目前許多汽車的車載多媒體信息系統(tǒng)都支持藍牙接入功能,比如凱迪拉克XTS豪華轎車上所搭載的CUE移動互聯(lián)體驗系統(tǒng)的藍牙接入功能,最多可支持10組藍牙配對,包括智能手機、平板電腦和多媒體播放器等。車主可以通過藍牙配對,將這些便攜設(shè)備中的信息與CUE系統(tǒng)實現(xiàn)共享。比如,可以讀取手機中的通訊錄,通過CUE系統(tǒng)的人聲識別功能直接進行語音撥叫;可以讀取手機或多媒體播放器中的音樂文件,通過CUE系統(tǒng)在車內(nèi)音響中播放,并在CUE系統(tǒng)的顯示屏上顯示曲目名、歌詞和專輯封面圖像等。
最近發(fā)展
市面上新出手機基本都帶有藍牙功能
藍牙鼠標(biāo)
藍牙用于在不同的設(shè)備之間進行無線連接,例如連接計算機和外圍設(shè)備,如:打印機、鍵盤等,又或讓個人數(shù)碼助理(PDA)與其它附近的PDA或計算機進行通信。具備藍牙技術(shù)的手機可以連接到計算機、PDA甚至連接到免持聽筒。
事實上,根據(jù)已訂立的標(biāo)準,藍牙可以支持功能更強的長距離通訊,用以構(gòu)成無線局域網(wǎng)。每個Bluetooth設(shè)備可同時維護8個連接。可以將每個設(shè)備配置為不斷向附近的設(shè)備聲明其存在以便創(chuàng)建連接。另外也可以對二個設(shè)備之間的連接進行密碼保護,以防止被其他設(shè)備接收。
藍牙的標(biāo)準是IEEE 802.15.1,藍牙協(xié)議工作在無需許可的ISM(Industrial Scientific Medical)頻段的2.45GHz。最高速度可達723.1kb/s。為了避免干擾可能使用2.45GHz的其它協(xié)議,藍牙協(xié)議將該頻段劃分成79個頻道,(帶寬為1MHz)每秒的頻道轉(zhuǎn)換可達1600次。
規(guī)格和功能
藍牙1.0
藍牙1.0B
藍牙1.1
藍牙1.2
這個版本向下兼容1.1版,其主要改進包括:
匿名方式:屏蔽設(shè)備的硬件地址(BD_ADDR),保護用戶免受身份嗅探攻擊和跟蹤。從1.1版開始已經(jīng)可以實現(xiàn)硬件匿名,但未被實施,因此對普通消費者來說還是沒有此功能。
自適應(yīng)頻率跳躍(AFH,Adaptive Frequency Hopping):通過避免使用跳躍序列中的擁擠頻率,從而改善對無線電干涉的抵抗。
更高的實際傳輸速度,實際測試約為24KB/S(192Kbps)左右。
L2CAP層引入了流量控制和錯誤糾正機制
藍牙2.0+EDR
早期的藍牙2.0適配器
2.0版的內(nèi)容還沒有什么明確的信息,但愛立信的研究者公布了一些內(nèi)容:
加入了“非跳躍窄頻通道”(Non-hopping narrowband channel)。
因為不需要與每個設(shè)備交換應(yīng)答信號,這種通道可以用來將各種器件的藍牙服務(wù)概要同時廣播到巨量的藍牙器件。應(yīng)答信號交換過程當(dāng)前需要大約一秒。
實時公共交通時刻表、基本的交通暢通性信息和高級交通指向指示等未加密信息可以以高速度發(fā)送給設(shè)備。
更高的連接速度(實際測試速度為280KB/s=2240Kbps)
支持多個速度水平
藍牙2.1+EDR
藍牙核心規(guī)范2.1+EDR向下對1.2版本完全兼容,藍牙技術(shù)聯(lián)盟于2007年7月26日通過。
藍牙2.1,增加了Sniff省電功能,使得適配器與設(shè)備的聯(lián)系時間延長到0.5秒,能節(jié)約不小電量;增強功能有簡單安全配對(SSP),這改善了藍牙設(shè)備的配對經(jīng)驗,同時提升了使用和安全強度。詳細請參閱配對一節(jié)1234。
藍牙3.0+HS
更高的數(shù)據(jù)傳輸速率,集成802.11PAL最高速度可達24Mbps。是2.0速度的8倍。
引入了增強電源控制,實際空閑功耗明顯降低。
藍牙4.0
藍牙4.0是Bluetooth SIG于2010年7月7日推出的新的規(guī)范。其最重要的特性是支持省電;
