不同蓝牙版本的综合指南

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天是蓝的, 大海是蓝色的, 显然蓝牙也是蓝色的. 在 2023, 蓝牙设备全球出货量达到天文数字 5.4 十亿 单位! 这个数字年复一年地飙升. 从传输音频和文本/图像, 一直到流媒体视频和为低能耗物联网连接提供动力, 蓝牙技术确实让世界各地人们的生活变得更加便捷. 它为连接设备提供了这种无需电缆即可传输数据的重要方式. 在这篇文章中, 我们将回顾一下蓝牙版本是如何演变的 1.0 至 5.0, 并探索不断增加的应用. 如果您对这种无处不在的无线技术一无所知, 准备好接受不同蓝牙版本的启发!

什么是蓝牙技术?

蓝牙是无线数据和语音传输的开放全球标准, 其目的是实现低成本, 不同电子设备之间的短距离无线连接.

蓝牙技术的起源

蓝牙技术的起源最早可以追溯到 1942 当申请使用FHSS时 (跳频扩频) 女演员海蒂·拉玛 (Hedy Lamarr) 与作曲家乔治·安塞尔 (George Antheil) 共同申请了专利. 该专利的想法是扩大影响鱼雷的信号频率范围 88 将使过程更加安全并且更少受到干扰. 但军方后来在战争期间将其改造为无线通信, 进一步的发展将其转变为蓝牙等现代无线技术的基础, 无线上网, 和3G.

蓝牙以中世纪丹麦国王哈拉尔·蓝牙 (Harald Bluetooth) 命名,他统一了丹麦和挪威的分裂王国. 这个名字的意思是多个不同设备的集成和交互. 英特尔的 Jim Kardach 提出了蓝牙一词; 蓝牙标志是缩写HB, 源自哈拉尔德的赐名,并以古挪威文字表示.

蓝牙技术发展简史

  • 在 1994, 爱立信开始研究手机及其配件的低功耗无线接口.
  • 在 1998, 爱立信, IBM公司, 英特尔, 诺基亚和东芝组建“蓝牙特别兴趣小组”,制定短程无线电标准.
  • 1999 看到了蓝牙 0.7-1.0 指定 2.4GHz 并定义核心协议的规范发布.
  • 在后半段 1999, 微软, 摩托罗拉, 和其他人加入了促销活动, 引发全球蓝牙的采用. 联盟已达 1,500 按年份划分的成员 2000.
  • 2001: 1. 1 电气工程师学会 802.15.1.
  • 2003: 1. 2 引入自适应跳频.
  • 2004: 2. 1 采用EDR, 最大传输速率为 3Mbps.
  • 2007: 2. 1 安全配对/连接, 推出NFC.
  • 2009: 3. 0 与 WiFi 集成, 24Mbps 速度.
  • 2010: 4.0 选择低功耗蓝牙.
  • 2013: 4. 1 支持LTE.
  • 2014: 4. 2 支持IPv6和6LoWPAN.
  • 2016: 5. 0 加倍速度, 完全满足仓库管理系统数据传输的传输需求.
  • 2019: 5. 1 增强的位置, 能源管理.
  • 2020: 5. 2 支持 LE 音频, 埃塔.
  • 2021: 5. 3 添加了频率的连接子额定值.
  • 2023: 5. 4 添加了 PAwR 和 EAD
  • 通过 2023, 蓝牙 SIG 拥有超过 40, 000 成员.

蓝牙经过多个不同的蓝牙版本演进升级,无线通信性能增强,应用范围更广.

经典蓝牙版本: 蓝牙 1.0 – 3.0

版本 发行年份 最大传输范围 最大范围
蓝牙 1.0 1999 732.2 千位/秒 10 米 (33 英尺)
蓝牙 1.1 2001 732.2 千位/秒 10 米 (33 英尺)
蓝牙 1.2 2003 1 兆比特 10 米 (33 英尺)
蓝牙 2.0 2004 2.1 兆比特 30 米 (100 英尺)
蓝牙 2.1 2007 2.1 兆比特 30 米 (100 英尺)
蓝牙 3.0 2009 24 兆比特 30 米 (100 英尺)

蓝牙 1.0

在七月 1999, 蓝牙SIG正式推出蓝牙 1.0 规格, 将技术推进到商业可行的阶段. 蓝牙 1.0 标准主要针对点对点无线连接,例如移动设备和计算设备之间的无线通信, 计算机及外围设备, 手机和耳机, 其中包括.

