蓝牙4.0技术细节

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蓝牙4.0的驱动安装和产品使用说明

蓝牙4.0的驱动安装和产品使用说明

4.0蓝牙的驱动安装和产品使用说明您好!欢迎您使用本产品!让我们一起尽情享受蓝牙的无线快乐吧!首先让我们先大概了解一下本产品的特色:1.CSR V4.0蓝牙适配器采用了CSR(Cambridge SiliconRadio)公司的最新的8510芯片。

2.支持Bluetooth High Speed v3.0与low energy v4.0,并完全向下兼容v1.1/v1.2/v2.0/v2.1的蓝牙设备;3.CSR蓝牙4.0芯片通过被称为Wideband Speech的技术进行音频编码解码,并进一步消除背景噪声和干扰,使无线音频的传输质量大幅提升,A2DP蓝牙立体声音频传输的音效极佳,可以媲美有线音频传输的音质;4.蓝牙4.0技术拥有极低的运行和待机功耗,同时拥有跨厂商互操作性,3毫秒低延迟,AES-128加密,无线覆盖范围增强;5.是蓝牙3.0的升级增强版本,与3.0版本相比最大的不同就是低功耗。

一:驱动部分本产品是支持免驱,即插即用的。

免驱的蓝牙适配器:意思并不是指不要驱动,而是微软公司自己在操作系统里集成了蓝牙驱动,当蓝牙适配器插上电脑后系统会自动安装微软的蓝牙驱动。

但是经我们测试,目前微软自己的蓝牙驱动仅仅能支持蓝牙键鼠协议,部分手机的蓝牙文件传输和蓝牙串口等,并不能支持蓝牙音频功能。

如果仅仅用免驱的适配器来连接蓝牙键盘或者鼠标,的确可以不用再额外安装驱动,直接插上去就可以连接、使用,但是如果需要与蓝牙耳机连接或者想体验更多的蓝牙应用,那么必须安装我们光盘内的驱动。

本驱动是简体中文版本Windows XP_32位/Windows vista_32位/Windows7_32位/Windows8_32位操作系统,请打开“千月_32位”文件夹,双击setup 文件,即可开始千月蓝牙软件与驱动程序的安装。

Windows XP_64位/Windows vista_64位/Windows7_64位/Windows8_64位操作系统,请打开“千月_64位”文件夹,双击setup 文件,即可开始千月蓝牙软件与驱动程序的安装。

ibeacon蓝牙4.0基站是什么?

ibeacon蓝牙4.0基站是什么?

iBeacon蓝牙4.0基站是什么?
iBeacon蓝牙4.0基站是基于低功耗蓝牙4.0技术(BLE)的一种硬件,可以通过特定接口与用户实现互动,(例如:微信摇周边)。

IBeacon只起到起到沟通桥梁的作用。

工作原理是;开启IBeacon设备后,会按周期向辐射范围内发送信号,用户打开手机蓝牙,通过手机摇一摇,IBeacon会收到反馈,将反馈发送到绑定的云平台,后台识别后返回指定的数据显示在用户的手机上。

iBeacon是基于当前最新的蓝牙低功耗4.0技术的,可以用它来打造一个信号基站,当用户持有iOS设备进入该区域时,就会得到获得该基站的推送信息。

特征:
1:使用标准低功耗蓝牙协议(Bluetooth4.0)
2:使用2402MHz、2426MHz、2480MHz三个频点进行数据广播,避开WiFi通信频点,避免相互干扰;
3:使用简单,无需任何蓝牙协议栈应用经验;
4:使用CR2032纽扣电池,一秒的广播间隔,电池寿命约1年以上
5:蓝牙地址为芯片出厂自带,保证蓝牙地址的唯一性;
6:数据广播间隔默认500毫秒,可自己更改.
7:可修改UUID、Major、Minor的值,可进行OTA DFU(固件空中升级);
潜力堪比移动支付的物联网,吸引了众多技术公司涉猎参与,许多技术公司为用户提供一体化的物联网解决方案,如云里物里,致力于让更多用户享受新技术新事物,提供各类蓝牙设备的原始设计制造(ODM)和客户委托生产(OEM),是一家专业的物联网(IOT)解决方案供应商。

蓝牙4.0解决方案

蓝牙4.0解决方案

蓝牙4.0解决方案
《蓝牙4.0解决方案》
随着物联网技术的快速发展,蓝牙4.0技术作为一种低功耗、
短距离通信技术,逐渐成为各种物联网设备的首选通信方案。

蓝牙4.0技术以其低功耗和高效率的特点,为各种智能设备的
连接和通信提供了可靠的解决方案。

蓝牙4.0技术具有多种优势,首先是低功耗特性。

通过采用低
功耗蓝牙技术,智能设备可以更长时间地运行,大大延长了电池寿命,提高了设备的使用寿命。

其次,蓝牙4.0技术具有更
快的数据传输速度和更稳定的连接性能,能够满足多种物联网设备之间的通信需求。

此外,蓝牙4.0技术还支持多对多连接,可以在一个网络中连接多个设备,进一步拓展了其应用领域。

在实际应用中,蓝牙4.0技术已广泛应用于各种智能设备中,
例如智能手表、智能家居、智能穿戴设备等。

在这些设备中,蓝牙4.0技术提供了可靠的连接和高效的数据传输,为用户提
供了更便捷的智能化体验。

同时,蓝牙4.0技术也应用于医疗
设备、工业控制等领域,为各种物联网设备的连接和通信提供了稳定可靠的解决方案。

总之,《蓝牙4.0解决方案》为各种物联网设备的连接和通信
提供了可靠、高效的技术支持,广泛应用于各种智能设备和物联网应用中,为用户带来更便捷、更高效的智能生活体验。

DX-BT05 4.0蓝牙模块技术手册

DX-BT05 4.0蓝牙模块技术手册

一.概述二.特点:蓝牙协议:Bluetooth Specification V4.0 BLE,收发没有字节限制, 拥有比传统蓝牙有更远的距离通信工作频率:2.4GHz ISM band调制方式:GFSK(Gaussian Frequency Shift Keying) 灵 敏 度:≤-84dBm at 0.1% BER传输速率:Asynchronous: 6 kbps Synchronous: 6 kbps 安全特性:Authentication and encryption支持服务:Central & Peripheral UUID FFE0,FFE1功 耗:自动休眠模式下,待机电流400uA~1.5mA, 传输时8.5mA 。

供电电源:+3.3VDC 50mA外观尺寸:26.9mm x 13mm x 2.2 mm 蓝牙认证:ROHS REACH 功 能: 主从一体三.应用领域:该模块主要用于短距离的数据无线传输领域。

可以方便的和PC 机的蓝牙设备相连,也可以两个模块之间的数据互通。

避免繁琐的线缆连接,能直接替代串口线。

※ 蓝牙车载免提 ※ 蓝牙GPS※ 蓝牙无线数据传输; ※ 工业遥控、遥测;※ POS 系统,无线键盘、鼠标; ※ 交通,井下定位、报警; ※ 自动化数据采集系统; ※ 无线数据传输;银行系统; ※ 无线数据采集;※ 楼宇自动化、安防、机房设备无线监控、门禁系统; ※ 智能家居、工业控制;DX-BT05 4.0蓝牙模块是深圳大夏龙雀科技有限公司专为智能无线数据传输而打造,采用美国TI 公司CC2541芯片,配置 256Kb 空间,遵循V4.0 BLE 蓝牙规范。

