目前，全球有超过1亿种设备支持蓝牙技术，其中超过50%在手机上使用。蓝牙技术是消费电子产品无线传输的解决方案。超过一半的消费者至少拥有一台支持蓝牙技术的设备，全球大多数消费者都能认出这个品牌标志。

无线数据传输协议的比较

我们熟悉的Zigee、WIFI、蓝牙(传统蓝牙，新一代蓝牙也发生了巨大的变化)，从下图可以看出它们之间的关系。

从上图可以看出，不同的无线数据传输协议在数据传输速率和传输距离上都有各自的应用范围。

Zigbee、蓝牙、WIFI标准都是工作在2.4GHz频段的无线通信标准。以下是BLE与传统蓝牙和WIFI标准的简单对比，帮助读者快速理解。

传统的蓝牙数据传输速率小于3Mbps，典型的数据传输距离为2-10m。蓝牙技术的典型应用是在两部手机之间传输少量数据。

WIFI最高数据传输速率可达50Mbps，典型的数据传输距离为30-100m。WIFI技术提供了一种互联网无线接入技术。

蓝牙4.0

蓝牙技术是应用最广泛的全球短距离无线标准之一。新的蓝牙4.0版本将三种蓝牙技术(传统蓝牙、高速蓝牙和低功耗蓝牙)合二为一。它集成了蓝牙技术在无线连接方面的固有优势，增加了高速蓝牙和低功耗蓝牙的特点。这三种规格可以组合使用，也可以单独使用。

低功耗蓝牙，即BLE，是蓝牙4.0的核心规范。该技术最大的特点是具有超低的运行功耗和待机功耗。蓝牙低功耗设备使用一个纽扣电池可以连续工作数年，可以应用于对成本和功耗有严格要求的无线方案。而且随着智能机的发展，它会有更广泛的领域。

2016年6月，国际蓝牙技术联盟提出了蓝牙5.0的技术标准。

蓝牙

低功耗蓝牙技术蓝牙低功耗

国际蓝牙联盟(BT-SIG)采用的标准蓝牙无线保真技术。

在BLE规范中定义了两个基本的配置文件，GAP(通用访问配置文件)和GATT(通用属性)。

协议中的GAP层负责设备访问模式和过程，包括设备发现和连接建立。终止连接。初始化安全功能和设备配置。

协议栈中的GATT层用于连接的蓝牙设备之间的数据通信。

BLE是一种标准，它定义了短距离和低数据传输速率无线通信所需的一系列通信协议。BLE无线网络使用的工作频段为868MHz、915MHz和2.4GHz，最大数据传输速率为250kbps。

蓝牙4.0与传统蓝牙的关系

智能和智能和传统蓝牙有什么关系？请看下图：

Smart Ready可以与Smart Ready、传统蓝牙和Smart进行连接和通信。

传统蓝牙可以与Smart Ready和传统蓝牙连接和通信。

可以用Smart和Smart ready进行连接和通信。

低功耗蓝牙与其他蓝牙的兼容性

双模式设备

1: 1:BasicRate(BR)，2:蓝牙低能耗(BLE)，同时支持BR和ble的设备都是双模设备，也就是这里讨论的Smart Ready。智能准备蓝牙4.0的主要部分。一般供电稳定的设备，如手机、PC等，都采用双模蓝牙芯片。

单模设备

那么什么是聪明呢？Smart是蓝牙4.0中低功耗蓝牙的商标，即蓝牙低功耗，缩写为LE或BLE。在关于蓝牙4.0的在线部分，纽扣电池可以用于BLE一年。智能还是很耗电的，需要稳定的电源，比如手机、PC等设备。然而，由于其低功耗，Smart通常使用电池或纽扣电池供电。

