能把Wifi HaLow干翻，藍牙5.0才是IOT最佳選擇？

藍牙5.0是藍牙技術(shù)聯(lián)盟（Bluetooth Special Interest Group）于2016年6月16日發(fā)布的新一代藍牙標準。新標準將比藍牙4.2有全面的提升，無(wú)論是通信速度、通信距離還是通信容量都有大幅度的改善。

官方表示，全新藍牙5.0標準在性能上將遠超目前的版本，也就是藍牙4.2LE版本，包括在有效傳輸距離上將是4.2LE版本的4倍，也就是說(shuō)，理論上，藍牙發(fā)射和接收設備之間的有效工作距離可達300米。 而傳輸速度是4.2LE版本的2倍，速度上限為24Mbps。

藍牙技術(shù)聯(lián)盟執行總監Mark Powell表示：“目前全球已有多達82億個(gè)藍牙產(chǎn)品正在被使用中，而B(niǎo)luetooth 5的性能提升與未來(lái)藍牙的發(fā)展規劃讓我們有理由相信，到2020年，超過(guò)三分之一的物聯(lián)網(wǎng)設備都將采用藍牙技術(shù)。藍牙的驅動(dòng)力和的創(chuàng )新能力將確保它是所有開(kāi)發(fā)者在創(chuàng )建物聯(lián)網(wǎng)解決方案時(shí)的最佳選擇。”

什么是藍牙

藍牙技術(shù)是一種尖端的開(kāi)放式無(wú)線(xiàn)通訊標準，能夠在短距離范圍內無(wú)線(xiàn)連接桌上型電腦與筆記本電腦、便攜設備、PDA、移動(dòng)電話(huà)、拍照手機、打印機、數碼相機、耳麥、鍵盤(pán)甚至是電腦鼠標。

利用“藍牙”技術(shù)，能夠有效地簡(jiǎn)化移動(dòng)通信終端設備之間的通信，也能夠簡(jiǎn)化設備與因特網(wǎng)Internet之間的通信，從而數據傳輸變得更加迅速高效。藍牙采用分散式網(wǎng)絡(luò )結構以及快跳頻和短包技術(shù)，支持點(diǎn)對點(diǎn)及點(diǎn)對多點(diǎn)通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM（即工業(yè)、科學(xué)、醫學(xué)）頻段。其數據速率為1Mbps。采用時(shí)分雙工傳輸方案實(shí)現全雙工傳輸。

藍牙協(xié)議堆棧依照其功能可分四層：核心協(xié)議層（HCI、LMP、L2CAP、SDP）、線(xiàn)纜替換協(xié)議層（RFCOMM）、電話(huà)控制協(xié)議層（TCS-BIN）和選用協(xié)議層（PPP、TCP、IP、UDP、OBEX、IrMC、WAP、WAE）

簡(jiǎn)言之，藍牙技術(shù)讓各種數碼設備之間能夠無(wú)線(xiàn)溝通，讓散落各種連線(xiàn)的桌面成為歷史。有了藍牙無(wú)線(xiàn)技術(shù)，你就可以輕松連接你的電腦和便攜設備、移動(dòng)電話(huà)以及其它外圍設備――在 9 米（30英尺）距離之內以無(wú)線(xiàn)方式彼此連接。

相比于其他無(wú)線(xiàn)技術(shù)：紅外、無(wú)線(xiàn)2.4G、WiFi來(lái)說(shuō)，藍牙具有加密措施完善，傳輸過(guò)程穩定以及兼容設備豐富等諸多優(yōu)點(diǎn)。尤其是在授權門(mén)檻逐漸降低的今天，藍牙技術(shù)開(kāi)始真正普及到所有的數碼設備。不過(guò)，藍牙這一路走來(lái)也并非完美，從1.0到4.2，再到現在的5.0，是一個(gè)不平凡的過(guò)程。

藍牙5.0的7大主要特點(diǎn)介紹：

1、更快的傳輸速度

藍牙5.0的開(kāi)發(fā)人員稱(chēng)，新版本的藍牙傳輸速度上限為2Mbps，是之前4.2LE版本的兩倍。當然，你在實(shí)際生活中是不太可能達到這個(gè)極限速度的，但是仍然可以體驗到顯著(zhù)的速度提升。

