典型藍牙和低功耗藍牙比較

1.      典型藍牙與低功耗藍牙概述

 

         到2013年爲止，藍牙芯片應用主要有共有五個版本：1.1/1.2/2.0/2.1/3.0/4.0，目前最常有的藍牙芯片有2.1/3.0/4.0三種版本。

 

         現階段，國內市場藍牙芯片設備大部分都是用2.0和2.1的版本，有少數設備支持3.0版本，特別是國內60%以上的智能手機都是用安卓系統，並且都以藍牙芯片2.0和2.1的版本爲主, 但藍牙3.0的耳機能夠往下藍牙2.0和2.1的版本。

 

         2013年藍牙4.0已經走向了商用，在最近智能手機廠商紛紛推出藍牙4.0手機：新款的iPhone 4s、iPhone5以上手機、三星I9100(GALAXY SII)、SurfaceRT、iPhone 4S、魅族MX二、Moto Droid Razr、HTC One X、小米手機二、寶通動感BaoTD、The New iPad、iPad 四、 MacBook。

特別是之外銷爲的生產廠商採用低功耗藍牙4.0較多，如：生產用於計步器、心律監視器、智能儀表、傳感器物聯網設置備廠商。

 

         各版本間的區別，做爲用戶易體驗到的來說主要有三點，能夠分爲傳輸速度、傳輸距離和耗電量。

 

 

2.      藍牙4.0簡介

 

         隨着藍牙技術由手機、遊戲、耳機、便攜電腦和汽車等傳統應用領域向物聯網、醫療等新領域的擴展，對低功耗的要求會愈來愈高。4.0版本強化了藍牙在數據傳輸上的低功耗性能。藍牙4.0是2012年最新藍牙版本，是3.0的升級版本；較3.0版本更省電、成本低、3毫秒低延遲、超長有效鏈接距離、AES-128加密等；通用應用於智能家居，可穿戴設備，醫療保健類智能儀器上。

 

         藍牙4.0已經走向了商用，在最新款的Xperia Z、Galaxy S三、S四、Note二、SurfaceRT、iPhone 5、iPhone 4S、魅族mx二、魅族MX3、Moto Droid Razr、HTC One X、小米手機2、The New iPad、iPad 4、 MacBook Air、Macbook Pro以及臺商ACER AS3951系列/Getway NV57系列,ASUS UX21/31三星NOTE系列上都已應用了藍牙4.0技術。不少品牌已推出藍牙4.0版本週邊設備，同時支持藍牙4.0 和NFC 的WOOWI HERO、jabra MOTION、WOOWI 泡我等，支持藍牙4.0的音箱有Big jambox、Braven等產品。

 

注意: iOS系統上，BLE設備不須要MFi認證。

        藍牙技術聯盟(Bluetooth SIG)2010年7月7日宣佈，正式採納藍牙4.0核心規範（Bluetooth Core Specification Version 4.0 ），並啓動對應的認證計劃。會員廠商能夠提交其產品進行測試，經過後將得到藍牙4.0標準認證。藍牙4.0有如下特色：

功耗：該技術擁有極低的運行和待機功耗，使用一粒鈕釦電池甚至可連續工做數年之久。

速度：支持1Mbps數據傳輸率下的超短數據包，最少8個八組位，最多27個。全部鏈接都使用藍牙2.1加入的減速呼吸模式(sniff subrating)來達到超低工做循環。

跳頻：使用全部藍牙規範版本通用的自適應跳頻，最大程度地減小和其餘2.4GHz ISM頻段無線技術的串擾。

延遲：最短可在3毫秒內完成鏈接設置並開始傳輸數據。

距離：提升調製指數，最大範圍可超過100米（根據不一樣應用領域， 距離不一樣）。

安全：使用AES-128 CCM加密算法進行數據包加密和認證。

拓撲：每一個數據包的每次接收都使用32位尋址，理論上可鏈接數十億設備；針對一對一鏈接優化，並支持星形拓撲的一對多鏈接；使用快速鏈接和斷開，數據能夠再網狀拓撲內轉移而無需維持複雜的網狀網絡。

 

3.      傳統藍牙

 

BT 2.0：

         一般寫成 BT2.0 +EDR。2.0 下降了功耗，使傳輸範圍增長。若是使用 EDR，則能夠增長帶寬。能夠有（雙工）的工做方式。即一面做語音通信，同時亦能夠傳輸檔案/高質素圖片。

         2004年，Bluetooth SIG 宣佈採用藍牙核心規範2.0版本及更高數據傳輸速率（EDR）。新規範使其數據傳輸速率爲原v1.2的3倍，並下降了功耗，從而延長電池的使用時間。因爲帶寬增長，新規範提升了設備同時進行多項任務處理、或同時鏈接多個藍牙設備的能力，並使傳輸範圍可達100米。EDR 即Enhanced data rate，是藍牙技術中加強速率的縮寫，其特點是大大提升了藍牙技術的數據傳輸速率，最大可達3Mbps。EDR能夠100%和藍牙1.2版兼容。

 

BT 2.1：

         BT 2.1+EDR, 進一步減小耗電量，並簡化了設備間的配對過程。2007年, 2.1 耗電量方面則是藍牙2.1改進最大的地方。在藍牙2.0標準中，規定的是每隔0.1秒，手機就須要和藍牙設備進行聯繫配對一次，而新版的2.1中澤將這個時間限制延長至0.5秒鐘，無形中變爲手機和藍牙設備節省了不少電量，大大提高了續航能力。

 

BT 3.0：

         BT 3.0 +HS, 高速傳輸，速率提升到約24Mbps。2009年4月21日， Bluetooth SIG 正式頒佈了"Bluetooth Core Specification Version 3.0 High Speed" (藍牙核心規範3.0版 高速)，藍牙3.0的核心是"Generic Alternate MAC/PHY"(AMP)，這是一種新的交替射頻技術，容許藍牙協議棧針對任一任務動態地選擇正確射頻。最初被指望用於新規範的技術包括802.11以及UMB，可是新規範中取消了UMB的應用。

         做爲新版規範，藍牙3.0的傳輸速度天然會更高，而祕密就在802.11無線協議上。經過集成"802.11 PAL"(協議適應層)，藍牙3.0的數據傳輸率提升到了大約24-25Mbps(便可在須要的時候調用802.11 WI-FI用於實現高速數據傳輸)。，是藍牙2.0的八倍，能夠輕鬆用於錄像機至高清電視、PC至PMP、UMPC至打印機之間的資料傳輸。

         功耗方面，經過藍牙3.0高速傳送大量數據天然會消耗更多能量，但因爲引入了加強電源控制(EPC)機制，再輔以802.11，實際空閒功耗會明顯下降。

 

 

4.      傳統藍牙與BLE對比分析

 

         下面是對比表：

        

技術規範	典型藍牙BT	低功耗藍牙BLE
無線電頻率	2.4GHz	2.4GHz
距離	10米	最大100米
發送數據所需時間	100ms	<3ms
響應延時	約100ms	6ms
安全性	64/128-bit及用戶自定義的應用層	128-bitAES及用戶自定義的應用層
能耗	100%(ref)	1%-50%
空中傳輸數據速率	1-3Mb/s	1Mb/s
主要用途	手機，遊戲機，耳機，stereo audio streaming, 汽車和PC等	手機，遊戲機，PC，表，體育健身，醫療保健，智能穿戴設備，汽車，家用電子等