能把Wifi HaLow干翻，藍(lán)牙5.0才是IOT最佳選擇？

藍(lán)牙5.0是藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟（Bluetooth Special Interest Group）于2016年6月16日發(fā)布的新一代藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)。新標(biāo)準(zhǔn)將比藍(lán)牙4.2有全面的提升，無論是通信速度、通信距離還是通信容量都有大幅度的改善。

官方表示，全新藍(lán)牙5.0標(biāo)準(zhǔn)在性能上將遠(yuǎn)超目前的版本，也就是藍(lán)牙4.2LE版本，包括在有效傳輸距離上將是4.2LE版本的4倍，也就是說，理論上，藍(lán)牙發(fā)射和接收設(shè)備之間的有效工作距離可達(dá)300米。 而傳輸速度是4.2LE版本的2倍，速度上限為24Mbps。

藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟執(zhí)行總監(jiān)Mark Powell表示：“目前全球已有多達(dá)82億個藍(lán)牙產(chǎn)品正在被使用中，而Bluetooth 5的性能提升與未來藍(lán)牙的發(fā)展規(guī)劃讓我們有理由相信，到2020年，超過三分之一的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都將采用藍(lán)牙技術(shù)。藍(lán)牙的驅(qū)動力和的創(chuàng)新能力將確保它是所有開發(fā)者在創(chuàng)建物聯(lián)網(wǎng)解決方案時的最佳選擇。”

什么是藍(lán)牙

藍(lán)牙技術(shù)是一種尖端的開放式無線通訊標(biāo)準(zhǔn)，能夠在短距離范圍內(nèi)無線連接桌上型電腦與筆記本電腦、便攜設(shè)備、PDA、移動電話、拍照手機(jī)、打印機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、耳麥、鍵盤甚至是電腦鼠標(biāo)。

利用“藍(lán)牙”技術(shù)，能夠有效地簡化移動通信終端設(shè)備之間的通信，也能夠簡化設(shè)備與因特網(wǎng)Internet之間的通信，從而數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效。藍(lán)牙采用分散式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及快跳頻和短包技術(shù)，支持點對點及點對多點通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM（即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)）頻段。其數(shù)據(jù)速率為1Mbps。采用時分雙工傳輸方案實現(xiàn)全雙工傳輸。

藍(lán)牙協(xié)議堆棧依照其功能可分四層：核心協(xié)議層（HCI、LMP、L2CAP、SDP）、線纜替換協(xié)議層（RFCOMM）、電話控制協(xié)議層（TCS-BIN）和選用協(xié)議層（PPP、TCP、IP、UDP、OBEX、IrMC、WAP、WAE）

簡言之，藍(lán)牙技術(shù)讓各種數(shù)碼設(shè)備之間能夠無線溝通，讓散落各種連線的桌面成為歷史。有了藍(lán)牙無線技術(shù)，你就可以輕松連接你的電腦和便攜設(shè)備、移動電話以及其它外圍設(shè)備――在 9 米（30英尺）距離之內(nèi)以無線方式彼此連接。

相比于其他無線技術(shù)：紅外、無線2.4G、WiFi來說，藍(lán)牙具有加密措施完善，傳輸過程穩(wěn)定以及兼容設(shè)備豐富等諸多優(yōu)點。尤其是在授權(quán)門檻逐漸降低的今天，藍(lán)牙技術(shù)開始真正普及到所有的數(shù)碼設(shè)備。不過，藍(lán)牙這一路走來也并非完美，從1.0到4.2，再到現(xiàn)在的5.0，是一個不平凡的過程。

藍(lán)牙5.0的7大主要特點介紹：

1、更快的傳輸速度

藍(lán)牙5.0的開發(fā)人員稱，新版本的藍(lán)牙傳輸速度上限為2Mbps，是之前4.2LE版本的兩倍。當(dāng)然，你在實際生活中是不太可能達(dá)到這個極限速度的，但是仍然可以體驗到顯著的速度提升。

2、更遠(yuǎn)的有效距離

藍(lán)牙5.0的另外一個重要改進(jìn)是，它的有效距離是上一版本的4倍，因此在理論上，當(dāng)你拿著手機(jī)站在距離藍(lán)牙音箱300米的地方，它還是會繼續(xù)放著你愛的歌。 也就是說，理論上，藍(lán)牙發(fā)射和接收設(shè)備之間的有效工作距離可達(dá)300米。當(dāng)然，實際的有效距離還取決于你使用的電子設(shè)備。

