Zu den drahtlosen Kommunikationstechnologien für kurze Entfernungen gehören Wi-Fi , ZigBee , Bluetooth und Z-Wave . Im vorherigen Artikel haben wir Z-Wave vorgestellt. In dieser Ausgabe lernen wir gemeinsam die Bluetooth-Technologie kennen.

Als drahtlose Verbindungstechnologie mit kleiner Reichweite zeichnet sich Bluetooth durch geringen Stromverbrauch, niedrige Kosten, Komfort und Geschwindigkeit aus und wird häufig in drahtlosen Kopfhörern, Smartwatches, drahtlosen Fernbedienungen und anderen Szenarien verwendet und ist eine der Mainstream-Technologien drahtlose Kommunikation zu realisieren.

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Drahtlose Kommunikationstechnologie für kurze Entfernungen
Phase 3: Bluetooth

Seit der Geburt der ersten Bluetooth-Version im Jahr 1999 hat sich die Bluetooth-Technologie über mehr als 20 Jahre weiterentwickelt. Welche Funktionen wurden von Bluetooth 1.0 bis Bluetooth 5.3 durch das kontinuierlich aktualisierte Bluetooth-Protokoll erweitert?


Bluetooth 1.0
Die Übertragungsrate beträgt 748–810 kpbs, Simplex-Übertragung, die Kommunikation kann leicht gestört werden und es ist schwierig, zwischen Master- und Slave-Geräten zu unterscheiden.

Bluetooth 1.1
Die Übertragungsrate liegt zwischen 748 und 810 kpbs, und für die Arbeit kann nur Simplex-Übertragung verwendet werden. Es kann leicht durch Produkte derselben Frequenz gestört werden und kann zwischen Master- und Slave-Geräten unterscheiden. Diese Version unterstützt die Übertragungsanforderungen von Stereo-Soundeffekten, aber die Parameterindikatoren wie Bandbreite, Frequenz und Reaktionszeit können die Anforderungen nicht erfüllen. Es ist nicht das beste Protokoll für die Stereoübertragung.

Bluetooth 1.2
Die Übertragungsrate bleibt unverändert. Auf Basis von Bluetooth 1.1 fügt es eine Anti-Interferenz-Frequenzsprungfunktion hinzu und unterstützt die Einzelkanalwiedergabe, aber die Leistung ist immer noch nicht ideal.

Bluetooth 2.0
Bluetooth 2.0 ist eine optimierte und aktualisierte Version von 1.2 und die Übertragungsrate kann etwa 2 Mbit/s erreichen. Das Bluetooth-Modul dieser Version kann einen Vollduplex-Betriebsmodus realisieren und beim Übertragen von Dateien Sprachinformationen in bidirektionaler Echtzeitkommunikation übertragen. Der Stromverbrauch wird relativ reduziert und die Stereounterstützung beginnt.

Bluetooth 2.1
Das Bluetooth-Modul dieser Version verfügt über einen Kopplungsmechanismus zwischen Mobiltelefonen und NFC (Near Field Communication) für die Kommunikation über kurze Distanzen.

Sniff-Subrating-Funktion: Sie kann das Intervall für das Senden von Bestätigungsdaten zwischen zwei Geräten festlegen. Wenn wir dieses Zeitintervall verlängern, können wir den Stromverbrauch des Bluetooth-Chips reduzieren.

Das Bluetooth-Protokoll dieser Version unterstützt den Vollduplex-Kommunikationsmodus und Daten können eine bidirektionale Interaktion in Echtzeit erreichen.

Bluetooth 3.0
Mithilfe eines neuen Protokolls kann die Übertragungsrate 24 Mbit/s erreichen, was auf Basis von Bluetooth 2.0 eine deutliche Verbesserung darstellt und die Videoübertragung unterstützt.


Die Hauptmerkmale der ersten drei Generationen der Bluetooth-Technologiestandards, nämlich 1.x, 2.x und 3.0, sind schnelle drahtlose Datenübertragung zwischen Geräten, kurze Entfernungen und hoher Stromverbrauch. Die Hauptanwendungen sind: Aufbau einer Eins-zu-Eins-Geräteverbindung mit Punkt-zu-Punkt-Netzwerktopologie zur Übertragung von Audio-, Videodateien usw. Im Allgemeinen werden Mobiltelefone, Computer, Tablets und andere mobile Geräte als zentrale Geräte verwendet; Als Peripheriegeräte kommen kabellose Kopfhörer, kabellose Lautsprecher, Mäuse, Tastaturen, Drucker zum Einsatz. Aufgrund des hohen Stromverbrauchs sind Geräte auf Akkugeräte mit einer bestimmten Kapazität beschränkt.




Bluetooth 4.0
Erzielen Sie einen extrem niedrigen Stromverbrauch; niedrige Kosten und geringe Latenz; kann eine niedrige Latenz von 3 ms erreichen; Außerdem gibt es eine AES-128-Verschlüsselung, um eine höhere Sicherheit bei gleichzeitiger Gewährleistung der Leistung zu erreichen. Geräte können theoretisch bis zu einer Entfernung von 100 Metern mehrfach angeschlossen werden.

