蓝牙:“你已加入群聊”
曾考虑过手机、耳机、键盘等设备之间如何实现无线连接吗?介绍一项关键技术 —— 蓝牙。本文带您探索蓝牙技术发展史,了解从初代到5.0版本的演进和在日常生活中的应用。
1、蓝牙的起源
在20世纪90年代,移动电子设备之间通信存在互不兼容问题,用户需不同接口和电缆连接设备,带来不便。1994年,爱立信公司开始研发短距离无线通信技术,即蓝牙的雏形。1998年,爱立信与其他公司成立蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG),推动蓝牙技术标准化。
蓝牙名字源自北欧国王哈拉尔德·布鲁兰。意图是实现各领域协作,类似哈拉尔德统一北欧各部落理念。
哈拉尔德因爱吃一种水果,令牙变蓝,称为 Harald Bluetooth(哈拉尔德.蓝牙国王)。1999年,无线连通技术命名为“Bluetooth”,近大两几年一直沿用。
蓝牙logo由哈拉尔德国王首字母“HB”组合而成,即古北欧文字ᚼ和ᛒ。
蓝牙王是否因爱吃蓝莓,致牙变蓝黑,音讯各位兴趣者考证~~
2、蓝牙发展史
蓝牙技术创新变革史,文档君携手回顾。
蓝牙 1.0:开启无线连接新篇章
蓝牙 2.0:速度效率提升
2004年,蓝牙2.0发布,引进增强数据速率(EDR)技术,传输速率提升至3 Mbps,功耗减低。
蓝牙2.0广泛应用于电脑、打印机、游戏手柄等。
蓝牙 3.0:高速传输时代
2009年,蓝牙3.0发布,引进高清晰度音频技术,音质显著提升。
同时,蓝牙3.0支持Wi-Fi直连,数据传输更便捷。新增高速传输功能,通过协同Wi-Fi技术,数据传输速度提升至24 Mbps。
蓝牙 4.0:低功耗物联网结合
2010年,蓝牙4.0发布,引入低功耗蓝牙(BLE)技术,低功耗模式下传输速率1 Mbps。
蓝牙4.0节能极低,大幅降低设备耗能,延长电池寿命,适用于物联网设备。蓝牙4.0支持多设备连接,便利多设备通信。
蓝牙 5.0:更远距离更高带宽
2016年,蓝牙5.0发布,最大传输距离扩展至240米,最大传输速率为3 Mbps。蓝牙5.0支持更大广播数据包更高带宽,物联网设备通信更高效。
为何蓝牙3.0传输速率24 Mbps,蓝牙5.0传输速率3 Mbps?
蓝牙3.0有两连接方式:EDR和HS,HS速度达24 Mbps,EDR速度为3 Mbps。
蓝牙技术发展不仅技术规格升级,更连接生活各方面纽带,从最初无线耳机、鼠标到智能家居、物联网设备,蓝牙技术不可或缺部分。
3、蓝牙工作原理
前述蓝牙起源和发展史,蓝牙作用是?蓝牙是支持设备短距离通信无线电技术,利用2.4GHz ISM频段数据传输。
以下通过例子介绍蓝牙通信实现过程和工作原理。
🎧 蓝牙自我介绍:
“大家好,我是蓝牙,也叫‘无线界的交际花’。我使设备无电线束缚,自由‘聊天’。”
🔎 寻找新朋友(设备发现):
蓝牙设备如派对上,各设备扩音器呼唤:“这里有人吗?”(广播信号)。其他设备如欲加入聊天,回应:“嘿,我在这!”(扫描响应)。
蓝牙设备组网主从模式,主设备Master,其他从设备Slave。扩音器设备主设备,回应设备从设备。
🤝 交换名片(配对):
双方交换名片(配对),“这是我的联系方式,可频频联系。”过程需暗号(配对码),确保不与他人对话。
名片即蓝牙设备48位地址,独一无二,确保多设备不干扰。
🚀 开始聊天(数据传输):
配对后,设备畅谈(数据传输)。聊方式?音频或图像?各蓝牙设备有设个人简历(配置文件),确保语言对接。
聊天室保密、高效及质量如何?
🔒 保密聊天(安全性):
蓝牙确保只授权设备可加入聊天室。试偷窥,蓝牙启‘保密模式’(加密技术),保内容私。
🏃 节省(低功耗):
蓝牙懂能保体力长聊,保低功耗模式。聊久,不乏(电池耗尽)。
🎉 避乱(避免干扰):
多设备同时聊,不乱?别担心,蓝牙精,配‘聊天小组’(频道),各自私密空间,无‘混乱’,不让知道(避干扰)。
蓝牙跳频扩频技术79频道(2.402 GHz至2.480 GHz),每秒跳频1600次,有效避免Wi-Fi、微波炉等干扰,保连稳固。
蓝牙技术如科技界派对策划人,设备无电线纠缠自由连接、交流和协作。用蓝牙连接设备,或设想为一高科技社交派对!
4、蓝牙分类
蓝牙技术联盟推出适用物联网低功耗蓝牙,原蓝牙称经典蓝牙。虽称蓝牙,技术分支完全不同,各有特点应用场景。表格介绍它们差异。
维度 | 经典蓝牙 | 低功耗蓝牙 |
---|---|---|
蓝牙版本 | 蓝牙2.0或更早版本 | 蓝牙版本≥4.0 |
传输距离 | 大约30米可靠范围 | 50米,户外最佳扩至150米 |
传输速率 | 达3 Mbps或更高 | 约1 Mbps,BLE 5.0最高2 Mbps |
延迟时间 | 约100 ms | 约6 ms |
蓝牙功耗 | 高功耗,电池不耐用 | 极低功耗,适配电池供电设备如智能手表、健康追踪器 |
频道数 | 79个1 MHz频道 | 40个2 MHz频道 |
工作模式 | 待机、广播、扫描、发起连接、连接状态 | 主设备、从设备、Mesh组网、广播模式 |
拓扑结构 | 简点对点拓扑,设备直接通信 | 支持点对点、星型拓扑,多设备与中央主设备通信。BLE还有设备广播及蓝牙网状网络 |
成本效益 | 协议栈复杂,开发难,稍贵 | 协议栈简便,易开发,成本低 |
典型应用 | 蓝牙打印机、串口替代、POS机、蓝牙耳机、高速数据交换(图像、文件传输)等 | 可穿戴设备(智能手表、手环)、智能家居、智能门锁、健康监测、环境监测等 |
经典蓝牙与低功耗蓝牙各有所长,根据需求和场景设计和优化。若需快传输量数据,选经典蓝牙;若在意设备电池寿命及成本,选低功耗蓝牙。
随技术发展,蓝牙5.0及后版本保持低功耗,提高数据传输速率,使BLE应用领域更广泛。
END
随着物联网等新技术兴起,蓝牙技术不断进化,以满足更广应用场景和更高性能需求。蓝牙技术将在多领域发挥重要作用,包括智能家居设备控制联动、医疗健康设备远程监测数据传输、智能交通车辆通信数字钥匙应用、物联网设备协同数据管理、无线音频设备高质量音频传输广播音频功能、室内定位导航系统、消费电子可穿戴设备个人物品追踪增强现实应用,进一步提升设备互联互通性和用户体验。
期待蓝牙技术带来更多惊喜,如何塑造数字世界。
文来源微信公众号:中兴文档(ID:ztedoc)
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