蓝牙技术基础知识总结笔记1 - 蓝牙版本及 4.0 和 BLE 的关系等

悠悠 2023-06-26 10:54 8阅读 0赞

### **1.蓝牙技术的起源** ###

1.  蓝牙的创始人是瑞典爱立信公司。
2.  爱立信早在 1994 年就已进行研发。
3.  1997 年，爱立信与其他设备生产商联系，并激发了他们对该项技术的浓厚兴趣。
4.  1998 年 2 月，5 个跨国大公司，包括爱立信、诺基亚、IBM、东芝及 Intel 组成了一个特殊兴趣小组（SIG），他们共同的目标是建立一个全球性的小范围无线通信技术，即现在的蓝牙。
5.  蓝牙技术是以 10 世纪的一位丹麦国王命名的。“蓝牙(Bluetooth)”一词来源于 10 世纪的丹麦国王Harald Blåtand （英文姓名为Harold Bluetooth）。这位国王将四分五裂的局面统一起来的行为，与这种传输技术将各种设备无线连接起来，有相似的地方。为了纪念他，SIG 将自己的无线技术取名“蓝牙”。

### 2.什么是蓝牙低功耗(BLE)？ ###

BLE 是蓝牙低功耗的简称（Bluetooh  Low  Energy）。蓝牙低功耗(BLE)技术是低成本、短距离、可互操作的鲁棒性无线技术，工作在免许可的 2.4GHz ISM 射频频段。它从一开始就设计为超低功耗(ULP)无线技术。它利用许多智能手段最大限度地降低功耗。

1.  低成本，低功耗。
2.  快速启动，瞬间连接。最快 3ms 低延迟。
3.  传输距离的提高。
4.  高安全性。使用 AES-128 加密算法进行数据报加密认证。

蓝牙低功耗在短距离无线通信领域占据着越来越重要的地位，在很多应用场合均可见到蓝牙低功耗的身影：

1.  医疗和健康设备，如血糖仪、数字血压计、血气计、心率监视器、数字体温计等。
2.  运动休闲，如心率监测仪、体温计、计步器、节拍器、测高仪等。
3.  鼠标、键盘、遥控器。

1.  Beacons。
2.  智能家居，如灯光控制、温度控制、湿度控制、安全锁控制、门窗控制的低功耗、高安全性解决方案。

### 3.蓝牙版本及 4.0 和 BLE 的关系 ###

蓝牙技术联盟 ： (Bluetooth Special Interest Group, SIG)，是蓝牙核心规格版本及蓝牙技术的管理者，本身不负责具体的蓝牙产品的设计和生产等。蓝牙技术的发展经历了下面几个主要的版本：

1.  蓝牙 1.0：基本码率，Basic Rate，BR。
2.  蓝牙 2.0：增强码率，Enhanced Data Rata，EDR。
3.  蓝牙 3.0：引入全新的交替射频技术(AMP: Alternate  MAC/PHY)，允许蓝牙协议栈针对任一任务动态地选择正确射频，通过瞬间使用消费者设备中已存在的辅助无线电提供更快的吞吐量。
4.  蓝牙 4.0 是第一个综合性规范，其加入了全新的蓝牙低功耗技术，即蓝牙 4.0 集三种规格于一体，最重要的特点就是省电，可以使一粒纽扣电池连续工作数年。

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蓝牙 4.0 包括三个子规范，即传统蓝牙技术、高速蓝牙技术和新的蓝牙低功耗技术。BLE 是蓝牙 4.0 的一部分。最常见的两种蓝牙核心规格：BR/EDR 和BLE。

1.  蓝牙 4.2 提升了 BLE 数据传输速度，支持长包传输，单个数据包最大可传输 255 个字节。同时改善了隐私保护程度。
2.  蓝牙 5.0 相对于蓝牙 4.2，具有 2 倍的数据速率、4 倍的覆盖范围和 8 倍的广播能力。
    
    1.  高速模式：支持 2Mbps 数据速率，实现了数据吞吐量翻倍。
    2.  远距模式：通过 500kbps 和 125kbps 速率的全新编码物理层 (PHY) 实现远距离覆盖。
    3.  广播扩展：蓝牙 BLE 有 3 个广播信道，之前的蓝牙 BLE 版本中广播载荷通过全部三个广播通道进行发送，蓝牙 5.0 中这三个通道仅用于发送指针，显示发送载荷的时间和地点，广播载荷仅在一个数据通道上传输一次。

### **4.蓝牙的三种标志和设备类型** ###

1.蓝牙的三种标志**(Logo)**

为了更好地区分蓝牙的版本，SIG 发布了三种标志用于人们分辨这三个版本之间的区别和兼容性，

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2.Bluetooth Smart Ready：适用于任何双模蓝牙 4.0 的电子产品，如苹果公司 iPhone 4S

及以后的产品和安装了安卓 4.3 以上的系统，并且蓝牙芯片支持 4.0 的手机。

3.Bluetooth Smart：单模设备，如智能手环。

4.标准Bluetooth：传统蓝牙设备，如用于传输语音的蓝牙耳机。

5.设备类型

低功耗蓝牙分为单模（Bluetooth Smart）和双模（Bluetooth Smart Ready）两种设备：

1.  单模设备：只支持蓝牙低功耗 (BLE)，如用 nRF51822 开发的蓝牙设备即为单模设备， 单模设备对低功耗的要求很高。
2.  双模设备：既支持传统蓝牙也支持蓝牙低功耗，这两种技术使用同一个射频前端和天线， 双模设备一般都有足够的供电能力，对低功耗的要求不高。

3.兼容性

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双模设备之间：可以通过 LE 通信，也可以通过传统蓝牙通信；双模设备和单模设备通过 LE 通信；双模设备和传统蓝牙通过传统蓝牙通信。

1.  单模设备之间：通过 LE 通信。
2.  传统蓝牙：通过传统蓝牙通信。
3.  单模设备和传统蓝牙：不能通信。

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