原来的蓝牙 1.0 规范列出了基本功能, 但它没有给出足够详细的说明如何实际付诸实践. 这使得不同设备很难协同工作. 由于这些互操作性问题, 蓝牙 1.0 未能达到炒作的效果,也没有像希望的那样在科技界得到广泛关注.

蓝牙 1.1

非官方的 1.1 10月推出版本 2000, 扩展功能以支持点对多点连接并解决版本中存在的问题 1.0. 官方 1.1 规范随后于三月发布 2001. 确保通讯安全, 蓝牙采用加密技术,设备在连接建立期间交换密钥以验证身份. 如果密钥验证失败,则无法进行通信. 蓝牙 1.1 解决版本中设备争夺主从角色的竞争问题 1.0 通过明确定义配对过程.

它标准化了使用 79 所有地区的 2.4GHz 跳频方案中的频道. 另外, 从设备可以报告支持的通道数和数据包大小,以允许传输参数调整.

蓝牙 1.2

十一月 2003, 蓝牙 SIG 发布了蓝牙 1.2 规格. 作为蓝牙 1.1 容易受到 802.11b 无线 LAN 的干扰, 版 1.2 介绍了AFH (自适应跳频) 减少对蓝牙设备和其他无线通信设备的干扰. 此外, 蓝牙 1.2 扩展 ESCO 的设备 (增强型同步面向连接) 还确定了语音/音频传输的链路类型. 虽然提供了更快连接的可能性, 它仍然与蓝牙兼容 1.1 设备.

蓝牙 2.0

蓝牙 2.0, 11 月发布 2004, 引入了EDR (增强的数据速率) 技术, 这是较版本向前迈出的一大步 1.2. 与之前的版本相比,EDR 将数据传输速率提高至 3Mbps,带宽增加了三倍. 这使得大文件传输的功耗比蓝牙低两倍 1.2. 蓝牙 2.0 支持全双工通信, 可以同时传输语音和数据. 还扩展了多设备连接能力.

蓝牙 2.1

三月 2007, 在 CTIA 无线 2007, 蓝牙2.1+EDR标准出现. 一个关键功能是 NFC 集成,当设备距离很近时,无需手动输入即可传输密码,从而简化配对. 嗅探子速率功能通过将设备之间的信号确认间隔从 0.1 秒延长至 0.5 秒来节省电量. 另外, 安全简单的配对 (固相磷酸盐) 改善了配对体验,同时增强了可用性和安全性.

蓝牙 3.0

在 2009, 蓝牙 SIG 推出蓝牙 3.0 + 高速 (HS), 维护版本 2.0 功能兼容性. 关键的补充是利用 IEEE 802.11PAL 的可选高速扩展 (协议适配层) 支持高达 24Mbps 的吞吐量 – 8x 比蓝牙 2.0 的最高 3Mbps 更快.

核心创新是备用 MAC/PHY (安培) – 使蓝牙堆栈能够针对给定用例动态利用适当的无线电. 这为 EPC 的功耗优化带来了一些改进 (增强的功率控制) 并将更大的传输卸载到 802. 11的较低空闲模式. 此外, 都柏林大学的出现 (单向无连接数据) 帮助改进广播功能.

蓝牙低功耗版本: 蓝牙 4.0 – 5.4

版本 发布年份 最大传输速度 最大范围
蓝牙 4.0 2009 1 兆比特 (这)

3 兆比特 (EDR)

60 米 (200 英尺)
蓝牙 4.1 2013 1 兆比特 (这)

3 兆比特 (EDR)

60 米 (200 英尺)
蓝牙 4.2 2014 1 兆比特 (这)

3 兆比特 (EDR)

60 米 (200 英尺)
蓝牙 5.0 2016 2 兆比特 (这)

50 兆比特 (EDR)

240 米 (800 英尺)
蓝牙 5.1 2019 2 兆比特 (这)

50 兆比特 (EDR)

240 米 (800 英尺)
蓝牙 5.2 2020 2 兆比特 (这)

50 兆比特 (EDR)

240 米 (800 英尺)
蓝牙 5.3 2021 2 兆比特 (这)

50 兆比特 (EDR)

240 米 (800 英尺)
蓝牙 5.4 2023 2 兆比特 (这)

50 兆比特 (EDR)

240 米 (800 英尺)

蓝牙 4.0

在十二月 2009, 蓝牙 4.0 被揭幕 – 经典蓝牙的全面三模集成, 高速, 以及创新的蓝牙低功耗 (这) 延期.

关键突破是LE. 它可降低功耗高达 90% 通过超低功耗空闲模式,使用专为物联网设备定制的优化低带宽协议栈. 这意味着物联网传感器和小工具可以依靠微型纽扣电池运行数年.

