藍(lán)牙（英語：Bluetooth）。這是一種無線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，用來讓固定與移動(dòng)設(shè)備，在短距離間交換數(shù)據(jù)，以形成個(gè)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(jìn)行通信。1994年由電信商愛立信（Ericsson）發(fā)展出這個(gè)技術(shù)。它最初的設(shè)計(jì)，是希望創(chuàng)建一個(gè)RS-232數(shù)據(jù)線的無線通信替代版本。它能夠鏈接多個(gè)設(shè)備，克服同步的問題。

名稱和LOGO

藍(lán)牙LOGO

藍(lán)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(gè)詞的來源是10世紀(jì)丹麥和挪威國王藍(lán)牙哈拉爾（丹麥語：Harald Bl?tand Gormsen），借國王的綽號“Bl?tand”當(dāng)名稱，直接翻譯成中文為“藍(lán)牙”（bl?＝藍(lán)，tand＝牙）。2006年，藍(lán)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(lán)牙”，并注冊為該組織的注冊商標(biāo)。

歷史

藍(lán)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(dòng)電話和其他配件間進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議），以解決用戶間互不兼容的移動(dòng)電子設(shè)備。1997年前愛立信公司以此概念接觸了移動(dòng)設(shè)備制造商，討論其項(xiàng)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(jī)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(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟的前身，目標(biāo)是開發(fā)一個(gè)成本低、效益高、可以在短距離范圍內(nèi)隨意無線連接的藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

這項(xiàng)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(gè)名字的英文便是Harald Bluetooth。

1998年時(shí)藍(lán)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(shí)開始了大規(guī)模宣傳。和當(dāng)時(shí)流行的紅外線技術(shù)相比，藍(lán)牙有著更高的傳輸速度，而且不需要像紅外線那樣進(jìn)行接口對接口的連接，所有藍(lán)牙設(shè)備基本上只要在有效通訊范圍內(nèi)使用，就可以進(jìn)行隨時(shí)連接。

當(dāng)1.0規(guī)格推出以后，藍(lán)牙并未立即受到廣泛的應(yīng)用，除了當(dāng)時(shí)對應(yīng)藍(lán)牙功能的電子設(shè)備種類少，藍(lán)牙裝置也十分昂貴。2001年的1.1版正式列入IEEE標(biāo)準(zhǔn)，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(lán)牙技術(shù)的電子裝置如雨后春筍般增加，售價(jià)也大幅下降。為了擴(kuò)寬藍(lán)牙的應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)，將最大傳輸速度提高到3Mbps）、A2DP（Advanced Audio Distribution Profile，一個(gè)控音軌分配技術(shù)，主要應(yīng)用于立體聲耳機(jī)）、AVRCP（A/V Remote Control Profile）等。Bluetooth 2.0將傳輸率提升至2Mbps、3Mbps，遠(yuǎn)大于1.x版的1Mbps（實(shí)際約723.2kbps）。

應(yīng)用

藍(lán)牙耳機(jī)

藍(lán)牙耳機(jī)

• 移動(dòng)電話和免提設(shè)備之間的無線通訊，這也是最初流行的應(yīng)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(biāo)、耳機(jī)、打印機(jī)等。

• 藍(lán)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(lán)牙無線麥克風(fēng)收發(fā)機(jī)：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(fēng)發(fā)射信號，接收端提供3.5mm接頭/6.3mm接頭，可直接插在揚(yáng)聲器或擴(kuò)大機(jī)上，彼此之間使用藍(lán)牙傳輸。

• 數(shù)個(gè)以太網(wǎng)之間的無線橋架。

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

• 依靠藍(lán)牙支持，使PC或PDA能通過手機(jī)的調(diào)制解調(diào)器實(shí)現(xiàn)撥號上網(wǎng)。

• 實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)（RTLS），應(yīng)用"節(jié)點(diǎn)"或"標(biāo)簽"嵌入被跟蹤物品中讀卡器從標(biāo)簽接收并處理無線信號以確定物品位置。

藍(lán)牙在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用

目前許多汽車的車載多媒體信息系統(tǒng)都支持藍(lán)牙接入功能，比如凱迪拉克XTS豪華轎車上所搭載的CUE移動(dòng)互聯(lián)體驗(yàn)系統(tǒng)的藍(lán)牙接入功能，最多可支持10組藍(lán)牙配對，包括智能手機(jī)、平板電腦和多媒體播放器等。車主可以通過藍(lán)牙配對，將這些便攜設(shè)備中的信息與CUE系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)共享。比如，可以讀取手機(jī)中的通訊錄，通過CUE系統(tǒng)的人聲識別功能直接進(jìn)行語音撥叫；可以讀取手機(jī)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(jī)基本都帶有藍(lán)牙功能

藍(lán)牙鼠標(biāo)

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

事實(shí)上，根據(jù)已訂立的標(biāo)準(zhǔn)，藍(lán)牙可以支持功能更強(qiáng)的長距離通訊，用以構(gòu)成無線局域網(wǎng)。每個(gè)Bluetooth設(shè)備可同時(shí)維護(hù)8個(gè)連接。可以將每個(gè)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(gè)設(shè)備之間的連接進(jìn)行密碼保護(hù)，以防止被其他設(shè)備接收。

藍(lán)牙的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE 802.15.1，藍(lán)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(dá)723.1kb/s。為了避免干擾可能使用2.45GHz的其它協(xié)議，藍(lán)牙協(xié)議將該頻段劃分成79個(gè)頻道，（帶寬為1MHz）每秒的頻道轉(zhuǎn)換可達(dá)1600次。

