典型蓝牙和低功耗蓝牙比较

时间:2024-02-24 21:26:11

1.      典型蓝牙与低功耗蓝牙概述

 

         到2013年为止,蓝牙芯片应用主要有共有五个版本:1.1/1.2/2.0/2.1/3.0/4.0,目前最常有的蓝牙芯片有2.1/3.0/4.0三种版本。

 

         现阶段,国内市场蓝牙芯片设备大部分都是用2.0和2.1的版本,有少数设备支持3.0版本,特别是国内60%以上的智能手机都是用安卓系统,而且都以蓝牙芯片2.0和2.1的版本为主, 但蓝牙3.0的耳机可以往下蓝牙2.0和2.1的版本。

 

         2013年蓝牙4.0已经走向了商用,在最近智能手机厂商纷纷推出蓝牙4.0手机:新款的iPhone 4s、iPhone5以上手机、三星I9100(GALAXY SII)、SurfaceRT、iPhone 4S、魅族MX2、Moto Droid Razr、HTC One X、小米手机2、宝通动感BaoTD、The New iPad、iPad 4、 MacBook。

特别是以外销为的生产厂商采用低功耗蓝牙4.0较多,如:生产用于计步器、心律监视器、智能仪表、传感器物联网设置备厂商。

 

         各版本间的区别,作为用户易体验到的来讲主要有三点,可以分为传输速度、传输距离和耗电量。

 

 

2.      蓝牙4.0简介

 

         随着蓝牙技术由手机、游戏、耳机、便携电脑和汽车等传统应用领域向物联网、医疗等新领域的扩展,对低功耗的要求会越来越高。4.0版本强化了蓝牙在数据传输上的低功耗性能。蓝牙4.0是2012年最新蓝牙版本,是3.0的升级版本;较3.0版本更省电、成本低、3毫秒低延迟、超长有效连接距离、AES-128加密等;通用应用于智能家居,可穿戴设备,医疗保健类智能仪器上。

 

         蓝牙4.0已经走向了商用,在最新款的Xperia Z、Galaxy S3、S4、Note2、SurfaceRT、iPhone 5、iPhone 4S、魅族mx2、魅族MX3、Moto Droid Razr、HTC One X小米手机2、The New iPad、iPad 4、 MacBook Air、Macbook Pro以及台商ACER AS3951系列/Getway NV57系列,ASUS UX21/31三星NOTE系列上都已应用了蓝牙4.0技术。很多品牌已推出蓝牙4.0版本周边设备,同时支持蓝牙4.0 和NFC 的WOOWI HERO、jabra MOTION、WOOWI 泡我等,支持蓝牙4.0的音箱有Big jambox、Braven等产品。

 

注意: iOS系统上,BLE设备不需要MFi认证。

        蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)2010年7月7日宣布,正式采纳蓝牙4.0核心规范(Bluetooth Core Specification Version 4.0 ),并启动对应的认证计划。会员厂商可以提交其产品进行测试,通过后将获得蓝牙4.0标准认证。蓝牙4.0有以下特点:

功耗:该技术拥有极低的运行和待机功耗,使用一粒纽扣电池甚至可连续工作数年之久。

速度:支持1Mbps数据传输率下的超短数据包,最少8个八组位,最多27个。所有连接都使用蓝牙2.1加入的减速呼吸模式(sniff subrating)来达到超低工作循环。

跳频:使用所有蓝牙规范版本通用的自适应跳频,最大程度地减少和其他2.4GHz ISM频段无线技术的串扰。

延迟:最短可在3毫秒内完成连接设置并开始传输数据。

距离:提高调制指数,最大范围可超过100米(根据不同应用领域, 距离不同)。

安全:使用AES-128 CCM加密算法进行数据包加密和认证。

拓扑:每个数据包的每次接收都使用32位寻址,理论上可连接数十亿设备;针对一对一连接优化,并支持星形拓扑的一对多连接;使用快速连接和断开,数据可以再网状拓扑内转移而无需维持复杂的网状网络

 

3.      传统蓝牙

 

BT 2.0

         通常写成 BT2.0 +EDR。2.0 降低了功耗,使传输范围增加。如果使用 EDR,则可以增加带宽。可以有(双工)的工作方式。即一面作语音通讯,同时亦可以传输档案/高质素图片。

         2004年,Bluetooth SIG 宣布采用蓝牙核心规范2.0版本及更高数据传输速率(EDR)。新规范使其数据传输速率为原v1.2的3倍,并降低了功耗,从而延长电池的使用时间。由于带宽增加,新规范提高了设备同时进行多项任务处理、或同时连接多个蓝牙设备的能力,并使传输范围可达100米。EDR 即Enhanced data rate,是蓝牙技术中增强速率的缩写,其特色是大大提高了蓝牙技术的数据传输速率,最大可达3Mbps。EDR可以100%和蓝牙1.2版兼容。

 

BT 2.1

         BT 2.1+EDR, 进一步减少耗电量,并简化了设备间的配对过程。2007年, 2.1 耗电量方面则是蓝牙2.1改进最大的地方。在蓝牙2.0标准中,规定的是每隔0.1秒,手机就需要和蓝牙设备进行联系配对一次,而新版的2.1中泽将这个时间限制延长至0.5秒钟,无形中变为手机和蓝牙设备节省了很多电量,大大提升了续航能力。

 

BT 3.0

         BT 3.0 +HS, 高速传输,速率提高到约24Mbps。2009年4月21日, Bluetooth SIG 正式颁布了"Bluetooth Core Specification Version 3.0 High Speed" (蓝牙核心规范3.0版 高速),蓝牙3.0的核心是"Generic Alternate MAC/PHY"(AMP),这是一种新的交替射频技术,允许蓝牙协议栈针对任一任务动态地选择正确射频。最初被期望用于新规范的技术包括802.11以及UMB,但是新规范中取消了UMB的应用。

         作为新版规范,蓝牙3.0的传输速度自然会更高,而秘密就在802.11无线协议上。通过集成"802.11 PAL"(协议适应层),蓝牙3.0的数据传输率提高到了大约24-25Mbps(即可在需要的时候调用802.11 WI-FI用于实现高速数据传输)。,是蓝牙2.0的八倍,可以轻松用于录像机至高清电视、PC至PMP、UMPC至打印机之间的资料传输。

         功耗方面,通过蓝牙3.0高速传送大量数据自然会消耗更多能量,但由于引入了增强电源控制(EPC)机制,再辅以802.11,实际空闲功耗会明显降低。

 

 

4.      传统蓝牙与BLE对比分析

 

         下面是对比表:

        

       技术规范

     典型蓝牙BT

   低功耗蓝牙BLE

    无线电频率

      2.4GHz

      2.4GHz

        距离

        10米

      最大100米

 发送数据所需时间

      100ms

       <3ms

     响应延时

      约100ms

       6ms

      安全性

64/128-bit及用户自定义的应用层

128-bitAES及用户自定义的应用层

         能耗

    100%(ref)

 

 

        1%-50%

 空中传输数据速率

      1-3Mb/s

       1Mb/s

 

      主要用途

手机,游戏机,耳机,stereo audio streaming,

汽车和PC等

 

手机,游戏机,PC,表,体育健身,医疗保健,智能穿戴设备,汽车,家用电子等