藍(lán)牙4.0标(biāo)準包(bāo)括傳統藍(lán)牙模块(kuài)部(bù)分(fēn)和(hé)低(dī)功耗藍(lán)牙模块(kuài)部(bù)分(fēn)。低(dī)功耗藍(lán)牙是建立在(zài)傳統藍(lán)牙基礎之(zhī)上繼而(ér)发展(zhǎn)的(de)，並(bìng)有(yǒu)别于(yú)傳統藍(lán)牙模块(kuài)。本(běn)文(wén)将科普低(dī)功耗藍(lán)牙（BLE）的(de)一(yī)些知識。
说(shuō)起(qǐ)藍(lán)牙無線(xiàn)傳輸，大(dà)家(jiā)经常听(tīng)到(dào)这(zhè)几个(gè)名(míng)词：藍(lán)牙4.0标(biāo)準、超低(dī)功耗藍(lán)牙模块(kuài)，而(ér)不(bù)明(míng)就(jiù)里(lǐ)的(de)朋友很容易将其(qí)混淆，有(yǒu)的(de)人(rén)認为(wèi)这(zhè)两(liǎng)个(gè)名(míng)词所(suǒ)指同物(wù)，其(qí)實(shí)不(bù)然。藍(lán)牙4.0标(biāo)準包(bāo)括傳統藍(lán)牙模块(kuài)部(bù)分(fēn)和(hé)低(dī)功耗藍(lán)牙模块(kuài)部(bù)分(fēn)，是一(yī)个(gè)双(shuāng)模标(biāo)準。低(dī)功耗藍(lán)牙也(yě)是建立在(zài)傳統藍(lán)牙基礎之(zhī)上发展(zhǎn)起(qǐ)来(lái)的(de)，並(bìng)有(yǒu)别于(yú)傳統藍(lán)牙模块(kuài)。
藍(lán)牙模块(kuài)的(de)分(fēn)類(lèi)
按照應(yìng)用(yòng)和(hé)支持(chí)協议划分(fēn)主(zhǔ)要(yào)分(fēn)为(wèi)两(liǎng)種(zhǒng)：
经典藍(lán)牙模块(kuài)（BT）：泛指支持(chí)藍(lán)牙協议在(zài)4.0以(yǐ)下(xià)的(de)模块(kuài)，一(yī)般用(yòng)于(yú)數據(jù)量(liàng)比較大(dà)的(de)傳輸，如(rú)：語(yǔ)音(yīn)、音(yīn)乐(lè)、較高(gāo)數據(jù)量(liàng)傳輸等。经典藍(lán)牙模块(kuài)可(kě)再细(xì)分(fēn)为(wèi)：傳統藍(lán)牙模块(kuài)和(hé)高(gāo)速藍(lán)牙模块(kuài)。傳統藍(lán)牙模块(kuài)在(zài)2004年(nián)推出(chū)，主(zhǔ)要(yào)代(dài)表(biǎo)是支持(chí)藍(lán)牙2.1協议的(de)模块(kuài)，在(zài)智能(néng)手(shǒu)機(jī)爆发的(de)时(shí)期(qī)得到(dào)廣泛支持(chí)。高(gāo)速藍(lán)牙模块(kuài)在(zài)2009年(nián)推出(chū)，速率提(tí)高(gāo)到(dào)約24Mbps，是傳統藍(lán)牙模块(kuài)的(de)八(bā)倍，可(kě)以(yǐ)輕(qīng)松用(yòng)于(yú)录(lù)像機(jī)至(zhì)高(gāo)清(qīng)電(diàn)視、PC至(zhì)PMP、UMPC至(zhì)打(dǎ)印(yìn)機(jī)之(zhī)間(jiān)的(de)資料傳輸。
低(dī)功耗藍(lán)牙模块(kuài)（BLE）：是指支持(chí)藍(lán)牙協议4.0或(huò)更(gèng)高(gāo)的(de)模块(kuài)，也(yě)稱为(wèi)BLE模块(kuài)（BluetoohLow EnergyModule），最(zuì)大(dà)的(de)特(tè)点是成(chéng)本(běn)和(hé)功耗的(de)降低(dī)，應(yìng)用(yòng)于(yú)實(shí)时(shí)性(xìng)要(yào)求比較高(gāo)，但是數據(jù)速率比較低(dī)的(de)产品，如(rú)：遙控類(lèi)的(de)（鼠标(biāo)、鍵盤）、傳感(gǎn)设備的(de)數據(jù)发送（心(xīn)跳带(dài)、血(xuè)壓計(jì)、温(wēn)度(dù)傳感(gǎn)器）等。