支持AT 指令,用户可根据需要更改串口波特率、设备名称、配对密码等参数,使用灵活。

本模块支持UART 接口,并支持SPP 蓝牙串口协议,具有成本低、体积小、功耗低、收发灵敏性高等优点,只需配备少许的外围元件就能实现其强大功能。

蓝牙不同版本的特点汇总

蓝牙不同版本的特点汇总

不同版本蓝牙的特点&区别概述:1. v1.X版本的蓝牙技术带有实验性质,较少被生产厂商采用。

2. v2.0+EDR和v1.X比主要升级体现在传输速度,实际速度可以达到2Mbps。

2.0+EDR在保证立体声传输的基础上加大了数据流的带宽传输,可以用于较高品质的音乐播放。

但该版本由于配对困难,采用的设备仍然较少,该标准将在14年11月作废。

3. v2.1+EDR和v2.0+EDR的主要升级体现在快速配对技术SSP的采用,即用户无需再输入配对的PIN码。

Bluetooth 2.1是目前设备数量最多的版本。

4.v3.0+HS根据802.11适配层协议应用了Wi-Fi技术,即在蓝牙配对后,在需要的时候调用802.11 wifi 用于实现高速数据。

理论上最高速度可达到24Mbps,是蓝牙2.0的八倍。

“+HS”(High Speed)是选配技术,并非所有的Bluetooth 3.0均支持24Mbps的传输速度。

5. v4.0是v3.0+HS的补充,在“经典规范”(可以看作v2.1的升级)和“高速规范”(+HS)两个标准之上,增加了“低功耗规范(Bluetooth Low Energy)”。

在硬件的实现上,蓝牙4.0可以集成在现有经典蓝牙技术(2.1+EDR/3.0+HS)芯片上增加低功耗部分(双模式,成本相对更低),也可以在高度集成的设备中增加一个独立的连接层(Link Layer),实现超低功耗的蓝牙传输(单模式)。

虽然v4.0在2010年就推出了,但除iPhone4S,Galaxy S3, Note2支持蓝牙4.0外,Android 4.2原生系统缺乏对4.0的支持,因此4.0的BLE连接尚未大范围普及。

预计低功耗蓝牙4.0会随着Android 4.3的升级得到更普遍的运用。

6. v4.1以“internet of things”为目标对v4.0进行的软件升级,在连接性的提升体现在如下方面(硬件层面上v4.0的设备无需做任何改动即可使用v4.1)。

mecare麦开蓝牙40智能体重计Lemon

mecare麦开蓝牙40智能体重计Lemon

mecare麦开蓝牙40智能体重计Lemon一、产品概述mecare麦开蓝牙40智能体重计Lemon是一款集智能、便捷、精准于一身的体重测量设备。

它采用了先进的蓝牙技术,可以与智能手机无缝连接,实时记录体重数据,帮助用户轻松管理体重,保持健康。

二、产品特点1. 高精度传感器:采用高精度传感器,能够准确测量体重,误差范围在±0.1kg以内。

2. 蓝牙连接:支持蓝牙4.0技术,可以与智能手机轻松连接,实时同步体重数据。

3. 大屏幕显示:配备大屏幕LED显示屏,数字清晰可见,方便用户读取体重数据。

4. 超薄设计:采用超薄设计,节省空间,方便放置和携带。

5. 多用户支持:支持多用户使用,每个用户可以单独记录和管理体重数据。

6. 低功耗:采用低功耗设计,电池寿命长,一次充电可使用数月。

7. 数据同步:可以与多种健康类APP同步数据,方便用户进行体重管理和健康分析。

8. 语音播报:支持语音播报功能,可以播报体重数据,方便用户在锻炼时使用。

三、使用方法1. 开机:长按开机键3秒,等待设备开机。

2. 连接手机:在手机上并安装对应的健康类APP,按照APP提示进行蓝牙连接。

3. 测量体重:站在体重计上,等待设备稳定后,即可读取体重数据。

4. 数据同步:测量完成后,设备会自动将数据同步到手机APP,方便用户查看和管理。

5. 关机:短按开机键,设备会自动进入待机状态,节省电量。

mecare麦开蓝牙40智能体重计Lemon四、产品优势1. 健康数据可视化:通过智能手机APP,用户可以直观地看到自己的体重变化趋势,了解体重管理的成效。

2. 个性化健康建议:根据用户的体重数据,APP可以提供个性化的健康建议,帮助用户调整饮食和锻炼计划。

3. 智能提醒功能:设置目标体重后,APP会根据用户的体重变化情况,智能提醒用户进行体重测量或调整健康计划。

4. 数据安全:所有数据都会经过加密处理,确保用户的隐私安全。

5. 环保材料:产品采用环保材料制成,符合环保标准,用户可以放心使用。

蓝牙芯片选型参考:蓝牙不同版本的传输速度、蓝牙传输距离、蓝牙的耗电量

蓝牙芯片选型参考:蓝牙不同版本的传输速度、蓝牙传输距离、蓝牙的耗电量

蓝牙芯片选型参考:蓝牙不同版本的传输速度、蓝牙传输距离、蓝牙的耗电量到2013年为止,蓝牙芯片应用主要有共有五个版本:1.1/1.2/2.0/2.1/3.0/4.0,目前最常有的蓝牙芯片有2.1/3.0/4.0三种版本。

现阶段,国内市场蓝牙芯片设备大部分都是用2.0和2.1的版本,有少数设备支持3.0版本,特别是国内60%以上的智能手机都是用安卓系统,而且都以蓝牙芯片2.0和2.1的版本为主, 但蓝牙3.0的耳机可以往下蓝牙2.0和2.1的版本。

2013年蓝牙4.0已经走向了商用,在最近智能手机厂商纷纷推出蓝牙4.0手机:新款的iPhone 4s、iPhone5以上手机、三星I9100(GA LAXY SII)、SurfaceRT、iPhone 4S、魅族MX2、Moto Droid Razr、HTC One X、小米手机2、宝通动感BaoTD、The New iPad、iPad 4、 MacBook。

特别是以外销为的生产厂商采用低功耗蓝牙4.0较多,如:生产用于计步器、心律监视器、智能仪表、传感器物联网设置备厂商。

各版本间的区别,作为用户易体验到的来讲主要有三点,可以分为传输速度、传输距离和耗电量。

a)1.1为最早期版本,传输率约为1Mbps (实际为721.2Kbps), 因是早期设计,容易受到同频率之产品所干扰下影响通讯质量。

由于没有考虑到设备互操作性的问题,Bluetooth 1.0规范 (1999) 在标准方面有所欠缺。

例如出于安全性方面的考虑,Bluetooth1.0设备之间的通信都是经过加密的——当两台蓝牙设备之间尝试着建立起一条通信链路的时候,它们会因为不同厂家设置的不同口令的不匹配而无法正常通信;或如果辐设备处理信息的速度高于主设备的话,随之而来的竞争态势会使两台设备都得出自己是通信主设备的计算结果等等。

