CN1832442A - 自动将蓝牙设备接入网络的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动配置蓝牙设备以使之与外部网络通信的方法、设备和系统。一个蓝牙设备与一个“可信”的蓝牙设备进行配对。当找到配对的设备时，该蓝牙设备对其自身进行自动配置，从位于其邻域中的可用蓝牙设备中选择最低成本的连接。如果没有找到所需设备，该蓝牙设备可以切换到内置的接入模式。接入的网络可以是因特网或者是办公网络如802.11网络。

Description

自动将蓝牙设备接入网络的方法和系统
技术领域
本发明涉及通信领域，更具体地，本发明涉及自动配置蓝牙设备，使其可以通过一组已接入因特网或其他广域通信服务的可用蓝牙设备中的最佳设备连接到因特网。
背景技术
越来越小的移动设备正存储着越来越多的个人数据。随着移动数据量的增加，人们对保持与能支持用户交互和数据访问的广域网连接的需求，也不断增加。蓝牙设备在可与之连接的设备方面，有着极大的灵活性，但是需要与广域网后台连接的透明管理，以使蓝牙用户不必时刻关心着连接到因特网的正确和最优操作模式。例如，一台带有蓝牙装置的PDA(掌上电脑)可以通过办公室的本地接入点、大街上用户携带的移动电话、个人汽车中的付费订阅设备或者住宅中的家用电脑接入因特网。显然，带有蓝牙装置的设备每次从一个环境移动到另一个环境时，用户必须配置通信设置以在每个环境中建立最佳连接。
与本发明后续将要结合附图介绍的系统相比较，现有和传统的保护个人计算设备的技术的其它局限性和弊端对于本领域的普通技术人员来说将是显而易见。
发明内容
本发明涉及一种自动检测网络可用性并基于其他蓝牙设备的接近程度配置手持设备的方法和系统，将在以下结合至少一副附图给出描述，并在权利要求书中给出完整的说明。
根据本发明的一个方面，提供一种将蓝牙设备接入网络的方法，包括如下步骤：
a.将第一蓝牙设备和第二蓝牙设备配对；
b.设定所述第一蓝牙设备通过所述第二蓝牙设备接入广域网络所使用的通信配置参数；
c.确定何时所述第一蓝牙设备邻近所述第二蓝牙设备；
d.自动配置所述第一和第二蓝牙设备以建立所述第一蓝牙设备的网络连接。
优选地，所述方法包括：将所述第一蓝牙设备与多个第二蓝牙设备配对。
优选地，所述第一蓝牙设备基于哪个设备具有最低虚拟链接成本从所述多个第二蓝牙设备中选择。
优选地，所述网络连接为因特网连接。
优选地，所述网络连接为接入802.11网络的连接。
优选地，所述网络连接为因特网连接。
优选地，所述网络连接为接入802.11网络的连接。
优选地，如果附近没有配对的设备，所述第一蓝牙设备根据其自身性能选择一种模式。
根据本发明的一个方面，提供一种自动将蓝牙设备接入网络的系统，包括：两个配对的蓝牙设备，其中所述第一设备被配置为可使所述第二设备将所述第一设备接入网络，并且当所述第一和第二设备彼此接近时，所述第一设备自动配置以使用所述第二设备的接入模式。
优选地，所述系统包括多个第二蓝牙设备。
优选地，所述第一设备通过具有最低虚拟成本的第二设备接入网络。
优选地，所述网络为因特网。
优选地，所述网络为802.11网络。
优选地，所述网络为因特网。
优选地，所述网络为802.11网络。
优选地，如果找不到所述第二设备，所述第一设备使用内置的接入模式接入所述网络。
根据本发明的一个方面，提供一种集成电路，所述集成电路包括应用层以执行如下方法：
a.将第一蓝牙设备和第二蓝牙设备配对；
b.设定所述第一蓝牙设备通过所述第二蓝牙设备接入广域网络所使用的通信配置参数；
c.确定何时所述第一蓝牙设备邻近所述第二蓝牙设备；
d.自动配置所述第一和第二蓝牙设备以建立所述第一蓝牙设备的网络连接。
优选地，所述集成电路与多个第二蓝牙设备配对。
优选地，所述集成电路从所述多个第二蓝牙设备中选择具有最低成本的连接。
优选地，当找不到所述多个第二蓝牙设备时，所述集成电路选择内置的通信模式。
优选地，所述网络连接为因特网连接。