BLE簡介
常見(jiàn)的(de)名(míng)词“BLE”，是藍(lán)牙低(dī)能(néng)耗的(de)簡稱(Bluetooh LowEnergy)。藍(lán)牙低(dī)功耗技術(shù)是低(dī)成(chéng)本(běn)、短(duǎn)距离、可(kě)互操作(zuò)的(de)魯棒性(xìng)無線(xiàn)技術(shù)，工作(zuò)在(zài)免许可(kě)的(de)2.4GHzISM射頻頻段(duàn)。低(dī)功耗技術(shù)從一(yī)開(kāi)始(shǐ)就(jiù)设計(jì)为(wèi)超低(dī)功耗(ULP)無線(xiàn)程技術(shù)。它(tā)利用(yòng)许多(duō)智能(néng)手(shǒu)段(duàn)最(zuì)大(dà)限度(dù)地(dì)降低(dī)功耗。
藍(lán)牙低(dī)能(néng)耗技術(shù)采用(yòng)可(kě)变連(lián)接时(shí)間(jiān)間(jiān)隔，这(zhè)个(gè)間(jiān)隔根據(jù)具體(tǐ)應(yìng)用(yòng)可(kě)以(yǐ)设置为(wèi)几毫(háo)秒(miǎo)到(dào)几秒(miǎo)不(bù)等。另(lìng)外(wài)，因(yīn)为(wèi)BLE技術(shù)采用(yòng)非(fēi)常快(kuài)速的(de)連(lián)接方(fāng)式，因(yīn)此(cǐ)平时(shí)可(kě)以(yǐ)處(chù)于(yú)“非(fēi)連(lián)接”狀态（节(jié)省(shěng)能(néng)源），此(cǐ)时(shí)鍊(liàn)路(lù)两(liǎng)端相互間(jiān)只(zhī)是知曉对(duì)方(fāng)，只(zhī)有(yǒu)在(zài)必要(yào)时(shí)才開(kāi)启鍊(liàn)路(lù)，然後(hòu)在(zài)盡可(kě)能(néng)短(duǎn)的(de)时(shí)間(jiān)內(nèi)關(guān)閉鍊(liàn)路(lù)。
BLE技術(shù)的(de)工作(zuò)模式非(fēi)常适合用(yòng)于(yú)從微型無線(xiàn)傳感(gǎn)器（每半秒(miǎo)交換一(yī)次(cì)數據(jù)）或(huò)使用(yòng)完全(quán)异(yì)步通(tòng)信(xìn)的(de)遙控器等其(qí)它(tā)外(wài)设傳送數據(jù)。这(zhè)些设備发送的(de)數據(jù)量(liàng)非(fēi)常少(shǎo)（通(tòng)常几个(gè)字节(jié)），而(ér)且(qiě)发送次(cì)數也(yě)很少(shǎo)（例如(rú)每秒(miǎo)几次(cì)到(dào)每分(fēn)鐘(zhōng)一(yī)次(cì)，甚至(zhì)更(gèng)少(shǎo)）。
BLE協议棧的(de)结构和(hé)配置
1、協议有(yǒu)两(liǎng)个(gè)部(bù)分(fēn)组成(chéng)：Controller和(hé)Host
2、Profiles和(hé)應(yìng)用(yòng)總(zǒng)是基于(yú)GAP和(hé)GATT之(zhī)上
3、在(zài)單芯片(piàn)方(fāng)案(àn)中(zhōng)，Controller和(hé)Host，profiles，和(hé)應(yìng)用(yòng)层(céng)都在(zài)同一(yī)片(piàn)芯片(piàn)中(zhōng)
4、在(zài)网(wǎng)絡控制器模式中(zhōng)，Host和(hé)Controller是在(zài)一(yī)起(qǐ)運行的(de)，但是應(yìng)用(yòng)和(hé)profiles在(zài)另(lìng)外(wài)一(yī)个(gè)器件(jiàn)上，比如(rú)PC或(huò)者其(qí)他(tā)微控制器，可(kě)以(yǐ)通(tòng)过(guò)UART，USB進(jìn)行操作(zuò)
