1、蓝⽛技术的诞⽣
蓝⽛的历史实际上要追溯到第⼆次世界⼤战。蓝⽛的核⼼是短距离⽆线电通讯，它的基础来⾃于跳频扩频（FHSS）技术，由好莱坞⼥演员 Hedy Lamarr 和钢琴家 George Antheil 在 1942 年 8 ⽉申请的专利上提出。他们从钢琴的按键数量上得到启发，通过使⽤88 种不同载波频率的⽆线电控制，由于传输频率是不断跳变的，因此具有⼀定的保密能⼒和抗⼲扰能⼒。 起初该项技术并没有引起美国军⽅的重视，直到20 世纪80 年代才被军⽅⽤于战场上的⽆线通讯系统，跳频扩频（FHSS）技术后来在解决包括蓝⽛、WiFi、3G 移动通讯系统在⽆线数据收发问题上发挥着关键作⽤。
蓝⽛技术开始于爱⽴信在1994 年创制的⽅案，该⽅案旨在研究移动电话和其他配件间进⾏低功耗、低成本⽆线通信连接的⽅法。发明者希望为设备间的⽆线通讯创造⼀组统⼀规则（标准化协议），以解决⽤户间互不兼容的移动电⼦设备的通信问题，⽤于替代RS-232 串⼝通讯标准。。997年前爱⽴信公司以此概念接触了移动设备制造商，讨论其项⽬合作发展，结果获得⽀持。 1998 年5 ⽉20 ⽇，爱⽴信联合IBM、英特尔、诺基亚及东芝公司等5 家著名⼚商成⽴「特别兴趣⼩组」（
Special Interest Group，SIG），即蓝⽛技术联盟的前⾝，⽬标是开发⼀个成本低、效益⾼、可以在短距离范围内随意⽆线连接的蓝⽛技术标准。当年蓝⽛推出 0.7 规格，⽀持 Baseband 与 LMP（Link Manager Protocol）通讯协定两部分。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）协定、TCS（Telephony Control Specification）协定。1999年7⽉26⽇正式公布1.0版，确定使⽤2.4GHz频谱，最⾼资料传输速度1Mbps，同时开始了⼤规模宣传。和当时流⾏的红外线技术相⽐，蓝⽛有着更⾼的传输速度，⽽且不需要像红外线那样进⾏接⼝对接⼝的连接，所有蓝⽛设备基本上只要在有效通讯范围内使⽤，就可以进⾏随时连接。
2、蓝⽛历代版本的规格和功能
第⼀代蓝⽛：关于短距离通讯早期的探索
1999 年：蓝⽛ 1.0
早期的蓝⽛ 1.0 A 和 1.0B 版存在多个问题，有多家⼚商指出他们的产品互不兼容。同时，在两个设备「链接」（Handshaking）的过程中，蓝⽛硬件的地址（BD_ADDR）会被发送出去，在协议的层⾯上不能做到匿名，造成泄漏数据的危险。令⼀些⽤户却步。
2001 年：蓝⽛ 1.1
蓝⽛ 1.1 版正式列⼊ IEEE 802.15.1 标准，该标准定义了物理层（PHY）和媒体访问控制（MAC）规范，⽤于设备间的⽆线连接，传输率为 0.7Mbps。但因为是早期设计，容易受到同频率之间产品⼲扰，影响通讯质量。
2003 年：蓝⽛ 1.2
2003 年：蓝⽛ 1.2
蓝⽛ 1.2 版可以向下兼容1.1版，针对 1.0 版本暴露出的安全性问题，完善了匿名⽅式，新增屏蔽设备的硬件地址（BD_ADDR）功能，保护⽤户免受⾝份嗅探攻击和跟踪。此外，还增加了四项新功能：
· AFH（Adaptive Frequency Hopping）适应性跳频技术，减少了蓝⽛产品与其它⽆线通讯装置之间所产⽣的⼲扰问题；
· eSCO（Extended Synchronous Connection-Oriented links）延伸同步连结导向信道技术，⽤于提供QoS 的⾳频传输，进⼀步满⾜⾼阶语⾳与⾳频产品的需求；
· Faster Connection 快速连接功能，可以缩短重新搜索与再连接的时间，使连接过程更为稳定快速；
· ⽀持 Stereo ⾳效的传输要求，但只能以单⼯⽅式⼯作。
第⼆代蓝⽛：发⼒传输速率的 EDR 时代
2004 年：蓝⽛ 2.0
蓝⽛ 2.0 是 1.2 版本的改良版，新增的 EDR（Enhanced Data Rate）技术通过提⾼多任务处理和多种蓝⽛设备同时运⾏的能⼒，使得蓝⽛设备的传输率可达 3Mbps。
