【技術(shù)分享】藍牙技術(shù)的前世今生

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

??藍牙的由來

“藍牙”（Bluetooth）原是一位在10世紀(jì)統(tǒng)一丹麥的國王哈拉爾?(HaralBluetooth)，他將當(dāng)時的瑞典、芬蘭與丹麥統(tǒng)一起來。而將“藍牙”與后來的無線通訊技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)聯(lián)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(yè)會議上，提議將“Bluetooth”作為無線通訊技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的名稱。用“Bluetooth”名字來命名這種新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，含有將四分五裂的局面統(tǒng)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(shù)字通信的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。藍牙標(biāo)準(zhǔn)正式形成。

藍牙技術(shù)的變遷史1.?第一代藍牙

• 藍牙1.0標(biāo)準(zhǔn)：1999年發(fā)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(yīng)用。藍牙1.1標(biāo)準(zhǔn)：2001年發(fā)布，正式列入IEEE 802.15.1標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)定義了物理層（PHY）和媒體訪問控制（MAC）規(guī)范，用于設(shè)備間的無線連接，易受到同頻率之間產(chǎn)品干擾，影響通信質(zhì)量。

藍牙1.2標(biāo)準(zhǔn)：2003年發(fā)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(biāo)準(zhǔn)：2004年發(fā)布，新增的 EDR（Enhanced Data Rate）技術(shù)通過提高多任務(wù)處理和多種藍牙設(shè)備同時運行的能力，同時開始支持雙工模式。藍牙2.1標(biāo)準(zhǔn)：2007年發(fā)布，藍牙技術(shù)聯(lián)盟（Bluetooth SIG）正式批準(zhǔn)了藍牙2.1核心規(guī)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(fù)載大幅降低。

3. 第三代藍牙

• 藍牙3.0標(biāo)準(zhǔn)：2009年發(fā)布，藍牙技術(shù)聯(lián)盟（Bluetooth SIG）正式頒布了新一代標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范藍牙3.0，數(shù)據(jù)傳輸率提高到了大約24Mbps。

4. 第四代藍牙

藍牙4.0標(biāo)準(zhǔn)：藍牙4.0是迄今為止第一個藍牙綜合協(xié)議規(guī)范，將三種規(guī)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(xié)議開始，后面的版本都包含了經(jīng)典藍牙和低功耗藍牙兩種模式。藍牙4.1標(biāo)準(zhǔn)：2013年發(fā)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(biāo)準(zhǔn)：2014年發(fā)布，增強了安全性，改善了數(shù)據(jù)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(biāo)準(zhǔn)：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(shù)據(jù)包容量是藍牙4.2的8倍。藍牙5.1標(biāo)準(zhǔn)：2019年1月發(fā)布，新增尋向功能（AOA/AOD），將藍牙定位的精準(zhǔn)度提升到厘米級。藍牙5.2標(biāo)準(zhǔn)：2019年12月發(fā)布，新增三項主要特性：增強版ATT協(xié)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(chǔ)。

廣州致遠電子股份有限公司推出的ZLG52810系列是一款全新的高吞吐量的藍牙模塊，具有低功耗、小尺寸、低成本等特點。

圖2?藍牙發(fā)展歷程

??藍牙技術(shù)分類

從藍牙4.0協(xié)議開始，后續(xù)的版本都包含經(jīng)典藍牙和低功耗藍牙兩種版本。經(jīng)典藍牙和低功耗藍牙是兩種完全不同的技術(shù)，兩者不能互相通信。

經(jīng)典藍牙（Bluetooth Classic）：即基本速率/增強數(shù)據(jù)速率藍牙（簡稱：BR/EDR），采用自適應(yīng)跳頻方法，在79個通道上傳輸數(shù)據(jù)。

低功耗藍牙（Bluetooth Low Energy）：低功耗藍牙在藍牙4.0協(xié)議中第一次提出，是為了實現(xiàn)極低功率運行而設(shè)計的。該技術(shù)采用跳頻擴頻方法，支持在40個信道上傳輸數(shù)據(jù)。

一般來說，經(jīng)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(shù)據(jù)量比較大的傳輸；低功耗藍牙更常見于可穿戴設(shè)備、智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、健身監(jiān)測設(shè)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(jīng)典藍牙，最常見的就是手機或者筆記本電腦，這些產(chǎn)品既能連接經(jīng)典藍牙設(shè)備，也能連接低功耗藍牙設(shè)備。

圖3?低功耗藍牙VS經(jīng)典藍牙