2、更遠的有效距離

藍牙5.0的另外一個(gè)重要改進(jìn)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(zhù)手機站在距離藍牙音箱300米的地方，它還是會(huì )繼續放著(zhù)你愛(ài)的歌。 也就是說(shuō)，理論上，藍牙發(fā)射和接收設備之間的有效工作距離可達300米。當然，實(shí)際的有效距離還取決于你使用的電子設備。

3、導航功能

此外，藍牙5.0將添加更多的導航功能，因此該技術(shù)可以作為室內導航信標或類(lèi)似定位設備使用，結合wifi可以實(shí)現精度小于1米的室內定位。舉個(gè)例子，如果你和小編一樣是路癡的話(huà)，你可以使用藍牙技術(shù)，在諾大的商業(yè)中心找到路。

4、物聯(lián)網(wǎng)功能

物聯(lián)網(wǎng)還在持續火爆，因此，藍牙5.0針對物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行了很多底層優(yōu)化，力求以更低的功耗和更高的性能為智能家居服務(wù)。

5、升級硬件

此前的一些藍牙版本更新只要求升級軟件，但藍牙5.0很可能要求升級到新的芯片。不過(guò)，舊的硬件仍可以兼容藍牙5.0，你就無(wú)法享用其新的性能了。搭載藍牙5.0芯片的旗艦級手機將于2017年問(wèn)世，相信中低端手機也將陸陸續續內置藍牙5芯片。蘋(píng)果將為成為第一批使用該項技術(shù)的廠(chǎng)商之一。

6、更多的傳輸功能

全新的藍牙5.0能夠增加更多的數據傳輸功能，硬件廠(chǎng)商可以通過(guò)藍牙5.0創(chuàng )建更復雜的連接系統，比如Beacon或位置服務(wù)。因此通過(guò)藍牙設備發(fā)送的廣告數據可以發(fā)送少量信息到目標設備中，甚至無(wú)需配對。

7、更低的功耗

眾所周知，藍牙是智能手機的必備功能，隨著(zhù)智能設備和移動(dòng)支付等越來(lái)越多需要打開(kāi)藍牙，才能享受便利功能逐漸融入人們的生活之中，藍牙的功耗成為了智能手機 待機時(shí)間的一大殺手。為此藍牙5.0將大大降低了藍牙的功耗，使人們在使用藍牙的過(guò)程中再也不必擔心待機時(shí)間短的問(wèn)題。

這要源于一個(gè)小故事。

公元940-985年，哈洛德。布美塔特（Harald Blatand），后人稱(chēng)Harald Bluetooth，統一了整個(gè)丹麥。他的名字“Blatand”可能取自?xún)蓚€(gè)古老的丹麥詞語(yǔ)。“bla”意思是黑皮膚的，而“tan”是偉人的含義。和許多君王一樣 ，哈洛德四 處擴張，為政治、經(jīng)濟和榮譽(yù)而征戰。公元960年哈洛德到達了他權力的最高點(diǎn)，征服了整個(gè)丹麥和挪威。而藍牙是這個(gè)丹麥國王Viking的“綽號”，因為他愛(ài)吃藍梅，牙齒被染藍，因此而得這一“綽號”。

在行業(yè)協(xié)會(huì )籌備階段，需要一個(gè)極具有表現力的名字來(lái)命名這項高新技術(shù)。行業(yè)組織人員，在經(jīng)過(guò)一夜關(guān)于歐洲歷史和未來(lái)無(wú)線(xiàn)技術(shù)發(fā)展的討論后，有些人認為用Blatand國王的名字命名再合適不過(guò)了。Blatand國王將挪威，瑞典和丹麥統一起來(lái)；他的口齒伶俐，善于交際，就如同這項即將面世的技術(shù)，技術(shù)將被定義為允許不同工業(yè)領(lǐng)域之間的協(xié)調工作，保持著(zhù)各個(gè)系統領(lǐng)域之間的良好交流，例如計算機，手機和汽車(chē)行業(yè)之間的工作。
為什么要推出藍牙？

藍牙技術(shù)最初由愛(ài)立信創(chuàng )制。技術(shù)始于愛(ài)立信公司的1994方案，它是研究在移動(dòng)電話(huà)和其他配件間進(jìn)行低功耗、低成本無(wú)線(xiàn)通信連接的方法。發(fā)明者希望為設備間的通訊創(chuàng )造一組統一規則（標準化協(xié)議），以解決用戶(hù)間互不兼容的移動(dòng)電子設備。

