藍牙（英語：Bluetooth）。這是一種無線技術(shù)標準，用來讓固定與移動設(shè)備，在短距離間交換數(shù)據(jù)，以形成個人局域網(wǎng)（PAN）。其使用短波特高頻（UHF）無線電波，經(jīng)由2.4至2.485 GHz的ISM頻段來進行通信。1994年由電信商愛立信（Ericsson）發(fā)展出這個技術(shù)。它最初的設(shè)計，是希望創(chuàng)建一個RS-232數(shù)據(jù)線的無線通信替代版本。它能夠鏈接多個設(shè)備，克服同步的問題。

名稱和LOGO

藍牙LOGO

藍牙（Bluetooth）一詞是斯堪的納維亞語言詞匯Bl?tand/Bl?tann的英語化。這個詞的來源是10世紀丹麥和挪威國王藍牙哈拉爾（丹麥語：Harald Bl?tand Gormsen），借國王的綽號“Bl?tand”當名稱，直接翻譯成中文為“藍牙”（bl?＝藍，tand＝牙）。2006年，藍牙技術(shù)聯(lián)盟組織已將全球中文譯名統(tǒng)一改采直譯為“藍牙”，并注冊為該組織的注冊商標。

歷史

藍牙技術(shù)最初由愛立信創(chuàng)制。技術(shù)始于愛立信公司的1994方案，它是研究在移動電話和其他配件間進行低功耗、低成本無線通信連接的方法。發(fā)明者希望為設(shè)備間的通訊創(chuàng)造一組統(tǒng)一規(guī)則（標準化協(xié)議），以解決用戶間互不兼容的移動電子設(shè)備。1997年前愛立信公司以此概念接觸了移動設(shè)備制造商，討論其項目合作發(fā)展，結(jié)果獲得支持。

1998年5月20日，索尼易立信、國際商業(yè)機器、英特爾、諾基亞及東芝公司等業(yè)界龍頭創(chuàng)立“特別興趣小組”（Special Interest Group，SIG），即藍牙技術(shù)聯(lián)盟的前身，目標是開發(fā)一個成本低、效益高、可以在短距離范圍內(nèi)隨意無線連接的藍牙技術(shù)標準。

這項無線技術(shù)的名稱取自古代丹麥維京國王Harald Bl?tand的名字，他以統(tǒng)一了因宗教戰(zhàn)爭和領(lǐng)土爭議而分裂的挪威與丹麥而聞名于世，而這個名字的英文便是Harald Bluetooth。

1998年時藍牙推出0.7規(guī)格，支持Baseband與LMP（Link Manager Protocol）通訊協(xié)定兩部分。1999年推出先后0.8版，0.9版、1.0 Draft版，1.0a版、1.0B版。1.0 Draft版，完成SDP（Service Discovery Protocol）協(xié)定、TCS（Telephony Control Specification）協(xié)定。1999年7月26日正式公布1.0版，確定使用2.4GHz頻譜，最高資料傳輸速度1Mbps，同時開始了大規(guī)模宣傳。和當時流行的紅外線技術(shù)相比，藍牙有著更高的傳輸速度，而且不需要像紅外線那樣進行接口對接口的連接，所有藍牙設(shè)備基本上只要在有效通訊范圍內(nèi)使用，就可以進行隨時連接。

當1.0規(guī)格推出以后，藍牙并未立即受到廣泛的應用，除了當時對應藍牙功能的電子設(shè)備種類少，藍牙裝置也十分昂貴。2001年的1.1版正式列入IEEE標準，Bluetooth 1.1即為IEEE 802.15.1。同年，SIG成員公司超過2000家。過了幾年之后，采用藍牙技術(shù)的電子裝置如雨后春筍般增加，售價也大幅下降。為了擴寬藍牙的應用層面和傳輸速度，SIG先后推出了1.2、2.0版，以及其他附加新功能，例如EDR（Enhanced Data Rate，配合2.0的技術(shù)標準，將最大傳輸速度提高到3Mbps）、A2DP（Advanced Audio Distribution Profile，一個控音軌分配技術(shù)，主要應用于立體聲耳機）、AVRCP（A/V Remote Control Profile）等。Bluetooth 2.0將傳輸率提升至2Mbps、3Mbps，遠大于1.x版的1Mbps（實際約723.2kbps）。

