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关于泽耀
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蓝牙简介——低功耗蓝牙的发展

发布时间:2020/04/24 10:33:00      发布者:      访问次数:507次

       随着物联网时代的临近,诞生了大量的外围传感器设备连接到移动中心的需求,蓝牙作为移动平台的通用无线技术具有最大的中心设备优势。但这些外围设备通常都是功耗敏感的设备,需要长期休眠工作,传统蓝牙无法满足。基于良好的市场发展前景,2010年蓝牙4.0开始加入低功耗特性,弥补了经典蓝牙在智能家居上的空缺,把应用场合拓展到了一个极大的范围。

1、Bluetooth 4.0

       2010年蓝牙4.0发布,它包括三个子规范,即经典蓝牙、高速蓝牙和新的蓝牙低功耗技术,经典蓝牙和高速蓝牙可统称为传统蓝牙技术,三种模式所占用的带宽,协议,通信机制都不一样。4.0主要特性是低功耗 Bluetooth Low Energy(BLE),源自诺基亚的Wibree 技术,被SIG接纳并规范为BLE。

  • BLE功耗比传统蓝牙降低90%,主要用于小数据量设备连接

  • 低功耗模式下,有效通信距离提高到100m 以上。

  • 更快的响应速度,最短可在 3 毫秒内完成连接设置并开始传输数据。

  • 更安全的技术,使用 AES-128 CCM 加密算法进行数据包加密和认证。

  • 4.0可分为 Single Mode和Dual Mode,Single Mode表示只支持蓝牙4.0的模式(BLE),商标bluetooth Smart。Dual Mode表示支持蓝牙4.0和传统蓝牙模式(3.0及之前版本),商标为Bluetooth Smart Ready。传统蓝牙的商标为Bluetooth。


       Smart Ready可以和Smart Ready、传统蓝牙,及Smart之间相互连接和通信。
       传统蓝牙可以和 Smart Ready、传统蓝牙之间连接和通信
       Smart 可以和 Smart、Smart Ready 之间连接和通信
       Bluetooth Smart Ready双模设备用于包括手机、平板电脑、个人电脑及电视机等处于消费者互联世界核心的电子设备

       Bluetooth Smart单模设备包括心率监测仪、计步器等使用纽扣式电池,以及用于收集特定信息的感应器类电子设备。


      2013年Bluetooth 4.1发布,支持通过IPv6连接互联网,支持Smart Ready角色和Bluetooth的转换,主从共存(轮训方式);并优化了与4G信号共存问题。

      2014年Bluetooth 4.2发布,支持基于IPv6的6LoWPAN接入互联网;提高单包数据容量(4.2是255字节,4.1是23字节,4.0是20字节),实际速率提高2.5倍;增强LE的连接安全;新增随机蓝牙设备地址,避免广播泄漏隐私。


2、2016 Bluetooth 5.0 发布

倍数据吞吐量倍数据吞吐量

LE PHY新增2Mbps PHY,数据速率提升1倍;对于蓝牙5规范来说,LE 1M PHY是强制性的,而LE 2M PHY是可选的,所以并非声称支持蓝牙5的设备就能具有蓝牙5的最高速率。

4倍距离

低功耗蓝牙信道传输中引入纠错编码技术(FEC),最多提高接收灵敏度约12dB,所以可以达到4倍传输距离;蓝牙5的低功耗具有两种编码PHY,它基于 1M PHY,分别是500kbps(S=2编码),125kbps(S=8编码)


1M LE PHY

数据速率

灵敏度(dBm)

未编码LE PHY

1Mb/s

≤-70

S=2编码LE PHY

500kb/s

≤-75

S=8编码LE PHY

125kb/s

≤-82



8倍广播数据包

在蓝牙4.x协议中31字节广播包数据,被限制在37,38,39广播信道上传输数据。蓝牙5增加了扩展的广播数据包,并且允许蓝牙在除37,38,39广播信道的其他37个信道上传输0-255字节的数据,可称作次要广播信道。

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。

2019年Bluetooth 5.1发布 新增寻向(direction finding)功能,配合蓝牙近接(proximity)技术,室内厘米级定位精度。




2020年Bluetooth 5.2发布,新增LE同步信道,布局LE蓝牙音频。LE功率控制,智能低功耗,保障连接可靠性;增强版ATT,改善多应用调用阻塞,降低反应延迟。

Bluetooth SIG为了鼓励会员逐步弃用蓝牙核心规格旧版本蓝牙标准并转而使用新的蓝牙核心规格版本蓝牙标准以提高互操作性及品质,Bluetooth SIG 董事会正式批准了蓝牙核心规格版本标准弃用及撤销计划。

1.2017年12月19日起执行弃用蓝牙核心标准版本2.0/2.0+EDR;

2. 2018 年7 月1 日起执行撤销蓝牙核心标准版本2.0/2.0+EDR;

3. 2018 年7 月1 日起执行弃用蓝牙核心标准版4.0/3.0/2.1/2.1+EDR;

4. 2020 年1 月1 日起执行撤销蓝牙核心标准版4.0/3.0/2.1/2.1+EDR;

5. 2019 年1 月1 日起执行弃用蓝牙核心标准版本4.1;

6. 2020 年7 月1 日起执行撤销蓝牙核心标准版本4.1

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