蓝牙低能量技术简介：物联网中的2.4G无线通信

"该文档是关于蓝牙低功耗（Bluetooth Low Energy, 简称BLE或Bluetooth LE）技术的介绍，主要关注其在物联网和2.4G无线通信中的应用。文档作者为Vinayak Kariappa Chettimada，发布于2012年10月。" 正文： 蓝牙技术是一种广泛应用于个人区域网络的标准，源于爱立信的研究。它以短距离、低功耗为主要特点，采用频率跳变扩频（FHSS）技术，在2.4GHz的工业、科学和医疗（ISM）频段工作。蓝牙特别兴趣小组（Bluetooth SIG）成立于1998年，目前已有超过16000家会员公司，全球已发货数十亿蓝牙产品。Nordic Semiconductor是SIG董事会成员之一。 蓝牙技术的发展经历了多个阶段： 1. 基本速率（Basic Rate, BR）：自1.1版起，传输速率为1Mbit/s。 2. 增强数据率（Enhanced Data Rate, EDR）：在2.0版引入，提升了数据传输速率至2Mbit/s和3Mbit/s。 3. 高速（High Speed, HS）：3.0版引入，采用了交替MAC/PHY技术，提高了传输速度。 4. 低功耗（Low Energy, LE）：4.0版首次引入，以1Mbit/s的速度实现了极低功耗通信。 蓝牙4.0版本后，出现了两种配置： 1. 蓝牙智能（Bluetooth Smart）：单模式，仅支持BLE，适用于低功耗设备。 2. 蓝牙智能就绪（Bluetooth Smart Ready）：双模式，支持BR/EDR和BLE，兼容传统蓝牙和低功耗设备。 蓝牙系统架构包括了多个层次和协议，如： - 链路管理器（Link Manager）负责连接和安全。 - BR/EDR物理层（PHY）处理无线传输。 - L2CAP（逻辑链路控制和适配协议）提供了面向连接的服务。 - SPP（串行端口协议）用于模拟串行通信。 - RFCOMM（无线通信协议）用于仿真串口服务。 - 4.0版及以后，BLE引入了GATT（通用属性配置文件）、ATT（属性协议）、SMP（安全管理者协议）和GAP（通用访问协议），以支持低功耗设备的特性。 BLE在物联网和2.4G无线通信中的应用广泛，如健康监测设备、智能家居、运动追踪器等。其低功耗特性使得电池寿命大大延长，同时保持了足够的通信性能，满足了物联网设备对高效能和节能的需求。