2009年的12月,,藍牙技術(shù)聯(lián)盟 (Bluetooth Special Interest Group, SIG)首度先行推出藍牙4.0版本,,并在2010年底,于西雅圖正式公布藍牙核心規(guī)格4.0版本的相關(guān)數(shù)據(jù),,藍牙4.0版本將過去三種藍牙規(guī)格,,包括傳統(tǒng)藍牙技術(shù)、藍牙低功耗技術(shù)及藍牙高速技術(shù)等三種規(guī)格合而為一,。除此之外,,藍牙4.0版本可以讓設(shè)計者選擇將距離優(yōu)化至200英尺以上,特別是對需要較長距離的室內(nèi)傳感器的應(yīng)用,,其低功耗特性為藍牙技術(shù)拓展了新的市場,,像是配有鈕扣電池的無線裝置、傳感器,、醫(yī)療保健,、運動與健身、安全,、家庭娛樂及智慧電表等市場,,值得一提的是,Continua健康聯(lián)盟已選擇藍牙低功耗技術(shù)作為下一個標準版本的低功耗傳輸技術(shù),。
藍牙4.0版本帶領(lǐng)藍牙技術(shù)突破PAN的限制
一直以來,,藍牙技術(shù)是以短距離無線技術(shù)著稱,也就是屬于PAN(Personal Area Networking)的領(lǐng)域,,從原來的基本距離30英尺(大約10m)的傳統(tǒng)藍牙射頻,,大幅增加到200英尺,。只是這個200英尺的距離并不是標準功能,而是“選擇性”的功能,,新版藍牙4.0在堅固性,、低耗電及低成本等基本功能外,另外提供了許多功能選項,,如距離的長度,,讓設(shè)計者自行選擇搭配,以使產(chǎn)品具有差異性,。
藍牙4.0版本的技術(shù)細節(jié)
1,、數(shù)據(jù)傳輸-藍牙低功耗技術(shù)支持很短的資料封包(8octet~27octet),其傳輸速度高達1Mbps,。所有連接均采用先進的嗅探性次額定功能模式,,以實現(xiàn)超低的負載循環(huán)。
2,、跳頻-藍牙低功耗技術(shù)和其它版本的藍牙技術(shù)一樣都是使用調(diào)節(jié)性跳頻,,以盡量減少2.4GHz ISM波段其他技術(shù)的干擾。此技術(shù)還允許高效的多路徑優(yōu)勢增加鏈路預(yù)算,,從而加大射程,。
3、主機控制-藍牙低功耗技術(shù)設(shè)計的高智能控制器,,讓主機長時間處于休眠狀態(tài),,并只在主機需要運作時由控制器來啟動。因主機較控制器消耗更多的能源,,因此這樣的設(shè)計也節(jié)省了最多的能源,。
4、延遲-藍牙低功耗技術(shù)的聯(lián)機建立僅需3毫秒即可完成,;同時能以應(yīng)用程序迅速啟動鏈接器,并以數(shù)毫秒的傳輸速度完成經(jīng)認可的數(shù)據(jù)傳遞后并立即關(guān)閉連接,。
5,、射程-調(diào)變指數(shù)的增大可使低功耗無線技術(shù)的射程加大,射程將可超過100m ,。
6,、穩(wěn)定度-藍牙低功耗技術(shù)使用24位的循環(huán)重復(fù)檢環(huán)(CRC),能確保所有封包在受干擾時的最大穩(wěn)定度,。
7,、高度安全-使用CCM的AES-128完全加密,為數(shù)據(jù)封包提供高度加密性及認證度,。
8,、拓樸-藍牙低功耗技術(shù)在每個從裝置及每個封包上,,使用32位的存取地址,讓數(shù)十億個裝置能被同時鏈接,。此技術(shù)不但將一對一的連結(jié)優(yōu)化,,同時也利用星狀拓撲來完成一對多點的連結(jié)。在聯(lián)機和斷線切換迅速的情況下,,數(shù)據(jù)能夠在網(wǎng)狀拓樸之間移動,,但不至于為了維持此網(wǎng)絡(luò)而顯得過于復(fù)雜。
低功耗微藍牙4.0的重點
低功耗技術(shù)可說是藍牙4.0版本的重大突破,,具備超低峰值,、平均值與待機功耗,透過標準紐扣電池足以使用數(shù)年,,支持多種設(shè)備之間的兼容性,,并加強射程。支持很短的數(shù)據(jù)封包,,8octet至27octet,,其傳輸速度高達1Mbps。藍牙低功耗技術(shù)和其他版本的藍牙技術(shù)一樣都是使用調(diào)節(jié)性跳頻,,以盡量減少2.4GHz ISM波段其他技術(shù)的干擾,。藍牙低功耗設(shè)計主要提供3種應(yīng)用方案:獨立運作模式、雙模工作模式及整合模式,。在雙模應(yīng)用中,,藍牙低功耗的功能會整合至現(xiàn)有的傳統(tǒng)藍牙控制器中,共享傳統(tǒng)藍牙技術(shù)既有的射頻和功能,,相較于傳統(tǒng)的藍牙技術(shù)增加的成本更小,。除此之外,制造商可利用升級版藍牙低功耗技術(shù)的堆棧,,整合目前的藍牙3.0高速版本,,或2.1+EDR等傳統(tǒng)藍牙芯片組,增進傳統(tǒng)藍牙裝置的新效能,。
另外,,低功耗的獨立運作芯片組則是一個高度集成的裝置,具備輕量的鏈路層,,能在最低成本的前提下,,支持低功耗的待機模式、簡易的裝置發(fā)現(xiàn),、可靠的點對多點的數(shù)據(jù)傳輸,、安全的加密連結(jié)等;位于上述控制器中的鏈路層,適用于網(wǎng)絡(luò)連接傳感器,,并確保在無線傳輸中,,皆能透過藍牙低功耗傳輸。