藍(lán)牙（英語(yǔ)：Bluetooth）。這是一種無(wú)線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，用來(lái)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(wú)線電波，經(jīng)由2.4至2.485 GHz的ISM頻段來(lái)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(wú)線通信替代版本。它能夠鏈接多個(gè)設(shè)備，克服同步的問(wèn)題。

名稱和LOGO

藍(lán)牙LOGO

藍(lán)牙（Bluetooth）一詞是斯堪的納維亞語(yǔ)言詞匯Bl?tand/Bl?tann的英語(yǔ)化。這個(gè)詞的來(lái)源是10世紀(jì)丹麥和挪威國(guó)王藍(lán)牙哈拉爾（丹麥語(yǔ)：Harald Bl?tand Gormsen），借國(guó)王的綽號(hào)“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(cè)為該組織的注冊(cè)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(wú)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(guó)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(wú)線連接的藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

這項(xiàng)無(wú)線技術(shù)的名稱取自古代丹麥維京國(guó)王Harald Bl?tand的名字，他以統(tǒng)一了因宗教戰(zhàn)爭(zhēng)和領(lǐng)土爭(zhēng)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(duì)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(duì)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(guò)2000家。過(guò)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(wú)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)。

• 電腦與外設(shè)的無(wú)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(wú)線化，如：醫(yī)用器材、GPS、條形碼掃描儀、交管設(shè)備、藍(lán)牙無(wú)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(hào)，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(wú)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(guò)手機(jī)的調(diào)制解調(diào)器實(shí)現(xiàn)撥號(hào)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(wú)線信號(hào)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(duì)，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(guò)藍(lán)牙配對(duì)，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(guò)CUE系統(tǒng)的人聲識(shí)別功能直接進(jìn)行語(yǔ)音撥叫；可以讀取手機(jī)或多媒體播放器中的音樂(lè)文件，通過(guò)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(wú)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(zhǎng)距離通訊，用以構(gòu)成無(wú)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(duì)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(wú)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(duì)普通消費(fèi)者來(lái)說(shuō)還是沒(méi)有此功能。

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

• 更高的實(shí)際傳輸速度，實(shí)際測(cè)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(méi)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(hào)，這種通道可以用來(lái)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(hào)交換過(guò)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(jí)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(cè)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(duì)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(guò)。

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(zhǎng)到0.5秒，能節(jié)約不小電量；增強(qiáng)功能有簡(jiǎn)單安全配對(duì)（SSP），這改善了藍(lán)牙設(shè)備的配對(duì)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)提升了使用和安全強(qiáng)度。詳細(xì)請(qǐng)參閱配對(duì)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(wú)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(jiǎn)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(wú)法向下兼容（與3.0/2.1/2.0無(wú)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(guò)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(lái)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(wú)線技術(shù)的串?dāng)_。

• 主控制：可以休眠更長(zhǎng)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(duì)一對(duì)一連接最優(yōu)化，并支持星形拓?fù)涞囊粚?duì)多連接；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(wú)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(guò)軟件更新獲得此版本。

• 對(duì)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(duì)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(wú)需配對(duì)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(duì)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(wèn)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(guò)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(wèn)題一直為大家所詬病，特別和無(wú)線局域網(wǎng)間的互相干擾問(wèn)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(lái)解決干擾。

安全性

在JAVA和Symbian60平臺(tái)上，使用“藍(lán)牙黑客”或“藍(lán)牙間諜”軟件，無(wú)需配對(duì)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(duì)方手機(jī)中的電話簿、短信、電量、序列號(hào)；更改對(duì)方手機(jī)的情景模式和界面語(yǔ)言、打開對(duì)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(duì)方手機(jī)打電話、發(fā)短信等。

低耗電藍(lán)牙BLE（Bluetooth Low Energy）