5、在(zài)双(shuāng)芯片(piàn)模式中(zhōng)，Controller運行在(zài)一(yī)个(gè)控制器，而(ér)應(yìng)用(yòng)层(céng)，profiles和(hé)Host是運行在(zài)另(lìng)外(wài)一(yī)个(gè)控制器上
BLE设備連(lián)接狀态流程图(tú)
BLE與(yǔ)快(kuài)遞服(fú)務(wù)類(lèi)比
BLE的(de)两(liǎng)種(zhǒng)芯片(piàn)架构
藍(lán)牙低(dī)能(néng)耗架构共有(yǒu)两(liǎng)種(zhǒng)芯片(piàn)构成(chéng)：單模芯片(piàn)和(hé)双(shuāng)模芯片(piàn)。藍(lán)牙單模器件(jiàn)是藍(lán)牙规範中(zhōng)新(xīn)出(chū)现的(de)一(yī)種(zhǒng)只(zhī)支持(chí)藍(lán)牙低(dī)能(néng)耗技術(shù)的(de)芯片(piàn)——是專門(mén)針(zhēn)对(duì)ULP操作(zuò)優化(huà)的(de)技術(shù)的(de)一(yī)部(bù)分(fēn)。藍(lán)牙單模芯片(piàn)可(kě)以(yǐ)和(hé)其(qí)它(tā)單模芯片(piàn)及(jí)双(shuāng)模芯片(piàn)通(tòng)信(xìn)，此(cǐ)时(shí)後(hòu)者需要(yào)使用(yòng)自(zì)身(shēn)架构中(zhōng)的(de)藍(lán)牙低(dī)能(néng)耗技術(shù)部(bù)分(fēn)進(jìn)行收(shōu)发數據(jù)。双(shuāng)模芯片(piàn)也(yě)能(néng)與(yǔ)标(biāo)準藍(lán)牙技術(shù)及(jí)使用(yòng)傳統藍(lán)牙架构的(de)其(qí)它(tā)双(shuāng)模芯片(piàn)通(tòng)信(xìn)。
双(shuāng)模芯片(piàn)可(kě)以(yǐ)在(zài)使用(yòng)标(biāo)準藍(lán)牙芯片(piàn)的(de)任何场(chǎng)合使用(yòng)。这(zhè)樣(yàng)安(ān)装有(yǒu)双(shuāng)模芯片(piàn)的(de)手(shǒu)機(jī)、PC、个(gè)人(rén)導航设備(PND)或(huò)其(qí)它(tā)應(yìng)用(yòng)就(jiù)可(kě)以(yǐ)和(hé)市(shì)场(chǎng)上已经在(zài)用(yòng)的(de)所(suǒ)有(yǒu)傳統标(biāo)準藍(lán)牙设備以(yǐ)及(jí)所(suǒ)有(yǒu)未来(lái)的(de)藍(lán)牙低(dī)能(néng)耗设備通(tòng)信(xìn)。然而(ér)，由(yóu)于(yú)这(zhè)些设備要(yào)求执行标(biāo)準藍(lán)牙和(hé)藍(lán)牙低(dī)能(néng)耗任務(wù)，因(yīn)此(cǐ)双(shuāng)模芯片(piàn)針(zhēn)对(duì)ULP操作(zuò)的(de)優化(huà)程度(dù)沒(méi)有(yǒu)像單模芯片(piàn)那(nà)么高(gāo)。
單模芯片(piàn)可(kě)以(yǐ)用(yòng)單节(jié)鈕扣(kòu)電(diàn)池(如(rú)3V、220mAh的(de)CR2032)工作(zuò)很长(cháng)时(shí)間(jiān)(几个(gè)月(yuè)甚至(zhì)几年(nián))。相反，标(biāo)準藍(lán)牙技術(shù)(和(hé)藍(lán)牙低(dī)能(néng)耗双(shuāng)模器件(jiàn))通(tòng)常要(yào)求使用(yòng)至(zhì)少(shǎo)两(liǎng)节(jié)AAA電(diàn)池(電(diàn)量(liàng)是鈕扣(kòu)電(diàn)池的(de)10至(zhì)12倍，可(kě)以(yǐ)容忍高(gāo)得多(duō)的(de)峰(fēng)值電(diàn)流)，並(bìng)且(qiě)更(gèng)多(duō)情(qíng)況下(xià)最(zuì)多(duō)只(zhī)能(néng)工作(zuò)几天(tiān)或(huò)几周的(de)时(shí)間(jiān)(取(qǔ)決于(yú)具體(tǐ)應(yìng)用(yòng))。注意(yì)，也(yě)有(yǒu)一(yī)些高(gāo)度(dù)專業化(huà)的(de)标(biāo)準藍(lán)牙设備，它(tā)们(men)可(kě)以(yǐ)使用(yòng)容量(liàng)比AAA電(diàn)池低(dī)的(de)電(diàn)池工作(zuò)。
