知识整理1----初次认知蓝牙

一、蓝牙的定义

二、蓝牙的组成

三、蓝牙的协议

四、蓝牙的优点

五、蓝牙的缺点

六、蓝牙的演变阶段

七、蓝牙的演变过程

八、蓝牙延时

九、蓝牙抗干扰

十、国内外芯片原厂

十一、蓝牙模块选型

蓝牙的定义

蓝牙技术是一种无线数据、语音通信开放的全球规范技术，它是为固定、移动设备建立一种特殊的、低成本、近距离的通信环境无线连接技术。

蓝牙的组成

蓝牙系统由蓝牙模块、蓝牙协议、系统应用和无线电波组成

蓝牙模块：由于使用波长特别短，可将天线、控制器、编码器和收发器均集成在一个微型模块内，简称蓝牙模块

蓝牙的协议

蓝牙协议栈由主机 + HCI(可选) + 控制器三大块组成

主机(Host) ：主机部分由核心协议层(L2CAP、SDP、SMP、ATT)和核心规范(GAP、GATT)构成；

控制器(Controller)：此部分拆分为低功耗蓝牙（Vol 6: Low Energy Controller）和经典蓝牙（Vol 2: BR/EDR Controller）两个章节说明

HCI：此部分定义了主机和控制器之间通信的接口标准（Vol 4: Host Controller Interface），可以是UART、USB等通信方式。

蓝牙的优点

·低功率，便于电池供电设备工作

·便宜，可以应用到低成本设备上

·同时管理数据和声音传输

·低延时

蓝牙的缺点

·传输速度慢：蓝牙技术的传输速度相对较慢，最高速度只能达到几十Mbps，无法满足大数据传输的需求。

·信号覆盖范围小：蓝牙技术的信号覆盖范围比较小，一般只能达到10米左右，如果在较大的范围内传输数据，可能需要增加中继设备，增加了设备和成本。

·受干扰：蓝牙技术容易受到周围的其他无线信号干扰，例如WiFi信号和其他蓝牙设备的信号。

·连接限制：蓝牙技术连接数有限，一般只能支持7个左右的连接，无法满足大量设备连接的需求。

·兼容性问题：虽然蓝牙技术已经成为全球性的通信标准，但是不同的设备对蓝牙的支持程度不同，有些设备可能无法正常连接蓝牙

蓝牙的演变阶段

表：蓝牙技术演变版本

蓝牙的演变过程

蓝牙1.0

使用的是BR技术
蓝牙设备的理论传输速率只有721.2Kbps

蓝牙2.0

使用的是EDR（Enhanced Data Rate）技术
蓝牙设备的传输率速率可达3Mbps

蓝牙3.0

使用的是 AMP（Generic Alternate MAC/PHY）交替射频技术
支持动态选择正确射频
传输速率高达 24Mbps

蓝牙4.0

BLE 4.0版本是3.0的升级版本
主打特性是低功耗
可以实现两种模式：双模蓝牙、单模蓝牙

双模蓝牙，向下兼容，既支持经典蓝牙又支持低功耗蓝牙，经典蓝牙有高速传输数据的特性，而低功耗蓝牙功耗极低

单模蓝牙，不向下兼容，无法向下兼容（3.0/2.1/2.0蓝牙版本）。只能与 4.0版本互相传输，对比老版本功耗降低了约90%

蓝牙4.1

底层技术支持作为中心设备连接外围的智能设备，作为外设设备，显示智能手机、平板的消息
新增特性是可通过IPV6连接到网
已连接过的设备靠近即可自动连接
与4G通讯“共存”，即减小相互干扰

蓝牙4.2

2014年12月颁布蓝牙4.2标准
将发送数据包长度扩展，提升数据传输速度
新增LE安全配对，增加隐私保护程度

蓝牙5.0

支持2M PHY，同时支持LE long range，通过125K或500K PHY实现更远的广播距离和传输距离
蓝牙mesh的推出，网状网络可以将成千上万个设备互联

