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低功耗藍(lán)牙（BLE）及其特點
時間：2025-01-20 來源：華清遠(yuǎn)見
藍(lán)牙技術(shù)，如今越來越多的出現(xiàn)在人們生活中的方方面面。從形狀各異的藍(lán)牙耳機(jī)，到各種藍(lán)牙連接的智能手表、手環(huán)，從花樣繁多的藍(lán)牙鼠標(biāo)、鍵盤、游戲手柄，再到家里體脂秤、智能藍(lán)牙音箱，對了，還有街邊的各種共享單車，感覺藍(lán)牙連接無處不在。為什么在眾多的無線連接技術(shù)中，藍(lán)牙能脫穎而出？這和藍(lán)牙技術(shù)不斷的進(jìn)步，是分不開的。
1994年，瑞典電信巨頭愛立信公司提出了藍(lán)牙技術(shù)的概念，并于1998年聯(lián)合諾基亞、IBM、東芝和英特爾成立了藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟（Bluetooth Special Interest Group, SIG），正式啟動了藍(lán)牙技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。到1999年，首個藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)1.0發(fā)布，標(biāo)志著藍(lán)牙技術(shù)正式進(jìn)入商用。最初的版本，最大傳輸速度為721 kbps，通信距離最大100米，但存在一些兼容性問題。后來，經(jīng)過10年左右的發(fā)展，到了2010年，藍(lán)牙4.0帶來了低功耗（LE）技術(shù)，大幅降低能耗，使其適用于低功耗設(shè)備。以此為分界點，藍(lán)牙4.0之前的藍(lán)牙技術(shù)稱之為“經(jīng)典藍(lán)牙”，4.0版本以后的技術(shù)稱之為“低功耗藍(lán)牙”，簡稱 BLE。與經(jīng)典藍(lán)牙相比，低功耗藍(lán)牙有如下的特點。
低功耗：與經(jīng)典藍(lán)牙相比，BLE顯著降低了能耗，例如，遵循藍(lán)牙5.2標(biāo)準(zhǔn)的Nordic nRF5340，3V供電條件夏，0dBm的發(fā)射功率僅為3.4mA，休眠功耗僅為1.3μA，這使得它非常適用于電池供電的小型設(shè)備，如健身追蹤器、智能手表等。
穩(wěn)定性、安全性和可靠性：眾所周知，藍(lán)牙使用的是2.4G的公共頻段，與WiFi等無線通信技術(shù)同屬一個頻段，但有賴于藍(lán)牙技術(shù)采用的自適應(yīng)跳頻（AFH）技術(shù)，從而確保低功耗藍(lán)牙可以在住宅、工業(yè)和醫(yī)療應(yīng)用的“嘈雜”RF環(huán)境中保持穩(wěn)定的傳輸。又因為低功耗藍(lán)牙使用了安全連接（Security Connection）協(xié)議，提供加密和身份驗證功能，能最大限度的保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸安全。
快速連接：低功耗藍(lán)牙支持安全簡單配對（Secure Simple Pairing，SSP）可以迅速建立連接，通常在3毫秒以內(nèi)，這使得設(shè)備之間的交互更為快捷和高效。讓人再也不愿意想起之前的藍(lán)牙外設(shè)如果需要建立連接，還需要手動輸入配對碼。
廣播模式：BLE支持廣播模式，在這種模式下，設(shè)備不需要建立連接就可以發(fā)送信息。這對于信標(biāo)（beacon）應(yīng)用特別有用，比如商場內(nèi)的位置服務(wù)。
多種工作模式：低功耗藍(lán)牙通�；谶B接到多個從屬設(shè)備的主設(shè)備，并且一個設(shè)備可以同時進(jìn)行掃描和廣播。同時，它可以連接到中央或外圍設(shè)備，并且可以同時廣播。從設(shè)備可以通知它需要將數(shù)據(jù)發(fā)送到主設(shè)備，廣播消息還包括活動或度量。
數(shù)據(jù)傳輸速率和傳輸距離的提升：雖然BLE主要用于傳輸少量數(shù)據(jù)，但它的數(shù)據(jù)傳輸速率也在不斷提升，在藍(lán)牙5.0版本后，理論最大傳輸速度已經(jīng)由經(jīng)典藍(lán)牙3.0的24Mbp翻倍到48Mbps，且最大通信距離也達(dá)到了讓人吃驚的300米（就算是實驗室數(shù)據(jù)，我也服�。�
兼容性：盡管BLE和經(jīng)典藍(lán)牙在協(xié)議上有所不同，但是許多現(xiàn)代的藍(lán)牙芯片都支持兩者，這意味著它們可以在同一設(shè)備中共存并根據(jù)需要進(jìn)行切換。
芯片集成度高：BLE芯片集成了射頻前端、基帶處理器、協(xié)議棧等組件，簡化了設(shè)計并降低了成本，使其能被更廣泛的應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、醫(yī)療設(shè)備、智能家居、健身追蹤等領(lǐng)域。
基于藍(lán)牙低功耗技術(shù)的藍(lán)牙模塊可以應(yīng)用于多種場景，像移動擴(kuò)展設(shè)備、汽車電子設(shè)備、保健和醫(yī)療用品（如心跳帶、血壓計等）、定位應(yīng)用（如室內(nèi)定位、地下定位等）、近距離數(shù)據(jù)收集（如無線復(fù)制儀表、無線遙測、溫度和濕度傳感器等）、數(shù)據(jù)傳輸（如智能家居控制、藍(lán)牙調(diào)光、打印機(jī)等）等。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，它將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
