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
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¶
pathloss=40+25log(d)
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¶
速度(Max) |
距离(Max) |
功率(Max) |
广播 |
功能 |
|
---|---|---|---|---|---|
48Mbps |
300m |
255B |
低速率模式 |
||
255B |
LE同步信道 |
||||
48Mbps |
255B |
AoA/AoD |
|||
48Mbps |
255B |
蓝牙mesh |
|||
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