低功耗藍牙
編輯低功耗藍牙(Bluetooth Low Energy、低功耗藍牙,俗稱BLE,以前稱為Bluetooth Smart )是一種無線個人區域網絡技術,由Bluetooth特別興趣小組(Bluetooth SIG)設計和銷售,旨在醫療、健身、信標中的新穎應用,安全和家庭娛樂行業。它獨立于藍牙BR / EDR,并且不兼容,但是BR / EDR和LE可以共存。原始規范是諾基亞在2006年以Wibree的名義開發的。?它于2009年12月作為低功耗藍牙技術集成到了藍牙4.0中。
與Classic Bluetooth相比,Bluetooth Low Energy旨在在保持相似的通信范圍的同時顯著降低功耗和成本。包括iOS、Android、Windows Phone和BlackBerry以及macOS、Linux、Windows 8和Windows 10在內的移動操作系統本身都支持低功耗藍牙。
低功耗藍牙的兼容性
編輯低功耗藍牙與以前的(通常稱為“經典”)藍牙基本速率/增強數據速率(BR / EDR)協議不同,但是兩個協議都可以由一個設備支持:藍牙4.0規范允許設備實現其中一個LE和BR / EDR系統都可以。
低功耗藍牙使用與經典藍牙相同的2.4 GHz射頻,它允許雙模設備共享一個無線電天線,但使用更簡單的調制系統。
低功耗藍牙品牌
編輯2011年,Bluetooth SIG宣布了Bluetooth Smart徽標,以闡明新的低能耗設備與其他Bluetooth設備之間的兼容性。
- Bluetooth Smart Ready表示與經典和低能耗xxx設備兼容的雙模設備。
- Bluetooth Smart表示低能耗設備,需要Smart Ready或其他Smart設備才能運行。
借助2016年5月的Bluetooth SIG品牌信息,Bluetooth SIG開始逐步淘汰Bluetooth Smart和Bluetooth Smart Ready徽標和文字標記,并恢復為使用新的藍色的Bluetooth徽標和文字標記。
目標市場
編輯藍牙SIG確定了許多低能耗技術的市場,特別是在智能家居、健康、運動和健身領域。被引用的優勢包括:
低功耗藍牙的應用
編輯藍牙SIG從最初的藍牙規范中借鑒而來,為低能耗設備定義了多個配置文件(有關設備在特定應用中的工作方式的規范)。制造商應為其設備實施適當的規格,以確保兼容性。設備可能包含多個配置文件的實現。
當前的大多數低能耗應用程序配置文件都基于通用屬性配置文件(GATT),該屬性是通過低能耗鏈路發送和接收短數據(稱為屬性)的通用規范。藍牙網狀分布是一個例外,是基于通用訪問配置文件(GAP)。
網格輪廓
藍牙網狀配置文件使用藍牙低功耗與網絡中的其他藍牙低功耗設備進行通信。每個設備都可以將信息轉發給其他低功耗藍牙設備,從而產生“網狀”效果。例如,從單個智能手機關閉整個建筑物的燈光。
- MESH(網格配置文件)—用于基礎網格網絡。
- MMDL(網格模型)—用于應用程序層定義。在網格規格中使用術語“模型”代替“輪廓”,以避免歧義。
衛生保健資料
醫療保健應用中有許多低功耗藍牙設備的配置文件。Continua Health Alliance聯盟與Bluetooth SIG合作推廣這些產品。
運動和健身資料
運動和健身配件的配置文件包括:
- BCS(身體作曲服務)
- CSCP(騎行速度和踏頻曲線)—用于連接到自行車或健身車上的傳感器,用于測量踏頻和車輪速度。
- CPP(循環功率曲線)
- HRP(心率配置文件)—用于測量心率的設備
- LNP(位置和導航配置文件)
- RSCP(運行速度和踏頻配置文件)
- WSP(體重秤配置文件)
互聯網連接
- IPSP(Internet協議支持配置文件)
通用傳感器
- ESP(環境傳感配置文件)
- UDS(用戶數據服務)
HID連接
接近感應
“電子皮帶”應用非常適合“常開”設備的較長電池壽命。iBeacon設備的制造商為其設備實施了適當的規格,以利用Apple的iOS設備支持的接近感應功能。
相關的應用程序配置文件包括:
- FMP(“查找我”配置文件)允許一個設備在另一個放錯位置的設備上發出警報。
- PXP —接近度配置文件—允許接近度xxx器檢測接近報告器是否在近距離內。可以使用無線電接收機的RSSI值來估計物理接近度,盡管該距離沒有xxx的距離校準。通常,當設備之間的距離超過設置的閾值時,可能會發出警報。
警報和時間配置文件
電池
- 電池服務公開設備中單個電池或一組電池的電池狀態和電池電量。
音頻
2020年1月宣布,LE Audio將允許該協議傳送聲音并添加功能,例如將一組耳機連接到多個音頻源或將多個耳機連接到一個源,還將增加對助聽器的支持。
與標準藍牙音頻相比,它將提供更長的電池壽命。
低功耗藍牙的實施
編輯芯片
從2009年末開始,許多制造商宣布了藍牙低功耗集成電路。這些IC通常使用軟件無線電,因此可以通過固件升級來適應規格更新。
硬件
當前發布的移動設備通常具有對經典藍牙和低功耗藍牙的硬件和軟件支持。
操作系統
- iOS 5及更高版本
- Windows Phone 8.1
- Windows 8和更高版本(Windows 7需要支持BLE的藍牙無線電制造商的驅動程序,因為它沒有內置的通用BLE驅動程序)
- Android 4.3及更高版本
- BlackBerry 10
- Linux 3.4及更高版本以及BlueZ 5.0
- Unison OS 5.2
- macOS 10.10
技術細節
編輯無線電接口
低功耗藍牙技術在與經典藍牙技術相同的頻譜范圍(2.400–2.4835 GHz?ISM頻段)中運行,但是使用不同的信道集。低功耗藍牙具有40個2 MHz信道,而不是經典的藍牙79個1 MHz信道。在信道內,數據使用高斯頻移調制進行傳輸,類似于經典藍牙的基本速率方案。比特率是1 Mbit / s(在Bluetooth 5中選擇為2 Mbit / s),xxx發射功率是10 mW(在Bluetooth 5中為100 mW)。藍牙核心規范V4.0的第6卷A部分(物理層規范)中提供了更多詳細信息。
低功耗藍牙使用跳頻來解決窄帶干擾問題。經典藍牙也使用跳頻,但細節有所不同結果,雖然FCC和ETSI都將藍牙技術歸類為FHSS方案,但低功耗藍牙被歸類為使用數字調制技術或直接序列擴頻的系統。
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