冯悦颖

如今，科技的快速发展，各种技术的不断改进，使得整个世界变的越来越智能化。在生活常见的蓝牙就是一个鲜活的例子。蓝牙技术的进步成功创造出了一种新的技术——低功耗蓝牙技术，英文为大家熟悉的Bluetooth low energy technology。是在2010年由蓝牙技术联盟（Bluetooth Special Interest Group，又称Bluetooth SIG）正式加入到蓝牙4.0核心规格版本当中，由于它的功耗低、传输速率高、与手机兼容性好等功能，是它在电子市场上倍受瞩目。在2016年12月，蓝牙技术联盟推出新一代核心规格“蓝牙5”，并在次年7月相继推出蓝牙mesh网络功能，皆在实现更好的物联网环境。蓝牙mesh的推出在广播数据功能的升级，推进了互联解决方案的创新，也促进了新市场的进一步发展，更是在智能家居创新浪潮中，成为无线互联网协议中的行业先锋。

目前，全球正进入一个各种系统都需要采集和交换数据的物联网（IoT）时代。在传感器以无线方式连接，形成网络并实现设备间数据交换的物联网中，BLE发挥着至关重要的角色。此类物联网（IoT）应用包括日常活动追踪以及家庭自动化功能，如智慧型电灯开光、温度和湿度监测与控制、遥控无人机等电子设备等。

是什么让BLE如此特别？

BLE将全世界分为周边装置和中央装置。周边装置（Peripheral devices）如感测器，通常体积不大，所需能量不高，资源限制也比较大。中央装置（Central devices）如手机和笔记本电脑，通常也可以被当作周边装置使用。

周边装置能以两种模式运作：广播模式，以及直接连接中央装置的模式。广播模式，以及直接连接中央装置的模式。广播模式是低功耗蓝牙与传统蓝牙之间最大的分别，可以将资料传输给范围的所有装置。

BEL无线电波特性

BLE的低功耗追求不只是运算架构上的优化，在无线电波特性上也作了许多努力。频率与频调调解模式维持在2.4Ghz的GFSK（Gaussian Frequency Shift Keying），但低功耗蓝牙使用的频道数目从传统的79个降到40个（2Mhz间隔），而广播用频道也从传统的32个降到3个。BLE只要花0.6到1.2ms就可以扫描全部的3个广播频道，而传统蓝牙至少要花上22.5ms才能扫描完成32个广播频道。透过精心配置的低功耗蓝牙扫描频道配置（2402/2426/2480Mhz），BLE所依賴的3个广播频道也不致受到其他相近频道的无线技术（如Wi-Fi）的大幅干扰。

协议层特性

低功耗蓝牙在与Classic BT共用的底层架构之上（L2CAP/HCI），架构了以attribute为基础的通讯架构（Attribute Protocol；ATT），将设备间的通讯切割成以request/response为基础的资料交换。在ATT之上的是GATT（Generic Attribute Profile），定义了基于ATT进行通讯的设备之间的主从关系（Central/Peripheral/Broadcaster/Observer）、服务探索方式以及各种数据读写模式等等。这也是开发者所能接触到的最底层功能。

在GATT上，应用可以依据功能（Feature）将不同的数据群組以服务（Service）的方式发布出去，另外，针对不同需求、应用可以和一个或多个服务进行沟通，形成一个Profile。这部分在Classic BT和低功耗蓝牙之間的定义是不同的。BluetoothSIG针对常用的功能已经定义了相当数量的Service/Profile，如心跳计、体温计等，但开发者依然可以依照自己的需求在GATT之上发挥。

體系结构

它分成三个基本部分：控制器、主机和应用程式。

控制器：通常是一个物理设备，可以发送和接受无线电信号，并且知道如何将這些信号转换成携带信息的数据包。

主机：通常是一个软体栈，它管理两台或多台设备之间如何通信以及如何使用无线电同时提供几种不同的服务。

应用程式：使用软件堆栈，从而达到控制器來实现用户的实例。

在控制器內既有物理层和链路层，以及直接测试模式和主机控制器接口（HCI）层的下半部。在主机內包含了三个协议：逻辑路控制和适配协议（L2CAP）属性协议（Attribute Protocol）和安全管理器协议（Security Manager Protocol），此处还包括通用属性规范（GATT）、通用访问规范（GAP）和模式（MODE）。

智能家居BLE蓝牙模块推荐

目前，昇润科技研发生产的蓝牙4.2 BLE模块 HY-40R204P 和HY-40R201P 支持蓝牙5。是基于TI CC2640R2F，拥有功能强大的基带处理器。也可以按照客户的要求做更多功能的二次开发，同时具有很强的应用程序安全保护。昇润科技BLE蓝牙模块主要用于短距离的数据无线传输领域，可以方便的和带有蓝牙设备相连，也可以设置为主、从结构的蓝牙设备互联。

智能家居中的无线联网与通信已成为蓝牙技术的一个重要应用领域。近年来昇润科技从市场客户的实际需求出发，基于TI芯片开发出了多款高效率、低功耗、简单实用且使用寿命长的蓝牙模块及解决方案。

市场前景

BLE带来前所未有的低功耗与低成本方案，成为各类产品与Smartphonr以及Internet连接的决佳选择。在每年数亿销量的智能行动装置带动下，蓝牙标准组织评估该技术将从已经成熟的车用与倾动装置应用领域，快速扩散到消费性家电、健康医疗、Smart device周边、健身应用与家庭自动化领域。