蓝牙入门基础知识（一）

蓝牙起源

1995年5月20日，在美国华盛顿州，索尼爱立信、IBM、英特尔、诺基亚、东芝成立了蓝牙技术联盟（Bluetooth Special Interest Group，SIG）。SIG是一个制定蓝牙规范，推送蓝牙技术发展的国际组织。SIG授权制造商使用蓝牙技术和蓝牙商标，并对蓝牙产品进行认证。但其本身不不进行蓝牙产品的设计和制造，只制定蓝牙标准。

蓝牙官网地址：https://www.bluetooth.com/

蓝牙的版本

4.0增加了BLE（Bluetooth Low Energy）即低功耗蓝牙，属于蓝牙的一个分支，也是在产品中比较普及的一个版本。BLE在经典蓝牙基础上裁减掉了需要更大传输速率的Audio部分的信道。音频可以分为Voice和Audio，Voice一般指的是8bit 8K采样率如打电话，Audio一般指的是立体声如听音乐。

5.0增建了LE Long Range，LE Long Range就是在不增加发射功率的前提下，通过降低通讯速率和软件纠错实现传统蓝牙数倍的通讯距离。蓝牙的传输速率和传输距离是两个对立的参数，速率高就距离近，距离远就速率低。因此需要根据使用场景进行选择，如传感器只需少量数据交互，但需要无线通讯的距离比较长，则可以选择通讯速率低的蓝牙模式。

LE Mesh Profile是在蓝牙5.0的软件基础上，增加的一层软件，并不对蓝牙下层的协议栈进行改动。因为是在应用层，因此在4.2以上的版本上都可以实现Mesh。

5.1版本增加了AOA和AOD的蓝牙定位模式，使蓝牙定位精度更加准确。

5.2使得BLE也可使实现Audio的传输，之前要实现Audio必须使用经典蓝牙实现，因为BLE的传输速率是不够的。

在蓝牙官网https://www.bluetooth.com/specifications/archived-specifications/可以看到各个蓝牙版本的当前状态（停产、不再授权、正常支持）。授权指的是蓝牙芯片或蓝牙产品开发完成后，需要送至SIG进行付费认证，认证成功才会授权PID和允许使用蓝牙商标。在产品开发时，应该根据产品预估的开发周期和产品成本等因素综合选择使用的蓝牙版本（不要选停产或不再授权的蓝牙版本，否则产品研发出来也无法量产）。当产品开发周期较长时尽量选择比较新的芯片，避免出现产品开发出来了却发现所使用的蓝牙版本已经停止授权或已经停产的情况。当然蓝牙版本越新对应的蓝牙芯片、模组成本也越贵，资料也相对较少，因此需要综合考量。

蓝牙各版本及其重点

V1.X中的PHY并不是硬件层，而是和硬件直接打交道的软件层，V2.0和V2.1称为经典蓝牙（Bluetooth Classic）。

蓝牙3个分支：传统（经典）蓝牙、高速蓝牙、低功耗蓝牙。因为高速蓝牙使用的是WIFI的协议标准，属于另一套标准因此将其排除在外。同时包含传统蓝牙和低功耗蓝牙的设备称为双模设备，只包含其一的称为单模设备。需要注意的是，不同模式的设备相互不能通讯（蓝牙速率不同）。4.1的协议栈支持了主从一体设备，增加了蓝牙设备的灵活性。4.1版本将原本的蓝牙星形拓扑变为树形拓扑或网络拓扑，从而可以实现蓝牙组网。

通讯速率和距离之间进行权衡，Long Range通讯速率慢，但传输距离提升数倍。LE Long Range在蓝牙5.0协议栈中是一个可配置的选项，因此5.0版本的蓝牙芯片不一定支持Long Range的功能，因为需要底层硬件支持。部分芯片可以将蓝牙协议栈由4.2升级为5.0，但一定实现不了Loong Range的功能，因为无硬件支持。