Bluetooth 4.0,協(xié)議組成和當(dāng)前主流的Bluetooth h2.x+EDR、還未普及的Bluetooth h3.0+HS不同,Bluetooth 4.0是Bluetooth從誕生至今唯一的一個綜合協(xié)議規(guī)范,
還提出了“低功耗藍牙”、“傳統(tǒng)藍牙”和“高速藍牙”三種模式。
其中:高速藍牙主攻數(shù)據(jù)交換與傳輸;傳統(tǒng)藍牙則以信息溝通、設(shè)備連接為重點;藍牙低功耗顧名思義,以不需占用太多帶寬的設(shè)備連接為主。前身其實是NOKIA開發(fā)的Wibree技術(shù),本是作為一項專為移動設(shè)備開發(fā)的極低功耗的移動無線通信技術(shù),在被SIG接納并規(guī)范化之后重命名為Bluetooth Low Energy(后簡稱低功耗藍牙)。這三種協(xié)議規(guī)范還能夠互相組合搭配、從而實現(xiàn)更廣泛的應(yīng)用模式,此外,Bluetooth 4.0還把藍牙的傳輸距離提升到100米以上(低功耗模式條件下)。
分Single mode與Dual mode。
Single mode只能與BT4.0互相傳輸無法向下兼容(與3.0/2.1/2.0無法相通);Dual mode可以向下兼容可與BT4.0傳輸也可以跟3.0/2.1/2.0傳輸
超低的峰值、平均和待機模式功耗,覆蓋范圍增強,最大范圍可超過100米。
速度:支持1Mbps數(shù)據(jù)傳輸率下的超短數(shù)據(jù)包,最少8個八組位,最多27個。所有連接都使用藍牙2.1加入的減速呼吸模式(sniff subrating)來達到超低工作循環(huán)。
跳頻:使用所有藍牙規(guī)范版本通用的自適應(yīng)跳頻,最大程度地減少和其他2.4 GHz ISM頻段無線技術(shù)的串?dāng)_。
主控制:可以休眠更長時間,只在需要執(zhí)行動作的時候才喚醒。
延遲:最短可在3毫秒內(nèi)完成連接設(shè)置并開始傳輸數(shù)據(jù)。
健壯性:所有數(shù)據(jù)包都使用24-bit CRC校驗,確保最大程度抵御干擾。
安全:使用AES-128 CCM加密算法進行數(shù)據(jù)包加密和認證。
拓撲:每個數(shù)據(jù)包的每次接收都使用32位尋址,理論上可連接數(shù)十億設(shè)備;針對一對一連接最優(yōu)化,并支持星形拓撲的一對多連接;使用快速連接和斷開,數(shù)據(jù)可以在網(wǎng)狀拓撲內(nèi)轉(zhuǎn)移而無需維持復(fù)雜的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。
藍牙4.1
藍牙4.1是藍牙技術(shù)聯(lián)盟于2013年底推出的新的規(guī)范,其目的是為了讓 Bluetooth Smart 技術(shù)最終成為物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)發(fā)展的核心動力。
此版本為藍牙4.0的軟件更新版本,搭載藍牙4.0設(shè)備的終端可通過軟件更新獲得此版本。
對于開發(fā)人員而言,該更新是藍牙技術(shù)發(fā)展史上一項重要的進步。該更新提供了更高的靈活性和掌控度,讓開發(fā)人員能創(chuàng)造更具創(chuàng)新并催化物聯(lián)網(wǎng)(IOT)發(fā)展的產(chǎn)品。
支持多設(shè)備連接。
智能連接:增加設(shè)置設(shè)備間連接頻率的支持。制造商可以對設(shè)備設(shè)置連接進行設(shè)置,使得設(shè)備可以更加智能的控制設(shè)備電量。
藍牙4.2
藍牙4.2是藍牙技術(shù)聯(lián)盟于2014年12月推出的新的規(guī)范。
藍牙5.0
