从复杂环境中快速连接目标设备的方法及系统与流程

1.本发明属于无线通信技术领域，具体来说是一种从复杂环境中快速连接目标设备的方法及系统。


背景技术：

2.在目前移动终端蓝牙模块在搜索目标蓝牙设备后，搜索到的蓝牙设备会被显示在蓝牙列表中；在现实生活中，除了移动终端蓝牙设备外，其他蓝牙设备都是出厂的时候统一的默认名称。如果某品牌的一款蓝牙耳机的设备名称会全都是一样的，且不能改变；伴随着越来越来多的穿戴设备出现，同名蓝牙信号的设备就会越来越多。wifi信号也是如此。这个时候，由于无法判断哪一个设备才是目标设备，也就无法直接连接目的设备。


技术实现要素：

3.1.发明要解决的技术问题
4.本发明的目的在于解决现有技术中存在的缺陷，提供一种从复杂环境中快速连接目标设备的方法及系统，以在进行上位机和下位机之间的连接操作时，省却用户选择目标设备的操作，给用户带来更好的便利性。
5.2.技术方案
6.为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
7.从复杂环境中快速连接目标设备的方法，所述方法包括：
8.(1)采集周围环境中一个或多个下位机的蓝牙信号和/或wifi信号的mac地址；
9.(2)采集不同mac地址的蓝牙信号和/或wifi信号的信号强度，根据不同mac地址的蓝牙信号和/或wifi信号的信号强度，计算不同mac地址的蓝牙信号和/或wifi信号对应的下位机与上位机之间的通讯距离，不同mac地址的蓝牙信号和/或wifi信号对应的下位机与上位机之间的通讯距离d的计算公式为：
10.d＝10^((abs(rssi)
‑
a)/(10*n))；
11.上式中，rssi表示蓝牙信号或wifi信号的信号强度，a为蓝牙信号或wifi信号信号强度的预设衰减阈值，n为环境衰减因子；
12.(3)将不同mac地址的蓝牙信号和/或wifi信号对应的下位机与上位机之间的通讯距离进行比较，选取与上位机的通信距离最短的下位机作为目标设备，在确定目标设备后发起连接，并同时将目标设备对应的蓝牙信号或wifi信号的mac地址存储于上位机的设备列表中。
13.其优选的技术方案为：
14.如上所述的从复杂环境中快速连接目标设备的方法，步骤(1)中，获取周围环境中一个或多个下位机的蓝牙信号和/或wifi信号的mac地址的方法为：获取上位发送模块，所述发送模块机中的蓝牙和wifi信号的扫描权限，扫描周围环境中一个或多个下位机的蓝牙信号和/或wifi信号。
15.如上所述的从复杂环境中快速连接目标设备的方法，在多个不同环境背景下对同一目标设备进行快速连接时，步骤(3)之后，还包括：
16.统计上位机的设备列表中存储的不同蓝牙信号或wifi信号的历史mac地址，判断上位机的设备列表中存储的不同蓝牙信号或wifi信号的历史mac地址出现的次数是否多于预设的蓝牙或wifi连接次数，当上位机设备列表中与下位机对应的蓝牙信号或wifi信号的mac地址出现的次数多于预设的蓝牙或wifi连接次数，将对应的蓝牙信号或wifi信号的mac地址存储为优先连接mac地址。
17.如上所述的从复杂环境中快速连接目标设备的方法，步骤(1)中，还包括：判断获取得到的周围环境中一个或多个下位机的蓝牙信号和/或wifi信号的mac地址是否与上位机中存储的优先连接mac地址相同；相同时，将与优先连接mac地址相同的蓝牙信号或wifi信号的mac地址对应的下位机作为目标设备，在确定目标设备后发起连接，不再执行后续步骤；否则再继续执行步骤(2)。
18.本技术还提供了一种从复杂环境中快速连接目标设备的系统，所述连接系统包括一上位机以及一个或多个下位机，所述下位机包括发送模块，所述发送模块用于通过无线接入点或wifi无线接入点向周围环境中发送蓝牙信号或wifi信号，其中，所述蓝牙信号或所述wifi信号中包括对应下位机蓝牙无线接入点或wifi无线接入点的唯一mac地址以及蓝牙信号强度或wifi信号强度；
19.所述上位机包括：
20.接收模块，用于扫描接收一个或多个下位机的蓝牙无线接入点发送的蓝牙信号或wifi无线接入点发送的wifi信号；
21.解析模块，用于解析所接收到的蓝牙信号或wifi信号，以获得不同下位机上的蓝牙无线接入点或wifi无线接入点的唯一mac地址以及蓝牙信号强度或wifi信号强度；
