一文了解藍牙發展的前世今生

你知道嗎？藍牙（Bluetooth）一詞取自于十世紀丹麥國王哈拉爾HaralBluetooth。而將“藍牙”與后來的無線通訊技術標準關聯在一起的，是一位來自英特爾的工程師 Jim Kardach。他在一次無線通訊行業會議上，提議將“Bluetooth”作為無線通訊技術標準的名稱。?,藍牙技術讓各種數碼設備之間能夠無線溝通,讓散落各種連線的桌面成為歷史。如今，藍牙已經成為最龐大的無線通訊技術之一，被應用在智能家居、智能穿戴設備、安防設備、遠程遙控等各類產品中，并逐漸滲透到各個行業及領域?？梢哉f藍牙已經融入進我們生活的方方面面，悄無聲息地改變著我們的生活習慣，讓我們的日常生活變得更加便利。?,不過，藍牙技術的一路發展可謂坎坷曲折，從1.0到4.2 再到現在的5.2，這是一個不平凡的歷程。?,
,一、藍牙技術的起源?,藍牙的歷史實際上要追溯到第二次世界大戰。藍牙的核心是短距離無線電通訊，它的基礎來自于跳頻擴頻（FHSS）技術，由好萊塢女演員 Hedy Lamarr 和鋼琴家 George Antheil 在 1942 年 8 月申請的專利上提出。他們從鋼琴的按鍵數量上得到啟發，通過使用 88 種不同載波頻率的無線電控制魚雷，由于傳輸頻率是不斷跳變的，因此具有一定的保密能力和抗干擾能力。?,起初該項技術并沒有引起美國軍方的重視，直到 20 世紀 80 年代才被軍方用于戰場上的無線通訊系統，跳頻擴頻（FHSS）技術后來在解決包括藍牙、WiFi、3G 移動通訊系統在無線數據收發問題上發揮著關鍵作用。?,藍牙技術開始于愛立信在 1994 年創制的方案，該方案旨在研究移動電話和其他配件間進行低功耗、低成本無線通信連接的方法。發明者希望為設備間的無線通訊創造一組統一規則（標準化協議），以解決用戶間互不兼容的移動電子設備的通信問題，用于替代 RS-232 串口通訊標準。?,
,二、藍牙技術的變遷歷史?,1、第一代藍牙：關于短距離通訊早期的探索?,1.1、1999 年：藍牙 1.0?,早期的藍牙 1.0 A 和 1.0B 版存在多個問題，有多家廠商指出他們的產品互不兼容。同時，在兩個設備“鏈接”（Handshaking）的過程中，藍牙硬件的地址（BD_ADDR）會被發送出去，在協議的層面上不能做到匿名，造成泄漏數據的危險。 因此，當 1.0 版本推出以后，藍牙并未立即受到廣泛的應用。除了當時對應藍牙功能的電子設備種類少，藍牙裝置也十分昂貴。?,1.2、2001 年：藍牙 1.1?,藍牙 1.1 版正式列入 IEEE 802.15.1 標準，該標準定義了物理層（PHY）和媒體訪問控制（MAC）規范，用于設備間的無線連接，傳輸率為 0.7Mbps。但因為是早期設計，容易受到同頻率之間產品干擾，影響通訊質量。?,1.3、2003 年：藍牙 1.2?,藍牙 1.2 版針對 1.0 版本暴露出的安全性問題，完善了匿名方式，新增屏蔽設備的硬件地址（BD_ADDR）功能，保護用戶免受身份嗅探攻擊和跟蹤，同時向下兼容 1.1 版。?,2、第二代藍牙：發力傳輸速率的 EDR 時代?,2.1、2004 年：藍牙 2.0?,藍牙 2.0 是 1.2 版本的改良版，新增的 EDR（Enhanced Data Rate）技術通過提高多任務處理和多種藍牙設備同時運行的能力，使得藍牙設備的傳輸率可達 3Mbps。 藍牙 2.0 支持雙工模式：可以一邊進行語音通訊，一邊傳輸文檔/高質素圖片。?,2.2、2007 年：藍牙 2.1?,藍牙 2.1 新增了 Sniff Subrating 省電功能，將設備間相互確認的訊號發送時間間隔從舊版的 0.1 秒延長到 0.5 秒左右，從而讓藍牙芯片的工作負載大幅降低。?,3、第三代藍牙：High Speed，傳輸速率高達 24Mbps?,3.1、2009 年：藍牙 3.0?,藍牙 3.0 新增了可選技術 High Speed，High Speed 可以使藍牙調用 802.11 WiFi 用于實現高速數據傳輸，傳輸率高達 24Mbps，是藍牙 2.0 