“物聯(lián)網(wǎng)”實現(xiàn)者

　　Bluetooth Smart的另一個應(yīng)用方面是所謂的“物聯(lián)網(wǎng)”實現(xiàn)者。Bluetooth Smart設(shè)備通過普遍的Bluetooth Smart Ready設(shè)備（例如：智能手機、平板電腦或者PC）連接互聯(lián)網(wǎng)，而非直接連接。這樣做的主要好處是，相比那些直接連接互聯(lián)網(wǎng)（通過GSM/3G/LTE或者Wi-Fi連接）的設(shè)備， 無線設(shè)備可以更加簡單、低成本和低功耗。另外，無需額外增加基礎(chǔ)設(shè)備；用戶已經(jīng)擁有連接Bluetooth Smart設(shè)備至互聯(lián)網(wǎng)所需的設(shè)備。

　　那么Bluetooth low energy與“經(jīng)典”藍(lán)牙技術(shù)的區(qū)別到底在哪里呢？我們要從更低層說起，Bluetooth low energy PHY是Bluetooth BR PHY的瘦身和優(yōu)化版（PHY意思是實際傳輸，即物理RF傳輸如何完成，BR和EDR指基本速率和增強數(shù)據(jù)速率，其為用于涵蓋“經(jīng)典”藍(lán)牙1 Mbps和2/3 Mbps模式的技術(shù)術(shù)語）。盡管BR PHY跳過79通道（通過自適應(yīng)跳頻可減至最少20條通道），并完成32通道發(fā)現(xiàn)，但是Bluetooth low energy PHY僅有37條通道并完成3通道發(fā)現(xiàn)。由于在發(fā)現(xiàn)通道時Bluetooth low energy經(jīng)過的通道少得多，其過程更加迅速，因此可在數(shù)ms內(nèi)便建立起連接，而非“經(jīng)典”藍(lán)牙所要求的數(shù)秒。Bluetooth low energy的通道間隔為2MHz，而BR為1MHz，這降低了RF濾波需求。

　　向前移動一個比特位時，Bluetooth low energy連接基本與BR所謂的嗅探性次額定（低耗電監(jiān)聽，sniff sub-rating）模式類似。這種方法為Bluetooth low energy提供一種在盡可能地讓無線傳輸關(guān)閉的同時保持連接方法的高能效方法。這種藍(lán)牙規(guī)范隱含的內(nèi)容是，要求的放寬允許IC廠商完成許多“經(jīng)典”藍(lán)牙技術(shù)難以或者無法實現(xiàn)的優(yōu)化工作，從而降低睡眠和活躍電流，并縮短開關(guān)時間。相比雙模式或者典型芯片，這些優(yōu)化讓單模式芯片變得更加低功耗、更簡單和更低成本。

　　在屬性層也存在諸多差異。截止目前Bluetooth low energy屬性層疊加在GATT上，其使用GATT/ATT協(xié)議來交換數(shù)據(jù)。在“經(jīng)典”藍(lán)牙中，屬性通常定義了其自有協(xié)議。這種方法更加靈活，但使實現(xiàn)起來更加復(fù)雜，并且增加了需要運行的代碼數(shù)量。

　　那么，您的設(shè)計應(yīng)該選擇哪一種呢？

　　更新型的IC一般都為雙模式而非“經(jīng)典”藍(lán)牙，因此從硬件的角度來看，您通常沒有選擇的空間。如果目標(biāo)應(yīng)用不使用Bluetooth low energy，則某些應(yīng)用指定設(shè)備可能會仍僅為BR或者BR/EDR。從軟件角度來看，許多常見藍(lán)牙堆棧均包括了低能耗支持，因此不用您選擇。

　　當(dāng)在雙模式和單模式 IC 或者系統(tǒng)片上 （SoC） 之間進(jìn)行選擇時，其取決于您的目標(biāo)應(yīng)用。如果您需要與“經(jīng)典”藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)行通信，則選擇很簡單—您需要使用一個雙模式設(shè)備。如果您在鏈路的兩端都有靈活性，則您通過無線鏈路傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型和多少是最為重要的決定標(biāo)準(zhǔn)。如果您傳輸大量的數(shù)據(jù)或者流媒體，則您應(yīng)該使用BR/EDR解決方案。這種IC的例子是TI的CC2564。這種IC包含了HCI級別的藍(lán)牙4.0版堆棧，其余堆棧則運行在主微控制器 （MCU） 上。

　　如果您只傳輸少量的數(shù)據(jù)，則Bluetooth low energy或許是更好的選擇。在其目標(biāo)設(shè)計應(yīng)用中， Bluetooth low energy可以提供非常長的電池使用時間。例如，每周七天每天24小時每隔一秒與電話通信一次的某個傳感器，使用一枚CR2032鈕扣電池可以持續(xù)工作超過1年的時間。功耗（以及其帶來的電池使用時間）隨通信時間的長短而調(diào)節(jié)。BLE的最短支持時間為7.5ms，最長為16秒。16秒的時間極限與通信超時有關(guān)；如果需要更長的時間，則連接可能斷開，然后再根據(jù)需要每次重新連接。如前所述，僅3條通道用于重新連接意味著重新連接遠(yuǎn)比“經(jīng)典”藍(lán)牙要迅速，其為毫秒級而非秒。

　　這個行業(yè)正轉(zhuǎn)向使用一些能夠在一個傳感器型器件中實現(xiàn)所有功能的IC，而不是傳感組件本身。TI 的 CC2541 便是一款單模式Bluetooth low energy SoC解決方案的例子，它包含了無線電組件、MCU與外圍器件以及片上可再編程閃存。

　　其他因素也可能起作用。例如，如果您想要您的設(shè)備能夠與IOS型設(shè)備通信，則Bluetooth low energy是實現(xiàn)這個目標(biāo)的簡單方法。目前，蘋果公司要求提供預(yù)定義屬性以外支持的所有BR/EDR設(shè)備都必須獲得MFI計劃的認(rèn)證。對于那些沒有這種限制的Bluetooth low energy設(shè)備來說，運行在iPhone 4S、iPhone 5、iPod touch （第5代）或者iPad 3（使用iOS 5以上版本）的IOS應(yīng)用程序可以使用GATT型API與BLE設(shè)備通信。

　　至于其他操作系統(tǒng)，一些安卓手機已經(jīng)支持藍(lán)牙4.0版，我們希望看到更多的類似設(shè)備。Windows 8將提供完整的藍(lán)牙4.0版支持，并且API已經(jīng)在微軟公司開發(fā)者大會上發(fā)布。

　　另一個需要考慮的因素是，開發(fā)工具與文檔的發(fā)展和推出。一些單模式Bluetooth low energy廠商提供免版稅軟件棧，并且所有文檔均在網(wǎng)站上開放提供。在“經(jīng)典”藍(lán)牙領(lǐng)域，征收協(xié)議棧版稅和根據(jù)保密協(xié)議不得泄露數(shù)據(jù)表單和其他技術(shù)文檔是一種更為常見的做法。

　　結(jié)論

　　藍(lán)牙4.0出現(xiàn)以后，藍(lán)牙設(shè)備設(shè)計人員在其工具箱中又多了一件工具。盡管都是藍(lán)牙4.0，但卻有不同的名稱：Bluetooth Smart、Bluetooth Smart Ready或者Bluetooth low energy。不管您叫它什么名稱，這種新技術(shù)都以短距離無線市場中藍(lán)牙技術(shù)的大規(guī)模成功應(yīng)用為基礎(chǔ)，并通過降低功耗、復(fù)雜度和成本拓展藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。