短距離無線通信技術(shù)有我們熟知的Wi-Fi、ZigBee、藍牙以及Z-Wave,上期文章介紹了Wi-Fi,本期我們一起來認識藍牙技術(shù)。
藍牙作為一種小范圍無線連接技術(shù),具有低功耗、低成本、方便快捷的特點,被廣泛應(yīng)用于無線耳機、智能手表、無線遙控等場景,是實現(xiàn)無線通信的主流技術(shù)之一。
短距離無線通信技術(shù)
第二期:藍牙
自1999年第一個藍牙版本誕生,藍牙技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了20余年,從藍牙1.0到藍牙5.3,不斷更新的藍牙協(xié)議升級了哪些功能?
藍牙1.0
傳輸速率748~810kpbs,單工傳輸,通信易受干擾,難以區(qū)分主副設(shè)備。
藍牙1.1
傳輸速率在748~810kpbs,只能以單工的傳輸方式進行工作,容易受到同頻率產(chǎn)品的通信干擾,已可進行主副設(shè)備區(qū)分。該版本支持Stereo音效的傳輸要求,但是頻寬、頻率、響應(yīng)時間等參數(shù)指標達不到要求,也不算是一個應(yīng)用在Stereo傳輸上最好的協(xié)議。
藍牙1.2
傳輸速率未變,在藍牙1.1版本的基礎(chǔ)上 ,增加了抗干擾跳頻功能,支持單通道播放,但是性能還是不理想。
藍牙2.0
藍牙2.0是1.2的優(yōu)化提升版本,傳輸速率能達到2Mpbs左右。該版本藍牙模塊可以實現(xiàn)全雙工的工作方式,可以在傳輸文件的同時傳輸語音信息,進行實時雙向通信。功耗相對降低,開始支持立體聲。
藍牙2.1
該版本藍牙模塊具備了手機間的配對和近場通訊NFC(Near Field CoMMunication)機制。
Sniff Subrating功能:可以實現(xiàn)設(shè)定兩個設(shè)備間的確認數(shù)據(jù)發(fā)送間隔,當我們延長這個時間間隔就可以讓藍牙芯片的功耗降低。
該版本的藍牙協(xié)議支持全雙工通信模式,數(shù)據(jù)可實現(xiàn)實時雙向交互。
藍牙3.0
使用全新的協(xié)議,傳輸速率能夠達到24Mbps,傳輸速率在藍牙2.0的基礎(chǔ)上大大提升,支持視頻傳輸。
前三代藍牙技術(shù)標準,即1.x、2.x、3.0, 主要特點是設(shè)備間無線高速數(shù)據(jù)傳輸、短距離、功耗較高。主要應(yīng)用為:以點對點網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)建立一對一設(shè)備連接,用來傳輸音頻、視頻、文件等。一般手機、電腦、平板等可移動設(shè)備作為中心設(shè)備,無線耳機、無線音箱、鼠標、鍵盤、打印機等作為外圍設(shè)備。由于功耗較高,所以設(shè)備限制在帶有一定容量的可充電電池設(shè)備上。
藍牙4.0
實現(xiàn)極致的低功耗;低成本、低時延,可實現(xiàn)3ms的低延遲,還有AES-128加密,在保證性能的前提下實現(xiàn)較高的安全性。設(shè)備可多連,理論上能夠?qū)崿F(xiàn)100米的距離傳輸。
4.0以后的藍牙版本屬于低功耗藍牙。
藍牙4.1
實現(xiàn)通過IPV6協(xié)議連接到網(wǎng)絡(luò),提升用戶入網(wǎng)便捷性和使用體驗;
AES加密技術(shù):通過硬件加密技術(shù)讓我們獲得更加安全的連接。
藍牙4.2
通過6LoWPAN接入互聯(lián)網(wǎng),提升數(shù)據(jù)傳輸速率;傳輸速率提升,安全性加強。
藍牙5.0
更先進的藍牙芯片,支持左右聲道獨立接收音頻,數(shù)據(jù)處理能力更強、延遲更低。
提升傳輸距離:可以達到300米
Beacon:提供廣播服務(wù)
無損傳輸:支持24bit/192KHz的無損音源傳輸
藍牙5.1
AOA功能:可以實現(xiàn)室內(nèi)定位誤差1m內(nèi),室內(nèi)定位更加精準。
藍牙5.2
傳輸速率42Mbps,理論傳輸距離300米。增加了增強型ATT協(xié)議,LE功耗控制和LE同步信道等功能。
多主多從:主從一體角色下可同時連接7個從設(shè)備,并且可以作為從角色被另一個主角色設(shè)備連接。
Long Range模式:有效提高傳輸距離,增加通信范圍。
支持大廣播包:有效提升傳輸速率。
擴展廣播包復(fù)用信道:復(fù)用37個信道傳輸,抗干擾能級強,傳輸快。
LE功率控制功能:根據(jù)信號強度變化來動態(tài)優(yōu)化連接設(shè)備之間的傳輸功率,同時保證信號質(zhì)量與減少功率浪費。
藍牙5.3
傳輸速率與藍牙5.2相同,延遲更低、續(xù)航更長、抗干擾能力更強。
支持包含廣播數(shù)據(jù)信息(ADI)的周期性廣播,有效提高通信效率;
ADI包括廣播數(shù)據(jù)ID(DID)及廣播組ID(SID),廣播數(shù)據(jù)ID主要用于區(qū)分不同的廣播數(shù)據(jù)內(nèi)容,廣播組ID用于區(qū)分不同的廣播組。
新增LE增強版連接更新功能,輕松實現(xiàn)低功耗;
新增LE頻道分級功能,可減小設(shè)備間的相互干擾;
新增Host設(shè)定Controller密鑰長度的功能,安全性提高;
徹底刪除高速配置(HS)及相關(guān)技術(shù)規(guī)范。
綜上,藍牙版本越高,功能越強大。藍牙版本向下兼容。
現(xiàn)在藍牙版本的更新速度是很快的,相較于之前的版本,最新的藍牙5.3在傳輸速率、穩(wěn)定性、安全性等方面都有明顯的提升,功能更強,應(yīng)用也越多。但對用戶來說,最重要還是消費體驗。
隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,面對IoT市場,藍牙技術(shù)也在迅速成長。在功耗、連接數(shù)量、傳輸速度及距離、安全性等各個方面展露出自身的強大。支持藍牙設(shè)備的互聯(lián)萬物類別不斷擴大,藍牙技術(shù)仍然是物聯(lián)網(wǎng)的第一大技術(shù)。
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