研究的目的是要找到一種方法，能夠除掉連接移動(dòng)電話(huà)和PC卡、耳機、臺式電腦及其他設備之間的電纜。此項研究是一個(gè)大項目的一部分，該項目是要研究如何將各種不同的通信設備通過(guò)移動(dòng)電話(huà)接入到蜂窩網(wǎng)上。公司得出結論，這種連接的最后一段應該是短距離的無(wú)線(xiàn)連接。隨著(zhù)項目的進(jìn)展，日益明朗化的是短距離無(wú)線(xiàn)通信的應用范圍幾乎無(wú)限廣闊。

1997年，愛(ài)立信公司借此概念接觸了移動(dòng)設備制造商，討論其項目合作發(fā)展，結果獲得支持。

1998年5月，愛(ài)立信、諾基亞、東芝、IBM和英特爾公司等五家著(zhù)名廠(chǎng)商，在聯(lián)合開(kāi)展短程無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的標準化活動(dòng)時(shí)提出了藍牙技術(shù)。

1999年5月20日，這五家廠(chǎng)商成立了藍牙“特別興趣組”（Special Interest Group，SIG），即藍牙技術(shù)聯(lián)盟的前身，以使藍牙技術(shù)能夠成為未來(lái)的無(wú)線(xiàn)通信標準。芯片霸主Intel公司負責半導體芯片和傳輸軟件的開(kāi)發(fā)，愛(ài)立信負責無(wú)線(xiàn)射頻和移動(dòng)電話(huà)軟件的開(kāi)發(fā)，IBM和東芝負責筆記本電腦接口規格的開(kāi)發(fā)。

1999年下半年，著(zhù)名的業(yè)界巨頭微軟、摩托羅拉、三星、朗訊與藍牙特別小組的五家公司共同發(fā)起成立了藍牙技術(shù)推廣組織，從而在全球范圍內掀起了一股“藍牙”熱潮。全球業(yè)界即將開(kāi)發(fā)一大批藍牙技術(shù)的應用產(chǎn)品，使藍牙技術(shù)呈現出極其廣闊的市場(chǎng)前景，并預示著(zhù)21世紀初將迎來(lái)波瀾壯闊的全球無(wú)線(xiàn)通信浪潮。

到2000年4月，SIG的成員數已超過(guò)1500，其成長(cháng)速度超過(guò)任何其他的無(wú)線(xiàn)聯(lián)盟。這些公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)了藍牙1．0標準，并于1999年7月公布。藍牙標準包括兩個(gè)文件：

基礎核心協(xié)議——提供設計標準；

基礎應用規范——提供互操作性準則。

核心協(xié)議文件描述了射頻、基帶、鏈路管理器、業(yè)務(wù)發(fā)現協(xié)議、傳輸層以及與其他協(xié)議的互操作性等內容；應用規范文件描述了各種不同類(lèi)型的藍牙應用所要求的協(xié)議和過(guò)程。

2006年10月13日，Bluetooth SIG（藍牙技術(shù)聯(lián)盟）宣布聯(lián)想公司取代IBM在該組織中的創(chuàng )始成員位置，并立即生效。通過(guò)成為創(chuàng )始成員，聯(lián)想將與其他業(yè)界領(lǐng)導廠(chǎng)商杰爾系統公司、愛(ài)立信公司、英特爾公司、微軟公司、摩托羅拉公司、諾基亞公司和東芝公司一樣擁有藍牙技術(shù)聯(lián)盟董事會(huì )中的一席，并積極推動(dòng)藍牙標準的發(fā)展。

除了創(chuàng )始成員以外，Bluetooth SIG還包括200多家聯(lián)盟成員公司以及約6000家應用成員企業(yè)。而企業(yè)只要使用“藍牙（Bluetooth）”相關(guān)商標在市場(chǎng)上銷(xiāo)售產(chǎn)品，都必須向藍牙技術(shù)聯(lián)盟交納商標使用費和產(chǎn)品認證費。

2008年，藍牙技術(shù)聯(lián)盟準備新設立一個(gè)“初級應用成員公司”的會(huì )員級別，如果是年營(yíng)業(yè)額小于300萬(wàn)美元的中小企業(yè)，入會(huì )費為零，認證兩款藍牙產(chǎn)品的費用降至2500美元。

藍牙的版本演進(jìn)

在5.0之前，藍牙經(jīng)過(guò)了多個(gè)版本的演進(jìn)，主要為為1.1、1.2、2.0、2.1、3.0、4.0、4.1和4.2，下文我們將就每一個(gè)不同的版本技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行詳細介紹：

