藍牙4.0標(biāo)準(zhǔn)最重要的特性是省電
隨著藍牙技術(shù)由手機、游戲、耳機、便攜電腦和汽車等傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域向物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療等新領(lǐng)域的擴展,對低功耗的要求會越來越高。作為藍牙3.0+HS規(guī)范的升級版,藍牙4.0專門面向?qū)Τ杀竞凸亩加休^高要求的無線方案,其主打特性就是省電、省電、省電。極低的運行和待機功耗使得一粒紐扣電池甚至可連續(xù)工作一年之久。它有低功耗、經(jīng)典、高速三種協(xié)議模式。其中:高速藍牙主攻數(shù)據(jù)交換與傳輸;經(jīng)典藍牙則以信息溝通、設(shè)備連接為重點;低功耗藍牙以不需占用太多帶寬的設(shè)備連接為主。這三種協(xié)議規(guī)范能夠互相組合搭配,從而適應(yīng)更廣泛的應(yīng)用模式。正因為有了三種可以互相組合搭配的協(xié)議,藍牙4.0因此成為唯一一個綜合協(xié)議規(guī)范。它有著極低的運行和待機功耗。此外,低成本和跨廠商互操作性,3毫秒低延遲、AES-128加密等諸多特色,可以用于計步器、心律監(jiān)視器、智能儀表、傳感器物聯(lián)網(wǎng)等眾多領(lǐng)域,大大擴展藍牙技術(shù)的應(yīng)用范圍。
藍牙4.1主打IOT(Internet Of Things全聯(lián)網(wǎng))
也就是把所有設(shè)備都聯(lián)網(wǎng)的意思。藍牙設(shè)備可以同時作為發(fā)射方和接受方,并且可以連接到多個設(shè)備上。舉個例子,智能手表可以作為發(fā)射方向手機發(fā)射身體健康指數(shù),同時作為接受方連接到藍牙耳機、手環(huán)或其他設(shè)備上。藍牙4.1使得批量數(shù)據(jù)可以以更高的速率傳輸,當(dāng)然這并不意味著可以用藍牙高速傳輸流媒體視頻,這一改進的主要針對的還是剛剛興起的可穿戴設(shè)備。例如已經(jīng)比較常見的健康手環(huán),其發(fā)送出的數(shù)據(jù)流并不大,通過藍牙4.1能夠更快速地將跑步、游泳、騎車過程中收集到。因為新標(biāo)準(zhǔn)加入了對IPv6專用通道聯(lián)機的支持,通過IPv6連接到網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)與Wi-Fi相同的功能,解決可穿戴設(shè)備上網(wǎng)不易的問題。
藍牙4.0和4.1,4.2有什么區(qū)別
藍牙技術(shù)讓我們在連接各種設(shè)備的時候不再被繁多的數(shù)據(jù)線所束縛,比如音響、電腦,甚至是汽車。目前藍牙版本是4.0,相比3.0它進一步降低了功耗,并且也提高了傳輸效率。
藍牙技術(shù)聯(lián)盟(Bluetooth SIG)宣布藍牙4.1的到來,它在4.0的基礎(chǔ)上又有了三個重要的改進之處。
第一個改進的地方被藍牙技術(shù)聯(lián)盟稱為“共存性”,即藍牙4.1與LTE無線電信號之間如果同時傳輸數(shù)據(jù)那么藍牙4.1可以自動協(xié)調(diào)兩者的傳輸信息,理論上可以減少其它信號對藍牙4.1的干擾。
第二個改進是提升連接速度并且更加智能化,比如減少了設(shè)備之間重新連接的時間,意味著用戶如果走出了藍牙4.1的信號范圍并且斷開連接的時間不算很長,當(dāng)用戶再次回到信號范圍中之后設(shè)備將自動連接,反應(yīng)時間比藍牙4.0更短。
最后一個改進之處是提高傳輸效率,如果用戶連接的設(shè)備非常多,比如連接了多部可穿戴設(shè)備,彼此之間的信息都能即時發(fā)送到接接收設(shè)備上。
除此之外,藍牙4.1也為開發(fā)人員增加了更多的靈活性,這個改變對普通用戶沒有很大影響,但是對于軟件開發(fā)者來說是很重要的,因為為了應(yīng)對逐漸興起的可穿戴設(shè)備,那么藍牙必須能夠支持同時連接多部設(shè)備,另一方面,“物聯(lián)網(wǎng)”時代也馬上就要到來了,無線傳輸在日常生活中的地位也會越來越高,藍牙作為普及最廣泛的傳輸方式,將在“物聯(lián)網(wǎng)”中起到不可忽視的作用。
藍牙技術(shù)聯(lián)盟于2013年12月正式宣布采用藍牙核心規(guī)格4.1版本。 這一規(guī)格是對藍牙4.2版本的一次軟件更新,而非硬件更新。這一更新包括藍牙核心規(guī)格附錄(CSA1、2、3和4)并添加了新的功能、提高了消費者的可用性。這些特性包括提升了對LTE和批量數(shù)據(jù)交換率共存的支持,以及通過允許設(shè)備同時支持多重角色幫助開發(fā)者實現(xiàn)創(chuàng)新。
藍牙4.1版本
4.1版本的特性如下 移動無線服務(wù)共存信號
Train nudging與通用接口掃描 低占空比定向廣播
基于信用實現(xiàn)流控的L2CAP面向連接的專用通道 雙模和拓?fù)?/p>
低功耗鏈路層拓?fù)?802.11n PAL
寬帶語音的音頻架構(gòu)更新
更快的數(shù)據(jù)廣告時間間隔(Fast Data Advertising Interval) 有限的發(fā)現(xiàn)時間
請注意有些特性在4.1版本之前的核心規(guī)格附錄(CSA)中就已存在。
4.2版本