3、導(dǎo)航功能

此外，藍(lán)牙5.0將添加更多的導(dǎo)航功能，因此該技術(shù)可以作為室內(nèi)導(dǎo)航信標(biāo)或類似定位設(shè)備使用，結(jié)合wifi可以實現(xiàn)精度小于1米的室內(nèi)定位。舉個例子，如果你和小編一樣是路癡的話，你可以使用藍(lán)牙技術(shù)，在諾大的商業(yè)中心找到路。

4、物聯(lián)網(wǎng)功能

物聯(lián)網(wǎng)還在持續(xù)火爆，因此，藍(lán)牙5.0針對物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行了很多底層優(yōu)化，力求以更低的功耗和更高的性能為智能家居服務(wù)。

5、升級硬件

此前的一些藍(lán)牙版本更新只要求升級軟件，但藍(lán)牙5.0很可能要求升級到新的芯片。不過，舊的硬件仍可以兼容藍(lán)牙5.0，你就無法享用其新的性能了。搭載藍(lán)牙5.0芯片的旗艦級手機(jī)將于2017年問世，相信中低端手機(jī)也將陸陸續(xù)續(xù)內(nèi)置藍(lán)牙5芯片。蘋果將為成為第一批使用該項技術(shù)的廠商之一。

6、更多的傳輸功能

全新的藍(lán)牙5.0能夠增加更多的數(shù)據(jù)傳輸功能，硬件廠商可以通過藍(lán)牙5.0創(chuàng)建更復(fù)雜的連接系統(tǒng)，比如Beacon或位置服務(wù)。因此通過藍(lán)牙設(shè)備發(fā)送的廣告數(shù)據(jù)可以發(fā)送少量信息到目標(biāo)設(shè)備中，甚至無需配對。

7、更低的功耗

眾所周知，藍(lán)牙是智能手機(jī)的必備功能，隨著智能設(shè)備和移動支付等越來越多需要打開藍(lán)牙，才能享受便利功能逐漸融入人們的生活之中，藍(lán)牙的功耗成為了智能手機(jī) 待機(jī)時間的一大殺手。為此藍(lán)牙5.0將大大降低了藍(lán)牙的功耗，使人們在使用藍(lán)牙的過程中再也不必?fù)?dān)心待機(jī)時間短的問題。

這要源于一個小故事。

公元940-985年，哈洛德。布美塔特（Harald Blatand），后人稱Harald Bluetooth，統(tǒng)一了整個丹麥。他的名字“Blatand”可能取自兩個古老的丹麥詞語。“bla”意思是黑皮膚的，而“tan”是偉人的含義。和許多君王一樣 ，哈洛德四 處擴(kuò)張，為政治、經(jīng)濟(jì)和榮譽(yù)而征戰(zhàn)。公元960年哈洛德到達(dá)了他權(quán)力的最高點，征服了整個丹麥和挪威。而藍(lán)牙是這個丹麥國王Viking的“綽號”，因為他愛吃藍(lán)梅，牙齒被染藍(lán)，因此而得這一“綽號”。

在行業(yè)協(xié)會籌備階段，需要一個極具有表現(xiàn)力的名字來命名這項高新技術(shù)。行業(yè)組織人員，在經(jīng)過一夜關(guān)于歐洲歷史和未來無線技術(shù)發(fā)展的討論后，有些人認(rèn)為用Blatand國王的名字命名再合適不過了。Blatand國王將挪威，瑞典和丹麥統(tǒng)一起來；他的口齒伶俐，善于交際，就如同這項即將面世的技術(shù)，技術(shù)將被定義為允許不同工業(yè)領(lǐng)域之間的協(xié)調(diào)工作，保持著各個系統(tǒng)領(lǐng)域之間的良好交流，例如計算機(jī)，手機(jī)和汽車行業(yè)之間的工作。
為什么要推出藍(lán)牙？

藍(lán)牙技術(shù)最初由愛立信創(chuàng)制。技術(shù)始于愛立信公司的1994方案，它是研究在移動電話和其他配件間進(jìn)行低功耗、低成本無線通信連接的方法。發(fā)明者希望為設(shè)備間的通訊創(chuàng)造一組統(tǒng)一規(guī)則（標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議），以解決用戶間互不兼容的移動電子設(shè)備。