蓝⽛ 2.0 ⽀持双⼯模式：可以⼀边进⾏语⾳通讯，⼀边传输⽂档/⾼质素图⽚。
同时， EDR 技术通过减少⼯作负债循环来降低功耗，由于带宽的增加，蓝⽛ 2.0 增加了连接设备的数量。
2007 年：蓝⽛ 2.1
蓝⽛ 2.1 新增了 Sniff Subrating 省电功能，将设备间相互确认的讯号发送时间间隔从旧版的 0.1 秒延长到 0.5 秒左右，从⽽让蓝⽛芯⽚的⼯作负载⼤幅降低。
另外，新增 SSP 简易安全配对功能，改善了蓝⽛设备的配对体验，同时提升了使⽤和安全强度。
⽀持 NFC 近场通信，只要将两个内置有 NFC 芯⽚的蓝⽛设备相互靠近，配对密码将通过 NFC 进⾏传输，⽆需⼿动输⼊。
第三代蓝⽛：High Speed，传输速率⾼达 24Mbps
2009 年：蓝⽛ 3.0
蓝⽛ 3.0 新增了可选技术 High Speed，High Speed 可以使蓝⽛调⽤ 802.11 WiFi ⽤于实现⾼速数据传输，传输率⾼达24Mbps，是蓝⽛ 2.0 的 8 倍，轻松实现录像机⾄⾼清电视、PC ⾄ PMP、UMPC ⾄打印机之间的资料传输。
蓝⽛ 3.0 的核⼼是 AMP（Generic Alternate MAC/PHY），这是⼀种全新的交替射频技术，允许蓝⽛协议栈针对任⼀任务动态地选择正确射频。
功耗⽅⾯，蓝⽛ 3.0 引⼊了 EPC 增强电源控制技术，再辅以 802.11，实际空闲功耗明显降低。
此外，新的规范还加⼊ UCD 单向⼴播⽆连接数据技术，提⾼了蓝⽛设备的相应能⼒。
第四代蓝⽛：主推「 Low Energy」低功耗
2010 年：蓝⽛ 4.0
2010年7⽉7⽇，蓝⽛技术联盟推出了蓝⽛4.0规范。其最重要的特性是⽀持省电。蓝⽛4.0 是迄今为⽌第⼀个蓝⽛综合
2010年7⽉7⽇，蓝⽛技术联盟推出了蓝⽛4.0规范。其最重要的特性是⽀持省电。蓝⽛4.0 是迄今为⽌第⼀个蓝⽛综合协议规范，将三种规格集成在⼀起。还提出了低功耗蓝⽛、传统蓝⽛和⾼速蓝⽛三种模式：
⾼速蓝⽛主攻数据交换与传输；传统蓝⽛则以信息沟通、设备连接为重点；「低功耗蓝⽛」以不需占⽤太多带宽的设备连接为主，功耗较⽼版本降低了 90%。
BLE 前⾝是 NOKIA 开发的 Wibree 技术，本是作为⼀项专为移动设备开发的极低功耗的移动⽆线通信技术，在被 SIG 接纳并规范化之后重命名为 Bluetooth Low Energy（后简称低功耗蓝⽛）。这三种协议规范还能够互相组合搭配、从⽽实现更⼴泛的应⽤模式。
蓝⽛ 4.0 的芯⽚模式分为 Single mode 与 Dual mode。Single mode 只能与蓝⽛ 4.0 互相传输⽆法向下与 3.0/2.1/2.0 版本兼容；Dual mode 可以向下兼容 3.0/2.1/2.0 版本。前者应⽤于使⽤纽扣电池的传感器设备，例如对功耗要求较⾼的⼼率检测器和温度计；后者应⽤于传统蓝⽛设备，同时兼顾低功耗的需求。
此外，蓝⽛4.0 还把蓝⽛的传输距离提升到100⽶以上（低功耗模式条件下）。拥有更快的响应速度，最短可在3 毫秒内完成连接设置并开始传输数据。更安全的技术，使⽤ AES-128 CCM 加密算法进⾏数据包加密和认证。
2013 年：蓝⽛ 4.1
蓝⽛ 4.1 在传输速度和传输范围上变化很⼩，但在软件⽅⾯有着明显的改进。此次更新⽬的是为了让Bluetooth Smart 技术最终成为物联⽹（Internet of Things）发展的核⼼动⼒。
⽀持与 LTE ⽆缝协作。当蓝⽛与 LTE ⽆线电信号同时传输数据时，那么蓝⽛ 4.1 可以⾃动协调两者的传输信息，以确保协同传输，降低相互⼲扰。 允许开发⼈员和制造商⾃定义蓝⽛ 4.1 设备的重新连接间隔，为开发⼈员提供了更⾼的灵活性和掌控度。
⽀持云同步。蓝⽛4.1 加⼊了专⽤的IPv6 通道，蓝⽛4.1 设备只需要连接到可以联⽹的设备（如⼿机），就可以通过IPv6 与云端的数据进⾏同步，满⾜物联⽹的应⽤需求。
