纵论物联网（十一）：蓝牙技术的发展

导语

在我们之前的文章《未来3到5年，互联网巨头淡出后的智能硬件产业会如何发展？》曾经提到过，智能硬件的发展离不开蓝牙BLE标准。智能手机对低功耗蓝牙BLE标准的支持，尤其是苹果公司对BLE标准的开放策略，对智能硬件的发展起到了巨大的推动作用。

在物联网时代，蓝牙技术仍然将发挥着重要作用。本文就为大家回顾一下蓝牙技术的发展历程，以及未来的发展方向。

蓝牙诞生

蓝牙技术诞生于瑞典，由Ericsson（爱立信）公司在1994年提出，最早提出这个技术的目的是要用蓝牙代替RS232线缆。

之所以为这个无线技术起了蓝牙这样一个名字，据说是为了纪念北欧历史上的丹麦国王King Harald Bluetooth。

据传说这位丹麦国王爱吃蓝莓，把牙齿都染成蓝色的了

无线技术的推广一定离不开标准化组织。本来蓝牙的标准化是在IEEE802.15.1工作组下面进行的，不过后来这个802.15.1标准也没有维护。

目前蓝牙标准由Bluetooth SIG组织负责管理，据说该组织有超过19000个成员单位，应该是目前世界上最大的无线标准化组织之一了。

从V1.2到V2.1

在这个阶段的蓝牙，主要是应用于蓝牙耳机。音频信号对带宽的要求很低，所以这个时期的蓝牙传输速率也不高，但足够满足音频信号传输的要求。

蓝牙耳机是蓝牙技术早期最普遍的应用场景

早期的

蓝牙V1.2

的传输速率只有1Mbps，使用

自适应调频技术

（AFH: Adaptive frequency-hopping spread spectrum）。

蓝牙到了

V2.0+EDR

版本，这里EDR的意思就是提高数据速率（Enhanced Data Rate）。蓝牙2.0改变了物理层的调制技术，结合使用了

GFSK

调制与两种

PSK

调制（π/4-DQPSK 和 8DPSK），把传输速率提高到了3Mbps。

用过早期蓝牙的人都知道早期蓝牙配对，还要输入密码什么的，总之比较麻烦，所以之后的蓝牙

V2.1+EDR

，没有再进一步提高传输速率，而是提出了一种

安全简易配对机制

（SSP: Secure Simple Pairing），极大改善了蓝牙配对过程的用户体验。

高速蓝牙

蓝牙技术的推动者显然不希望蓝牙仅能传输音频信号，还希望蓝牙能够传输数据，但3Mbps的速率显然有点低。所以在蓝牙V3.0版本再次修改了MAC层和PHY层，在原来蓝牙2.x提高了传输速率。

Bluetooth v3.0+HS(High Speed)

的传输速率被提高到24Mbps，这是一个相对比较接近早期的802.11（WiFi）技术的传输速率。蓝牙能干的事情就变多了。

低功耗蓝牙

蓝牙技术经常被用在一些可穿戴设备上，这些设备一般都依靠电池供电，且电量有限。而通信又是最消耗电量的活动。所以低功耗成为蓝牙发展的刚性需求。

蓝牙的V4.0-4.1版本就变成了低功耗蓝牙，即

蓝牙BLE

（BluetoothLow Energy），使用了与以往经典蓝牙

（Classic Bluetooth）

完全不同的协议栈，专门为使用很低电量的纽扣电池的硬件服务。

经典蓝牙与蓝牙BLE单双模的协议栈比较

智能手机开始广泛支持BLE技术，BLE技术又进一步地催生了大量智能硬件、智能家居产品的诞生。从此蓝牙技术不再仅限于个人娱乐，而变成了物联网领域的主流技术，同时也使蓝牙与WiFi、Zigbee技术有了更多的竞争领域。

与WiFi、Zigbee的竞争

（1）IPv6

WiFi与Zigbee早就支持IPv6技术，蓝牙相对来说对IPv6的支持比较晚，但当然该有的总会有。在蓝牙V4.2版本增加了对IPv6的支持。

蓝牙V4.2

的传输速率提高到了60Mbps，并且还支持IPv6，6LoWPAN以及低功耗的IP连接。V4.2新增了

IPSP（Internet Protocol Support Profile）

这个新的Profile，对IPv6的支持提供了具体的定义。

（2）Mesh组网

另外WiFi、Zigbee也早就支持Mesh组网，而蓝牙的组网能力一直都比较差劲，且蓝牙标准在Mesh组网方面动作比较慢，让一些蓝牙芯片厂商都看不下去了，干脆自己实现Mesh组网。

Mesh组网一直是蓝牙相对Zigbee的短板，近期有望解决

蓝牙芯片厂商CSR发展了自有的

CSRMesh

技术，以弥补蓝牙协议在mesh组网方面的不足，后来CSR就被Qualcomm给收购了。

蓝牙标准化组织当然不会对Mesh组网无动于衷，相信该有的早晚还是会有的。CSR公司已经把自己的私有Mesh协议贡献给了蓝牙SIG，据说蓝牙SIG将会制定一个新的蓝牙自组网

Smart Mesh

标准。

蓝牙5

到了V5.0，蓝牙标准觉得“V”和“.0”都太拗口，不利于向公众普及，干脆去掉了，直接就是“蓝牙5”.

的具体内容简单概括就是更高更快更强：2倍的速率提升，4倍的覆盖范围提升，8倍广播信息传输量提升。不过对于大家普遍关心的Mesh组网、室内定位，并没有在这个蓝牙5标准中得到体现。

未来在WiFi、蓝牙以及Zigbee几种技术之间，在无线个域网（WPAN）以及物联网应用方面的竞争还会不断地持续下去，也一定会有更多新的应用场景出现。

如果希望了解更多关于物联网方面的技术信息，请继续关注“微说互联网”的“纵论物联网”系列。

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