Bluetooth 1.1规范对这一问题进行了解决,Bluetooth 1.1技术规范要求会话中的每一台设备都需要确认其在主设备/辐设备关系中所扮演的角色。

蓝牙版本1.0-4.2的区别

蓝牙版本1.0-4.2的区别

蓝牙1.1:早期版本,传输率约在748~810kpbs8,因是早期设计,容易受到同频率之产品所干扰下影响通讯质量。

蓝牙1.2:同样是只有 748~810kpbs 的传输率,但在加上了抗干扰跳频功能。

只支持单声道!蓝牙2.0:传输率约在 1.8Mpbs~2.1Mpbs,可以有(双工)的工作方式。

即一面作语音通讯,同时亦可以传输档案/高质素图片。

在能耗上有所降低,可以支持立体声。

蓝牙2.1:和2.0版本同时代产品,相对2.0版本主要是提高了待机时间2倍以上,技术标准没有根本性变化!蓝牙3.0:相比较2代,升级比较大,使用了新的协议,主要是传输速度有了质的飞越!传输速率可以达到24Mbps,这使视频蓝牙传输成为可能,但是要达到最佳效果,必须连接双方都是3.0及以上才可!但是功耗上没有什么提升。

蓝牙4.0:相比较前一代,主要进步为超低功耗、免配对密码(一般通过NFC直连)、可以多连(一个耳机连2个收手机)超长传输距离(理论100米)!蓝牙4.1:蓝牙4.1与LTE无线电信号之间如果同时传输数据那么蓝牙4.1可以自动协调两者的传输信息,理论上可以减少其它信号对蓝牙4.1的干扰。

提升连接速度并且更加智能化,反应时间比蓝牙4.0更短。

提高传输效率。

蓝牙技术联盟于2013年12月正式宣布采用蓝牙核心规格4.1版本。

这一规格是对蓝牙4.2版本的一次软件更新,而非硬件更新。

这一更新包括蓝牙核心规格附录(CSA1、2、3和4)并添加了新的功能、提高了消费者的可用性。

这些特性包括提升了对LTE和批量数据交换率共存的支持,以及通过允许设备同时支持多重角色帮助开发者实现创新。

蓝牙4.1版本蓝牙4.1版本4.1版本的特性如下移动无线服务共存信号T rain nudging与通用接口扫描低占空比定向广播基于信用实现流控的L2CA P面向连接的专用通道双模和拓扑低功耗链路层拓扑802.11n P AL宽带语音的音频架构更新更快的数据广告时间间隔(F a s t Data A dverti s ing Interval)有限的发现时间请注意有些特性在4.1版本之前的核心规格附录(CSA)中就已存在。

蓝牙4.0模块常见问题及解答

蓝牙4.0模块常见问题及解答

信驰达蓝牙4.0模块常见问题及解答一、蓝牙4.0模块基础理论问题:1、什么是蓝牙4.0,蓝牙4.0较之前版本蓝牙的区别。

蓝牙4.0 共3种工作模式,普通蓝牙模式,高速蓝牙模式和低速蓝牙模式,而以前的版本只支持普通蓝牙模式,其他模式不和普通蓝牙模式兼容;2、蓝牙4.0 是BLE么?蓝牙4.0包含BLE, BLE是蓝牙4.0中的单模模式。

3、低功耗蓝牙和普通蓝牙有什么区别?最主要的区别是数据包有限制,因此功耗也更低。

4、目前是否所有手机都能支持低功耗蓝牙?不是,需要支持蓝牙4.0技术的手机,如苹果、三星、HTC等。

5、低功耗蓝牙4.0是否能够向下兼容之前版本的蓝牙,为什么?低功耗蓝牙不向下兼容,低功耗由于需要降低功耗,使用的通讯机制已经和普通蓝牙不同,所以无法通讯。

6、BLE蓝牙速率多少?物理层速率1M,实际转发速率是每次连接事件传20字节。

7、低功耗蓝牙模块的传输距离有多远?在0dB的情况下,标称100英尺,约60米。

8、BLE模块的传输速率是多大?能传的数据量有多大?转发速率最快4K/S,可稳定工作在2.8K/S。

能传的数据量有多大,取决于你传多久。

9、BLE模块的抗干扰能力怎么样?穿墙能力如何?使用调频通讯方式,37个通讯频点,3个广播频点。

可有效避免一些频点干扰。

不建议穿墙使用,如果是空心木质墙体可以试试。

10、BLE模块是否为双工模块?是的,全双工。

11、BLE模块默认连接间隔是多少?可以调节吗?V1.X是100ms,V2.0是20ms,V2.0可以调。

12、BEL模块串口数据包的大小可以是多少?200字节以内,包含200字节。

13、BLE模块的工作电流怎么计算的?标准的纽扣电池能用多久?持续的工作电流对时间积分,再求平均值。

一秒一次连接,不计其它功耗,一年以上。

14.产品使用通过的BQB认证模块,还需要过其他蓝牙认证吗?只是要过产品的其他认证,比如FCC,CE,蓝牙部分无需再过认证。

15、过BQB认证的模块加屏蔽罩与否对模块性能有什么影响,稳定性的一致性该如何解释?加屏蔽可以屏蔽外部信号对模块自身电路的干扰,也可以防止模块自身回路对射频的干扰。

