一种蓝牙空口数据的传输方法及系统与流程

1.本发明涉及蓝牙空口数据通讯领域，具体涉及一种蓝牙空口数据的传输方法及系统。


背景技术：

2.目前市场上的智能燃气表，由机械式燃气表和燃气表智能主控板组成。但是燃气表智能主控板的功能比较单一，例如ic卡智能燃气表，用户需要带着卡片去营业厅交费，回家充值，比较麻烦。只有nb功能的燃气表，如果没有nb信号，用户将无法给燃气表充值，无法正常使用燃气表。因此急需一种通信技术来弥补上述不足。
3.其中蓝牙技术经过多个版本的升级，目前已经广泛应用于物联网领域，是一门成熟的通信技术。具体地将蓝牙功能集成在一块燃气表智能主控板上，这样用户可以在其它数据通道出现问题时，通过蓝牙传输数据，完成数据正常交互，不影响用户使用燃气。
4.但是基于蓝牙技术进行传输数据过程中，蓝牙加密空口数据很容易被监听、被解密，从而将蓝牙空口数据的通讯安全。


技术实现要素：

5.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中难以保障蓝牙空口数据的通讯安全缺陷，从而提供一种蓝牙空口数据的传输方法及系统。
6.本发明提出的技术方案如下：
7.第一方面，本发明实施例提供一种蓝牙空口数据的传输方法，应用于移动终端app，所述蓝牙空口数据的传输方法，包括：
8.向安全平台发送加密申请；
9.接收所述安全平台发送的第一认证信息及随机数；
10.将所述第一认证信息发送至蓝牙燃气表；
11.获取待传输的第一蓝牙空口数据，将所述随机数作为蓝牙空口数据传输的第一配对加密密钥，利用所述第一配对加密密钥对所述第一蓝牙空口数据进行加密，得到第二蓝牙空口数据；
12.将所述第二蓝牙空口数据发送至所述蓝牙燃气表。
13.可选地，蓝牙空口数据的传输方法还包括：
14.接收所述蓝牙燃气表发送的第四蓝牙空口数据；
15.利用所述第一配对加密密钥对所述第四蓝牙空口数据进行解密，得到待传输的第三蓝牙空口数据。
16.第二方面，本发明实施例提供一种蓝牙空口数据的传输方法，应用于蓝牙燃气表，所述蓝牙空口数据的传输方法，包括：
17.接收移动终端app发送的第一认证信息；
18.利用预设密钥对所述第一认证信息进行解密，得到第二认证信息，将所述第二认
证信息作为蓝牙空口数据传输的第二配对加密密钥；
19.接收所述移动终端app发送的第二蓝牙空口数据，利用所述第二配对加密密钥对所述第二蓝牙空口数据进行解密，得到待传输的第一蓝牙空口数据。
20.可选地，蓝牙空口数据的传输方法，还包括：
21.获取待传输的第三蓝牙空口数据，利用所述第二配对加密密钥对所述第三蓝牙空口数据进行加密，得到第四蓝牙空口数据；
22.将所述第四蓝牙空口数据发送至所述移动终端app。
23.可选地，所述蓝牙燃气表通过内嵌的esam安全芯片进行数据的加密和解密工作。
24.第三方面，本发明实施例提供一种蓝牙空口数据的传输方法，应用于安全平台，所述蓝牙空口数据的传输方法，包括：
25.接收移动终端app发送的加密申请，根据所述加密申请生成随机数；
26.利用预设密钥对所述随机数进行加密处理，得到第一认证信息；
27.将所述第一认证信息及所述随机数发送至所述移动终端app。
28.第四方面，本发明实施例提供一种蓝牙空口数据的传输系统，包括：移动终端app、蓝牙燃气表及安全平台，其中，
29.所述移动终端app向安全平台发送加密申请；
30.所述安全平台接收移动终端app发送的加密申请，根据所述加密申请生成随机数；
31.所述安全平台利用预设密钥对所述随机数进行加密处理，得到第一认证信息；
32.所述安全平台将所述第一认证信息及所述随机数发送至所述移动终端app；
33.所述移动终端app接收所述安全平台发送的第一认证信息及随机数；
34.所述移动终端app将所述第一认证信息发送至蓝牙燃气表；
35.所述蓝牙燃气表接收移动终端app发送的第一认证信息；
36.所述蓝牙燃气表利用预设密钥对所述第一认证信息进行解密，得到第二认证信息，将所述第二认证信息作为蓝牙空口数据传输的第二配对加密密钥；
