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    藍牙技術的前世今生

    發布時間:2023-06-06 來源:ZLG 責任編輯:wenwei

    【導讀】藍牙是一種支持設備短距離通信的低功耗、低成本無線電技術。它利用短程無線鏈路取代專用電纜,便于人們在室內或戶外流動操作。那么這種技術為什么叫藍牙?又歷經了怎樣的發展?本文將帶你了解藍牙技術的前世今生。


    藍牙的由來


    “藍牙”(Bluetooth)原是一位在10世紀統一丹麥的國王哈拉爾 (HaralBluetooth),他將當時的瑞典、芬蘭與丹麥統一起來。而將“藍牙”與后來的無線通訊技術標準關聯在一起的,是一位來自英特爾的工程師JimKardach。他在一次無線通訊行業會議上,提議將“Bluetooth”作為無線通訊技術標準的名稱。用“Bluetooth”名字來命名這種新的技術標準,含有將四分五裂的局面統一起來的意思。


    1998年,東芝、愛立信、IBM、Intel和諾基亞共同提出近距離無線數字通信的技術標準。藍牙標準正式形成。


    17.jpg圖1 藍牙標志


    藍牙技術的變遷史


    1. 第一代藍牙


    ●  藍牙1.0標準:1999年發布,傳輸速率約在723.1Kbit/s,通信距離約10米,藍牙1.0存在很多問題,并未得到廣泛的應用。

    ●  藍牙1.1標準:2001年發布,正式列入IEEE 802.15.1標準,該標準定義了物理層(PHY)和媒體訪問控制(MAC)規范,用于設備間的無線連接,易受到同頻率之間產品干擾,影響通信質量。

    ●  藍牙1.2標準:2003年發布,傳輸速率748~810Kb/s,增加了抗干擾跳頻功能。


    2. 第二代藍牙


    ●  藍牙2.0標準:2004年發布,新增的 EDR(Enhanced Data Rate)技術通過提高多任務處理和多種藍牙設備同時運行的能力,同時開始支持雙工模式。

    ●  藍牙2.1標準:2007年發布,藍牙技術聯盟(Bluetooth SIG)正式批準了藍牙2.1核心規范,即“藍牙2.1+EDR”新增了Sniff Subrating省電功能,讓藍牙芯片的工作負載大幅降低。


    3. 第三代藍牙


    ●  藍牙3.0標準:2009年發布,藍牙技術聯盟(Bluetooth SIG)正式頒布了新一代標準規范藍牙3.0,數據傳輸率提高到了大約24Mbps。


    4. 第四代藍牙


    ●  藍牙4.0標準:藍牙4.0是迄今為止第一個藍牙綜合協議規范,將三種規格集成在一起。其中最重要的變化就是 BLE(Bluetooth Low Energy)低功耗功能。從藍牙4.0協議開始,后面的版本都包含了經典藍牙和低功耗藍牙兩種模式。

    ●  藍牙4.1標準:2013年發布,提升了連接速度并且更加智能化,同時也提升了傳輸效率。

    ●  藍牙4.2標準:2014年發布,增強了安全性,改善了數據傳輸速度,比上一代提高了2.5倍。


    5. 第五代藍牙


    ●  藍牙5.0標準:在低功耗模式下具備更快更遠的傳輸能力,傳輸速率是藍牙4.2的兩倍(速度上限為2Mbps),有效傳輸距離是藍牙4.2的4倍(理論上達300米),數據包容量是藍牙4.2的8倍。

    ●  藍牙5.1標準:2019年1月發布,新增尋向功能(AOA/AOD),將藍牙定位的精準度提升到厘米級。

    ●  藍牙5.2標準:2019年12月發布,新增三項主要特性:增強版ATT協議、LE功率控制、LE同步信道,為藍牙低功耗音頻方案提供基礎。


    18.jpg

    圖2 藍牙發展歷程


    藍牙技術分類


    從藍牙4.0協議開始,后續的版本都包含經典藍牙和低功耗藍牙兩種版本。經典藍牙和低功耗藍牙是兩種完全不同的技術,兩者不能互相通信。


    ●  經典藍牙(Bluetooth Classic):即基本速率/增強數據速率藍牙(簡稱:BR/EDR),采用自適應跳頻方法,在79個通道上傳輸數據。


    ●  低功耗藍牙(Bluetooth Low Energy):低功耗藍牙在藍牙4.0協議中第一次提出,是為了實現極低功率運行而設計的。該技術采用跳頻擴頻方法,支持在40個信道上傳輸數據。


    一般來說,經典藍牙目前主要用于音頻,例如無線電話連接、無線耳機和無線揚聲器,用于數據量比較大的傳輸;低功耗藍牙更常見于可穿戴設備、智能物聯網設備、健身監測設備和電池供電的配件(如鍵盤)。


    我們常常聽到單模藍牙和雙模藍牙的說法。其實,單模藍牙指的就是低功耗藍牙。而雙模藍牙則是同時支持低功耗藍牙和經典藍牙,最常見的就是手機或者筆記本電腦,這些產品既能連接經典藍牙設備,也能連接低功耗藍牙設備。


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    圖3 低功耗藍牙VS經典藍牙



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