优选地，所述网络连接为接入802.11网络的连接。
本发明使得蓝牙设备的用户在移动时可以保持无缝连接，当该蓝牙设备从例如与其匹配的接入因特网的家用计算机附近移走并靠近例如带有蓝牙的个人移动电话时，不必管理对广域网服务的连接。
本发明的各种优点、各个方面和创新特征以及本发明实施例的细节，将在以下的描述和附图中进行详细介绍。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是进一步连接到非蓝牙网络的基本蓝牙(BT)微微网(piconet)的示意图；
图2是协议栈的简化示意图；
图3是根据本发明一个实施例运行图2所示的协议栈的蓝牙硬件实现的示意图；
图4是根据本发明一个实施例在手持蓝牙设备上执行的方法的流程图。
具体实施方式
本发明的某些实施例提供一种检测接入因特网或其它网络的蓝牙设备的邻近程度的方法和系统。本发明的某些实施例提供一种查找最接近的蓝牙设备并选择具有最低成本的设备接入网络的方法和系统。其它实施例基于用户的选择自动执行这些功能。
蓝牙无线技术提供自由的连接性能，将用户从有线连接中解放出来。蓝牙是一种用于小波形系数、低成本无线解决方案的规范，提供移动计算机、移动电话、以及其它便携式和手持式设备之间的链接。蓝牙最吸引人的地方在于低功耗和短距离，加上蓝牙设备能够自动检测和连接附近的(一般在10米以内，)其它蓝牙设备，外加在使用本地蓝牙微微网(piconet)接入广域网的情况下能够支持相当高的数据率。
关于蓝牙
蓝牙技术是一项允许智能设备通过无线短程通信彼此通讯的国际开放标准。这项技术允许任何类型的电子设备——从计算机和蜂窝式移动电话到键盘和耳机——建立其自己的连接，无需电线、电缆或用户的任何直接参与。目前蓝牙已经集成到很多商业产品之中，包括笔记本电脑、PDA(掌上电脑)、移动电话、打印机和更多每天创造的新产品。
蓝牙的工作原理
蓝牙是一种跳频扩谱(frequency hopping spread spectrum，FHSS)无线系统，工作于2.4GHz的无须授权的频段。它的低功率传输允许的典型距离是大约10米。设备间彼此连接组成的网络就是所说的微微网(piconet)，在微微网中具有多达7个的活动设备。微微网内设备间的最大数据吞吐量加上设备间共享的数据容量大约为7823kbps。
图1所示为微微网101，包括三个支持蓝牙的设备，即头戴式耳机103、笔记本电脑105和蜂窝电话107。笔记本电脑105带有无线装置119，可以使用802.11协议接入局域网接入点109。蜂窝电话107，也可以是手持PDA，具有使用公众电话交换网113通过空中连接111“拨号”因特网115的能力。LAN(局域网)123一般也能通过网关117连接到因特网115。LAN 123可以包括多个非蓝牙设备连接其中，如文件服务器121。
蓝牙有一个协议栈，用来传送数据和实现应用需要的高级性能。该协议栈包括多个为不同用途设计的不同协议。协议栈的最上层是应用框架或应用层。蓝牙还含有一个底层协议栈，用于链路管理和基带控制。图2是协议栈201的简化示意图。该协议栈包括框架203、BTM 205、PFCOMM 207、SDP 209、L2CAP 211、HCI 213和底层栈215。应用层217含有计算机程序，利用蓝牙的功能实际实现一些有用的工具。
蓝牙的硬件实现通常是包括1到2个芯片的高度集成的系统。图3是蓝牙硬件实现的模块示意图，包括无线IC(集成电路)303和基带IC(集成电路)305。
蓝牙基带芯片包括处理器核心如带有集成存储器的ARM7307、蓝牙基带309和一些其它外围电路。无线IC使用一个单独的芯片303。ARM7处理器运行所有需要的软件，包括底层栈、上层栈和嵌入的应用框架。这种单CPU实现提供一种微型、低功率、低成本的解决方案。
软件“栈”用于在该栈的高层插入有用的应用程序。这些应用程序可以被设计用来利用蓝牙的底层来实现基于蓝牙无线链接的功能。