Smart的主要特点是功耗低，速度慢。

BLE的特点

一般来说，BLE技术有以下特点：

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就无线通信而言，电磁波在传输过程中容易受到很多因素的干扰，比如障碍物、天气情况等。因此，无线通信系统在数据传输过程中存在固有的不可靠性。蓝牙技术联盟SIG在制定蓝牙4.0规范时已经考虑到了数据传输过程中固有的不确定性，在射频、基带协议和链路管理协议中采取了可靠性措施，包括检错纠错、数据编解码、数据加噪等。大大提高了蓝牙无线数据传输的可靠性。此外，自适应频率调制技术用于最大限度地减少与其他2.4G无线电波的串扰。

2、低成本低功耗

低功耗蓝牙支持两种部署模式：双模和单模。一般智能电脑上采用双模，外设一般采用BLE单模。

低功耗设计：蓝牙4.0版本加强了蓝牙在数据传输方面的低功耗性能，功耗比传统蓝牙降低了90%。

传统蓝牙设备待机功耗一直是其缺陷之一，这与传统蓝牙技术使用163，335，432个频道进行广播，而低功耗蓝牙只适用于3个广播频道，每次广播时射频的开启时间从传统的22.5ms降低到0.6~1.2ms有很大关系。这两个协议规范的变化，大大降低了广播数据带来的待机功耗。

低功耗蓝牙设计用深度睡眠状态代替了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占空比状态，需要运行时才由控制器启动。因为主机比控制器耗能多，所以这种设计也更节能。

(3)快速启动和即时连接

之前蓝牙版本的启动速度非常慢。蓝牙2.1版启动连接需要6s，而蓝牙4.0版只需要3ms就能完成，几乎是瞬间连接。

4、传输距离大大提供。

传统的蓝牙传输距离一般为2-10m，而蓝牙4.0的有效传输距离可达60-100m，传输距离提高了10倍，大大拓展了蓝牙技术的应用前景。

5、高度安全

为了保证数据传输的安全性，采用AES-128 CCM加密算法进行数据包加密认证。

BLE无线网络通信信道分析

天线对于无线通信系统非常重要。在我们的日常生活中，我们可以看到各种各样的天线，如手机天线，电视接收天线等。天线的主要功能可以概括为：完成无线电波的发射和接收。发射时，将高频电流转换成电磁波发射出去；接收时，电磁波被转换成高频电流。

如何区分不同的无线电波？

一般不同的无线电波都有未使用的频谱，无线通信系统的频谱是几十兆赫到几千兆赫，包括收音机、手机、卫星电视等使用的频段。这些无线电波都是利用空气作为传输介质来传播的。为了防止不同应用之间的相互干扰，有必要对无线通信系统的通信信道进行管理。

每个国家都有自己的无线电管理结构，如美国的联邦通信委员会(FCC)和欧洲典型标准委员会(ETSI)。中国美国的无线电管理机构叫中国无线电管理委员会，主要职责是划分、分配和指派无线电频率，协调和管理卫星轨道位置，监测和检测无线电，调查和处理干扰，协调和处理电磁干扰问题，维护空中电波秩序。

一般使用特定频段需要无线电管理部门的许可。当然，各国无线电管理部门也规定了部分频段对公众开放，可以不经许可使用，以满足不同的应用需求。这些频段包括ISM(工业。科学和医学-I)频带。

除了ISM频段，在中国，135kHz以下的频段，以及在

BLE工作在ISM频段，定义了两个频段，2.4GHz频段和896/915MHz频段。IEEE 802.15.4中规定了27个信道：

在2.4GHz频带中，有16个信道，通信速率为250kbps:

在915MHz频带中，有10个信道，通信速率为40kbps:

在868MHz频段，有一个信道，信道的通信速率为20kbpS。

BLE工作在2.4GHz频段，仅适用于三个广播频道，适用于所有蓝牙profile版本通用的自适应调频技术。

自适应调频技术是基于自动信道质量分析的频率自用和功率自适应控制的结合。它可以在调频通信过程中自动避开受干扰的频点，以最小的发射功率和最低的截获概率，达到在无干扰的调频信道上长时间维持高质量通信的目的。

