蓝牙低功耗技术与其他无线技术的区别

蓝牙低功耗技术（以下简称 “Bluetooth LE”）是一种在我们生活中用于多种用途的无线通信技术。

Bluetooth LE 的关键优势 —— 低功耗和连接简便，使其在无线通信技术中脱颖而出。该技术于 2009 年作为蓝牙标准的一部分推出，此后其应用领域迅速扩展。

尽管官方将其称为 “Bluetooth Low Energy” 或 “Bluetooth LE”，但蓝牙低功耗技术通常被简称为 BLE。在本文中，您可以深入了解 Bluetooth LE、Bluetooth LE 与其他无线技术的区别，以及具体的应用案例。

什么是蓝牙 LE？

蓝牙是短距离无线通信技术之一。2009 年发布的蓝牙 4.0 中新增的无线标准被称为蓝牙低功耗技术（Bluetooth Low Energy）或 Bluetooth LE。为了与 Bluetooth LE 区分，传统的蓝牙通信方式被称为经典蓝牙（Bluetooth Classic）。

什么是蓝牙？

蓝牙是一种低功耗无线通信技术。该技术使智能手机与无线耳机、笔记本电脑与无线鼠标等设备的连接变得轻松便捷。

蓝牙在各类设备中已成为标准配置，因此在日常生活中随处可见。我们通过蓝牙在可穿戴设备、健身追踪器、智能手表等多种智能设备之间交换数据。由于无需布线，用户可自由安装设备。

Bluetooth LE 的特性

Bluetooth LE 是一种比传统经典蓝牙能耗更低的通信协议。特性包括：

低功耗：可使电池供电设备长时间使用。

通信范围：约数米至 100 米。* KAGA FEI 也提供支持长距离通信的模块。

数据传输速率低：不适合传输视频数据。

由于这些特性，Bluetooth LE 适用于传输和接收相对较小的数据。此外，由于它是多种智能手机和平板电脑采用的功能，有助于轻松开发应用程序。

蓝牙版本发展历程

自 1999 年蓝牙 1.0 版本发布以来，蓝牙技术持续更新。蓝牙 4.0 版本引入了Bluetooth LE，显著提升了能效表现。此后，该技术普及至智能设备领域，成为智能手机的核心功能之一。蓝牙 5.0 版本的 Bluetooth LE 相比前代蓝牙 4.2，在吞吐量、数据容量和通信范围方面均有提升。

Bluetooth LE 与经典蓝牙的区别

Bluetooth LE 以低功耗为核心特性，可通过纽扣电池驱动。但其数据传输速率较低，不适用于大容量数据传输。此外，由于 Bluetooth LE 与经典蓝牙的技术规范在诸多方面存在差异，二者应用场景不同且互不兼容。

经典蓝牙：主要用于计算机、智能手机的外围设备及数字家电，尤其适用于键盘、鼠标、耳机等点对点连接场景。

蓝牙 LE：适用于传感数据等小数据量传输，目前已将应用领域扩展至医疗健康、运动健身和物联网设备等领域。

Bluetooth LE 的通信方式

Bluetooth LE 有两种通信方式：连接型（Connection type）和广播型（Broadcast type）。在连接型通信中，需要识别连接设备，并将设备分为中央设备（Central）和外围设备（Peripheral）；在广播型通信中，无需识别通信设备，由发送设备进行单向传输，设备分为观察者（Observer）和广播者（Broadcaster）。

中央设备与外围设备

在连接型通信中，主设备称为中央设备（Central），扩展设备称为外围设备（Peripheral）。建立连接并完成配对后，中央设备与外围设备可相互传输数据，通信过程中数据还可进行加密。

大多数情况下，智能手机或笔记本电脑作为中央设备，而健身追踪器等请求连接的设备作为外围设备。例如，作为中央设备的智能手机从作为外围设备的健身追踪器收集数据，用户即可在手机上查看结果。

观察者与广播者

在广播型通信中，** 广播者（Broadcaster）** 是单向发送数据的设备，** 观察者（Observer）** 是无限制接收数据的设备。** 信标（Beacon）** 是该类型的典型应用场景。

当智能手机（观察者）靠近设置在特定位置的信标设备（广播者）时，手机会自动接收信标 ID，用户可通过特定应用程序根据该 ID 下载内容。这项技术结合位置信息被广泛应用，例如在商店或景点接收优惠券或收集电子印章。

与其他无线技术的对比

Bluetooth LE 与 Wi-Fi 的区别

与 Wi-Fi 相比，Bluetooth LE 以低功耗为核心特性，适用于无线连接多个智能设备的外围设备。而 Wi-Fi 的传输速度极快，在下载大文件或构建中距离网络方面具有优势。但其功耗较高，不适合需要长期电池供电的场景。
在射频方面，Bluetooth LE 使用 2.4GHz 频段，而 Wi-Fi 使用 2.4GHz/5GHz 双频段。当 Wi-Fi 工作在 2.4GHz 频段并与蓝牙 LE 同时使用时，可能会发生无线电波干扰，需注意此时连接可能不稳定。

Bluetooth LE 与 ZigBee 的区别

Bluetooth LE 和 ZigBee 均属于低功耗无线通信技术。Bluetooth LE 的数据传输更快捷，且市场上支持 Bluetooth LE 的设备数量庞大，便于开发适配设备。ZigBee 则适合传感器网络，可同时连接多个设备，因此被广泛应用于工业自动化等需要大规模组网的领域。然而，支持 ZigBee 的产品数量少于蓝牙 LE，可能导致开发环境受限。

下表为 Bluetooth LE、Wi-Fi 和 ZigBee 的性能对比（注：通信范围、数据传输速率等参数为大致估算值，实际表现取决于通信环境和射频条件）。

Bluetooth LE/Wi-Fi/ZigBee 性能对比表

BluetoothLE 的应用

如今，Bluetooth LE 凭借其高易用性已广泛应用于多个领域。

Bluetooth LE 的应用

通过采用 Bluetooth LE 无线模块，这些通信功能可轻松集成至各类设备。

无线模块是由无线芯片及外围电路集成在小型基板上的电子元件。

KAGA FEI 提供 20 余款蓝牙 LE 无线模块，包括全球最小级别尺寸的超小型无线模块。各模块的数据手册及规格详情可在官网查询。

总结

我们了解了 Bluetooth LE的特性、与其他无线技术的对比及其应用场景。Bluetooth LE 凭借低功耗和易操作的优势，已广泛应用于多个领域，尤其是医疗健康、健身运动、智能家居及智能家电领域。

由于主流智能设备大多支持 Bluetooth LE，预计该技术将在各类应用中持续发挥重要作用。

关于加贺富仪艾电子（上海）有限公司

加贺富仪艾电子（上海）有限公司原为富士通电子，其业务自2020年12月并入加贺集团，旨在为客户提供更好的优质产品和服务。在深圳、大连等地均设有分公司，负责统筹加贺富仪艾电子在中国的销售业务。

加贺富仪艾电子（上海）有限公司的主要销售产品包括 Custom SoCs (ASICs), 代工服务，专用标准产品（ASSPs），铁电随机存储器，继电器，GaN（氮化镓），MCU和电源功率器件，它们是以独立产品及配套解决方案的形式提供给客户，并广泛应用于高性能光通信网络设备、手持移动终端、影像设备、汽车、工业控制、家电、穿戴式设备、医疗电子、电力电表、安防等领域。