Технологии беспроводной связи ближнего действия включают Wi-Fi , ZigBee , Bluetooth и Z-Wave . В предыдущей статье мы представили Z-Wave. В этом выпуске давайте вместе познакомимся с технологией Bluetooth.

Как технология беспроводного соединения малого радиуса действия, Bluetooth обладает характеристиками низкого энергопотребления, низкой стоимости, удобства и скорости, широко используется в беспроводных наушниках, умных часах, беспроводном пульте дистанционного управления и других сценариях и является одной из основных технологий. реализовать беспроводную связь.

(Прошлые замечательные статьи, нажмите, чтобы перейти и прочитать)

Технология беспроводной связи ближнего действия
Этап 3: Bluetooth

С момента появления первой версии Bluetooth в 1999 году технология Bluetooth развивалась более 20 лет. Какие функции были улучшены с помощью Bluetooth 1.0 до Bluetooth 5.3 благодаря постоянно обновляемому протоколу Bluetooth?


Bluetooth 1.0
Скорость передачи составляет 748~810 кбит/с, симплексная передача, связь легко подвергается помехам, трудно отличить ведущее и ведомое устройства.

Блютуз 1.1
Скорость передачи составляет 748–810 кбит/с, для работы можно использовать только симплексную передачу. На него легко создавать помехи со стороны продуктов одной и той же частоты, и он может различать ведущие и ведомые устройства. Эта версия поддерживает требования к передаче стереозвуковых эффектов, но такие показатели параметров, как полоса пропускания, частота и время отклика, не могут соответствовать требованиям. Это не лучший протокол для стереопередачи.

Блютуз 1.2
Скорость передачи остается неизменной. На основе Bluetooth 1.1 добавлена ​​функция скачкообразной перестройки частоты и поддержка одноканального воспроизведения, но производительность по-прежнему не идеальна.

Bluetooth 2.0
Bluetooth 2.0 — это оптимизированная и обновленная версия 1.2, скорость передачи данных может достигать около 2 Мбит/с. Модуль Bluetooth этой версии может реализовать полнодуплексный режим работы и передавать голосовую информацию в двунаправленной связи в реальном времени при передаче файлов. Энергопотребление относительно снижается, и начинается поддержка стерео.

Блютуз 2.1
Модуль Bluetooth этой версии имеет механизм сопряжения между мобильными телефонами и NFC (Near Field Communication) для связи на небольшом расстоянии.

Функция Sniff Subrating: позволяет установить интервал отправки данных подтверждения между двумя устройствами. Продлив этот временной интервал, мы сможем снизить энергопотребление чипа Bluetooth.

Протокол Bluetooth этой версии поддерживает полнодуплексный режим связи, и данные могут достигать двунаправленного взаимодействия в реальном времени.

Bluetooth 3.0
Используя новый протокол, скорость передачи может достигать 24 Мбит/с, что значительно улучшается на основе Bluetooth 2.0 и поддерживает передачу видео.


Основными особенностями первых трех поколений стандартов технологии Bluetooth, а именно 1.x, 2.x и 3.0, являются высокоскоростная беспроводная передача данных между устройствами, небольшое расстояние и высокое энергопотребление. Основными приложениями являются: установление соединения «один к одному» с топологией сети «точка-точка» для передачи аудио, видеофайлов и т. д. Вообще говоря, в качестве центральных устройств используются мобильные телефоны, компьютеры, планшеты и другие мобильные устройства; В качестве периферийных устройств используются беспроводные наушники, беспроводные колонки, мыши, клавиатуры, принтеры. Из-за высокого энергопотребления устройства ограничиваются перезаряжаемыми аккумуляторными устройствами определенной емкости.




Блютуз 4.0
Достичь чрезвычайно низкого энергопотребления; низкая стоимость и низкая задержка; может достичь низкой задержки 3 мс; существует также шифрование AES-128 для достижения более высокой безопасности при сохранении производительности. Теоретически устройства можно подключать несколько раз на расстоянии до 100 метров.

Версии Bluetooth после 4.0 относятся к Bluetooth с низким энергопотреблением.




Блютуз 4.1
Реализуйте подключение к сети через протокол IPV6 для повышения удобства и удобства доступа пользователей;

Технология шифрования AES: с помощью технологии аппаратного шифрования для получения более безопасного соединения.

Блютуз 4.2
Доступ к Интернету по протоколу 6LoWPAN для повышения скорости передачи данных; улучшить скорость передачи данных и повысить безопасность.

Блютуз 5.0
Более продвинутые чипы Bluetooth поддерживают независимый прием левого и правого каналов для обработки звука с более мощными возможностями обработки данных и меньшей задержкой.

Улучшить расстояние передачи: до 300 метров

Маяк: предоставление услуг вещания.

Передача без потерь: поддержка передачи источника звука без потерь с битовой глубиной до 24 бит/192 кГц

Bluetooth5.1
Функция AOA: ошибка позиционирования в помещении в пределах 1 м для более точного позиционирования в помещении.

Блютуз 5.2
Скорость передачи составляет 42 Мбит/с, а теоретическое расстояние передачи — 300 метров. Были добавлены расширенный протокол ATT, управление мощностью LE и функции синхронного канала LE.

Несколько главных и несколько подчиненных устройств. В рамках интеграции «главный-подчиненный» одновременно можно подключить 7 подчиненных устройств, а также другое главное устройство может быть подключено в качестве подчиненного устройства.

Режим дальнего действия: эффективно улучшает дальность передачи и увеличивает дальность связи.

Поддержка больших широковещательных пакетов: эффективное повышение скорости передачи.

Расширенный канал повторного использования широковещательных пакетов: повторное использование 37 каналов для передачи с сильной защитой от помех и быстрой передачей.

Функция управления мощностью LE: динамически оптимизируйте мощность передачи между подключенными устройствами в соответствии с изменениями уровня сигнала, обеспечивая при этом качество сигнала и сокращая потери энергии.

Блютуз 5.3
Скорость передачи такая же, как у Bluetooth 5.2, с меньшей задержкой, более длительным временем автономной работы и более сильной защитой от помех.


Поддержка периодической трансляции, содержащей информацию о широковещательных данных (ADI), для эффективного повышения эффективности связи;

ADI включает в себя идентификатор широковещательных данных (DID) и идентификатор группы широковещания (SID). Идентификатор широковещательных данных в основном используется для различения различного содержимого широковещательных данных, а идентификатор широковещательной группы используется для различения разных широковещательных групп.

Новая расширенная версия функции обновления подключения LE, позволяющая легко достичь низкого энергопотребления;

Новая функция классификации каналов LE может уменьшить взаимные помехи между устройствами;

Новый хост устанавливает функцию длины ключа контроллера для повышения безопасности;

Полностью удалить высокоскоростную конфигурацию (HS) и соответствующие технические характеристики.

Таким образом, чем выше версия Bluetooth, тем мощнее функция. Версии Bluetooth обратно совместимы.

Сейчас версии Bluetooth обновляются очень быстро. По сравнению с предыдущими версиями, последняя версия Bluetooth 5.3 имеет очевидные улучшения в скорости передачи, стабильности, безопасности и других аспектах. Функции более мощные и более широко используемые. Но для пользователей самым важным по-прежнему остаётся потребительский опыт.

С развитием рынка Интернета вещей технология Bluetooth также быстро растет. Он показал свою силу в энергопотреблении, количестве соединений, скорости и расстоянии передачи, безопасности и других аспектах. Категория соединения всего, что поддерживает устройства Bluetooth, продолжает расширяться. Технология Bluetooth по-прежнему остается крупнейшей технологией в IoT.