你知道吗?蓝牙(Bluetooth)一词取自于十世纪丹麦国王哈拉尔HaralBluetooth。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 Jim Kardach。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。 ,蓝牙技术让各种数码设备之间能够无线沟通,让散落各种连线的桌面成为历史。如今,蓝牙已经成为最庞大的无线通讯技术之一,被应用在智能家居、智能穿戴设备、安防设备、远程遥控等各类产品中,并逐渐渗透到各个行业及领域。可以说蓝牙已经融入进我们生活的方方面面,悄无声息地改变着我们的生活习惯,让我们的日常生活变得更加便利。 ,不过,蓝牙技术的一路发展可谓坎坷曲折,从1.0到4.2 再到现在的5.2,这是一个不平凡的历程。 ,
,一、蓝牙技术的起源 ,蓝牙的历史实际上要追溯到第二次世界大战。蓝牙的核心是短距离无线电通讯,它的基础来自于跳频扩频(FHSS)技术,由好莱坞女演员 Hedy Lamarr 和钢琴家 George Antheil 在 1942 年 8 月申请的专利上提出。他们从钢琴的按键数量上得到启发,通过使用 88 种不同载波频率的无线电控制鱼雷,由于传输频率是不断跳变的,因此具有一定的保密能力和抗干扰能力。 ,起初该项技术并没有引起美国军方的重视,直到 20 世纪 80 年代才被军方用于战场上的无线通讯系统,跳频扩频(FHSS)技术后来在解决包括蓝牙、WiFi、3G 移动通讯系统在无线数据收发问题上发挥着关键作用。 ,蓝牙技术开始于爱立信在 1994 年创制的方案,该方案旨在研究移动电话和其他配件间进行低功耗、低成本无线通信连接的方法。发明者希望为设备间的无线通讯创造一组统一规则(标准化协议),以解决用户间互不兼容的移动电子设备的通信问题,用于替代 RS-232 串口通讯标准。 ,
,二、蓝牙技术的变迁历史 ,1、第一代蓝牙:关于短距离通讯早期的探索 ,1.1、1999 年:蓝牙 1.0 ,早期的蓝牙 1.0 A 和 1.0B 版存在多个问题,有多家厂商指出他们的产品互不兼容。同时,在两个设备“链接”(Handshaking)的过程中,蓝牙硬件的地址(BD_ADDR)会被发送出去,在协议的层面上不能做到匿名,造成泄漏数据的危险。 因此,当 1.0 版本推出以后,蓝牙并未立即受到广泛的应用。除了当时对应蓝牙功能的电子设备种类少,蓝牙装置也十分昂贵。 ,1.2、2001 年:蓝牙 1.1 ,蓝牙 1.1 版正式列入 IEEE 802.15.1 标准,该标准定义了物理层(PHY)和媒体访问控制(MAC)规范,用于设备间的无线连接,传输率为 0.7Mbps。但因为是早期设计,容易受到同频率之间产品干扰,影响通讯质量。 ,1.3、2003 年:蓝牙 1.2 ,蓝牙 1.2 版针对 1.0 版本暴露出的安全性问题,完善了匿名方式,新增屏蔽设备的硬件地址(BD_ADDR)功能,保护用户免受身份嗅探攻击和跟踪,同时向下兼容 1.1 版。 ,2、第二代蓝牙:发力传输速率的 EDR 时代 ,2.1、2004 年:蓝牙 2.0 ,蓝牙 2.0 是 1.2 版本的改良版,新增的 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,使得蓝牙设备的传输率可达 3Mbps。 蓝牙 2.0 支持双工模式:可以一边进行语音通讯,一边传输文档/高质素图片。 ,2.2、2007 年:蓝牙 2.1 ,蓝牙 2.1 新增了 Sniff Subrating 省电功能,将设备间相互确认的讯号发送时间间隔从旧版的 0.1 秒延长到 0.5 秒左右,从而让蓝牙芯片的工作负载大幅降低。 ,3、第三代蓝牙:High Speed,传输速率高达 24Mbps ,3.1、2009 年:蓝牙 3.0 ,蓝牙 3.0 新增了可选技术 High Speed,High Speed 可以使蓝牙调用 802.11 WiFi 用于实现高速数据传输,传输率高达 24Mbps,是蓝牙 2.0 的 8 倍,轻松实现录像机至高清电视、PC 至 PMP、UMPC 至打印机之间的资料传输。 ,蓝牙 3.0 的核心是 AMP(Generic Alternate MAC/PHY),这是一种全新的交替射频技术,允许蓝牙协议栈针对任一任务动态地选择正确射频。 ,功耗方面,蓝牙 3.0 引入了 EPC 增强电源控制技术,再辅以 802.11,实际空闲功耗明显降低。 ,此外,新的规范还加入 UCD 单向广播无连接数据技术,提高了蓝牙设备的相应能力。 ,4、第四代蓝牙:主推“ Low Energy”低功耗 ,4.1、2010 年:蓝牙 4.0 ,蓝牙 4.0 是迄今为止第一个蓝牙综合协议规范,将三种规格集成在一起。其中最重要的变化就是 BLE(Bluetooth Low Energy)低功耗功能,提出了低功耗蓝牙、传统蓝牙和高速蓝牙三种模式。 ,4.2、2013 年:蓝牙 4.1 ,蓝牙 4.1 在传输速度和传输范围上变化很小,但在软件方面有着明显的改进。此次更新目的是为了让 Bluetooth Smart 技术最终成为物联网(Internet of Things)发展的核心动力。 ,4.3、2014 年:蓝牙 4.2 ,蓝牙 4.2 的传输速度更加快速,比上代提高了 2.5 倍,因为蓝牙智能(Bluetooth Smart)数据包的容量提高,其可容纳的数据量相当于此前的10倍左右。 ,
,5、第五代蓝牙:开启「物联网」时代大门 ,5.1、2016 年:蓝牙 5.0 ,蓝牙 5.0 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 的两倍(速度上限为 2Mbps),有效传输距离是蓝牙 4.2 的四倍(理论上可达 300 米),数据包容量是蓝牙 4.2 的八倍。 ,支持室内定位导航功能,结合 WiFi 可以实现精度小于 1 米的室内定位。针对 IoT 物联网进行底层优化,力求以更低的功耗和更高的性能为智能家居服务。 ,
,5.2、2019 年:蓝牙 5.1 ,蓝牙 5.1 新增「寻向(direction finding)功能」,配合蓝牙近接(proximity)技术,即可让设备更容易被侦测发现,同时将蓝牙定位的精准度提升到厘米级,借此应用在小型蓝牙设备中实现定位。如此一来,大家在丢失了AirPods这类小巧的蓝牙配件的时候,也就更容易找到了。当然,蓝牙5.1的寻向功能并不只是用于寻找物件,还可以用户更好的室内导览、信息提供等用途。 蓝牙高精度AOA室内定位技术未来发展趋势,5.3、2020 年:蓝牙 5.2 ,蓝牙5.2的新特性主要体现在3个方面:增强型ATT协议;LE功耗控制;LE同步信道,其中最引人注目的是下一代蓝牙音频LE Audio的颁布。LE Audio不仅支持连接状态及广播状态下的立体声,还将通过一系列的规格调整增强蓝牙音频性能,包括缩小延迟,通过LC3编解码增强音质等。在通过LE实现短距离万物互联后,加上LE Audio,这将使得蓝牙在物联网时代获得彻底新生和腾飞。 ,
,三、物联网:蓝牙技术的新主场 ,自 1998 年来,蓝牙协议已经进行了多次更新,从音频传输、图文传输、视频传输,再到以低功耗为主打的物联网数据传输。一方面维持着蓝牙设备向下兼容性,另一方面蓝牙也正应用于越来越多的物联网设备。 ,云里物里专注物联网行业十余年来,始终重视物联网接入产品的安全和高效性能,其自主研发的物联网产品和系统,均采用了蓝牙5.0技术,不仅功耗低、连接和传输速率快,还具备优秀的稳定性能和安全保密协议。基于蓝牙5.0技术的电子标签、温湿度传感器、资产管理标签、云里基站和云平台组成的云里物里智慧场景解决方案,可广泛应用于包括工业仓储、新零售、智慧医院、智慧办公在内的多种物联网应用场景,并在安全稳定和降本增效方面均取得了卓越成效。 ,蓝牙技术的逐步成熟,不仅大大降低了设备之间的长距离、多设备通讯门槛,还为 IOT 在城市建设、工业仓储、医疗等各类行业发展带来了难以想象的巨大空间。相信这项问世数十年的技术,未来还将持续焕发出蓬勃的生命力!,注:本文图片来源网络,如侵删。