蓝牙(Bluetooth)
时间：2016-10-12 , 作者: ,点击量：1089
蓝牙，是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用“蓝牙”技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与因特网Internet之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM（即工业、科学、医学）频段。其数据速率为1Mbps。采用时分双工传输方案实现全双工传输。
技术解读
1.1 为最早期版本，传输率约在748~810kb/s，因是早期设计，容易受到同频率之产品所干扰下影响通讯质量。
1.2 同样是只有 748~810kb/s 的传输率，但在加上了(改善 Software)抗干扰跳频功能。
通讯距离版本
- Class A 是用在大功率/远距离的蓝牙产品上，但因成本高和耗电量大，不适合作个人通讯产品之用(手机/蓝牙耳机/蓝牙 Dongle 等等)，故多用在部分商业特殊用途上，通讯距离大约在 80~100M 距离之间。
- Class B 是最流行的制式，通讯距离大约在 8~30M 之间，视产品的设计而定，多用于手机内/蓝牙耳机/蓝牙 Dongle 的个人通讯产品上，耗电量和体积较细，方便携带。无论 1.1/1.2 版本的蓝牙产品，本身基本是可以支持 Stereo音效的传输要求，但只能够作（单工）方式工作，加上音带频率响应不太足够，并未算是最好之 Stereo 传输工具。
版本 2.0 是 1.2 的改良提升版，传输率约在 1.8M/s~2.1M/s，开始支持双工模式——即一面作语音通讯，同时亦可以传输档案/高质素图片，2.0 版本当然也支持 Stereo 运作。
应用最为广泛的是Bluetooth 2.0+EDR标准，该标准在2004年已经推出，支持Bluetooth 2.0+EDR标准的产品也于2006年大量出现。虽然Bluetooth 2.0+EDR标准在技术上作了大量的改进，但从1.X标准延续下来的配置流程复杂和设备功耗较大的问题依然存在。
为了改善蓝牙技术存在的问题，蓝牙SIG组织（Special Interest Group）推出了Bluetooth 2.1+EDR版本的蓝牙技术。
- 改善装置配对流程：由于有许多使用者在进行硬件之间的蓝牙配对时，会遭遇到许多问题，不管是单次配对，或者是永久配对，在配对的过程与必要操作过于繁杂，以往在连接过程中，需要利用个人识别码来确保连接的安全性，而改进过后的连接方式则是会自动使用数字密码来进行配对与连接，举例来说，只要在手机选项中选择连接特定装置，在确定之后，手机会自动列出当前环境中可使用的设备，并且自动进行连结。
- 更佳的省电效果：蓝牙2.1版加入了Sniff Subrating的功能，透过设定在2个装置之间互相确认讯号的发送间隔来达到节省功耗的目的。一般来说，当2个进行连结的蓝牙装置进入待机状态之后，蓝牙装置之间仍需要透过相互的呼叫来确定彼此是否仍在联机状态，当然，也因为这样，蓝牙芯片就必须随时保持在工作状态，即使手机的其它组件都已经进入休眠模式。为了改善了这样这样的状况，蓝牙2.1将装置之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，如此可以让蓝牙芯片的工作负载大幅降低，也可让蓝牙可以有更多的时间可以彻底休眠。根据官方的报告，采用此技术之后，蓝牙装置在开启蓝牙联机之后的待机时间可以有效延长5倍以上。[1]
技术规范
2009年4月21日，蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)正式颁布了新一代标准规范"Bluetooth Core Specification Version 3.0 High Speed"(蓝牙核心规范3.0版 )，蓝牙3.0的核心是"Generic Alternate MAC/PHY"(AMP)，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。最初被期望用于新规范的技术包括802.11以及UMB，但是新规范中取消了UMB的应用。
