学习笔记)蓝牙Bluetooth4.0 传统蓝牙与低功耗蓝牙

1． BLE 概念：

蓝牙低功耗(Bluetooth low energy)BLE(或 BTLE)是 Bluetooth v4.0 的一项关键功能，将再次重新定义蓝牙技术的使用方式。蓝牙低功耗延续“传统”蓝牙技术的精神，包括低成本、短距离、可互操作，工作在免许可的 2.4GHz  ISM 射频频段，同时增加了创新的超低功耗运作 模式，提供多种新 类型的使用案例和应用可能性。

2． 蓝牙低能耗技术的特性：

蓝牙低能耗技术的三大特性成就了超低功耗性能，这三大特性分别 是最大 化的待机时间、快速连接和低峰值的发送/接收功耗。

3． 待机时间区别：

蓝牙单模器件是蓝牙规范中新出现的一种只支持蓝牙低能耗技术的 芯片。 单模芯片可以用单节钮扣电池（如 3V、220mAh 的 CR2032）工作很长时间（几个月甚至几年）。相反，标准蓝牙技术（和蓝牙低能耗双模器件）通常要求使用至少两节 AAA 电池（电量是钮扣电池的 10 至 12 倍，可以容忍高得多的峰值电流），并且更多情况下最多只能工作几天或几周的时间（取决于具体应用 ）。

4． 连接技术的区别：

标准蓝牙 技术是一种“面向连接”的无线技术，具有固定的连接时间间隔，是移动电话连接无线耳 机等高活动连接 的理想之选。相反，蓝牙低能耗技术采用可变连接时间间隔，这个间隔根据具体应用可以设置为几毫秒 到几秒不等。

另外，因为 BLE 技术采用非常快速的连接方式，因此平时可以处于“非连接”状态（节省能源）， 此时链路两端相互间只是知晓对方 ，只有在必要时才开启链路，然后在尽可能短的时间内关闭链路。

5． BLE 特点和优势：

低耗能蓝牙技术继承传统 蓝牙技术（ 4.0 前版本统称蓝牙）的跳频技术等优点，并采用高效率的发现机制、少的数据频道和宽频道间隔、引入广播数据包、快速建立连接、引入数据位、低工作电流和超低睡眠电流等技术实现更低功耗、更小代码空间、更低成本的目标。举例说明如下：

高效率的发现机制：低耗能蓝牙技只用 3 个 信道做广播信道，允许毫秒级快速建立连接，效率远高于传统蓝牙的 32 个信道方式。

少的数据频道和宽频道间隔：传统蓝牙有 79 个数据信道，频道间隔 是 1MHz；低耗能蓝牙有 40 个数据信道，频 道间隔是 2MHz。

低工作电流和超低睡眠电流：传统蓝牙的工作峰值电流一般是 35mA，睡眠状态电流是 0.01mA。而低耗能蓝牙的工作峰值电流是小于 15mA，睡眠状态电流是 0.004mA。

限制峰值功耗：蓝牙低 能耗技术还能通过 两种其它方式限制峰值功耗：采用更加“宽松的”射频参数以及发送很短的数据包。两 种技术都使用高斯频移键控(GFSK)调制，但蓝牙低能耗技术使用的调制指数是 0.5，而标准蓝 牙技术是 0.35。0.5 的指数接近高斯最小频移键控(GMSK)方案，可以 降低无线设备的功耗要求。

6． BLE 工作模式：

BLE 技术的工作模式非常适合用于从微型无线传感器（每半秒交换一次数据）或使 用完全异步通信的遥控器等其它外设 传送数据。这些设备发送的数据量非常少（通常几个字节），而且发送次数也很 少（例如每秒几 次到每分钟一次，甚至更少）。

7． BLE 前景：

国际蓝牙技术联盟（Bluetooth SIG）新制定了蓝牙 4.0 标准，以 推动蓝牙第二波发 展浪潮。新标 准最显著的变化就是低耗能蓝牙技术，不仅可以将蓝牙设备的待机时间从 3-4 天延长到 1 年之久，而且可以将蓝牙从待机到工作的几秒时间缩短到 3 毫秒，另外优化的协议设计大大扩展了应 用的灵活性，为蓝牙打开了全新的应用市场。低耗能蓝牙技术将成为物联网实现近距离无线通信的主 要技术 之一，助力物联网创新应用。

8． 蓝牙 4.0 应用前景

蓝牙 4.0 实现传统蓝牙、低耗能蓝牙和高速蓝牙的融合，支持双模式和单模式两种应用方式。双模式是将低耗能蓝牙功能和传统蓝牙(2.1+EDR/3.0+HS)功能的集成，对应“Bluetooth Smart Ready”商标，可用于手机、平板电脑、个人电脑及电视机等；单模式仅支持低耗能蓝牙技术，对应“Bluetooth Smart”商标，面向高度集成、紧凑的设备，可用于心率监测仪、计步器等使用纽扣式电池、收集特定信息的感应器类电子设备。

目前 iPhone 4S 及之后的产品已支持蓝牙 4.0，Intel、 微软也将在其新产品中增加对蓝牙 4.0 的支持。蓝牙 4.0 设备和应用将趋于快速增长。

低耗能蓝牙具有抗干扰能 力更强、数据发送 更快、工作效率更高、可与手机/计算机连接等优势，具有无可比拟的技术和市场优势，特别适用于近距离、小数据量、非频繁操作的应用场景，
如医疗
健身监视器
腕式设备/手表
家电遥控器
玩具
手机
计算机及附件
工业 自动化
电子游戏等

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