37.所述移动终端app获取待传输的第一蓝牙空口数据，将所述随机数作为蓝牙空口数据传输的第一配对加密密钥，利用所述第一配对加密密钥对所述第一蓝牙空口数据进行加密，得到第二蓝牙空口数据；
38.所述移动终端app将所述第二蓝牙空口数据发送至所述蓝牙燃气表；
39.所述蓝牙燃气表接收所述移动终端app发送的第二蓝牙空口数据，利用所述第二配对加密密钥对所述第二蓝牙空口数据进行解密，得到待传输的第一蓝牙空口数据。
40.第五方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行本发明实施例第一方面、第二方面或第三方面所述的蓝牙空口数据的传输方法。
41.第六方面，本发明实施例提供一种蓝牙空口数据的传输设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行本发明实施例第一方面、第二方面或第三方面所述的蓝牙空口数据的传输方法。
42.本发明技术方案，具有如下优点：
43.本发明提供的一种蓝牙空口数据的传输方法，在完成移动终端app对蓝牙燃气表
的合法性认证后，利用身份法性认证过程中产生的随机数及其对应的第二认证信息作为蓝牙空口数据的配对加密密钥。在空口数据传输过程中，蓝牙监听设备即使监听到了临时密钥，也只是监听到了用预设密钥加密得到的数据，无法正确解析出后续的蓝牙空口加密数据，从而确保了蓝牙空口数据的通讯安全。
44.本发明提供的一种蓝牙空口数据的传输系统。在空口数据传输过程中，利用身份法性认证过程中产生的随机数及其对应的第二认证信息作为蓝牙空口数据的配对加密密钥。即使蓝牙监听设备监听到了临时密钥，也只是监听到了用预设密钥加密得到的数据，无法正确解析出后续的蓝牙空口加密数据，从而确保了蓝牙空口数据的通讯安全。
附图说明
45.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
46.图1为本发明实施例中蓝牙空口数据的传输系统的一个应用场景示意图；
47.图2为本发明实施例中蓝牙燃气表智能主控板功能框图；
48.图3为本发明实施例蓝牙空口数据的传输方法的一个具体示例的流程图；
49.图4为本发明实施例蓝牙空口数据的传输方法的另一个具体示例的流程图；
50.图5为本发明实施例蓝牙空口数据的传输方法的另一个具体示例的流程图；
51.图6为本发明实施例蓝牙空口数据的传输设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
52.下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
53.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
54.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
55.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
56.如图1所示，是本发明实施例的应用场景示意图。移动终端app和蓝牙燃气表建立蓝牙连接后，移动终端app向安全平台申请加密随机数。安全平台从加密机取出随机数r1，
用预设密钥k1加密r1得到第一认证信息r2，然后将r2送到移动终端app。移动终端app将r2送到蓝牙燃气表。蓝牙燃气表也用预设密钥k1解密r2得到第二认证信息r3。因为安全平台和燃气表都使用k1对随机数据加解密，所以如果操作正确的话，r1和r3是相等的。安全平台再把r1发送到移动终端app。移动终端app用r1启动配对加密，蓝牙燃气表用r3启动配对加密，因为r1和r3相等，所以可以配对加密成功，即移动终端app和蓝牙燃气表能进行蓝牙空口加密数据传输。