上表中：

EDR：全稱(chēng)為Enhanced Data Rate。通過(guò)提高多任務(wù)處理和多種藍牙設備同時(shí)運行的能力，EDR使得藍牙設備的傳輸速度可達3Mbps。

HS：全稱(chēng)為High Speed。HS使得Bluetooth能利用WiFi作為傳輸方式進(jìn)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(guò)集成802.11協(xié)議適配層，使得藍牙協(xié)議?？梢愿鶕蝿?wù)和設備的不同，選擇正確的射頻。

BLE：全稱(chēng)為Bluetooth Low Energy。藍牙規范4.0最重要的一個(gè)特性就是低功耗。BLE使得藍牙設備可通過(guò)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(dòng)感應器等市場(chǎng)具有極光明的應用場(chǎng)景。

Single mode只能與BT4.0互相傳輸無(wú)法向下兼容（與3.0/2.1/2.0無(wú)法相通）;Dual mode可以向下兼容可與BT4.0傳輸也可以跟3.0/2.1/2.0傳輸超低的峰值、平均和待機模式功耗，覆蓋范圍增強，最大范圍可超過(guò)100米。

速度：支持1Mbps數據傳輸率下的超短數據包，最少8個(gè)八組位，最多27個(gè)。所有連接都使用藍牙2.1加入的減速呼吸模式（sniff subraTIng）來(lái)達到超低工作循環(huán)。

跳頻：使用所有藍牙規范版本通用的自適應跳頻，最大程度地減少和其他2.4 GHz ISM頻段無(wú)線(xiàn)技術(shù)的串擾。

主控制：可以休眠更長(cháng)時(shí)間，只在需要執行動(dòng)作的時(shí)候才喚醒。

延遲：最短可在3毫秒內完成連接設置并開(kāi)始傳輸數據。

健壯性：所有數據包都使用24-bit CRC校驗，確保最大程度抵御干擾。

安全：使用AES-128 CCM加密算法進(jìn)行數據包加密和認證。

拓撲：每個(gè)數據包的每次接收都使用32位尋址，理論上可連接數十億設備；針對一對一連接最優(yōu)化，并支持星形拓撲的一對多連接；使用快速連接和斷開(kāi)，數據可以在網(wǎng)狀拓撲內轉移而無(wú)需維持復雜的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )。

除了物聯(lián)網(wǎng)以及用于連接裝置等應用外，藍牙技術(shù)也在近年有更多的的應用，尤其是Beacon 技術(shù)正在改變定位與服務(wù)，藉由Beacon 技術(shù)取代條碼，使用者可輕松的獲取相關(guān)資訊，且同時(shí)也能藉由藍牙技術(shù)進(jìn)行室內的定位服務(wù)，能用于百貨或是車(chē)站的室內導航，百貨商品業(yè)者的找尋柜位等應用；另外就是透過(guò)距離的拓展以及即將導入的Mesh ，藍牙也預期可為自動(dòng)化解決方案帶來(lái)更多的變化以及彈性。

在上述的新發(fā)展目標之外，藍牙聯(lián)盟也在三月公布了一項新的技術(shù)TDS （ Transport Discovery Service ），這項技術(shù)中文稱(chēng)為傳輸發(fā)現技術(shù)，透過(guò)藍芽搜尋與啟動(dòng)范圍內的可用無(wú)線(xiàn)鏈路，借此偵測附近無(wú)線(xiàn)裝置與服務(wù)，并且使使用者可以關(guān)閉裝置中功耗較高的技術(shù)，并于需要時(shí)再開(kāi)啟，藍牙聯(lián)盟希望借此技術(shù)能夠在物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境中使能源管理更好。

總結：

調研機構ABI Research首席分析師Patric Connolly介紹，至2020年，基于藍牙的Beacon出貨量預計將超過(guò)3.71億。憑借廣播數據傳輸量八倍的提升，Bluetooth 5將進(jìn)一步推進(jìn)Beacon和定位服務(wù)在智能家居、商業(yè)和工業(yè)市場(chǎng)中的應用和部署。藍牙5的發(fā)布是革命性的，雖然它不像5G技術(shù)那樣廣受矚目，并不是每個(gè)人都關(guān)注到它，但它的技術(shù)迭代卻深深影響到智能家居行業(yè)的發(fā)展方向以及所能達到的智能化程度。