Bluetooth-Versionen nach 4.0 gehören zu Low-Power-Bluetooth.




Bluetooth 4.1
Stellen Sie eine Verbindung zum Netzwerk über das IPV6-Protokoll her, um den Komfort und die Erfahrung des Benutzerzugriffs zu verbessern.

AES-Verschlüsselungstechnologie: Durch Hardware-Verschlüsselungstechnologie für eine sicherere Verbindung.

Bluetooth 4.2
Greifen Sie über das 6LoWPAN-Protokoll auf das Internet zu, um die Datenübertragungsrate zu verbessern. Verbessern Sie die Datenübertragungsrate und erhöhen Sie die Sicherheit.

Bluetooth 5.0
Fortschrittlichere Bluetooth-Chips unterstützen den unabhängigen Empfang des linken und rechten Kanals für die Audioverarbeitung mit stärkeren Datenverarbeitungsfunktionen und geringerer Latenz.

Übertragungsreichweite verbessern: bis zu 300 Meter

Beacon: Bereitstellung von Rundfunkdiensten

Verlustfreie Übertragung: Unterstützt die verlustfreie Übertragung von Audioquellen mit einer Bittiefe von bis zu 24 Bit/192 kHz

Bluetooth5.1
AOA-Funktion: Indoor-Positionierungsfehler innerhalb von 1 m für eine genauere Indoor-Positionierung.

Bluetooth 5.2
Die Übertragungsrate beträgt 42 Mbit/s und die theoretische Übertragungsentfernung beträgt 300 Meter. Erweiterte ATT-Protokoll-, LE-Leistungssteuerungs- und LE-Synchronkanalfunktionen wurden hinzugefügt.

Mehrere Master und mehrere Slaves: Im Rahmen der Master-Slave-Integration können 7 Slave-Geräte gleichzeitig verbunden werden, und es kann auch als Slave-Gerät von einem anderen Master-Gerät verbunden werden.

Langstreckenmodus: Verbessert effektiv die Übertragungsentfernung und erhöht die Kommunikationsreichweite.

Unterstützung für große Broadcast-Pakete: Übertragungsrate effektiv verbessern.

Erweiterter Wiederverwendungskanal für Broadcast-Pakete: Wiederverwendung von 37 Kanälen für die Übertragung mit starker Entstörungsfähigkeit und schneller Übertragung.

LE-Leistungssteuerungsfunktion: Optimieren Sie die Übertragungsleistung zwischen angeschlossenen Geräten dynamisch entsprechend Änderungen der Signalstärke, stellen Sie gleichzeitig die Signalqualität sicher und reduzieren Sie Stromverschwendung.

Bluetooth 5.3
Die Übertragungsrate ist die gleiche wie bei Bluetooth 5.2, mit geringerer Latenz, längerer Akkulaufzeit und stärkerer Anti-Interferenz-Fähigkeit.


Unterstützen Sie regelmäßige Sendungen mit Broadcast-Dateninformationen (ADI), um die Kommunikationseffizienz effektiv zu verbessern.

ADI umfasst Broadcast Data ID (DID) und Broadcast Group ID (SID). Die Broadcast-Daten-ID wird hauptsächlich zur Unterscheidung verschiedener Broadcast-Dateninhalte verwendet, und die Broadcast-Gruppen-ID wird zur Unterscheidung verschiedener Broadcast-Gruppen verwendet.

Neue Verbindungsaktualisierungsfunktion der erweiterten LE-Version, leicht zu erreichender geringer Stromverbrauch;

Die neue LE-Kanalbewertungsfunktion kann gegenseitige Störungen zwischen Geräten reduzieren.

Neuer Host legt die Controller-Schlüssellängenfunktion fest, um die Sicherheit zu verbessern;

Löschen Sie die Hochgeschwindigkeitskonfiguration (HS) und die zugehörigen technischen Spezifikationen vollständig.

Zusammenfassend gilt: Je höher die Bluetooth-Version, desto leistungsfähiger ist die Funktion. Bluetooth-Versionen sind abwärtskompatibel.

Heutzutage werden Bluetooth-Versionen sehr schnell aktualisiert. Im Vergleich zu früheren Versionen weist das neueste Bluetooth 5.3 offensichtliche Verbesserungen bei Übertragungsrate, Stabilität, Sicherheit und anderen Aspekten auf. Die Funktionen sind stärker und werden häufiger genutzt. Aber für Benutzer ist das Verbrauchererlebnis immer noch das Wichtigste.

Mit der Entwicklung des IoT-Marktes wächst auch die Bluetooth-Technologie rasant. Es hat seine Stärken in Bezug auf Stromverbrauch, Anzahl der Verbindungen, Übertragungsgeschwindigkeit und -entfernung, Sicherheit und andere Aspekte unter Beweis gestellt. Die Kategorie der Vernetzung aller Bluetooth-Geräte wird immer größer. Die Bluetooth-Technologie ist immer noch die größte Technologie im IoT.