蓝牙技术简介
简介
在蓝牙 (Bluetooth) 产生前, 设备间只能通过繁琐的线缆连接以实现通讯, 虽然也可以用红外线通信 (光通信的一种), 但其通信距离短, 并且会被障碍物阻挡.
1993 年, 瑞典通讯巨头, 爱立信公司在内部开始启动了手持终端设备的短距离无线通讯功能的研发, 在 1994 年时, 同在北欧的诺基亚, 北美的英特尔和其一起讨论规范手机, 电脑和无线耳机的通讯标准, 1996 年年底, 开始陆续有其他行业巨头加入, 在 1998 年, 创建了 Bluetooth Special Interest Group, SIG, 此时该集团的成员有爱立信, 英特尔, 诺基亚, IBM 和东芝, 由于短距离无线通讯的标准的应用前景很大, 再加上巨头的牵线, 在不到一年的时间内, SIG 拥有了国际上 400 个成员. (至今达到了几万)
Bluetooth 这个名字本来是无线电标准的初期的内部称号, 但由于正式版的名字取得并不好, 因此沿用下来了.
Bluetooth 一词的寓意来自一个故事: 在距今大概一千年前的北欧, 丹麦有一个国王叫 Harald Blatand, 是一个军事能力和谈判能力很强的国王, 他统一和团结了公元十世纪的丹麦和挪威, 给人民带来了基督教和名族认同感, 而在 90 年代, 北欧的通信技术非常强大, 因此蓝牙通讯用了统一丹麦和挪威的北欧国王的的名字. (也是表达了团结和统一, 即统一电脑平台, 手机终端以及其他移动平台的通讯标准)
蓝牙工作在 2.4GHz 这一频段, 和 WiFi 的 2.4GHz 的频段一样, 都在 2.4~2.4835GHz, 不同的在于, 蓝牙在这 83.5MHz 的频宽上分成了 79 个 Channel, 即信道, 并采用 FHSS 的跳频的方式来进行通讯, 所以抗干扰能力比较强, 同时, 蓝牙的一个特点在于组建最高 8 个设备的 Piconet (微微网), 所有设备之间都按照预设的跳频模型跳频通讯, 所以能够同时在互相不干扰的情况下, 实现多台设备在 Piconet 的环境里面实现通讯.
非跳频通讯指, 无线电波在单一信道上持续发送数据, 单一信道的通讯容易受到干扰, 也容易被拦截, 有安全问题.
而跳频通讯 (Frequency-Hopping Spread Spectrum), 指无线电波在多个信道之间, 通过预设的模型, 在不同的信道间切换发送数据, 接收信号的接收方, 通过预设的模型在相应的信道上接收数据, 这可以满足多个设备利用不同的信道通讯而不互相产生干扰.
从 90 年代末到 2004 年是第一代蓝牙标准的发展期, 2000 年时, 世界首款支持蓝牙的手机和耳机面市, 只有单工通讯模式, 且不支持双声道耳机.
经过几年的发展和不断的完善, 第一代蓝牙版本号是 1.2, 制定于 2003 年年末, 修正了之前的各种 bug. 但速率很低, 只有 0.7Mbps.
2004 年, 蓝牙推出了 2.0 的标准. 相比第一代的蓝牙标准, 第二代的最重要的升级是 EDR (Enhanced Data Rate), 此时数据传输带宽提升到了 2~3Mbps, 同时, 支持了双工通讯, 可以同时传输音频数据和文件数据. 同时, 蓝牙 2.1 版本大幅降低了待机功耗, 优化了传输距离, 从 1.0 时代 10m 左右的距离优化到了二三十米.