下载文档原格式
深圳中企智业投资咨询有限公司蓝牙技术的形成背景、发展历程及现状(最新版报告请登陆我司官方网站联系)公司网址: 目录蓝牙技术的形成背景、发展历程及现状 (3)第一节形成背景 (3)第二节发展历程 (4)第三节基本原理和特点 (6)2、呼叫过程 (6)3、数据传输 (7)4、蓝牙解决的问题 (7)5、蓝牙的解决方案 (7)（2）工作频段全球通用 (8)（3）使用方便 (8)（4）安全加密、抗干扰性强 (8)（5）多路多方向链接 (8)（6）更低碳 (8)蓝牙技术的形成背景、发展历程及现状第一节形成背景“蓝牙”的形成背景是这样的：1998年5月，爱立信、诺基亚、东芝、IBM 和英特尔公司等五家著名厂商，在联合开展短程无线通信技术的标准化活动时提出了蓝牙技术，其宗旨是提供一种短距离、低成本的无线传输应用技术。
这五家厂商还成立了蓝牙特别兴趣组，以使蓝牙技术能够成为未来的无线通信标准。
芯片霸主Intel公司负责半导体芯片和传输软件的开发，爱立信负责无线射频和移动电话软件的开发，IBM和东芝负责笔记本电脑接口规格的开发。
1999年下半年，著名的业界巨头微软、摩托罗拉、三星、朗讯与蓝牙特别小组的五家公司共同发起成立了蓝牙技术推广组织，从而在全球范围内掀起了一股“蓝牙”热潮。
全球业界即将开发一大批蓝牙技术的应用产品，使蓝牙技术呈现出极其广阔的市场前景，并预示着21世纪初将迎来波澜壮阔的全球无线通信浪潮。
关于蓝牙这个名字的由来还有一个小故事。
“蓝牙”这名称来自10世纪的丹麦国王哈拉尔德(Harald Gormsson)的外号。
出身海盗家庭的哈拉尔德统一了北欧四分五裂的国家，成为维京王国的国王。
由于他喜欢吃蓝莓，牙齿常常被染成蓝色，而获得“蓝牙”的绰号，当时蓝莓因为颜色怪异的缘故被认为是不适合食用的东西，因此这位爱尝新的国王也成为创新与勇于尝试的象征。
1998年，爱立信公司希望无线通信技术能统一标准而取名“蓝牙”。
随着蓝牙技术由手机、游戏、耳机、便捷式电能和汽车等传统应用领域向物联网、医疗等新领域扩展，市场对低功耗的要求越来越高。
蓝牙技术的起源与发展从音频传输、图文传输、视频传输，再到以低功耗为主打的物联网传输，蓝牙应用的场景也越来越广。
世界是蓝色的，而不知不觉这个世界将有40 亿蓝牙设备了。
这篇文章，我们将带你一起回顾蓝牙 1.0 到 5.0 的技术变迁，从音频传输、图文传输、视频传输，再到以低功耗为主打的物联网传输。
我们还将和你一起梳理，越来越广阔的蓝牙应用的场景。
关于蓝牙技术你所不知道的前世今生，都在这里了。
也许很少有人知道，蓝牙（Bluetooth）一词取自于十世纪丹麦国王哈拉尔的名字Harald Bl 分。
蓝牙的起源蓝牙的历史实际上要追溯到第二次世界大战。
蓝牙的核心是短距离无线电通讯，它的基础来自于跳频扩频（FHSS）技术，由好莱坞女演员Hedy Lamarr 和钢琴家George Antheil 在1942 年8 月申请的专利上提出。
他们从钢琴的按键数量上得到启发，通过使用88 种不同载波频率的无线电控制鱼雷，由于传输频率是不断跳变的，因此具有一定的保密能力和抗干扰能力。
起初该项技术并没有引起美国军方的重视，直到20 世纪80 年代才被军方用于战场上的通信设备通过移动电话接入到蜂窝网上，而这种连接的最后一段就是短距离的无线连接。
随着项目的进展，爱立信把大量资源投入到短距离无线通讯技术的研发上。
1998 年5 月20 日，爱立信联合IBM、英特尔、诺基亚及东芝公司等5 家著名厂商成立「特别兴趣小组」（Special Interest Group，SIG），即蓝牙技术联盟的前身，目标是开发一个成本低、效益高、可以在短距离范围内随意无线连接的蓝牙技术标准。
当年蓝牙推出0.7 规格，支持Baseband 与LMP（Link Manager Protocol）通讯协定两部分。
