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。