藍芽專題(1) 前言

2022-05-14 11:55:04 字數 2207 閱讀 1052

「bluetooth」一詞是斯堪地那維亞語言

詞彙blåtand/blåtann的英語化。這個詞的**是10世紀丹麥和挪威國王藍芽哈拉爾

(丹麥語

:harald blåtand gormsen),借國王的綽號「blåtand」當名稱,直接翻譯成中文為「藍芽」(blå=藍,tand=牙)。哈拉爾國王因嗜食藍莓

而牙齒被染藍,故有藍芽哈拉爾之稱。他曾統一挪威

和丹麥,因此藍芽技術的研發小組以其名號期許新技術能整合各大資通品牌的標準。

介紹一些背景知識可以讓枯燥的協議文字變得「有趣」一點,我現在對宇哥(張宇)講的考研數學還記憶尤新,數學公式(藍芽協議)確實是枯燥的,但是牛頓、萊布尼茨的故事可以有引人入勝的作用,對於學習枯燥的新東西,介紹一些故事背景是有意義的。但是,這也毫不影響以後看到數學公式(藍芽協議)時的枯燥和乏味~^_^。

知道了的藍芽的由來,不得不提的就是sig,2023年5月20日,索尼愛立信

、國際商業機器

、英特爾

、諾基亞

及東芝公司

等業界龍頭創立「特別興趣小組」(special interest group,sig),即藍芽技術聯盟

的前身,目標是開發乙個成本低、效益高、可以在短距離範圍內隨意無線連線的藍芽技術標準。藍芽技術聯盟(英語:bluetooth special interest group,縮寫為sig)擁有藍芽的商標

,負責制定藍芽規範

、認證製造廠商,授權他們使用藍芽技術與藍芽標誌,但本身不負責藍芽裝置的設計、生產及販售。要想發售藍芽晶元,首先需要獲得sig的認證證書。另外,2023年的1.1版正式列入ieee

藍芽,分為經典藍芽和低功耗藍芽,目前我主要以低功耗藍芽為學習路線,因為目前公司的晶元主要是低功耗藍芽。

最後,至於藍芽的應用,我相信如果你想去學習藍芽的時候,你一定已經有應用的具體例項了,目前在物聯網相關行業上,低功耗藍芽應用最為廣泛。

以下內容,摘自wowo大神的博文:

藍芽協議包括兩種技術:basic rate(簡稱br)和low energy(簡稱le)。這兩種技術,都包括搜尋(discovery)管理、連線(connection)管理等機制,但它們是不能互通的!如果廠商要確保能和所有的藍芽裝置互通,那麼就只能同時實現兩種技術,而不去管是否真的需要。這也是藍芽協議不太優雅的地方。

basic rate(br)

basic rate是正宗的藍芽技術,可以包括可選(optional)的edr(enhanced data rate)技術,以及交替使用的(alternate)的mac(media access control)層和phy層擴充套件(簡稱amp)。說著真拗口,不過通過背後的應用場景,就好理解了:

藍芽誕生之初,使用的是br技術,此時藍芽的理論傳輸速率,只能達到721.2kbps。在那個年代,56kbps的modem就是高大上了,這個速度可以說是驚為天人了啊!但是科技變化太快了,br技術轉眼就過時了。那怎麼辦呢?縫縫補補一下,增強速度唄,enhanced data rate就出現了。

使用edr技術的藍芽,理論速率可以達到2.1mbps。這一次的公升級換代,還算優雅,因為沒有改變任何的硬體架構、軟體架構和使用方式上的改變。

也許你也猜到了,edr又落伍了,看看人家wifi(wlan),幾十mbps,上百mbps,咱們才2.1mbps,也太寒酸了吧!那怎麼辦呢?藍芽組織想了個壞主意:哎,wifi!把你的物理層和mac層借我用用唄!這就是amp(alternate mac and phy layer extension)。艾瑪,終於鬆口氣了,我們可以達到54mbps了。

不過呢,由於藍芽自身的物理層和amp技術差異太明顯了,這次擴充套件只能是交替使用(alternate)的,也就是說,有我(br/edr)沒你(amp)。嗯!不優雅!

low energy(le)

上面所講的br技術的進化路線,就是傳輸速率的加快、加快、再加快。但能量是守恆的,你想傳的更快,代價就是消耗更多的能量。而有很多的應用場景,並不關心傳輸速率,反而非常關心功耗。這就是bluetooth le(稱作藍芽低功耗)產生的背景。

le技術相比br技術,差異非常大,或者說就是兩種不同的技術,湊巧都加乙個「藍芽」的字首而已。後面我們會詳細的解釋這種差異,以及le的行為特徵。

最後說兩句:我也是剛接觸藍芽,由於公司生產的晶元主要是低功耗藍芽相關的,後續學習將以低功耗藍芽為主線;另一方面,網路上有一些很好的文章和教程,我也會仔細閱讀和借鑑,希望可以和大家一起前進。

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