低功耗藍牙（BLE）及(ji)其特點
時間：2025-01-20 來(lai)源：華清遠(yuan)見
藍(lan)牙(ya)(ya)技術(shu)，如(ru)今越(yue)來越(yue)多(duo)(duo)的(de)(de)出現在人們(men)生活中的(de)(de)方方面面。從形狀各異的(de)(de)藍(lan)牙(ya)(ya)耳機，到(dao)各種藍(lan)牙(ya)(ya)連接(jie)的(de)(de)智能手(shou)表、手(shou)環(huan)，從花樣繁(fan)多(duo)(duo)的(de)(de)藍(lan)牙(ya)(ya)鼠標、鍵盤、游戲(xi)手(shou)柄，再到(dao)家里體脂秤、智能藍(lan)牙(ya)(ya)音箱，對了，還(huan)有街(jie)邊的(de)(de)各種共(gong)享(xiang)單(dan)車，感覺藍(lan)牙(ya)(ya)連接(jie)無(wu)處(chu)不(bu)在。為什么(me)在眾多(duo)(duo)的(de)(de)無(wu)線連接(jie)技術(shu)中，藍(lan)牙(ya)(ya)能脫穎而出？這和(he)藍(lan)牙(ya)(ya)技術(shu)不(bu)斷的(de)(de)進步，是分不(bu)開的(de)(de)。
1994年，瑞典電信巨頭愛(ai)立(li)(li)信公(gong)司提出了(le)藍(lan)牙(ya)(ya)(ya)技(ji)(ji)(ji)術(shu)的(de)概念，并于1998年聯合諾基亞、IBM、東芝和(he)英特(te)爾成立(li)(li)了(le)藍(lan)牙(ya)(ya)(ya)技(ji)(ji)(ji)術(shu)聯盟（Bluetooth Special Interest Group, SIG），正(zheng)式啟動了(le)藍(lan)牙(ya)(ya)(ya)技(ji)(ji)(ji)術(shu)的(de)標準(zhun)化進(jin)程。到(dao)1999年，首個(ge)藍(lan)牙(ya)(ya)(ya)標準(zhun)1.0發(fa)布，標志著藍(lan)牙(ya)(ya)(ya)技(ji)(ji)(ji)術(shu)正(zheng)式進(jin)入(ru)商用(yong)。最(zui)初的(de)版(ban)本(ben)(ben)，最(zui)大傳(chuan)輸速度為721 kbps，通信距(ju)離最(zui)大100米，但存在一些(xie)兼容(rong)性問題。后來(lai)，經(jing)(jing)過10年左右的(de)發(fa)展(zhan)，到(dao)了(le)2010年，藍(lan)牙(ya)(ya)(ya)4.0帶來(lai)了(le)低(di)功(gong)(gong)耗（LE）技(ji)(ji)(ji)術(shu)，大幅降低(di)能耗，使其適(shi)用(yong)于低(di)功(gong)(gong)耗設備(bei)。以(yi)此為分界點，藍(lan)牙(ya)(ya)(ya)4.0之前的(de)藍(lan)牙(ya)(ya)(ya)技(ji)(ji)(ji)術(shu)稱之為“經(jing)(jing)典藍(lan)牙(ya)(ya)(ya)”，4.0版(ban)本(ben)(ben)以(yi)后的(de)技(ji)(ji)(ji)術(shu)稱之為“低(di)功(gong)(gong)耗藍(lan)牙(ya)(ya)(ya)”，簡稱 BLE。與經(jing)(jing)典藍(lan)牙(ya)(ya)(ya)相比，低(di)功(gong)(gong)耗藍(lan)牙(ya)(ya)(ya)有如下的(de)特(te)點。
低功(gong)耗：與(yu)經典藍牙相(xiang)比，BLE顯著(zhu)降低了能耗，例如(ru)(ru)，遵(zun)循藍牙5.2標準的Nordic nRF5340，3V供電條件夏，0dBm的發射(she)功(gong)率僅為3.4mA，休(xiu)眠功(gong)耗僅為1.3μA，這(zhe)使得它非常適用于電池供電的小(xiao)型設(she)備，如(ru)(ru)健身追蹤器、智(zhi)能手表(biao)等(deng)。