應用

藍牙耳機

藍牙耳機

• 移動電話和免提設(shè)備之間的無線通訊，這也是最初流行的應用。

• 特定距離內(nèi)電腦間的無線網(wǎng)絡(luò)。

• 電腦與外設(shè)的無線連接，如：鼠標、耳機、打印機等。

• 藍牙設(shè)備之間的文件傳輸。

• 傳統(tǒng)有線設(shè)備的無線化，如：醫(yī)用器材、GPS、條形碼掃描儀、交管設(shè)備、藍牙無線麥克風收發(fā)機：具有發(fā)送端與接收端，發(fā)送端提供3-pin XLR接頭，可連接麥克風發(fā)射信號，接收端提供3.5mm接頭/6.3mm接頭，可直接插在揚聲器或擴大機上，彼此之間使用藍牙傳輸。

• 數(shù)個以太網(wǎng)之間的無線橋架。

• 7代家用游戲機的手柄，包括PS3、PSP Go、Nintendo Wii。

• 依靠藍牙支持，使PC或PDA能通過手機的調(diào)制解調(diào)器實現(xiàn)撥號上網(wǎng)。

• 實時定位系統(tǒng)（RTLS），應用"節(jié)點"或"標簽"嵌入被跟蹤物品中讀卡器從標簽接收并處理無線信號以確定物品位置。

藍牙在汽車領(lǐng)域的應用

目前許多汽車的車載多媒體信息系統(tǒng)都支持藍牙接入功能，比如凱迪拉克XTS豪華轎車上所搭載的CUE移動互聯(lián)體驗系統(tǒng)的藍牙接入功能，最多可支持10組藍牙配對，包括智能手機、平板電腦和多媒體播放器等。車主可以通過藍牙配對，將這些便攜設(shè)備中的信息與CUE系統(tǒng)實現(xiàn)共享。比如，可以讀取手機中的通訊錄，通過CUE系統(tǒng)的人聲識別功能直接進行語音撥叫；可以讀取手機或多媒體播放器中的音樂文件，通過CUE系統(tǒng)在車內(nèi)音響中播放，并在CUE系統(tǒng)的顯示屏上顯示曲目名、歌詞和專輯封面圖像等。

最近發(fā)展

市面上新出手機基本都帶有藍牙功能

藍牙鼠標

藍牙用于在不同的設(shè)備之間進行無線連接，例如連接計算機和外圍設(shè)備，如：打印機、鍵盤等，又或讓個人數(shù)碼助理（PDA）與其它附近的PDA或計算機進行通信。具備藍牙技術(shù)的手機可以連接到計算機、PDA甚至連接到免持聽筒。

事實上，根據(jù)已訂立的標準，藍牙可以支持功能更強的長距離通訊，用以構(gòu)成無線局域網(wǎng)。每個Bluetooth設(shè)備可同時維護8個連接。可以將每個設(shè)備配置為不斷向附近的設(shè)備聲明其存在以便創(chuàng)建連接。另外也可以對二個設(shè)備之間的連接進行密碼保護，以防止被其他設(shè)備接收。

藍牙的標準是IEEE 802.15.1，藍牙協(xié)議工作在無需許可的ISM（Industrial Scientific Medical）頻段的2.45GHz。最高速度可達723.1kb/s。為了避免干擾可能使用2.45GHz的其它協(xié)議，藍牙協(xié)議將該頻段劃分成79個頻道，（帶寬為1MHz）每秒的頻道轉(zhuǎn)換可達1600次。

規(guī)格和功能

藍牙1.0

藍牙1.0B

藍牙1.1

藍牙1.2

這個版本向下兼容1.1版，其主要改進包括：

• 匿名方式：屏蔽設(shè)備的硬件地址（BD_ADDR），保護用戶免受身份嗅探攻擊和跟蹤。從1.1版開始已經(jīng)可以實現(xiàn)硬件匿名，但未被實施，因此對普通消費者來說還是沒有此功能。

