蓝牙2.1跟4.0有什么区别？
蓝牙2.1跟4.0有什么区别？
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1、采用蓝牙4.0低功耗。
优点：不需做苹果解密芯片，不需MFI苹果认证。
缺点：数据量不能太大、手机必须是蓝牙4.0的；（蓝牙4.0可以支持苹果iPhone4S、iPhone5等具有蓝牙4.0功能的苹果IOS设备）
2、采用蓝牙2.1。
优点：数据量可以大一些、手机不需要蓝牙4.0，
缺点：需要MFI认证，认证后可以购买苹果指定的解密芯片，方可使用蓝牙传输数据。MFI认证约9.9万美元/款产品，认证周期约半年。（蓝牙2.1+MFI认证芯片，可以支持苹果iPhone4、iPhone4S、iPhone5等具有蓝牙2.1以上功能的苹果IOS设备）
关于蓝牙与安卓设备通讯传输解决方案:
1、采用蓝牙4.0低功耗，
优点：可支持4.0的IOS设备，低功耗，支持三星2012年下半年后出厂的安卓中高端手机。
缺点：4.0手机设备比较少，且目前安卓操作系统对蓝牙4.0的通讯规范还没有完全开放，需要针对每款手机型号进行调试验证，所花开发时间较长。2014年安卓4.2操作系统可以解决这一问题。
2、采用蓝牙2.1。
优点：安卓手机现在市面基本上是2.1的，可支持2.1以上的所有便携设备，通用性强；并且，新款手机也可兼容。
缺点：功耗相对4.0比较大。
蓝牙规范2.1版正式出炉：更方便、更安全蓝牙技术联盟今天正式批准了蓝牙2.1版规范，即“蓝牙2.1＋EDR”，可供未来的设备自由使用。相比于现行的2.0版，新蓝牙标准加入了“Sniff Subrating”技术。对于需要持续传输数据流的硬件设备而言，比如键盘、鼠标、手表等，该技术可以将电池续航能力延长最多5倍。蓝牙2.1版还将大大简化设备间的配对过程。配合近距离通信(NFC)技术，新规范设备不再需要两端进行特殊配置，只需要将其打开，即可自动寻找特定级别的设备，并实现配对连接。举例来说，要连接蓝牙耳机和手机，你要做的只是将彼此靠近、打开蓝牙耳机、在手机上选择“增加蓝牙设备”即可。配对过程改进后，即使有人阻挡在两个设备之间，其影响也会被降低到最低限度，或者说基本不会有影响。除此之外，新规范在安全方面也进行了改进，有些情况下使用6位数字密码都能比16位随机字母组合密码更安全。蓝牙技术联盟没有透露新规范设备何时能够上市，但考虑到标准变动不大，部署难度应该不会太大，手机、笔记本等产品有望迅速予以支持。
版本，但是有的稳定和不稳定的区别，如果4.0是新版本，那么信号会弱点
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当前位置：&>>&&>>&&>>&蓝牙v4.0技术知识详解
　　摘要： “蓝牙与以前的版本有根本区别，因为它以两个协议为基础，而非一个协议。 这带来了一些需要蓝牙品牌解决的问题”Svein-Egil Nielsen解释说。
　　虽然蓝牙技术联盟（SIG）在很多事情上都备受指责，但是在消费者中成功树立蓝牙品牌却无可非议。早在2008年进行的一项独立调查发现，85%的消费者“认识了无线技术”, 今天这个数字很可能会更高。
　　随着蓝牙v4.0的推出，技术联盟面临着一个新的挑战，就是准确解释这项技术是什么。 跟以往版本不一样，蓝牙v4.0架构采用了两类不同的无线电技术和协议。一种类型可以与以往版本通信，而另一种则不可以。
　　从用户所关注的互操性到工程人员所需，技术联盟的答案是，新品牌可帮助消费者在市场上找到所需产品。蓝牙Smart和蓝牙Smart Ready品牌背后所采用的蓝牙v4.0技术正在被广泛应用。例如，苹果的iPhone 4S和新的（参见图1）就符合蓝牙Smart Ready的要求，微软已宣布Windows 8支持此项技术， 摩托罗拉也已宣布推出具有蓝牙Smart Ready功能的手机。
图1:苹果最新的iPad符合蓝牙Smart Ready设备的要求
　　蓝牙Smart和蓝牙Smart Ready品牌真正的重要性是什么？蓝牙v4.0与以往版本的区别是什么？ 往下看你就会找到答案，但首先还是让我们从历史的角度稍作一些了解。
　　蓝牙与专属技术超低功耗对比
　　过去曾出现了两类“低功耗”无线技术。
　　蓝牙技术是爱立信贡献给世界的一项短距离通讯技术，采用大容量供电（例如，AA或更大容量），可提供约1 Mbps的带宽（随后有很大提高），可用于手机到无线耳机之间的流媒体通信等应用。
　　后来出现了一项功耗更低的无线技术，由Nordic 等公司开发，并冠以“超低功耗” 一词来描述此项技术，此项技术也在2.4GHz频段下运行，提供1 Mbps的带宽。 后面这项技术的特点是非常低的负载循环运行（0.1或更低），平均电流在微安培范围内，一块纽扣可支持运行数月以至数年。其应用包括与运动手表进行通信的心率带、无线鼠标和键盘。
　　这两项技术有不同的市场定位，因使用不同协议而从未能相互通信。（蓝牙采用开放的标准协议以确保互操作性，而超低功耗无线技术采用高效的专属协议以保持低功耗。）
　　手机制造商诺基亚具有创新性的工程师团队认识到，如果他们实现与世界上百万的超低功耗无线电设备通信，将为公司产品开拓一个庞大的新市场。例如，慢跑爱好者无需购买一个昂贵的心率带及与其相匹配的运动手表来追踪他们的活动，他们将可以购买一个廉价的心率带并将其与他们已经拥有的手机链接。
　　基于这个来自于工程师的想法，诺基亚、超低功耗无线电专家Nordic Semiconductor和其他一些有共识的企业建立了联盟。但是诺基亚显然不希望在已经配有三个或四个RF设备的手机上再添加另一个无线电芯片，而选择采用已在其多数手机上装配的蓝牙芯片来完成这项工作。
　　经多年反复改良，该联盟与蓝牙技术联盟合并，该项技术演变成“超低功耗蓝牙”.
