240，若用户终端的目标节点为当前节点，则当前节点直接和用户终端进行通信。若不是，则执行以下步骤：

步骤S250，若所述目标节点位于有效的所述第二类路径中，则当前节点通过所述第二类路径建立所述用户终端与所述目标节点的通信。

当前节点A获取到目标节点D的信息后，检查自身路由表中是否有到达目标节点D的第二类路径。如果当前节点A的路由表中有第二类路径A—D，则当前节点A通过该第二类路径将需要发送的信息发送至目标节点D，以建立用户终端与所述目标节点的通信，即路径：用户终端—A—D。

当前节点从用户终端获取到目标节点的信息后，先通过其第二类路径判断目标节点是否位于其通信范围，若是，则优先通过该第二路径建立用户终端与目标节点的通信，路径选择速度更快，而且路径更短。

在其中一个实施例中，若当前节点通过所述第二类路径建立所述用户终端与所述目标节点的通信失败，则通过第一路径将所述目标节点的信息发送至所述根节点，以通过所述根节点建立所述用户终端与所述目标节点的通信。

当前节点通过所述第二类路径建立所述用户终端与所述目标节点的通信失败，可能是因为当前节点或目标节点被移动造成的。由于设备节点在移动后会重新进行入网流程，更新路由信息，如生成新的第一类路径和第二类路径。此时目标节点不在当前节点的通信范围内，但是可以通过第一类路径与根节点建立通信。

在其中一个实施例中，步骤S220当前节点根据通信范围内设备节点的路由信息生成第一类路径和第二类路径之后，还包括以下步骤：

步骤S260，当前节点通过第一路径将所述目标节点的信息发送至所述根节点，以通过所述根节点建立所述用户终端与所述目标节点的通信。

即当所述目标节点位于所述第二类路径中，但当前节点通过所述第二类路径建立所述用户终端与所述目标节点的通信失败，或者目标节点不位于所述第二类路径中时，当前节点通过所述根节点建立所述用户终端与所述目标节点的通信。

当前节点先通过其第一类路径A—B—R将需要发送的信息发送至根节点R，建立当前节点与根节点R的通信；由于各设备节点根据通信范围内设备节点的路由信息生成第一类路径之后，会将生成的第一类路径同步至根设备节点，在根节点的路由表中保存相应的路径如R—B—A、R—D。根节点R从当前节点A获取到用户终端要通过根节点R与目标节点D通信后，将从当前节点A获取的相应的信息通过路径R—D发送至目标节点D；至此当前节点A通过所述根节点R建立了用户终端与目标节点D的通信。

本发明提供的低功耗蓝牙通信方法，通过在当前节点中生成可与根节点连通的第一类路径和与通信范围内的各设备节点连通的第二类路径；在目标节点位于有效的第二类路径中时通过第二类路径建立所述用户终端与所述目标节点的通信，路径选择速度更快，而且路径更短；当第二类路径失效或者目标节点不位于第二类路径中时，当前节点先通过其第一类路径将需要发送的信息发送至根节点，然后由根节点将相应的信息发送至目标节点从而通过根节点建立用户终端与目标节点的通信。从而实现了为当前节点与根节点或其他设备节点之间进行通信时路径的选择提供了便利，提高了路径选择的针对性，降低了根节点的压力。

在其中一实施例中，步骤S220中当前节点根据通信范围内设备节点的路由信息生成第一类路径有多条。

如图1所示，以设备节点K为当前节点，在设备节点K加入到网络的流程中，设备节点K可从其通信范围内的设备节点F和G获取到相应的路由信息，包括设备节点F和G关于R的路由表，分别为F—C—R和G—C—R；以及设备节点F和G的跳数值均为2。因此，当前节点K生成和保存的第一类路径为两条，即其路由表中可建立两条到达根节点R的路径，分别为K—F—C—R和K—G—C—R。

在其中一个实施例中，若步骤S220中当前节点根据通信范围内设备节点的路由信息生成多条第一类路径，则低功耗蓝牙通信方法还包括步骤：

当前节点标记一条第一类路径为当前路径，标记其余第一类路径为备用路径。

在其中一个实施例中，当前节点通过当前路径与根节点通信失败时，通过所述备用路径与根节点通信。

当前节点K的第一类路径多于一条，因此，在与根节点R通信时，可以选择通过其中一条路径，即当前路径与根节点R通信；而其余的第一类路径作为备用路径，在当前路径出现故障等情况时，通过备用路径建立当前节点K与根节点R的通信，从而可保证消息的收发成功。

在其中一个实施例中，具体如何分配第一类路径为当前路径或备用路径，是由根节点R决策的，当前节点标记一条第一类路径为当前路径，标记其余第一类路径为备用路径的步骤具体为：当前节点根据从所述根节点获取的标记指令标记一条第一类路径为当前路径，标记其余第一类路径为备用路径。