BLE 还提供 3ms 低延迟, 超过100m范围, AES-128 加密和其他强大的连接功能. 在平行下, 高速可实现高吞吐量, 利用 802.11 收音机, 而经典蓝牙仍然向后兼容.

这种三模式方法可以优化数据速率方面的多功能性, 即高速,用于 LAN 应用中的高带宽利用率, 用于超低功耗物联网的 LE, 和经典用于原始流媒体应用程序.

蓝牙 4.1

引入于 2013, 蓝牙 4. 1 是一个主要版本,带来了围绕物联网的改进, 主要是为了给设备带来无处不在的连接. 基于蓝牙构建 4.0 这, 它为批量数据传输提供更高的吞吐量,非常适合健身追踪器等可穿戴设备. 设备可以同时作为 “蓝牙智能” 和 “蓝牙智能就绪,” 启用多设备连接.

此外, 蓝牙 4.1 还引入了与最新蜂窝技术(包括 LTE)共存的支持,以实现平滑的互连. 它集成了基于 IPv6 的云同步支持, 满足物联网应用需求.

蓝牙 4.2

推出于 2014, 蓝牙 4.2 通过 IPv6 和 6LoWPAN 协议支持互联网连接,迈出了更实质性的一步. 这一创新主要使多个蓝牙设备能够通过一个网关终端连接到互联网或 LAN. 与蓝牙相比,它的传输速度提高了 2.5 倍,数据包容量提高了 10 倍 4.1.

尤其, 蓝牙 4. 2 提高传输速率和隐私保护. 新标准中的蓝牙信号只有在获得用户许可后才能连接或跟踪设备. 这也让用户放心地使用可穿戴设备,无需担心未经授权的跟踪.

蓝牙 5.0

蓝牙 5.0 早在 2016, 提供比以前的蓝牙标准更高的性能. 它显着提高了消息容量 255 字节 – 8 比蓝牙容量多几倍 4. 2. 结果是, 数据传输率增加并达到甚至 2 低功耗模式下的 Mbps, 之前价格的两倍. 此外, 与蓝牙相比,通信范围扩大了四倍 4.2, 理论上可达300m.

尤其, 它也在蓝牙中 5.0 引入室内定位和导航,并在与 WiFi 集成时实现亚米级精度. 进一步发展之前的互联网格局和物联网, 它进一步拓展了更大规模的智能家居概念.

蓝牙 5.1

蓝牙版本 5.1 宣布于 2019, 带来了突破性的测向和厘米级定位服务. 此增强功能旨在借助蓝牙改进定位, 事实证明,这对于室内导航和资产跟踪非常有益, 该地区的一个主要问题.

这些改进包括更好的 GATT 缓存和冗余数据处理以减少功耗, 增强广播功能, 并与各种无线协议共存. 蓝牙 LE 音频质量和同步也大幅提高.

早期的蓝牙,例如 4.x, 还可以处理网状网络和资产跟踪信标. 然而, 蓝牙 5.1 提供更大的多功能性和效率, 它补充了上述应用程序,并且可用于任何其他现有或未来需要更高精度定位和定位的应用程序.

蓝牙 5.2

蓝牙 5.2 其早期引入于 2020 主要致力于增强音频体验. 讨论的一些关键功能包括 EATT (增强属性协议), LE 功率控制, CTKD, 和 LE 同步通道支持. 尤其, LE Audio 在连接和广播模式下启用立体声流媒体,同时增强蓝牙音频性能. 蓝牙 Auracase 的集成使用户见证了高质量音频输出的显着改进.

蓝牙 5.3

在 2021, 蓝牙 5.3 被释放, 传输效率显着提升, 安全, 和稳定性. 与蓝牙相比 5.2, 蓝牙 5.3 减少延迟, 增强抗干扰能力, 并提高了电池寿命. 尤其, 蓝牙 5.3 不改变传输速度或范围. 以下是四个关键增强功能:

  • 连接子等级
  • 加密密钥大小控制增强
  • 定期广告增强
  • 频道分类增强功能

蓝牙 5.4

揭幕于 2023 作为最新的蓝牙版本, 蓝牙 5. 4 引入了多项增强功能以​​提供更有效的, 双向的, 低功耗设备的安全通信. 蓝牙的一些新方面 5. 4 包括:

  • 定期发布广告并回复 (PAWR): 通过在子事件内广播小数据包来实现时间同步的双向网络,以促进同步和节能.
  • 加密的广告数据 (EAD) – 在广告数据包中启用数据加密. 只有具有共享会话密钥的设备才能解密 EAD,并且可以选择部分/完全加密来提高安全性.
  • 关贸总协定安全: 允许设备指示安全模式和级别.
  • 广播编解码器选择: 启用编解码器选择以优化 BLE 扩展广告的传输.

