【专利解密】重度使用蓝牙用户福音 泰凌微电子发明多设备蓝牙扩展方案

【嘉勤点评】泰凌微电子发明的基于低功耗蓝牙的数据传输方案，可以使得在一个主设备与多个从设备通信时扩展从设备的数量，具有通信延时小、稳定以及成本低等特点。同时，这种数据传输方案也适用于现有低功耗蓝牙设备，更有利于技术的推广。

随着电子技术的快速发展，无线连接技术已经越来越广泛地应用在人们的生活和工作中，其也是目前发展较为迅速且应用广泛的一种无线连接技术。

蓝牙的数据传输方法一般基于蓝牙协议，而目前使用较为广泛的是低功耗蓝牙（BLE）协议。传统低功耗蓝牙的数据交互过程为：从设备在广播信道中发起设备广播，主设备在监测从设备的广播后，如果需要和该从设备进行数据交换，则发起连接请求。

目前，常用的低功耗蓝牙协议标准中一个中心节点最多可以和七个从节点进行通信。因此，当一个主设备与多个从设备通信时，由于从设备的数量有限，主设备需要轮流与各个从设备建立通信连接，通过周期轮询的方式获取各个从设备的有效载荷。

但是，这种通信方式的时延比较长，导致智能设备上通常使用的应用软件无法实现对底层低功耗蓝牙设备时序上的精确控制。当一个主设备和超过四个从设备通信时，出现通信失败的概率会大大增加。

为此，泰凌微电子在2017年2月8日申请了一项名为“一种基于低功耗蓝牙的数据传输方法、从主设备及系统”的发明专利（申请号：201710068976.6），申请人为泰凌微电子（上海）有限公司。

根据该专利目前公开的相关资料，让我们一起来看看这项技术方案吧。

如上图，为该专利中发明的基于低功耗蓝牙的数据传输方法的流程图，首先，从设备中发送第一类广播，第一类广播包含有：从设备地址701、从设备名称702、服务类型703、广播间隔704和从设备密钥705。从设备会以一定的周期（即第一类广播周期）在低功耗蓝牙标准定义的三个广播信道上发送第一类广播。

其次，从设备接收来自主设备的连接请求和虚拟连接参数，连接请求中包含有跳频信息和时间间隔，从设备根据连接请求中的跳频信息和时间间隔与主设备建立通信连接。虚拟连接参数包括：主设备地址801、从设备地址701、连接间隔802（即第二类广播周期）、主设备密钥803和广播信道选择804（即虚拟连接所将采用的广播信道）。

值得一提的是，由于主设备在发出连接请求后并不会收到确认信息，所以无法确认是否连接成功，需要在特定信道和从设备进行数据交互才能确认是否连接成功，所以主设备会在数据信道向从设备发送虚拟连接参数。

最后，在从设备保存建立虚拟连接的必要数据后，从设备就立即断开与主设备的连接，使得从设备与主设备的直接连接只维持很短的时间，一般实际连接的过程维持100ms以内。并基于接收到的虚拟连接数据向主设备发送第二类广播。

如上图，是从设备的结构示意图，其主要包括有：第一发送模块41、第一接收模块42和断开模块43。第一发送模块用于发送第一类广播，还可以根据虚拟连接参数向主设备发送第二类广播，其中包括待传输的有效载荷；第一接收模块用于分别接收来自主设备的连接请求和虚拟连接参数；而断开模块用于断开与主设备的连接。

最后，我们来看看上述从设备和主设备的数据传输交互过程的示意图，从设备在低功耗蓝牙标准定义的三个广播信道上发送第一类广播。主设备监听到从设备发送的第一类广播，根据第一类广播中的从设备名称向从设备发送连接请求，并生成主设备密钥和传送周期。

从设备接收来自主设备的连接请求，从设备根据连接请求在连接请求所设定的信道上接收主设备发送的虚拟连接参数，根据接收到的虚拟连接参数确认为配对成功。

以上就是泰凌微电子发明的基于低功耗蓝牙的数据传输方案，该方案可以使得在一个主设备与多个从设备通信时扩展从设备的数量，具有通信延时小、稳定以及成本低等特点。同时，这种数据传输方案也适用于现有低功耗蓝牙设备，更有利于技术的推广。

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