22.计算模块，用于根据解析得到的不同mac地址对应的蓝牙信号强度或wifi信号强度，通过建立蓝牙信号强度或wifi信号强度与对应mac地址所在下位机与上位机之间通讯距离之间的函数映射关系，计算不同mac地址的蓝牙信号或wifi信号对应的下位机与上位机之间的通讯距离；
23.判断模块，用于根据不同mac地址的蓝牙信号或wifi信号对应的下位机与上位机之间的通讯距离，选取与上位机的通信距离最短的下位机作为目标设备；
24.连接模块，用于确定目标设备后与目标设备发起连接。
25.其优选的技术方案为：
26.如上所述的从复杂环境中快速连接目标设备的系统，所述计算模块中，蓝牙信号强度或wifi信号强度与对应mac地址所在下位机与上位机之间通讯距离之间的函数映射关系为：
27.d＝10^((abs(rssi)
‑
a)/(10*n))；
28.上式中，d为蓝牙信号强度或wifi信号强度与对应mac地址所在下位机与上位机之间距离，rssi表示蓝牙信号或wifi信号的信号强度，a为蓝牙信号或wifi信号信号强度的预设衰减阈值，n为环境衰减因子。
29.如上所述的从复杂环境中快速连接目标设备的系统，在多个不同环境背景下对同一目标设备进行快速连接时，还包括：存储模块和统计模块，所述存储模块用于存储确定目
标设备后目标设备的蓝牙信号或wifi信号的mac地址至上位机的设备列表中，所述统计模块用于统计上位机的设备列表中存储的不同蓝牙信号或wifi信号的历史mac地址出现的次数。
30.如上所述的从复杂环境中快速连接目标设备的系统，还包括：预连接模块，所述预连接模块模块用于当上位机的设备列表中存储的不同蓝牙信号或wifi信号的历史mac地址出现的次数大于或等于预设的蓝牙或wifi连接次数时，将对应的蓝牙信号或wifi信号的mac地址存储为优先连接mac地址。
31.如上所述的从复杂环境中快速连接目标设备的系统，还包括：比对模块，所述比对模块用于将扫描接收到的一个或多个蓝牙信号或wifi信号对应的mac地址与预连接模块中的优先连接mac地址进行比对，当扫描接收到的蓝牙信号或wifi信号对应的mac地址与预连接模块中的优先连接mac地址相同时，将与优先连接mac地址相同的蓝牙信号或wifi信号的mac地址对应的下位机作为目标设备。
32.3.有益效果
33.采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
34.(1)本发明的从复杂环境中快速连接目标设备的方法及系统，通过对上位机和下位机之间蓝牙信号或wifi信号的通信距离进行计算，根据通信距离的长短，自动选择通信距离最短的下位机作为目标设备并与其建立连接，省却了用户选择目标设备的相关操作，给用户带来了方便，有效提高用户体验；
35.(2)本发明的从复杂环境中快速连接目标设备的方法及系统，当用户需要通过上位机在多个不同环境背景下对同一下位机进行快速连接时，通过将连接成功的蓝牙信号或wifi信号对应的历史mac地址进行在上位机内进行保存，将超过一定连接次数的蓝牙信号或wifi信号的mac地址作为优先连接mac地址，从而在下一次再次对该设备进行连接时，仅需扫描周围环境中的蓝牙信号和/或wifi信号的mac地址，当扫描得到的蓝牙信号和/或wifi信号的mac地址中存在与优先连接mac地址相同的下位机时，直接与该下位机建立连接，无需再对蓝牙信号或wifi信号的通信距离进行计算，从而能够在更快速连接目标设备的同时，减轻上位机的运算负荷。
附图说明
36.图1为本发明的从复杂环境中快速连接目标设备的方法流程图；
37.图2为本发明的从复杂环境中快速连接目标设备的系统的结构组成示意图。
具体实施方式
38.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
39.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范
围。
40.实施例1
41.本实施例提供一种从复杂环境中快速连接目标设备的方法，如图1所示，所述方法包括：
42.(1)采集周围环境中一个或多个下位机的蓝牙信号和/或wifi信号的mac地址；
43.(2)采集不同mac地址的蓝牙信号和/或wifi信号的信号强度，根据不同mac地址的蓝牙信号和/或wifi信号的信号强度，计算不同mac地址的蓝牙信号和/或wifi信号对应的下位机与上位机之间的通讯距离；
