世界是藍色的，而不知不覺這個世界將有 40 億藍芽裝置了。這篇文章，我們將帶你一起回顧藍芽 1.0 到 5.0 的技術變遷，從音訊傳輸、圖文傳輸、視訊傳輸，再到以低功耗為主打的物聯網傳輸。我們還將和你一起梳理，越來越廣闊的藍芽應用的場景。關於藍芽技術你所不知道的前世今生，都在這裡了。

也許很少有人知道，藍芽（Bluetooth）一詞取自於十世紀丹麥國王哈拉爾HaralBluetooth。

而將“藍芽”與後來的無線通訊技術標準關聯在一起的，是一位來自英特爾的工程師 Jim Kardach。他在一次無線通訊行業會議上，提議將“Bluetooth”作為無線通訊技術標準的名稱。

藍芽名稱的想法來自英特爾的 Jim Kardach，他當時正在閱讀有關維京人和哈拉爾國王的歷史小說

由於哈拉爾國王以統一了因宗教戰爭和領土爭議而分裂的挪威與丹麥而聞名於世，國王的成就與 Jim Kardach 的理念不謀而合，他希望藍芽也可以成為統一的通用傳輸標準——將所有分散的裝置與內容互聯互通。藍芽的 LOGO 來自後弗薩克文的符文組合，將哈拉爾國王名字的首字母 H 和 B 拼在一起，成為了今天大家熟知的藍色徽標。

當年的人們不會想到，20 年後這個藍色徽標的應用範圍已經遠遠超出他們所預想的使用場景。從利用無線耳機接收音訊，把手柄連線到遊戲主機，到使用蘋果的“隔空投遞”傳輸檔案。藍芽已經從當初的高科技賣點變成了現在移動裝置的標配技術，成為了我們生活中不可或缺的一部分。如果你不想打工，如果你不想用自己的青春成就他人的夢想，我願意幫助你，改變你的人生方向，歡迎交流，創業諮詢，13779015227

藍芽的起源

藍芽的歷史實際上要追溯到第二次世界大戰。藍芽的核心是短距離無線電通訊，它的基礎來自於跳頻擴頻（FHSS）技術，由好萊塢女演員 Hedy Lamarr 和鋼琴家 George Antheil 在 1942 年 8 月申請的專利上提出。他們從鋼琴的按鍵數量上得到啟發，通過使用 88 種不同載波頻率的無線電控制魚雷，由於傳輸頻率是不斷跳變的，因此具有一定的保密能力和抗干擾能力。

起初該項技術並沒有引起美國軍方的重視，直到 20 世紀 80 年代才被軍方用於戰場上的無線通訊系統，跳頻擴頻（FHSS）技術後來在解決包括藍芽、WiFi、3G 移動通訊系統在無線資料收發問題上發揮著關鍵作用。

藍芽技術開始於愛立信在 1994 年創制的方案，該方案旨在研究行動電話和其他配件間進行低功耗、低成本無線通訊連線的方法。發明者希望為裝置間的無線通訊創造一組統一規則（標準化協議），以解決使用者間互不相容的移動電子裝置的通訊問題，用於替代 RS-232 串列埠通訊標準。

難忘當年的愛立信

愛立信發現，解決相容問題的方法是將各種不同的通訊裝置通過行動電話接入到蜂窩網上，而這種連線的最後一段就是短距離的無線連線。隨著專案的進展，愛立信把大量資源投入到短距離無線通訊技術的研發上。

1998 年 5 月 20 日，愛立信聯合 IBM、英特爾、諾基亞及東芝公司等 5 家著名廠商成立“特別興趣小組”（Special Interest Group，SIG），即藍芽技術聯盟的前身，目標是開發一個成本低、效益高、可以在短距離範圍內隨意無線連線的藍芽技術標準。當年藍芽推出 0.7 規格，支援 Baseband 與 LMP（Link Manager Protocol）通訊協定兩部分。