BLE用(yòng)途
1、2.4G藍(lán)牙低(dī)功耗系(xì)統
2、消費類(lèi)電(diàn)子产品
3、移動(dòng)電(diàn)話(huà)外(wài)圍擴展(zhǎn)设備
4、運動(dòng)和(hé)休閑设備
5、健康醫療用(yòng)品（血(xuè)壓計(jì)、體(tǐ)温(wēn)計(jì)等）
6、汽車電(diàn)子设備
7、人(rén)機(jī)接口(kǒu)设備（鍵盤、鼠标(biāo)、遙控器等）
8、USE Dongle
藍(lán)牙與(yǔ)BLE
藍(lán)牙（Bluetooth）是一(yī)種(zhǒng)無線(xiàn)技術(shù)标(biāo)準，可(kě)實(shí)现固定(dìng)设備、移動(dòng)设備和(hé)樓宇个(gè)人(rén)域网(wǎng)之(zhī)間(jiān)的(de)短(duǎn)距离數據(jù)交換（使用(yòng)2.4—2.485GHz的(de)ISM波(bō)段(duàn)的(de)UHF無線(xiàn)電(diàn)波(bō)）。藍(lán)牙技術(shù)最(zuì)初由(yóu)電(diàn)信(xìn)巨头(tóu)爱立信(xìn)公(gōng)司于(yú)1994年(nián)創制，當时(shí)是作(zuò)为(wèi)RS232數據(jù)線(xiàn)的(de)替代(dài)方(fāng)案(àn)。藍(lán)牙可(kě)連(lián)接多(duō)个(gè)设備，克(kè)服(fú)了(le)數據(jù)同步的(de)難題(tí)。
藍(lán)牙规格由(yóu)藍(lán)牙技術(shù)聯盟正式推出(chū)，所(suǒ)有(yǒu)的(de)藍(lán)牙标(biāo)準版本(běn)都支持(chí)向(xiàng)下(xià)兼容，讓最(zuì)新(xīn)的(de)版本(běn)能(néng)夠覆蓋所(suǒ)有(yǒu)旧(jiù)的(de)版本(běn)。
藍(lán)牙前(qián)後(hòu)制定(dìng)过(guò)多(duō)个(gè)版本(běn)，包(bāo)括1.0版本(běn)和(hé)1.0B版本(běn)、1.1版本(běn)、1.2版本(běn)、2.0 + EDR版本(běn)、2.1 + EDR版本(běn)、3.0 + HS版本(běn)、4.1版本(běn)、4.2版本(běn)和(hé)5.0版本(běn)。
而(ér)藍(lán)牙4.0标(biāo)準實(shí)際包(bāo)含两(liǎng)个(gè)藍(lán)牙标(biāo)準，準确的(de)说(shuō)，是一(yī)个(gè)双(shuāng)模的(de)标(biāo)準，它(tā)包(bāo)含傳統藍(lán)牙模块(kuài)部(bù)分(fēn)(也(yě)有(yǒu)稱之(zhī)为(wèi)经典藍(lán)牙Classic Bluetooth)和(hé)低(dī)功耗藍(lán)牙部(bù)分(fēn)（Bluetooth Low Energy簡稱BLE）。这(zhè)两(liǎng)个(gè)部(bù)分(fēn)适用(yòng)于(yú)不(bù)同的(de)應(yìng)用(yòng)或(huò)者應(yìng)用(yòng)条件(jiàn)。傳統藍(lán)牙是在(zài)之(zhī)前(qián)的(de)1.0.1.2，2.0+EDR,2.1+EDR,3.0+EDR等基礎上发展(zhǎn)和(hé)完善起(qǐ)来(lái)的(de)，低(dī)功耗藍(lán)牙是Nokia的(de)Wibree标(biāo)準上发展(zhǎn)起(qǐ)来(lái)的(de)。
