近来蓝牙SIG最新公布了:Bluetooth Smart 和Bluetooth Smart Ready 两款商标。
其中Bluetooth Smart为蓝牙4.0低功耗商标。
Bluetooth Smart Ready为蓝牙4.0双模商标。
了解更多蓝牙商标,请到:
https://www.bluetooth.org/Marketing/SmartMarks/overview.htm
Bluetooth Low Energy 介绍 低功耗蓝牙介绍1.简介
BLE(Bluetooth Low Energy,低功耗蓝牙)是对传统蓝牙BR/EDR技术的补充。尽管BLE和传统蓝牙都称之为蓝牙标准,且共享射频,但是,BLE是一个完全不一样的技术。BLE不具备和传统蓝牙BR/EDR的兼容性。它是专为小数据率、离散传输的应用而设计的。通信距离上也有改变,传统蓝牙的传输距离几十米到几百米不等,BLE则规定为100米。
2.低功耗蓝牙(BLE)
低功耗蓝牙分为单模(Bluetooth Smart)和双模(Bluetooth Smart Ready)两种设备。BLE和蓝牙BR/EDR的区分,让我们有三种方式将蓝牙技术集成到具体设备中。下表中示意了两个蓝牙设备之间的通信方式。因为不再是所有现有的蓝牙设备可以和另一个蓝牙设备进行互联,所以,准确描述产品中蓝牙的版本非常地重要。
2.1 单模蓝牙
单模蓝牙设备被称为Bluetooth Smart设备,并且有专用的logo:
下表列出了现有的基于GATT的协议/服务(07/2013):
GATT-Based Specifications (Qualifiable) |
Adopted Version | |
ANP |
Alert Notification Profile |
1.0 |
ANS |
Alert Notification Service |
1.0 |
BAS |
Battery Service |
1.0 |
BLP |
Blood Pressure Profile |
1.0 |
BLS |
Blood Pressure Service |
1.0 |
CPP |
Cycling Power Profile |
1.0 |
CPS |
Cycling Power Service |
1.0 |
CSCP |
Cycling Speed and Cadence Profile |
1.0 |
CSCS |
Cycling Speed and Cadence Service |
1.0 |
CTS |
Current Time Service |
1.0 |
DIS |
Device Information Service |
1.1 |
FMP |
Find Me Profile |
1.0 |
GLP |
Glucose Profile |
1.0 |
HIDS |
HID Service |
1.0 |
HOGP |
HID over GATT Profile |
1.0 |
HTP |
Health Thermometer Profile |
1.0 |
HTS |
Health Thermometer Service |
1.0 |
HRP |
Heart Rate Profile |
1.0 |
HRS |
Heart Rate Service |
1.0 |
IAS |
Immediate Alert Service |
1.0 |
LLS |
Link Loss Service |
1.0 |
LNP |
Location and Navigation Profile |
1.0 |
LNS |
Location and Navigation Service |
1.0 |
NDCS |
Next DST Change Service |
1.0 |
PASP |
Phone Alert Status Profile |
1.0 |
PASS |
Phone Alert Status Service |
1.0 |
PXP |
Proximity Profile |
1.0 |
RSCP |
Running Speed and Cadence Profile |
1.0 |
RSCS |
Running Speed and Cadence Service |
1.0 |
RTUS |
Reference Time Update Service |
1.0 |
ScPP |
Scan Parameters Profile |
1.0 |
ScPS |
Scan Parameters Service |
1.0 |
TIP |
Time Profile |
1.0 |
TPS |
Tx Power Service |
1.0 |
BLE的低功耗并非通过优化空中的无线射频传输实现,而是通过改变协议的设计来实现。一般来说,为了实现极低的功耗,BLE协议设计为:在不必要射频的时候,彻底将空中射频关断。与传统蓝牙BR\EDR相比,BLE有这三大特性,从而实现低功耗:缩短无线开启时间、快速建立连接、降低收发峰值功耗(具体由芯片决定)。
缩短无线开启时间的第一个技巧是只用3个“广告”信道,第二个技巧是通过优化协议栈来降低工作周期。一个在广告的设备可以自动和一个在搜索的设备快速建立连接,所以可以在3ms内完成连接的建立和数据的传输。
低功耗的设计会带来一些牺牲,例如:音频数据就无法通过BLE来进行传输。
BLE仍然是一种非常鲁棒的技术。它依然支持跳频(37个数据信道),并且采用了一种改进的GFSK调制方法来提高链路的稳定性。BLE也仍是非常安全的技术,因为在芯片级提供了128 bit AES加密。
单模设备可以作为Master或者Slave,但是不能同时充当两种角色。这意味着BLE只能建立简单的星状拓扑,不能实现散射网。
BLE的无线电规范中定义了低功耗蓝牙的最高数据率为305kbps,但是,这只是理论数据。在实际应用中,数据的吞吐量取决于上层协议栈。而UART的速度、处理器的能力和主设备都会影响数据吞吐能力。
高的数据吞吐能力的BLE只有通过私有方案或者基于ATT notification才能实现。事实上,如果是高数据率或高数据量的应用,蓝牙BR/EDR通常显得更加省电。
BLE通常应用在传感器和智能手机或者平板的通信中。到目前为止,只有很少的智能机和平板支持BLE,如:iPhone 4S以后的*,Motorola Razr和 the new iPad 及其以后的iPad。安卓手机也逐渐支持BLE,安卓的BLE标准在2013年7月24日刚发布。智能机和平板会带双模蓝牙的基带和协议栈,协议栈中包括GATT及以下的所有部分,但是没有GATT之上的具体协议。所以,这些具体的协议需要在应用程序中实现,实现时需要基于各个GATT API集。这样有利于在智能机端简单地实现具体协议,也可以在智能机端简单地开发出一套基于GATT的私有协议。
在苹果设备上使用BLE传输,尤其有其明显的优势。相比于蓝牙BR/EDR,再也不需要使用经过苹果授权的加密芯片,就不需要在加入MFi项目中去。