蓝牙 4.0 原理

蓝牙 4.0 原理

蓝牙4.0 原理蓝牙4.0是一种低功耗蓝牙技术,也被称为低能耗蓝牙或BLE(Bluetooth Low Energy),它是对传统蓝牙技术的一种改进和扩展。

蓝牙4.0的原理基于无线通信技术,通过无线信号传输实现设备之间的通信和数据传输。

下面将详细介绍蓝牙4.0的原理。

首先,蓝牙4.0采用了一种称为GFSK(Gaussian Frequency Shift Keying)的调制方式。

GFSK调制方式是一种频率调制技术,它通过将数字信息转换为不同频率的频率变化,来进行数据的传输。

蓝牙4.0使用的信道带宽为2 MHz,每个信道之间的频率间隔为1MHz,因此蓝牙4.0总共有40个信道可供使用。

其次,蓝牙4.0采用了低功耗设计。

在传统蓝牙中,传输数据需要较高的功率,因此会耗费较多的电量。

而蓝牙4.0使用了一种称为低功耗通信模式的技术,该模式下设备在大部分时间都处于睡眠状态,只在需要通信时才会唤醒,并以极短的时间进行数据传输,从而有效降低了功耗。

蓝牙4.0还引入了一种称为LE(Low Energy)广播的机制。

LE广播是一种不需要设备之间进行配对和连接就可以进行广播传输的方式,可用于设备之间的数据广播和定位服务等场景。

广播中使用的数据包包含了设备的唯一标识符、设备类型、广播周期和广播内容等信息。

此外,蓝牙4.0还使用了一种称为连接模式的通信方式。

在连接模式下,设备之间需要进行配对、连接和认证等操作,通过设备之间的建立安全的通信链路,实现可靠的数据传输。

连接模式的通信方式适用于需要双向数据传输的应用场景,如音频传输和数据同步等。

蓝牙4.0还引入了一种称为GATT(Generic Attribute Profile)的框架。

GATT 框架定义了一套通用的属性和协议,用于设备之间的应用数据传输。

GATT框架中的主要概念包括服务(Service)、特征(Characteristic)和描述符(Descriptor)。

蓝牙标准及4.0和4.1技术的比较

蓝牙标准及4.0和4.1技术的比较

1. v1.X版本的蓝牙技术带有实验性质,较少被生产厂商采用。

2. v2.0+EDR和v1.X比主要升级体现在传输速度,实际速度可以达到2Mbps。

2.0+EDR在保证立体声传输的基础上加大了数据流的带宽传输,可以用于较高品质的音乐播放。

但该版本由于配对困难,采用的设备仍然较少,该标准将在14年11月作废。

3. v2.1+EDR和v2.0+EDR的主要升级体现在快速配对技术SSP的采用,即用户无需再输入配对的PIN码。

Bluetooth 2.1是目前设备数量最多的版本。

4. v3.0+HS根据802.11适配层协议应用了Wi-Fi技术,即在蓝牙配对后,在需要的时候调用802.11 wifi用于实现高速数据。

理论上最高速度可达到24Mbps,是蓝牙2.0的八倍。

“+HS”(High Speed)是选配技术,并非所有的Bluetooth 3.0均支持24Mbps的传输速度。

5. v4.0是v3.0+HS的补充,在“经典规范”(可以看作v2.1的升级)和“高速规范”(+HS)两个标准之上,增加了“低功耗规范(Bluetooth Low Energy)”。

在硬件的实现上,蓝牙4.0可以集成在现有经典蓝牙技术(2.1+EDR/3.0+HS)芯片上增加低功耗部分(双模式,成本相对更低),也可以在高度集成的设备中增加一个独立的连接层(Link Layer),实现超低功耗的蓝牙传输(单模式)。

虽然v4.0在2010年就推出了,但除iPhone4S,Galaxy S3, Note2支持蓝牙4.0外,Android 4.2原生系统缺乏对4.0的支持,因此4.0的BLE连接尚未大范围普及。

预计低功耗蓝牙4.0会随着Android 4.3的升级得到更普遍的运用。

6. v4.1以“internet of things”为目标对v4.0进行的软件升级,在连接性的提升体现在如下方面(硬件层面上v4.0的设备无需做任何改动即可使用v4.1)。

蓝牙4.0讲解

蓝牙4.0讲解
�广播间隔,是两次广播事件之间的最小时间间隔 �广播间隔的取值范围是在 20ms ~ 10.24s 之间 �链路层会在每次广播事件期间产生一个随机广播 延时时间(0ms and 10ms),这个延时被加在广播 间隔中,这样来避免多设备之间的数据碰撞。
深圳信驰达科技
-14 88 88-
BLE: 扫描事件
�每次扫描设备打开 Radio 接收器去监听广 播设备,称为一个扫描事件 �扫描事件交替发生在三个特定的广播通道 中: 37, 38, 39 �扫描频宽比 (Duty-Cycle), 关于扫描的两个 时间参数:
– 扫描间隔: 即扫描设备的扫描频度 – 扫描窗口: 每次扫描事件持续的时间
深圳信驰达科技
-8 88 88-
BLE:物理层(PHY)
� RF 规格特性 – 运行在 2.4 GHz ISM band – GFSK 调制方式(高斯频移键控) – 40 频道2 MHz 的通道间隙 • 3 个固定的广播通道 • 37 个自适应自动跳频数据通道 � 物理层可以和经典蓝牙 RF组合成双模设备 � 2 MHz 间隙能更好地防止相邻频道的干扰
深圳信驰达科技
-24 88 88-
BLE: (GATT) Client / Server 架构
�GATT 指定了profile数据交换所在的结构 �除了数据的封装方式不同, client server 和 ” Services” Attribute 协议结构相同,数据封装在 “Services ” 表示。 里,用 “Characteristic Characteristic”
深圳信驰达科技
-17 88 88-
BLE: 连接事件
� 所有的通讯都发生在两个设备的连接事件期间 � 连接事件周期地发生,按照连接参数指定的间隔 � 每个事件发生在某个数据通道(0-36),跳频增量参数决 定了下次连接事件发生的通道 � 在每个连接事件期间,Master 先发送,Slave 会在 150us之后做出回应 � 即使一个连接事件发生(或两者),双方都没有数据发送 (例外情况是从设备潜伏使能)。这允许两个设备都承认 对方仍然存在并保持活跃的连接。

蓝牙4.0进阶到5.0的大区别

蓝牙4.0进阶到5.0的大区别

蓝牙4.0进阶到5.0的大区别增强蓝牙隐私性和安全性多数情况下,蓝牙都可以用来建立无线IoT系统,目前努力的方向是,不断改进数据传输的安全性和隐私性。

在这个领域中,4.2版本中最重大的两项改进是,LE安全连接和LE隐私。

我们云里物里科技作为蓝牙模块厂家,已有蓝牙4.0/4.2/5.0模块LE安全连接目前为止,蓝牙安全性的基石是安全简单配对,其中设备连接性仅在几个秘钥产生并分布后产生:一个短期密钥(STK)和用于链路层加密和认证(LTK),连接签名分辨率(CSRK)和身份分辨率(IRK)的三个长期的密钥。

蓝牙4.2为开发者提供了重型的,工业强度的安全性。

对于密钥管理,它增加了非对称的椭圆曲线加密(ECC)的FIPS推荐的椭圆曲线。

它也使用为FIPS接受的,用于消息加密的AES-CCM 加密。

结果就是增强了周边设备的链接层安全性,从而使无线链接不受诸如被动窃听,中间人攻击的影响。

更多的隐私和更低的功耗蓝牙4.0版本,支持设备私有地址的频繁变化,以限制黑客随时间推移跟踪设备并获取有用信息。

为了使蓝牙设备能够建立连接,私有地址被使用在设备键合过程中被分享的识别分辨率秘钥(IRK)产生。

蓝牙4.2添加了LE隐私性,其在控制器设备和主机设备进行私有地址解析,并且在控制设备水平上也支持私有地址的白名单。

除了保证更好的隐私,这还降低了主机设备上唤醒的频率,从而降低了总体功耗。

其他能量管理版本将BLE Power Class1模式的最大传输功率模式从+10dB增加到了+20dB。

这使得许多在无需安装外部电源适配器的设计成为可能,从而为终端用户降低了成本,节省了板上空间。

高性能/更大的距离在4.2版本中,较之蓝牙4.1,蓝牙数据包功能已经增长了接近十倍(从27比特到251比特)。

这一强化为需要从4.1版本升级IoT网络的开发者提供了令人信服的理由。

此外,蓝牙4.2的数据范围已经增长了2.5倍。

这两项改进使得设备对设备通信以及互联网连接性更高效,从而允许了更频繁的固件升级,和更快的从ISP提供者的服务器和路由器上传传感器数据到智能手机,云端以及中端地址。