1999 年先後推出 0.8 版、0.9 版、1.0 Draft 版。完成了 SDP（Service Discovery Protocol）協定和 TCS（Telephony Control Specification）協定。

1999 年 7 月 26 日正式公佈 1.0A 版，確定使用 2.4GHz 頻段。和當時流行的紅外線技術相比，藍芽有著更高的傳輸速度，而且不需要像紅外線那樣進行介面對介面的連線，所有藍芽裝置基本上只要在有效通訊範圍內使用，就可以進行隨時連線。

1999 年下半年，微軟、摩托羅拉、三星、朗訊與藍芽特別小組的五家公司共同發起成立了藍芽技術推廣組織，從而在全球範圍內掀起了一股“藍芽”熱潮。

到 2000 年 4 月，SIG 的成員數已超過 1500，其成長速度超過任何其他的無線聯盟。

藍芽技術變遷歷史

第一代藍芽：關於短距離通訊早期的探索

1999 年：藍芽 1.0

早期的藍芽 1.0 A 和 1.0B 版存在多個問題，有多家廠商指出他們的產品互不相容。同時，在兩個裝置“連結”（Handshaking）的過程中，藍芽硬體的地址（BD_ADDR）會被髮送出去，在協議的層面上不能做到匿名，造成洩漏資料的危險。

因此，當 1.0 版本推出以後，藍芽並未立即受到廣泛的應用。除了當時對應藍芽功能的電子裝置種類少，藍芽裝置也十分昂貴。

2001 年：藍芽 1.1

藍芽 1.1 版正式列入 IEEE 802.15.1 標準，該標準定義了物理層（PHY）和媒體訪問控制（MAC）規範，用於裝置間的無線連線，傳輸率為 0.7Mbps。但因為是早期設計，容易受到同頻率之間產品干擾，影響通訊質量。

2003 年：藍芽 1.2

藍芽 1.2 版針對 1.0 版本暴露出的安全性問題，完善了匿名方式，新增遮蔽裝置的硬體地址（BD_ADDR）功能，保護使用者免受身份嗅探攻擊和跟蹤，同時向下相容 1.1 版。此外，還增加了四項新功能：

AFH（Adaptive Frequency Hopping）適應性跳頻技術，減少了藍芽產品與其它無線通訊裝置之間所產生的干擾問題；

eSCO（Extended Synchronous Connection-Oriented links）延伸同步連結導向通道技術，用於提供 QoS 的音訊傳輸，進一步滿足高階語音與音訊產品的需求；

Faster Connection 快速連線功能，可以縮短重新搜尋與再連線的時間，使連線過程更為穩定快速；

支援 Stereo 音效的傳輸要求，但只能以單工方式工作。

代表作：愛立信第一臺藍芽手機 T39mc

第二代藍芽：發力傳輸速率的 EDR 時

2004 年：藍芽 2.0

藍芽 2.0 是 1.2 版本的改良版，新增的 EDR（Enhanced Data Rate）技術通過提高多工處理和多種藍芽裝置同時執行的能力，使得藍芽裝置的傳輸率可達 3Mbps。

藍芽 2.0 支援雙工模式：可以一邊進行語音通訊，一邊傳輸文件/高質素圖片。

同時，EDR 技術通過減少工作負債迴圈來降低功耗，由於頻寬的增加，藍芽 2.0 增加了連線裝置的數量。

2007 年：藍芽 2.1

藍芽 2.1 新增了 Sniff Subrating 省電功能，將裝置間相互確認的訊號傳送時間間隔從舊版的 0.1 秒延長到 0.5 秒左右，從而讓藍芽晶片的工作負載大幅降低。

