藍牙技術基礎知識總結筆記1 - 藍牙版本及 4.0 和 BLE 的關係等

1.藍牙技術的起源

1. 藍牙的創始人是瑞典愛立信公司。
2. 愛立信早在 1994 年就已進行研發。
3. 1997 年，愛立信與其他設備生產商聯繫，並激發了他們對該項技術的濃厚興趣。
4. 1998 年 2 月，5 個跨國大公司，包括愛立信、諾基亞、IBM、東芝及 Intel 組成了一個特殊興趣小組（SIG），他們共同的目標是建立一個全球性的小範圍無線通信技術，即現在的藍牙。
5. 藍牙技術是以 10 世紀的一位丹麥國王命名的。“藍牙(Bluetooth)”一詞來源於 10 世紀的丹麥國王Harald Blåtand （英文姓名爲Harold Bluetooth）。這位國王將四分五裂的局面統一起來的行爲，與這種傳輸技術將各種設備無線連接起來，有相似的地方。爲了紀念他，SIG 將自己的無線技術取名“藍牙”。

2.什麼是藍牙低功耗(BLE)？

        BLE 是藍牙低功耗的簡稱（Bluetooh  Low  Energy）。藍牙低功耗(BLE)技術是低成本、短距離、可互操作的魯棒性無線技術，工作在免許可的 2.4GHz ISM 射頻頻段。它從一開始就設計爲超低功耗(ULP)無線技術。它利用許多智能手段最大限度地降低功耗。

1. 低成本，低功耗。
2. 快速啓動，瞬間連接。最快 3ms 低延遲。
3. 傳輸距離的提高。
4. 高安全性。使用 AES-128 加密算法進行數據報加密認證。

藍牙低功耗在短距離無線通信領域佔據着越來越重要的地位，在很多應用場合均可見到藍牙低功耗的身影：

1. 醫療和健康設備，如血糖儀、數字血壓計、血氣計、心率監視器、數字體溫計等。
2. 運動休閒，如心率監測儀、體溫計、計步器、節拍器、測高儀等。
3. 鼠標、鍵盤、遙控器。

1. Beacons。
2. 智能家居，如燈光控制、溫度控制、溼度控制、安全鎖控制、門窗控制的低功耗、高安全性解決方案。

3.藍牙版本及 4.0 和 BLE 的關係

藍牙技術聯盟 ： (Bluetooth Special Interest Group, SIG)，是藍牙核心規格版本及藍牙技術的管理者，本身不負責具體的藍牙產品的設計和生產等。藍牙技術的發展經歷了下面幾個主要的版本：

1. 藍牙 1.0：基本碼率，Basic Rate，BR。
2. 藍牙 2.0：增強碼率，Enhanced Data Rata，EDR。
3. 藍牙 3.0：引入全新的交替射頻技術(AMP: Alternate  MAC/PHY)，允許藍牙協議棧針對任一任務動態地選擇正確射頻，通過瞬間使用消費者設備中已存在的輔助無線電提供更快的吞吐量。
4. 藍牙 4.0 是第一個綜合性規範，其加入了全新的藍牙低功耗技術，即藍牙 4.0 集三種規格於一體，最重要的特點就是省電，可以使一粒鈕釦電池連續工作數年。

                                                                

          藍牙 4.0 包括三個子規範，即傳統藍牙技術、高速藍牙技術和新的藍牙低功耗技術。BLE 是藍牙 4.0 的一部分。最常見的兩種藍牙核心規格：BR/EDR 和BLE。

1. 藍牙 4.2 提升了 BLE 數據傳輸速度，支持長包傳輸，單個數據包最大可傳輸 255 個字節。同時改善了隱私保護程度。
2. 藍牙 5.0 相對於藍牙 4.2，具有 2 倍的數據速率、4 倍的覆蓋範圍和 8 倍的廣播能力。
   1. 高速模式：支持 2Mbps 數據速率，實現了數據吞吐量翻倍。
   2. 遠距模式：通過 500kbps 和 125kbps 速率的全新編碼物理層 (PHY) 實現遠距離覆蓋。
   3. 廣播擴展：藍牙 BLE 有 3 個廣播信道，之前的藍牙 BLE 版本中廣播載荷通過全部三個廣播通道進行發送，藍牙 5.0 中這三個通道僅用於發送指針，顯示發送載荷的時間和地點，廣播載荷僅在一個數據通道上傳輸一次。

4.藍牙的三種標誌和設備類型

1.藍牙的三種標誌(Logo)

    爲了更好地區分藍牙的版本，SIG 發佈了三種標誌用於人們分辨這三個版本之間的區別和兼容性，

                                       

2.Bluetooth Smart Ready：適用於任何雙模藍牙 4.0 的電子產品，如蘋果公司 iPhone 4S

及以後的產品和安裝了安卓 4.3 以上的系統，並且藍牙芯片支持 4.0 的手機。

3.Bluetooth Smart：單模設備，如智能手環。

4.標準Bluetooth：傳統藍牙設備，如用於傳輸語音的藍牙耳機。

 

5.設備類型

   低功耗藍牙分爲單模（Bluetooth Smart）和雙模（Bluetooth Smart Ready）兩種設備：

1. 單模設備：只支持藍牙低功耗 (BLE)，如用 nRF51822 開發的藍牙設備即爲單模設備， 單模設備對低功耗的要求很高。
2. 雙模設備：既支持傳統藍牙也支持藍牙低功耗，這兩種技術使用同一個射頻前端和天線， 雙模設備一般都有足夠的供電能力，對低功耗的要求不高。

     3.兼容性

                  

                    

 

        雙模設備之間：可以通過 LE 通信，也可以通過傳統藍牙通信；雙模設備和單模設備通過 LE 通信；雙模設備和傳統藍牙通過傳統藍牙通信。

1. 單模設備之間：通過 LE 通信。
2. 傳統藍牙：通過傳統藍牙通信。
3. 單模設備和傳統藍牙：不能通信。

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