一、 藍(lán)牙的發(fā)展史

遇見藍(lán)牙

第一次遇見藍(lán)牙是2006年，室友拿著一款摩托羅拉的翻蓋手機(jī)向我炫耀它的藍(lán)牙功能，那時(shí)候我不記得有沒有藍(lán)牙耳機(jī)問世，因?yàn)楫?dāng)時(shí)我嫉妒的一再追問他，有這藍(lán)牙有什么用？

他給我說用來傳輸照片文件等。

的確，2006年的手機(jī)上還沒有wifi，我們宿舍的路由器都是那種最簡(jiǎn)單的TP-LINK，50M帶寬4個(gè)口。所以手機(jī)上上如果想傳輸個(gè)照片文件還是很費(fèi)事的，一般是用電腦通過U盤或者SD卡中轉(zhuǎn)一下。

這樣看來，當(dāng)初摩托羅拉手機(jī)上設(shè)計(jì)的藍(lán)牙，如果用來傳輸照片文件還是很靠譜的，這在當(dāng)時(shí)是唯一可以簡(jiǎn)化兩個(gè)手持設(shè)備之間傳輸文件的方式。

哦，對(duì)了，那時(shí)候的藍(lán)牙還可以搜索附近人聊天，哈哈哈！僅限10米哦。

藍(lán)牙的傳說

乍一聽藍(lán)牙，也就是Bluetooth，一定覺得非常奇怪，為什么一個(gè)科技領(lǐng)域的通信協(xié)議會(huì)使用這么俗氣且不著邊際的名字。

其實(shí)，Bluetooth 原來是一位在10世紀(jì)，一統(tǒng)丹麥王朝的國王的名字，叫HaralBluetooth，他將當(dāng)時(shí)的瑞典，芬蘭與丹麥統(tǒng)一起來。

后來在一次無線通訊行業(yè)會(huì)議上，一位來自英特爾的工程師JimKardach為了表達(dá)將四分五裂的無線通信標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一起來，因此使用了Bluetooth來作為這種新的通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的名字。

藍(lán)牙的發(fā)展史

1998年，由東芝，愛立信，IBM，Intel和諾基亞共同提出了近距離無線數(shù)字通信的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這一刻，藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)正式形成。

1. 第一代藍(lán)牙

藍(lán)牙1.0標(biāo)準(zhǔn)：1999年發(fā)布，其傳輸速率大約為723.1Kbit/s , 通信距離約為10米。

由于當(dāng)時(shí)的藍(lán)牙1.0標(biāo)準(zhǔn)存在很多問題，因此并沒有得到廣泛的應(yīng)用。

后來藍(lán)牙1.1標(biāo)準(zhǔn)在2001年發(fā)布，正式被列入了IEEE802.15.1標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)定義了物理層（PHY）和媒體訪問控制（MAC）規(guī)范，用于設(shè)備間的無線連接，但在通信方面容易受到同頻干擾，影響通信質(zhì)量。

2003年，藍(lán)牙1.2標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，傳輸速率略微提高，748 ~810Kbit/s , 最重要的是增加了抗干擾的跳頻功能。

2. 第二代藍(lán)牙

2004年，藍(lán)牙2.0標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，新增的EDR（Enhanced Data Rate）技術(shù)通過提高多任務(wù)處理和多種藍(lán)牙設(shè)備同時(shí)運(yùn)行的能力，同時(shí)也支持了雙工通信模式。

2007年，藍(lán)牙2.1標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟（Bluetooth SIG）正式批準(zhǔn)了藍(lán)牙2.1核心規(guī)范，也就是“藍(lán)牙2.1+EDR”，并新增Sniff Subrating省電功能，讓藍(lán)牙芯片的工作電流大幅降低。

3. 第三代藍(lán)牙

2009年，藍(lán)牙3.0標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，其數(shù)據(jù)傳輸速率提高到了24Mbps。

4. 第四代藍(lán)牙

2010年，藍(lán)牙4.0標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，它將三種規(guī)格集成在一起，也就是增加了BLE（Bluetooth Low Energy）低功耗功能。從藍(lán)牙4.0協(xié)議開始，后面的版本都包含了經(jīng)典藍(lán)牙和低功耗藍(lán)牙兩種模式。

有了藍(lán)牙4.0后，智能硬件設(shè)備大爆發(fā)。

2013年，藍(lán)牙更新了協(xié)議到4.1標(biāo)準(zhǔn)，提升了連接速度和傳輸效率，使得藍(lán)牙連接更加智能化。

2014年，藍(lán)牙4.2標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，增強(qiáng)了安全性，傳輸速率比上一代提高了2.5倍。

