扩展智能化应用 蓝牙步入4.0时代
——蓝牙4.0技术全解读
什么是蓝牙？
蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般10m内，蓝牙4.0延伸到100m）的无线电技术，能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用“蓝牙”技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与Internet之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM频段。其数据速率为1Mbps。采用时分双工传输方案实现全双工传输。
蓝牙标准的发展
V1.1（1998年）:为最早期版本，传输率约在748~810kb/s，因是早期设计，容易受到同频率之产品所干扰影响通讯质量。
V1.2:748~810kb/s 的传输率，增加了(改善 Software)抗干扰跳频功能。
V2.1（2004年）:改善了装置配对流程，短距离的配对方面，具备了在两个支持蓝牙的手机之间互相进行配对与通讯传输的NFC（Near Field CoMMunication）机制。具备更佳的省电效果。
V3.0（2009年）:核心是“Generic Alternate MAC/PHY”（AMP），这是一种全新的交替射频技术，允许蓝牙协议栈针对任一任务动态地选择正确射频。传输速率更高，功耗更低。
V4.0（2010年）:蓝牙技术联盟（Bluetooth SIG）2010年7月7日宣布，正式采纳蓝牙4.0核心规范（Bluetooth Core Specification Version 4.0 ），并启动对应的认证计划。 包括三个子规范，即传统蓝牙技术、高速蓝牙和新的蓝牙低功耗技术。蓝牙4.0的改进之处主要体现在三个方面：电池续航时间、节能和设备种类上。有效传输距离也有所提升，为60m。
蓝牙技术特点
1.全球范围适用
蓝牙工作在2.4GHz的ISM频段，全球大多数国家ISM频段的范围是2.4~2.4835GHz，使用该频段无需向各国的无线电资源管理部门申请许可证。
2.同时可传输语音和数据
蓝牙采用电路交换和分组交换技术，支持异步数据信道、三路语音信道以及异步数据与同步语音同时传输的信道。每个语音信道数据速率为64kbit/s，语音信号编码采用脉冲编码调制（PCM）或连续可变斜率增量调制（CVSD）方法。当采用非对称信道传输数据时，速率最高为721kbit/s，反向为57.6kbit/s；当采用对称信道传输数据时，速率最高为342.6kbit/s。蓝牙有两种链路类型。异步无连接（Asynchronous Connection-Less，ACL）链路和同步面向连接（Synchronous Connection-Oriented，SCO）链路。
3.可以建立临时性的对等连接（Ad-hoc Connection）
根据蓝牙设备在网络中的角色，可分为主设备（Master）与从设备（Slave）。主设备是组网连接主动发起连接请求的蓝牙设备，几个蓝牙设备连接成一个皮网（Piconet）时，其中只有一个主设备，其余的均为从设备。皮网是蓝牙最基本的一种网络形式，最简单的皮网是一个主设备和一个从设备组成的点对点的通信连接。通过时分复用技术，一个蓝牙设备便可以同时与几个不同的皮网保持同步。具体来说，就是该设备按照一定的时间顺序参与不同的皮网，即某一时刻参与某一皮网，而下一时刻参与另一个皮网。
蓝牙4.0技术特点
蓝牙4.0是蓝牙3.0+HS规范的补充，拥有极低的运行和待机功耗，使用一粒纽扣电池甚至可连续工作数年之久。同时还拥有低成本，跨厂商互操作性，3毫秒低延迟、AES-128加密等诸多特色，有效传输距离从上一代蓝牙3.0的有效传输距离10米提升到了100米，另在终端的适配上也同样向下兼容。蓝牙4.0可以用于计步器、心律监视器、智能仪表、传感器物联网等众多领域，大大扩展蓝牙技术的应用范围。
蓝牙4.0技术应用
蓝牙4.0技术已经开始应用到众多生活领域，运动鞋、血压计、血糖仪、牙刷均开始使用蓝牙技术，而蓝牙4.0技术也已经成为了智能终端的标配，并有望在未来成为物联网的纽带。
延伸阅读：
“蓝牙”的名称的由来：一是来自10世纪的丹麦国王哈拉尔德（Harald Gormsson）的外号。出身海盗家庭的哈拉尔德统一了北欧四分五裂的国家，成为维京王国的国王。由于他喜欢吃蓝莓，牙齿常常被染成蓝色，而获“蓝牙”的绰号，当蓝莓因为颜色怪异的缘故，被认为是不适合食用的东西，因此这位爱尝新的国王也成为创新与勇于尝试的象征。1998年，爱立信公司希望无线通信技术能统一标准而取名“蓝牙”。二是，狼的牙齿参差不齐，却能紧紧地啮合在一起，这种设备同样会让耳机、笔记本电脑、冰箱等毫不相关的产品紧密结合在一起。由于狼牙在月光下会发出蓝光，“蓝牙”由此得名。
注：更多精彩内容详见《数字社区&智能家居》杂志2013年3月刊“技术交流”栏目。