藍牙4.2發(fā)布于2014年12月2日。它為IOT推出了一些關(guān)鍵性能,是一次硬件更新。 但是一些舊有藍牙硬件也能夠獲得藍牙4.2的一些功能,如通過固件實現(xiàn)隱私保護更新。 主要改進之處如下: 低功耗數(shù)據(jù)包長度延展 低功耗安全連接 鏈路層隱私權(quán)限
鏈路層延展的掃描過濾策略
Bluetooth Smart設(shè)備可通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議支持配置文件(Internet Protocol Support Profile,簡稱IPSP)實現(xiàn)IP 連接。
IPSP為Bluetooth Smart添加了一個IPv6連接選項,是互聯(lián)家庭和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的理想選擇。 藍牙4.2通過提高Bluetooth Smart的封包容量,讓數(shù)據(jù)傳輸更快速。
業(yè)界領(lǐng)先的隱私設(shè)置讓Bluetooth Smart更智能,不僅功耗降低了,竊聽者將難以通過藍牙聯(lián)機追蹤設(shè)備。
消費者可以更放心不會被Beacon和其他設(shè)備追蹤。 這一核心版本的優(yōu)勢如下:
實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng):支持靈活的互聯(lián)網(wǎng)連接選項(IPv6/6LoWPAN 或 Bluetooth Smart 網(wǎng)關(guān)) 讓Bluetooth Smart 更智能:業(yè)界領(lǐng)先的隱私權(quán)限、節(jié)能效益和和堪稱業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的安全性能讓Bluetooth Smart 更快速: 吞吐量速度和封包容量提升
藍牙4.2相比4.0有何提升?
首先,在藍牙4.2標(biāo)準(zhǔn)下,設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸速度提升了約2.5倍,藍牙智能數(shù)據(jù)包可容納的數(shù)據(jù)量相當(dāng)于此前的約10倍。
此外,藍牙4.2的安全性也有所提升,如果沒有得到用戶許可,藍牙信號將無法嘗試連接和追蹤用戶設(shè)備,并且無法進行智能定位。
另一方面,新標(biāo)準(zhǔn)還推動了IPv6協(xié)議引入藍牙標(biāo)準(zhǔn)的進程,藍牙4.2設(shè)備可以直接通過IPv6和6LoWPAN接入互聯(lián)網(wǎng),且支持低功耗IP連接。
這次的標(biāo)準(zhǔn)只是剛剛制定而已,具體完善需要一到兩個月的時間。兼容性方面,據(jù)說目前支持藍牙4.0的設(shè)備均為通過軟件升級的方式支持藍牙4.2,對硬件似乎沒有什么特殊要求。
藍牙協(xié)議4.0、4.1、4.2的比較
SIG在2010年發(fā)布了4.0的specification,2013年發(fā)布了4.1的specification,一年以后,在2014年又發(fā)布了4.2的specification,specification的調(diào)整很快。從4.0版本起,革命性的加入了BLE協(xié)議部分,同時將2.1+EDR和3.0+HS全都包含在內(nèi),4.1和4.2在4.0的基礎(chǔ)上做了改進,主要包括連接速度,傳輸效率等等,可以看出是向著適用于物聯(lián)網(wǎng)的方向做的改進(藍牙也在布局智能家居,筆者認(rèn)為如果藍牙能改善聯(lián)網(wǎng)特性的話,藍牙比zigbee和WiFi協(xié)議更加適合智能家居的互聯(lián)需求)。
首先,比較藍牙4.0、4.1、4.2 specification的可以看出最明顯的特點是,4.1和4.2增加了一個volume 7:Wireless Coexistence volume。主要介紹手機的無線共存測試。移動通訊采用4G-LTE標(biāo)準(zhǔn)后會占用2.4GHz頻段,4.1和4.2的specification對此做出了測試。
4.1和4.2在4.0的基礎(chǔ)上添加了IPv6和6LowPAN,搭載藍牙芯片的設(shè)備可以取得在互聯(lián)網(wǎng)上的唯一標(biāo)記,與其他的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進行通訊。
4.1和4.2提高了4.0的傳輸速率,4.0的協(xié)議棧規(guī)定了每包承載有效數(shù)據(jù)不大于20字節(jié),4.2把這個數(shù)值擴大了10倍,最終將BLE的傳輸速率提高了2.5倍,不過據(jù)說要等硬件升級才能感受到這一低功耗高速率的傳輸方式。
4.1和4.2實現(xiàn)了主從一體,比如你的智能手環(huán)作為主和防丟器連接的時候,智能手環(huán)同時也可以作為從和智能手機相連。
4.1和4.2再有一個很重要的方面是改進了藍牙連接的安全性。
物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成無線連接一定是組網(wǎng)靈活,低功耗,帶寬適用,安全的,藍牙在向著這樣的方向發(fā)展,與WiFi和zigbee相比,無疑是最有競爭力成為物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的無線連接規(guī)范。
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