　　Nordic的工程师和技术联盟成员经过六年的不懈努力，最终迎来了蓝牙v4.0（其标志性特点是融合 “蓝牙低功耗”）。
　　关于两个芯片
　　蓝牙技术以往版本（例如v2.1和v3.0）与v4.0的根本区别在于最新版本使用两个协议。
　　蓝牙低功耗协议是蓝牙规范中的新内容，此项技术用于过去使用专属技术的超低功耗应用。（这并不表示专属技术即将消失；而因为它具较低成本和性能优化等原因被广泛使用于不需蓝牙互操性的产品上。） 该规范要求使用经专门设计只用于运行蓝牙低功耗协议的无线电设备， 此类设备因此被称为 “单模式”设备。
　　蓝牙v4.0的硅晶无线电既可支持“传统”蓝牙协议（例如BR/EDR），还增加了一些额外电路， 因而还支持与蓝牙低功耗（单模式）之间通信。由于这些芯片可处理两个协议，因此被称为“双模式”设备。
　　双模式芯片可用于以前使用传统蓝牙芯片的任何应用中。包括手机、平板电脑、个人电脑、个人导航设备（PND）、游戏机和智能电视以及其他众多应用。
　　蓝牙品牌
　　蓝牙Smart品牌的认证产品必须符合三项要求：采用GATT为基础架构的蓝牙4.0（或更高）核心规范；采用单模式无线电及使用以GATT为基础的架构以实现设备的特定功能。
　　蓝牙Smart Ready认证产品必须符合三项相似要求：采用GATT为基础架构的蓝牙4.0（或更高）核心规范；采用双模式无线电（BR/EDR+蓝牙低功耗），两种无线电模式可分别或同时启用， 提供在蓝牙Smart Ready设备上更新蓝牙Smart设备的方法供终端用户选择。
　　蓝牙Smart Ready制造商还应为第三方提供一种创建和分配应用，用于接收蓝牙Smart设备的数据。
　　对于消费者，蓝牙Smart Ready产品为终端用户提供了一种更新蓝牙Smart产品功能的方法。 用户可下载并安装新的配置文件（优化的特定应用软件）来支持购买的新设备，而无需借助带有预安装支持文件的集线器设备。
　　蓝牙技术联盟的新品牌旨在满足大众的期待。经过多年对蓝牙技术互操性和兼容性的宣传，情况已经发生变化。
　　新品牌对消费者很重要，因为它可帮助消费者为其活动选择正确的产品。例如，人们不可能购买一个蓝牙Smart心率带而指望其与任何的蓝牙芯片手机通信。还不如选择支持蓝牙 Smart Ready的手机， 因为这就意味着采用了蓝牙v4.0芯片和蓝牙Smart Ready所需的基础结构和支持技术。表1对互操作性进行了总结。
　　表1:蓝牙Smart和蓝牙Smart Ready兼容性
　　v4.0有什么新特点？
　　除非新版本可带来一些具有根本差别的新功能，蓝牙不会浪费时间开发新版本。但是设计工程师乃至最终的消费者究竟能从蓝牙v4.0中获得什么？ 要回答这一问题，我们需要更深入地了解此项技术。
　　传统蓝牙技术以“定向连接”无线电为特点，采用用于高频活动通信的固定连接间隔。双模式芯片将继续执行该项任务。
　　重要的是要知道在运行BR/EDR模式时，双模式芯片的功耗与该技术原来的版本并无差别。 设备在使用其低功耗功能时可节省一些功耗，但因为芯片并非超低功耗设备，芯片的功能、尺寸、成本和合规性都与原来的版本相似。
　　换言之，如果工程师正在设计一款要求高负载循环、短距离、融合2.4GHz无线电技术的产品， 他会像以前选择v2.1或v3.0芯片一样，从偏爱的供应商处选择蓝牙v4.0双模式芯片。
　　话虽如此，工程师确实会获得一个显着的优势，我们会在下文对其进行讨论。
　　蓝牙低功耗技术采用可变连接间隔，可根据应用从数毫秒设置到数秒。此外，由于非常快速的连接，蓝牙低功耗技术经常保持“未连接”状态（节约功耗）。在此状态中，链接的两端知道双方存在，但只会在绝对必要时进行尽可能短时间的链接。
　　蓝牙低功耗芯片可用3V、220mAh CR2032之类的纽扣电池运行数月乃至数年。 但是这些设备只可支持非常低的负载循环操作。
　　如果工程师要求一种具有互操作性的2.4GHz无线电技术，用于发送少量数据如几个字节的异步传输， 且数据发送次数并不频繁（例如，从每秒数次到每分钟一次，或更少），那么蓝牙低功耗是最佳选择。心率监视器、自行车速度和距离检测器或血糖检测器等紧凑型无线都是此类装置。
　　蓝牙低功耗技术采用特别的技巧来降低功耗。此技术只采用三个“宣传”信道来搜索其他设备，或将其呈献给可能正在搜索连接的设备，以此减少连接时间。相反，传统蓝牙技术则采用32个信道。
　　这代表蓝牙低功耗技术只需“开启” 0.6至1.2ms来扫描其他设备，而传统蓝牙技术则需要22.5ms来扫描其32个信道。因此，蓝牙低功耗技术用于定位其他设备的功耗降低了10至 20倍。
　　一旦连接，蓝牙低功耗技术将切换至37个数据信道中的一个，然后通过使用伪随模式适配跳频（AFH）。
　　蓝牙低功耗技术采用1Mbps的总数据带宽来快速发送信息，并快速返回至超低功耗休眠状态。 连接（即扫描其他设备、链接、发送数据、验证和“自如地”中止）只需3毫秒。 对比传统蓝牙技术进行相似的连接循环则需要数百毫秒。要知道，连接时间越长，电池功耗越大。
　　蓝牙低功耗技术还通过两种其他方式来限制峰值功耗：即采用相对“宽松”的RF参数， 以及发送非常短的数据包。较短的数据包可进一步减少通信时间，并使硅晶保持较低的温度，以此避免对功耗重新校准和对闭环结构的需求。
技术资料出处:ufbufb
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智能电表是智能电网的智能终端，除了具备传统电能表基本用电量的计量功能以外，为了适应智能电网和新能源的使用它还具有用电信息存储、双向多种费率计量功能、用户端控制功能、多种数据传输模式的双向数据通信功能、防窃电功能等智能化的功能，智能电表代表着未来节能型智能电网最终用户智能化终端...[][][][][][][][][][]8986人阅读
概述：蓝牙核心规范发展的主要版本：
