Bluetooth

蓝牙技术联盟Bluetooth SIG 成立于1998年9月,总部位于美国华盛顿州,是一个由成员组织组成的网络,是蓝牙技术的守护者和创新者,是一个非营利性的非股份制公司。

以制定蓝牙规范,以推动蓝牙技术为宗旨的跨国组织。它拥有蓝牙的商标,负责认证制造厂商,授权他们使用蓝牙技术与蓝牙标志,但是它本身不负责蓝牙装置的设计、生产及贩售。

在蓝牙应用领域,大致可以分为两大类,一类是以蓝牙音频为主,走高性能路线,一种以物联网低功耗场景为主,特点是性价比和低功耗。

蓝牙从最初的1.0版本逐步升级到5.3版本。其中4.0版本之前的版本是经典蓝牙,从4.0版本开始,低功耗蓝牙诞生了,简称BLE,它与之前的蓝牙设备最显著的区别是,功耗更低。

Note

2022年,全行业的 Bluetooth设备出货量预计将达到 50 亿。

BLE

低功耗蓝牙

BLE

Architecture

Frequency

SRAM/Flash

Consumption

Link Budget

Bandwidth

CH583

RISC-V4A

CH573

RISC-V3A

BL702

AT32WB415

Cortex-M4

MM32W073

Cortex-M0

ESP32C2

RISC-V

CC2340

Cortex-M0

CH32V208

RISC-V4C

AB32VG1

RISC-V

DA14580

Cortex-M0

CST92F25

Cortex-M0

技术特征

ISM

BLE 使用2.4GHz工业、科学及医疗(ISM)频段,从2400MHz~2483.5MHz约 83.5MHz的频谱资源。采用的 GFSK 调制方式(髙斯频移键控),物理层的比特率为 1Mbit/s(1Mbps)。

一共 40 个通道,37 个自适应自动调频数据通道用于两个连接 设备的通讯,3 个固定广播通道分别是 37、 38、 39。

路径损耗

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路径损耗

距离(d)

50dB

2.5m

60dB

6.3m

70dB

16m

80dB

40m

90dB

100m

100dB

250m

110dB

630m

BLE 规定接收机的灵敏度要高于-70dBm, 由上可知当发射功率为0dBm时,即1mW,接收灵敏度为-70dBm的话,通信距离约为16m。

BT

BT

Architecture

Frequency

SRAM/Flash

Consumption

Link Budget

Bandwidth

BL808

C906

AC7916

RISC-V

速度(Max)

距离(Max)

功率(Max)

广播

功能

Bluetooth 5.3

48Mbps

300m

255B

低速率模式

Bluetooth 5.2

255B

LE同步信道

Bluetooth 5.1

48Mbps

255B

AoA/AoD

Bluetooth 5.0

48Mbps

255B

蓝牙mesh

Bluetooth 4.2

24Mbps

31B

LE安全配对

Bluetooth 5.3

2021年7月13日正式发布 LC3音频编码

蓝牙5.3的传输速度要比5.0高了1倍以上。同时,数据传递量也达到了蓝牙5.0的800%左右。可见,蓝牙5.3能够拥有更快的传输速度和数据收发量。

由于增强了传输速度,蓝牙5.3的传递距离也提高到了5.0的4倍。从理论距离来看,它的工作距离能达到300米,不过条件比较苛刻。在日常使用的时候,蓝牙5.3的传输距离在穿墙能力和距离上也更优秀。

除了距离和速度外,还有一些额外的功能不同。例如蓝牙5.3新增了低速率模式、周期性广播增强功能。同时它所能传递的数据包也不同,从而降低了传递过程中的信号损耗。

Bluetooth 5.3 相较 Bluetooth 5.2 区别分3个方面:

低速率连接

一些数据传输由于速率低,无法在蓝牙5.2中传递。而蓝牙5.3解决了这个问题,让低功耗低速率信号也能使用。这主要在血糖仪等一些医疗设备上出现,5.3的出现大大优化了医疗工作。

加密控制增强

对于一些开放式的信号,例如门禁、商业照明等设备。蓝牙5.3提高了他们的加密密钥长度控制选项,提高了安全性。同时,由于管理员控制更加简单,在连接的时候还能更加快速。

周期性广播增强

蓝牙5.2是需要定期向连接设备进行广播的。而蓝牙5.3将提高广播稳定性,从而利用广播时间做更多的事情。

Bluetooth 5.2

2020年1月6日发布

相较 Bluetooth 5.1 版本新增的功能主要包括LE同步信道(LE Isochronous Channels), 增强版ATT(Enhanced ATT)及LE功率控制(LE Power Control)。

Bluetooth 5.1

2019年1月28日发布

相较 Bluetooth 5.0 加入了测向功能和厘米级的定位服务,即Angle of Arrival (AoA) and Angle of Departure (AoD)(到达角/出发角),这项功能的加入使得室内的定位会变得更加精准,并且在小物体的位置上也能准确定位避免物品遗失。

Bluetooth 5.0

2016年12月发布 2Mbps

支持2M PHY,速度最高为。比之前版本的1M PHY拥有两倍的传输速度。同时支持LE long range,通过125K或500K PHY实现更远的广播距离和传输距离,

蓝牙mesh的推出,网状网络可以将成千上万个设备互联。

更快的传输速度将在提升频谱和能量效率的同时,使数据传输速率加倍,大幅降低功耗,并且可以实现诸如音频等全新的更高吞吐量应用,单包数据由原来蓝牙4.0的20字节扩展到蓝牙4.2的256字节。

  • 传输距离提高了4倍

  • 蓝牙5 标准的覆盖范围将是蓝牙4.2 的4 倍。

  • 广播模式信息容量提高了8倍。

其广播通信容量从蓝牙4.2的31Byte升级成为255Byte,增强的广播能力将带来更好的信标,以创建更多基于位置的室内定位服务和导航服务,室内定位的精度小于1米, 提升室内定位精确度功能。

Bluetooth 4.2

2014年12月发布

改善了数据传输速度和隐私保护程度。将发送数据包长度扩展,提升数据传输速度;新增LE安全配对,增加隐私保护程度

蓝牙4.2最大通讯速度为1Mbps