57.本发明实施例提供一种蓝牙空口数据的传输系统，如图1所示，包括：移动终端app、蓝牙燃气表及安全平台，其中，移动终端app向安全平台发送加密申请；安全平台接收移动终端app发送的加密申请，根据加密申请生成随机数；安全平台利用预设密钥对随机数进行加密处理，得到第一认证信息；安全平台将第一认证信息及随机数发送至移动终端app；移动终端app接收安全平台发送的第一认证信息及随机数；移动终端app将第一认证信息发送至蓝牙燃气表；蓝牙燃气表接收移动终端app发送的第一认证信息；蓝牙燃气表利用预设密钥对第一认证信息进行解密，得到第二认证信息，将第二认证信息作为蓝牙空口数据传输的第二配对加密密钥；移动终端app获取待传输的第一蓝牙空口数据，将随机数作为蓝牙空口数据传输的第一配对加密密钥，利用第一配对加密密钥对第一蓝牙空口数据进行加密，得到第二蓝牙空口数据；移动终端app将第二蓝牙空口数据发送至蓝牙燃气表；蓝牙燃气表接收移动终端app发送的第二蓝牙空口数据，利用第二配对加密密钥对第二蓝牙空口数据进行解密，得到待传输的第一蓝牙空口数据。
58.在一具体实施例中，蓝牙燃气表中mcu微控制器通过内嵌的蓝牙模块收发数据。从而蓝牙-nb燃气表智能主控板可以和移动终端等设备进行数据通讯。其中，蓝牙模块采用低功耗蓝牙。低功耗蓝牙是无线短距通讯技术。旨在用于医疗保健、运动健身、信标、安防、家庭娱乐等领域的新兴应用。相较经典蓝牙，低功耗蓝牙旨在保持同等通信范围的同时显著降低功耗和成本。低功耗蓝牙在空中进行数据传送，在spec中称之为air interface packets，俗称空口包。无线通信技术当中，“空中接口”定义了终端设备与网络设备之间的电波链接的技术规范，使无线通信像有线通信一样可靠。在本发明实施例中，移动终端移包括但不限于手机、笔记本、平板电脑、pos机及车载电脑。
59.在本发明实施例中，移动终端app和蓝牙燃气表建立蓝牙连接后，移动终端app向安全平台发送加密申请。安全平台根据加密申请从加密机取出随机数r1。安全平台利用预设密钥k1加密随机数r1得到第一认证信息r2。安全平台将第一认证信息r2发送至移动终端app。移动终端app接收到后第一认证信息r2将其发送至蓝牙燃气表。蓝牙燃气表也用上述预设密钥k1解密第一认证信息r2，从而得到第二认证信息r3。由于安全平台和蓝牙燃气表都使用预设密钥k1对随机数r1进行加解密，因此如果操作正确的话，随机数r1和第二认证信息r3是相等的。若判定随机数r1和第二认证信息r3相等，则完成移动终端app对蓝牙燃气表的合法性认证。
60.再完成移动终端app对蓝牙燃气表的合法性认证后，安全平台再次将上述随机数r1发送至移动终端app。移动终端app将上述随机数r1作为蓝牙空口数据传输的第一配对加密密钥。蓝牙燃气表将第二认证信息作为蓝牙空口数据传输的第二配对加密密钥。由于随机数r1和第二认证信息r3是相等的，因此第一配对加密密钥和第二配对加密密钥也是相等的。即移动终端app和蓝牙燃气表之间传输的蓝牙空口数据可以配对加密成功。
61.具体地，移动终端app利用第一配对加密密钥对待传输的第一蓝牙空口数据进行加密，得到第二蓝牙空口数据。而后将第二蓝牙空口数据发送至蓝牙燃气表。蓝牙燃气表利用第二配对加密密钥对第二蓝牙空口数据进行解密，得到待传输的第一蓝牙空口数据，完成蓝牙空口数据传输。
62.同样地，当蓝牙燃气表向移动终端app传输数据时，蓝牙燃气表利用第二配对加密密钥对待传输的第三蓝牙空口数据进行加密，得到第四蓝牙空口数据。而后将第四蓝牙空口数据发送至移动终端app。移动终端app利用随机数r1对第四蓝牙空口数据进行解密，得到待传输的第三蓝牙空口数据，完成蓝牙空口数据传输。
63.在一实施例中，蓝牙燃气表的功能主要通过燃气表智能主控板完成。具体地，燃气用量通过轴传动，或者磁力传动的过程中，通过电子采样获取用户的用气量。智能主控板获取用户的用气量后，可以在线路板上的lcd(液晶屏)上显示；通过nb、蓝牙，ic卡，红外通讯等和管理系统交互数据，完成充值，阀门控制等功能。
64.在本发明实施例中，蓝牙燃气表智能主控板功能框图如图2所示。其工作过程如下：