1999 年先后推出0.8 版、0.9 版、1.0 Draft 版。
完成了SDP（Service Discovery Protocol）协定和TCS（Telephony Control Specification）协定。
蓝牙技术发展前景分析随着物联网技术的快速发展，蓝牙技术逐渐吸引人们的目光。
蓝牙技术是一种无线通信技术，它可以在不需要连接电缆的情况下，将设备和设备之间的数据传输。
蓝牙技术的应用越来越广泛，如音频传输、数据传输、追踪等。
本文通过对蓝牙技术的发展前景分析来探讨它在未来的应用。
1、蓝牙技术的基础蓝牙技术的基础是一种无线通信技术，它可以在不需要连接电缆的情况下，将设备和设备之间的数据传输。
蓝牙技术的优点是通信距离较短，传输速度较快，且能够实现设备和设备之间的实时通信。
2、蓝牙技术的发展历程蓝牙技术的发明可以追溯到1994年，当时瑞典的爱立信公司提出了一项无线通信技术，随后其他公司也相继投入到蓝牙技术的研发中。
2000年，蓝牙技术开始正式商用，并且得到了广泛的应用。
目前，蓝牙技术的版本已经更新到了5.2版，它不仅具有更高的传输速度和更远的通信距离，还能够实现更加安全的数据传输。
3、蓝牙技术的应用蓝牙技术在音频传输、数据传输、追踪等方面有着广泛的应用。
例如，在音频传输方面，蓝牙技术可以实现手机与耳机之间的无线传输，让人们在不需要连接电缆的情况下就能够享受到高质量的音乐。
在数据传输方面，蓝牙技术可以实现设备与设备之间的数据传输，例如智能手机和手表之间的数据传输。
此外，蓝牙技术还可以实现追踪功能，例如手环等设备可以通过蓝牙技术来实现对人体运动状态的追踪。
4、蓝牙技术的未来随着物联网技术的不断发展，蓝牙技术的应用也将越来越广泛。
它不仅能够在消费电子领域发挥重要作用，在工业领域、医疗领域等领域也有着广泛的应用前景。
未来，蓝牙技术还可能采用更加安全的加密技术来保护数据传输的安全性，同时也可能采用更加节能的技术来减少能源的消耗。
总之，蓝牙技术在未来的应用前景非常广阔，它将会在我们的生活中扮演越来越重要的角色。
随着技术的不断进步，蓝牙技术将会不断地发展和创新，为人们提供更加便捷、高效、安全的服务。
蓝牙技术及其发展现状一:蓝牙的标志二:Bluetooth的背景蓝牙这项技术标准，是以公元十世纪统一了丹麦和挪威的丹麦国王Harald Blaatand (Bluetooth) II而命名的，寓意实现通讯与计算机工业的无缝连接。
事实上，它很快从最初的电缆替代延伸为面向个人无线网(WPAN)的应用标准。
蓝牙技术的出现是以因特网为代表的数据通信和移动通信技术高速发展的结果。
专家指出，现代信息社会走过了计算机时代、互联网时代，全球通信网络基础设施已初步形成。
现代信息社会的高级阶段，应当是保证每个人、每件智能设备都能时时刻刻、随时随地、方便地连接在网络上，蓝牙技术正是面向这一目标，它定位在现代通信网络的最后10米，象一种无处不在的、数字化的神经末梢一样，把现有的各种信息化设备在近距离内连接起来。
三:Bluetooth的技术特点简单地说，蓝牙是一种短程宽带无线电技术，是实现语音和数据无线传输的全球开放性标准。
它使用跳频扩谱（FHSS）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）等先进技术，在小范围内建立多种通信与信息系统之间的信息传输。
Bluetooth的主要技术特点：•工作频段：2.4GHz的工科医（ISM）频段，无需申请许可证。
大多数国家使用79个频点，载频为(2402+k)MHz（k=0，1, 2…78），载频间隔1MHz。
采用TDD时分双工方式。
•传输速率：1Mb/s。
•调试方式：BT=0.5的GFSK调制，调制指数为0.28-0.35。