蓝牙技术简介

蓝牙技术简介
工作范围约10m,可加至100m
蓝牙系统旳技术特点-2
TDMA构造
在1.0B版本旳原则中,蓝牙旳基带符号速率 为1Mb/s,采用数据包旳形式按时隙传送,每时 隙0.625ms,不排除将来采用更高旳符号速率。
蓝牙支持64kb/s旳实时语音传播和多种速率 旳数据传播,语音和数据可单独或同步传播。当 仅传播语音时,蓝牙设备最多可同步支持3路全 双工旳话音通信。
蓝牙技术旳应用
▪ 应用面多
▪ 前景广阔
多种 电话系统
数字手机、家庭及办公室电话、 小型PBX等电话系统等。
家庭和办公室自动化、 家庭娱乐、电子商务、 工业控制、智能化建筑 物等。
办公自动化 家庭娱乐等
无线电缆
蓝牙技术旳应用
无线键盘、鼠标等。
数字
数字摄影机、数字摄像机等。 电子设备
电子付帐系统,宾馆接待 处旳电子登记服务等。
之间相互进行配对与通讯传播旳NFC(Near Field Communication)机制。具 有更佳旳省电效果。 V3.0(2023年):
关键是“Generic Alternate MAC/PHY”(AMP),这是一种全新旳交替射频技术 ,允许蓝牙协议栈针对任一任务动态地选择正确射频。传播速率更高,功耗更 低。 V4.0(2023年):
蓝牙系统旳技术特点-5
全球范围内旳工作 • Add your title in here
蓝牙旳基本出发点是可使其设备能够在全球 范围内应用于任意旳小范围通信。任一蓝牙设备, 都可根据IEEE 802原则得到一种唯一旳48-bit旳 设备地址(BD_ADDR),它是一种公开旳地址 码,能够经过人工或自动进行查询。
主设备是组网连接主 动发起连接祈求旳蓝牙 设备,几种蓝牙设备连 接成一种微微网时,其 中只有一种主设备,其 他旳均为从设备。

ZigBee蓝牙与WIFI的对比

ZigBee蓝牙与WIFI的对比

三种近距离技术ZigBee、蓝牙(Bluetooth)和WiFi介绍目前常用的无线网络标准最流行的3个是ZigBee、蓝牙(Bluetooth)和WiFi。

1 ZigBee1.1 ZigBee简介Zigbee是IEEE 802.15.4协议的代名词,这一名称来源于蜜蜂的八字舞,由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息,也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。

其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。

主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。

1.2 ZigBee技术优势及不足ZigBee技术优势主要包括以下几个方面:低功耗两节五号电池支持长达六个月到两年左右的使用时间,然而Bluetooth仅能工作数周,WiFi只可工作数小时。

低成本ZigBee数据传输速率低,协议简单,所以大大降低了成本,且免收专利费。

采用了碰撞避免机制,同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,避免了发送数据时的竞争和冲突;节点模块之间具有自动动态组网的功能,信息在整个ZigBee网络中通过自动路由的方式进行传输,从而保证了信息传输的可靠性。

网络容量大ZigBee具有大规模的组网能力,每个网络达60 000个节点。

安全保密ZigBee提供了一套基于128位AES算法的安全类和软件,并集成了IEEE 802.15.4的安全元素。

工作频段灵活使用频段为2.4 GHz,868 MHz及915 MHz,均为免执照频段。

同时ZigBee也存在着一些不足:传输范围小在不使用功率放大器的前提下,ZigBee节点的有效传输范围一般为10~75 m,仅能覆盖普通的家庭和办公场所。

数据传输速率低在2.4 GHz的频段也只有250 Kb/s,而且这只是链路上的速率,除掉帧头开销、信道竞争、应答和重传,真正能被应用所利用的速率可能不足100 Kb/s,并且这余下的速率也可能要被邻近多个节点和同一个节点的多个应用所瓜分。

蓝牙4.0介绍

蓝牙4.0介绍

蓝牙4.0(BLE)介绍:2012年推出的蓝牙4.0,是3.0的升级标准,其最重要的特性是低功耗。

其功耗较老版本降低了90%,该项技术可为制造商及用户提供三种无线连接方式,包括用于多个类别电子消费产品的传统蓝牙技术;用于手机、相机、摄像机、PC及电视等视讯、音乐及图片传输的蓝牙高速技术;以及用于保健及健康、个人设备、汽车及自动化行业的低功率传感设备和新的网络服务的蓝牙低耗能技术。

nRF51822是一款为超低功耗无线应用(ULP wirelesss applications)打造的多协议单芯片解决方案。

它整合了Nordic一流的无线传送器,一个ARM Cortex M0核以及256KB的flash + 16KB 的RAM。

nRF51822支持Bluetooth(R) low energy 和专用的2.4GHz协议栈。

nRF51822使用32位ARM Cortex M0核心,片上256kB的flash(开发蓝牙4.0程序时,其中176kb可用于应用开发)。

相较于8/16位的平台拥有更佳的代码密度和更快的执行速度。

可编程外设互联(Programmable Peripheral Interconnect, PPI)系统提供了一个16通道的总线使外设可在没有MCU介入的情况下进行直接的和自主的通信。

这将减少外设经由CPU通信造成的延迟,并可在通信过程中保持CPU休眠以减少能耗。

此设备有两种电源模式- ON/OFF, 但是所有系统模块和外设都有独立的电源管理用以控制相应模块根据任务需求在RUN/IDLE 状态间进行切换。

蓝牙通信协议:蓝牙的通信协议分为蓝牙专用协议和蓝牙非专用协议,它们都按特有的顺序包含在蓝牙协议栈中。

其中蓝牙专用协议包括:BaseBand、LMP、L2CAP、SDP;蓝牙非专用协议包括:电缆替代协议:RFCOMM、电话传送控制协议:TCS-Binary和AT命令集、选用协议:PPP、UDP/TCP/IP、OBEX、WAP、VCARD、IrMC、WAE。

蓝牙4.0寻物防丢器方案介绍

蓝牙4.0寻物防丢器方案介绍

基于TI CC2540蓝牙4.0寻物防丢器方案介绍我们常常会在商场,图书馆,汽车上等公共场所遗失贵重物品或者被盗,更严重的是小孩走丢。

那可怎么办?为了防止这样的事情发生,人们可能直接将贵重物品挂在胸前、手腕上或者拴在腰上,或者直接塞进口袋。

岂不知这样对自身的形象和舒适性产生很多的影响。

现在人们渐渐的往科技方向下手,寻找一种能在远离自己身体的东西就能发出警报,而且一直保持工作状态,低功耗,小巧的东西。

蓝牙技术联盟新推出的Bluetooth V4.0技术就可以为解决这一问题从而提供一些有效的方案。

信驰达公司根据市场需求,开发了基于TI CC2540的低功耗蓝牙寻物防丢器。

防丢器参数:P0=4.5dBm@2440MHz△F=±4KHz@2440MHz杂散:-65dBc天线增益:05dB2nd谐波:-43dBm3nd谐波:-49dBm工作电流:最大(报警时)35mA该方案产品优良性能,功能全面,轻松方便拥有双重保障。

