[發(fā)明專利]一種面向BLE主動掃描的快速發(fā)現(xiàn)方法

有效

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• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111343614B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設計）人: 黃成;劉昊;呂廣維
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04W4/80
• 分類號: H04W4/80;H04W8/00
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 薛雨妍

本發(fā)明公開了一種面向BLE主動掃描的快速發(fā)現(xiàn)機制，在一個信道發(fā)送廣播包（ADV）后，可以休眠或者待機T_Sleep時間，然后無需等待掃描請求（SCAN_REQ）,直接發(fā)送掃描應答（SCAN_RSP）。本發(fā)明提出的強制掃描應答方式廣播后，不需要對標準BLE掃描設備進行修改，這使得該機制能夠與市場現(xiàn)有終端智能設備兼容；快速近鄰發(fā)現(xiàn)的時間，不受BLE主動掃描設備數(shù)量的影響；多個請求掃描響應的BLE主動掃描設備可以同時獲取BLE廣播設備的掃描應答；BLE主動掃描設備甚至可以不需要退避算法，以進一步加快發(fā)現(xiàn)時間。能夠有效提高密集BLE主動掃描設備網絡的近鄰發(fā)現(xiàn)性能，特別是少量廣播設備，但存在大量主動掃描設備的應用場景，并且在硬件上改動較小。

技術領域

本發(fā)明涉及物聯(lián)網應用領域，具體涉及密集物聯(lián)網環(huán)境下快速BLE主動掃描發(fā)現(xiàn)。

背景技術

傳統(tǒng)互聯(lián)網實現(xiàn)了人與人之間的互聯(lián)，而物聯(lián)網除了可以實現(xiàn)傳統(tǒng)互聯(lián)網的功能，還能實現(xiàn)人與物、物與物之間的全面互聯(lián)，因此它也被認為是科技領域的第三次信息革命。2010年，我國的政府工作報告即對物聯(lián)網做出了明確說明：物聯(lián)網是指通過信息傳感設備，按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控、管理的一種網絡。當前，物聯(lián)網技術已經被廣泛應用于眾多領域，如智能照明、智慧農業(yè)、環(huán)境檢測、物流跟蹤等，而在我國關于物聯(lián)網實踐最具代表性的案例便是鐵路車號自動識別系統(tǒng)。由此可見，物聯(lián)網的發(fā)展?jié)摿κ志薮螅芯课锫?lián)網相關的技術與應用也是十分有意義的。

而在關于物聯(lián)網的技術中，短距離通信技術如NFC(near?field?communication)、RFID、經典藍牙、ZigBee、BLE(Bluetooth?low?energy)等是最重要的幾個研究方向之一。RFID是一種具有體積小，強穿透性以及高安全性的免接觸數(shù)據傳輸技術，應用十分廣泛。NFC允許終端設備之間進行非接觸式點對點傳輸，同時與現(xiàn)有的非智能卡以及RFID兼容。而在工業(yè)物聯(lián)網領域，ZigBee技術應用十分廣泛。但是在諸如大量游客需要利用智能手機終端獲取景區(qū)景點公告額外信息的場景下，具有超低功耗、適合的通信距離、成本低廉等特點的BLE成為最適合的短距離通信技術。

BLE的通信過程首先是近鄰發(fā)現(xiàn)的過程，而BLE的近鄰發(fā)現(xiàn)模式有兩種：被動和主動。由于BLE對廣播包長度的限制等原因，當掃描設備需要廣播設備/信標/標簽的諸如設備名、設備地址、設備相關參數(shù)等額外信息時，掃描設備將采用主動掃描模式，通過握手的方式獲取這些額外信息。握手的過程指的是：廣播設備周期性發(fā)送廣播包(ADV_IND或者ADV_SCAN_IND)；掃描設備成功接收到廣播包后，如果滿足無需退避(backoff)，相隔一個固定的等待時間(T_IFS，150us)發(fā)送SCAN_REQ；廣播設備成功接收到SCAN_REQ之后相隔一個固定的等待時間(T_IFS，150us)回復SCAN_RSP。如果發(fā)送SCAN_REQ的主動掃描設備收到SCAN_RSP，那么表示完成一次主動掃描，如圖1所示。

如果發(fā)送SCAN_REQ的主動掃描設備沒有SCAN_RSP，掃描設備認為網絡環(huán)境存在干擾，那么根據協(xié)議中規(guī)定的退避機制，后續(xù)再收到廣播包時，不會立即發(fā)送SCAN_REQ，這會進一步導致設備發(fā)現(xiàn)時間變長。

發(fā)明內容

本發(fā)明目是為了解決上述問題，提供一種面向BLE主動掃描的快速發(fā)現(xiàn)方法，其避免了在大量主動掃描設備的情況下，SCAN_REQ沖突導致發(fā)現(xiàn)時間劇增的問題，從而達到快速掃描發(fā)現(xiàn)的要求。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供的技術方案是：提出了一種面向BLE主動掃描的快速發(fā)現(xiàn)方法，使得BLE廣播設備進入廣播事件后，分如下幾個部分開始廣播(假設37、38、39信道都需要廣播)，其具體包括以下步驟：

一.廣播設備從休眠態(tài)喚醒；

二.廣播設備切換至37信道，發(fā)送廣播包(ADV_IND或者ADV_SCAN_IND)；

三.廣播設備休眠或者待機T_Sleep?us；