65.1.mcu微控制器可以通过内嵌的蓝牙模块收发数据。从而，蓝牙-nb燃气表智能主控板可以和手机蓝牙等设备进行数据通讯。
66.2.mcu微控制器通过p1.1控制led灯光点亮和熄灭，mcu微控制器通过p1.1输出高电平，led灯光熄灭；mcu微控制器通过p1.1输出低电平，led点亮。指示蓝牙-nb燃气表智能主控板工作状态，包括有按键按下，远程数据通讯开始和通讯结束等。
67.3.mcu微控制器通过rxd2接收数据，通过txd2发送数据。蓝牙-nb燃气表智能主控板通过运营商移动数据模块完成和远传智能表管理系统的数据交互。
68.4.mcu微控制器通过p1.2控制蜂鸣器发出声音，指示蓝牙-nb燃气表智能主控板有按键按下，以及燃气表剩余气量用完等声音提示。
69.5.mcu微控制器通过rxd3接收数据，通过txd3发送数据。蓝牙-nb燃气表智能主控板通过和esam安全模块的数据交互，完成数据的加密和解密工作。
70.6.mcu微控制器通过rxd4接收数据，通过txd4发送数据。蓝牙-nb燃气表智能主控板通过和eeprom数据存储模块的数据交互，完成关键数据的保存工作，掉电不丢失数据。
71.7.mcu微控制器通过p1.3输入的按键指令，执行蓝牙-nb燃气表智能主控板液晶显示，以及启动远传数据交互的相关命令。
72.8.mcu微控制器通过lcd总线驱动lcd显示相关内容，显示燃气表剩余气量，累计用气量等。
73.9.mcu微控制器通过p1.4探测到防拆检测开关闭合时，关闭阀门。
74.10.需要打开和关闭阀门时，mcu微控制器通过p1.5和p1.6打开和关闭阀门。
75.11.mcu微控制器通过p2.0给装在燃气表基表中的压力传感器发送压力测量命令，通过p2.1从装在燃气表基表中的压力传感器得到压力测试数据。
76.12.mcu微控制器通过p2.2给装在燃气表基表中的温度传感器发送压力测量命令，通过p2.3从装在燃气表基表中的温度传感器得到压力测试数据。
77.本发明提供的一种蓝牙空口数据的传输系统。在空口数据传输过程中，利用身份法性认证过程中产生的随机数及其对应的第二认证信息作为蓝牙空口数据的配对加密密
钥。即使蓝牙监听设备监听到了临时密钥，也只是监听到了用预设密钥加密得到的数据，无法正确解析出后续的蓝牙空口加密数据。从而确保了蓝牙空口数据的通讯安全。
78.本发明实施例提供一种蓝牙空口数据的传输方法，应用于移动终端app，如图3所示，蓝牙空口数据的传输方法，包括如下步骤：
79.步骤s11：向安全平台发送加密申请。
80.步骤s12：接收安全平台发送的第一认证信息及随机数。
81.步骤s13：将第一认证信息发送至蓝牙燃气表。
82.步骤s14：获取待传输的第一蓝牙空口数据，将随机数作为蓝牙空口数据传输的第一配对加密密钥，利用第一配对加密密钥对第一蓝牙空口数据进行加密，得到第二蓝牙空口数据。
83.步骤s15：将第二蓝牙空口数据发送至蓝牙燃气表。
84.在一具体实施例中，蓝牙空口数据的传输方法还包括：
85.步骤s16：接收蓝牙燃气表发送的第四蓝牙空口数据；
86.步骤s17：利用第一配对加密密钥对第四蓝牙空口数据进行解密，得到待传输的第三蓝牙空口数据。
87.具体内容参考上述实施例中蓝牙空口数据的传输系统的相关描述，在此不再赘述。
88.本发明实施例提供一种蓝牙空口数据的传输方法，应用于蓝牙燃气表，如图4所示，蓝牙空口数据的传输方法，包括：
89.步骤s21：接收移动终端app发送的第一认证信息。
90.步骤s22：利用预设密钥对第一认证信息进行解密，得到第二认证信息，将第二认证信息作为蓝牙空口数据传输的第二配对加密密钥。
91.步骤s23：接收移动终端app发送的第二蓝牙空口数据，利用第二配对加密密钥对第二蓝牙空口数据进行解密，得到待传输的第一蓝牙空口数据。
92.在一具体实施例中，蓝牙空口数据的传输方法，还包括：
93.步骤s24：获取待传输的第三蓝牙空口数据，利用第二配对加密密钥对第三蓝牙空口数据进行加密，得到第四蓝牙空口数据。
