藍芽5簡介以及其在物聯網中的作用

正如我們所看到的，藍芽5.0引入了一些可應用於廣泛潛在的物聯網功能。但是，有幾個幾個關鍵要點需要注意。

藍芽5是什麼?

如果你擁有一輛汽車或一部智慧型手機，你很可能會在生活中至少使用過一次藍芽。藍芽無處不在：揚聲器、無線耳機、汽車、可穿戴裝置、醫療裝置、甚至鞋子!

藍芽裝置有兩種：一種稱為經典藍芽(用於無線揚聲器、汽車資訊娛樂系統和耳機)，另一種被稱為低功耗藍芽(ble)。

ble在功耗至關重要的應用(例如電池供電裝置)以及少量資料不經常傳輸(例如感測器應用)中更為突出。

這兩種藍芽裝置互不相容(即使它們品牌相同甚至規格文件相同)，經典藍芽裝置無法直接與低功耗藍芽裝置通訊。不過市場上還有一種雙模藍芽裝置，即同時支援低功耗藍芽和經典藍芽。

由於許多物聯網系統涉及小型裝置和感測器，因此在物聯網中，低功耗藍芽(ble)已成為兩者中較為常見的協議(相對於經典藍芽)。 2023年12月，藍芽標準背後的管理機構藍芽技術聯盟(sig)發布了藍芽5.0版。此版本中引入的大部分增強功能和特性集中在低功耗藍芽上。

那麼，與以前的版本相比，藍芽5.0有什麼新功能?

三個主要功能：

兩倍速度

四倍範圍

八倍廣告訊息容量

讓我們仔細研究其中每乙個，看看可以利用它們哪些潛在物聯網應用。

1. 兩倍速度

在較早版本藍芽(4.2和更早版本)中，低功耗藍芽(ble)的資料速率設定為固定1mbps。在藍芽5.0中，引入了一種資料速率為2mbps的新模式。這種新的資料速率還提供了一些額外好處：

由於在較短時間內傳輸相同數量資料，因此降低了功耗。

由於減少了無線電接通時間，改善了無線共存。

使用2mbps模式乙個缺點是它具有減小傳輸範圍的潛在可能，因為較高的速度導致接收端無線電靈敏度降低。但是，對於為了得到更高資料傳輸速度而犧牲一點範圍的應用，有些應用場景是可以接受的。

2. 四倍範圍

藍芽5.0還引入了一種遠端模式，該模式利用一種稱為前向糾錯(fec)的糾錯技術。fec允許接收器從雜訊和干擾引起的錯誤中恢復資料。因此，當發生錯誤時，接收器可以利用資料中的冗餘來恢復最初傳送的資料，而不是要求重發資料。

此遠端模式稱為編碼phy模式。使用這種新模式的明顯好處是增加了傳輸範圍，缺點是由此帶來平均功耗增加和傳輸速率降低(125 kbps或500kbps，這取決於所使用的編碼方案)。

在遠端模式下進行測試時，已記錄可以遠至800公尺的視距範圍。這使得在諸如需要與數百公尺之外裝置通訊的應用使用ble成為可能。例如遠端遙控裝置，家庭自動化和工業應用。

藍芽5.0將把通訊距離提高至原來的四倍。這意味著ble技術終於可用在智慧型家居裡面了，使用者可以通過ble來控制家裡的智慧型產品，從智慧型燈泡到智慧型鎖，現在一家之中的智慧型裝置都可以用ble來連線。相比耗電量巨大的wifi技術，ble用於智慧型家居產品的優勢非常明顯。

3. 八倍廣告訊息容量

在低功耗藍芽(ble)中，裝置可以執行三種主要狀態，它是廣告、掃瞄或連線。要連線兩個低功耗藍芽裝置，乙個裝置必須廣告，另乙個裝置必須掃瞄，然後啟動連線。廣告本質上涉及廣告分組，這允許另乙個掃瞄裝置發現它們，經過廣告分組允許後，則掃瞄裝置可以決定啟動連線。

在早期版本的藍芽中，廣告資料有效載荷大小上限為31個位元組。在藍芽5.0中，引入了一種新的廣告模式：擴充套件廣告。擴充套件廣告允許每個資料報傳送最多255個位元組的有效負載資料，而不是原始的31個位元組限制。

廣告在所有低功耗裝置中均可使用，但是利用這種狀態的乙個突出應用是信標技術。信標裝置保持廣告狀態，並簡單地廣告資料以供其他人瀏覽和讀取資料。隨著藍芽5廣告資料容量的增加，信標現在可以傳輸更多的資料，解鎖更多新的物聯網應用和用途。

結論

正如我們所看到的，藍芽5.0引入了一些可應用於廣泛潛在的物聯網功能。但是，有幾個幾個關鍵要點需要注意：

根據藍芽官方規範，新的遠端和高速模式只是可選功能，因此，聲稱支援藍芽5的晶元組或裝置可能不支援這兩種新模式。

為了能夠利用這些新功能，兩個彼此通訊的ble裝置需要支援藍芽5並支援感興趣的功能。例如，為了能夠利用遠端模式在感測器裝置和智慧型手機之間長距離傳輸感測器資料，感測器裝置和智慧型手機都需要支援藍芽5和遠端模式。

智慧型手機仍然很難支援藍芽5及其新特性。即使新硬體支援，它的api也需要允許移動開發人員使用這些功能。

不過，儘管如此，藍芽5 引入潛在的新物聯網應用，無論是在移動端還是嵌入式端，都不可避免會被廣泛採用!

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