[科普中国]-蓝牙低能耗

蓝牙低能耗（Bluetooth Low Energy，或称Bluetooth LE、BLE，旧商标Bluetooth Smart）也称低功耗蓝牙，是蓝牙技术联盟设计和销售的一种个人局域网技术，旨在用于医疗保健、运动健身、信标、安防、家庭娱乐等领域的新兴应用。相较经典蓝牙，低功耗蓝牙旨在保持同等通信范围的同时显著降低功耗和成本。

兼容性低功耗蓝牙不能向后兼容原有的蓝牙协议（下文称经典蓝牙）。

低功耗蓝牙与经典蓝牙使用相同的2.4GHz无线电频率，因此双模设备可以共享同一个天线。低功耗蓝牙使用的调变系统更简单。

品牌2011年，蓝牙技术联盟（SIG）发表了“蓝牙智能”徽标，体现低功耗设备与蓝牙设备的兼容性。

具有“蓝牙智能就绪”（Bluetooth Smart Ready）标识的外设兼容经典蓝牙与低功耗蓝牙的双模。

具有“蓝牙智能”（Bluetooth Smart）标识的设备仅支持低功耗蓝牙，可以与“蓝牙智能就绪”或“蓝牙智能”设备通信。

根据2016年5月蓝牙技术联盟的品牌信息，蓝牙技术联盟开始逐步停用“蓝牙智能”和“蓝牙智能就绪”标识，恢复使用“Bluetooth”图案标志和文字标识。标志使用新款蓝色。

目标市场蓝牙技术联盟的低功耗技术瞄准多个市场，特别是智能家庭、健康、运动健身部分。主要的优点包括：

低功耗，使用纽扣电池就可运行数月至数年；

小体积、低成本；

与现有的大部分手机、平板电脑和计算机兼容。

应用蓝牙技术联盟沿用经典蓝牙的规范内容，为蓝牙低功耗定义了一些profile，这些profile定义了一个设备在特定应用情景下如何工作。制造商应通过在实现中遵循特定的profile以确保兼容性。一台设备可以使用多个profile。

当前所有低功耗应用profile都基于通用属性规范（GATT）。GATT定义了属性，作为通用的封装数据的单位，并定义了如何通过蓝牙连接传输属性从而达到传输数据的目的。蓝牙4.0能够提供低功耗的较高比特率传输。

2014年，CSR（现属高通一部分）发布了CSR Mesh协议。CSR Mesh中各设备使用蓝牙低功耗进行通信。各设备能够为其他设备转发消息，从而实现网格效应。举例来说，借助网格的通信能力，使用一台智能手机就可以关掉整栋建筑的灯光。蓝牙技术联盟已经成立了智能网格（Smart Mesh）研究组，研究并定义用例，纳入到标准规范中。1

健康护理规范“蓝牙低功耗”设备在医疗领域中有许多规范。康体佳健康联盟促进了他们与蓝牙技术联盟的合作。

BLP（Blood Pressure Profile）— 用于血压测量。

HTP（Health Thermometer Profile）— 用于医疗温度测量设备。

GLP（Glucose Profile）— 用于血糖监测。

CGMP（Continuous Glucose Monitor Profile）

运动和健身规范运动和健身规范包括：

BCS（Body Composition Service）

CSCP（Cycling Speed and Cadence Profile）— 用于连接到自行车或健身单车传感器，测量节奏和轮速

CPP（Cycling Power Profile）

HRP（心率规范）

LNP（位置和导航规范）

RSCP（Running Speed and Cadence Profile）

WSP（Weight Scale Profile）

互联网连接IPSP（互联网协议支持规范）

通用传感器ESP（环境感应规范）

UDS（用户数据服务）

HID连接HOGP（HID通过GATT规范）使蓝牙低功耗的无线鼠标、键盘或其他设备可获得持久的电池续航时间。

接近感应“Electronic leash”非常适合为“始终开启”的设备尽可能延长电池寿命。iBeacon设备的制造商为其设备实现了相应规范，确保与苹果公司设备的接近感应功能兼容。

有关的应用程序规范包括：

FMP — “查找我”规范 — 允许使用另一个设备让一个设备发出提醒。

PXP — 接近度规范 — 允许接近感应器检测接近报告器是否在附近。物理接近度可以使用无线电接收器的RSSI值估算，尽管这不是经过绝对校准的距离。一种典型设计是，设备之间的距离超过设定阈值时发出提醒。

提醒和时间规范手机提醒状态规范和提醒通知规范允许客户端设备接收通知，例如另一台设备发来的来电通知。

时间规范允许客户端设备设置采用服务器设备的当前时间和时区信息，例如手表与手机之间的网络时间。

电池电池服务（Battery Service）报告“电池状态”和设备中单个电池或电池组的电量级别。

实现芯片组从2009年年底开始，多家制造商已宣布实现蓝牙低功耗集成电路。实现通常采用软件无线电，以便可以用固件升级实现更新标准。2

硬件当今的移动设备通常发布同时支持“经典蓝牙”和“低功耗蓝牙”标准的硬件和软件。

操作系统iOS 5及更高版本

Windows Phone 8.1

Windows 8及更高版本

Android 4.3及更高版本

BlackBerry 10

Linux 3.4及更高版本，通过BlueZ 5.0

Unison OS 5.2

技术细节无线电接口“蓝牙低功耗”技术采用与“经典蓝牙”技术相同的工作频率（2.400GHz-2.4835GHz - ISM频带），但使用另一组信道。不同于经典蓝牙的79 1-MHz信道，蓝牙低功耗使用40 2-MHz信道。在一个信道内，数据使用高斯频移调制传输，类似经典蓝牙的基本速率方案；比特率1Mbit/s，最大发射功率10mW。。

蓝牙低功耗使用跳频扩频抵抗窄带干扰问题。经典蓝牙也使用跳频扩展，但细节有所不同；因此，FCC和ETSI将蓝牙技术分类为一个FHSS方案，蓝牙低功耗被分类为一个数字调制技术或直接序列扩频。

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