蓝牙协议简史

一、蓝牙起源

如果没有蓝牙，我们的办公桌面很有可能是这样的。因此，发明蓝牙的初衷就是解决手机和电脑与各种周边设备之间的连接问题，避免这种情况的发生。

1998 年 5 月 20 当时世界上最大的两家手机制造商爱立信和诺基亚，以及两家电脑制造商 IBM与东芝公司成立「对小组特别感兴趣」（Special Interest Group，SIG），即蓝牙技术联盟的前身，目标是开发成本低、效率高、短距离无线连接的协议标准。

蓝牙名字的起源

起初，蓝牙是为了连接电脑、手机等个人设备，SIG想把这个协议称为个人局域网(Personal Area Network或者PAN)或者RadioWire，但后来这两个名字没有成功注册。来自英特尔的27岁工程师Jim Kardach我一本关于十世纪丹麦国王哈拉尔的书Haral Bluetooth国王以1998年统一丹麦、挪威和一颗深蓝色牙齿而闻名，因此被赋予蓝牙（Bluetooth）的昵称。而SIG正是为了统一不同设备之间相互连接和通信的问题而成立，并在一起共同定义这份协议的。所以，蓝牙（Bluetooth）因此得名。

蓝牙图标的由来

现在我们都知道，蓝牙logo是这样的：

但它实际上是两个字母的组合，分别是H和B，也就是上面提到的国王名字的两个首字母。

蓝牙协议的演变

1999年：蓝牙1.0

早期的蓝牙 1.0 A 和 1.0B 版本中存在许多问题，许多制造商指出，他们的产品是不兼容的。同时，两个设备的链接（Handshaking）蓝牙硬件的地址（BD_ADDR）它将被发送出去，不能在协议层面匿名，造成数据泄露的风险。

因此，当 1.0 版本推出后，蓝牙并没有立即得到广泛应用。除了当时蓝牙功能对应的电子设备种类较少外，蓝牙设备也非常昂贵。

2001年：蓝牙1.1

蓝牙 1.1 版正式列入 IEEE 802.15.1 标准定义了物理层（PHY）媒体访问控制（MAC）设备间无线连接规范，传输率为 0.7Mbps。但由于是早期设计，容易受到同频产品的干扰，影响通信质量。

2003年：蓝牙1.2

蓝牙 1.2 版针对 1.0 版本中暴露的安全问题改进了匿名模式和新屏蔽设备的硬件地址（BD_ADDR）保护用户免受身份嗅探攻击和跟踪，同时向下兼容 1.1 版本。此外，还增加了四个新功能：

AFH（Adaptive Frequency Hopping）适应性跳频技术减少了蓝牙产品与其他无线通信设备之间的干扰；

eSCO（Extended Synchronous Connection-Oriented links）为提供延伸同步连接导向信道技术 QoS 进一步满足高级语音和音频产品的需求；

Faster Connection 快速连接功能可以缩短重新搜索和重新连接的时间，使连接过程更加稳定和快速；

支持 Stereo 声效的传输要求，但只能单工作。

2004年：蓝牙2.0

蓝牙 2.0 是 1.2 版本改良版，新增 EDR（Enhanced Data Rate）通过提高多任务处理和多种蓝牙设备同时运行的能力，可以达到蓝牙设备的传输率 3Mbps。

蓝牙 2.0 支持双工模式：在传输文档/高质量图片的同时进行语音通信。

同时，EDR 技术通过减少工作负债循环来降低功耗，由于带宽的增加，蓝牙 2.0 连接设备数量增加。

2007年：蓝牙2.1

蓝牙 2.1 新增了 Sniff Subrating 省电功能从旧版本中发送设备间相互确认的信号时间隔 0.1 秒延长到 0.5 几秒钟左右，蓝牙芯片的工作负荷大大降低。

另外，新增 SSP 蓝牙设备配对体验简单，使用安全强度提高。

支持 NFC 只要有两个内置的近场通信 NFC 芯片的蓝牙设备相互靠近，配对密码将通过 NFC 无需手动输入即可传输。

2009年：蓝牙3.0

蓝牙 3.0 新增可选技术 High Speed，High Speed 可调用蓝牙 802.11 WiFi 用于实现高速数据传输，传输率高达 24Mbps，是蓝牙 2.0 的 8 双，轻松实现录像机到高清电视，PC 至 PMP、UMPC 数据传输到打印机之间。