44.(3)将不同mac地址的蓝牙信号和/或wifi信号对应的下位机与上位机之间的通讯距离进行比较，选取与上位机的通信距离最短的下位机作为目标设备，在确定目标设备后发起连接；
45.(4)将目标设备对应的蓝牙信号或wifi信号的mac地址存储于上位机的设备列表中。
46.本实施例中，所述步骤(1)中，获取周围环境中一个或多个下位机的蓝牙信号和/或wifi信号的mac地址的方法为：获取上位机中的蓝牙和wifi信号的扫描权限，扫描周围环境中一个或多个下位机的蓝牙信号和/或wifi信号。
47.所述步骤(2)中，不同mac地址的蓝牙信号和/或wifi信号对应的下位机与上位机之间的通讯距离d的计算公式为：
48.d＝10^((abs(rssi)
‑
a)/(10*n))；
49.上式中，rssi表示蓝牙信号或wifi信号的信号强度，a为蓝牙信号或wifi信号信号强度的预设衰减阈值，n为环境衰减因子。
50.通常，用户开启上位机(或主设备)的蓝牙功能或wifi与下位机(或副设备)进行蓝牙通信或wifi通信时，与上位机(或主设备)建立连接的目标设备，一般都是与上位机(或主设备)的距离均为最近的。例如，在一个依次相邻设置的办公区域a、b、c中，当用户在办公区域a中使用上位机x试图与办公区域b中的wifi信号建立连接时，上位机x进入扫描模式开始扫描周围环境中一个或多个下位机y的wifi信号，扫描得到在办公区域b中的下位机y1以及在办公区域c中的下位机y2；此时，在办公区域b中的下位机y1与在办公区域a中的上位机x的通信距离为d1,假设受到硬件和环境影响，a＝60,n＝2.5，则根据在办公区域c中的下位机y2与在办公区域a中的上位机x的通信距离为d2，读取到的在办公区域b中的下位机y1的wifi信号信号强度rssi＝
‑
54，在办公区域b中的下位机y1的wifi信号信号强度rssi＝
‑
73，则根据d＝10^((abs(rssi)
‑
a)/(10*n))可知，应有d1＝3.3113m，d2＝3.3113m。则有，d1<d2，当在办公区域a中的上位机x计算出在办公区域b中的下位机y1与在办公区域a中的上位机x的通信距离为最短的通信距离时，自动选择在办公区域b中的下位机y1作为目标设备，并自动与b在办公区域b中的下位机y1建立wifi连接。
51.通过对上位机和下位机之间蓝牙信号或wifi信号的通信距离进行计算，根据通信距离的长短，自动选择通信距离最短的下位机作为目标设备并与其建立连接，省却了用户选择目标设备的相关操作，给用户带来了方便，有效提高用户体验。
52.实施例2
53.一种从复杂环境中快速连接目标设备的方法，应用于在多个不同环境背景下对同
一目标设备进行快速连接时，其主要步骤与实施例1基本相同。不同之处在于，步骤(3)之后，还包括：
54.统计上位机的设备列表中存储的不同蓝牙信号或wifi信号的历史mac地址，判断上位机的设备列表中存储的不同蓝牙信号或wifi信号的历史mac地址出现的次数是否多于预设的蓝牙或wifi连接次数，当上位机设备列表中与下位机对应的蓝牙信号或wifi信号的mac地址出现的次数多于预设的蓝牙或wifi连接次数，将对应的蓝牙信号或wifi信号的mac地址存储为优先连接mac地址。
55.以上位机x在不同环境中对下位机x1进行快速连接为例，在第一种复杂环境中，采用实施例1中的从复杂环境中快速连接目标设备的方法快速连接下位机x1,此时上位机的设备列表中存储下位机x1的蓝牙信号或wifi信号的mac地址出现1次；在第二种复杂环境中，采用实施例1中的从复杂环境中快速连接目标设备的方法快速连接下位机x1,此时上位机的设备列表中存储下位机x1的蓝牙信号或wifi信号的mac地址出现2次；在第三种复杂环境中。。。以此类推，通过一段时间的“学习”后，上位机的设备列表中存储目标下位机x1的蓝牙信号或wifi信号的mac地址的次数是大于其他下位机的mac地址次数的。本实施例通过预设蓝牙或wifi连接次数，将多于预设的蓝牙或wifi连接次数的蓝牙信号或wifi信号的mac地址存储为优先连接mac地址，一方面，可以方便上位机对连接记录进行查询；另一方面，当用户需要在其他环境中建立与下位机的连接时，将该优先连接mac地址直接通过显示装置在上位机中显示，若干次后给用户形成记忆，方便用户自行选择目标设备；此外，优先连接mac地址的存储也有利于系统进行机器学习，方便进行后续其他步骤的操作。
