典型蓝牙和低功耗蓝牙比较

1. 典型蓝牙与低功耗蓝牙概述

到2013年为止，蓝牙芯片应用主要有共有五个版本：1.1/1.2/2.0/2.1/3.0/4.0，目前最常有的蓝牙芯片有2.1/3.0/4.0三种版本。

现阶段，国内市场蓝牙芯片设备大部分都是用2.0和2.1的版本，有少数设备支持3.0版本，特别是国内60%以上的智能手机都是用安卓系统，而且都以蓝牙芯片2.0和2.1的版本为主, 但蓝牙3.0的耳机可以往下蓝牙2.0和2.1的版本。

2013年蓝牙4.0已经走向了商用，在最近智能手机厂商纷纷推出蓝牙4.0手机：新款的iPhone 4s、iPhone5以上手机、三星I9100(GALAXY SII)、SurfaceRT、iPhone 4S、魅族MX2、Moto Droid Razr、HTC One X、小米手机2、宝通动感BaoTD、The New iPad、iPad 4、 MacBook。

特别是以外销为的生产厂商采用低功耗蓝牙4.0较多，如：生产用于计步器、心律监视器、智能仪表、传感器物联网设置备厂商。

各版本间的区别，作为用户易体验到的来讲主要有三点，可以分为传输速度、传输距离和耗电量。

2. 蓝牙4.0简介

随着蓝牙技术由手机、游戏、耳机、便携电脑和汽车等传统应用领域向物联网、医疗等新领域的扩展，对低功耗的要求会越来越高。4.0版本强化了蓝牙在数据传输上的低功耗性能。蓝牙4.0是2012年最新蓝牙版本，是3.0的升级版本；较3.0版本更省电、成本低、3毫秒低延迟、超长有效连接距离、AES-128加密等；通用应用于智能家居，可穿戴设备，医疗保健类智能仪器上。

蓝牙4.0已经走向了商用，在最新款的Xperia Z、Galaxy S3、S4、Note2、SurfaceRT、iPhone 5、iPhone 4S、魅族mx2、魅族MX3、Moto Droid Razr、HTC One X、小米手机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系列上都已应用了蓝牙4.0技术。很多品牌已推出蓝牙4.0版本周边设备，同时支持蓝牙4.0 和NFC 的WOOWI HERO、jabra MOTION、WOOWI 泡我等，支持蓝牙4.0的音箱有Big jambox、Braven等产品。

注意: iOS系统上，BLE设备不需要MFi认证。

蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)2010年7月7日宣布，正式采纳蓝牙4.0核心规范（Bluetooth Core Specification Version 4.0 ），并启动对应的认证计划。会员厂商可以提交其产品进行测试，通过后将获得蓝牙4.0标准认证。蓝牙4.0有以下特点：

功耗：该技术拥有极低的运行和待机功耗，使用一粒纽扣电池甚至可连续工作数年之久。

速度：支持1Mbps数据传输率下的超短数据包，最少8个八组位，最多27个。所有连接都使用蓝牙2.1加入的减速呼吸模式(sniff subrating)来达到超低工作循环。

跳频：使用所有蓝牙规范版本通用的自适应跳频，最大程度地减少和其他2.4GHz ISM频段无线技术的串扰。

延迟：最短可在3毫秒内完成连接设置并开始传输数据。

距离：提高调制指数，最大范围可超过100米（根据不同应用领域，距离不同）。

安全：使用AES-128 CCM加密算法进行数据包加密和认证。

拓扑：每个数据包的每次接收都使用32位寻址，理论上可连接数十亿设备；针对一对一连接优化，并支持星形拓扑的一对多连接；使用快速连接和断开，数据可以再网状拓扑内转移而无需维持复杂的网状网络。

3. 传统蓝牙

BT 2.0：

通常写成 BT2.0 +EDR。2.0 降低了功耗，使传输范围增加。如果使用 EDR，则可以增加带宽。可以有（双工）的工作方式。即一面作语音通讯，同时亦可以传输档案/高质素图片。

2004年，Bluetooth SIG 宣布采用蓝牙核心规范2.0版本及更高数据传输速率（EDR）。新规范使其数据传输速率为原v1.2的3倍，并降低了功耗，从而延长电池的使用时间。由于带宽增加，新规范提高了设备同时进行多项任务处理、或同时连接多个蓝牙设备的能力，并使传输范围可达100米。EDR 即Enhanced data rate，是蓝牙技术中增强速率的缩写，其特色是大大提高了蓝牙技术的数据传输速率，最大可达3Mbps。EDR可以100%和蓝牙1.2版兼容。

BT 2.1：

BT 2.1+EDR, 进一步减少耗电量，并简化了设备间的配对过程。2007年, 2.1 耗电量方面则是蓝牙2.1改进最大的地方。在蓝牙2.0标准中，规定的是每隔0.1秒，手机就需要和蓝牙设备进行联系配对一次，而新版的2.1中泽将这个时间限制延长至0.5秒钟，无形中变为手机和蓝牙设备节省了很多电量，大大提升了续航能力。

BT 3.0：

BT 3.0 +HS, 高速传输，速率提高到约24Mbps。2009年4月21日， Bluetooth SIG 正式颁布了"Bluetooth Core Specification Version 3.0 High Speed" (蓝牙核心规范3.0版高速)，蓝牙3.0的核心是"Generic Alternate MAC/PHY"(AMP)，这是一种新的交替射频技术，允许蓝牙协议栈针对任一任务动态地选择正确射频。最初被期望用于新规范的技术包括802.11以及UMB，但是新规范中取消了UMB的应用。

作为新版规范，蓝牙3.0的传输速度自然会更高，而秘密就在802.11无线协议上。通过集成"802.11 PAL"(协议适应层)，蓝牙3.0的数据传输率提高到了大约24-25Mbps(即可在需要的时候调用802.11 WI-FI用于实现高速数据传输)。，是蓝牙2.0的八倍，可以轻松用于录像机至高清电视、PC至PMP、UMPC至打印机之间的资料传输。

功耗方面，通过蓝牙3.0高速传送大量数据自然会消耗更多能量，但由于引入了增强电源控制(EPC)机制，再辅以802.11，实际空闲功耗会明显降低。

4. 传统蓝牙与BLE对比分析

下面是对比表：

技术规范

典型蓝牙BT

低功耗蓝牙BLE

无线电频率

2.4GHz

距离

10米

最大100米

发送数据所需时间

100ms

<3ms

响应延时

约100ms

6ms

安全性

64/128-bit及用户自定义的应用层

128-bitAES及用户自定义的应用层

能耗

100%(ref)

1%-50%

空中传输数据速率

1-3Mb/s

1Mb/s

主要用途

手机，游戏机，耳机，stereo audio streaming,

汽车和PC等