表1&&蓝牙核心规范发展介绍
Baseband、LMP
HCI、L2CAP、RFCOMM
OBEX与IrDA的互通性
第一个正式版本
安全性，厂商设备之间连接兼容性
IEEE 802.15.1
快速连接、自适应跳频、错误检测和流程控制、同步能力
2.0 + EDR
EDR传输率提升至2-3Mbps
2.1 + EDR
扩展查询响应、简易安全配对、暂停与继续加密、Sniff省电
3.0 + HS
交替射频技术、802.11协议适配层、电源管理、取消了UMB的应用
4.0 +BLE
低功耗物理层和链路层、AES加密、Attribute Protocol（ATT）、Generic Attribute Profile（GATT）、Security Manager（SM）
1)与4G不构成干扰；
2）通过IPV6连接到网络；
3）可同时发射和接收数据；
下面对主要版本的主要特性做一个详细的介绍：
1、版本1.1：
传输率约在<span style="color:#8~810kb/s，因是早期设计，容易受到同频率之产品所干扰下影响通讯质量。支持Stereo音效的传输要求，但只能够作（单工）方式工作，加上音带频率响应不太足够，并未算是最好之Stereo传输工具。
2、版本1.2：
同样是只有<span style="color:#8~810kb/s的传输率，但在加上了(改善Software)抗干扰跳频功能。(太深入之技术理论不再详述!)。支持Stereo音效的传输要求，但只能够作（单工）方式工作，加上音带频率响应不太足够，并未算是最好之Stereo传输工具。
3、版本2.0：
<span style="color:#.0是<span style="color:#.2的改良提升版，传输率约在<span style="color:#.8M/s~2.1M/s，可以有（双工）的工作方式。即一面作语音通讯，同时亦可以传输档案/高质素图片，台湾有部份蓝牙Dongle已经有在市面发售，但在手机内有支持蓝牙<span style="color:#.0版本则是很少。蓝牙耳机能够真正使用的亦不多，<span style="color:#.0版本当然也支持Stereo运作。随后蓝牙<span style="color:#.0版本的芯片，是有机会加入了Stereo译码芯片，则连A2DP（AdvancedAudioDistributionProfile）也可以不需要了。
4、版本2.1：
为了改善蓝牙技术存在的问题，蓝牙SIG组织（Special InterestGroup）推出了Bluetooth
2.1&#43;EDR版本的蓝牙技术。改善装置配对流程：以往在连接过程中，需要利用个人识别码来确保连接的安全性，而改进过后的连接方式则是会自动使用数字密码来进行配对与连接，举例来说，只要在手机选项中选择连接特定装置，在确定之后，手机会自动列出当前环境中可使用的设备，并且自动进行连结；而短距离的配对方面：也具备了在两个支持蓝牙的手机之间互相进行配对与通讯传输的NFC（Near
Field CoMMunication）机制；更佳的省电效果：蓝牙<span style="color:#.1版加入了Sniff Subrating的功能，透过设定在<span style="color:#个装置之间互相确认讯号的发送间隔来达到节省功耗的目的。蓝牙<span style="color:#.1将装置之间相互确认的讯号发送时间间隔从旧版的<span style="color:#.1秒延长到<span style="color:#.5秒左右，如此可以让蓝牙芯片的工作负载大幅降低，也可让蓝牙可以有更多的时间可以彻底休眠。根据官方的报告，采用此技术之后，蓝牙装置在开启蓝牙联机之后的待机时间可以有效延长<span style="color:#倍以上。
5、版本3.0&#43;HS：
<span style="color:#09年<span style="color:#月<span style="color:#日，蓝牙技术联盟(BluetoothSIG)正式颁布了新一代标准规范&BluetoothCoreSpecificationVersion3.0HighSpeed&(蓝牙核心规范<span style="color:#.0版高速)，蓝牙<span style="color:#.0的核心是&GenericAlternateMAC/PHY&(AMP)，这是一种全新的交替射频技术，允许蓝牙协议栈针对任一任务动态地选择正确射频。最初被期望用于新规范的技术包括<span style="color:#2.11以及UMB，但是新规范中取消了UMB的应用。作为新版规范，蓝牙<span style="color:#.0的传输速度自然会更高，而秘密就在<span style="color:#2.11无线协议上。通过集成&802.11PAL&(协议适应层)，蓝牙<span style="color:#.0的数据传输率提高到了大约<span style="color:#Mbps(即可在需要的时候调用<span style="color:#2.11WI-FI用于实现高速数据传输)。，是蓝牙<span style="color:#.0的八倍，可以轻松用于录像机至高清电视、PC至PMP、UMPC至打印机之间的资料传输。功耗方面，通过蓝牙<span style="color:#.0高速传送大量数据自然会消耗更多能量，但由于引入了增强电源控制(EPC)机制，再辅以<span style="color:#2.11，实际空闲功耗会明显降低，蓝牙设备的待机耗电问题有望得到初步解决。此外，新的规范还具备通用测试方法(GTM)和单向广播无连接数据(UCD)两项技术，并且包括了一组HCI指令以获取密钥长度。据称，配备了蓝牙<span style="color:#.1模块的PC理论上可以通过升级固件让蓝牙<span style="color:#.1设备也支持蓝牙<span style="color:#.0。联盟成员已经开始为设备制造商研发蓝牙<span style="color:#.0解决方案。
