伴隨著時(shí)代的發(fā)展，科技的進(jìn)步，智能化已經(jīng)開始逐步影響著每一個(gè)人的衣食住行，最炙手可熱的莫過(guò)于智能家居了。智能家居概念早在很多年以前就已經(jīng)被提出，近年來(lái)隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)，尤其是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，使得云與端的數(shù)據(jù)傳遞與分布式處理成為了現(xiàn)實(shí)，從而使得智能家居逐步從概念宣傳階段進(jìn)入實(shí)質(zhì)應(yīng)用階段。
從智能家居的發(fā)展歷程來(lái)看，早期的智能家居大部分通過(guò)有線方式連接與傳輸，但有線方式存在較多不足，例如網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，設(shè)備與業(yè)務(wù)形態(tài)單一，整體部署成本偏高等，使得智能家居無(wú)法大規(guī)模推廣與普及。但近幾年，藍(lán)牙、Wi-Fi、ZigBee等無(wú)線技術(shù)以其各自獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，得以在智能家居各領(lǐng)域和應(yīng)用中廣泛使用。而這些無(wú)線技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，也成為智能家居快速發(fā)展的重要推手。本文我們先來(lái)了解下其中的藍(lán)牙無(wú)線技術(shù)。
（圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）
藍(lán)牙，英文名Bluetooth，源至于10世紀(jì)丹麥國(guó)王哈拉爾德（Harald Blatand-英譯為Harold Bluetooth），正直北歐諸侯爭(zhēng)霸之際，他將紛爭(zhēng)不斷的丹麥部落統(tǒng)一為一個(gè)王國(guó)，這個(gè)名字后被通信領(lǐng)域行業(yè)協(xié)會(huì)采用，象征不同領(lǐng)域之間的協(xié)調(diào)和互聯(lián)。(另一說(shuō)法為因?yàn)樗窒矚g吃藍(lán)梅,所以牙齒每天都帶著藍(lán)色，所以綽號(hào)藍(lán)牙國(guó)王。)
簡(jiǎn)單地說(shuō)，藍(lán)牙是一種短程寬帶無(wú)線通信技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音和數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)娜蜷_放性標(biāo)準(zhǔn)。它使用跳頻擴(kuò)譜（FHSS）、時(shí)分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）等先進(jìn)技術(shù)，在小范圍內(nèi)建立多種通信與信息系統(tǒng)之間的信息傳輸。 工作頻段ISM頻段，2.402~2.480GHz，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信，TDD時(shí)分雙工模式，當(dāng)前規(guī)模應(yīng)用的藍(lán)牙4.0版本為理論最高傳輸速度24 Mbit/s，功耗10-100mw，傳輸距離1-100m。最新藍(lán)牙技術(shù)具備功耗低、傳輸速率快、建立連接時(shí)間短、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。藍(lán)牙4.0標(biāo)準(zhǔn)包含傳統(tǒng)藍(lán)牙部分（或經(jīng)典藍(lán)牙Classic Bluetooth）和低功耗藍(lán)牙部分（Bluetooth Low Energy，簡(jiǎn)稱BLE）。這兩個(gè)部分適用于不同的應(yīng)用或者應(yīng)用條件。
傳統(tǒng)藍(lán)牙技術(shù)比較常見應(yīng)用于手機(jī)等移動(dòng)終端，計(jì)算機(jī)、部分辦公設(shè)備等，由于低功耗藍(lán)牙技術(shù)的推出，越來(lái)越多的智能家居產(chǎn)品中使用了藍(lán)牙技術(shù)，例如藍(lán)牙耳機(jī)、藍(lán)牙音箱、智能秤、智能門鎖等。其最重要的原因即為低功耗藍(lán)牙技術(shù)非常省電，一粒紐扣電池即可為部分智能終端設(shè)備提供長(zhǎng)達(dá)1年甚至更長(zhǎng)的工作時(shí)間。
低功耗藍(lán)牙為何如此省電？
