蓝牙4.0和5.0的区别

一、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，蓝牙4.0版本涵盖了三种蓝牙技术，即传统蓝牙、高速蓝牙和低功耗蓝牙技术，将三种规范合而为一。它继承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或者单独使用。蓝牙4.0规范的核心是低功耗蓝牙（Low Energy），即蓝牙4.0BLE。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。蓝牙4.0技术同时还拥有低成本、向下兼容、跨厂商互操作性强等特点。

蓝牙4.0 BLE技术具有如下特点：

1.高可靠性

对于无线通信而言，由于电磁波在传输过程中容易受很多因素的干扰，例如，障碍物的阻挡、天气状况等。因此，无线通信系统在数据传输过程中，具有内在的不可靠性。

蓝牙技术联盟（SIG）在制定蓝牙4.0规范时已经考虑到了这种数据传输过程中的内在的不确定性，所以在射频、基带协议、链路管理协议（LMP）中采用可靠性措施，包括：差错检测和校正、进行数据编解码、差错控制、数据加噪等，极大地提高了蓝牙无线数据传输的可靠性。另外，使用自适应跳频技术，最大程度地减少和其他2.4GHz ISM频段无线电波的串扰。

2.低成本、低功耗

低功耗蓝牙支持两种部署方式：双模方式和单模方式。

（1）双模方式，低功耗蓝牙功能集成在现有的经典蓝牙控制器中，或在现有经典蓝牙技术（2.1+EDR/3.0+HS）芯片上增加低功耗堆栈，整体架构基本不变，因此成本增加有限。

（2）单模方式，面向高度集成、紧凑的设备，使用一个轻量级连接层（Link Layer）提供超低功耗的待机模式操作。蓝牙4.0BLE技术可以应用于8bit MCU，目前TI公司推出的兼容蓝牙4.0BLE协议的SoC芯片CC2540/CC2541，外接PCB天线和几个阻容器件构成的滤波电路即可实现蓝牙网络节点的构建。

低功耗设计：蓝牙4.0版本强化了蓝牙在数据传输上的低功耗性能，功耗较传统蓝牙降低了百分之九十。

传统蓝牙设备的待机耗电量大一直是其缺陷之一，这与传统蓝牙技术采用 16~32 个频道进行广播不无关系，而低功耗蓝牙仅使用了3个广播通道，且每次广播时射频的开启时间也由传统的 22.5ms 减少到 0.6~1.2ms，这两个协议规范的改变，大幅降低了因为广播数据导致的待机功耗。

低功耗蓝牙设计了用深度睡眠状态来替换传统蓝牙的空闲状态，在深度睡眠状态下，主机（Host）长时间处于超低的负载循环（Duty Cycle）状态，只在需要运作时由控制器来启动，由于主机较控制器消耗的能源更多，因此这样的设计也节省了最多的能源。

3.快速启动，瞬间连接

此前蓝牙版本为人诟病的地方就在于启动速度方面，蓝牙2.1版本的启动连接需要 6s 时间，而蓝牙4.0版本仅仅需要3ms即可完成，几乎是瞬间连接。

4.传输距离极大提高

传统蓝牙传输距离为 2~10m，而蓝牙4.0的有效传输距离可达到 60~100m，传输距离提升了十倍，极大开拓了蓝牙技术的应用前景。当然，上述距离数值是在理想状态下，实际使用过程中因为各种因素的影响，比如：空气湿度、其他电磁信号干扰等等，导致实际距离可能达不到上述理论值，通过抗干扰等处理可以提高实际的传输距离。

5.高安全性

为了保证数据传输的安全性，使用AES-128 CCM加密算法进行数据包加密和认证。

蓝牙4.0BLE无线网络拓扑结构

蓝牙4.0BLE网络拓扑结构分为星型拓扑和广播组拓扑。不同的网络拓扑对应不同的应用领域，在蓝牙4.0BLE的无线网络中，不同的网络拓扑结构对网络节点的配置有不同的要求（蓝牙网络节点的类型可以分为主机、从机，也可以分为服务器、客户端，具体配置需要根据配置文件决定）。

二、蓝牙5.0提升

蓝牙5.0相比蓝牙4.2版本，能够带来两倍的数据传输速度，可以播发255 Byte的数据包，不再是31 Byte，于室内外的定位也做了加强，也就是能够把多得多的信息传递到其他兼容的设备上，不需要建立实际连接。详细介绍如下：

　　1、蓝牙5.0相比蓝牙4.2版本，能够带来两倍的数据传输速度，在数据传递容量提升方面更是达到800%。也就是说，使用蓝牙5的话你可以以更快的速度传送和接受更多的数据；

　　2、蓝牙5.0带宽（传输速度）从1Mbps提高到2Mbps，传输距离增至4倍强，即理论有效工作距离300米，低功耗模式亦可；

　　3、蓝牙5.0还可以播发255 Byte的数据包，不再是31 Byte，从而减少因2.4GHz频段干扰而造成的传输效率损失；

　　4、此外，蓝牙5.0对于室内外的定位也做了加强，也就是能够把多得多的信息传递到其他兼容的设备上，不需要建立实际连接；

5、蓝牙4.0最大范围不超过100米。蓝牙5.0有效工作距离可达300米。