蓝牙无线网络的短距离特性使它可以被用于通过询问区域内哪些已知设备可用的方式建立相关定位。这可用于自动配置手持设备的网络接入和其它设置。例如，如果支持蓝牙的手持设备用于办公室环境中，它可以检测办公室的绑定设备如蓝牙网络接入点并自动对其进行设置以用于因特网接入、目录访问等等——这些对用于来说都是透明的。当用户离开办公室但随身携带了支持蓝牙的蜂窝电话时，网络接入、目录访问等可以自动切换到通过蜂窝电话的拨号连接网络。
蓝牙标准规定了实现一个设备将其自身与其它设备连接起来的“配对”过程，参见蓝牙1.2核心规范第3册第3.3节(Bluetooth 1.2 core specification，Vol.3，Section 3.3)。
本发明的一个实施例中，系统至少使用2个蓝牙设备。最初，该两个设备之间没有“配对”。一旦设备互相接近，所有者可以让它们彼此建立联系。一旦配对完成，可以使用本发明的方法标记该配对设备为可信设备，并且对手持设备进行配置以使用该配对设备的更广的网络接入能力。之后，每一个设备都可以识别其他设备，当该手持设备发现该配对的设备时，手持设备将对其自己进行配置以基于用户设置的条件使用该配对的设备的通信功能。如果手持设备没有找到其它设备，通常转至内置的接入模式，如拨号。
为进行配置，用户确定一组可信设备并配置相关的设置。通过使用设备配对过程交换蓝牙链接密钥并明确地将该设备标记为可信设备，可以建立可信关系。这样的可信关系一旦建立，链路也就配置完成。可信设备包括蜂窝电话、台式电脑、笔记本电脑或是像蓝牙钥匙链(keychain)之类的专用设备。配置完成后，手持设备中的蓝牙软件执行周期性地蓝牙扫描来检测所在区域内的可信设备，建立通信环境并根据扫描结构自动应用所述配置设置。如果找到多个设备，该手持设备或其它蓝牙设备自动地确定最佳的可能网络配置。该最佳配置基于链路的相对速度和成本来确定。
所述方法可以扩展到蓝牙以外的领域。蓝牙可以用于建立设备邻域，但是一旦该设备确定邻域内的可信设备具有802.11兼容性，比如在办公局域网内，该手持设备可经配置后切换到802.11模式，如果该手持设备具有该可选的通信能力的话。
本发明可以完全集成到一个芯片内，例如一个蓝牙芯片内，该芯片具有可机读存储器，其中存储的计算机程序包括用于检测其它蓝牙设备是否存在的代码段。该程序包含至少一个机器可执行的代码段，使该机器执行将在下面详加描述的步骤。
本发明所述的集成电路还包括一个应用层，用来执行本发明的方法。该集成电路连接有蓝牙无线设备。该集成电路还具有唯一的硬件ID。
图4所示为本发明的方法的一个实施例的示意图。在步骤401，对手持设备配置通过配对的设备接入因特网或其他网络的优选模式。假定对于每一个这样的设备，手持设备和匹配的设备在某个时间点建立了可信关联。每个蓝牙设备可通过手动方式按照所述蓝牙配对程序与可信设备建立联系。一旦配对完成，设备间将通过内置于蓝牙设备内的唯一设备ID识别彼此。可以预见，使用手动方式时，需要对该手持设备可能寻求网络接入的每个设备执行手动配对程度。
作为设置和配对过程的一部分，需要评估匹配的设备的通信能力。对于每一个设备，需要考虑链接速度、类型和金钱成本以评估每个可能的链接的虚拟成本。还对任何对该特定组合唯一的其他配置参数进行定义，如入口数量、编码、奇偶或误差校验、超时设定以及该特定链接需要设定的其它任何参数。
在步骤403，假定手持设备的一个应用程序请求因特网或网络连接。该手持设备使用蓝牙“查询”模式通过查询扫描来确定其邻近范围内是否有可信的、首选的蓝牙设备存在。一次查询扫描约需8秒的时间，允许每一个蓝牙设备找出附近蓝牙设备的唯一标志符。任何其它的对该特定组合唯一的配置参数也同样被定义，如入口数量、编码、奇偶或误差校验、超时设定以及该特定链接需要设定的其它任何参数。