它和經(jīng)典藍(lán)牙技術(shù)相比，主要的改變集中體現(xiàn)在待機(jī)功耗的減少、高速連接的實(shí)現(xiàn)和峰值功率的降低三個(gè)方面。待機(jī)功耗的下降，傳統(tǒng)藍(lán)牙設(shè)備的待機(jī)耗電量大一直是為人所詬病的缺陷之一，這與傳統(tǒng)藍(lán)牙技術(shù)動(dòng)輒采用16～32個(gè)頻道進(jìn)行廣播不無(wú)關(guān)系，而低功耗藍(lán)牙僅使用了3個(gè)廣播通道，且每次廣播時(shí)射頻的開啟時(shí)間也由傳統(tǒng)的22.5ms減少到0.6～1.2ms，這兩個(gè)協(xié)議規(guī)范上的改變顯然大大降低了因?yàn)閺V播數(shù)據(jù)導(dǎo)致的待機(jī)功耗；此外低功耗藍(lán)牙設(shè)計(jì)了用深度睡眠狀態(tài)來(lái)替換傳統(tǒng)藍(lán)牙的空閑狀態(tài)，在深度睡眠狀態(tài)下，主機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于超低的負(fù)載循環(huán)（DutyCycle）狀態(tài)，只在需要運(yùn)作時(shí)由控制器來(lái)啟動(dòng)，因主機(jī)較控制器消耗更多的能源，因此這樣的設(shè)計(jì)也節(jié)省了最多的能源；在深度睡眠狀態(tài)下，協(xié)議也針對(duì)此通訊模式進(jìn)行了優(yōu)化，數(shù)據(jù)發(fā)送間隔時(shí)間也增加到0.5～4s，傳感器類應(yīng)用程序發(fā)送的數(shù)據(jù)量較平常要少很多，而且所有連接均采用先進(jìn)的嗅探性次額定（Sn i f f-Subrating）功能模式，因此，此時(shí)的射頻能耗幾乎可以忽略不計(jì)，綜合以上因素，低功耗藍(lán)牙的待機(jī)功耗較傳統(tǒng)藍(lán)牙大大減少，藍(lán)牙智能終端大部分時(shí)間處于睡眠模式，活動(dòng)發(fā)生才會(huì)被自動(dòng)喚醒。
藍(lán)牙技術(shù)得以在智能家居領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的其他一些原因總結(jié)如下：
支持以1Mbps速度傳輸?shù)臉O小數(shù)據(jù)包。所有連接使用高級(jí)低耗電監(jiān)聽模式，實(shí)現(xiàn)超低工作周期。
支持3毫秒內(nèi)的連接設(shè)置與數(shù)據(jù)傳輸。
調(diào)制指數(shù)的增加使低功耗藍(lán)牙的最大距離達(dá)到100米。
采用跳頻技術(shù)，且在所有數(shù)據(jù)包上使用強(qiáng)大的24位 CRC保證最佳的抗干擾能力。
使用CCM的完整 AES-128加密技術(shù)提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)包加密與驗(yàn)證。
藍(lán)牙采用開放式的2.4千兆赫（ISM）頻帶，無(wú)需認(rèn)證即可使用。
在從屬設(shè)備的每個(gè)數(shù)據(jù)包上使用 32位訪問地址，從而可以連接數(shù)十億臺(tái)設(shè)備。這一技術(shù)專為一對(duì)一連接而優(yōu)化，同時(shí)在一對(duì)多連接時(shí)將使用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
藍(lán)牙技術(shù)在智能手機(jī)和平板電腦的普及率將于2018年超過(guò)96% ，更加便利于手機(jī)與藍(lán)牙智能硬件之間的連接與使用。
另外，自藍(lán)牙4.2引入的安全連接“LE Secure Connections”的配對(duì)方式，也使得藍(lán)牙技術(shù)與智能鎖具的結(jié)合順理成章。我們?nèi)粘Ｊ褂玫膐fo和摩拜單車已經(jīng)上線了藍(lán)牙開鎖功能。手機(jī)打開摩拜的App，掃描二維碼之后，App會(huì)提示用戶可以通過(guò)打開藍(lán)牙功能，開鎖速度大大提高，進(jìn)度條滾動(dòng)神速，體驗(yàn)感倍增!
最新的藍(lán)牙5.0標(biāo)準(zhǔn)開始支持室內(nèi)定位和導(dǎo)航技術(shù)，結(jié)合wifi可以實(shí)現(xiàn)1米范圍內(nèi)的室內(nèi)定位，將為更多的智能應(yīng)用提供解決方案。
我們可以欣喜的期待，未來(lái)的生活將會(huì)被越來(lái)越多更智能便利的工具所改變，我們的生活也將變得更美好！
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