• 自適應頻率跳躍（AFH,Adaptive Frequency Hopping）：通過避免使用跳躍序列中的擁擠頻率，從而改善對無線電干涉的抵抗。

• 更高的實際傳輸速度，實際測試約為24KB/S（192Kbps）左右。

• L2CAP層引入了流量控制和錯誤糾正機制

藍牙2.0+EDR

早期的藍牙2.0適配器

2.0版的內(nèi)容還沒有什么明確的信息，但愛立信的研究者公布了一些內(nèi)容：

• 加入了“非跳躍窄頻通道”（Non-hopping narrowband channel）。

• 因為不需要與每個設(shè)備交換應答信號，這種通道可以用來將各種器件的藍牙服務(wù)概要同時廣播到巨量的藍牙器件。應答信號交換過程當前需要大約一秒。

• 實時公共交通時刻表、基本的交通暢通性信息和高級交通指向指示等未加密信息可以以高速度發(fā)送給設(shè)備。

• 更高的連接速度（實際測試速度為280KB/s=2240Kbps）

• 支持多個速度水平

藍牙2.1+EDR

藍牙核心規(guī)范2.1+EDR向下對1.2版本完全兼容，藍牙技術(shù)聯(lián)盟于2007年7月26日通過。

藍牙2.1，增加了Sniff省電功能，使得適配器與設(shè)備的聯(lián)系時間延長到0.5秒，能節(jié)約不小電量；增強功能有簡單安全配對（SSP），這改善了藍牙設(shè)備的配對經(jīng)驗，同時提升了使用和安全強度。詳細請參閱配對一節(jié)1234。

藍牙3.0+HS

• 更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，集成802.11PAL最高速度可達24Mbps。是2.0速度的8倍。

• 引入了增強電源控制，實際空閑功耗明顯降低。

藍牙4.0

• 藍牙4.0是Bluetooth SIG于2010年7月7日推出的新的規(guī)范。其最重要的特性是支持省電；

• Bluetooth 4.0，協(xié)議組成和當前主流的Bluetooth h2.x+EDR、還未普及的Bluetooth h3.0+HS不同，Bluetooth 4.0是Bluetooth從誕生至今唯一的一個綜合協(xié)議規(guī)范，

• 還提出了“低功耗藍牙”、“傳統(tǒng)藍牙”和“高速藍牙”三種模式。

• 其中：高速藍牙主攻數(shù)據(jù)交換與傳輸；傳統(tǒng)藍牙則以信息溝通、設(shè)備連接為重點；藍牙低功耗顧名思義，以不需占用太多帶寬的設(shè)備連接為主。前身其實是NOKIA開發(fā)的Wibree技術(shù)，本是作為一項專為移動設(shè)備開發(fā)的極低功耗的移動無線通信技術(shù)，在被SIG接納并規(guī)范化之后重命名為Bluetooth Low Energy（后簡稱低功耗藍牙）。這三種協(xié)議規(guī)范還能夠互相組合搭配、從而實現(xiàn)更廣泛的應用模式，此外，Bluetooth 4.0還把藍牙的傳輸距離提升到100米以上（低功耗模式條件下）。

• 分Single mode與Dual mode。

• Single mode只能與BT4.0互相傳輸無法向下兼容（與3.0/2.1/2.0無法相通）;Dual mode可以向下兼容可與BT4.0傳輸也可以跟3.0/2.1/2.0傳輸

• 超低的峰值、平均和待機模式功耗，覆蓋范圍增強，最大范圍可超過100米。

• 速度：支持1Mbps數(shù)據(jù)傳輸率下的超短數(shù)據(jù)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(huán)。

• 跳頻：使用所有藍牙規(guī)范版本通用的自適應跳頻，最大程度地減少和其他2.4 GHz ISM頻段無線技術(shù)的串擾。

• 主控制：可以休眠更長時間，只在需要執(zhí)行動作的時候才喚醒。

• 延遲：最短可在3毫秒內(nèi)完成連接設(shè)置并開始傳輸數(shù)據(jù)。

• 健壯性：所有數(shù)據(jù)包都使用24-bit CRC校驗，確保最大程度抵御干擾。

• 安全：使用AES-128 CCM加密算法進行數(shù)據(jù)包加密和認證。

• 拓撲：每個數(shù)據(jù)包的每次接收都使用32位尋址，理論上可連接數(shù)十億設(shè)備；針對一對一連接最優(yōu)化，并支持星形拓撲的一對多連接；使用快速連接和斷開，數(shù)據(jù)可以在網(wǎng)狀拓撲內(nèi)轉(zhuǎn)移而無需維持復雜的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。

