蓝牙标准与技术| Digi International - 2035世界杯决赛预测

物联网蓝牙

蓝牙®是一种无线个人区域网络(PAN)协议，设计用于相对较短的距离(在某些情况下可达一公里)的通信。视因素而定如接收机灵敏度、发射功率和天线增益。它在2.4 GHz频率范围内运行，在全球范围内是免许可证的。

蓝牙技术最初是为了取代将个人电脑和手机与其配件和外围设备(如扬声器、耳机和键盘)连接起来所需的RS-232数据线。然而，它的发展超出了任何人的想象，支持从移动POS系统到可穿戴设备到交通管理和工业应用的广泛用例。

蓝牙简史

蓝牙始于1998年蓝牙特别兴趣小组(SIG)这是一个非营利性行业协会，由爱立信、IBM、英特尔、诺基亚和东芝五家公司的合作伙伴关系发展而来。一年后，第一个商业产品面世。由于其便利性、灵活性和低成本，蓝牙迅速流行起来，几乎在手机和笔记本电脑等消费产品中普遍可用。它也是几乎所有新车的标准配置，支持车载信息娱乐系统，并支持驾驶员免提通话。

SIG已经从最初的5个成员发展到全球超过35000个成员公司，来自电信、计算、网络和消费电子等行业。该组织总部设在华盛顿州的柯克兰。

今日蓝牙技术

在消费者市场获得广泛接受后，较新的蓝牙协议使该技术在物联网(IoT)中发挥了重要作用。Digi开发平台支持蓝牙，以确保开发人员可以轻松地将该技术集成到他们的设计中。例如，数码网络ConnectCore®系统模块系列具有蓝牙连接预认证。的Digi XBee®移动SDK帮助客户设计与蓝牙交互的蓝牙应用数码XBee 3模块。

蓝牙现在有三种不同的协议，每种协议都是某些用例的最佳选择。虽然蓝牙最初是为短距离使用而设计的，但最新版本的蓝牙可以传输最远一英里的信号。目前可用的三种协议是:蓝牙经典，蓝牙低功耗(BLE)和蓝牙Mesh。

蓝牙经典用例和应用示例

蓝牙经典协议是为可以每天或每周充电的设备设计的，因此最适合规模有限的网络。它被设计为在短距离内以高达2.1 Mbps的速度传输高吞吐量数据。蓝牙经典最初是为了取代短距离外设电缆而设计的，它通常不适合托管数百台设备的传感器网络等物联网应用。

低功耗蓝牙(BLE)用例和应用示例

低功耗蓝牙(最初称为智能蓝牙)在不需要处理大数据流的应用程序中支持短距离的低带宽连接，并且电池可能需要持续数月甚至数年。BLE是不断更新的。现在是蓝牙5.0,BLE是当今世界上使用最普遍的无线协议之一。

低功耗蓝牙设备可以使用小型硬币电池供电，对于只传输少量数据且需要长时间无人值机的设备来说，BLE是一个很好的选择。该功能支持一系列医疗设备、可穿戴设备和植入式设备，如助听器和除颤器。

BLE也是位置信标、数字秤、温度监视器、照明控制器和其他低带宽电池供电应用等应用的热门选择，以及家用电器、健身监视器、智能手表和电视机顶盒遥控器等消费产品。BLE中的信标设计用于支持室内定位系统，可以帮助人们确定他们在零售商店，商场或其他建筑物内的位置，以及监控系统性能和容差阈值。

BLE设备和芯片具有很高的成本效益。作为一种点对点协议，网络的物理大小被限制在传统蓝牙的30英尺范围内，尽管这个度量根据前面讨论的因素变化很大。(关于影响蓝牙范围的变量的精彩讨论可以在蓝牙的网站)。然而，与蓝牙经典相比，BLE的带宽容量要低得多，这使得它不适合媒体流中涉及的数据量。

提供低功耗蓝牙支持的数字开发解决方案包括Digi ConnectCore 6UL，Digi ConnectCore 8X和Digi ConnectCore 8M纳米模块。此外,数码XBee 3模块将BLE集成为希望将其应用程序连接到移动设备的开发人员的无线连接选项，允许使用手机或平板电脑设置和测试无线网络。

