藍牙如何從“零”到有

        無線通信技術根據傳輸距離的遠近可以大致分為：近距離無線通信和遠距離無線通信。近距離無線通信包括WIFI、藍牙、ZigBee、Z—Wave、NFC、UWB等。遠距離無線通信包括LoRa、NB-IoT等。藍牙技術作為現在無線通信的熱門技術，它是如何發展到今的呢？下面了解一下藍牙的版本演進及其發展史：
 

 
        藍牙0.7標準
        1998.10.19發布，增強功能: Baseband、 LMP。 
        藍牙0.8標準
        1999.1.12發布，增強功能: HCL、L2CAP、RFCOMM。
        藍牙0.9標準
        199.4.30發布，增強功能: OBEX與IrDA的互通性。 
        藍牙1.0 Draft標準
        1999.7.5發布，增強功能: SDP、TCS。 
        藍牙1.0A標準
        1999.7.26發布，增強功能:第一個正式版本。 
        藍牙1.0B標準
        2000.10.1發布，增強功能:安全性，廠商設備之間連接兼容性。 
        藍牙1.1標準
        2003.11.5發布，增強功能:安全性，廠商設備之間連接兼容性。 
        1.1為最早期版本，傳輸率約在748~810kb/s,因為是早期設計，容易受到同頻率的產品干擾，影響通訊質量。
        我們來看看藍牙各版本的對比。

 
        藍牙1.2標準
        2003.11.5發布，增強功能:快速連接、自適應跳頻、錯誤監測和流程控制、同步能力。 
        1.2同樣是只有748~810kb/s的傳輸率，但在加上了(改善Software)抗干擾跳頻功能。 
        藍牙2.0+EDR標準
        2004.11 9發布，增強功能: EDR傳輸率提升至2-3Mbps。 
        EDR:全稱為EnhancedDataRate。通過提高多任務處理和多種藍牙設備同時運行的能力，EDR使得藍牙設備的傳輸速度可達3Mbps。 
        2.0是1.2的改良提升版，傳輸率約在1.8M/s~2.1M/s,開始支持雙工模式—即一面作語音通訊，同時亦可以傳輸檔案/高質素圖片，2.0版本當然也支持Stereo運作。 
        應用最為廣泛的是Bluetooth2.0+EDR標準，該標準在2004年己經推出，支持Bluetooth2.0+EDR標準的產品也于2006年大量出現。雖然Bluetooth2.0+EDR標準在技術上作了大量的改進，但從1.X標準延續下來的配置流程復雜和設備功耗較大的問題依然存在。 
        藍牙2.1+EDR標準
        2007.8.2發布，增強功能:擴展查詢響應、簡易安全配對、暫停與繼續加密、Sniff省電。
        2007年8月2日，藍牙技術聯盟正式批準了藍牙2.1版規范，即“藍牙2.1+EDR",可供未來的設備自由使用。和2.0版本同時代產品，目前仍然占據藍牙市場較大份額，相對2.0版本主要是提高了待機時間2倍以上，技術標準沒有根本性變化。
        藍牙3.0+HS標準
        2009.4.21發布，增強功能:交替射頻技術、802.11協議適配層、電源管理、取消了UMB的應用。
        HS: 全稱為High Speed。HS使得Bluetooth能利用Wi-Fi作為傳輸方式進行數據傳輸，其支持的傳輸速度最高可達24Mbps。其核心是在802.11的基礎上，通過集成802.11協議適配層，使得藍牙協議棧可以根據任務和設備的不同，選擇正確的射頻。 
        2009年4月21日，藍牙技術聯盟(Bluetooth SIG)正式頒布了新一代標準規范"Bluetooth Core Specification Version 3.0 High Speed"(藍牙核心規范3.0版),藍牙3.0的核心是"Generic Alternate MAC/PHY"(AMP),這是一種全新的交替射頻技術，允許藍牙協議棧針對任一任務動態地選擇正確射頻。 
        藍牙3.0的數據傳輸率提高到了大約24Mbps(即可在需要的時候調用802.11Wi-Fi用于實現高速數據傳輸)。在傳輸速度上，藍牙3.0是藍牙2.0的八倍，可以輕松用于錄像機至高清電視、PC至PMP、UMPC至打印機之間的資料傳輸，但是需要雙方都達到此標準才能實現功能。 

 
        藍牙4.0+BLE標準
        2010.7.7發布， 增強功能:低功耗物理層和鏈路層、AES加密、Attribute Protocol (ATT)、Generic Attribute Profile (GATT) 、Security Manager(SM) 
        BLE:全稱為Bluetooth Low Energy。藍牙規范4.0最重要的一個特性就是低功耗。BLE使得藍牙設備可通過一粒紐扣電池供電以維持續工作數年之久。很明顯，BLE使得藍牙設備在鐘表、遠程控制、醫療保健及運動感應器等市場具有極光明的應用場景。 
        藍牙4.0規范于2010年7月7日正式發布，新版本的最大意義在于低功耗，同時加強不同OEM廠商之間的設備兼容性，并且降低延遲，理論最高傳輸速度依然為24Mbps(即3MB/s),有效覆蓋范圍擴大到100米(之前的版本為10米)。該標準芯片被大量的手機、平板所采用，如蘋果TheNewiPad平板電腦，以及蘋果iPhone5、魅族MX4、HTCOneX等手機上帶有藍牙4.0功能。
 