穩(wen)定性、安全(quan)性和(he)可(ke)(ke)靠性：眾所周知，藍(lan)牙(ya)(ya)使(shi)用的(de)是2.4G的(de)公(gong)共頻段，與WiFi等無線通信技(ji)術(shu)(shu)同(tong)屬一個頻段，但有賴于藍(lan)牙(ya)(ya)技(ji)術(shu)(shu)采(cai)用的(de)自適應跳頻（AFH）技(ji)術(shu)(shu)，從(cong)而確(que)保(bao)低功(gong)耗(hao)藍(lan)牙(ya)(ya)可(ke)(ke)以在住宅、工業和(he)醫療(liao)應用的(de)“嘈雜”RF環境中保(bao)持穩(wen)定的(de)傳(chuan)輸。又因為低功(gong)耗(hao)藍(lan)牙(ya)(ya)使(shi)用了(le)安全(quan)連(lian)接（Security Connection）協議，提供(gong)加密(mi)和(he)身份驗證(zheng)功(gong)能(neng)，能(neng)最大限度的(de)保(bao)護數據傳(chuan)輸安全(quan)。
快(kuai)速(su)連接(jie)：低功耗(hao)藍牙(ya)支持(chi)安全簡(jian)單配(pei)對（Secure Simple Pairing，SSP）可(ke)以迅(xun)速(su)建(jian)立連接(jie)，通常(chang)在3毫秒以內(nei)，這(zhe)使(shi)得設備(bei)之間的交互更為(wei)快(kuai)捷和高效。讓人再也不愿意想起(qi)之前的藍牙(ya)外(wai)設如果(guo)需要建(jian)立連接(jie)，還需要手動輸入(ru)配(pei)對碼。
廣播(bo)模式(shi)：BLE支(zhi)持廣播(bo)模式(shi)，在這種模式(shi)下，設備(bei)不需要建(jian)立連接(jie)就可以發送信(xin)息。這對于(yu)信(xin)標（beacon）應用特別有用，比(bi)如商(shang)場(chang)內的位置(zhi)服務。
多(duo)(duo)種工作模式：低(di)功耗藍牙通常基于連接到多(duo)(duo)個從屬設備的主(zhu)設備，并(bing)(bing)且(qie)一個設備可(ke)以(yi)同(tong)(tong)時進行(xing)掃描和(he)廣(guang)播。同(tong)(tong)時，它可(ke)以(yi)連接到中(zhong)央或(huo)外(wai)圍設備，并(bing)(bing)且(qie)可(ke)以(yi)同(tong)(tong)時廣(guang)播。從設備可(ke)以(yi)通知它需要將數據(ju)發送到主(zhu)設備，廣(guang)播消息還包括活動或(huo)度量。
數據(ju)傳輸(shu)速率(lv)和傳輸(shu)距離(li)的(de)(de)提(ti)升(sheng)：雖然BLE主要用(yong)于傳輸(shu)少(shao)量數據(ju)，但(dan)它的(de)(de)數據(ju)傳輸(shu)速率(lv)也(ye)(ye)在不斷提(ti)升(sheng)，在藍牙(ya)(ya)5.0版本后，理(li)論最(zui)大傳輸(shu)速度已(yi)經由經典藍牙(ya)(ya)3.0的(de)(de)24Mbp翻倍到48Mbps，且最(zui)大通信(xin)距離(li)也(ye)(ye)達到了讓人吃驚(jing)的(de)(de)300米（就算是實驗室數據(ju)，我(wo)也(ye)(ye)服！）。
兼(jian)容性：盡管BLE和經典藍(lan)牙在(zai)協(xie)議上有所不同(tong)，但是許多現代的藍(lan)牙芯片都支持兩者，這意味(wei)著它們(men)可(ke)以在(zai)同(tong)一設備中(zhong)共存并(bing)根據(ju)需要進行(xing)切換。
芯(xin)(xin)片(pian)集(ji)成度高：BLE芯(xin)(xin)片(pian)集(ji)成了射頻(pin)前端、基帶處(chu)理器、協議棧等組(zu)件，簡化了設計并降低了成本，使其能(neng)被更廣泛(fan)的應用于物聯(lian)網(wang)(IoT)、醫療設備、智能(neng)家(jia)居、健身(shen)追蹤等領域。
基于藍牙(ya)低功耗(hao)技術的藍牙(ya)模塊可(ke)以應用于多(duo)種場景，像移動擴展(zhan)設(she)備、汽車(che)電子設(she)備、保健和醫療(liao)用品（如(ru)心跳帶、血壓計等）、定(ding)(ding)位(wei)應用（如(ru)室內定(ding)(ding)位(wei)、地下定(ding)(ding)位(wei)等）、近距(ju)離數據(ju)收集（如(ru)無線復制儀表、無線遙(yao)測、溫(wen)度(du)(du)和濕度(du)(du)傳感(gan)器等）、數據(ju)傳輸（如(ru)智能家居控制、藍牙(ya)調(diao)光、打印機等）等。隨著技術的不斷發(fa)展(zhan)和完善，它將(jiang)在更(geng)多(duo)領域發(fa)揮重(zhong)要作用。
