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2021-11-15知識

前幾天,我司釋出了一款新的藍芽模組WH-BLE105,它采用了藍芽5.2協定,感興趣的小夥伴可以戳這裏https:// zhuanlan.zhihu.com/p/42 9698979 了解。

今天我們簡單講一講 藍芽的發展史

百度百科定義:
藍芽技術是一種無線數據和語音通訊開放的全球規範,它是基於低成本的近距離無線連線,為固定和行動裝置建立通訊環境的一種特殊的近距離無線技術連線。

名稱來源:

藍芽的名稱最早來源於一位工程師,他在閱讀歷史小說的時候,發現哈拉爾國王( Harald Blatand )統一挪威和丹麥的事跡和他自己希望藍芽技術可以成為統一的通用傳輸標準的想法不謀而合。

後來,他就在一次無線通訊行業會議上,提議將「Bluetooth」作為無線通訊技術標準的名稱。

藍芽的logo也是由了哈拉爾國王名字的首字母H和B組合而成。

藍芽起源:

從藍芽的定義可以看出,它的核心是短距離無線電通訊。

往更早追溯,短距離無線電通訊的基礎是來自於跳頻展頻(FHSS)技術。

FHSS這個技術是由好萊塢女演員 Hedy Lamarr 和鋼琴家 George Antheil 在1942年8月申請的專利上提出的。

他們從鋼琴的按鍵數量上得到啟發,透過使用88種不同載波頻率的無線電控制魚雷,由於傳輸頻率是不斷跳變的,因此具有一定的保密能力和抗幹擾能力。

但是這項技術一直沒有得到重視,20世紀80年代軍方才開始在戰場上使用這一技術。

我們現在使用的藍芽技術,開始於易利信再1994年創制的一套方案,這個方案的目的是研究行動電話和其他配件間進行低功耗、低成本無線通訊連線的方法。

在實作這套方案的過程中,易利信發現解決相容問題的方法是將各種不同的通訊裝置透過行動電話接入到蜂窩網上,而這種連線的最後一段就是短距離的無線連線。

為了解決這一個問題,易利信聯合IBM、英特爾、諾基亞以及東芝共5家廠商成立「特別興趣小組」,這一興趣小組,就是藍芽技術聯盟的前身。

從此之後,藍芽技術標準不斷革新。

藍芽技術發展:

藍芽1.0版本前後:

藍芽0.7版本 :1998年特別興趣小組推出,支持Baseband與LMP通訊協定兩部份。

0.8、0.9、1.0版本:1999年先後推出,確定使用2.4GHz頻段。

這一階段的藍芽1.0版本並未得到廣泛套用,因為存在與多家廠商的產品互不相容,在協定層面不能做到匿名,會造成一定的數據泄露等問題。

藍芽1.1版本 :2001年正式列入802.15.1標準,該協定定義了實體層和媒體存取控制的範圍,傳輸速率為0.7Mbps。

這一階段的藍芽發展仍然處於探索階段,容易受到頻率之間的幹擾。

藍芽1.2版本 :2003年出現,較1.0版本增加了遮蔽裝置的硬體地址功能,能夠有效防止數據泄露。

除此之外,它還增加了AFH適應力跳頻技術,eSCO延伸同步連線導向通道技術和Faster Connection 快速連線功能。

AFH適應力跳頻技術,減少了藍芽產品與其它無線通訊裝置之間所產生的幹擾問題。

eSCO延伸同步連線導向通道技術,用於提供Qos的音訊傳輸,進一步滿足高階語音與音訊產品的需求;

Faster Connection 快速連線功能,可以縮短重新搜尋與再連線的時間,使連線過程更為穩定快讀;支持Stereo音效的傳輸要求,但只能以單工方式工作。

藍芽2.0版本前後

藍芽2.0版本 :2004年問世,是1.2版本的改良版本,在1.2的基礎上做了功能最佳化。

它透過提高多人物處理和多種藍芽裝置同時執行的能力,使得藍芽的裝置的傳輸速率達3Mbps;它支持雙工模式,可以一邊語音通訊,一邊傳輸文件/圖片;它采用了EDR技術,降低了功耗,又因為頻寬的增加,可連線裝置數量增多。

藍芽2.1版本 :2007年問世,新增Sniff Sbrating 省電功能,新增SSP簡易安全配對功能,支持NFC近場通訊。

Sniff Sbrating 省電功能,可將裝置間相互確認的訊號發送時間間隔從舊版的0.1秒延長到0.5秒左右,大振幅降低藍芽芯片的工作負載。

增SSP簡易安全配對功能,改善了藍芽裝置的配對體驗,提升了使用和安全強度。

NFC近場通訊,將兩個內建有NFC芯片的藍芽裝置相互靠近,配對密碼即可透過NFC進行傳輸,無需手動輸入。

藍芽3.0版本 前後:

