低功耗藍牙（BLE）及其特點
時間：2025-01-20 來源：華清遠見
藍牙技術，如今越來越多的出現在人們生活中的方方面面。從形狀各異的藍牙耳機，到各種藍牙連接的智能手表、手環，從花樣繁多的藍牙鼠標、鍵盤、游戲手柄，再到家里體脂秤、智能藍牙音箱，對了，還有街邊的各種共享單車，感覺藍牙連接無處不在。為什么在眾多的無線連接技術中，藍牙能脫穎而出？這和藍牙技術不斷的進步，是分不開的。
1994年，瑞典電信巨頭愛立信公司提出了藍牙技術的概念，并于1998年聯合諾基亞、IBM、東芝和英特爾成立了藍牙技術聯盟（Bluetooth Special Interest Group, SIG），正式啟動了藍牙技術的標準化進程。到1999年，首個藍牙標準1.0發布，標志著藍牙技術正式進入商用。最初的版本，最大傳輸速度為721 kbps，通信距離最大100米，但存在一些兼容性問題。后來，經過10年左右的發展，到了2010年，藍牙4.0帶來了低功耗（LE）技術，大幅降低能耗，使其適用于低功耗設備。以此為分界點，藍牙4.0之前的藍牙技術稱之為“經典藍牙”，4.0版本以后的技術稱之為“低功耗藍牙”，簡稱 BLE。與經典藍牙相比，低功耗藍牙有如下的特點。
低功耗：與經典藍牙相比，BLE顯著降低了能耗，例如，遵循藍牙5.2標準的Nordic nRF5340，3V供電條件夏，0dBm的發射功率僅為3.4mA，休眠功耗僅為1.3μA，這使得它非常適用于電池供電的小型設備，如健身追蹤器、智能手表等。
穩定性、安全性和可靠性：眾所周知，藍牙使用的是2.4G的公共頻段，與WiFi等無線通信技術同屬一個頻段，但有賴于藍牙技術采用的自適應跳頻（AFH）技術，從而確保低功耗藍牙可以在住宅、工業和醫療應用的“嘈雜”RF環境中保持穩定的傳輸。又因為低功耗藍牙使用了安全連接（Security Connection）協議，提供加密和身份驗證功能，能最大限度的保護數據傳輸安全。
快速連接：低功耗藍牙支持安全簡單配對（Secure Simple Pairing，SSP）可以迅速建立連接，通常在3毫秒以內，這使得設備之間的交互更為快捷和高效。讓人再也不愿意想起之前的藍牙外設如果需要建立連接，還需要手動輸入配對碼。
廣播模式：BLE支持廣播模式，在這種模式下，設備不需要建立連接就可以發送信息。這對于信標（beacon）應用特別有用，比如商場內的位置服務。
多種工作模式：低功耗藍牙通常基于連接到多個從屬設備的主設備，并且一個設備可以同時進行掃描和廣播。同時，它可以連接到中央或外圍設備，并且可以同時廣播。從設備可以通知它需要將數據發送到主設備，廣播消息還包括活動或度量。
數據傳輸速率和傳輸距離的提升：雖然BLE主要用于傳輸少量數據，但它的數據傳輸速率也在不斷提升，在藍牙5.0版本后，理論最大傳輸速度已經由經典藍牙3.0的24Mbp翻倍到48Mbps，且最大通信距離也達到了讓人吃驚的300米（就算是實驗室數據，我也服！）。
兼容性：盡管BLE和經典藍牙在協議上有所不同，但是許多現代的藍牙芯片都支持兩者，這意味著它們可以在同一設備中共存并根據需要進行切換。
芯片集成度高：BLE芯片集成了射頻前端、基帶處理器、協議棧等組件，簡化了設計并降低了成本，使其能被更廣泛的應用于物聯網(IoT)、醫療設備、智能家居、健身追蹤等領域。
基于藍牙低功耗技術的藍牙模塊可以應用于多種場景，像移動擴展設備、汽車電子設備、保健和醫療用品（如心跳帶、血壓計等）、定位應用（如室內定位、地下定位等）、近距離數據收集（如無線復制儀表、無線遙測、溫度和濕度傳感器等）、數據傳輸（如智能家居控制、藍牙調光、打印機等）等。隨著技術的不斷發展和完善，它將在更多領域發揮重要作用。