苹果手机无需挂件,只需要在安装本公司寻物防丢软件即可实现双向防丢寻物。

可根据使用者需求设定预警范围(防丢、寻找),4种警音模式(附带振动),是外出防丢寻物的贴身好伙伴。

设计原理:手机与防丢子机之间基于蓝牙4.0协议的2.4G进行无线通信,以通信时的信号强度(RSSI)为参考,再加上一系列的滤波算法,最终基本上实现测量手机与防丢子机之间的距离。

在通过RSSI测量距离的基础上,再通过判断用户设定的丢失报警条件后,实现手机与防丢子机的丢失报警功能。

通过手机或防丢子机上的按键可以控制到对方发出声音来达到寻找功能。

产品特点:适用性广本设备体积小巧,便于携带,通过和手机的绑定,可广泛适用于钱包,小孩,宠物,公文包,行李拖箱,等其他贵重物品的防丢及寻找。

双向防丢寻找手机和本设备之间的相对距离超警戒范围,立即报警。

同时可通过手机找物品,也可以通过本设备寻找手机。

功能强大,性能稳定具有距离可调节(0-30米),具有防丢,寻找,警音提示(或附带振动功能),自动省电等功能,采用先进的AES128编码技术,性能稳定可靠。

答疑:低功耗蓝牙BLEBluetooth Low Energy4.0规范

答疑:低功耗蓝牙BLEBluetooth Low Energy4.0规范

低功耗蓝牙BLE (4.0规范)蓝牙是一种短距的无线通讯技术,可实现固定设备、移动设备之间的数据交换。

一般将蓝牙3.0之前的 BR/EDR 蓝牙称为传统蓝牙,而将蓝牙4.0规范下的LE 蓝牙称为低功耗蓝牙。

蓝牙4.0标准包括传统蓝牙模块部分和低功耗蓝牙模块部分,是一个双模标准。

低功耗蓝牙也是建立在传 统蓝牙基础之上发展起来的,并区别于传统模块,最大的特点就是成本和功耗降低,应用于实时性要求 比较r 司oBTWBLE 的对比分析:BLE (Bluetooh Low Energy)蓝牙低能耗技术是短距离、低成本、可互操作性的无线技术,它利用许多智 能手段最大限度地降低功耗。

BLE 技术的工作模式非常适合用于从微型无线传感器(每半秒交换一次数据)或使用完全异步通信的遥控 器等其它外设传送数据。

这些设备发送的数据量非常少(通常几个字节),而且发送次数也很少(例如 每秒几次到每分钟一次,甚至更少)。

BLE 协议栈的结构和配置1、协议有两个部分组成:Controller 和Host2、Profiles 和应用总是基于GAP 和GATT 之上传统蓝牙模块(8T vl.0/2.0)高速蓝牙模块(BT v3.0)技术规范 痂电允率 发送散密所* = 响应延时 ⅛MW(BT) 2 4GHZ 10* 100ms 约 100ms低功口魂牙(BLE )2 4GHZ aχιoo* <3ms 6ms安全性 64∕128∙D<t 及用户目定义的应用层128∙bιt AES 及用户目定义的应用层空中传断数品速查1∞% (r ef)1∙3Mt√S1‰50% 1Mb∕S手矶,游戏机.耳机、立体・、邦数JB 流.g PCW手机、游之矶.PC.表、休・0勇、医疗保 使.M 能分金设务,汽至、东用电子等3、在单芯片方案中,Controller和Host, profiles,和应用层都在同一片芯片中4、在网络控制器模式中,Host和Controller是在一起运行的,但是应用和profiles在另外一个器件上,比如PC或者其他微控制器,可以通过UART, USB进行操作5、在双芯片模式中,Controller运行在一个控制器,而应用层,profiles和Host是运行在另外一个控制器上BLE设备连接状态流程图低功耗蓝牙体系结构BLE蓝牙模块主要应用领域1、移动扩展设备2、汽车电子设备3、健康医疗用品:心跳带、血压计等4、定位应用:室内定位、井下定位等5、近距离数据采集:无线抄表、无线遥测等6、数据传输:智能家居室内控制、蓝牙调光、打印机等结语:很多人对蓝牙的认识还很局限于手机领域,其实蓝牙的应用已经远远不止于此。

蓝牙芯片选型参考蓝牙不同版传输速度、蓝牙传输距离、蓝牙耗电量

蓝牙芯片选型参考蓝牙不同版传输速度、蓝牙传输距离、蓝牙耗电量

蓝牙芯片选型参照:蓝牙不一样版本的传输速度、蓝牙传输距离、蓝牙的耗电量到2013年为止,蓝牙芯片应用主要有共有五个版本:1.1/1.2/2.0/2.1/3.0/4.0,目前最常有的蓝牙芯片有2.1/3.0/4.0三种版本。

现阶段,国内市场蓝牙芯片设施大多数都是用2.0和2.1的版本,有少量设施支持3.0版本,特别是国内60%以上的智好手机都是用安卓系统,并且都以蓝牙芯片2.0和2.1的版本为主,但蓝牙3.0的耳机能够往下蓝牙2.0和2.1的版本。

2013年蓝牙4.0已经走向了商用,在近来智好手机厂商纷繁推出蓝牙4.0手机:新款的iPhone4s、iPhone5以上手机、三星I9100(GALAXYSII)、SurfaceRT、iPhone4S、魅族MX2、MotoDroidRazr、HTCOneX、小米手机2、宝通动感BaoTD、TheNewiPad、iPad4、MacBook。

特别是以外销为的生产厂商采纳低功耗蓝牙4.0许多,如:生产用于计步器、心律监督器、智能仪表、传感器物联网设置备厂商。

各版本间的差别,作为用户易体验到的来讲主要有三点,能够分为传输速度、传输距离和耗电量。

1.1为最先期版本,传输率约为1Mbps(实质为721.2Kbps),因是初期设计,简单遇到同频次之产品所扰乱下影响通信质量。

因为没有考虑到设施互操作性的问题,Bluetooth1.0规范(1999)在标准方面有所短缺。

比如出于安全性方面的考虑,Bluetooth1.0设施之间的通信都是经过加密的——当两台蓝牙设施之间尝试着成立起一条通信链路的时候,它们会因为不一样厂家设置的不一样口令的不般配而没法正常通信;或假如辐设施办理信息的速度高于主设施的话,随之而来的竞争态势会使两台设施都得出自己是通信主设施的计算结果等等。

