你知道嗎?藍牙(Bluetooth)一詞取自于十世紀(jì)丹麥國王哈拉爾HaralBluetooth。而將“藍牙”與后來的無線通訊技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)聯(lián)在一起的,是一位來自英特爾的工程師 Jim Kardach。他在一次無線通訊行業(yè)會議上,提議將“Bluetooth”作為無線通訊技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的名稱。?,藍牙技術(shù)讓各種數(shù)碼設(shè)備之間能夠無線溝通,讓散落各種連線的桌面成為歷史。如今,藍牙已經(jīng)成為最龐大的無線通訊技術(shù)之一,被應(yīng)用在智能家居、智能穿戴設(shè)備、安防設(shè)備、遠程遙控等各類產(chǎn)品中,并逐漸滲透到各個行業(yè)及領(lǐng)域??梢哉f藍牙已經(jīng)融入進我們生活的方方面面,悄無聲息地改變著我們的生活習(xí)慣,讓我們的日常生活變得更加便利。?,不過,藍牙技術(shù)的一路發(fā)展可謂坎坷曲折,從1.0到4.2 再到現(xiàn)在的5.2,這是一個不平凡的歷程。?,
,一、藍牙技術(shù)的起源?,藍牙的歷史實際上要追溯到第二次世界大戰(zhàn)。藍牙的核心是短距離無線電通訊,它的基礎(chǔ)來自于跳頻擴頻(FHSS)技術(shù),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。他們從鋼琴的按鍵數(shù)量上得到啟發(fā),通過使用 88 種不同載波頻率的無線電控制魚雷,由于傳輸頻率是不斷跳變的,因此具有一定的保密能力和抗干擾能力。?,起初該項技術(shù)并沒有引起美國軍方的重視,直到 20 世紀(jì) 80 年代才被軍方用于戰(zhàn)場上的無線通訊系統(tǒng),跳頻擴頻(FHSS)技術(shù)后來在解決包括藍牙、WiFi、3G 移動通訊系統(tǒng)在無線數(shù)據(jù)收發(fā)問題上發(fā)揮著關(guān)鍵作用。?,藍牙技術(shù)開始于愛立信在 1994 年創(chuàng)制的方案,該方案旨在研究移動電話和其他配件間進行低功耗、低成本無線通信連接的方法。發(fā)明者希望為設(shè)備間的無線通訊創(chuàng)造一組統(tǒng)一規(guī)則(標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議),以解決用戶間互不兼容的移動電子設(shè)備的通信問題,用于替代 RS-232 串口通訊標(biāo)準(zhǔn)。?,
,二、藍牙技術(shù)的變遷歷史?,1、第一代藍牙:關(guān)于短距離通訊早期的探索?,1.1、1999 年:藍牙 1.0?,早期的藍牙 1.0 A 和 1.0B 版存在多個問題,有多家廠商指出他們的產(chǎn)品互不兼容。同時,在兩個設(shè)備“鏈接”(Handshaking)的過程中,藍牙硬件的地址(BD_ADDR)會被發(fā)送出去,在協(xié)議的層面上不能做到匿名,造成泄漏數(shù)據(jù)的危險。 因此,當(dāng) 1.0 版本推出以后,藍牙并未立即受到廣泛的應(yīng)用。除了當(dāng)時對應(yīng)藍牙功能的電子設(shè)備種類少,藍牙裝置也十分昂貴。?,1.2、2001 年:藍牙 1.1?,藍牙 1.1 版正式列入 IEEE 802.15.1 標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)定義了物理層(PHY)和媒體訪問控制(MAC)規(guī)范,用于設(shè)備間的無線連接,傳輸率為 0.7Mbps。但因為是早期設(shè)計,容易受到同頻率之間產(chǎn)品干擾,影響通訊質(zhì)量。?,1.3、2003 年:藍牙 1.2?,藍牙 1.2 版針對 1.0 版本暴露出的安全性問題,完善了匿名方式,新增屏蔽設(shè)備的硬件地址(BD_ADDR)功能,保護用戶免受身份嗅探攻擊和跟蹤,同時向下兼容 1.1 版。?,2、第二代藍牙:發(fā)力傳輸速率的 EDR 時代?,2.1、2004 年:藍牙 2.0?,藍牙 2.0 是 1.2 版本的改良版,新增的 EDR(Enhanced Data Rate)技術(shù)通過提高多任務(wù)處理和多種藍牙設(shè)備同時運行的能力,使得藍牙設(shè)備的傳輸率可達 3Mbps。 藍牙 2.0 支持雙工模式:可以一邊進行語音通訊,一邊傳輸文檔/高質(zhì)素圖片。?,2.2、2007 年:藍牙 2.1?,藍牙 2.1 新增了 Sniff Subrating 省電功能,將設(shè)備間相互確認(rèn)的訊號發(fā)送時間間隔從舊版的 0.1 秒延長到 0.5 秒左右,從而讓藍牙芯片的工作負(fù)載大幅降低。?,3、第三代藍牙:High Speed,傳輸速率高達 24Mbps?,3.1、2009 年:藍牙 3.0?,藍牙 3.0 新增了可選技術(shù) High Speed,High Speed 可以使藍牙調(diào)用 802.11 WiFi 用于實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸,傳輸率高達 24Mbps,是藍牙 2.0 的 8 倍,輕松實現(xiàn)錄像機至高清電視、PC 至 PMP、UMPC 至打印機之間的資料傳輸。?,藍牙 3.0 的核心是 AMP(Generic Alternate MAC/PHY),這是一種全新的交替射頻技術(shù),允許藍牙協(xié)議棧針對任一任務(wù)動態(tài)地選擇正確射頻。?,功耗方面,藍牙 3.0 引入了 EPC 增強電源控制技術(shù),再輔以 802.11,實際空閑功耗明顯降低。?,此外,新的規(guī)范還加入 UCD 單向廣播無連接數(shù)據(jù)技術(shù),提高了藍牙設(shè)備的相應(yīng)能力。?,4、第四代藍牙:主推“ Low Energy”低功耗?,4.1、2010 年:藍牙 4.0?,藍牙 4.0 是迄今為止第一個藍牙綜合協(xié)議規(guī)范,將三種規(guī)格集成在一起。