能把Wifi HaLow干翻，藍牙5.0才是IOT最佳選擇？

藍牙5.0是藍牙技術聯(lián)盟（Bluetooth Special Interest Group）于2016年6月16日發(fā)布的新一代藍牙標準。新標準將比藍牙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，全新藍牙5.0標準在性能上將遠超目前的版本，也就是藍牙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，藍牙發(fā)射和接收設備之間的有效工作距離可達300米。 而傳輸速度是4.2LE版本的2倍，速度上限為24Mbps。

藍牙技術聯(lián)盟執(zhí)行總監(jiān)Mark Powell表示：“目前全球已有多達82億個藍牙產(chǎn)品正在被使用中，而Bluetooth 5的性能提升與未來藍牙的發(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)設備都將采用藍牙技術。藍牙的驅(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。”

什么是藍牙

藍牙技術是一種尖端的開放式無線通訊標準，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、便攜設備、PDA、移動電話、拍照手機、打印機、數(shù)碼相機、耳麥、鍵盤甚至是電腦鼠標。

利用“藍牙”技術，能夠有效地簡化移動通信終端設備之間的通信，也能夠簡化設備與因特網(wǎng)Internet之間的通信，從而數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效。藍牙采用分散式網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)以及快跳頻和短包技術，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、醫(yī)學）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，藍牙技術讓各種數(shù)碼設備之間能夠無線溝通，讓散落各種連線的桌面成為歷史。有了藍牙無線技術，你就可以輕松連接你的電腦和便攜設備、移動電話以及其它外圍設備――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：紅外、無線2.4G、WiFi來說，藍牙具有加密措施完善，傳輸過程穩(wěn)定以及兼容設備豐富等諸多優(yōu)點。尤其是在授權(quán)門檻逐漸降低的今天，藍牙技術開始真正普及到所有的數(shù)碼設備。不過，藍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。

藍牙5.0的7大主要特點介紹：

1、更快的傳輸速度

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

2、更遠的有效距離

藍牙5.0的另外一個重要改進是，它的有效距離是上一版本的4倍，因此在理論上，當你拿著手機站在距離藍牙音箱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，藍牙發(fā)射和接收設備之間的有效工作距離可達300米。當然，實際的有效距離還取決于你使用的電子設備。

3、導航功能

此外，藍牙5.0將添加更多的導航功能，因此該技術可以作為室內(nèi)導航信標或類似定位設備使用，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，你可以使用藍牙技術，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，藍牙5.0針對物聯(lián)網(wǎng)進行了很多底層優(yōu)化，力求以更低的功耗和更高的性能為智能家居服務。

5、升級硬件

此前的一些藍牙版本更新只要求升級軟件，但藍牙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牙5.0，你就無法享用其新的性能了。搭載藍牙5.0芯片的旗艦級手機將于2017年問世，相信中低端手機也將陸陸續(xù)續(xù)內(nèi)置藍牙5芯片。蘋果將為成為第一批使用該項技術的廠商之一。

6、更多的傳輸功能

全新的藍牙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牙5.0創(chuàng)建更復雜的連接系統(tǒng)，比如Beacon或位置服務。因此通過藍牙設備發(fā)送的廣告數(shù)據(jù)可以發(fā)送少量信息到目標設備中，甚至無需配對。

7、更低的功耗

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

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 處擴張，為政治、經(jīng)濟和榮譽而征戰(zhàn)。公元960年哈洛德到達了他權(quán)力的最高點，征服了整個丹麥和挪威。而藍牙是這個丹麥國王Viking的“綽號”，因為他愛吃藍梅，牙齒被染藍，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。行業(yè)組織人員，在經(jīng)過一夜關于歐洲歷史和未來無線技術發(fā)展的討論后，有些人認為用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，技術將被定義為允許不同工業(yè)領域之間的協(xié)調(diào)工作，保持著各個系統(tǒng)領域之間的良好交流，例如計算機，手機和汽車行業(yè)之間的工作。
為什么要推出藍牙？

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

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、臺式電腦及其他設備之間的電纜。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該是短距離的無線連接。隨著項目的進展，日益明朗化的是短距離無線通信的應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的標準化活動時提出了藍牙技術。