94.步骤s25：将第四蓝牙空口数据发送至移动终端app。
95.具体内容参考上述实施例中蓝牙空口数据的传输系统的相关描述，在此不再赘述。
96.在一实施例中，蓝牙燃气表通过内嵌的esam安全芯片进行数据的加密和解密工作。
97.如图2所示，mcu微控制器通过rxd3接收数据，通过txd3发送数据。蓝牙-nb燃气表智能主控板通过和esam安全模块的数据交互，完成数据的加密和解密工作。使用esam安全芯片，避免了临时密钥tk(temporary key)被监听的问题。
98.本发明实施例提供一种蓝牙空口数据的传输方法，应用于安全平台，如图5所示，蓝牙空口数据的传输方法，包括：
99.步骤s31：接收移动终端app发送的加密申请，根据加密申请生成随机数。
100.步骤s32：利用预设密钥对随机数进行加密处理，得到第一认证信息。
101.步骤s33：将第一认证信息及随机数发送至移动终端app。
102.具体内容参考上述实施例中蓝牙空口数据的传输系统的相关描述，在此不再赘述。
103.本发明提供的一种蓝牙空口数据的传输方法，在完成移动终端app对蓝牙燃气表的合法性认证后，利用身份法性认证过程中产生的随机数及其对应的第二认证信息作为蓝牙空口数据的配对加密密钥。在空口数据传输过程中，蓝牙监听设备即使监听到了临时密钥，也只是监听到了用预设密钥加密得到的数据，无法正确解析出后续的蓝牙空口加密数据。从而确保了蓝牙空口数据的通讯安全。
104.本发明实施例还提供了一种蓝牙空口数据的传输方法，如图6所示，该设备终端可以包括处理器61和存储器62，其中处理器61和存储器62可以通过总线或者其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。
105.处理器61可以为中央处理器(central processing unit，cpu)。处理器61还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
106.存储器62作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的对应的程序指令/模块。处理器61通过运行存储在存储器62中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的蓝牙空口数据的传输方法。
107.存储器62可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器61所创建的数据等。此外，存储器62可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器62可选包括相对于处理器61远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器61。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
108.一个或者多个模块存储在存储器62中，当被处理器61执行时，执行实施例中的蓝牙空口数据的传输方法。
109.上述蓝牙空口数据的传输设备具体细节可以对应参阅实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
110.本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)、随机存储记忆体(random access memory，ram)、快闪存储器(flash memory)、硬盘(hard disk drive，缩写：hdd)或固态硬盘(solid-state drive，ssd)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
111.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或
变动仍处于本发明创造的保护范围之中。