其中最重要的變化就是 BLE(Bluetooth Low Energy)低功耗功能,提出了低功耗藍牙、傳統(tǒng)藍牙和高速藍牙三種模式。?,4.2、2013 年:藍牙 4.1?,藍牙 4.1 在傳輸速度和傳輸范圍上變化很小,但在軟件方面有著明顯的改進。此次更新目的是為了讓 Bluetooth Smart 技術(shù)最終成為物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)發(fā)展的核心動力。?,4.3、2014 年:藍牙 4.2?,藍牙 4.2 的傳輸速度更加快速,比上代提高了 2.5 倍,因為藍牙智能(Bluetooth Smart)數(shù)據(jù)包的容量提高,其可容納的數(shù)據(jù)量相當(dāng)于此前的10倍左右。?,
,5、第五代藍牙:開啟「物聯(lián)網(wǎng)」時代大門?,5.1、2016 年:藍牙 5.0?,藍牙 5.0 在低功耗模式下具備更快更遠的傳輸能力,傳輸速率是藍牙 4.2 的兩倍(速度上限為 2Mbps),有效傳輸距離是藍牙 4.2 的四倍(理論上可達 300 米),數(shù)據(jù)包容量是藍牙 4.2 的八倍。?,支持室內(nèi)定位導(dǎo)航功能,結(jié)合 WiFi 可以實現(xiàn)精度小于 1 米的室內(nèi)定位。針對 IoT 物聯(lián)網(wǎng)進行底層優(yōu)化,力求以更低的功耗和更高的性能為智能家居服務(wù)。?,
,5.2、2019 年:藍牙 5.1?,藍牙 5.1 新增「尋向(direction finding)功能」,配合藍牙近接(proximity)技術(shù),即可讓設(shè)備更容易被偵測發(fā)現(xiàn),同時將藍牙定位的精準(zhǔn)度提升到厘米級,借此應(yīng)用在小型藍牙設(shè)備中實現(xiàn)定位。如此一來,大家在丟失了AirPods這類小巧的藍牙配件的時候,也就更容易找到了。當(dāng)然,藍牙5.1的尋向功能并不只是用于尋找物件,還可以用戶更好的室內(nèi)導(dǎo)覽、信息提供等用途。?藍牙高精度AOA室內(nèi)定位技術(shù)未來發(fā)展趨勢,5.3、2020 年:藍牙 5.2?,藍牙5.2的新特性主要體現(xiàn)在3個方面:增強型ATT協(xié)議;LE功耗控制;LE同步信道,其中最引人注目的是下一代藍牙音頻LE Audio的頒布。LE Audio不僅支持連接狀態(tài)及廣播狀態(tài)下的立體聲,還將通過一系列的規(guī)格調(diào)整增強藍牙音頻性能,包括縮小延遲,通過LC3編解碼增強音質(zhì)等。在通過LE實現(xiàn)短距離萬物互聯(lián)后,加上LE Audio,這將使得藍牙在物聯(lián)網(wǎng)時代獲得徹底新生和騰飛。?,
,三、物聯(lián)網(wǎng):藍牙技術(shù)的新主場?,自 1998 年來,藍牙協(xié)議已經(jīng)進行了多次更新,從音頻傳輸、圖文傳輸、視頻傳輸,再到以低功耗為主打的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。一方面維持著藍牙設(shè)備向下兼容性,另一方面藍牙也正應(yīng)用于越來越多的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。?,云里物里專注物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)十余年來,始終重視物聯(lián)網(wǎng)接入產(chǎn)品的安全和高效性能,其自主研發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品和系統(tǒng),均采用了藍牙5.0技術(shù),不僅功耗低、連接和傳輸速率快,還具備優(yōu)秀的穩(wěn)定性能和安全保密協(xié)議?;谒{牙5.0技術(shù)的電子標(biāo)簽、溫濕度傳感器、資產(chǎn)管理標(biāo)簽、云里基站和云平臺組成的云里物里智慧場景解決方案,可廣泛應(yīng)用于包括工業(yè)倉儲、新零售、智慧醫(yī)院、智慧辦公在內(nèi)的多種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景,并在安全穩(wěn)定和降本增效方面均取得了卓越成效。?,藍牙技術(shù)的逐步成熟,不僅大大降低了設(shè)備之間的長距離、多設(shè)備通訊門檻,還為 IOT 在城市建設(shè)、工業(yè)倉儲、醫(yī)療等各類行業(yè)發(fā)展帶來了難以想象的巨大空間。相信這項問世數(shù)十年的技術(shù),未來還將持續(xù)煥發(fā)出蓬勃的生命力!,注:本文圖片來源網(wǎng)絡(luò),如侵刪。
一文了解藍牙發(fā)展的前世今生
2020-12-23
云里物里
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