藍芽3.0版本 :2009年問世,核心是AMP,功耗明顯降低,新增可選技術High Speed。

AMP,是一種全新的交替射頻技術,允許藍芽協定棧針對任一任務動態地選擇正確射頻。

藍芽3.0引入了EPC增強電源控制技術,再輔以802.11,實際空閑功耗明顯降低。

High Speed 可使藍芽調到802.11 WiFi用於實作高速數據傳輸,傳輸率高達24Mbps,是藍芽2.0的8倍,可以實作錄像機至高畫質電視、PC至PMP、UMPC至印表機之間的資料傳輸。

藍芽4.0版本 前後

藍芽4.0版本 :第一個藍芽綜合協定規範,提出了低功耗藍芽(BLE,Bluetooth Low Energy,舊商標Bluetooth Smart),傳統藍芽和高速藍芽三種模式。

「高速藍芽」主攻數據交換和傳輸;「傳統藍芽」以資訊溝通、裝置連線為重點;「低功耗藍芽」以不需占用太多頻寬的裝置連線為主,功耗較老版本降低了90%。

4.0版本的芯片模式分為Single mode (單模)與Dual mode(雙模)。

Single mode只能與藍芽4.0互相傳輸,無法向下相容3.0/2.1/2.0版本,主要套用於使用紐扣電池的傳感器裝置,例如對功耗要求較高的心率檢測器和溫度計。

Dual mode可以向下相容3.0/2.1/2.0版本,套用於傳統藍芽裝置,同時兼顧低功耗的需求。

4.0版本提升了藍芽傳輸距離,可達100公尺以上(低功耗模式條件下),與此同時,也提高了響應速度,最短可達3毫秒。除此之外,采用了AES-128 CCM加密演算法進行封包加密和認證,也讓數據傳輸更安全。

藍芽4.1版本 :傳輸速率和傳輸範圍上變化很小,軟體方面有明顯改善。

支持與LTE無縫協作。當藍芽與LTE無線電訊號同時傳輸數據時,藍芽4.1可自動協調兩者的傳輸資訊,以確保協同傳輸,降低相互幹擾。

允許開發人員和制造商自訂藍芽4.1裝置的重新連線間隔,為開發人員提供了更高的靈活性和掌控度。

支持雲同步。藍芽4.1加入專用的IPv6通道,藍芽裝置只需要連線到可以聯網的裝置(如手機),就可以透過IPv6與雲端的數據進行同步,滿足物聯網的套用需求。

支持擴充套件裝置與中心設別角色互換。支持藍芽4.1標準的耳機、手表、鍵鼠,可以不用購買平板、PC、手機等數據樞紐,實作自主收發數據。例如只能手表和計步器可以繞過只能手機,直接實作對話。

藍芽4.2版本 :改善了數據傳輸速度和私密保護程度,並接入了裝置可透過IPv6/6LoWPAN或者藍芽智慧閘道器向網路傳輸數據。

藍芽4.2只允許被信任的使用者跟蹤裝置位置和配對位置,增加了私密保護程度。除此之外,藍芽4.2的傳輸速度較4.0提升了約2.5倍。

藍芽5.0版本前後

藍芽5.0版本 :2016年問世,在低功耗模式下具有更快更遠的傳輸能力。與藍芽4.2相比,藍芽5.0的傳輸速率是其2倍(1MB/s到2MB/s),傳輸距離是其4倍(理論可達300公尺),廣播數據傳輸量是其8倍(37字節拓展到257字節)最大發射功率是其2倍(10dbm到20dbm)。

5.0版本支持室內定位導航功能,結合WiFi可以實作精度小於1公尺的室內定位。

5.0版本還針對IoT物聯網進行底層最佳化,力求以更低的功耗和更高的效能為只能家居服務。

藍芽5.1版本 :2019年問世,在5.0的基礎上,增加了側向功能和厘米級定位服務,大振幅提高了定位精度。使室內定位更精準。

藍芽5.2版本 :2020年問世,增強版ATT協定,LE功耗控制和訊號同步,連線更快,更穩定,抗幹擾性更好。

到目前位置,藍芽技術已更新到5.2版本。從1.0版本問世以來,藍芽技術多次更新。隨著技術的不斷革新,加之以物聯網行業的的不斷發展,藍芽套用於越來越多的物聯網裝置。

相信隨著行業和技術的不斷發展,藍芽技術一定會給我們的生活帶來更多的改變。