傳統藍(lán)牙可(kě)以(yǐ)用(yòng)于(yú)數據(jù)量(liàng)比較大(dà)的(de)傳輸，如(rú)語(yǔ)音(yīn)，音(yīn)乐(lè)，較高(gāo)數據(jù)量(liàng)傳輸等，而(ér)低(dī)功耗藍(lán)牙則應(yìng)用(yòng)于(yú)實(shí)时(shí)性(xìng)要(yào)求比較高(gāo)，但是數據(jù)速率比較低(dī)的(de)产品，如(rú)遙控類(lèi)的(de)，如(rú)鼠标(biāo)，鍵盤，遙控鼠标(biāo)(AirMouse)，傳感(gǎn)设備的(de)數據(jù)发送，如(rú)心(xīn)跳带(dài)，血(xuè)壓計(jì)，温(wēn)度(dù)傳感(gǎn)器等。傳統藍(lán)牙有(yǒu)3个(gè)功率级别，Class1,Class2,Class3,分(fēn)别支持(chí)100m,10m,1m的(de)傳輸距离，而(ér)低(dī)功耗藍(lán)牙無功率级别，一(yī)般发送功率在(zài)7dBm，一(yī)般在(zài)空(kōng)曠距离，达(dá)到(dào)20m應(yìng)該是沒(méi)有(yǒu)問(wèn)題(tí)的(de)
BLE藍(lán)牙模块(kuài)應(yìng)用(yòng)領域
1.醫療領域：心(xīn)跳带(dài)、血(xuè)壓計(jì)等
2.定(dìng)位(wèi)應(yìng)用(yòng)：室(shì)內(nèi)定(dìng)位(wèi)、井下(xià)定(dìng)位(wèi)
3.手(shǒu)持(chí)POS系(xì)統：手(shǒu)持(chí)機(jī)掃描信(xìn)息、POS機(jī)刷卡(kǎ)信(xìn)息、手(shǒu)機(jī)提(tí)交的(de)信(xìn)息無線(xiàn)傳輸给終(zhōng)端
4.近(jìn)距离數據(jù)采集：無線(xiàn)抄表(biǎo)、無線(xiàn)遙測、傳感(gǎn)器無線(xiàn)狀态采集
5.數據(jù)傳輸：打(dǎ)印(yìn)機(jī)、充電(diàn)樁、鼠标(biāo)、鍵盤、藍(lán)牙調光、智能(néng)家(jiā)居(jū)室(shì)內(nèi)控制、工業上無線(xiàn)控制等
结語(yǔ)
很多(duō)人(rén)無法想(xiǎng)象(xiàng)藍(lán)牙的(de)應(yìng)用(yòng)究竟在(zài)哪里(lǐ)？感(gǎn)覺藍(lán)牙就(jiù)是主(zhǔ)要(yào)應(yìng)用(yòng)在(zài)手(shǒu)機(jī)領域，其(qí)實(shí)藍(lán)牙的(de)應(yìng)用(yòng)已经大(dà)大(dà)拓宽(kuān)。过(guò)去(qù)两(liǎng)年(nián)內(nèi)，整个(gè)藍(lán)牙新(xīn)产品增长(cháng)量(liàng)就(jiù)达(dá)到(dào)了(le)80%，和(hé)音(yīn)頻、音(yīn)響相關(guān)的(de)藍(lán)牙产品數量(liàng)增幅超过(guò)了(le)450%，包(bāo)括藍(lán)牙耳(ěr)機(jī)、藍(lán)牙電(diàn)話(huà)、藍(lán)牙麥克(kè)風(fēng)等等，當然增长(cháng)不(bù)僅限于(yú)这(zhè)些聲音(yīn)類(lèi)的(de)产品，除了(le)这(zhè)些产品之(zhī)外(wài)我(wǒ)们(men)也(yě)可(kě)以(yǐ)看(kàn)到(dào)新(xīn)領域的(de)发展(zhǎn)——配件(jiàn)應(yìng)用(yòng)，一(yī)方(fāng)面(miàn)有(yǒu)藍(lán)牙配件(jiàn)，同时(shí)也(yě)有(yǒu)相配套(tào)的(de)應(yìng)用(yòng)。低(dī)功耗藍(lán)牙已经出(chū)现並(bìng)得到(dào)逐步推廣，未来(lái)将会(huì)與(yǔ)傳統藍(lán)牙相结合，開(kāi)創一(yī)个(gè)可(kě)交互的(de)關(guān)聯世界。