規(guī)格和功能

藍(lán)牙1.0

藍(lán)牙1.0B

藍(lán)牙1.1

藍(lán)牙1.2

這個(gè)版本向下兼容1.1版，其主要改進(jìn)包括：

• 匿名方式：屏蔽設(shè)備的硬件地址（BD_ADDR），保護(hù)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(shí)現(xiàn)硬件匿名，但未被實(shí)施，因此對普通消費(fèi)者來說還是沒有此功能。

• 自適應(yīng)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(shí)際傳輸速度，實(shí)際測試約為24KB/S（192Kbps）左右。

• L2CAP層引入了流量控制和錯(cuò)誤糾正機(jī)制

藍(lán)牙2.0+EDR

早期的藍(lán)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?yàn)椴恍枰c每個(gè)設(shè)備交換應(yīng)答信號，這種通道可以用來將各種器件的藍(lán)牙服務(wù)概要同時(shí)廣播到巨量的藍(lán)牙器件。應(yīng)答信號交換過程當(dāng)前需要大約一秒。

• 實(shí)時(shí)公共交通時(shí)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(shí)際測試速度為280KB/s=2240Kbps）

• 支持多個(gè)速度水平

藍(lán)牙2.1+EDR

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

藍(lán)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(shí)間延長到0.5秒，能節(jié)約不小電量；增強(qiáng)功能有簡單安全配對（SSP），這改善了藍(lán)牙設(shè)備的配對經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)提升了使用和安全強(qiáng)度。詳細(xì)請參閱配對一節(jié)1234。

藍(lán)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(dá)24Mbps。是2.0速度的8倍。

• 引入了增強(qiáng)電源控制，實(shí)際空閑功耗明顯降低。

藍(lán)牙4.0

• 藍(lán)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(dāng)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(gè)綜合協(xié)議規(guī)范，

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

• 其中：高速藍(lán)牙主攻數(shù)據(jù)交換與傳輸；傳統(tǒng)藍(lán)牙則以信息溝通、設(shè)備連接為重點(diǎn)；藍(lán)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(shí)是NOKIA開發(fā)的Wibree技術(shù)，本是作為一項(xiàng)專為移動(dòng)設(shè)備開發(fā)的極低功耗的移動(dòng)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(lán)牙）。這三種協(xié)議規(guī)范還能夠互相組合搭配、從而實(shí)現(xiàn)更廣泛的應(yīng)用模式，此外，Bluetooth 4.0還把藍(lán)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(jī)模式功耗，覆蓋范圍增強(qiáng)，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(gè)八組位，最多27個(gè)。所有連接都使用藍(lán)牙2.1加入的減速呼吸模式（sniff subrating）來達(dá)到超低工作循環(huán)。

• 跳頻：使用所有藍(lán)牙規(guī)范版本通用的自適應(yīng)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?dāng)_。

• 主控制：可以休眠更長時(shí)間，只在需要執(zhí)行動(dòng)作的時(shí)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(yàn)，確保最大程度抵御干擾。

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

• 拓?fù)洌好總€(gè)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?fù)涞囊粚Χ噙B接；使用快速連接和斷開，數(shù)據(jù)可以在網(wǎng)狀拓?fù)鋬?nèi)轉(zhuǎn)移而無需維持復(fù)雜的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。

藍(lán)牙4.1

• 藍(lán)牙4.1是藍(lán)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(dòng)力。

• 此版本為藍(lán)牙4.0的軟件更新版本，搭載藍(lán)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(lán)牙技術(shù)發(fā)展史上一項(xiàng)重要的進(jìn)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(jìn)行設(shè)置，使得設(shè)備可以更加智能的控制設(shè)備電量。

藍(lán)牙4.2

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

藍(lán)牙5.0

• 藍(lán)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(dá)300米），傳輸速度將是4.2LE版本的2倍（速度上限為24Mbps）。藍(lán)牙5還支持室內(nèi)定位導(dǎo)航功能（結(jié)合WiFi可以實(shí)現(xiàn)精度小于1米的室內(nèi)定位），允許無需配對接受信標(biāo)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(jìn)行了很多底層優(yōu)化。

藍(lán)牙協(xié)議堆棧

藍(lán)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(lán)牙規(guī)范

藍(lán)牙規(guī)范（Profile）是指藍(lán)牙通信在那一種用途下應(yīng)該使用的通信協(xié)議和相關(guān)的規(guī)范。藍(lán)牙1.1定義的profile有13個(gè)。SIG認(rèn)為藍(lán)牙設(shè)備有4個(gè)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(diǎn)

早期的1.0和1.0B版本存在多個(gè)問題，多家廠商指出他們的產(chǎn)品互不兼容。同時(shí)，在兩個(gè)設(shè)備“鏈接”（handshaking）的過程中，藍(lán)牙硬件的地址（BD_ADDR）會(huì)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(xiǎn)，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(shí)，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(lán)牙黑客”或“藍(lán)牙間諜”軟件，無需配對就可以控制打開藍(lán)牙的手機(jī)。此種軟件可以實(shí)現(xiàn)的功能有：查看對方手機(jī)中的電話簿、短信、電量、序列號；更改對方手機(jī)的情景模式和界面語言、打開對方手機(jī)內(nèi)置的JAVA軟件、控制手機(jī)多媒體播放器、遙控對方手機(jī)打電話、發(fā)短信等。

低耗電藍(lán)牙BLE（Bluetooth Low Energy）