研究的目的是要找到一種方法，能夠除掉連接移動電話和PC卡、耳機(jī)、臺式電腦及其他設(shè)備之間的電纜。此項研究是一個大項目的一部分，該項目是要研究如何將各種不同的通信設(shè)備通過移動電話接入到蜂窩網(wǎng)上。公司得出結(jié)論，這種連接的最后一段應(yīng)該是短距離的無線連接。隨著項目的進(jìn)展，日益明朗化的是短距離無線通信的應(yīng)用范圍幾乎無限廣闊。

1997年，愛立信公司借此概念接觸了移動設(shè)備制造商，討論其項目合作發(fā)展，結(jié)果獲得支持。

1998年5月，愛立信、諾基亞、東芝、IBM和英特爾公司等五家著名廠商，在聯(lián)合開展短程無線通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化活動時提出了藍(lán)牙技術(shù)。

1999年5月20日，這五家廠商成立了藍(lán)牙“特別興趣組”（Special Interest Group，SIG），即藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟的前身，以使藍(lán)牙技術(shù)能夠成為未來的無線通信標(biāo)準(zhǔn)。芯片霸主Intel公司負(fù)責(zé)半導(dǎo)體芯片和傳輸軟件的開發(fā)，愛立信負(fù)責(zé)無線射頻和移動電話軟件的開發(fā)，IBM和東芝負(fù)責(zé)筆記本電腦接口規(guī)格的開發(fā)。

1999年下半年，著名的業(yè)界巨頭微軟、摩托羅拉、三星、朗訊與藍(lán)牙特別小組的五家公司共同發(fā)起成立了藍(lán)牙技術(shù)推廣組織，從而在全球范圍內(nèi)掀起了一股“藍(lán)牙”熱潮。全球業(yè)界即將開發(fā)一大批藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)品，使藍(lán)牙技術(shù)呈現(xiàn)出極其廣闊的市場前景，并預(yù)示著21世紀(jì)初將迎來波瀾壯闊的全球無線通信浪潮。

到2000年4月，SIG的成員數(shù)已超過1500，其成長速度超過任何其他的無線聯(lián)盟。這些公司聯(lián)合開發(fā)了藍(lán)牙1．0標(biāo)準(zhǔn)，并于1999年7月公布。藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)包括兩個文件：

基礎(chǔ)核心協(xié)議——提供設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)；

基礎(chǔ)應(yīng)用規(guī)范——提供互操作性準(zhǔn)則。

核心協(xié)議文件描述了射頻、基帶、鏈路管理器、業(yè)務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議、傳輸層以及與其他協(xié)議的互操作性等內(nèi)容；應(yīng)用規(guī)范文件描述了各種不同類型的藍(lán)牙應(yīng)用所要求的協(xié)議和過程。

2006年10月13日，Bluetooth SIG（藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟）宣布聯(lián)想公司取代IBM在該組織中的創(chuàng)始成員位置，并立即生效。通過成為創(chuàng)始成員，聯(lián)想將與其他業(yè)界領(lǐng)導(dǎo)廠商杰爾系統(tǒng)公司、愛立信公司、英特爾公司、微軟公司、摩托羅拉公司、諾基亞公司和東芝公司一樣擁有藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟董事會中的一席，并積極推動藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展。

除了創(chuàng)始成員以外，Bluetooth SIG還包括200多家聯(lián)盟成員公司以及約6000家應(yīng)用成員企業(yè)。而企業(yè)只要使用“藍(lán)牙（Bluetooth）”相關(guān)商標(biāo)在市場上銷售產(chǎn)品，都必須向藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟交納商標(biāo)使用費和產(chǎn)品認(rèn)證費。

2008年，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟準(zhǔn)備新設(shè)立一個“初級應(yīng)用成員公司”的會員級別，如果是年營業(yè)額小于300萬美元的中小企業(yè)，入會費為零，認(rèn)證兩款藍(lán)牙產(chǎn)品的費用降至2500美元。

藍(lán)牙的版本演進(jìn)

在5.0之前，藍(lán)牙經(jīng)過了多個版本的演進(jìn)，主要為為1.1、1.2、2.0、2.1、3.0、4.0、4.1和4.2，下文我們將就每一個不同的版本技術(shù)特點進(jìn)行詳細(xì)介紹：

上表中：

EDR：全稱為Enhanced Data Rate。通過提高多任務(wù)處理和多種藍(lán)牙設(shè)備同時運行的能力，EDR使得藍(lán)牙設(shè)備的傳輸速度可達(dá)3Mbps。

HS：全稱為High Speed。HS使得Bluetooth能利用WiFi作為傳輸方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，其支持的傳輸速度最高可達(dá)24Mbps。其核心是在802.11的基礎(chǔ)上，通過集成802.11協(xié)議適配層，使得藍(lán)牙協(xié)議棧可以根據(jù)任務(wù)和設(shè)備的不同，選擇正確的射頻。