Bluetooth1.1规范对这一问题进行认识决,Bluetooth1.1技术规范要求会话中的每一台设施都需要确认其在主设施/辐设施关系中所饰演的角色。

蓝牙BT2.0 3.0 4.0版本之间的区别

蓝牙BT2.0  3.0  4.0版本之间的区别

蓝牙2.0、3.0、4.0的区别目前应用最为广泛的是Bluetooth 2.0+EDR标准,该标准在2004年已经推出,支持Bluetooth 2.0+EDR标准的产品也于2006年大量出现。

虽然Bluetooth 2.0+EDR标准在技术上作了大量的改进,但从1.X标准延续下来的配置流程复杂和设备功耗较大的问题依然存在。

为了改善蓝牙技术目前存在的问题,蓝牙SIG组织(Special Interest Group)推出了Bluetooth 2.1+EDR版本的蓝牙技术。

1. 改善装置配对流程:由于有许多使用者在进行硬件之间的蓝牙配对时,会遭遇到许多问题,不管是单次配对,或者是永久配对,在配对的过程与必要操作过于繁杂,以往在连接过程中,需要利用个人识别码来确保连接的安全性,而改进过后的连接方式则是会自动使用数字密码来进行配对与连接,举例来说,只要在手机选项中选择连接特定装置,在确定之后,手机会自动列出目前环境中可使用的设备,并且自动进行连结。

而短距离的配对方面,也具备了在两个支持蓝牙的手机之间互相进行配对与通讯传输的NFC(Near Field CoMMunication)机制。

NFC是短距离的无线RFID技术,在针对1~2公尺的短距离联机应用上,以电磁波为基础,取代传统无线电传输。

由于NFC机制掌控了配对的起始侦测,当范围内的2台装置要进行配对传输时,只要简单的在手机屏幕上点选是否接受联机即可。

不过要应用NFC功能,系统必须要内建NFC芯片或者是具备相关硬件功能。

2. 更佳的省电效果:蓝牙2.1版加入了Sniff Subrating的功能,透过设定在2个装置之间互相确认讯号的发送间隔来达到节省功耗的目的。

一般来说,当2个进行连结的蓝牙装置进入待机状态之后,蓝牙装置之间仍需要透过相互的呼叫来确定彼此是否仍在联机状态,当然,也因为这样,蓝牙芯片就必须随时保持在工作状态,即使手机的其它组件都已经进入休眠模式。

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蓝牙4.0技术细节虽然蓝牙(Bluetooth)3.0都还尚未完全普及,Bluetooth SIG(蓝牙技术联盟,Bluetooth Special InterestGroup,后文简称BluetoothSIG)却又再次推出了蓝牙4.0规范,并表示这又是蓝牙发展史上一次重大的革新。

值蓝牙4.0推出之时,我们特地采访了BluetoothSIG 的相关技术工程师,并请他们就蓝牙4.0的技术特性做了较为详细的讲解。

本文中,我们将一面体会低功耗蓝牙带来的全新应用模式,一面再次回顾Bluetooth 的发展历程,你会发现蓝牙技术在曾经的一度迷失之后,再次找回了自己的位置和尊严。

当前的家庭客厅系统,点对点架构已经带来纠缠不清的线缆和混乱,如果我们还想把游戏机、数码相机、DV、耳机、麦克风还有移动电话都连接起来,可能还得考虑增加USB、1394、SPDIF以及各种充电器和电源插座线缆。

有没有一种通用的、不需要用户干预的简便方法把各种电子设备连接在一起,而又不至于被线缆淹没呢?在Wi-Fi之外,大家现在已经比较熟悉的“蓝牙”正是这样一种连接技术,它被设计为面向个人和家庭的无线式自动连接,其三大核心特点便是无线、低成本和自动化。

你是通过什么途径来了解并熟悉蓝牙技术的?我想对于绝大部分用户而言,无非是两个途径—蓝牙耳机或者手机的蓝牙功能。

也许你知道如何用蓝牙功能,但是你了解蓝牙技术吗?未必!尤其是在洗尽浮华而转重视实用层面的蓝牙4.0技术发布之后,蓝牙的应用面又得到了极大的扩展。

从1.0的失败到4.0的革新变迁,蓝牙技术经历了哪些改变和进化?蓝牙技术的基本原理是什么?当然还有大家最关心的蓝牙4.0到底能给我们带来什么?我们即将为您一一解答。

Bluetooth 4.0,协议组成和当前主流的B l u e t o o t h2.x+EDR、还未普及的Blue toot h3.0+HS不同,Bl u e t o o t h 4.0是Bluetooth从诞生至今唯一的一个综合协议规范,还提出了低功耗蓝牙、经典蓝牙和高速蓝牙三种模式。

其中高速蓝牙主攻数据交换与传输,经典蓝牙则以信息沟通、设备连接为重点,蓝牙低功耗顾名思义,以不需占用太多带宽的设备连接为主。

这三种协议规范还能够互相组合搭配、从而实现更广泛的应用模式,此外,Bluetooth 4.0还把蓝牙的传输距离提升到100米以上(低功耗模式条件下)。

Bluetooth SIG表示,正式推出Bluetooth 4.0的用意就是希望能够通过单一的接口,让应用系统自己挑选技术使用,而不是让消费者进行设备互连时,还要手动选择各项设备的连接模式,这一人性化的功能取向显然沿袭了蓝牙关注可用性和实际体验的设计思路,三种应用模式中,因为经典蓝牙和高速蓝牙都只是对旧有蓝牙版本的延续和强化,下面我们将重点阐述将全新的低功耗蓝牙技术。

Bluetooth 4.04.0,低耗电模式在应用模式上的改变和提升低功耗蓝牙的前身其实是NOKIA开发的Wibree技术,本是作为一项专为移动设备开发的极低功耗的移动无线通信技术,在被SIG接纳并规范化之后重新命名为Bluetooth Low Energy(后简称低功耗蓝牙)。

由于该技术专为极低电池量的装置而设计,仅通过普通纽扣电池供电便可确保长达一年的正常使用,因此在包括医疗、工业控制、无线键盘、鼠标、甚至单音耳机、无线遥控器等设备领域都可得到广泛应用。

譬如装有记步器的运动鞋、装有脉搏量测的运动手环等,就可以通过低功耗蓝牙低功耗技术将监控信息传送到记录器(能是手表或是PDA)上,而不需像标准蓝牙设备一般需要常常充电。

它易于与其它蓝牙技术整合,既可补足蓝牙技术在无线个人区域网络(PAN)的应用,也能加强该技术为小型设备提供无线连接的能力。

如果说Wibree的超低功耗奠定了一个技术上的基础,那么该协议被更名为Bluetooth Low Energy并纳入Bluetooth 4.0之后,便拓展成为一种全新的应用模式,如图6。

因为低功耗蓝牙提供了持久的无线连接且有效扩大相关应用产品的射程,在各种传感器和终端设备上采集到的信息被通过低功耗蓝牙采集到电脑、手表、移动电话等具备计算和处理能力的主机设备中,再通过GPRS、3G、经典/高速模式蓝牙或WLAN等传统无线网络应用与相应的Web 服务关联,从而从根本上解决当前传统网络应用在模式上的局限性和交互手段匮乏、数据来源少、实时性差等问题,真正让网络步入生活。