另外，新增 SSP 簡易安全配對功能，改善了藍芽裝置的配對體驗，同時提升了使用和安全強度。

支援 NFC 近場通訊，只要將兩個內建有 NFC 晶片的藍芽裝置相互靠近，配對密碼將通過 NFC 進行傳輸，無需手動輸入。

代表作：正在以藍芽與無線耳機溝通的 Sony Ericsson P910i PDA 手機

第三代藍芽：High Speed，傳輸速率高達 24Mbps

2009 年：藍芽 3.0

藍芽 3.0 新增了可選技術 High Speed，High Speed 可以使藍芽呼叫 802.11 WiFi 用於實現高速資料傳輸，傳輸率高達 24Mbps，是藍芽 2.0 的 8 倍，輕鬆實現錄影機至高清電視、PC 至 PMP、UMPC 至印表機之間的資料傳輸。

藍芽 3.0 的核心是 AMP（Generic Alternate MAC/PHY），這是一種全新的交替射頻技術，允許藍芽協議棧針對任一任務動態地選擇正確射頻。

功耗方面，藍芽 3.0 引入了 EPC 增強電源控制技術，再輔以 802.11，實際空閒功耗明顯降低。

此外，新的規範還加入 UCD 單向廣播無連線資料技術，提高了藍芽裝置的相應能力。

代表作：藍芽介面卡

第四代藍芽：主推” Low Energy”低功耗

2010 年：藍芽 4.0

藍芽 4.0 是迄今為止第一個藍芽綜合協議規範，將三種規格整合在一起。其中最重要的變化就是 BLE（Bluetooth Low Energy）低功耗功能，提出了低功耗藍芽、傳統藍芽和高速藍芽三種模式：

”高速藍芽“主攻資料交換與傳輸；“傳統藍芽”則以資訊溝通、裝置連線為重點；”低功耗藍芽“以不需佔用太多頻寬的裝置連線為主，功耗較老版本降低了 90%。

BLE 前身是 NOKIA 開發的 Wibree 技術，本是作為一項專為移動裝置開發的極低功耗的移動無線通訊技術，在被 SIG 接納並規範化之後重新命名為 Bluetooth Low Energy（後簡稱低功耗藍芽）。這三種協議規範還能夠互相組合搭配、從而實現更廣泛的應用模式。

藍芽 4.0 的晶片模式分為 Single mode 與 Dual mode。Single mode 只能與藍芽 4.0 互相傳輸無法向下與 3.0/2.1/2.0 版本相容；Dual mode 可以向下相容 3.0/2.1/2.0 版本。前者應用於使用鈕釦電池的感測器裝置，例如對功耗要求較高的心率檢測器和溫度計；後者應用於傳統藍芽裝置，同時兼顧低功耗的需求。

此外，藍芽 4.0 還把藍芽的傳輸距離提升到100米以上（低功耗模式條件下）。擁有更快的響應速度，最短可在 3 毫秒內完成連線設定並開始傳輸資料。更安全的技術，使用 AES-128 CCM 加密演算法進行資料包加密和認證。

^ 代表作：蘋果 iPhone 4S 是第一款支援藍芽 4.0 標準的智慧手機 | 圖源：Quora

2013 年：藍芽 4.1

藍芽 4.1 在傳輸速度和傳輸範圍上變化很小，但在軟體方面有著明顯的改進。此次更新目的是為了讓 Bluetooth Smart 技術最終成為物聯網（Internet of Things）發展的核心動力。

支援與 LTE 無縫協作。當藍芽與 LTE 無線電訊號同時傳輸資料時，那麼藍芽 4.1 可以自動協調兩者的傳輸資訊，以確保協同傳輸，降低相互干擾。

允許開發人員和製造商「自定義」藍芽 4.1 裝置的重新連線間隔，為開發人員提供了更高的靈活性和掌控度。

支援「雲同步」。藍芽 4.1 加入了專用的 IPv6 通道，藍芽 4.1 裝置只需要連線到可以聯網的裝置（如手機），就可以通過 IPv6 與雲端的資料進行同步，滿足物聯網的應用需求。

支援「擴充套件裝置」與「中心裝置」角色互換。支援藍芽 4.1 標準的耳機、手錶、鍵鼠，可以不用通過 PC、平板、手機等資料樞紐，實現自主收發資料。例如智慧手錶和計步器可以繞過智慧手機，直接實現對話。