 
        藍牙4.1標準
        2013.12.6發布，增強功能: 1)與4G不構成干擾; 2)通過IPV6連接到網絡;3)可同時發射和接收數據; 
        藍牙4.1于2013年12月6日發布，與LTE無線電信號之間，如果同時傳輸數據，那么藍牙4.1可以自動協調兩者的傳輸信息，理論上可以減少其它信號對藍牙4.1的干擾。改進是提升了連接速度，并且更加智能化，比如減少了設備之間重新連接的時間，意味著用戶如果走出了藍牙4.1的信號范圍并且斷開連接的時間不算很長，當用戶再次回到信號范圍中之后設備將自動連接，反應時間要比藍牙4.0更短。最后一個改進之處是提高傳輸效率，如果用戶連接的設備非常多，比如連接了多部可穿戴設備，彼此之間的信息都能即時發送到接收設備上。 
        除此之外，藍牙4.1也為開發人員增加了更多的靈活性，這個改變對普通用戶沒有很大影響，但是對于軟件開發者來說是很重要的，因為為了應對逐漸興起的可穿戴設備，那么藍牙必須能夠支持同時連接多部設備。 
        藍牙4.2標準
        2014.12.4發布，增強功能: FIPS加密、安全連接、物聯網。
        2014年12月4日，最新的藍牙4.2標準頒布。藍牙4.2標準的公布，不僅改善了數據傳輸速度和隱私保護程度，還接入了該設備將可直接通過IPv6和6LoWPAN接入互聯網。

        首先是速度方面變得更加快速。盡管藍牙4.1版本已在之前的基礎上提升了不少，但遠遠不能滿足用戶的需求，同Wi-Fi相比，顯得優勢不足。而藍牙4.2標準通過藍牙智能(Bluetooth Smart)數據包的容量提高，其可容納的數據量相當于此前的10倍左右，兩部藍牙設備之間的數據傳輸速度提高了2.5倍。 
        其次，隱私保護程度的加強也獲得眾多用戶的好評。我們知道，藍牙4.1以及其之前的版本在隱私安全上存在一定的隱患，連接一次之后，無需再確認，便自動連接，容易造成隱私泄露。而在藍牙4.2新的標準下，藍牙信號想要連接或者追蹤用戶設備必須經過用戶許可，否則藍牙信號將無法連接和追蹤用戶設備。 
        當然，最令人期待的還是新版本通過IPv6和6LoWPAN接入互聯網的功能。早在藍牙4.1版本時，藍牙技術聯盟便已經開始嘗試接入，但由于之前版本傳輸率的限制以及網絡芯片的不兼容新，并未完全實現這一功能。而據藍牙技術聯盟稱，藍牙4.2新標準已可直接通過IPv6和6LoWPAN接入互聯網。相信在此基礎上，一旦IPv6和6LoWPAN廣泛運用，此功能將會吸引更多的關注。
        另外不得不提的是，對較老的藍牙適配器來說，藍牙4.2的部分功能將可通過軟件升級的方式獲得，但并非所有功能都可獲取。藍牙技術聯盟稱“隱私功能或可通過固件升級的方式獲得，但要視制造商的安裝啟用而定。速度提升和數據包擴大的功能則將要求硬件升級才能做到。”而到目前為止，藍牙4.0仍是消費者設備最常用的標準，不過Android Lollipop等移動平臺已經開始添加對藍牙4.1標準和藍牙4.2標準的原生支持。 
        藍牙5.0標準
        2016.6.16發布，增強功能:室內定位、物聯網
        美國時間2016年6月16日，藍牙技術聯盟(SIG)在華盛頓正式發布了第五代藍牙技術(簡稱藍牙5.0)。
 

 
        1.通信速度上的翻倍，從現行的傳輸速率1Mbit/s變身為2Mbit/s。
        2.藍牙5.0的另外一個重要改進是，它的有效距離是上一版本的4倍，因此在理論上，當你拿著手機站在距離藍牙音箱300米的地方，它還是會繼續放著你愛的歌。
        3.藍牙連接的穩定性有提高。例如與運動耳機等設備的連接穩定性將增強，信號中斷幾率有所減少。
        4.更精準的室內定位。藍牙5.0可以添加更多的導航功能，再結合Wi-Fi可以實現精度小于1米的室內定位。
        5.在功耗不變的前提下實現性能提高。
        6.兼容之前的藍牙標準。就是說，現在的藍牙4.2等舊版本將可以與配備藍牙5的設備連接。
        7.當然由于新技術基于新硬件，所以舊版本是不能通過刷固件升級到藍牙5。
        8.不過對于藍牙耳機而言，其音質不會提高。因為藍牙5對音頻信號的壓縮并沒有優化，但后續可能會在這方面做出改善。
        9.類似烽火臺傳信的網狀網絡(mesh networking)已經加入。網狀網絡是基于藍牙設備而獨立研發的一項技術:藍牙設備能相互作為對方的轉發器，如同長城烽火臺那樣“薪火相傳”，一站站把信號傳遞得更遠，提升信號傳送距離。可兼容藍牙4和5系列協議。

 
        藍牙MESH標準
        2017年發布，增強功能:增強MESH組網功能
        藍牙技術聯盟于7月19日正式宣布，藍牙(Bluetooth@)技術開始全面支持Mesh網狀網絡。全新的Mesh功能提供設備間多對多傳輸，并特別提高構建大范圍網絡覆蓋的通信能力，適用于樓宇自動化、無線傳感器網絡等需要讓數以萬計的設備在可靠、安全的環境下傳輸的物聯網解決方案。
 

 
        藍牙Mesh網絡是用于建立多對多(many: many) 設備通信的低能耗藍牙(Bluetooth Low Energy,也稱為BLE) 新的網絡拓撲。它允許創建基于多個設備的大型網絡，網絡可以包含數十臺，數百甚至數千臺藍牙Mesh設備，這些設備之間可以相互進行信息的傳遞，無疑這樣一種應用形態為樓宇自動化，無線傳感器網絡，資產跟蹤和其他解決方案提供了理想的選擇。