蓝牙Mesh用例和应用示例

蓝牙Mesh (BT Mesh)于2017年推出，扩展了点对点BLE，以创建网状网络，其中节点充当中继，将网络扩展到任何一台设备的范围之外。网状网络可以将消息转发和路由到远远超出其标称范围的目的地，形成可以扩展到包含数百个设备的非常大的物理网络。网络是自我形成和自我修复的，对终端设备的睡眠支持类似于存储和转发的父/子关系无线个域网。蓝牙Mesh还提供低成本、低能耗和良好的安全性。

蓝牙Mesh网络能够控制、监控和自动化数百个连接设备，用于管理智能建筑和一系列其他工业物联网(IIoT)应用。蓝牙Mesh最初是为照明市场设计的，因为路由器节点需要持续供电，所以照明是一个很好的应用，因为大多数灯都可以全天候供电。蓝牙Mesh也可以支持传感器网络，但传感器本身需要在有全天候电源的地方实现。

物联网应用的蓝牙

不同风格的蓝牙现在正被用于各种各样的物联网应用。以下是蓝牙的许多用例示例。

资产跟踪和定位服务:实时定位服务(RTLS)解决方案用于跟踪资产和人员，无论是确定工厂或仓库中设备和工人的位置，还是医院中的医疗设备和员工的位置。
建筑自动化:在基本建筑系统(包括照明、安全、供暖、通风和空调(HVAC))的集中自动化中，无线蓝牙连接可以帮助节约能源，降低运营成本，并延长建筑物核心系统的使用寿命。
状态监测:在整个工厂范围内大规模部署传感器网络，可以实时监控系统性能，减少维护，改进应用程序更新，提高整体运营效率。
油罐监控:蓝牙连接对于关键通知非常有用，例如在使用以下设备的水箱和阀门监控应用程序中Digi Connect®传感器+。它通过蓝牙为本地安装人员、技术人员或驱动程序提供传感器值的即时反馈。
智能交通管理系统：在过往车辆中检测到的蓝牙设备可以提供道路上车辆的数量和速度等信息，以支持实时高速公路标志更新、自适应交通控制和紧急车辆路由等应用。“蓝牙扫描”对于这些应用程序可以执行数码网络TX54和数码网络TX64路由器。此外，具有蓝牙功能的路由器可以为交通系统维护人员提供连接和数据通信。
医疗应用程序:用于患者监测和诊断的无线蓝牙功能使护理人员和医务人员能够立即获得关键信息。医疗用例包括帮助诊断病情、管理药物和传输患者信息的可穿戴设备。
接触者追踪：COVID-19大流行表明，技术可以帮助阻止病毒传播。蓝牙可以支持精确的接触追踪，实时跟踪、记录和发送数据，实现快速响应。
拼车及租车应用:在城市或度假区监控和维护租赁自行车和滑板车的员工可以在现场使用蓝牙应用程序来检查电池和其他系统。城市自行车和滑板车租赁是另一个用例，使用Digi XBee蜂窝LTE-M/NB-IoT带有蓝牙信标的设备。
太阳能和风力发电场:大多数太阳能或风力发电厂的装置都包括连接在每个太阳能电池板或涡轮机上的无线电模块。使用蓝牙技术，技术人员可以读取数据来评估电流值、生产率或服务需求。
票务验证系统:体育赛事、音乐会和其他人群较多的活动可以使用配备蓝牙的读卡器，用条形码或二维码验证门票。
Wayfinding:蓝牙室内定位系统(IPS)已经迅速成为克服GPS室内覆盖挑战的标准，帮助游客在大型公共场所导航，从机场和火车站到博物馆和体育场馆。

使用Digi XBee移动SDK构建蓝牙应用程序

的数码XBee 3系列蜂窝调制解调器包括集成的蓝牙低能量，通过移动设备进行本地配置和控制。Digi提供Digi XBee移动SDK(软件开发工具包)，以帮助工程师使用XBee加快蓝牙应用程序的设计和开发。Digi XBee移动SDK是一组库、代码示例和文档，有助于简化创建通过蓝牙与Digi XBee 3模块交互的iOS和Android移动应用程序的过程。

将蓝牙添加到物联网应用程序中，为网络的调试、配置和故障排除增加了巨大的价值。但是，创建一个移动应用程序来集成物联网应用程序和移动设备可能会很棘手，在设计支持蓝牙的移动应用程序时，涉及到复杂的身份验证和加密。Digi XBee移动SDK提供了简化和加快这些过程的支持。