BLE技术的应用领域

一直以来，蓝牙技术在配件上的应用都吸引了更多的关注，但是随着移动时代的飞速发展，BLE将会有更大的用途。事实上，BLE 的低功耗技术在设计之初就专注于医疗保健和健康监控等特殊市场。总的来说，蓝牙4.0的发展方向将是运动管理、医疗、智能仪器、智能家居以及物联网的各种相关应用。

在医疗卫生领域

以前很多健康应用都是基于蓝牙2.1协议，但由于功耗有限，没能激起太大波澜。BLE解决这个问题后，市场被强烈激活。例如，由英特尔发起并由许多不同的医疗技术和卫生保健机构建立的康体佳健康联盟(Continua Health Alliance)已经决定将BLE纳入未来的标准传输技术。

目前市面上有很多蓝牙2.1规范的医疗产品，比如血压计、血糖仪等。未来，经过康体佳健康联盟官方认证的蓝牙4.0规范的医疗产品会越来越多。在健康应用方面，BLE也有广阔的市场空间，可以和健身器材无缝结合。人们在使用健身器材时，可以通过相关设备传输和记录自己的运动，如计步器、脉冲机等。并输入移动设备以保存其个人健康信息。

在物联网领域

目前，市场上所有的智能设备都是物联网生态发展的驱动力，但BLE可以扮演一个节点的角色，打开联合物联网和传感器设备之间，这将在关键意义上推动物联网的真正发展。由于蓝牙技术一直注重上层应用，有统一的标准，各种底层硬件可以互联互通，形成完善的生态环境，为自身和物联网产品市场创造良好的环境。

一些分析家认为，当BLE把每个人 Android或其他移动设备变成一个传感器标签，它能做的不仅仅是通过应用软件找东西，还具有很大的扩展性，比如它可以通过app和传感器搭建一个P2P网络，模拟GPS的功能。简而言之，当BLE传感器无处不在时，将会有巨大的商机。

智能照明

目前市场上的传统智能灯大多是线控的，或者需要一个新的遥控器来控制灯。存在控制距离有限和不灵活的问题。低功耗蓝牙智能网状灯，利用低功耗蓝牙技术和网状组网技术，只需要在你的智能手机上安装一个app，就可以实现灯光的智能联网控制，更加方便灵活，支持遥控设备。

智能遥控器、机顶盒

随着智能电视的发展，传统遥控器已经不能满足用户的需求，语音遥控正逐渐成为标配。使用我们的智能语音遥控方案，用户可以通过语音控制智能电视和其他设备，更加快速有效地选择自己喜欢的节目。

HID设备应用

与传统的蓝牙键盘鼠标相比，低功耗蓝牙技术具有功耗更低、配对连接更快捷方便的特点。在客户现有的鼠标和键盘上，可以添加BLE，实现o的快速升级

在传统小家电中，如豆浆机、电饭煲等。增加了低功耗蓝牙控制，升级为更智能的小家电。智能手机可以用来控制小家电，如开关、预约等。还可以进行小家电自检、固件升级等功能，给生活带来不一样的体验。

信标应用

Beacon基于蓝牙广播向手机发送消息，可以帮助商家优化经营策略，利用用户提供服务地理位置。

商家可以使用信标设备通知消费者新产品，并提供优惠券鼓励消费者冲动消费。您还可以使用Beacon技术获得的数据，如地理位置和购买记录，以提供更多的客户满意度信息和更好的服务。

在停车场找停车位的场景，你不不用拿出手机，手表上的震动反馈就能帮你找到空位和你的车。这也是信标的理想应用。

智能消息推送、产品广告推广、室内定位导航逐渐成为趋势。为了实现这些功能，Beacon产品基本的硬件设备不可或缺。与此同时，苹果ibeacon和微信摇一摇，阿里等互联网巨头也在推动beacon应用的开发。

蓝牙的灵魂在于应用，而不是速度。如何降低应用门槛，更容易上手，让设备自动化程度更高，减少需要用户干预的流程，让用户感觉更好，增加数据的可靠性，更容易移动？然后就是蓝牙的方向的努力。现在，随着物联网应用的发展，蓝牙5.0技术应运而生。让让我们祝愿蓝牙有一个美好的未来。

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