蓝牙5.1

加入了测向功能和厘米级的定位服务：Angle of Arrival (AoA) and Angle of Departure (AoD)（到达角/出发角）

蓝牙5.2

LE同步信道(LE Isochronous Channels)：核心规范一个同步组可以包括最多31个不同的同步音频流，在广播同步模式下可以实现通讯范围内无限多个音频接收端同时收听分享的音频流。
增强版ATT(Enhanced ATT)：用于快速读取属性值，这一新增功能将提高基于ATT协议的信息沟通效率，实现快速服务发现(Fast Service Discovery)等功能。
LE功率控制(LE Power Control)：定义了低功耗蓝牙的双向功率控制协议(LE Power Control)，可用于实现多种应用场景

蓝牙5.3

低速率连接：一些数据传输由于速率低，无法在蓝牙5.2中传递。而蓝牙5.3解决了这个问题，让低功耗低速率信号也能使用。
ex：主要在血糖仪等一些医疗设备上出现
加密控制增强：提高了加密密钥长度控制选项，提高了安全性。
周期性广播增强：提高广播稳定性，从而利用广播时间做更多的事情。
延迟更低、抗干扰性更强、提升了电池续航时间。
传输速率48Mbit/s，理论传输距离300米

蓝牙延时

延时控制在100ms，普通人就不会明显感知音画同步的延时性，60ms以下基本都能接受了，40ms以下可以说表现优秀了，20ms以下目前是卓越，几乎是无感，“0延时”了。

	使用场景	有/无损音质	最大码率kbps	延迟ms(毫秒）
SBC	早期编码	有损编码	328	100-500
AAC	苹果设备	有损编码	328	100-500
aptX	高通技术	无损编码	352	<130
aptX-HD			576	<130
aptX低延迟			420	<40
LDAC	索尼技术	无损编码	990	整体延迟偏高
LHDC（HWA）	华为技术	无损编码	990	未知

国内外芯片原厂

SR/高通

链接：https://www.qualcomm.cn/

德州仪器（TI 公司）

链接：https://www.ti.com.cn/

赛普拉斯Cypress

链接：https://link.zhihu.com/?target=http%3A//china.cypress.com/

北欧Nordic Semiconductor

链接：https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.nordicsemi.com/

戴乐格半导体（Dialog）

链接：https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.dialog-semiconductor.com/

创杰(ISSC)

链接：https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.issc-tech.com/

炬力集成电路设计有限公司

链接：https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.actions-semi.com/

昆天科微电子技术有限公司（Quintic）

链接：http://www.quintic.cn/index.html

RDA（锐迪科微电子有限公司）

链接：暂未查询到

安凯微电子

链接：https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.anyka.com/

卓荣集团

链接：https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.buildwin.com.cn/

链接：https://link.zhihu.com/?target=https%3A//www.mediatek.tw/

络达科技股份有限公司

链接：https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.airoha.com/

山景集成电路

链接：https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.mvsilicon.com/

珠海市杰理科技有限公司

链接：https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.zh-jieli.com/

上海博通

链接：https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.bekencorp.com/

上海巨微集成电路有限公司

链接：https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.macrogiga.com/

深圳市伦茨科技有限公司

链接：https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.lenzetech.com/

泰凌微电子（上海）有限公司

链接：https://link.zhihu.com/?target=http%3A//cn.telink-semi.com/

恒玄科技（上海）有限公司（BES）

链接：https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.bestechnic.com/

台湾瑞昱半导体(Realtek)

链接：https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.realtek.com.tw/

1.江苏卓胜微电子(MAXSCEND)

链接：https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.maxscend.com/

1.中科蓝讯

链接：https://www.bluetrum.com/

蓝牙模块选型

蓝牙模块可分为：经典蓝牙模块（v1.1/1.2/2.0/2.1/3.0）、低功耗蓝牙模块(v4.0/4.1/4.2/5.0)和双模蓝牙模块（支持蓝牙所有版本）

经典蓝牙支持音频（HFP/HSP, A2DP）、数据（SPP, HID, OPP, PBAP等）两大类协议

多数用于音箱，耳机，汽车电子等传统行业，经典蓝牙功耗偏大

低功耗蓝牙模块(v4.0/4.1/4.2/5.0)，功耗低，但不支持音频协议及受数据传输速度限制

双模蓝牙，既可以支持音频传输，同样可支持数据传输

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