作为新版规范，蓝牙3.0的传输速度自然会更高，而秘密就在802.11无线协议上。通过集成"802.11 PAL"(协议适应层)，蓝牙3.0的数据传输率提高到了大约24Mbps(即可在需要的时候调用802.11 WI-FI用于实现高速数据传输)。在传输速度上，蓝牙3.0是蓝牙2.0的八倍，可以轻松用于录像机至高清电视、PC至PMP、UMPC至打印机之间的资料传输。
功耗方面，通过蓝牙3.0高速传送大量数据自然会消耗更多能量，但由于引入了增强电源控制(EPC)机制，再辅以802.11，实际空闲功耗会明显降低，蓝牙设备的待机耗电问题有望得到初步解决。事实上，蓝牙联盟也正在着手制定新规范的低功耗版本。
此外，新的规范还具备通用测试方法(GTM)和单向广播无连接数据(UCD)两项技术，并且包括了一组HCI指令以获取密钥长度。
蓝牙技术联盟(SIG)周二（2010年4月20日）表示，蓝牙4.0技术规范已经基本成型，预计于第二季度发布。
蓝牙4.0包括三个子规范，即传统蓝牙技术、高速蓝牙和新的蓝牙低功耗技术。蓝牙 4.0的改进之处主要体现在三个方面，电池续航时间、节能和设备种类上。
拥有低成本，跨厂商互操作性，3毫秒低延迟、100米以上超长距离、AES-128加密等诸多特色
此外，蓝牙4.0的有效传输距离也有所提升。3.0版本的蓝牙的有效传输距离为10米(约 32英尺)，而蓝牙4.0的有效传输距离最高可达到100米(约328英尺)。
蓝牙4.0实际是个三位一体的蓝牙技术，它将三种规格合而为一，分别是传统蓝牙、低功耗蓝牙和高速蓝牙技术，这三个规格可以组合或者单独使用。SIG首席技术总监（CTO）葛立表示，全新的蓝牙4.0版本涵盖了三种蓝牙技术，是一个“三融技术”，首先蓝牙4.0继承了蓝牙技术无线连接的所有固有优势，同时增加了低耗能蓝牙和高速蓝牙的特点，尤以低耗能技术为核心，大大拓展了蓝牙技术的市场潜力。低耗能蓝牙技术将为以纽扣电池供电的小型无线产品及感测器，进一步开拓医疗保健、运动与健身、保安及家庭娱乐等市场提供新的机会。
蓝牙4.0已经走向了商用，在最新款的galaxy S4， ipad 4、 MacBook Air、Moto Droid Razr、HTC One X以及台商ACER AS3951系列/Getway NV57系列,ASUS UX21/31系列，iPhone 5S上都已应用了蓝牙4.0技术。虽然很多设备已经使用上蓝牙4.0技术， 但是相应的蓝牙耳机却没有及时推出，不能发挥蓝牙4.0 应有的优势。不过这个局面已经被国内蓝牙领导品牌 woowi 打破，作为积极参与蓝牙4.0规范制定和修改的厂商，woowi已于2012年6月率先发布全球第一款蓝牙4.0 耳机 ---woowi hero。
低耗电蓝牙相关规范
技术规范 | 典型的蓝牙 | 低耗电的蓝牙 |
无线电频率 | 2.4 GHz | 2.4 GHz |
距离 | 10米 | 10米 |
空中数据速率 | 1-3 Mb/s | 1 Mb/s |
应用吞吐量 | 0.7-2.1 Mb/s | 0.2 Mb/s |
Nodes/Active slaves | 7-16,777,184 | 无限 |
安全 | 64/128-bit及用户自定义的应用层 | 128-bitAES及用户自定义的应用层 |
鲁棒性 | 自动适应快速跳频，FEC,快速 ACK | 自动适应快速跳频 |
延迟（非连接状态） | ||
发送数据的总时间 | 100 m/s | <6 m/s |
政府监管 | 全球 | 全球 |
认证机构 | 蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG) | 蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG) |
语音能力 | 有 | 没有 |
网络拓扑 | 分散网 | Star-bus |
耗电量 | 1（作为参考） | 0.01至0.5（视符使用情况） |
Peak current consumption | <30 mA | <15 mA (最高运行时为15 mA) |
Service discovery | 有 | 有 |
简介概念 | 有 | 有 |
主要用途 | 手机，游戏机，耳机，stereo audio streaming, 汽车和PC等 | 手机，游戏机，PC，表，体育健身，医疗保健， |