藍牙4.0技術(shù)智能化應用全解讀

[導讀]藍牙是一種支持設備短距離通信(一般10m內，藍牙4.0延伸到100m)的無(wú)線(xiàn)電技術(shù)，能在包括移動(dòng)電話(huà)、PDA、無(wú)線(xiàn)耳機、筆記本電腦、相關(guān)外設等眾多設備之間進(jìn)行無(wú)線(xiàn)信息交換……

　　什么是藍牙?

　　藍牙是一種支持設備短距離通信(一般10m內，藍牙4.0延伸到100m)的無(wú)線(xiàn)電技術(shù)，能在包括移動(dòng)電話(huà)、PDA、無(wú)線(xiàn)耳機、筆記本電腦、相關(guān)外設等眾多設備之間進(jìn)行無(wú)線(xiàn)信息交換。利用“藍牙”技術(shù)，能夠有效地簡(jiǎn)化移動(dòng)通信終端設備之間的通信，也能夠成功地簡(jiǎn)化設備與Internet之間的通信，從而數據傳輸變得更加迅速高效，為無(wú)線(xiàn)通信拓寬道路。藍牙采用分散式網(wǎng)絡(luò )結構以及快跳頻和短包技術(shù)，支持點(diǎn)對點(diǎn)及點(diǎn)對多點(diǎn)通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM頻段。其數據速率為1Mbps。采用時(shí)分雙工傳輸方案實(shí)現全雙工傳輸。

　　藍牙標準的發(fā)展

　　V1.1(1998年):為最早期版本，傳輸率約在748~810kb/s，因是早期設計，容易受到同頻率之產(chǎn)品所干擾影響通訊質(zhì)量。

　　V1.2:748~810kb/s 的傳輸率，增加了(改善 Software)抗干擾跳頻功能。

　　V2.1(2004年):改善了裝置配對流程，短距離的配對方面，具備了在兩個(gè)支持藍牙的手機之間互相進(jìn)行配對與通訊傳輸的NFC(Near Field CoMMunication)機制。具備更佳的省電效果。

　　V3.0(2009年):核心是“Generic Alternate MAC/PHY”(AMP)，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(dòng)態(tài)地選擇正確射頻。傳輸速率更高，功耗更低。

　　V4.0(2010年):藍牙技術(shù)聯(lián)盟(Bluetooth SIG)2010年7月7日宣布，正式采納藍牙4.0核心規范(Bluetooth Core Specification Version 4.0 )，并啟動(dòng)對應的認證計劃。 包括三個(gè)子規范，即傳統藍牙技術(shù)、高速藍牙和新的藍牙低功耗技術(shù)。藍牙4.0的改進(jìn)之處主要體現在三個(gè)方面：電池續航時(shí)間、節能和設備種類(lèi)上。有效傳輸距離也有所提升，為60m。

　　藍牙技術(shù)特點(diǎn)

　　1.全球范圍適用

　　藍牙工作在2.4GHz的ISM頻段，全球大多數國家ISM頻段的范圍是2.4~2.4835GHz，使用該頻段無(wú)需向各國的無(wú)線(xiàn)電資源管理部門(mén)申請許可證。

　　2.同時(shí)可傳輸語(yǔ)音和數據

　　藍牙采用電路交換和分組交換技術(shù)，支持異步數據信道、三路語(yǔ)音信道以及異步數據與同步語(yǔ)音同時(shí)傳輸的信道。每個(gè)語(yǔ)音信道數據速率為64kbit/s，語(yǔ)音信號編碼采用脈沖編碼調制(PCM)或連續可變斜率增量調制(CVSD)方法。當采用非對稱(chēng)信道傳輸數據時(shí)，速率最高為721kbit/s，反向為57.6kbit/s;當采用對稱(chēng)信道傳輸數據時(shí)，速率最高為342.6kbit/s。藍牙有兩種鏈路類(lèi)型。異步無(wú)連接(Asynchronous Connection-Less，ACL)鏈路和同步面向連接(Synchronous Connection-Oriented，SCO)鏈路。

　　3.可以建立臨時(shí)性的對等連接(Ad-hoc Connection)

　　根據藍牙設備在網(wǎng)絡(luò )中的角色，可分為主設備(Master)與從設備(Slave)。主設備是組網(wǎng)連接主動(dòng)發(fā)起連接請求的藍牙設備，幾個(gè)藍牙設備連接成一個(gè)皮網(wǎng)(Piconet)時(shí)，其中只有一個(gè)主設備，其余的均為從設備。皮網(wǎng)是藍牙最基本的一種網(wǎng)絡(luò )形式，最簡(jiǎn)單的皮網(wǎng)是一個(gè)主設備和一個(gè)從設備組成的點(diǎn)對點(diǎn)的通信連接。通過(guò)時(shí)分復用技術(shù)，一個(gè)藍牙設備便可以同時(shí)與幾個(gè)不同的皮網(wǎng)保持同步。具體來(lái)說(shuō)，就是該設備按照一定的時(shí)間順序參與不同的皮網(wǎng)，即某一時(shí)刻參與某一皮網(wǎng)，而下一時(shí)刻參與另一個(gè)皮網(wǎng)。

　　藍牙4.0技術(shù)特點(diǎn)

　　藍牙4.0是藍牙3.0+HS規范的補充，擁有極低的運行和待機功耗，使用一粒紐扣電池甚至可連續工作數年之久。同時(shí)還擁有低成本，跨廠(chǎng)商互操作性，3毫秒低延遲、AES-128加密等諸多特色，有效傳輸距離從上一代藍牙3.0的有效傳輸距離10米提升到了100米，另在終端的適配上也同樣向下兼容。藍牙4.0可以用于計步器、心律監視器、智能儀表、傳感器物聯(lián)網(wǎng)等眾多領(lǐng)域，大大擴展藍牙技術(shù)的應用范圍。

　　藍牙4.0技術(shù)應用

　　藍牙4.0技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始應用到眾多生活領(lǐng)域，運動(dòng)鞋、血壓計、血糖儀、牙刷均開(kāi)始使用藍牙技術(shù)，而藍牙4.0技術(shù)也已經(jīng)成為了智能終端的標配，并有望在未來(lái)成為物聯(lián)網(wǎng)的紐帶。

　　延伸閱讀：

　　“藍牙”的名稱(chēng)的由來(lái)：一是來(lái)自10世紀的丹麥國王哈拉爾德(Harald Gormsson)的外號。出身海盜家庭的哈拉爾德統一了北歐四分五裂的國家，成為維京王國的國王。由于他喜歡吃藍莓，牙齒常常被染成藍色，而獲“藍牙”的綽號，當藍莓因為顏色怪異的緣故，被認為是不適合食用的東西，因此這位愛(ài)嘗新的國王也成為創(chuàng )新與勇于嘗試的象征。1998年，愛(ài)立信公司希望無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)能統一標準而取名“藍牙”。二是，狼的牙齒參差不齊，卻能緊緊地嚙合在一起，這種設備同樣會(huì )讓耳機、筆記本電腦、冰箱等毫不相關(guān)的產(chǎn)品緊密結合在一起。由于狼牙在月光下會(huì )發(fā)出藍光，“藍牙”由此得名。