短距离无线通信技术之蓝牙

短距离无线通信技术有我们熟知的Wi-Fi、ZigBee、蓝牙以及Z-Wave，上期文章介绍了Wi-Fi，本期我们一起来认识蓝牙技术。

蓝牙作为一种小范围无线连接技术，具有低功耗、低成本、方便快捷的特点，被广泛应用于无线耳机、智能手表、无线遥控等场景，是实现无线通信的主流技术之一。

短距离无线通信技术

第二期：蓝牙

自1999年第一个蓝牙版本诞生，蓝牙技术已经发展了20余年，从蓝牙1.0到蓝牙5.3，不断更新的蓝牙协议升级了哪些功能？

蓝牙1.0

传输速率748~810kpbs，单工传输，通信易受干扰，难以区分主副设备。

蓝牙1.1

传输速率在748~810kpbs，只能以单工的传输方式进行工作，容易受到同频率产品的通信干扰，已可进行主副设备区分。该版本支持Stereo音效的传输要求，但是频宽、频率、响应时间等参数指标达不到要求，也不算是一个应用在Stereo传输上最好的协议。

蓝牙1.2

传输速率未变，在蓝牙1.1版本的基础上 ，增加了抗干扰跳频功能，支持单通道播放，但是性能还是不理想。

蓝牙2.0

蓝牙2.0是1.2的优化提升版本，传输速率能达到2Mpbs左右。该版本蓝牙模块可以实现全双工的工作方式，可以在传输文件的同时传输语音信息，进行实时双向通信。功耗相对降低，开始支持立体声。

蓝牙2.1

该版本蓝牙模块具备了手机间的配对和近场通讯NFC（Near Field CoMMunication）机制。

Sniff Subrating功能：可以实现设定两个设备间的确认数据发送间隔，当我们延长这个时间间隔就可以让蓝牙芯片的功耗降低。

该版本的蓝牙协议支持全双工通信模式，数据可实现实时双向交互。

蓝牙3.0

使用全新的协议，传输速率能够达到24Mbps，传输速率在蓝牙2.0的基础上大大提升，支持视频传输。

前三代蓝牙技术标准，即1.x、2.x、3.0, 主要特点是设备间无线高速数据传输、短距离、功耗较高。主要应用为：以点对点网络拓扑结构建立一对一设备连接，用来传输音频、视频、文件等。一般手机、电脑、平板等可移动设备作为中心设备，无线耳机、无线音箱、鼠标、键盘、打印机等作为外围设备。由于功耗较高，所以设备限制在带有一定容量的可充电电池设备上。

蓝牙4.0

实现极致的低功耗；低成本、低时延，可实现3ms的低延迟，还有AES-128加密，在保证性能的前提下实现较高的安全性。设备可多连，理论上能够实现100米的距离传输。

4.0以后的蓝牙版本属于低功耗蓝牙。

蓝牙4.1

实现通过IPV6协议连接到网络，提升用户入网便捷性和使用体验；

AES加密技术：通过硬件加密技术让我们获得更加安全的连接。

蓝牙4.2

通过6LoWPAN接入互联网，提升数据传输速率；传输速率提升，安全性加强。

蓝牙5.0

更先进的蓝牙芯片，支持左右声道独立接收音频，数据处理能力更强、延迟更低。

提升传输距离：可以达到300米

Beacon：提供广播服务

无损传输：支持24bit/192KHz的无损音源传输

蓝牙5.1

AOA功能：可以实现室内定位误差1m内，室内定位更加精准。

蓝牙5.2

传输速率42Mbps，理论传输距离300米。增加了增强型ATT协议，LE功耗控制和LE同步信道等功能。

多主多从：主从一体角色下可同时连接7个从设备，并且可以作为从角色被另一个主角色设备连接。

Long Range模式：有效提高传输距离，增加通信范围。

支持大广播包：有效提升传输速率。

扩展广播包复用信道：复用37个信道传输，抗干扰能级强，传输快。

LE功率控制功能：根据信号强度变化来动态优化连接设备之间的传输功率，同时保证信号质量与减少功率浪费。

蓝牙5.3

传输速率与蓝牙5.2相同，延迟更低、续航更长、抗干扰能力更强。

支持包含广播数据信息（ADI）的周期性广播，有效提高通信效率；

ADI包括广播数据ID（DID）及广播组ID（SID），广播数据ID主要用于区分不同的广播数据内容，广播组ID用于区分不同的广播组。

新增LE增强版连接更新功能，轻松实现低功耗；

新增LE频道分级功能，可减小设备间的相互干扰；

新增Host设定Controller密钥长度的功能，安全性提高；

彻底删除高速配置（HS）及相关技术规范。

综上，蓝牙版本越高，功能越强大。蓝牙版本向下兼容。

现在蓝牙版本的更新速度是很快的，相较于之前的版本，最新的蓝牙5.3在传输速率、稳定性、安全性等方面都有明显的提升，功能更强，应用也越多。但对用户来说，最重要还是消费体验。

随着物联网的发展，面对IoT市场，蓝牙技术也在迅速成长。在功耗、连接数量、传输速度及距离、安全性等各个方面展露出自身的强大。支持蓝牙设备的互联万物类别不断扩大，蓝牙技术仍然是物联网的第一大技术。

审核编辑：汤梓红