本发明实施例提供的低功耗蓝牙通信方法，通过在当前节点与根节点之间有多条第一类路径时，标记一条第一类路径为当前路径，其余第一类路径为备用路径；因此，在当前节点与根节点通信时，优先通过当前路径与当前节点通信；在当前路径出现故障等情况时，通过备用路径建立根节点与当前节点的通信，从而可保证消息的收发成功率。

当前节点根据通信范围内设备节点的路由信息生成第一类路径之后，当前节点会将所述第一类路径同步至根设备节点，因此根节点也具有多条与各第一类路径相应的路径，如R—C—F—K和R—C—G—K，分别对应于第一类路径K—F—C—R和K—G—C—R。

在其中一个实施例中，标记指令具体为所述根节点根据各条第一类路径相应设备节点的电量参数和/或使用频次生成的。

设备节点的电量参数可以反映设备节点中电池的剩余电量，设备节点的使用频次可以反映该节点设备在蓝牙网络中作为中继节点转发数据的频次。通过根据各条第一类路径中相应设备节点的电量参数和/或使用频次选择当前路径和备用路径，可以均衡多条第一类路径的使用频次，使相应的设备节点的电池使用电量达到均衡，从而延长整个网络的使用寿命，提高整个网络的鲁棒性。

如图1中设备节点K的两条第一类路径K—F—C—R和K—G—C—R中，设备节点F和设备节点G为相应的设备节点，通过这两个设备节点的电量参数和/或使用频次选择当前路径和备用路径。

在其中一个实施例中，低功耗蓝牙设备节点的广播信息包括其电池电量标识，即电量参数。在本实施例中，电量参数具体为电池电量等级(Battery Level，BL)，如电池电量等级为4，可以表示该设备节点剩余80％左右的电量；如电池电量等级为0，可以表示该设备节点剩余不到10％的电量。

对于两条第一类路径，可根据设备节点F和设备节点G的电池电量等级选定其中一条路径作为当前路径，另一条路径作为备用路径。

在两个中继设备节点F和G的BL>0的情况下，若设备节点F和设备节点G的BL相同，可以选择其中任何一条第一类路径为当前路径，剩余的作为备用路径。

若设备节点F的BL大于设备节点G的BL，则根节点R选择经过设备节点F的第一类路径作为当前路径，选择经过设备节点G的第一类路径作为备用路径；即选择K—F—C—R作为当前路径，选择K—G—C—R作为备用路径。反之，若设备节点F的BL小于设备节点G的BL，则根节点R选择K—G—C—R作为当前路径，选择K—F—C—R作为备用路径。

设备节点的使用频次可以反映该节点设备在蓝牙网络中作为中继节点转发数据的频次；使用频次可以由各设备节点自己统计，然后由根节点调用，也可以由根节点统计。

若两个中继设备节点F和G的BL>0，且设备节点F和设备节点G的BL相同，可以进一步通过相应设备节点的使用频次标记相应的第一类路径为当前路径。

在其中一个实施例中，选择经过使用频次较低的中继设备节点的第一类路径中作为根节点R和当前节点K的当前路径；如设备节点F的使用频次为10次，设备节点G的使用频次为25次，则标记K—F—C—R作为当前路径，K—G—C—R作为备用路径。

根节点R标记好当前路径和备用路径后，向当前节点K发送标记指令；以使当前节点将与标记指令相应的第一类路径标记为当前路径，将其他的第一类路径标记为备用路径。

从而实现了在某设备节点的使用频次较高时，减少具有该设备节点的第一类路径的使用，从而减少占用该设备节点的频次，延长该设备节点的寿命的效果。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法，如：

存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述低功耗蓝牙通信方法的步骤。

本发明可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等，如实施例三。

实施例三

如图5所示，在其中一个实施例中，提供一种电子设备，包括存储器200、处理器300以及存储在存储器200中的计算机程序，所述计算机程序被配置成由处理器300执行，处理器300执行所述计算机程序时实现上述任一项低功耗蓝牙通信方法的步骤。

本实施例中的电子设备与前述实施例中的方法是基于同一发明构思下的两个方面，在前面已经对方法实施过程作了详细的描述，所以本领域技术人员可根据前述描述清楚地了解本实施中的电子设备的结构及实施过程，为了说明书的简洁，在此就不再赘述。

本实施例中的电子设备可以应用于如图1所示的低功耗蓝牙网络，即低功耗蓝牙网络包括根节点和至少一个该电子设备。该电子设备在低功耗蓝牙网络中运行时可以实现前述低功耗蓝牙通信方法，根据前述实施例的描述可以理解该低功耗蓝牙网络的结构及实施过程，为了说明书的简洁，在此就不再赘述。