⽀持扩展设备与中⼼设备⾓⾊互换。⽀持蓝⽛4.1 标准的⽿机、⼿表、键⿏，可以不⽤通过PC、平板、⼿机等数据枢纽，实现⾃主收发数据。例如智能⼿表和计步器可以绕过智能⼿机，直接实现对话。
2014 年：蓝⽛ 4.2
蓝⽛ 4.2 的传输速度更加快速，⽐上代提⾼了 2.5 倍，因为蓝⽛智能（Bluetooth Smart）数据包的容量提⾼，其可容纳的数据量相当于此前的10倍左右。
改善了传输速率和隐私保护程度，蓝⽛信号想要连接或者追踪⽤户设备，必须经过⽤户许可。⽤户可以放⼼使⽤可穿戴设备⽽不⽤担⼼被跟踪。
⽀持 6LoWPAN，6LoWPAN 是⼀种基于 IPv6 的低速⽆线个域⽹标准。蓝⽛ 4.2 设备可以直接通过 IPv6 和 6LoWPAN 接⼊互联⽹。这⼀技术允许多个蓝⽛设备通过⼀个终端接⼊互联⽹或者局域⽹，这样，⼤部分智能家居产品可以抛弃相对复杂的WiFi 连接，改⽤蓝⽛传输，让个⼈传感器和家庭间的互联更加便捷快速。
第五代蓝⽛：开启物联⽹时代⼤门
2016 年：蓝⽛ 5.0
蓝⽛ 5.0 在低功耗模式下具备更快更远的传输能⼒，传输速率是蓝⽛ 4.2 的两倍（速度上限为 2Mbps），有效传输距离是蓝⽛ 4.2 的四倍（理论上可达 300 ⽶），数据包容量是蓝⽛ 4.2 的⼋倍。
⽀持室内定位导航功能，结合 WiFi 可以实现精度⼩于 1 ⽶的室内定位。
针对 IoT 物联⽹进⾏底层优化，⼒求以更低的功耗和更⾼的性能为智能家居服务。
Mesh ⽹状⽹络：实现物联⽹的关键钥匙
Mesh ⽹状⽹络：实现物联⽹的关键钥匙
Mesh ⽹状⽹络是⼀项独⽴研发的⽹络技术，它能够将蓝⽛设备作为信号中继站，将数据覆盖到⾮常⼤的物理区域，兼容蓝⽛ 4 和 5 系列的协议。
传统的蓝⽛连接是通过⼀台设备到另⼀台设备的「配对」实现的，建⽴「⼀对⼀」或「⼀对多」的微型⽹络关系。
⽽Mesh ⽹络能够使设备实现「多对多」的关系。Mesh ⽹络中每个设备节点都能发送和接收信息，只要
有⼀个设备连上⽹关，信息就能够在节点之间被中继，从⽽让消息传输⾄⽐⽆线电波正常传输距离更远的位置。
这样，Mesh ⽹络就可以分布在制造⼯⼚、办公楼、购物中⼼、商业园区以及更⼴的场景中，为照明设备、⼯业⾃动化设备、安防摄像机、烟雾探测器和环境传感器提供更稳定的控制⽅案。
2019年：蓝⽛5.1
蓝⽛5.1 技术规范利⽤测向功能检测蓝⽛信号⽅向，进⽽提升位置服务。借助蓝⽛测向功能，开发者能够将可探测设备⽅向及实现厘⽶级定位精度的产品推向市场。
Bluetooth local services⽤RSSI来测量两个设备的距离，在RTLS和IPS场景中，⽤三遍测距和加上测向技术就可以达到厘⽶级别的定位，测向技术依赖两种天线阵列技术来决定Blooth 的signal：Angle of arrival（AOA）技术和Angle of departure（AOD）技术，如下图：
1、Direction Finding之AOA技术：
当传输信号穿过接收机的天线阵列的时候，接收机的天线阵列从不同的⾓度和⽅向接受到这个传输信号，每个⽅向可以看作是这个传输信号的⽮量相位，接受机会在天线阵列中提取活跃的天线的IQ样本，根据IQ样本，接收机可以算出信号的⽅向。AOA测向可以应⽤在RTLS、item finding、POL等 Local Services之后。
2、Direction Finding之AOD技术：
AOD测向⼀般⽤在IPS场景中⽤来寻路导航，定位器locator采⽤天线阵列，接收机是⼀般的⼿机就可以（当然要有相应的app），只需⼀个天线就可以。当信号从当locator的多个信号发出时，这些信号会穿越⼿机的天线，⼿机会提取IQ样本，根据IQ样本，就可以计算出信号的⽅向。
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