藍牙4.1

• 藍牙4.1是藍牙技術(shù)聯(lián)盟于2013年底推出的新的規(guī)范，其目的是為了讓 Bluetooth Smart 技術(shù)最終成為物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)發(fā)展的核心動力。

• 此版本為藍牙4.0的軟件更新版本，搭載藍牙4.0設(shè)備的終端可通過軟件更新獲得此版本。

• 對于開發(fā)人員而言，該更新是藍牙技術(shù)發(fā)展史上一項重要的進步。該更新提供了更高的靈活性和掌控度，讓開發(fā)人員能創(chuàng)造更具創(chuàng)新并催化物聯(lián)網(wǎng)（IOT）發(fā)展的產(chǎn)品。

• 支持多設(shè)備連接。

• 智能連接：增加設(shè)置設(shè)備間連接頻率的支持。制造商可以對設(shè)備設(shè)置連接進行設(shè)置，使得設(shè)備可以更加智能的控制設(shè)備電量。

藍牙4.2

• 藍牙4.2是藍牙技術(shù)聯(lián)盟于2014年12月推出的新的規(guī)范。

藍牙5.0

• 藍牙5.0在2016年6月被宣布。在有效傳輸距離上將是4.2LE版本的4倍（理論上可達300米），傳輸速度將是4.2LE版本的2倍（速度上限為24Mbps）。藍牙5還支持室內(nèi)定位導航功能（結(jié)合WiFi可以實現(xiàn)精度小于1米的室內(nèi)定位），允許無需配對接受信標的數(shù)據(jù)（比如廣告、Beacon、位置信息等，傳輸率提高了8倍），針對物聯(lián)網(wǎng)進行了很多底層優(yōu)化。

藍牙協(xié)議堆棧

藍牙協(xié)議堆棧依照其功能可分四層：

• 核心協(xié)議層（HCI、LMP、L2CAP、SDP）

• 線纜替換協(xié)議層（RFCOMM）

• 電話控制協(xié)議層（TCS-BIN）

• 選用協(xié)議層（PPP、TCP、IP、UDP、OBEX、IrMC、WAP、WAE）

藍牙規(guī)范

藍牙規(guī)范（Profile）是指藍牙通信在那一種用途下應該使用的通信協(xié)議和相關(guān)的規(guī)范。藍牙1.1定義的profile有13個。SIG認為藍牙設(shè)備有4個最基本的Profile：

• General Access Profile（GAP）

• Service Discovery Application Profile（SDAP）

• Serial Port Profile（SPP）

• General Object Exchange Profile（GOEP）

缺點

早期的1.0和1.0B版本存在多個問題，多家廠商指出他們的產(chǎn)品互不兼容。同時，在兩個設(shè)備“鏈接”（handshaking）的過程中，藍牙硬件的地址（BD_ADDR）會被發(fā)送出去，在協(xié)議的層面上不能做到匿名，造成泄漏數(shù)據(jù)的危險，令一些用戶卻步。

Bluetooth在2.4GHz的電波干擾問題一直為大家所詬病，特別和無線局域網(wǎng)間的互相干擾問題。有干擾發(fā)生時，就以重新發(fā)送數(shù)據(jù)包的方法來解決干擾。

安全性

在JAVA和Symbian60平臺上，使用“藍牙黑客”或“藍牙間諜”軟件，無需配對就可以控制打開藍牙的手機。此種軟件可以實現(xiàn)的功能有：查看對方手機中的電話簿、短信、電量、序列號；更改對方手機的情景模式和界面語言、打開對方手機內(nèi)置的JAVA軟件、控制手機多媒體播放器、遙控對方手機打電話、發(fā)短信等。

低耗電藍牙BLE（Bluetooth Low Energy）