BLE：全稱為Bluetooth Low Energy。藍(lán)牙規(guī)范4.0最重要的一個特性就是低功耗。BLE使得藍(lán)牙設(shè)備可通過一粒紐扣電池供電以維持續(xù)工作數(shù)年之久。很明顯，BLE使得藍(lán)牙設(shè)備在鐘表、遠(yuǎn)程控制、醫(yī)療保健及運動感應(yīng)器等市場具有極光明的應(yīng)用場景。

Single mode只能與BT4.0互相傳輸無法向下兼容（與3.0/2.1/2.0無法相通）;Dual mode可以向下兼容可與BT4.0傳輸也可以跟3.0/2.1/2.0傳輸超低的峰值、平均和待機(jī)模式功耗，覆蓋范圍增強(qiáng)，最大范圍可超過100米。

速度：支持1Mbps數(shù)據(jù)傳輸率下的超短數(shù)據(jù)包，最少8個八組位，最多27個。所有連接都使用藍(lán)牙2.1加入的減速呼吸模式（sniff subraTIng）來達(dá)到超低工作循環(huán)。

跳頻：使用所有藍(lán)牙規(guī)范版本通用的自適應(yīng)跳頻，最大程度地減少和其他2.4 GHz ISM頻段無線技術(shù)的串?dāng)_。

主控制：可以休眠更長時間，只在需要執(zhí)行動作的時候才喚醒。

延遲：最短可在3毫秒內(nèi)完成連接設(shè)置并開始傳輸數(shù)據(jù)。

健壯性：所有數(shù)據(jù)包都使用24-bit CRC校驗，確保最大程度抵御干擾。

安全：使用AES-128 CCM加密算法進(jìn)行數(shù)據(jù)包加密和認(rèn)證。

拓?fù)洌好總€數(shù)據(jù)包的每次接收都使用32位尋址，理論上可連接數(shù)十億設(shè)備；針對一對一連接最優(yōu)化，并支持星形拓?fù)涞囊粚Χ噙B接；使用快速連接和斷開，數(shù)據(jù)可以在網(wǎng)狀拓?fù)鋬?nèi)轉(zhuǎn)移而無需維持復(fù)雜的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。

除了物聯(lián)網(wǎng)以及用于連接裝置等應(yīng)用外，藍(lán)牙技術(shù)也在近年有更多的的應(yīng)用，尤其是Beacon 技術(shù)正在改變定位與服務(wù)，藉由Beacon 技術(shù)取代條碼，使用者可輕松的獲取相關(guān)資訊，且同時也能藉由藍(lán)牙技術(shù)進(jìn)行室內(nèi)的定位服務(wù)，能用于百貨或是車站的室內(nèi)導(dǎo)航，百貨商品業(yè)者的找尋柜位等應(yīng)用；另外就是透過距離的拓展以及即將導(dǎo)入的Mesh ，藍(lán)牙也預(yù)期可為自動化解決方案帶來更多的變化以及彈性。

在上述的新發(fā)展目標(biāo)之外，藍(lán)牙聯(lián)盟也在三月公布了一項新的技術(shù)TDS （ Transport Discovery Service ），這項技術(shù)中文稱為傳輸發(fā)現(xiàn)技術(shù)，透過藍(lán)芽搜尋與啟動范圍內(nèi)的可用無線鏈路，借此偵測附近無線裝置與服務(wù)，并且使使用者可以關(guān)閉裝置中功耗較高的技術(shù)，并于需要時再開啟，藍(lán)牙聯(lián)盟希望借此技術(shù)能夠在物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境中使能源管理更好。

總結(jié)：

調(diào)研機(jī)構(gòu)ABI Research首席分析師Patric Connolly介紹，至2020年，基于藍(lán)牙的Beacon出貨量預(yù)計將超過3.71億。憑借廣播數(shù)據(jù)傳輸量八倍的提升，Bluetooth 5將進(jìn)一步推進(jìn)Beacon和定位服務(wù)在智能家居、商業(yè)和工業(yè)市場中的應(yīng)用和部署。藍(lán)牙5的發(fā)布是革命性的，雖然它不像5G技術(shù)那樣廣受矚目，并不是每個人都關(guān)注到它，但它的技術(shù)迭代卻深深影響到智能家居行業(yè)的發(fā)展方向以及所能達(dá)到的智能化程度。