1999年5月20日，這五家廠商成立了藍牙“特別興趣組”（Special Interest Group，SIG），即藍牙技術聯(lián)盟的前身，以使藍牙技術能夠成為未來的無線通信標準。芯片霸主Intel公司負責半導體芯片和傳輸軟件的開發(fā)，愛立信負責無線射頻和移動電話軟件的開發(fā)，IBM和東芝負責筆記本電腦接口規(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、朗訊與藍牙特別小組的五家公司共同發(fā)起成立了藍牙技術推廣組織，從而在全球范圍內(nèi)掀起了一股“藍牙”熱潮。全球業(yè)界即將開發(fā)一大批藍牙技術的應用產(chǎn)品，使藍牙技術呈現(xiàn)出極其廣闊的市場前景，并預示著21世紀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)了藍牙1．0標準，并于1999年7月公布。藍牙標準包括兩個文件：

基礎核心協(xié)議——提供設計標準；

基礎應用規(guī)范——提供互操作性準則。

核心協(xié)議文件描述了射頻、基帶、鏈路管理器、業(yè)務發(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；應用規(guī)范文件描述了各種不同類型的藍牙應用所要求的協(xié)議和過程。

2006年10月13日，Bluetooth SIG（藍牙技術聯(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)界領導廠商杰爾系統(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牙技術聯(lián)盟董事會中的一席，并積極推動藍牙標準的發(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家應用成員企業(yè)。而企業(yè)只要使用“藍牙（Bluetooth）”相關商標在市場上銷售產(chǎn)品，都必須向藍牙技術聯(lián)盟交納商標使用費和產(chǎn)品認證費。

2008年，藍牙技術聯(lián)盟準備新設立一個“初級應用成員公司”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，認證兩款藍牙產(chǎn)品的費用降至2500美元。

藍牙的版本演進

在5.0之前，藍牙經(jīng)過了多個版本的演進，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特點進行詳細介紹：

上表中：

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

HS：全稱為High Speed。HS使得Bluetooth能利用WiFi作為傳輸方式進行數(shù)據(jù)傳輸，其支持的傳輸速度最高可達24Mbps。其核心是在802.11的基礎上，通過集成802.11協(xié)議適配層，使得藍牙協(xié)議?？梢愿鶕?jù)任務和設備的不同，選擇正確的射頻。

BLE：全稱為Bluetooth Low Energy。藍牙規(guī)范4.0最重要的一個特性就是低功耗。BLE使得藍牙設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使得藍牙設備在鐘表、遠程控制、醫(yī)療保健及運動感應器等市場具有極光明的應用場景。

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、平均和待機模式功耗，覆蓋范圍增強，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。所有連接都使用藍牙2.1加入的減速呼吸模式（sniff subraTIng）來達到超低工作循環(huán)。

跳頻：使用所有藍牙規(guī)范版本通用的自適應跳頻，最大程度地減少和其他2.4 GHz ISM頻段無線技術的串擾。

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加密算法進行數(shù)據(jù)包加密和認證。

拓撲：每個數(shù)據(jù)包的每次接收都使用32位尋址，理論上可連接數(shù)十億設備；針對一對一連接最優(yōu)化，并支持星形拓撲的一對多連接；使用快速連接和斷開，數(shù)據(jù)可以在網(wǎng)狀拓撲內(nèi)轉(zhuǎn)移而無需維持復雜的網(wǎng)狀網(wǎng)絡。

除了物聯(lián)網(wǎng)以及用于連接裝置等應用外，藍牙技術也在近年有更多的的應用，尤其是Beacon 技術正在改變定位與服務，藉由Beacon 技術取代條碼，使用者可輕松的獲取相關資訊，且同時也能藉由藍牙技術進行室內(nèi)的定位服務，能用于百貨或是車站的室內(nèi)導航，百貨商品業(yè)者的找尋柜位等應用；另外就是透過距離的拓展以及即將導入的Mesh ，藍牙也預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)展目標之外，藍牙聯(lián)盟也在三月公布了一項新的技術TDS （ Transport Discovery Service ），這項技術中文稱為傳輸發(fā)現(xiàn)技術，透過藍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，并且使使用者可以關閉裝置中功耗較高的技術，并于需要時再開啟，藍牙聯(lián)盟希望借此技術能夠在物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境中使能源管理更好。

總結(jié)：

調(diào)研機構(gòu)ABI Research首席分析師Patric Connolly介紹，至2020年，基于藍牙的Beacon出貨量預計將超過3.71億。憑借廣播數(shù)據(jù)傳輸量八倍的提升，Bluetooth 5將進一步推進Beacon和定位服務在智能家居、商業(yè)和工業(yè)市場中的應用和部署。藍牙5的發(fā)布是革命性的，雖然它不像5G技術那樣廣受矚目，并不是每個人都關注到它，但它的技術迭代卻深深影響到智能家居行業(yè)的發(fā)展方向以及所能達到的智能化程度。