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    藍牙簡介——低功耗藍牙的發展
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          隨著物聯網時代的臨近,誕生了大量的外圍傳感器設備連接到移動中心的需求,藍牙作為移動平臺的通用無線技術具有最大的中心設備優勢。但這些外圍設備通常都是功耗敏感的設備,需要長期休眠工作,傳統藍牙無法滿足?;诹己玫氖袌霭l展前景,2010年藍牙4.0開始加入低功耗特性,彌補了經典藍牙在智能家居上的空缺,把應用場合拓展到了一個極大的范圍。

    1、Bluetooth 4.0

          2010年藍牙4.0發布,它包括三個子規范,即經典藍牙、高速藍牙和新的藍牙低功耗技術,經典藍牙和高速藍牙可統稱為傳統藍牙技術,三種模式所占用的帶寬,協議,通信機制都不一樣。4.0主要特性是低功耗 Bluetooth Low Energy(BLE),源自諾基亞的Wibree 技術,被SIG接納并規范為BLE。

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    BLE功耗比傳統藍牙降低90%,主要用于小數據量設備連接

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    低功耗模式下,有效通信距離提高到100m 以上。

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    更快的響應速度,最短可在 3 毫秒內完成連接設置并開始傳輸數據。

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    更安全的技術,使用 AES-128 CCM 加密算法進行數據包加密和認證。

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    4.0可分為 Single Mode和Dual Mode,Single Mode表示只支持藍牙4.0的模式(BLE),商標bluetooth Smart。Dual Mode表示支持藍牙4.0和傳統藍牙模式(3.0及之前版本),商標為Bluetooth Smart Ready。傳統藍牙的商標為Bluetooth。

    藍牙簡介——低功耗藍牙的發展-1

    藍牙簡介——低功耗藍牙的發展-2

          Smart Ready可以和Smart Ready、傳統藍牙,及Smart之間相互連接和通信。

          傳統藍牙可以和 Smart Ready、傳統藍牙之間連接和通信

          Smart 可以和 Smart、Smart Ready 之間連接和通信

          Bluetooth Smart Ready雙模設備用于包括手機、平板電腦、個人電腦及電視機等處于消費者互聯世界核心的電子設備

          Bluetooth Smart單模設備包括心率監測儀、計步器等使用紐扣式電池,以及用于收集特定信息的感應器類電子設備。

    藍牙簡介——低功耗藍牙的發展-3

         2013年Bluetooth 4.1發布,支持通過IPv6連接互聯網,支持Smart Ready角色和Bluetooth的轉換,主從共存(輪訓方式);并優化了與4G信號共存問題。

         2014年Bluetooth 4.2發布,支持基于IPv6的6LoWPAN接入互聯網;提高單包數據容量(4.2是255字節,4.1是23字節,4.0是20字節),實際速率提高2.5倍;增強LE的連接安全;新增隨機藍牙設備地址,避免廣播泄漏隱私。

    2、2016 Bluetooth 5.0 發布

    倍數據吞吐量倍數據吞吐量

    LE PHY新增2Mbps PHY,數據速率提升1倍;對于藍牙5規范來說,LE 1M PHY是強制性的,而LE 2M PHY是可選的,所以并非聲稱支持藍牙5的設備就能具有藍牙5的最高速率。

    4倍距離

    低功耗藍牙信道傳輸中引入糾錯編碼技術(FEC),最多提高接收靈敏度約12dB,所以可以達到4倍傳輸距離;藍牙5的低功耗具有兩種編碼PHY,它基于 1M PHY,分別是500kbps(S=2編碼),125kbps(S=8編碼)


    1M LE PHY

    數據速率

    靈敏度(dBm)

    未編碼LE PHY

    1Mb/s

    ≤-70

    S=2編碼LE PHY

    500kb/s

    ≤-75

    S=8編碼LE PHY

    125kb/s

    ≤-82

    8倍廣播數據包

    在藍牙4.x協議中31字節廣播包數據,被限制在37,38,39廣播信道上傳輸數據。藍牙5增加了擴展的廣播數據包,并且允許藍牙在除37,38,39廣播信道的其他37個信道上傳輸0-255字節的數據,可稱作次要廣播信道。

    室內定位導航功能,結合WiFi可以實現精度小于1 米的室內定位。

    2019年Bluetooth 5.1發布 新增尋向(direction finding)功能,配合藍牙近接(proximity)技術,室內厘米級定位精度。

    藍牙簡介——低功耗藍牙的發展-4

    2020年Bluetooth 5.2發布,新增LE同步信道,布局LE藍牙音頻。LE功率控制,智能低功耗,保障連接可靠性;增強版ATT,改善多應用調用阻塞,降低反應延遲。

    Bluetooth SIG為了鼓勵會員逐步棄用藍牙核心規格舊版本藍牙標準并轉而使用新的藍牙核心規格版本藍牙標準以提高互操作性及品質,Bluetooth SIG 董事會正式批準了藍牙核心規格版本標準棄用及撤銷計劃。

    1.2017年12月19日起執行棄用藍牙核心標準版本2.0/2.0+EDR;

    2. 2018 年7 月1 日起執行撤銷藍牙核心標準版本2.0/2.0+EDR;

    3. 2018 年7 月1 日起執行棄用藍牙核心標準版4.0/3.0/2.1/2.1+EDR;

    4. 2020 年1 月1 日起執行撤銷藍牙核心標準版4.0/3.0/2.1/2.1+EDR;

    5. 2019 年1 月1 日起執行棄用藍牙核心標準版本4.1;

    6. 2020 年7 月1 日起執行撤銷藍牙核心標準版本4.1。




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