6. 蓝牙4.0
4.0为<span style="color:#.0的升级标准
蓝牙<span style="color:#.0最重要的特性是省电，极低的运行和待机可以使一粒纽扣连续工作数年之久。此外，低成本和跨厂商互操作性，<span style="color:#毫秒低延迟、AES-128加密等诸多特色，可以用于计步器、心律、智能仪表、传感器等众多领域，大大扩展蓝牙技术的应用范围。
6.2 主要特点：
蓝牙<span style="color:#.0是蓝牙<span style="color:#.0&#43;HS规范的补充，专门面向对成本和功耗都有较高要求的无线方案，可广泛用于卫生保健、体育健身、家庭娱乐、安全保障等诸多领域。
它支持两种部署方式：双模式和单模式。双模式中，低功耗蓝牙功能集成在现有的经典蓝牙控制器中，或再在现有经典蓝牙技术(2.1&#43;EDR/3.0&#43;HS)芯片上增加低功耗堆栈，整体架构基本不变，因此成本增加有限。
Single mode只能与BT4.0互相传输无法向下兼容（与<span style="color:#.0/2.1/2.0无法相通）;Dual
mode可以向下兼容可与BT4.0传输也可以跟<span style="color:#.0/2.1/2.0传输。
单模式面向高度集成、紧凑的设备，使用一个轻量级连接层(Link Layer)提供超低功耗的待机模式操作、简单设备恢复和可靠的点对多点数据传输，还能让联网传感器在蓝牙传输中安排好低功耗蓝牙流量的次序，同时还有高级节能和安全加密连接。
蓝牙<span style="color:#.0将三种集一体，包括传统蓝牙技术、高速技术和低耗能技术，与<span style="color:#.0版本相比最大的不同就是低功耗。“4.0版本的功耗较老版本降低了<span style="color:#%，更省电，
“随着蓝牙技术由手机、游戏、耳机、便携电脑和汽车等传统应用领域向物联网、医疗等新领域的扩展，对低功耗的要求会越来越高。<span style="color:#.0版本强化了蓝牙在数据传输上的低功耗性能。”
6.4 典型蓝牙与BLE蓝牙对比
如果说蓝牙 4.0主打的是省电特性的话，那么此次升级蓝牙<span style="color:#.1的关键词应当是IOT（全联网），也就是把所有设备都联网的意思。为了实现这一点，对通讯功能的改进是蓝牙
4.1最为重要的改进之一。
7.2 主要特点
1）批量数据的传输速度
首当其冲的就是批量数据的传输速度，大家知道蓝牙的传输速率一直非常渣，与已经跨入千兆的WiFi相比毫无可比性。所以蓝牙<span style="color:#.1在已经被广泛使用的蓝牙<span style="color:#.0
LE基础上进行了升级，使得批量数据可以以更高的速率传输。当然这并不意味着可以用蓝牙高速传输流媒体视频，这一改进的主要针对的还是刚刚兴起的可穿戴设备。例如已经比较常见的健康手环，其发送出的数据流并不大，通过蓝牙<span style="color:#.1能够更快速地将跑步、游泳、骑车过程中收集到的信息传输到手机等设备上，用户就能更好地实时监控运动的状况，这是很有用处的。
在蓝牙<span style="color:#.0时代，所有采用了蓝牙<span style="color:#.0 LE的设备都被贴上了“BluetoothSmart”
和“Bluetooth SmartReady”的标志。其中Bluetooth Smart Ready设备指的是PC、平板、手机这样的连接中心设备，而Bluetooth
Smart设备指的是蓝牙耳机、键鼠等扩展设备。之前这些设备之间的角色是早就安排好了的，并不能进行角色互换，只能进行<span style="color:#对<span style="color:#连接。而在蓝牙<span style="color:#.1技术中，就允许设备同时充当“Bluetooth
Smart” 和“Bluetooth Smart Ready”两个角色的功能，这就意味着能够让多款设备连接到一个蓝牙设备上。举个例子，一个智能手表既可以作为中心枢纽，接收从健康手环上收集的运动信息的同时，又能作为一个显示设备，显示来自智能手机上的邮件、短信。借助蓝牙<span style="color:#.1技术智能手表、智能&#30524;镜等设备就能成为真正的中心枢纽。
2）通过IPV6连接到网络
除此之外，可穿戴设备上网不易的问题，也可以通过蓝牙<span style="color:#.1进行解决。新标准加入了专用通道允许设备通过 IPv6
联机使用。举例来说，如果有蓝牙设备无法上网，那么通过蓝牙<span style="color:#.1连接到可以上网的设备之后，该设备就可以直接利用IPv6连接到网络，实现与WiFi相同的功能。尽管受传输速率的限制，该设备的上网应用有限，不过同步资料、收发邮件之类的操作还是完全可以实现的。这个改进的好处在于传感器、嵌入式设备只需蓝牙便可实现连接手机、连接互联网，相对而言WiFi多用于连接互联网，在连接设备方面效果一般，无法做到蓝牙的功能。未来随着物联网逐渐走进我们的生活，无线传输在日常生活中的地位也会越来越高，蓝牙作为普及最广泛的传输方式，将在“物联网”中起到不可忽视的作用。不过，蓝牙完全适应IPv6则需要更长的时间，所以就要看芯片厂商如何帮助蓝牙设备增加IPv6的兼容性了
3）简化设备连接