•采用跳频技术：跳频速率为1600跳/秒，在建链时（包括寻呼和查询）提高为3200跳/秒。
蓝牙通过快跳频和短分组技术减少同频干扰，保证传输的可靠性。
•语音调制方式：连续可变斜率增量调制（CVSD，Continuous Variable Slope Delta Modulation），抗衰落性强，即使误码率达到4%，话音质量也可接受。
•支持电路交换和分组交换业务：蓝牙支持实时的同步定向联接（SCO链路）和非实时的异步不定向联接（ACL链路），前者主要传送语音等实时性强的信息，后者以数据包为主。
蓝牙的发展历程蓝牙技术的发展可以追溯到20世纪90年代初。
以下是蓝牙发展的几个关键历程：1. 蓝牙技术的诞生：1994年，瑞典的一家电信公司Ericsson开始研发蓝牙技术，旨在开发一种低功耗、低成本的无线通信技术，以便在移动设备之间实现短距离数据传输。
2. 蓝牙协会的成立：1998年，在京都举行的蓝牙特别兴趣小组会议上，Ericsson等九家公司成立了蓝牙特别兴趣小组（SIG），目的是推动和规范蓝牙技术的发展和应用。
SIG接着制定了蓝牙标准，并对外发布。
3. 第一个蓝牙规范：1999年，蓝牙规范1.0版发布。
这一初始版本的规范提供了多种不同的连接类型和服务，但在实际应用中存在不兼容性和连接稳定性等问题。
4. 蓝牙2.0规范的发布：2004年，蓝牙2.0规范发布，引入了增强数据传输速率和连接范围的改进。
同时，还增加了对蓝牙音频和高质量音频传输的支持，使蓝牙应用拓展到了无线耳机、音频设备等领域。
5. 蓝牙3.0规范的推出：2009年，蓝牙3.0规范发布，引入了高速率的蓝牙技术，支持通过蓝牙连接实现更快的文件传输速度。
此外，蓝牙3.0还引入了蓝牙智能技术，使蓝牙设备能够与低功耗传感器和设备进行无线通信。
6. 蓝牙4.0：2010年，蓝牙4.0规范发布，引入了低能耗技术（Bluetooth Low Energy，BLE），使得蓝牙设备的电池寿命显著延长。
这一技术为智能家居、健身追踪器等穿戴设备的发展奠定了基础。
7. 蓝牙5.0：2016年，蓝牙5.0规范发布，具备更高的传输速率、更远的覆盖范围和更强的连接稳定性。
蓝牙5.0的推出将为物联网领域的发展提供更广阔的空间。
除了以上关键历程，蓝牙技术在过去几年里还引入了更多的改进，使其在连接稳定性、能耗、传输速率和覆盖范围等方面不断进步，为无线通信领域带来了更多的增长机会和创新应用。
1.1蓝牙技术背景与现状蓝牙(Bluetooth)是一种低功率、短距离的无线通信技术标准的代称，“蓝牙”一词取自于一位在公元10世纪统一了丹麦的国王哈拉德二世（Harald）的绰号。
蓝牙技术的最初倡导者是五家世界著名的计算机和通信公司：爱立信Ericsson、国际商用机器IBM、英特尔Intel、诺基亚Nokia和东芝Toshiba。
1998年5月，以爱立信为首，此五家IT巨人共同提出了一种近距离无线数字通信的技术标准，目标是实现最高传输速率可达1Mb/s (有效传输速率为720Kb/s)，最大传输距离为10rn的无线通信技术，即蓝牙技术，并成立了国际化组织蓝牙SIG(Special Interest Group)，致力于蓝牙规范的制定和蓝牙技术在全球范围内的推广。
蓝牙技术提供低成本、近距离的无线通信，构成固定与移动设备通信环境中的个人网络，使得近距离内的各种设备能够实现无缝资源共享。
它的初衷是希望以相同成本和安全性实现一般电缆的功能，以无线连接取代有线连接，从而使移动用户摆脱电缆的束缚,实现设备之间低成本的无线互连通信。