56.实施例3
57.一种从复杂环境中快速连接目标设备的方法，应用于在多个不同环境背景下对同一目标设备进行快速连接时，其主要步骤与实施例3基本相同。不同之处在于，在步骤(1)中，还包括：判断获取得到的周围环境中一个或多个下位机的蓝牙信号和/或wifi信号的mac地址是否与上位机中存储的优先连接mac地址相同；相同时，将与优先连接mac地址相同的蓝牙信号或wifi信号的mac地址对应的下位机作为目标设备，在确定目标设备后发起连接，不再执行后续步骤；否则再继续执行步骤(2)。
58.当用户需要通过上位机在多个不同环境背景下对同一下位机进行快速连接时，通过将连接成功的蓝牙信号或wifi信号对应的历史mac地址进行在上位机内进行保存，将超过一定连接次数的蓝牙信号或wifi信号的mac地址作为优先连接mac地址，从而在下一次再次对该设备进行连接时，仅需扫描周围环境中的蓝牙信号和/或wifi信号的mac地址，当扫描得到的蓝牙信号和/或wifi信号的mac地址中存在与优先连接mac地址相同的下位机时，直接与该下位机建立连接，无需再对蓝牙信号或wifi信号的通信距离进行计算，从而能够在更快速连接目标设备的同时，减轻上位机的运算负荷。
59.实施例4
60.本技术提供了一种从复杂环境中快速连接目标设备的系统，如图2所示，所述连接系统包括一上位机以及一个或多个下位机；
61.所述下位机包括发送模块，所述发送模块用于通过蓝牙无线接入点或wifi无线接入点向周围环境中发送蓝牙信号或wifi信号，其中，所述蓝牙信号或所述wifi信号中包括对应下位机蓝牙无线接入点或wifi无线接入点的唯一mac地址以及蓝牙信号强度或wifi信
号强度；
62.所述上位机包括：
63.接收模块，用于扫描接收一个或多个下位机的蓝牙无线接入点发送的蓝牙信号或wifi无线接入点发送的wifi信号；
64.解析模块，用于解析所接收到的蓝牙信号或wifi信号，以获得不同下位机上的蓝牙无线接入点或wifi无线接入点的唯一mac地址以及蓝牙信号强度或wifi信号强度；
65.计算模块，用于根据解析得到的不同mac地址对应的蓝牙信号强度或wifi信号强度，通过建立蓝牙信号强度或wifi信号强度与对应mac地址所在下位机与上位机之间通讯距离之间的函数映射关系，计算不同mac地址的蓝牙信号或wifi信号对应的下位机与上位机之间的通讯距离；
66.其中，蓝牙信号强度或wifi信号强度与对应mac地址所在下位机与上位机之间通讯距离之间的函数映射关系为：
67.d＝10^((abs(rssi)
‑
a)/(10*n))；
68.上式中，d为蓝牙信号强度或wifi信号强度与对应mac地址所在下位机与上位机之间距离，rssi表示蓝牙信号或wifi信号的信号强度，a为蓝牙信号或wifi信号信号强度的预设衰减阈值，n为环境衰减因子；
69.判断模块，用于根据不同mac地址的蓝牙信号或wifi信号对应的下位机与上位机之间的通讯距离，选取与上位机的通信距离最短的下位机作为目标设备；
70.连接模块，用于确定目标设备后与目标设备发起连接。
71.实施例5
72.一种从复杂环境中快速连接目标设备的系统，应用于在多个不同环境背景下对同一目标设备进行快速连接时，与实施例4基本相同。不同之处在于，还包括：存储模块、统计模块以及预连接模块。
73.所述存储模块用于存储确定目标设备后目标设备的蓝牙信号或wifi信号的mac地址至上位机的设备列表中；
74.所述统计模块用于统计上位机的设备列表中存储的不同蓝牙信号或wifi信号的历史mac地址出现的次数；
75.所述预连接模块模块用于当上位机的设备列表中存储的不同蓝牙信号或wifi信号的历史mac地址出现的次数大于或等于预设的蓝牙或wifi连接次数时，将对应的蓝牙信号或wifi信号的mac地址存储为优先连接mac地址。
76.实施例6
77.一种从复杂环境中快速连接目标设备的系统，应用于在多个不同环境背景下对同一目标设备进行快速连接时，与实施例5基本相同。不同之处在于，还包括：比对模块，所述比对模块用于将扫描接收到的一个或多个蓝牙信号或wifi信号对应的mac地址与预连接模块中的优先连接mac地址进行比对，当扫描接收到的蓝牙信号或wifi信号对应的mac地址与预连接模块中的优先连接mac地址相同时，将与优先连接mac地址相同的蓝牙信号或wifi信号的mac地址对应的下位机作为目标设备。