2014 年：藍芽 4.2

藍芽 4.2 的傳輸速度更加快速，比上代提高了 2.5 倍，因為藍芽智慧（Bluetooth Smart）資料包的容量提高，其可容納的資料量相當於此前的10倍左右。

改善了傳輸速率和隱私保護程度，藍芽訊號想要連線或者追蹤使用者裝置，必須經過使用者許可。使用者可以放心使用可穿戴裝置而不用擔心被跟蹤。

支援 6LoWPAN，6LoWPAN 是一種基於 IPv6 的低速無線個域網標準。藍芽 4.2 裝置可以直接通過 IPv6 和 6LoWPAN 接入網際網路。這一技術允許多個藍芽裝置通過一個終端接入網際網路或者區域網，這樣，大部分智慧家居產品可以拋棄相對複雜的 WiFi 連線，改用藍芽傳輸，讓個人感測器和家庭間的互聯更加便捷快速。

歷代藍芽標準效能

第五代藍芽：開啟「物聯網」時代大門

2016 年：藍芽 5.0

藍芽 5.0 在低功耗模式下具備更快更遠的傳輸能力，傳輸速率是藍芽 4.2 的兩倍（速度上限為 2Mbps），有效傳輸距離是藍芽 4.2 的四倍（理論上可達 300 米），資料包容量是藍芽 4.2 的八倍。

支援室內定位導航功能，結合 WiFi 可以實現精度小於 1 米的室內定位。

針對 IoT 物聯網進行底層優化，力求以更低的功耗和更高的效能為智慧家居服務。

低功耗版藍芽與經典版藍芽引數

Mesh 網狀網路：實現物聯網的關鍵”鑰匙“

Mesh 網狀網路是一項獨立研發的網路技術，它能夠將藍芽裝置作為訊號中繼站，將資料覆蓋到非常大的物理區域，相容藍芽 4 和 5 系列的協議。

傳統的藍芽連線是通過一臺裝置到另一臺裝置的「配對」實現的，建立「一對一」或「一對多」的微型網路關係。

而 Mesh 網路能夠使裝置實現「多對多」的關係。Mesh 網路中每個裝置節點都能傳送和接收資訊，只要有一個裝置連上閘道器，資訊就能夠在節點之間被中繼，從而讓訊息傳輸至比無線電波正常傳輸距離更遠的位置。

這樣，Mesh 網路就可以分佈在製造工廠、辦公樓、購物中心、商業園區以及更廣的場景中，為照明裝置、工業自動化裝置、安防攝像機、煙霧探測器和環境感測器提供更穩定的控制方案。

辦公樓裡的 Mesh 網路

物聯網：未來藍芽技術的新主場

自 1998 年來，藍芽協議已經進行了多次更新，從音訊傳輸、圖文傳輸、視訊傳輸，再到以低功耗為主打的物聯網資料傳輸。一方面維持著藍芽裝置向下相容性，另一方面藍芽也正應用於越來越多的物聯網裝置。

隨著 Low Energy 版藍芽在功耗和傳輸效率上的不斷提升，Classic 版本自 3.0 後就更新不大。可以預見，未來藍芽的主要發力點將集中在物聯網，而不僅僅侷限於移動裝置，而 Mesh 網狀網路的加入，使得藍芽自成 IoT 體系成為可能。

據 SIG 的市場報告預估，到 2018 年底，全球藍芽裝置出貨量將多達 40 億，其中：手機、平板和 PC 今年出貨量可達 20 億，音訊和娛樂裝置出貨量可達 12 億，全球 86% 出廠的汽車將具備藍芽功能，智慧家居藍芽裝置出貨量可達 6.5 億，智慧建築、智慧城市、智慧工業等均將成為未來潛力賽道。

隨著藍芽 5 技術的出現和藍芽 mesh 技術的成熟，大大降低了裝置之間的長距離、多裝置通訊門檻，為未來的 IoT 帶來了更大的想象空間。這項 20 年前問世的技術，未來還會煥發出蓬勃的生命力。