本发明实施例提供的电子设备、低功耗蓝牙网络，通过在当前节点中生成可与根节点连通的第一类路径和/或与通信范围内的各设备节点连通的第二类路径，既精简了需要保存在路由表中的路径，又为当前节点与根节点或其他设备节点之间进行通信时路径的选择提供了便利，提高了路径选择的针对性，降低了根节点的压力；而且当根节点失效时，当前节点仍可与其他部分设备节点通过第二类路径构成局部Mesh网络进行通信。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (15)

1.低功耗蓝牙通信方法，其特征在于，包括以下步骤：

当前节点扫描通信范围内的设备节点；

从所述通信范围内的设备节点获取所述设备节点的路由信息，所述路由信息包括相应设备节点的跳数值，所述跳数值为与根节点通信时，需要发送、转发的次数；

当前节点根据通信范围内设备节点的路由信息生成第一类路径和第二类路径；

所述根据通信范围内设备节点的路由信息生成第一类路径和第二类路径的步骤包括：

根据中继设备节点的路由信息生成第一类路径，所述中继设备节点为通信范围内跳数值不大于其余设备节点的一个设备节点；

根据所述通信范围内各设备节点的信息生成第二类路径；

其中，所述第一类路径为当前节点经过所述通信范围内的设备节点与根节点连通的路径；所述第二类路径为当前节点与所述通信范围内的各设备节点连通的路径；

若所述根节点正常工作时，则通过所述第一类路径向所述根节点发送信息；

若通过所述第一类路径与所述根节点通信失败，则通过所述第二类路径向通信范围内相应的设备节点发送信息，以使所述设备节点转发所述信息的步骤。

2.如权利要求1所述的低功耗蓝牙通信方法，其特征在于：通过所述第一类路径与根节点通信失败包括：所述根节点停电或故障。

3.如权利要求2所述的低功耗蓝牙通信方法，其特征在于，还包括：若所述根节点停电或故障，则向所述通信范围内的用户终端发送根节点掉线通知。

4.如权利要求1所述的低功耗蓝牙通信方法，其特征在于：所述根据通信范围内设备节点的路由信息生成第一类路径和第二类路径之后，还包括：

根据所述第一类路径向所述根节点发送接入通知；

若获取到所述根节点的授权指令，则保存所述第一类路径和所述第二类路径。

5.如权利要求1所述的低功耗蓝牙通信方法，其特征在于：所述根据通信范围内设备节点的路由信息生成第一类路径和第二类路径之后还包括：

从所述通信范围内的用户终端获取目标节点的信息；

若所述目标节点位于所述第二类路径中，则通过所述第二类路径建立所述用户终端与所述目标节点的通信。

6.如权利要求5所述的低功耗蓝牙通信方法，其特征在于：所述从所述通信范围内的用户终端获取目标节点的信息之后还包括：

若所述目标节点不位于所述第二类路径中，则通过第一路径将所述目标节点的信息发送至所述根节点，以通过所述根节点建立所述用户终端与所述目标节点的通信。

7.如权利要求6所述的低功耗蓝牙通信方法，其特征在于：所述从所述通信范围内的用户终端获取目标节点的信息之后还包括：

若通过所述第二类路径建立所述用户终端与所述目标节点的通信失败，则通过所述第一路径将所述目标节点的信息发送至所述根节点，以通过所述根节点建立所述用户终端与所述目标节点的通信。

8.如权利要求1所述的低功耗蓝牙通信方法，其特征在于：所述根据通信范围内设备节点的路由信息生成第一类路径和第二类路径之后，还包括以下步骤：

将所述第一类路径同步至根节点。

9.如权利要求1所述的低功耗蓝牙通信方法，其特征在于：若所述根据通信范围内设备节点的路由信息生成的第一类路径有多条，则所述根据通信范围内设备节点的路由信息生成第一类路径和第二类路径之后还包括步骤：

标记一条第一类路径为当前路径，标记其余第一类路径为备用路径。

10.如权利要求9所述的低功耗蓝牙通信方法，其特征在于：所述标记一条第一类路径为当前路径，标记其余第一类路径为备用路径的步骤包括：

根据从所述根节点获取的标记指令标记一条第一类路径为当前路径，标记其余第一类路径为备用路径。

11.如权利要求10所述的低功耗蓝牙通信方法，其特征在于：包括所述根节点根据各第一类路径相应设备节点的电量参数和/或使用频次生成所述标记指令。

12.如权利要求9所述的低功耗蓝牙通信方法，其特征在于：包括：当前节点通过当前路径与根节点通信失败时，通过所述备用路径与根节点通信。

13.电子设备，其特征在于：包括存储器、处理器以及存储在存储器中的程序，所述程序被配置成由处理器执行，处理器执行所述程序时实现如权利要求1-12中任一项所述的低功耗蓝牙通信方法的步骤。

14.低功耗蓝牙网络，其特征在于：包括根节点和至少一个如权利要求13所述的电子设备。

15.存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-12中任一项所述的低功耗蓝牙通信方法的步骤。

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