蓝牙 3.0 的核心是 AMP（Generic Alternate MAC/PHY），这是一种全新的交替射频技术，允许蓝牙协议栈动态地为任何任务选择正确的射频。

在功耗方面，蓝牙 3.0 引入了 EPC 辅以增强电源控制技术 802.实际空闲功耗显著降低。

此外，还增加了新规范 UCD 单向广播无连接数据技术，提高了蓝牙设备的相应能力。

2010年：蓝牙4.0

蓝牙 4.0 这是迄今为止第一个将三种规格集成在一起的蓝牙综合协议规范。最重要的变化之一是 BLE（Bluetooth Low Energy）提出了低功耗蓝牙、传统蓝牙和高速蓝牙三种模式：

”高速蓝牙“主攻数据交换与传输；“传统蓝牙”则以信息沟通、设备连接为重点；”低功耗蓝牙“以不需占用太多带宽的设备连接为主，功耗较老版本降低了 90%。

蓝牙 4.0 芯片模式分为 Single mode 与 Dual mode。Single mode 只能与蓝牙 4.0 相互传输不能向下传输 3.0/2.1/2.0 版本兼容；Dual mode 可向下兼容 3.0/2.1/2.0 版本。前者用于使用纽扣电池的传感器设备，如对功耗要求较高的心率检测器和温度计；后者用于传统蓝牙设备，兼顾低功耗需求。

此外，蓝牙 4.0 还将蓝牙的传输距离提高到100米以上(低功耗模式下)。响应速度更快，最短 3 连接设置在毫秒内完成并开始传输数据。使用更安全的技术 AES-128 CCM 加密算法对数据包进行加密和认证。

2013年：蓝牙4.1

蓝牙 4.1 传输速度和传输范围变化不大，但软件有明显改进。此更新的目的是让它变得 Bluetooth Smart 技术最终成为物联网（Internet of Things）发展的核心动力。

支持与 LTE 当蓝牙和 LTE 当无线电信号同时传输数据时，蓝牙 4.1 可以自动协调两者的传输信息，以确保协同传输，降低相互干扰。

允许开发人员和制造商「自定义」蓝牙 4.1 设备的重新连接间隔为开发人员提供了更高的灵活性和控制。

支持「云同步」。蓝牙 4.1 加入专用 IPv6 通道，蓝牙 4.1 设备可以通过连接到可以连接到网络的设备(如手机) IPv6 与云数据同步，满足物联网的应用需求。

支持「扩展设备」与「中心设备」角色交换。支持蓝牙 4.1 不需要使用标准耳机、手表和键鼠 PC、平板电脑、手机等数据枢纽实现数据的独立收发。例如，智能手表和计步器可以绕过智能手机，直接实现对话。

2014年：蓝牙4.2

蓝牙 4.2 传输速度比上一代快 2.5 因为蓝牙智能，倍（Bluetooth Smart）随着数据包容量的增加，可容纳的数据量相当于之前的10倍左右。

为了提高传输速率和隐私保护，蓝牙信号必须经用户许可才能连接或跟踪用户设备。用户可以放心使用可穿戴设备而不用担心跟踪。

支持 6LoWPAN，6LoWPAN 是一种基于 IPv6 低速无线域网标准。蓝牙 4.2 可直接通过设备 IPv6 和 6LoWPAN 接入互联网。该技术允许多个蓝牙设备通过终端访问互联网或局域网，使大多数智能家居产品可以放弃相对复杂的 WiFi 连接，改用蓝牙传输，使个人传感器与家庭互联更加方便快捷。

2016年：蓝牙5.0

蓝牙 5.0 蓝牙在低功耗模式下具有更快更远的传输能力 4.2 两倍(速度上限为 2Mbps），蓝牙是有效传输距离 4.2 理论上可以达到四倍 300 米)，数据容量为蓝牙 4.2 的八倍。

结合室内定位导航功能，支持室内定位导航功能 WiFi 精度小于 1 米的室内定位。

针对 IoT 物联网在底层进行优化，更低的功耗和更高的性能为智能家居服务。

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