在步骤405，该手持设备确定是否有任何首选蓝牙设备存在。如果有，则对每一个这样的设备，该手持设备根据每个被发现的设备的已知性能(基于连接成本、速度和服务质量)选择最佳的网络接入方式(步骤407中)。每个被发现的设备的每个参数按照速度、链接类型和成本进行排列。根据用户输入的对每个参数的相对权重，可选择出具有最低虚拟成本的链接。例如，用户可以将选择算法配置为总是选择最快的链接，将成本的权值设为0。或者，该软件可以将权值配置为优先使用“免费”链接，当免费链接不可用时，只使用“费用高”的链接。
选出最佳的设备后，在步骤409中，手持设备将对网络链接进行配置以使用确定的方法，无论它是代理服务器、VPN还是拨号网络。这种配置最好是自动的，这样可以减轻用户选择接入方法和为使用该方法进行相关设置的负担。
如果没有找到其它设备，或者找到一个设备且网络连接已经成功配置，该手持设备在执行下一次扫描403之前，执行延时411。该延时可避免手持设备进行多余的扫描和配置/再配置以节省电池消耗。
本发明也可以嵌入在具有实现本发明的所有特征的计算机程序产品内，并且当被载入计算机系统时，可以实现这些方法。本申请文中提及的计算机程序指以任何语言、代码或符号且采用任何表达形式的一组指令，这些指令意在使系统具有执行特定功能的信息处理能力，无论是直接执行还是经过下面的一或两种处理之后：a)转化为另一种语言、代码或符号；b)用不同的材料形式再现。
虽然本发明是结合一些实施例进行描述的，但是本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的指导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的范围。因此，本发明并不局限于此处所公开的具体实施例，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种将蓝牙设备接入网络的方法，包括如下步骤：
a.将第一蓝牙设备和第二蓝牙设备配对；
b.设定所述第一蓝牙设备通过所述第二蓝牙设备接入广域网络所使用的通信配置参数；
c.确定何时所述第一蓝牙设备邻近所述第二蓝牙设备；
d.自动配置所述第一和第二蓝牙设备以建立所述第一蓝牙设备的网络连接。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：将所述第一蓝牙设备与多个第二蓝牙设备配对。
3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一蓝牙设备基于哪个设备具有最低虚拟链接成本从所述多个第二蓝牙设备中选择。
4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络连接为因特网连接。
5、一种自动将蓝牙设备接入网络的系统，包括：两个配对的蓝牙设备，其中所述第一设备被配置为可使所述第二设备将所述第一设备接入网络，并且当所述第一和第二设备彼此接近时，所述第一设备自动配置以使用所述第二设备的接入模式。
6、如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统包括多个第二蓝牙设备。
7、如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一设备通过具有最低虚拟成本的第二设备接入网络。
8、一种集成电路，所述集成电路包括应用层以执行如下方法：
a.将第一蓝牙设备和第二蓝牙设备配对；
b.设定所述第一蓝牙设备通过所述第二蓝牙设备接入广域网络所使用的通信配置参数；
c.确定何时所述第一蓝牙设备邻近所述第二蓝牙设备；
d.自动配置所述第一和第二蓝牙设备以建立所述第一蓝牙设备的网络连接。
9、如权利要求8所述的集成电路，其特征在于，所述集成电路与多个第二蓝牙设备配对。
10、如权利要求9所述的集成电路，其特征在于，所述集成电路从所述多个第二蓝牙设备中选择具有最低成本的连接。
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