　　在各大手机厂商以及PC厂商的推动下，几乎所有的移动设备和笔记本电脑中都装有蓝牙的模块，用户对于蓝牙的使用也比较多。不过仍有大量用户觉得蓝牙使用起来很麻烦，归根结底还是蓝牙设备较为复杂的配对、连接造成的。试想一下，如果与手机连接的智能手表，每次断开连接后，都得在设置界面中手动选择一次才能重新连接，这就非常麻烦了。之前解决这一问题的方法是厂商在两个蓝牙设备中都加入NFC芯片，通过NFC近场通讯的方式来简化重新配对的步骤，这本是个不错的思路。只是搭载NFC芯片的产品不仅数量少，而且价&#26684;偏高，非常小众。
蓝牙4.1针对这点进行了改进，对于设备之间的连接和重新连接进行了很大幅度的修改，可以为厂商在设计时提供更多的设计权限，包括设定频段创建或保持蓝牙连接，这以改变使得蓝牙设备连接的灵活性有了非常明显的提升。两款带有蓝牙4.1的设备之前已经成功配对，重新连接时只要将这两款设备靠近，即可实现重新连接，完全不需要任何手动操作。举个例子，以后使用蓝牙4.1的耳机时，只要打开电源开关就行了，不需要在手机上进行操作，非常的简单。
4）与4G和平共处
在移动通信领域，近期最火的话题莫过于<span style="color:#G了，已经成为全球无线通信网络一个不可逆转的发展趋势。而蓝牙<span style="color:#.1也专门针对<span style="color:#G进行了优化，确保可以与<span style="color:#G信号和平共处，这个改进被蓝牙技术联盟称为“共存性”。可能大家会觉得疑惑，手机网络信号和蓝牙不是早就共存了么，为什么蓝牙<span style="color:#.1还要特别针对这点改进呢？这是因为在实际的应用中，如果这两者同时传输数据，那么蓝牙通信就可能受到手机网络信号的干扰，导致传输速率的下降。因此在全新的蓝牙<span style="color:#.1标准中，一旦遇到蓝牙<span style="color:#.1和<span style="color:#G网络同时在传输数据的情况，那么蓝牙<span style="color:#.1就会自动协调两者的传输信息，从而减少其它信号对蓝牙<span style="color:#.1的干扰，用户也就不用担心传输速率下降的问题了。
5）蓝牙4.1提供的增强功能包括：&&&
AES加密技术提供更安全的连接。该功能使无线耳机更加适用于政府、医疗及银行等安全至上的应用领域。
可通过专属Bluetooth Smart远程遥控器操控耳机、扬声器及条形音箱，并支持同步播放源于另一个完全不同设备的音频流。
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(1)(1)(2)(7)(7)(3)(4)(1)(5)(1)(1)(4)(5)(5)(1)(3)(3)(1)蓝牙4.0技术细节揭秘
然蓝牙(Bluetooth) 3.0都还尚未完全普及，Bluetooth SIG(蓝牙技术联盟，Bluetooth Special
Interest Group，后文简称Bluetooth
SIG)却又再次推出了蓝牙4.0规范，并表示这又是蓝牙发展史上一次重大的革新。值蓝牙4.0推出之时，我们特地采访了Bluetooth
SIG的相关技术工程师，并请他们就蓝牙4.0的技术特性做了较为详细的讲解。本文中，我们将一面体会低功耗蓝牙带来的全新应用模式，一面再次回顾
Bluetooth的发展历程，你会发现蓝牙技术在曾经的一度迷失之后，再次找回了自己的位置和尊严。
当前的家庭客厅系统，点对点架构已经带来纠缠不清的线缆和混乱，如果我们还想把游戏机、数码相机、DV、耳机、麦克风还有移动电话都连接起来，可能还得考虑增加USB、1394、SPDIF以及各种充电器和电源插座线缆。
点对点结构带来线缆连接问题
有没有一种通用的、不需要用户干预的简便方法把各种电子设备连接在一起，而又不至于被线缆淹没呢？在Wi-Fi之外，大家现在已经比较熟悉的“蓝牙”正是这样一种连接技术，它被设计为面向个人和家庭的无线式自动连接，其三大核心特点便是无线、低成本和自动化。
蓝牙的无线连接模式
你是通过什么途径来了解并熟悉蓝牙技术的？我想对于绝大部分用户而言，无非是两个途径——蓝牙耳机或者手机的蓝牙功能。也许你知道如何用蓝牙功能，
但是你了解蓝牙技术吗？未必！尤其是在洗尽浮华而转重视实用层面的蓝牙4.0技术发布之后，蓝牙的应用面又得到了极大的扩展。从1.0的失败到4.0的革
新变迁，蓝牙技术经历了哪些改变和进化？蓝牙技术的基本原理是什么？当然还有大家最关心的蓝牙4.0到底能给我们带来什么？我们即将为您一一解答。
Bluetooth 4.0，协议组成
和当前主流的Bluetooth 2.x+EDR、还未普及的Bluetooth 3.0+HS不同，Bluetooth
4.0是Bluetooth从诞生至今唯一的一个综合协议规范，还提出了低功耗蓝牙、经典蓝牙和高速蓝牙三种模式。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，蓝牙低功耗顾名思义，以不需占用太多带宽的设备连接为主。这三种协议规范还能够互相组合搭配、从而实现更广泛的应用模
式，此外，Bluetooth 4.0还把蓝牙的传输距离提升到100米以上(低功耗模式条件下)。
Bluetooth SIG表示，正式推出Bluetooth
4.0的用意就是希望能够通过单一的接口，让应用系统自己挑选技术使用，而不是让消费者进行设备互连时，还要手动选择各项设备的连接模式，这一人性化的功
能取向显然沿袭了蓝牙关注可用性和实际体验的设计思路，三种应用模式中，因为经典蓝牙和高速蓝牙都只是对旧有蓝牙版本的延续和强化，下面我们将重点阐述将
全新的低功耗蓝牙技术。
Bluetooth 4.0，低耗电模式在应用模式上的改变和提升
低功耗蓝牙的前身其实是NOKIA开发的Wibree技术，本是作为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SIG接纳并规范化之
后重新命名为Bluetooth Low