蓝牙版本比较: 蓝牙与蓝牙低功耗

自版本以来 4.0, 蓝牙技术已分为两个不同的分支: 经典蓝牙和低功耗蓝牙. 我们目前的无线连接理念主要基于经典蓝牙,其应用领域包括无线扬声器等, 汽车信息娱乐系统, 和耳机. 工作在 2.4GHz 频段, 它使设备能够建立个人局域网以进行短距离数据传输,并已成为将音频设备与移动平台配对的重要技术.

低功耗蓝牙, 另一方面, 代表蓝牙生态系统内能源效率的重大进步. 顾名思义, BLE 的显着特点是其极低的功耗和高度优化的睡眠模式. 虽然它使用与经典蓝牙相同的 2.4GHz 频段, 它使用不同的 FHSS 方案, 数据传输速率约为经典蓝牙的一半.

术语 BT, BR, 基本费率, EDR, BR/EDR, 和 AMP 是经典蓝牙的代名词, 而BLE, 低功耗蓝牙, 蓝牙智能, LE 指的是低功耗蓝牙.

双模蓝牙, 顾名思义, 是经典蓝牙和蓝牙 LE 的结合, 允许设备同时支持两种标准.

鉴于小号的受欢迎程度, 各种物联网应用中的低功耗设备和传感器, BLE 已成为物联网领域更占主导地位的蓝牙协议. 因此, 市场见证双模蓝牙芯片的发展. 在本质上, BLE 不仅仅是经典蓝牙的精简版, 而是专为功耗敏感和低数据速率应用而设计的节能无线连接的专门迭代.

蓝牙的未来: 期待什么

自成立以来 1998, 蓝牙已经经历了 26 年的非凡演变, 从版本进展 1.0 到目前的 5.0 发布. 最初专注于音频, 文本, 和视频传输, 其范围已逐渐转向为物联网应用量身定制的低功耗数据传输. 在保持向后兼容性的同时, 该技术的标志, 蓝牙在无数物联网设备中的应用越来越广泛.

由于 BLE 变体在功率效率和传输方面取得了进步, 经典蓝牙版本后期停滞 3.0. 最新的主要更新是蓝牙 5.0 在 2016, 优化低功耗设备的速度和范围平衡. 与典型的发布节奏保持一致, 蓝牙 6.0 预计在未来几年内. 主要发展方向预计将集中在物联网领域, 超越历史上移动设备的限制. 蓝牙的推出 5.0 网格技术的成熟扩大了物联网应用的可能性. 虽然蓝牙 SIG 尚未发布有关版本的官方声明 6.0, 这项已有二十多年历史的技术即将迎来充满活力的发展轨迹.

有关蓝牙版本的常见问题解答

可以蓝牙吗 3.0 设备与蓝牙建立连接 5.0 设备?

蓝牙 3.0 设备本质上无法直接连接到蓝牙 5.0 设备, 因为他们使用不同的传输协议. 然而, 某些双模蓝牙 4.0 设备可以同时支持蓝牙 3.0 和蓝牙 5.0 设备.

可以蓝牙吗 5.0 设备与蓝牙建立连接 3.0 设备?

蓝牙 5.0 设备表现出与蓝牙的向后兼容性 3.0 设备, 从而实现两者之间的连接. 不过, 这种互操作性的代价是传输速率降低和功耗增加.

作者——
何尼克
何尼克
缺口, 我们 R 中经验丰富的项目经理&D部门, 为MOKOSMART带来丰富的经验, 曾担任比亚迪项目工程师. 他在 R 方面的专业知识&D 为他的物联网项目管理带来了全面的技能. 有着扎实的背景跨越 6 多年项目管理经验并获得 PMP 和 CSPM-2 等认证, 尼克擅长协调销售工作, 工程, 测试, 和营销团队. 参与过的物联网设备项目包括Beacons, LoRa设备, 网关, 和智能插头.
何尼克
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缺口, 我们 R 中经验丰富的项目经理&D部门, 为MOKOSMART带来丰富的经验, 曾担任比亚迪项目工程师. 他在 R 方面的专业知识&D 为他的物联网项目管理带来了全面的技能. 有着扎实的背景跨越 6 多年项目管理经验并获得 PMP 和 CSPM-2 等认证, 尼克擅长协调销售工作, 工程, 测试, 和营销团队. 参与过的物联网设备项目包括Beacons, LoRa设备, 网关, 和智能插头.
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