一、 藍牙的發(fā)展史

遇見藍牙

第一次遇見藍牙是2006年，室友拿著一款摩托羅拉的翻蓋手機向我炫耀它的藍牙功能，那時候我不記得有沒有藍牙耳機問世，因為當時我嫉妒的一再追問他，有這藍牙有什么用？

他給我說用來傳輸照片文件等。

的確，2006年的手機上還沒有wifi，我們宿舍的路由器都是那種最簡單的TP-LINK，50M帶寬4個口。所以手機上上如果想傳輸個照片文件還是很費事的，一般是用電腦通過U盤或者SD卡中轉(zhuǎn)一下。

這樣看來，當初摩托羅拉手機上設計的藍牙，如果用來傳輸照片文件還是很靠譜的，這在當時是唯一可以簡化兩個手持設備之間傳輸文件的方式。

哦，對了，那時候的藍牙還可以搜索附近人聊天，哈哈哈！僅限10米哦。

藍牙的傳說

乍一聽藍牙，也就是Bluetooth，一定覺得非常奇怪，為什么一個科技領域的通信協(xié)議會使用這么俗氣且不著邊際的名字。

其實，Bluetooth 原來是一位在10世紀，一統(tǒng)丹麥王朝的國王的名字，叫HaralBluetooth，他將當時的瑞典，芬蘭與丹麥統(tǒng)一起來。

后來在一次無線通訊行業(yè)會議上，一位來自英特爾的工程師JimKardach為了表達將四分五裂的無線通信標準統(tǒng)一起來，因此使用了Bluetooth來作為這種新的通信技術標準的名字。

藍牙的發(fā)展史

1998年，由東芝，愛立信，IBM，Intel和諾基亞共同提出了近距離無線數(shù)字通信的技術標準，這一刻，藍牙標準正式形成。

1. 第一代藍牙

藍牙1.0標準：1999年發(fā)布，其傳輸速率大約為723.1Kbit/s , 通信距離約為10米。

由于當時的藍牙1.0標準存在很多問題，因此并沒有得到廣泛的應用。

后來藍牙1.1標準在2001年發(fā)布，正式被列入了IEEE802.15.1標準，該標準定義了物理層（PHY）和媒體訪問控制（MAC）規(guī)范，用于設備間的無線連接，但在通信方面容易受到同頻干擾，影響通信質(zhì)量。

2003年，藍牙1.2標準發(fā)布，傳輸速率略微提高，748 ~810Kbit/s , 最重要的是增加了抗干擾的跳頻功能。

2. 第二代藍牙

2004年，藍牙2.0標準發(fā)布，新增的EDR（Enhanced Data Rate）技術通過提高多任務處理和多種藍牙設備同時運行的能力，同時也支持了雙工通信模式。

2007年，藍牙2.1標準發(fā)布，藍牙技術聯(lián)盟（Bluetooth SIG）正式批準了藍牙2.1核心規(guī)范，也就是“藍牙2.1+EDR”，并新增Sniff Subrating省電功能，讓藍牙芯片的工作電流大幅降低。

3. 第三代藍牙

2009年，藍牙3.0標準發(fā)布，其數(shù)據(jù)傳輸速率提高到了24Mbps。

4. 第四代藍牙

2010年，藍牙4.0標準發(fā)布，它將三種規(guī)格集成在一起，也就是增加了BLE（Bluetooth Low Energy）低功耗功能。從藍牙4.0協(xié)議開始，后面的版本都包含了經(jīng)典藍牙和低功耗藍牙兩種模式。

有了藍牙4.0后，智能硬件設備大爆發(fā)。

2013年，藍牙更新了協(xié)議到4.1標準，提升了連接速度和傳輸效率，使得藍牙連接更加智能化。

2014年，藍牙4.2標準發(fā)布，增強了安全性，傳輸速率比上一代提高了2.5倍。

5. 第五代藍牙

藍牙5.0標準主打在低功耗模式下，具備更遠更快的傳輸能力，傳輸速度達到了藍牙4.2標準的兩倍，原因是帶寬從1M增加到2M，同時傳輸距離提高了4倍，理論達300米，實際上當時nordic給我演示的說可以到1000米。

另外其數(shù)據(jù)包容量也提高了，從原來的每包23字節(jié)提高到247字節(jié)，這讓我的OTA速度產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，直接從2KBps上升到了40KBps。

2019年1月，藍牙5.1標準定型，新增了尋向功能，也就是AOA/AOD功能，這一項功能將藍牙的空間定位精度提高到了厘米級。我覺得這一點，藍牙聯(lián)盟借鑒了當時火熱的UWB。不過可惜的是藍牙的AOA需要很多天線，應用并不是很廣泛。

緊接著，2019年12月份，藍牙5.2發(fā)布，新增了增強版ATT協(xié)議，LE功率控制以及LE同步信道三項特性，也就是當時說的LE Audio。

2021年，藍牙發(fā)布了5.3標準，使得藍牙協(xié)議可以更好的處理低速率數(shù)據(jù)，做到了延遲更低，續(xù)航更長，抗干擾能力更強。

2023年，藍牙核心規(guī)范5.4版本發(fā)布，無外乎就是傳輸距離提高，通信速率提高，穩(wěn)定性提高，不過這一個版本提出了一種新功能，也就是支持帶響應的周期性廣播，這意味著無需連接就可以做到雙向通信了。并且廣播數(shù)據(jù)也支持了加密傳輸。

經(jīng)典藍牙和BLE

經(jīng)典藍牙和低功耗藍牙其實是兩個不同的技術，兩者并不能相互通信，我們之前使用的耳機和鼠標鍵盤都是基于經(jīng)典藍牙的，它功耗大，但是傳輸速率快。

我們通常稱經(jīng)典藍牙為BR/EDR ,翻譯成中文就是基本速率/增強數(shù)據(jù)速率藍牙，它采用自適應跳頻算法，在79個信道上進行數(shù)據(jù)傳輸。

低功耗藍牙則是在4.0的時候才提出的，是為了實現(xiàn)極低功耗運行而設計的，它采用了跳頻擴頻的方法，通信的信道只有40個。

一般情況下，經(jīng)典藍牙都是用在音頻傳輸上，BLE的LE Audio還沒有發(fā)展起來。低功耗藍牙BLE更多的使用在智能設備，物料網(wǎng)設備以及健身類的電池供電設備，手環(huán)就是最典型的例子。

單模與雙模

單模和雙模指的是藍牙芯片支持的模式，雖然藍牙通信標準升級到了5.4，但是很多場景下只用BLE就可以了，或者普通的耳機方案只需要藍牙2.0就可以了，所以在芯片設計上，我們可以精簡協(xié)議，讓它只支持BLE或者BR/EDR。

所以單模就是指的藍牙芯片只支持其中一種通信協(xié)議，雙模就是指的及支持經(jīng)典藍牙2.0或者3.0，同時也支持BLE通信協(xié)議。

哪里會用到這種雙模呢，比如我原來做平衡車時相讓平衡車的喇叭唱歌，這就不得不使用雙模藍牙，BLE用來做數(shù)據(jù)傳輸和OTA，經(jīng)典藍牙用來傳輸音樂。

再比如現(xiàn)在比較流行的智能頭盔，既要有智能硬件的低功耗和智能化，也要有高品質(zhì)的音頻傳輸。