Energy(后简称低功耗蓝牙)。由于该技术专为极低电池量的装置而设计，仅通过普通纽扣电池供电便可确保长达一年的正常使用，因此在包括医疗、工业控
制、无线键盘、鼠标、甚至单音耳机、无线遥控器等设备领域都可得到广泛应用。譬如装有记步器的运动鞋、装有脉搏量测的运动手环等，就可以通过低功耗蓝牙低
功耗技术将监控信息传送到记录器(能是手表或是PDA)上，而不需像标准蓝牙设备一般需要常常充电。它易于与其它蓝牙技术整合，既可补足蓝牙技术在无线个
人区域网络(PAN)的应用，也能加强该技术为小型设备提供无线连接的能力。
如果说Wibree的超低功耗奠定了一个技术上的基础，那么该协议被更名为Bluetooth Low Energy并纳入Bluetooth 4.0之后，便拓展成为一种全新的应用模式，如图6。
低功耗蓝牙在医疗运动体育等传统行业的应用前景展望
因为低功耗蓝牙提供了持久的无线连接且有效扩大相关应用产品的射程，在各种传感器和终端设备上采集到的信息被通过低功耗蓝牙采集到电脑、手表、移动
电话等具备计算和处理能力的主机设备中，再通过GPRS、3G、经典/高速模式蓝牙或WLAN等传统无线网络应用与相应的Web服务关联，从而从根本上解
决当前传统网络应用在模式上的局限性和交互手段匮乏、数据来源少、实时性差等问题，真正让网络步入生活。
&图6 低耗电蓝牙带来的应用模式的改变
必须指出，因为低功耗蓝牙在应用模式上的革命性提升，将催生的应用模式完全无法进行预估，因此它将拓展出的应用市场绝不会是一个成熟的利基市场，而将是一片真正意义上的新领域，只要有对应用的准确把握和合理的理念，谁都可能在这个领域里掘得第一桶金。
蓝牙的版本变迁
1994年，爱立信成立了一个调研小组，对移动电话及其附件的低耗能、低费用无线连接的可能性进行研究，目的在于建立无线电话与PC卡、耳机及桌面
设备等的连接；1998年5月，五家世界顶级通信运营集团与IT产业巨头：爱立信、诺基亚、东芝、IBM和英特尔联合成立了蓝牙技术联盟
(Bluetooth Special Interest
Group，简称SIG)，负责蓝牙技术标准的制定、产品测试，并协调各蓝牙规范的具体使用状况。3com、朗讯(Lucent)、微软和摩托罗拉很快也
加盟SIG，因此Bluetooth标准还未诞生便几乎吸引了业界所有的注意力，但其成长之路却远非想象中那样一帆风顺。
1.0及以前的早期版本蓝牙
SIG成立之后的当年便推出Bluetooth V1.0及后续的V1.0B，但这两个早期版本均因为存在太多的问题，以至于几乎没有设备制造商依此规范开发出成功的蓝牙设备，而其中最致命的便是设备间的互操作性问题。
Bluetooth V1.1
V1.1是第一次真正在商业上取得成功的蓝牙核心技术规范，它成功修正了1.0B版本中发现的许多问题，并引入了对非加密通道和
RSSI(Received Signal Strength
Indicator，接收信号强度指示，一种通过接收到的信号强度来确定设备间距离，并以此计算信号增益补偿的技术)的支持，从而真正实现了设备间充分的
互操作性。时至今日，Bluetooth V1.1仍未完全退出市场。
Bluetooth V1.2
当前的市场格局下，使用V1.2版Bluetooth核心技术规范的蓝牙设备数量是最多的，甚至包括某些目前最新款式的手机。那么，让我们一起来看看Bluetooth究竟带来了什么新功能和好处呢？
◎ 自适应跳频—避开无线电频带中过于拥挤的频段，从而有效避免了干扰
◎ 理论数据传输速度达到1Mb/s，实际提升至721kb/s
◎ eSCO (extended Synchronous Connections Oriented link, 延伸同步连结导向信道技术)技术大大提升通过蓝牙传输的音频质量
◎ 提供了3线异步串口传输(UART)的主机控制接口(Host Controller Interface，HCI)，从此蓝牙应用程序终于有了一套统一的硬件控制命令，且通过HCI的计时信息实现了人机交互的新应用功能。
Bluetooth V1.2充分发挥了蓝牙在支持应用多样化和易操作性上的优势，从而一度使得蓝牙的市场占有率达到前所未有的高度。
Bluetooth V2.0+EDR (Enhanced Data Rate，增强数据速率)
Bluetooth version 2.0 +
EDR除提供了三倍于早期版本的高数据传输速率外，还提供了增强的多重链接功能，使用Bluetooth 2.0 +
EDR的用户能够更随心所欲地同时运用多个蓝牙设备,从而使个人局域网Personal-Area Networks
(PAN)和微微网(Piconets)得以普及。
举例而言，倘若有一个用户的PDA和笔记本电脑都具备蓝牙功能，那么他可以一 边用蓝牙无线耳机听音乐，一边将PDA和笔记本电脑通过蓝牙同步连接起来，而这二者互不干扰。
下面是Bluetooth 2.0+EDR主要的技术规范和新特性列表，通过它我们不难明白它为何取得如此之大成功的原因。
◎ 兼容早期版本的蓝牙规范
◎ 三倍于早期版本的速度(某些情况下甚至提升到10倍)
◎ 数据传输率提升至3Mb/s
◎ 通过减少工作周期降低了能耗
◎ 增加了广播/多播功能
◎ 因为带宽的提升，简化了多重连接方案
◎ 增加了分布式媒体通道控制协议(Distributed mediaaccess control protocol)，10米内的峰值传输功率提升为两倍，多媒体效能大大增强
◎ 进一步改善了误码率，从而提高了性能
Bluetooth V2.1 + EDR
Bluetooth Core Version 2.1 + EDR在V2.0的基础上进行了如下改善
◎ 改善了配对机制
◎ 增强了电源优化
Bluetooth V3.0+HS (High Speed，高速)
在符合802.11无线局域网规范的消费类电子设备中，Bluetooth