藍牙5.0在2016年6月被宣布。在有效傳輸距離上將是4.2LE版本的4倍(理論上可達300米),傳輸速度將是4.2LE版本的2倍(速度上限為24Mbps)。藍牙5還支持室內(nèi)定位導(dǎo)航功能(結(jié)合WiFi可以實現(xiàn)精度小于1米的室內(nèi)定位),允許無需配對接受信標(biāo)的數(shù)據(jù)(比如廣告、Beacon、位置信息等,傳輸率提高了8倍),針對物聯(lián)網(wǎng)進行了很多底層優(yōu)化。
藍牙協(xié)議堆棧
藍牙協(xié)議堆棧依照其功能可分四層:
核心協(xié)議層(HCI、LMP、L2CAP、SDP)
線纜替換協(xié)議層(RFCOMM)
電話控制協(xié)議層(TCS-BIN)
選用協(xié)議層(PPP、TCP、IP、UDP、OBEX、IrMC、WAP、WAE)
藍牙規(guī)范
藍牙規(guī)范(Profile)是指藍牙通信在那一種用途下應(yīng)該使用的通信協(xié)議和相關(guān)的規(guī)范。藍牙1.1定義的profile有13個。SIG認為藍牙設(shè)備有4個最基本的Profile:
General Access Profile(GAP)
Service Discovery Application Profile(SDAP)
Serial Port Profile(SPP)
General Object Exchange Profile(GOEP)
缺點
早期的1.0和1.0B版本存在多個問題,多家廠商指出他們的產(chǎn)品互不兼容。同時,在兩個設(shè)備“鏈接”(handshaking)的過程中,藍牙硬件的地址(BD_ADDR)會被發(fā)送出去,在協(xié)議的層面上不能做到匿名,造成泄漏數(shù)據(jù)的危險,令一些用戶卻步。
Bluetooth在2.4GHz的電波干擾問題一直為大家所詬病,特別和無線局域網(wǎng)間的互相干擾問題。有干擾發(fā)生時,就以重新發(fā)送數(shù)據(jù)包的方法來解決干擾。
安全性
在JAVA和Symbian60平臺上,使用“藍牙黑客”或“藍牙間諜”軟件,無需配對就可以控制打開藍牙的手機。此種軟件可以實現(xiàn)的功能有:查看對方手機中的電話簿、短信、電量、序列號;更改對方手機的情景模式和界面語言、打開對方手機內(nèi)置的JAVA軟件、控制手機多媒體播放器、遙控對方手機打電話、發(fā)短信等。
低耗電藍牙BLE(Bluetooth Low Energy) 技術(shù)規(guī)范 典型藍牙 低耗電藍牙
無線電頻率?2.4 GHz?2.4 GHz?
距離?10米/100米?30米?
空中數(shù)據(jù)速率?1-3 Mb/s?1 Mb/s?
應(yīng)用吞吐量?0.7-2.1 Mb/s?0.2 Mb/s?
節(jié)點/單元?7-16,777,184?未定義(理論最大值為2^32)?
安全?64/128-bit及用戶自定義的應(yīng)用層?128-bit AES及用戶自定義的應(yīng)用層?
強健性?自動適應(yīng)快速跳頻,F(xiàn)EC,快速ACK?自動適應(yīng)快速跳頻?
延遲(非連接狀態(tài))?????
發(fā)送數(shù)據(jù)的總時間?100 ms?<6 ms?
政府監(jiān)管?全球?全球?
認證機構(gòu)?藍牙技術(shù)聯(lián)盟(Bluetooth SIG)?藍牙技術(shù)聯(lián)盟(Bluetooth SIG)?
語音能力?有?沒有?
網(wǎng)絡(luò)拓撲?分散網(wǎng)?星狀拓撲(Star) 總線拓撲(Bus) 網(wǎng)狀拓撲(Mesh)?
耗電量?1(作為參考)?0.01至0.5(視使用情況)?
最大操作電流?<30 mA?<15 mA(最高運行時為15 mA)?
服務(wù)探索?有?有?
簡介概念?有?有?
主要用途?手機,游戲機,耳機,立體聲音頻流,
汽車和PC等
?手機,游戲機,PC,表,體育和健身,醫(yī)療保健,
汽車,家用電子,自動化和工業(yè)等
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