蓝牙技术具有如下的特点：通信规范完全公开和共享，具备极大的开放性；同时支持电路交换和分组交换，即能同时传输数据和语音信息；使用全球通用的 2.4GHz频段，即ISM(Industrial、Scientific and Medical)频段，使得蓝牙设备可工作于世界上任何地方；采用了跳频技术，提高了抗干扰性；蓝牙模块具有低成本、低功耗和低辐射的优点；具备认证和加密机制，实现了较高的安全性；应用范围广泛，可应用于无线设备!图像处理设备、安全产品、消费娱乐、汽车产品、家用电器、医疗健身、建筑、玩具等多种领域；支持点对点和点对多点传输，多个蓝牙设备可组成微微网,具备明显的网络特性。
自从1998年提出蓝牙技术以来，蓝牙技术的发展异常迅速。
蓝牙作为一种新的短距离无线通信技术标准，受到全世界越来越多工业界生产厂家和研究机构的广泛关注，全球支持蓝牙技术的2000多家设备制造商都己经成为蓝牙SIG的会员。
蓝牙技术发展历程2007年09月15日星期六 08:35UMTS“蓝牙”（ Bluetooth）技术是由世界著名的5家大公司——爱立信（Ericsson）、诺基亚（Nokia、东芝（TOShiba）、国际商用机器公司（IBM）和英特尔（Intel），于1998年5月联合宣布的一种无线通信新技术。
它是针对：1蓝牙技术“蓝牙”（Bluetooth）原为欧洲中世纪的丹麦皇帝HnddⅡ的名字，他为统一四分五裂的瑞典、芬兰、丹麦有着不朽的功劳。
瑞典的Ericsson公司为这种即将成为全球通用的无线技术命此名，也许大有一统天下的含义。
蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它以低成本的近距离无线连接为基础，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接的短程无线电技术。
其实质内容是要建立通用的无线电空中接口（radio air interface）及其控制软件的公开标准，使通信和算机进一步结合，使不同厂家生产的便携式设备在没有电线或电缆相互连接的情况下，能在近距离范围内具有互用、相互操作的性能（interoperability）。
其程序写在一个9mm×9mm的微芯片中。
“蓝牙”技术的作用是简化小型网络设备（如移动PC、掌上电脑、手机）之间以及这些设备与Internet之间的通信，免除在无绳电话或移动电话、调制解调器、头套式送／受话器、PDAs、计算机、打印机、幻灯机、局域网等之间加装电线、电缆和连接器。
而且，这种技术可以延伸到那些完全不同的新设备和新应用中去。
例如，如果把蓝牙技术引人到移动电话和膝上型电脑中，就可以去掉移动电话与膝上型电脑之间的令人讨厌的连接电缆而通过无线使其建立通信。
打印机、PDA、桌上型电脑、传真机、键盘、游戏操纵杆以及所有其它的数字设备都可以成为蓝牙系统的一部分。
除此之外，蓝牙无线技术还为已存在的数字网络和外设提供通用接口以组建一个远离固定网络的个人特别连接设备群。
“蓝牙”技术的无线电收发器的链接距离可达30英尺，不限制在直线范围内，甚至设备不在同一间房内也能相互链接；并且可以链接多个设备，最多可达7个，这就可以把用户身边的设备都链接起来，形成一个“个人领域的网络”（Personal areanetwork）。
2蓝牙系统在了解蓝牙系统结构之前，先熟悉蓝牙系统几个常用的专有名词。
*Piconet：通过蓝牙技术连接在一起的所有设备被认为是一个piconet。
一个piconet 可以只是两台相连的设备，比如一台便携式电脑和一部移动电话，也可以是8台连在一起的设备。
一个piconet中，所有设备都是级别相同的单元，具有相同的权限。
但是在piconet 网络初时，其中一个单元被定义为master，其它单元被定义为slave。
*Master unit：主单元，即在一个piconet中，其时钟和跳频顺序被用来同步其它单元的设备。
*Slave units：从单元，即piconet中不是master的所有设备。
* Scatternet：几个独立且不同步的piconet组成一个scatternet。