5. 第五代藍(lán)牙

藍(lán)牙5.0標(biāo)準(zhǔn)主打在低功耗模式下，具備更遠(yuǎn)更快的傳輸能力，傳輸速度達(dá)到了藍(lán)牙4.2標(biāo)準(zhǔn)的兩倍，原因是帶寬從1M增加到2M，同時(shí)傳輸距離提高了4倍，理論達(dá)300米，實(shí)際上當(dāng)時(shí)nordic給我演示的說可以到1000米。

另外其數(shù)據(jù)包容量也提高了，從原來的每包23字節(jié)提高到247字節(jié)，這讓我的OTA速度產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，直接從2KBps上升到了40KBps。

2019年1月，藍(lán)牙5.1標(biāo)準(zhǔn)定型，新增了尋向功能，也就是AOA/AOD功能，這一項(xiàng)功能將藍(lán)牙的空間定位精度提高到了厘米級(jí)。我覺得這一點(diǎn)，藍(lán)牙聯(lián)盟借鑒了當(dāng)時(shí)火熱的UWB。不過可惜的是藍(lán)牙的AOA需要很多天線，應(yīng)用并不是很廣泛。

緊接著，2019年12月份，藍(lán)牙5.2發(fā)布，新增了增強(qiáng)版ATT協(xié)議，LE功率控制以及LE同步信道三項(xiàng)特性，也就是當(dāng)時(shí)說的LE Audio。

2021年，藍(lán)牙發(fā)布了5.3標(biāo)準(zhǔn)，使得藍(lán)牙協(xié)議可以更好的處理低速率數(shù)據(jù)，做到了延遲更低，續(xù)航更長(zhǎng)，抗干擾能力更強(qiáng)。

2023年，藍(lán)牙核心規(guī)范5.4版本發(fā)布，無外乎就是傳輸距離提高，通信速率提高，穩(wěn)定性提高，不過這一個(gè)版本提出了一種新功能，也就是支持帶響應(yīng)的周期性廣播，這意味著無需連接就可以做到雙向通信了。并且廣播數(shù)據(jù)也支持了加密傳輸。

經(jīng)典藍(lán)牙和BLE

經(jīng)典藍(lán)牙和低功耗藍(lán)牙其實(shí)是兩個(gè)不同的技術(shù)，兩者并不能相互通信，我們之前使用的耳機(jī)和鼠標(biāo)鍵盤都是基于經(jīng)典藍(lán)牙的，它功耗大，但是傳輸速率快。

我們通常稱經(jīng)典藍(lán)牙為BR/EDR ,翻譯成中文就是基本速率/增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率藍(lán)牙，它采用自適應(yīng)跳頻算法，在79個(gè)信道上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

低功耗藍(lán)牙則是在4.0的時(shí)候才提出的，是為了實(shí)現(xiàn)極低功耗運(yùn)行而設(shè)計(jì)的，它采用了跳頻擴(kuò)頻的方法，通信的信道只有40個(gè)。

一般情況下，經(jīng)典藍(lán)牙都是用在音頻傳輸上，BLE的LE Audio還沒有發(fā)展起來。低功耗藍(lán)牙BLE更多的使用在智能設(shè)備，物料網(wǎng)設(shè)備以及健身類的電池供電設(shè)備，手環(huán)就是最典型的例子。

單模與雙模

單模和雙模指的是藍(lán)牙芯片支持的模式，雖然藍(lán)牙通信標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)到了5.4，但是很多場(chǎng)景下只用BLE就可以了，或者普通的耳機(jī)方案只需要藍(lán)牙2.0就可以了，所以在芯片設(shè)計(jì)上，我們可以精簡(jiǎn)協(xié)議，讓它只支持BLE或者BR/EDR。

所以單模就是指的藍(lán)牙芯片只支持其中一種通信協(xié)議，雙模就是指的及支持經(jīng)典藍(lán)牙2.0或者3.0，同時(shí)也支持BLE通信協(xié)議。

哪里會(huì)用到這種雙模呢，比如我原來做平衡車時(shí)相讓平衡車的喇叭唱歌，這就不得不使用雙模藍(lán)牙，BLE用來做數(shù)據(jù)傳輸和OTA，經(jīng)典藍(lán)牙用來傳輸音樂。

再比如現(xiàn)在比較流行的智能頭盔，既要有智能硬件的低功耗和智能化，也要有高品質(zhì)的音頻傳輸。