星期日, 06 12月 2020 10:23

一文看懂无线通信之蓝牙BLE技术

目前全球有超过一亿种的设备支持蓝牙技术,其中超过五成是使用在手机上,蓝牙技术是消费性电子产品无线传输的解决方案。有超过一半的消费者手上至少有一种支持蓝牙技术的设备,全球大多数消费者都能识别此品牌标志。
我们比较熟悉的网络有Zigee,WIFI、Bluetooth(传统蓝牙,新一代蓝牙也发生了巨大的变化)
Zigbee、蓝牙以及WIFI标准都是工作在2.4GHz频段的无线通信标准。下面将BLE与传统蓝牙、WIFI标准进行简要的比较,帮助读者快速地了解。
传统蓝牙数据传输速率小于3Mbps,典型数据传输距离为2-10m,蓝牙技术的典型应用是在两部手机之间进行小量数据的传输。
WIFI最高数据传输速率可达50Mbps,典型数据传输距离在30-100m,WIFI技术提供了一种Intemet的无线接入技术。
蓝牙4.0
蓝牙无线技术是使用范围最广泛的全球短距离无线标准之一,全新的蓝牙4.0版本将三种蓝牙技术(即传统蓝牙,高速蓝牙和低功耗蓝牙技术)合而为一。它集成了蓝牙技术在无线连接上的固有优势,同时增加了高速蓝牙和低功耗蓝牙的特点,这三个规格可以组合使用,也可以单独使用。
低功耗蓝牙即BLE是蓝牙4.0的核心规范,该技术最大特点是拥有超低的运行功耗和待机功耗,蓝牙低功耗设备使用一粒纽扣电池可以连续工作数年之久,可应用于对成本和功耗都有严格要求的无线方案,而且随着智能机的发展将有着更加广泛的领域。
2016年6月,国际蓝牙技术联盟提出了蓝牙5.0的技术标准。
蓝牙BLE
低功耗蓝牙技术Bluetooth Low Energy
国际蓝牙联盟(BT-SIG)通过的一个标准蓝牙无线协议。
BLE规范中定义了GAP(Generic Access Profile)和GATT(Generic Attribute)两个基本配置文件。
协议中的GAP层负责设备访问模式和进程,包括设备发现,建立连接。终止连接。初始化安全特征和设备配置。
协议栈中的GATT层用于已连接的蓝牙设备之间的数据通信。
BLE是一种标准,该标准定义了短距离、低数据传输速率无线通信所需要的一系列通信协议。基于BLE的无线网络所使用的工作频段为868MHz、915MHz和2.4GHz,最大数据传输速率为250kbps。
蓝牙4.0与传统蓝牙之间的关系

Smart Ready可以和Smart Ready、传统蓝牙,以及Smart之间相互连接和通信。
传统蓝牙可以和Smart Ready、传统蓝牙之间连接和通信
Smart可以和Smart、Smart Ready之间连接和通信
低功耗蓝牙与其他蓝牙兼容性示意
双模设备
1:BasicRate(BR),2:Bluetooth Low Energy(BLE),同时支持BR和BLE的设备为dual-mode(双模)设备,也就是这里讨论的Smart Ready。Smart Ready是蓝牙4.0里的主体,一般具有稳定电源供电的设备,如手机,PC等采用的均是双模的蓝牙芯片。 
单模设备
那么Smart又是什么呢,Smart是蓝牙4.0里的低功耗蓝牙的商标,也就是Bluetooth Low Energy,缩写为LE或者BLE,网上关于蓝牙4.0一节纽扣电池能够使用一年均是针对BLE而言。Smart Ready功耗还是很大的,需要有稳定的电源供电,像手机、PC等设备,而Smart由于功耗低,一般使用电池、或纽扣电池供电。
Smart的最主要特点是低功耗和低速率。...

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