* Mac address：用来区分piconet中各单元的长度为3比特的地址。
Parked units：暂停单元，即piconet中与网络保持同步但没有Mac address的设备。
*Sniff and hold mode：呼吸与保持模式，与网络同步但进入睡眠状态以节省能源的一种工作模式。
蓝牙系统一般由以下4个功能单元组成：* 天线单元*链路控制（固件）单元*链路管理（软件）单元*蓝牙软件（协议）单元2.1天线单元蓝牙要求其天线部分体积十分小巧、重量轻，因此，蓝牙天线属于微带天线。
蓝牙空中接口是建立在天线电平为0 dBm的基础上的。
空中接口遵循Federal communication Commission（简称FCC，即美国联邦通信委员会）有关电平为 0 dBm的ISM频段的标准。
如果全球电平达 100 mw以上，可以使用扩展频谱功能来增加一些补充业务。
频谱扩展功能是通过起始频率为2.402GHz，终止频率为2.480GHz，间隔为1MHz的79个跳频频点来实现的。
出于某些本地规定的考虑，日本、法国和西班牙都缩减了带宽。
最大的跳频速率为1660跳／s。
理想的连接范围为100mm～10m，但是通过增大发送电平可以将距离延长至100m。
蓝牙工作在全球通用的2.4GHzISM（即工业、科学、医学）频段。
蓝牙的数据速率为1Mb／s。
ISM频带是对所有无线电系统都开放的频带，因此使用其中的某个频段都会遇到不可预测的干扰源。
例如某些家电、无绳电话、汽车房开门器、微波炉等等，都可能是干扰。
为此，蓝牙特别设计了快速确认和跳频方案以确保键路稳定。
跳频技术是把频带分成若干个跳频信道（hop channel），在一次连接中，无线电收发器按一定的码序列（即一定的规律，技术上叫做“伪随机码”，就是“假”的随机码）不断地从一个信道“跳”到另一个信道，只有收发双方是按这个规律进行通信的，而其它的干扰不可能按同样的规律进行干扰；跳额的瞬时带宽是很窄的，但通过扩展频谱技术使这个窄带成百倍地扩展成宽频带，使干扰可能造成的影响变得很小。
时分双工（Time Division Duplex，简称TDD）方案被用来实现全双工传输。
与其它工作在相同频段的系统相比，蓝牙跳频更快，数据包更短，这使蓝牙比其它系统（6）链路模式协商和建立。
（7）决定帧的类型。
（8）将设备设为sniff模式。
master只能有规律地在特定的时隙发送数据。
（9）将设备设为hold模式。
工作在hold模式的设备为了节能在一个较长的周期内停止接收数据，平均每激活一次链路，这由LM定义，LC（链路控制器）具体操作。
（10）当设备不需要传送或接收数据但仍需保持同步时将设备设为暂停模式。
处于暂停模式的设备周期性地激活并跟踪同步，同时检查page消息。
（11）建立网络连接。
在piconet内的连接被建立之前，所有的设备都处于standby（待命）状态。
在这种模式下，未连接单元每隔1.28s周期性地“监听”信息。
每当一个设备被激活，它就监听规划给该单元的32个跳频频点。
跳频频点的数目因地理区域的不同而异，32这个数字适用于除日本、法国和西班牙之外的大多数国家。
作为master的设备首先初始化连接程序，如果地址已知，则通过寻呼（page）消息建立连接，如果地址未知，则通过一个后接page消息的inquiry（查询）消息建立连接。
?在最初的寻呼状态，master单元将在分配给被寻呼单元的16个跳频频点上发送一串16个相同的page消处。
如果没有应答，master 则按照激活次序在剩余6个频点上继续寻呼。
Slave收到从master发来的消息的最大的延迟时间为激活周期的2倍(2.56s)，平均处迟时间是激活周期的一半（0.6s）。
