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關於藍牙Bluetooth4.0規格說明

藍牙 4.0為藍牙3.0的升級標準
藍牙4.0最重要的特性是省電,極低的運行和待機功耗可以使一粒鈕扣電池連續工作數年之久。此外,低成本和跨廠商互操作性,3毫秒低延遲、AES-128加密等諸多特色,可以用於計步器、心律監視器、智能儀表、傳感器物聯網等眾多領域,大大擴展藍牙技術的應用範圍。
 
藍牙4.0已經走向了商用,在最新款的Xperia Z、Galaxy S3、S4、Note2、Note3、SurfaceRT、iPhone 5、iPhone 4S、魅族mx2、魅族MX3、Moto Droid Razr、HTC One X、小米手機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系列上都已應用了藍牙4.0技術。很多品牌已推出藍牙4.0版本周邊設備,同時支持藍牙4.0和NFC的WOOWI HERO、jabra MOTION、WOOWI泡我等,支持藍牙4.0的音箱有Big jambox、Braven等產品。
藍牙技術聯盟 (Bluetooth SIG)2010年7月7日宣布,正式採納藍牙4.0核心規範(Bluetooth Core Specification Version 4.0 ),並啟動對應的認證計劃。會員廠商可以提交其產品進行測試,通過後將獲得藍牙4.0標準認證。該技術擁有極低的運行和待機功耗,使用一粒鈕扣電池甚至可連續工作數年之久。

2 主要特點
 
藍牙4.0是藍牙3.0 +HS規範的補充,專門面向對成本和功耗都有較高要求的無線方案,可廣泛用於衛生保健、體育健身、家庭娛樂、安全保障等諸多領域。
它支持兩種部署方式:雙模式和單模式。雙模式中,低功耗藍牙功能集成在現有的經典藍牙控制器中,或再在現有經典藍牙技術(2.1+EDR/3.0+HS)芯片上增加低功耗堆棧,整體架構基本不變,因此成本增加有限。
單模式面向高度集成、緊湊的設備,使用一個輕量級連接層(Link Layer)提供超低功耗的待機模式操作、簡單設備恢復和可靠的點對多點數據傳輸,還能讓聯網傳感器在藍牙傳輸中安排好低功耗藍牙流量的次序,同時還有高級節能和安全加密連接。

3 主要特性
 
超低的峰值、平均和待機模式功耗
使用標準鈕扣電池可運行一年乃至數年
低成本
不同廠商設備交互性
無線覆蓋範圍增強
完全向下兼容
低延遲(APT-X)
 
4 優點
 
藍牙4.0將三種規格集一體,包括傳統藍牙技術、高速技術和低耗能技術,與3.0版本相比最大的不同就是低功耗。“4.0版本的功耗較老版本降低了90%,更省電,”藍牙技術聯盟大中華區技術市務經理呂榮良表示,“隨著藍牙技術由手機、遊戲、耳機、便攜電腦和汽車等傳統應用領域向物聯網、醫療等新領域的擴展,對低功耗的要求會越來越高。4.0版本強化了藍牙在數據傳輸上的低功耗性能。”
低功耗版本使藍牙技術得以延伸到採用鈕扣電池供電的一些新興市場。藍牙低耗能技術是基於藍牙低耗能無線技術核心規格的升級版,為開拓鐘錶、遠程控制、醫療保健及運動感應器等廣大新興市場的應用奠定基礎。
這項技術將應用於每年出售的數億台藍牙手機、個人電腦及掌上電腦。以最低耗能提供持久的無線連接,有效擴大相關應用產品的覆蓋距離,開闢全新的網絡服務。低耗能無線技術的特點在於超低的峰期、平均值及待機耗能;使裝置配件和人機介面裝置(HIDs)具備超低成本和輕巧的特性;更能使手機及個人電腦相關配件的成本降至最低、體積更小;全球適用之外,更具使用直覺,且能確保多種設備連接的互操作性。
藍牙4.0在個人健身和健康市場的影響很大。無論是在跑步機上,或在辦公室的小工具。Fitbit無線師,耐克公司的新Fuelband,摩托羅拉 MOTACTV,和時尚的基帶是都是很好的例子。而且健身手錶也承諾使用藍牙跟踪體力活動和心率。
另外藍牙4.0依舊向下兼容,包含經典藍牙技術規範和最高速度24Mbps的藍牙高速技術規範。三種技術規範可單獨使用,也可同時運行。
 
5 應用
 
這項技術可為製造商及用戶提供三種無線連接方式,包括用於多個類別電子消費產品的傳統藍牙技術;用於手機、相機、攝像機、PC及電視等視訊、音樂及圖片傳輸的藍牙高速技術;以及用於保健及健康、個人設備、汽車及自動化行業的低功率傳感設備和新的網絡服務的藍牙低耗能技術。
藍牙技術應用越來成熟,目前有不少公司推出迷你型便攜式藍牙音箱,藍牙音箱就是將藍牙技術應用在傳統數碼和多媒體音箱上,讓使用者可以免除惱人電線的牽絆,自在地以各種方式聆聽音樂。自從藍牙音箱問世以來,隨著智能終端的發展受到手機平板等用戶的廣泛關注。藍牙技術(Bluetooth)讓音箱無線化變為可能,國外索尼(sony)創新(creative)國內漫步者(Edifier) ​​聲德(sounder),都紛紛推出許多外形五花八門的“藍牙音箱”,消費者大約花費150元至3000餘元不等的代價,就可以讓自己擁有超級時尚便捷的藍牙音箱。
6 技術細節
 
速度:支持1Mbps數據傳輸率下的超短數據包,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。
跳頻:使用所有藍牙規範版本通用的自適應跳頻,最大程度地減少和其他2.4GHz ISM頻段無線技術的串擾。
主控制:更加智能,可以休眠更長時間,只在需要執行動作的時候才喚醒。
延遲:最短可在3毫秒內完成連接設置並開始傳輸數據。
範圍:提高調製指數,最大範圍可超過100米(根據不同應用領域,距離不同)。
健壯性:所有數據包都使用24-bit CRC校驗,確保最大程度抵禦干擾。
安全:使用AES-128 CCM加密算法進行數據包加密和認證。
拓撲:每個數據包的每次接收都使用32位尋址,理論上可連接數十億設備;針對一對一連接優化,並支持星形拓撲的一對多連接;使用快速連接和斷開,數據可以再網狀拓撲內轉移而無需維持複雜的網狀網絡。

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