物联网AI 无线连接学习之蓝牙基础篇 协议的发展

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蓝牙由来

“蓝牙”(Bluetooth)原是一位在10世纪统一丹麦的国王哈拉尔 (HaralBluetooth),他将当时的瑞典、芬兰与丹麦统一起来。而将“蓝牙”与后来的无线通讯技术标准关联在一起的,是一位来自英特尔的工程师JimKardach。他在一次无线通讯行业会议上,提议将“Bluetooth”作为无线通讯技术标准的名称。用“Bluetooth”名字来命名这种新的技术标准,含有将四分五裂的局面统一起来的意思。
1998年,东芝、爱立信、IBM、Intel和诺基亚共同提出近距离无线数字通信的技术标准。蓝牙标准正式形成。
1999年5月20日,由索尼爱立信、IBM、英特尔、诺基亚及东芝成立蓝牙技术联盟,即SIG组织

协议发展

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蓝牙标准发布时间协议特性
蓝牙1.x蓝牙1.01999传输速率约在723.1Kb/s,通信距离约10米
蓝牙1.12001IEEE 802.15.1标准,定义了物理层(PHY)和媒体访问控制(MAC)规范,用于设备间的无线连接,易受到同频率之间产品干扰,影响通信质量
蓝牙1.22003传输速率748~810Kb/s
增加了抗干扰跳频功能
蓝牙2.x蓝牙2.02004新增 EDR(Enhanced Data Rate)技术通过提高多任务处理和多种蓝牙设备同时运行的能力,同时开始支持双工模式
蓝牙2.12007“蓝牙2.1+EDR”新增了Sniff Subrating省电功能,让蓝牙芯片的工作负载大幅降低
蓝牙3.x蓝牙3.02009数据传输率提高到了大约24Mbps
蓝牙4.x蓝牙4.02010引入 BLE(Bluetooth Low Energy)低功耗功能包含了经典蓝牙和低功耗蓝牙两种模式
蓝牙4.12013提升了连接速度并且更加智能化提升了传输效率
蓝牙4.22014增强了安全性改善了数据传输速度,比上一代提高了2.5倍
蓝牙5.x蓝牙5.02016在低功耗模式下具备更快更远的传输能力
传输速率是蓝牙4.2的2倍(速度上限为2Mbps)
有效传输距离是蓝牙4.2的4倍(理论上达300米)
数据包容量是蓝牙4.2的8倍
蓝牙5.12019新增寻向功能(AOA/AOD)将蓝牙定位的精准度提升到厘米级
蓝牙5.22019新增三项主要特性:增强版ATT协议、LE功率控制、LE同步信道
为蓝牙低功耗音频方案提供基础
蓝牙5.32021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
蓝牙5.42023

蓝牙分类

经典蓝牙和低功耗蓝牙
从蓝牙4.0协议开始,后续的版本都包含经典蓝牙和低功耗蓝牙两种版本。
经典蓝牙和低功耗蓝牙是两种完全不同的技术,两者不能互相通信。

  • 经典蓝牙(Bluetooth Classic):即基本速率/增强数据速率蓝牙(简称:BR/EDR),采用自适应跳频方法,在79个通道上传输数据。
  • 低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy):低功耗蓝牙在蓝牙4.0协议中第一次提出,是为了实现极低功率运行而设计的。该技术采用跳频扩频方法,支持在40个信道上传输数据。

一般来说,经典蓝牙目前主要用于音频、文件的场景,例如无线电话连接、无线耳机和无线扬声器,用于数据量比较大的传输;低功耗蓝牙更常见于可穿戴设备、智能物联网设备、健身监测设备和电池供电的配件(如键盘)。
单模蓝牙和双模蓝牙
其实,单模蓝牙指的就是低功耗蓝牙(BLE),而双模蓝牙则是同时支持低功耗蓝牙和经典蓝牙,最常见的就是手机或者笔记本电脑,这些产品既能连接经典蓝牙设备,也能连接低功耗蓝牙设备。

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