Iqnuiry消?息主要用来寻找蓝牙设备，如共熟打印机、传真机和其它一些地址未知的类似设备，Inquiry消息和page消息很相像，但是Inquriy消息需要一个额外的数据串周期来收集所有的响应。
如果piconet中已经处于连接的设备在较长一段时间内没有数据传输，蓝牙还支持节能工作模式。
aster可以把salve置为hold（保持）模式，在这种模式下，只有一个内部计数器在工作。
slave也可以主动要求被置为hold模式。
一旦处于hold模式一般被用于连接好几个piconet的情况下或者耗能低的设备，如温度传感器。
除hold模式外，蓝牙还支持另外两种节能工作模式：sniff（呼吸）模式和park（暂停）模式。
在sniff模式下，slave降低了从piconet“收听”消息的速率，“呼吸”间隔可以依应用要求做适当的调整。
在park模式下，设备依然与piconet同步但没有数据传送。
工作在park模式下的设备放弃了mac地址，偶尔收听master 的消息并恢复同步、检查广播消息。
如果我们把这几种工作模式按照节能效率以升序排一队，那么依次是：呼吸模式、保持模式和暂停模式。
（12）连接类型和数据包类型。
连接类型定义了哪种类型的数据包能在特别连接中使用。
蓝牙基带技术支持两种连接类型：同步定向连接（Synchronous Connection Oriented，简称SCO）类型，主要用于传送话音；异步无连接（Asynchronous Connectionless,简称ACL）类型，主要用于传送数据包。
同一个piconet中不同的主从对可以使用不同的连接类型，而且在一个阶段内还可以任意改变连接类型。
每个连接类型最多可以支持16种不同类型的数据包，其中包括4个控制分组，这一点对SCO和ACL来说都是相同的。
两种连接类型都使用TDD（时分双工传输方案）实现全双工传输。
SCO连接为对称连接，利用保留时隙传送数据包。
连接建立后，master和slave可以不被选中就发送SCO数据。
SCO数据包既可以传送话音，也可以传送数据，但在传送数据时，只用于重发被损坏的那部分的数据。
ACL链路就是定向发送数据包，它既支持对称连接，也支持不对称连接。
master负责控制链路带宽，并决定piconet中的每个slave可以占用多少带宽和连接的对称性。
slave只有被选中时才能传送据。
ACL链路也支持接收master发给piconet中所有slave的广播消息。
（13）鉴权和保密。
蓝牙基带部分在物理层为用户提供保护和信息保密机制。
鉴权基于“请求一响应”运算法则。
鉴权是蓝牙系统中的关键部分，它允许用户为个人的蓝牙设备建立一个信任域，比如只允许主人自己的笔记本电脑通过主人自己的移动电话通信。
加密被用来保护连接的个人信息。
密钥由程序的高层来管理。
网络传送协议和应用程序可以为用户提供一个较强的安全机制。
2.4软件（协议）单元Bluetooth基带协议结合电路开关和分组交换机，适用于语音和数据传输。
每个声道支持64 kb／s同步（语音）链接。
而异步信道支持任一方向上高达721kb／s和回程方向57.6kb ／s的非对称链接，也可以支持43.2kb／s的对称连接。
因此，它可以足够快地应付蜂窝系统上的非常大的数据比率。
一般来说，它的链接范围为100mm～10m；如果增加传输功率的话，其链接范围可以扩展到100m。
Bluetooth软件构架规范要求与Bluetooth相顺从的设备支持基本水平的互操作性。
这种顺从水平由不同的应用来决定。
蓝牙设备需要支持一些基本互操作特性要求。
对某些设备，这种要求涉及到无线模块、空中协议以及应用层协议和对像交换格式。
Bluetooth1.0标准由两个文件组成。
一个叫FoundationCore，它规定的是设计标准。
另一个叫FoundationProfile，它规定的是相互运作性准则。