V3.0+HS看起来似乎十分理想，它保留了传统的蓝牙接口，但提供了更快的基于Wi-Fi的数据传输速率(24Mbps)，理论状况下这一高速度几乎已
可满足家庭局域网的绝大多数常见应用，有了它，我们甚至已不必再煞费苦心考虑如何在家里布局域网线。
Bluetooth 3.0+HS为消费者提供了两个较实用的功能：
◎ 单向广播无连接数据 (Unicast Connectionless Data，UCD)——通过快速建立连接减少了延迟时间，提升了可靠性和速度感受
◎ 增强型电源控制——这一特性大大减少了掉线这一为多数蓝牙用户诟病的问题
但必须指出，在蓝牙最核心的易用性和操作体验上，Bluetooth
V3.0+HS并未较早期版本有多大改善，反而步入了盲目追求高速度、试图和Wi-Fi抢市场的歧途，而也正是这个设计理念上的异化导致
Bluetooth V3.0+HS反而显得不太“蓝牙”，时至今日Bluetooth
V3.0+HS在市场占有率上仍未取得多大提升，这也值得SIG的研发人员深思。
Bluetooth 4.0，双模式组合应用
根据Bluetooth SIG发布的Bluetooth 4.0核心规范白皮书，Bluetooth
4.0低耗电模式有双模式和单模式两种应用。低功耗蓝牙的单模式功能组件是一个高度集成的装置，具备轻量的链路层(Link
Layer)，能在最低成本的前提下，支持低功耗的待机模式、简易的设备发现、可靠的点对多点的数据传输、安全的加密链接等；位于上述控制器中的链路层，
适用于网络连接传感器，并确保在无线传输中，都能通过低功耗蓝牙传输。
低功耗蓝牙单模式架构，L2CAP为新开发的替代模块
在双模式应用中，蓝牙低功耗的功能会整合至现有的传统蓝牙控制器中，共享传统蓝牙技术已有的射频和功能，相较于传统的蓝牙技术，增加的成本更小；除
此之外，制造商可利用升级版蓝牙低功耗技术的功能模块，集成目前的蓝牙3.0高速版本、或2.1+EDR等传统蓝牙功能组件，从而改善传统蓝牙设备的数据
传输效能。
图8 共享射频层和独立射频层的双模式低耗电蓝牙设计
图8即为蓝牙低功耗技术的双模式应用功能逻辑拓扑图，图8右边所示即为通过整合原有蓝牙技术的射频降低了升级成本。
蓝牙的技术特点
蓝牙(Bluetooth)通过低功率无线电波传输数据，其本质是一种支持设备短距离通信(一般是10m之内)的无线电技术。其标准是IEEE
802.15，工作在2.402～2.480GHz频率带之间，基础带宽为1Mb/s。和Wi-Fi、WiMAX等用于局域、城域的无线网络规范不同的
是，Bluetooth所定义的应用范围更小一些，它将应用锁定在一个以个人为单位的人域网(PAN)领域，也就是个人起居活动范围的方圆10米之内，却
容纳了包括音频、互联网、移动通信、文件传输等在内的非常多样化的应用取向，加上强调自动化和易操作性，因此在这一领域里很快就得到了普及，虽然在蓝牙的
发展过程中一度曾偏离了这一主旨，但Bluetooth 4.0的出现无疑揭示了Bluetooth对自身核心价值的反思和回归。
调节性跳频与微微网(Piconet)的原理
因为蓝牙所用的频带仍处于应用繁多的2.4G无线电频率范围附近，为达到最大限度地避免设备间的相互干扰的目的，蓝牙从实际的应用出发，将信号功率
设计得非常微弱，仅为手机信号的数千分之一，这样设备间的距离就只能保持在约10米范围内，从而避免了和移动电话、电视机等设备间的相互干扰。
蓝牙协议所处频带分布图
蓝牙协议被设计为同时允许最多八个蓝牙设备互连，因此协议需要解决的另一个问题就是如何处理同在有效传输范围内的这些蓝牙设备之间的相互干扰，这一
问题的解决催生了蓝牙协议最具独创性的通信方式—调节性跳频技术。它定义了79个独立且可随机选择的有效通信频率，每个蓝牙设备都能使用其中任何一个频
率，且能有规律地随时跳往另一个频率，按协议规范，这样的频率跳转每秒钟会发生1600次，因此不太可能出现两个发射器使用相同频率的情况，即使在特定频
率下有任何干扰，其持续时间也仅不到千分之一秒，因此该技术同时还将外界干扰对蓝牙设备间通讯的影响降低到最小。
调节性跳频让蓝牙设备成为了杂技演员手中的钢球，虽然只有两只手，只要抛得足够快，就能承载更多。
让我们设想一下两个蓝牙设备间通讯的过程，当两个蓝牙设备互相靠近时，它们之间会发生电子会话以交流需求，这一会话过程无需用户参与，而一旦需求确
认，设备间便会自动确认地址并组成一个被称为微微网(Piconet)的微型网络，此网络一旦形成，组成网络的设备便可协商好和谐地随机跳频，以确保彼此
间的联系，但又不会对其它信号构成干扰，于是蓝牙——杂技演员手里的一个钢球就这样形成了。
蓝牙的协议组成
蓝牙标准从制定之初便定义成为个人区域内的无线通信制定的协议，它包括两部分：第一部分为协议核心(Core)部分，用来规定诸如射频、基带、链路
管理、服务发现、传输层以及与其他通信协议间的互用、互操作性等基本组件及方法；第二部分为协议子集(Profile)部分，用来以规定不同蓝牙应用(也
称使用模式)所需的协议和过程。
图11 蓝牙标准模块构成
如图11，蓝牙标准的设计仍采用从下至上的分层式结构，以人机接口(Host Controller
Interface，HCI)为界分为低层和高层协议，其中底层的基带(Baseband)、射频(Bluetooth
Radio)和链路管理层(LMP)协议定义了完成数据流的过滤和传输、链路的控制、跳频和数据帧传输的基本功能；而高层协议则控制连接的建立和释放、数
据的拆装、业务质量、协议的复用和分用等功能。在设计开发协议，特别是高层协议时的原则就是最大限度地重用现存的协议，而且所有高层应用协议(协议单元的
垂直层)都使用公共的数据链路和物理层，这就从架构上确保了协议的开放性和适应性。
完整的蓝牙标准协议是一个不折不扣的大杂烩，从功能划分上它大致由四个部分组成，它们分别是蓝牙核心协议、线缆替代协议、电话控制协议和其它已采用协议，其功能简介如下：
