蓝牙4.0-4.1

蓝牙4.0

蓝牙4.0是Bluetooth SIG于2010年7月7日推出的新的规范。其最重要的特性是支持省电；拥有低成本，跨厂商互操作性，3毫秒低延迟、100米以上超长距离、AES-128加密等诸多特色。

此外，蓝牙4.0的有效传输距离也有所提升。3.0版本的蓝牙的有效传输距离为10米(约 32英尺)，而蓝牙4.0的有效传输距离可达到100米(约328英尺)。

蓝牙4.0实际是个三位一体的蓝牙技术，它将三种规格合而为一，分别是传统蓝牙、低功耗蓝牙和高速蓝牙技术，这三个规格可以组合或者单独使用。

SIG 首席技术总监（CTO）葛立表示，全新的蓝牙4.0版本涵盖了三种蓝牙技术，是一个“三融技术”，首先蓝牙4.0继承了蓝牙技术无线连接的所有固有优势，同时增加了低耗能蓝牙和高速蓝牙的特点，尤以低耗能技术为核心，大大拓展了蓝牙技术的市场潜力。低耗能蓝牙技术将为以纽扣电池供电的小型无线产品及感测器，进一步开拓医疗保健、运动与健身、保安及家庭娱乐等市场提供新的机会。

现在的蓝牙4.0已经走向了商用，在最新款的 new ipad、 MacBook Air、Moto Droid Razr、HTC One X以及台商ACER AS3951系列/Getway NV57系列,ASUS UX21/31系列，iPhone 4S上都已应用了蓝牙4.0技术。虽然很多设备已经使用上蓝牙4.0技术， 但是相应的蓝牙耳机却没有及时推出，不能发挥蓝牙4.0 应有的优势。

蓝牙低功耗顾名思义，以不需占用太多带宽的设备连接为主。前身其实是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，此外，Bluetooth 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）。

蓝牙4.0主要分为两种模式：Single mode与Dual mode。

Single mode只能与BT4.0互相传输无法向下兼容（与3.0/2.1/2.0无法相通）;Dual mode可以向下兼容可与BT4.0传输也可以跟3.0/2.1/2.0传输。

超低的峰值、平均和待机模式功耗，覆盖范围增强，最大范围可超过100米。

速度：支持1Mbps数据传输率下的超短数据包，最少8个八组位，最多27个。所有连接都使用蓝牙2.1加入的减速呼吸模式（sniff subrating）来达到超低工作循环。

跳频：使用所有蓝牙规范版本通用的自适应跳频，最大程度地减少和其他2.4 GHz ISM频段无线技术的串扰。

主控制：可以休眠更长时间，只在需要执行动作的时候才唤醒。

延迟：最短可在3毫秒内完成连接设置并开始传输数据。

健壮性：所有数据包都使用24-bit CRC校验，确保最大程度抵御干扰。

安全：使用AES-128 CCM加密算法进行数据包加密和认证。

拓扑：每个数据包的每次接收都使用32位寻址，理论上可连接数十亿设备；针对一对一连接优化，并支持星形拓扑的一对多连接；使用快速连接和断开，数据可以在网状拓扑内转移而无需维持复杂的网状网络。

蓝牙4.1

蓝牙4.1是蓝牙技术联盟于2013年底推出的新的规范，其目的是为了让 Bluetooth Smart 技术最终成为物联网(Internet of Everything)发展的核心动力。

如果说蓝牙 4.0主打的是省电特性的话，那么此次升级蓝牙4.1的关键词应当是IoT，也就是把所有设备都联网的意思。为了实现这一点，对通讯功能的改进是蓝牙 4.1最为重要的改进之一。

首当其冲的就是批量数据的传输速度，大家知道蓝牙的传输速率一直非常渣，与已经跨入千兆的WiFi相比毫无可比性。所以蓝牙4.1在已经被广泛使用的蓝牙4.0 LE基础上进行了升级，使得批量数据可以以更高的速率传输。当然这并不意味着可以用蓝牙高速传输流媒体视频，这一改进的主要针对的还是刚刚兴起的可穿戴设备。

在蓝牙4.0时代，所有采用了蓝牙4.0 LE的设备都被贴上了“Bluetooth Smart” 和“Bluetooth Smart Ready”的标志。其中Bluetooth Smart Ready设备指的是PC、平板、手机这样的连接中心设备，而Bluetooth Smart设备指的是蓝牙耳机、键鼠等扩展设备。之前这些设备之间的角色是早就安排好了的，并不能进行角色互换，只能进行1对1连接。

而在蓝牙4.1技术中，就允许设备同时充当“Bluetooth Smart” 和“Bluetooth Smart Ready”两个角色的功能，这就意味着能够让多款设备连接到一个蓝牙设备上。举个例子，一个智能手表既可以作为中心枢纽，接收从健康手环上收集的运动信息的同时，又能作为一个显示设备，显示来自智能手机上的邮件、短信。借助蓝牙4.1技术智能手表、智能眼镜等设备就能成为真正的中心枢纽。

除此之外，可穿戴设备上网不易的问题，也可以通过蓝牙4.1进行解决。新标准加入了专用通道允许设备通过 IPv6 联机使用。举例来说，如果有蓝牙设备无法上网，那么通过蓝牙4.1连接到可以上网的设备之后，该设备就可以直接利用IPv6连接到网络，实现与WiFi相同的功能。尽管受传输速率的限制，该设备的上网应用有限，不过同步资料、收发邮件之类的操作还是完全可以实现的。

蓝牙4.1对于设备之间的连接和重新连接进行了很大幅度的修改，可以为厂商在设计时提供更多的设计权限，包括设定频段创建或保持蓝牙连接，这以改变使得蓝牙设备连接的灵活性有了非常明显的提升。两款带有蓝牙4.1的设备之前已经成功配对，重新连接时只要将这两款设备靠近，即可实现重新连接，完全不需要任何手动操作。举个例子，以后使用蓝牙4.1的耳机时，只要打开电源开关就行了，不需要在手机上进行操作，非常的简单。