必须指出,因为低功耗蓝牙在应用模式上的革命性提升,将催生的应用模式完全无法进行预估,因此它将拓展出的应用市场绝不会是一个成熟的利基市场,而将是一片真正意义上的新领域,只要有对应用的准确把握和合理的理念,谁都可能在这个领域里掘得第一桶金。

Bluetooth 4.0,双模式组合应用根据Bluetooth SIG发布的Bluetooth 4.0核心规范白皮书,Bluetooth 4.0低耗电模式有双模式和单模式两种应用。

低功耗蓝牙的单模式蓝牙的技术特点技术综述蓝牙(Bluetooth)通过低功率无线电波传输数据,其本质是一种支持设备短距离通信(一般是10m 之内)的无线电技术。

其标准是IEEE 802.15,工作在2.402~2.480GHz频率带之间,基础带宽为1Mb/s。

和Wi-Fi、WiMAX等用于局域、城域的无线网络规范不同的是,Bluetooth 所定义的应用范围更小一些,它将应用锁定在一个以个人为单位的人域网(PAN)领域,也就是个人起居活动范围的方圆10米之内,却容纳了包括音频、互联网、移动通信、文件传输等在内的非常多样化的应用取向,加上强调自动化和易操作性,因此在这一领域里很快就得到了普及,虽然在蓝牙的发展过程中一度曾偏离了这一主旨,但Bluetooth 4.0的出现无疑揭示了Bluetooth对自身核心价值的反思和回归。

调节性跳频与微微网(Piconet)的原理因为蓝牙所用的频带仍处于应用繁多的2.4G无线电频率范围附近,为达到最大限度地避免设备间的相互干扰的目的,蓝牙从实际的应用出发,将信号功率设计得非常微弱,仅为手机信号的数千分之一,这样设备间的距离就只能保持在约10米范围内,从而避免了和移动电话、电视机等设备间的相互干扰。

蓝牙协议被设计为同时允许最多八个蓝牙设备互连,因此协议需要解决的另一个问题就是如何处理同在有效传输范围内的这些蓝牙设备之间的相互干扰,这一问题的解决催生了蓝牙协议最具独创性的通信方式—调节性跳频技术。

它定义了79个独立且可随机选择的有效通信频率,每个蓝牙设备都能使用其中任何一个频率,且能有规律地随时跳往另一个频率,按协议规范,这样的频率跳转每秒钟会发生1600次,因此不太可能出现两个发射器使用相同频率的情况,即使在特定频率下有任何干扰,其持续时间也仅不到千分之一秒,因此该技术同时还将外界干扰对蓝牙设备间通讯的影响降低到最小。

让我们设想一下两个蓝牙设备间通讯的过程,当两个蓝牙设备互相靠近时,它们之间会发生电子会话以交流需求,这一会话过程无需用户参与,而一旦需求确认,设备间便会自动确认地址并组成一个被称为微微网(Piconet)的微型网络,此网络一旦形成,组成网络的设备便可协商好和谐地随机跳频,以确保彼此间的联系,但又不会对其它信号构成干扰,于是蓝牙—杂技演员手里的一个钢球就这样形成了。

蓝牙的协议组成蓝牙标准从制定之初便定义成为个人区域内的无线通信制定的协议,它包括两部分:第一部分为协议核心(Core)部分,用来规定诸如射频、基带、链路管理、服务发现、传输层以及与其他通信协议间的互用、互操作性等基本组件及方法;第二部分为协议子集(Profile)部分,用来以规定不同蓝牙应用(也称使用模式)所需的协议和过程。

如图11,蓝牙标准的设计仍采用从下至上的分层式结构,以人机接口(Host Controller Interface,HCI)为界分为低层和高层协议,其中底层的基带(Baseband)、射频(BluetoothRadio)和链路管理层(LMP)协议定义了完成数据流的过滤和功能组件是一个高度集成的装置,具备轻量的链路层(Link Layer),能在最低成本的前提下,支持低功耗的待机模式、简易的设备发现、可靠的点对多点的数据传输、安全的加密链接等;位于上述控制器中的链路层,适用于网络连接传感器,并确保在无线传输中,都能通过低功耗蓝牙传输。

在双模式应用中,蓝牙低功耗的功能会整合至现有的传统蓝牙控制器中,共享传统蓝牙技术已有的射频和功能,相较于传统的蓝牙技术,增加的成本更小;除此之外,制造商可利用升级版蓝牙低功耗技术的功能模块,集成目前的蓝牙3.0高速版本、或2.1+EDR等传统蓝牙功能组件,从而改善传统蓝牙设备的数据传输效能。

图8即为蓝牙低功耗技术的双模式应用功能逻辑拓扑图,图8右边所示即为通过整合原有蓝牙技术的射频降低了升级成本。

Bluetooth 4.0,低功耗的秘密低功耗蓝牙为何如此省电?根据SIG官方发布会的资料,它和经典蓝牙技术相比,主要的改变集中体现在待机功耗的减少、高速连接的实现和峰值功率的降低三个方面。

待机功耗的下降传统蓝牙设备的待机耗电量大一直是为人所诟病的缺陷之一,这与传统蓝牙技术动辄采用16~32个频道进行广播不无关系,而低功耗蓝牙仅使用了3个广播通道,且每次广播时射频的开启时间也由传统的22.5ms减少到0.6~1.2ms,这两个协议规范上的改变显然大大降低了因为广播数据导致的待机功耗;此外低功耗蓝牙设计了用深度睡眠状态来替换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的负载循环(DutyCycle)状态,只在需要运作时由控制器来启动,因主机较控制器消耗更多的能源,因此这样的设计也节省了最多的能源;在深度睡眠状态下,协议也针对此通讯模式进行了优化,数据发送间隔时间也增加到0.5~4s,传感器类应用程序发送的数据量较平常要少很多,而且所有连接均采用先进的嗅探性次额定(Sn i f f-Subrating)功能模式,因此此时的射频能耗几乎可以忽略不计,综合以上因素,低功耗蓝牙的待机功耗较传统蓝牙大大减少。

高速连接的实现要明白这一过程,我们必须先介绍一下蓝牙设备和主机设备的连接步骤。

第一步:通过扫描,试图发现新设备第二步:确认发现的设备没有而已软件,也没有处于锁定状况第三步:发送IP地址第四步:收到并解读待配对设备发送过来的数据第五步:建立并保存连接按照传统的蓝牙协议的规范,若某一蓝牙设备正在进行广播,则它不会响应当前正在进行的设备扫描,而低功耗蓝牙协议规范允许正在进行广播的设备连接到正在扫描的设备上,这就有效避免了重复扫描,而通过对连接机制的改善,低功耗蓝牙下的设备连接建立过程已可控制在3ms内完成,同时能以应用程序迅速启动链接器,并以数毫秒的传输速度完成经认可的数据传递后并立即关闭连结,而传统蓝牙协议下即使只是建立链路层连接都需要花费100ms,建立L2CAP(逻辑链路控制与适应协议)层的连接建立时间则更长。

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