蓝牙的核心协议包括低层协议中的基带、链路管理(LMP)和高层协议中的逻辑链路控制与适应协议(L2CAP)和服务发现协议(SDP)四部分，基
带和LMP负责在蓝牙单元间建立物理射频链路，构成微微网(piconet)。此外，LMP还要完成像鉴权和加密等安全方面的任务，包括生成和交换加密
键、链路检查、基带数据包大小的控制、蓝牙无线设备的电源模式和时钟周期、微微网内蓝牙单元的连接状态等。
逻辑链路控制与适应协议(L2CAP)完成基带与高层协议间的适配，并通过协议复用、分用及重组操作为高层提供数据业务和分类提取，而服务发现协议
(SDP)则是所有使用模式的基础。通过SDP，可以查询设备信息、服务及服务特征，并在查询之后建立两个或多个蓝牙设备间的连接。
线缆替代协议
串行电缆仿真协议(RFCOMM)像SDP一样位于L2CAP之上，作为一个电缆替代(Cable Replacement)协议，它通过在蓝牙的基带上模拟符合RS-232标准的控制和数据信号，为将符合串行数据传输规范的应用无缝迁移到蓝牙上的实现提供了可能。
&电话控制协议
电话控制协议包括电话控制规范二进制(TCS BIN)协议和一套电话控制命令(AT-commands)。其中，TCS
BIN定义了在蓝牙设备间建立话音和数据呼叫所需的呼叫控制信令；ATcommands。则是一套可在多使用模式下用于控制移动电话和调制解调器的命令，
它们同样是模拟的标准电话语音通讯的相关协议规范，以确保相关语音通讯应用能够无缝迁移到蓝牙上。
其它已采用协议
其它被蓝牙兼收并蓄的协议包括PPP、UDP/TCP/IP、OBEX、WAP、WAE、vCard、vCalendar等，其特性和应用详见下
表，不再一一赘叙，随着Bluetooth
3.0+HS和4.0的推出，802.11b、Wibree等新兴技术也逐步被合并其中，应用面得到进一步拓展。
&用以实现点到点的连接
&运行在串行电缆仿真协议之上
&UDP/TCP/IP
&用以实现Internet上的通信
&由互联网基础规范组织IETF所定义
&用以实现蓝牙上的红外对象交换
&由IrDA开发的一个会话协议
&一个C/S模式的类HTTP协议
&用以实现HTML在移动设备上
&的展现的无线广域网协议规范
&由WAP论坛创建, 并得到广泛采用
&一个用于定义电子
&商务卡格式的协议
&VCalendar
&一个用于定义个人
&日程表格式的协议
Bluetooth 4.0，低功耗的秘密
低功耗蓝牙为何如此省电？根据SIG官方发布会的资料，它和经典蓝牙技术相比，主要的改变集中体现在待机功耗的减少、高速连接的实现和峰值功率的降低三个方面。
待机功耗的下降
传统蓝牙设备的待机耗电量大一直是为人所诟病的缺陷之一，这与传统蓝牙技术动辄采用16～32个频道进行广播不无关系，而低功耗蓝牙仅使用了3个广
播通道，且每次广播时射频的开启时间也由传统的22.5ms减少到0.6～1.2ms，这两个协议规范上的改变显然大大降低了因为广播数据导致的待机功
耗；此外低功耗蓝牙设计了用深度睡眠状态来替换传统蓝牙的空闲状态，在深度睡眠状态下，主机长时间处于超低的负载循环(Duty
Cycle)状态，只在需要运作时由控制器来启动，因主机较控制器消耗更多的能源，因此这样的设计也节省了最多的能源；在深度睡眠状态下，协议也针对此通
讯模式进行了优化，数据发送间隔时间也增加到0.5～4s，传感器类应用程序发送的数据量较平常要少很多，而且所有连接均采用先进的嗅探性次额定
(Sniff-Subrating)功能模式，因此此时的射频能耗几乎可以忽略不计，综合以上因素，低功耗蓝牙的待机功耗较传统蓝牙大大减少。
高速连接的实现
要明白这一过程，我们必须先介绍一下蓝牙设备和主机设备的连接步骤。
第一步：通过扫描，试图发现新设备。
第二步：确认发现的设备没有而已软件，也没有处于锁定状况。
第三步：发送IP地址。
第四步：收到并解读待配对设备发送过来的数据。
第五步：建立并保存连接。
按照传统的蓝牙协议的规范，若某一蓝牙设备正在进行广播，则它不会响应当前正在进行的设备扫描，而低功耗蓝牙协议规范允许正在进行广播的设备连接到
正在扫描的设备上，这就有效避免了重复扫描，而通过对连接机制的改善，低功耗蓝牙下的设备连接建立过程已可控制在3ms内完成，同时能以应用程序迅速启动
链接器，并以数毫秒的传输速度完成经认可的数据传递后并立即关闭连结，而传统蓝牙协议下即使只是建立链路层连接都需要花费100ms，建立L2CAP(逻
辑链路控制与适应协议)层的连接建立时间则更长。
蓝牙低功耗协议还对拓扑结构进行了优化，通过在每个从设备及每个数据包上使用32位的存取地址，能够让数十亿个设备能被同时连接。此技术不但将传统
蓝牙一对一的连结优化，同时也利用星状拓扑来完成一对多点的连结。在连接和断线切换迅速的应用场景下，数据能够在网状拓扑之间移动，但不至于为了维持此网
络而显得过于复杂，这也有效减轻了连接复杂性，减少了连接建立时间。
降低峰值功率
低功耗蓝牙对数据包长度进行了更加严格的定义，支持超短(8～27Byte)数据封包，并使用了随机射频参数和增加了GSFK调制索引，这些措施最
大限度地减少了数据收发的复杂性；此外低功耗蓝牙还通过增加调变指数，并采用24位的CRC(循环冗余检查)确保封包在受干扰时具有更大的稳定度，低功耗
蓝牙的射程增加至100m以上，以上措施结合蓝牙传统的跳频原理，有效降低了峰值功率。
总结与展望
笔者认为Bluetooth的灵魂在于应用而非速度，如何让应用的门槛更低，让上手更容易，让设备自动化程度更高，需要用户介入的过程越少，使用者
的感受越好，数据的可靠程度越高，移动的便利性越强，那么它就是Bluetooth该努力的方向，让我们一起祝福Bluetooth有一个更好的将来吧。
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