不用多说,你肯定非常了解蓝牙技术,因为你整天挂着个蓝牙耳机接打电话,没事还会连接一个蓝牙音箱听听音乐。此外,你的平板电脑也可能是通过蓝牙连接键盘和鼠标,游戏机通过蓝牙连接手柄。对了,近智能穿戴设备挺火,也是通过蓝牙来连接。另外在办公、医疗等方面,蓝牙的用途也不小。虽然它不像Wi-Fi那样是许多人的第一需求,但生活中没有蓝牙也会很不方便。将来,蓝牙或许也会变得不可或缺,因为去年12月,蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)发布了新的蓝牙4.1,诸多新特性集都指向一个词:Internet Of Things,即物联网。
在解释蓝牙4.1的新特性之前,我们还是需要了解一下蓝牙技术的工作原理。爱立信公司早在1994年就开始研发这种支持设备短距离(一般是10米内)无线通讯的技术,目的是为了在移动电话和其他配件之间进行低功耗、低成本无线通信连接的方法。爱立信希望为设备间的通讯创造一个标准化协议,以解决用户间互不兼容的移动电子设备的连接。1998年,爱立信、I BM、英特尔、诺基亚及东芝公司组成“特别兴趣小组”(Special Interest Group,SIG,蓝牙技术联盟的前身),着手开发一个成本低、效益高、可以在短距离范围内随意无线连接的蓝牙技术标准。
1998年,蓝牙0.7问世;1999年7月蓝牙1.0版确定使用2.4GHz频段,使用IEEE802.15协议,高资料传输速度1Mb/s。比当时流行的红外传输技术速度更快,而且只要在有效范围内就能通讯,不像红外传输那样需要接口对接口的连接。因此红外传输很快被蓝牙取代。蓝牙工作的频段属于全球通用的ISM(工业、科学、医学)频段,ISM频段对所有无线电系统都开放,因此必然会遇到不可预测的干扰源,例如某些家电、无线电话、微波炉等等。为此,蓝牙特别设计了快速确认和跳频方案以确保连接稳定。跳频技术是把频带分成若干个跳频信道(Hop Channel)。在一次连接中,无线电收发器按一定的码序列不断地从一个信道跳到另一个信道。只有收发双方是按这个规律进行通信的,而其他的干扰不可能按同样的规律跳频,也就无法进行干扰。跳频的瞬时带宽很窄,但通过扩展频谱技术使这个窄带宽成百倍地扩展成宽频带,被干扰的可能也就很小。
与其他工作在相同频段的系统相比,蓝牙跳频更快,数据包更短,这使蓝牙比其它系统都更稳定。蓝牙支持点对点和点对多点的通信方式,其大发射功率分为3级:100mw(20dB/m)、2.5mw(4dB/m)、l mw(0dB/m),可根据信号强弱自动调整发射功率。当发射功率提高到10mw时,其传输距离可以扩大到100m。蓝牙标准中规定了在设备连接状态下有保持模式(Hold Mode)、呼吸模式(Sniff Mode)和休眠模式(Park Mode)3种电源节能模式以及正常的活动模式(Active Mode)。一个可进行电源管理的蓝牙设备可以处于这4种状态并进行切换,其中休眠模式节能效率高。蓝牙为各种移动设备和围设备之间的低功耗、低成本、短距离的无线连接提供了有效途径,而去掉各种麻烦的线缆。
蓝牙技术的优点:蓝牙技术是一项即时技术,它不要求固定的基础设施,易于安装和设置。由于采用了“配置文件”这一独特概念,蓝牙产品无需安装驱动程序,它是在两个设备间进行无线短距离通信的简单、便捷的方法。它功耗低、成本低、体积小、对人体影响小,而且有着全球统一的标准,因而在世界各地都可以使用。
蓝牙采用AFH(Adaptive Frequency Hopping)避免频段干扰和冲突。如果不使用AFH,将有可能与Wi-Fi常用信道重叠,造成干扰。
来自英飞凌的Blue Moon-Single-Chip蓝牙模块,就这体积装在任何设备上都不会占地方。
2010年7月,蓝牙技术联盟推出蓝牙4.0规范。其前身是诺基亚开发的Wibree技术,本是一项专为移动设备开发的极低功耗的移动无线通信技术,在被蓝牙技术联盟SIG接纳并规范化之后重命名为Blue tooth Low Energy,这也符合蓝牙要更省电和更快速的发展目标。作为蓝牙3.0+HS规范的升级版,蓝牙4.0专门面向对成本和功耗
都有较高要求的无线方案,其主打特性就是省电、省电、省电。它有低功耗、经典、高速三种协议模式。其中:高速蓝牙主攻数据交换与传输;经典蓝牙则以信息沟通、设备连接为重点;低功耗蓝牙以不需占用太多带宽的设备连接为主。这三种协议规范能够互相组合搭配,从而适应更广泛的应用模式。低功耗模式下,传输距离能提升到100米以上。
正因为有了三种可以互相组合搭配的协议,蓝牙4.0因此成为唯一一个综合协议规范。它有着极低的运行和待机功耗,一粒纽扣电池可以连续工作数年之久,这就使得蓝牙技术可以延伸到采用纽扣电池供电的设备上。此外,结合低成本、3毫秒低延迟、超长有效连接距离、AES-128加密等特性,可以用于计步器、心律监视器、智能仪表、传感器物联网等众多领域,大大扩展蓝牙技术的应用范围。
蓝牙4.1之前,设备配对是个麻烦事情。如果经常轮换使用不同的蓝牙设备,那就更麻烦。
今后的蓝牙设备将分为三种:Bluetooth Smart Ready、Bluetooth Smart以及传统的Bluetooth设备。它们之间可以自由配对