随着蓝牙技术由手机、游戏、耳机、便携电脑和汽车等传统应用领域向物联网、医疗等新领域的扩展,对低功耗的要求会越来越高。作为蓝牙3.0+HS规范的升级版,蓝牙4.0专门面向对成本和功耗都有较高要求的无线方案,其主打特性就是省电、省电、省电。极低的运行和待机功耗使得一粒纽扣电池甚至可连续工作一年之久。它有低功耗、经典、高速三种协议模式。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;低功耗蓝牙以不需占用太多带宽的设备连接为主。这三种协议规范能够互相组合搭配,从而适应更广泛的应用模式。正因为有了三种可以互相组合搭配的协议,蓝牙4.0因此成为唯一一个综合协议规范。它有着极低的运行和待机功耗。此外,低成本和跨厂商互 *** 作性,3毫秒低延迟、AES-128加密等诸多特色,可以用于计步器、心律监视器、智能仪表、传感器物联网等众多领域,大大扩展蓝牙技术的应用范围。
蓝牙4.1主打IOT(Internet Of Things全联网)
也就是把所有设备都联网的意思。蓝牙设备可以同时作为发射方和接受方,并且可以连接到多个设备上。举个例子,智能手表可以作为发射方向手机发射身体健康指数,同时作为接受方连接到蓝牙耳机、手环或其他设备上。蓝牙4.1使得批量数据可以以更高的速率传输,当然这并不意味着可以用蓝牙高速传输流媒体视频,这一改进的主要针对的还是刚刚兴起的可穿戴设备。例如已经比较常见的健康手环,其发送出的数据流并不大,通过蓝牙4.1能够更快速地将跑步、游泳、骑车过程中收集到。因为新标准加入了对IPv6专用通道联机的支持,通过IPv6连接到网络,实现与Wi-Fi相同的功能,解决可穿戴设备上网不易的问题。
蓝牙4.0和4.1,4.2有什么区别蓝牙技术让我们在连接各种设备的时候不再被繁多的数据线所束缚,比如音响、电脑,甚至是汽车。目前蓝牙版本是4.0,相比3.0它进一步降低了功耗,并且也提高了传输效率。
蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)宣布蓝牙4.1的到来,它在4.0的基础上又有了三个重要的改进之处。
第一个改进的地方被蓝牙技术联盟称为“共存性”,即蓝牙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。
第二个改进是提升连接速度并且更加智能化,比如减少了设备之间重新连接的时间,意味着用户如果走出了蓝牙4.1的信号范围并且断开连接的时间不算很长,当用户再次回到信号范围中之后设备将自动连接,反应时间比蓝牙4.0更短。
最后一个改进之处是提高传输效率,如果用户连接的设备非常多,比如连接了多部可穿戴设备,彼此之间的信息都能即时发送到接接收设备上。
除此之外,蓝牙4.1也为开发人员增加了更多的灵活性,这个改变对普通用户没有很大影响,但是对于软件开发者来说是很重要的,因为为了应对逐渐兴起的可穿戴设备,那么蓝牙必须能够支持同时连接多部设备,另一方面,“物联网”时代也马上就要到来了,无线传输在日常生活中的地位也会越来越高,蓝牙作为普及最广泛的传输方式,将在“物联网”中起到不可忽视的作用。
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4.1版本的特性如下 移动无线服务共存信号
Train 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L2CAP面向连接的专用通道 双模和拓扑
低功耗链路层拓扑 802.11n PAL
宽带语音的音频架构更新
更快的数据广告时间间隔(Fast Data AdverTIsing 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。
4.2版本
蓝牙4.2发布于2014年12月2日。它为IOT推出了一些关键性能,是一次硬件更新。 但是一些旧有蓝牙硬件也能够获得蓝牙4.2的一些功能,如通过固件实现隐私保护更新。 主要改进之处如下: 低功耗数据包长度延展 低功耗安全连接 链路层隐私权限
链路层延展的扫描过滤策略
Bluetooth Smart设备可通过网络协议支持配置文件(Internet Protocol Support Profile,简称IPSP)实现IP 连接。
IPSP为Bluetooth Smart添加了一个IPv6连接选项,是互联家庭和物联网应用的理想选择。 蓝牙4.2通过提高Bluetooth Smart的封包容量,让数据传输更快速。
业界领先的隐私设置让Bluetooth Smart更智能,不仅功耗降低了,窃听者将难以通过蓝牙联机追踪设备。
消费者可以更放心不会被Beacon和其他设备追踪。 这一核心版本的优势如下:
实现物联网:支持灵活的互联网连接选项(IPv6/6LoWPAN 或 Bluetooth Smart 网关) 让Bluetooth Smart 更智能:业界领先的隐私权限、节能效益和和堪称业界标准的安全性能让Bluetooth Smart 更快速: 吞吐量速度和封包容量提升
蓝牙4.2相比4.0有何提升?首先,在蓝牙4.2标准下,设备之间的数据传输速度提升了约2.5倍,蓝牙智能数据包可容纳的数据量相当于此前的约10倍。
此外,蓝牙4.2的安全性也有所提升,如果没有得到用户许可,蓝牙信号将无法尝试连接和追踪用户设备,并且无法进行智能定位。
另一方面,新标准还推动了IPv6协议引入蓝牙标准的进程,蓝牙4.2设备可以直接通过IPv6和6LoWPAN接入互联网,且支持低功耗IP连接。
这次的标准只是刚刚制定而已,具体完善需要一到两个月的时间。兼容性方面,据说目前支持蓝牙4.0的设备均为通过软件升级的方式支持蓝牙4.2,对硬件似乎没有什么特殊要求。
蓝牙协议4.0、4.1、4.2的比较
SIG在2010年发布了4.0的specificaTIon,2013年发布了4.1的specificaTIon,一年以后,在2014年又发布了4.2的specificaTIon,specification的调整很快。从4.0版本起,革命性的加入了BLE协议部分,同时将2.1+EDR和3.0+HS全都包含在内,4.1和4.2在4.0的基础上做了改进,主要包括连接速度,传输效率等等,可以看出是向着适用于物联网的方向做的改进(蓝牙也在布局智能家居,笔者认为如果蓝牙能改善联网特性的话,蓝牙比zigbee和WiFi协议更加适合智能家居的互联需求)。
首先,比较蓝牙4.0、4.1、4.2 specification的可以看出最明显的特点是,4.1和4.2增加了一个volume 7:Wireless Coexistence volume。主要介绍手机的无线共存测试。移动通讯采用4G-LTE标准后会占用2.4GHz频段,4.1和4.2的specification对此做出了测试。
4.1和4.2在4.0的基础上添加了IPv6和6LowPAN,搭载蓝牙芯片的设备可以取得在互联网上的唯一标记,与其他的联网设备进行通讯。
4.1和4.2提高了4.0的传输速率,4.0的协议栈规定了每包承载有效数据不大于20字节,4.2把这个数值扩大了10倍,最终将BLE的传输速率提高了2.5倍,不过据说要等硬件升级才能感受到这一低功耗高速率的传输方式。
4.1和4.2实现了主从一体,比如你的智能手环作为主和防丢器连接的时候,智能手环同时也可以作为从和智能手机相连。
4.1和4.2再有一个很重要的方面是改进了蓝牙连接的安全性。
物联网构成无线连接一定是组网灵活,低功耗,带宽适用,安全的,蓝牙在向着这样的方向发展,与WiFi和zigbee相比,无疑是最有竞争力成为物联网协议的无线连接规范。
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