的 8 倍，輕松實現錄像機至高清電視、PC 至 PMP、UMPC 至打印機之間的資料傳輸。?,藍牙 3.0 的核心是 AMP（Generic Alternate MAC/PHY），這是一種全新的交替射頻技術，允許藍牙協議棧針對任一任務動態地選擇正確射頻。?,功耗方面，藍牙 3.0 引入了 EPC 增強電源控制技術，再輔以 802.11，實際空閑功耗明顯降低。?,此外，新的規范還加入 UCD 單向廣播無連接數據技術，提高了藍牙設備的相應能力。?,4、第四代藍牙：主推“ Low Energy”低功耗?,4.1、2010 年：藍牙 4.0?,藍牙 4.0 是迄今為止第一個藍牙綜合協議規范，將三種規格集成在一起。其中最重要的變化就是 BLE（Bluetooth Low Energy）低功耗功能，提出了低功耗藍牙、傳統藍牙和高速藍牙三種模式。?,4.2、2013 年：藍牙 4.1?,藍牙 4.1 在傳輸速度和傳輸范圍上變化很小，但在軟件方面有著明顯的改進。此次更新目的是為了讓 Bluetooth Smart 技術最終成為物聯網（Internet of Things）發展的核心動力。?,4.3、2014 年：藍牙 4.2?,藍牙 4.2 的傳輸速度更加快速，比上代提高了 2.5 倍，因為藍牙智能（Bluetooth Smart）數據包的容量提高，其可容納的數據量相當于此前的10倍左右。?,
,5、第五代藍牙：開啟「物聯網」時代大門?,5.1、2016 年：藍牙 5.0?,藍牙 5.0 在低功耗模式下具備更快更遠的傳輸能力，傳輸速率是藍牙 4.2 的兩倍（速度上限為 2Mbps），有效傳輸距離是藍牙 4.2 的四倍（理論上可達 300 米），數據包容量是藍牙 4.2 的八倍。?,支持室內定位導航功能，結合 WiFi 可以實現精度小于 1 米的室內定位。針對 IoT 物聯網進行底層優化，力求以更低的功耗和更高的性能為智能家居服務。?,
,5.2、2019 年：藍牙 5.1?,藍牙 5.1 新增「尋向(direction finding)功能」，配合藍牙近接(proximity)技術，即可讓設備更容易被偵測發現，同時將藍牙定位的精準度提升到厘米級，借此應用在小型藍牙設備中實現定位。如此一來，大家在丟失了AirPods這類小巧的藍牙配件的時候，也就更容易找到了。當然，藍牙5.1的尋向功能并不只是用于尋找物件，還可以用戶更好的室內導覽、信息提供等用途。?藍牙高精度AOA室內定位技術未來發展趨勢,5.3、2020 年：藍牙 5.2?,藍牙5.2的新特性主要體現在3個方面：增強型ATT協議；LE功耗控制；LE同步信道，其中最引人注目的是下一代藍牙音頻LE Audio的頒布。LE Audio不僅支持連接狀態及廣播狀態下的立體聲，還將通過一系列的規格調整增強藍牙音頻性能，包括縮小延遲，通過LC3編解碼增強音質等。在通過LE實現短距離萬物互聯后，加上LE Audio，這將使得藍牙在物聯網時代獲得徹底新生和騰飛。?,
,三、物聯網：藍牙技術的新主場?,自 1998 年來，藍牙協議已經進行了多次更新，從音頻傳輸、圖文傳輸、視頻傳輸，再到以低功耗為主打的物聯網數據傳輸。一方面維持著藍牙設備向下兼容性，另一方面藍牙也正應用于越來越多的物聯網設備。?,云里物里專注物聯網行業十余年來，始終重視物聯網接入產品的安全和高效性能，其自主研發的物聯網產品和系統，均采用了藍牙5.0技術，不僅功耗低、連接和傳輸速率快，還具備優秀的穩定性能和安全保密協議。基于藍牙5.0技術的電子標簽、溫濕度傳感器、資產管理標簽、云里基站和云平臺組成的云里物里智慧場景解決方案，可廣泛應用于包括工業倉儲、新零售、智慧醫院、智慧辦公在內的多種物聯網應用場景，并在安全穩定和降本增效方面均取得了卓越成效。?,藍牙技術的逐步成熟，不僅大大降低了設備之間的長距離、多設備通訊門檻，還為 IOT 在城市建設、工業倉儲、醫療等各類行業發展帶來了難以想象的巨大空間。相信這項問世數十年的技術，未來還將持續煥發出蓬勃的生命力！,注：本文圖片來源網絡，如侵刪。