蓝牙是如何诞生，如何工作，如何发展的？【无线通信小百科】

蓝牙为什么叫蓝牙？深入了解关于蓝牙的一切|无线通信小百科

在前两期文章，我们为大家介绍了无限通信技术是如何工作，如何发展；也为大家讲解了目前主流无线通信模块、SoC方案都有哪些。

无线通信工作原理、发展历程介绍https://blog.csdn.net/m0_61036291/article/details/143112771?spm=1001.2014.3001.5501

主流无线通信模块、SoC方案介绍https://blog.csdn.net/m0_61036291/article/details/143300566?spm=1001.2014.3001.5501

当然只了解无线通信技术这一个笼统的概念还不够！从本期内容开始，我们将为大家带来各种无线通信技术的详细介绍。第一期就从我们生活中所常用的 “蓝牙技术” 开始。

蓝牙（Bluetooth），是一种短距离无线通信技术。它是一种实现语音和数据无线传输的开放式标准，被广泛应用于汽车、工业、医疗保健、运动健身、安防、家庭娱乐等方面。生活中我们用的数字产品基本都具备蓝牙连接功能，智能手机上蓝牙更是标配。无论是连接耳机、音响，数字腕表等等，都离不开蓝牙技术。

1、蓝牙名称的由来

可能有小伙伴对蓝牙这个名称感到很好奇，那么这个名字是怎么来的呢。这来自1997年几位参与制定最初蓝牙标准的工程师的灵感。当时共同参与制定标准的几大行业巨头都想让这项新技术更倾向于自家制定的规范，并且为了给它起一个响亮的名称而争吵不休，最终他们受到历史上维京时代的丹麦蓝牙王传说的启发，把它命名为蓝牙。丹麦的这位Harald Blåtand国王在公元10世纪统一了包括挪威丹麦和芬兰和在内的广大北欧地区。

当时制定的蓝牙规范完成了对几大厂商各自的短距离无线技术的统一，正如当年丹麦蓝牙王所达成的统一北欧各国的功绩。至于这位蓝牙王是否真的是因为太爱吃蓝莓，而导致牙齿变成了蓝黑色，就留待感兴趣的小伙伴们自己考证了。

2、蓝牙技术的工作原理

蓝牙的工作原理和Wifi非常类似，它是利用2.4GHz的波段，在短距离设备间发射电波，在设备间传送数据。不同的是，蓝牙并不需要一个专门的中心路由器来负责在设备间收发数据，两个蓝牙设备间可以直接进行数据传送，是一种点对点的连接方式。

蓝牙使用的2.4GHz波段和Wifi的2.4 GHz频段相同。为了避免被干扰，蓝牙使用了一种自适应跳频技术。通信双方以每秒 1600 次的速度在可用的79个信道上跳转，也就是说它使用的实际频段会以很快的速度跳变，避免被一些固定的噪声干扰。而且他们会识别信道中干扰源的存在并将其从可用信道列表中排除，从而可以减少干扰并确保稳定的连接。

蓝牙的设备之间的组网方式是主从模式，也即有一个设备作为主设备Master，其他的设备作为从设备Slave。一个主设备最多可以连接7个不同的从设备。每个蓝牙设备都有一个唯一的 48 位地址，这样可以保证在同时存在多个蓝牙设备的情况下，他们相互之间不会产生干扰。

3、蓝牙信号的功率

由于最初设计时是为了在较短距离内的设备之间方便的传输语音或低速数据，所以蓝牙信号的功率相比wifi或者手机信号来说是比较低的，其典型功率只有1mW。而从蓝牙4.0版本开始支持的低功耗蓝牙，功耗更是可以减小到0.01W到0.5W之间。市场上主流的蓝牙鼠标键盘，遥控器等基本都是支持低功耗蓝牙协议的。目前的蓝牙芯片支持多种省电模式，当没有设备连接的时候，几乎是不耗电的，所以手机上的蓝牙开关即使一直开着也不会影响待机时间。

4、蓝牙标准的发展过程

多年来，蓝牙历经了多个版本，从蓝牙v1.0到现在的5.3, 最大传输速率和传输距离有了很大的提升。而且高等级版本可以向下兼容以前的版本，这样可以确保不同版本的设备间的相互通讯。

从2016年的蓝牙5.0开始，蓝牙技术开始针对物联网时代的需求进行了发展和优化。其中蓝牙 Mesh 自组网技术，突破了传统蓝牙连接设备数量以及组网的限制，使得大量的智能装置可以进行多对多的数据传输，组成覆盖范围更广的网络，同时具备了自修复能力和更高的安全性。

在智能楼宇的应用场景中，建筑内的数百个或数千个设备采用蓝牙Mesh组网，可以安全地相互通信。也能搭配蓝牙Mesh网关，将数据透过宽带、5G信号或者Wi-Fi传输，进行远程的数据分析和控制。

蓝牙技术在物联网领域的另外一个优势就是产品普及性。蓝牙产品的出货量每年在十亿级别而且还在上升中。几乎每个智能设备目前都支持蓝牙协议，而且由于其广泛大量的应用，国内外均有多家厂商提供成熟的芯片解决方案，用户设计产品时可以根据自己的需求进行选择。

目前市面上常用的蓝牙产品一般都是蓝牙模块。由于它和Thread，Zigbee等其他射频技术具有互补特性，市面上也会有几合一版本的SoC解决方案，例如Nordic的nRF52820系统級芯片，具备ARm cortex M4的内核支持，同时支持蓝牙5.2、以及蓝牙mesh、Thread和Zigbee mesh，小型封装提供USB和高级无线连接功能，可用于人机接口设备、智能家居、商业和工业应用。