[發明專利]一種工業藍牙網絡系統及組網方法

有效

• 申請號: 201310566493.0
• 申請日: 2014-01-26
• 公開（公告）號: CN103684938B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: 秦元慶;朱錢祥;周純杰
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H04L12/28
• 分類號: H04L12/28;H04L29/06;H04B5/00;H04W12/02
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 朱仁玲

1.一種工業藍牙網絡系統，用于工業場所中的網絡通信，其包括藍牙主站和由其管理的多個藍牙從站，并且每個藍牙從站都具備一個相應的網絡密鑰裝置(NETWORK_KEY)，其中，

所述網絡密鑰裝置用于實現所述藍牙主站與其管理的多個藍牙從站之間的組網過濾參數的交互；

所述藍牙主站、從站均包括：

中央控制單元(MCU)，通過所述網絡密鑰裝置中存儲的過濾參數控制藍牙模塊進行網絡管理和無線數據收發；以及

藍牙模塊，用來運行藍牙協議棧，并通過主機控制接口（Host?Controller?Interface,HCI）接受所述中央控制單元的控制命令以及其它主站或從站發送過來的無線幀；

并且，所述藍牙主站還包括：

網絡配置接口電路，用來設置當前微微網ID、從站的邏輯地址以及主站管理的從站數目；以及

RS485/CAN總線接口電路，用于該藍牙主站與網絡內的其他微微網主站組建成有線網絡。

2.根據權利要求1所述的系統，其中，所述網絡密鑰裝置為非易失存儲器，通過總線與所述藍牙主站或從站進行通信，其存儲有加密后的組網過濾參數，包括當前微微網ID、主站藍牙地址及從站邏輯地址。

3.一種應用于權利要求1-2任一項所述的工業藍牙網絡系統的組網方法，其中，所述藍牙主站執行如下步驟：

1）配置與該藍牙主站所管理的所有藍牙從站相應的網絡密鑰裝置，將主站藍牙地址、當前微微網ID和從站邏輯地址加密寫入各藍牙從站對應的網絡密鑰裝置；

2）中央控制單元將藍牙模塊的搜索過濾參數設置為當前微微網ID，命令其執行搜索操作：若藍牙模塊搜索到的從站設備類型（CLASS_of_DEVICE）信息不符合搜索過濾參數，則不將該從站的藍牙地址信息上傳到中央控制單元；藍牙模塊搜索完畢后，若中央控制單元得到的從站藍牙地址信息個數少于藍牙主站應管理的從站數目，則命令藍牙模塊重新執行搜索操作，否則執行第3）步；

3）所述藍牙主站向搜索到的所有從站逐一發送ACL鏈路建立請求幀，等待所有從站接收該請求并建立與它之間的ACL鏈路，由此主站與從站組成一個微微網。

4.根據權利要求3所述的組網方法，其中，所述步驟1）具體為：

1a）上電后，中央控制單元和藍牙模塊之間建立BCSP鏈路；

1b）所述藍牙主站檢測其本身是否插入了網絡密鑰裝置，若是，執行第1c）步，否則執行第2）步；

1c）中央控制單元通過HCI指令讀取藍牙模塊的主站藍牙地址，并讀取通過所述網絡配置接口電路設置的當前微微網ID和為與所述插入的網絡密鑰裝置相應的藍牙從站設置的邏輯地址，將這些信息加密存儲到所述插入的網絡密鑰裝置，然后等待用戶斷電操作，拔下該插入的網絡密鑰裝置，若該藍牙主站應管理的其他藍牙從站相應的網絡密鑰裝置尚未配置完畢，則繼續插入其他藍牙從站相應的網絡密鑰裝置，最后返回步驟1a）。

5.根據權利要求3或4所述的組網方法，其中，所述多個藍牙從站中的每一個均執行如下步驟：

1）將與該藍牙從站相應的網絡密鑰裝置插入該從站，上電初始化，中央控制單元檢測是否有網絡密鑰裝置插入，若無，則不執行任何操作，否則執行第2）步；

2）中央控制單元與藍牙模塊建立BCSP鏈路，讀取并解密所述插入的網絡密鑰裝置中的組網過濾信息，并通過一系列的HCI指令對藍牙模塊執行參數配置，包括將該從站的設備類型（CLASS_of_DEVICE）設置為所述網絡密鑰裝置中的當前微微網ID，將連接請求的過濾參數設置為所述插入的網絡密鑰裝置中的主站藍牙地址；

3）所述藍牙從站進入等待狀態，響應主站的搜索操作和鏈路建立請求；若接收到鏈路建立請求幀，則判斷該幀的來源地址與所述連接請求的過濾參數（即主站的藍牙地址）是否一致，若一致，與主站建立ACL鏈路；否則丟棄該幀。

6.根據權利要求3-5中任一項所述的組網方法，其中，采用分組加密算法對所述網絡密鑰裝置中存儲的當前微微網ID、藍牙從站的邏輯地址以及主站藍牙地址進行加密；采用序列密碼算法對所述ACL鏈路上的傳輸數據進行加密。

7.根據權利要求3-6中任一項所述的組網方法，其中，在所述藍牙主站上設置ACL鏈路保障機制：藍牙主站監測與從站的斷鏈事件，啟動設備搜索操作，當斷鏈原因消除時，主站重新搜索到該從站并執行相應的重連操作，以恢復與其的ACL鏈路。