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摘 要：蓝牙4.0版本在整合了三种蓝牙技术的同时，还拥有功耗低，传输距离更远，传输宽带更大等优势，本文针对于新推出的蓝牙4.0版本，将其与Zigbee进行对比分析，并在其应用领域进行研究，找出蓝牙4.0版本目前的缺陷，并对其原理和对蓝牙未来的展望进行简单说明。
关键词：蓝牙4.0，应用扩展，前景，蓝牙系统
1 引言
对于创建于1998年9月的蓝牙技术联盟，已经走过了过 15 年半的发展，最初发起创建该组织的公司只有爱立信、IBM、英特尔、诺基亚、东芝这五家公司，发展到目前蓝牙组织拥有超过14，200个遍布世界的成员公司【2】。随后蓝牙相继推出了V1.1、1.2、2.0、2.1、3.0五个版本，直到2010年6月，蓝牙特别兴趣小组Bluetooth SIG正式发布了新的标准蓝牙 4.0。意味着蓝牙技术又上升到了一个全新的台阶。基于WPAN（Wireless Personal Area Network）的蓝牙技术是一种无线网络连接技术，它采用无基站的组网方式，支持点对点或点对多点的语音、数据业务的短距离无线通信，可给移动式电子设备和固定式电子设备建立了一种短程的无线连接。蓝牙系统由由四个功能模块构成：无线射频模块、链路控制模块、链路管理模块和蓝牙协议模块【1】
2 蓝牙4，0的扩展和应用的广泛性
蓝牙4.0设备在传输速度上更快，很大程度上提高了传输效率，在音频传输中更加流畅，蓝牙4.0音频设备可完美支持无损音频传输，对于音质和用户听感的优化将更直接、更完美，实际表现就是听音乐时环绕声更好，语音通话时可带来更清晰、更逼真的语音说话感。
在个人健康助理上也有很大的用途，基于蓝牙4.0开发了一套能实时方便测量人体生理参数的个人健康助理系统。蓝牙4.0技术拥有低功耗、低成本、跨厂商互操作性等特点，因而运行速度、稳定性、可靠性、安全性以及对于不同链接设备的兼容性也更好，蓝牙4.0支持1Mbps数据传输速率下的超短数据包，并且在高速模式下，蓝牙4.0可实现最高可达24Mbps传输速度，蓝牙4.0还拥有100米以上超长传输距离，这大大增强了无线应用范围，在听音乐、传输资料、联网互联等方面更实用【3】。
蓝牙4.0具备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2.4GHz ISM频段无线技术的串扰，与其他相同频段的无线技术相比，蓝牙4.0技术具有超低峰值（peak）、运行与待机功耗低、仅3ms延时和抗干扰能力强等优点【2】。基于蓝牙的全双工传输模式，可被用于两个方面，民用： 手机、相机、摄像机、PC及电视等视讯、音乐及图片传输的蓝牙高速技术，以及用于保健及健康、个人设备、汽车及自动化行业的低功率传感设备和新的网络服务的蓝牙低耗能技术。军用：武器装备故障的监测与诊断、组建战区语音、机动指挥自动系统、“蓝牙”单兵设备【1】。
3 蓝牙4.0相对于Zigbee的优势
3.1 Zigbee概述
ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的短距离双向无线通信标准，工作于2.4GHZ ISM（Industrial Scientifical Medical）频段。支持近距离，低复杂度，低功耗，低速率，低成本，时延短，网络容量大的网络系统。主要用于距离短，功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据，间歇性数据和低反应时间数据传输的应用[3]。
3.2 蓝牙4.0相对于Zigbee的优势
因为Zigbee的有效覆盖范围在10—75m之间，然后在这一点上较比蓝牙4.0则有更长的传输距离，最大可以达到100m以上，100m以上可以满足需要较长距的室内传感器的应用。这样无线控制就可以很方便的存储在手机、平板或PC上的音频文件。从而更好的兼容不同的链接设备，更大的传输带宽。相对于Zigbee的10-250kb/s的传输速率，蓝牙4.0可实现最高达24Mbps的传输速度。
由于Zigbee和蓝牙的工作频率都是ISM2.4GHz频段，在如今无线电子产品集中的时代，各种相关电子设备在公共场合会相互干扰。在遇到干扰时，蓝牙4.0会选择自动调频的模式，最大程度的减少和其它2.4GHZ ISM频段无线技术的串扰。而Zigbee容易受到其它与之工作在同一范围拥有高功率的无线技术WIFI的干扰，与WIFI共存时没有自适应调频功能[5]。抗干扰能力不及蓝牙4.0。
4 蓝牙4.0的应用前景
4.1释放物联网和云服务
全新一代便携式和联网式家庭设备必定会利用到智能蓝牙技术。 随着智能手机、平板电脑对广泛的新应用提供低功耗蓝牙 4.0 支持，设计人员能很容易在众多连接物联网的产品中添加激动人心的新特性。
4.2 无线网关
蓝牙技术联盟目前在着力于蓝牙技术的安全互联性，也在开发无线网关，蓝牙可以通过IP上网，家庭和工业用的无线上网，这类网络需要更高的安全要求，
4.3Internet接入
内置蓝牙芯片的笔记本型计算机或者手机等，不仅可以使用PSTN、ISDN、LAN、xDSL，而且蜂窝式移动网络照样可以进行高速连接。
4.4创造保健安防及家庭娱乐新商机
目前正在把蓝牙技术安保和个人身体健康上，并且终将实现。
4.5可作无绳电话使用
内置蓝牙芯片的手机，在家里可以做无线电话使用，不用双向收费，节省手机费用，离开屋子一段距离后便自动切换至无线网络基站上。
5 总结
从蓝牙技术的出现开始，人们对蓝牙技术的期望值就很高，直到现在4.0带来的巨大便利，使得人们对于蓝牙技术的认可度也越来越高，但是蓝牙技术在很多方面还需要不断发展不断改进，同时在发展的路上不会一帆风顺，将会遇到各种各样的问题，比如蓝牙比IrDA的多向性传输具有优势，但是蓝牙需要进一步防护信息的误传和被截取，而且每个设备都应该具有相异的频度。蓝牙技术和WiFi之间开始出现重叠的应用，蓝牙应该在带宽问题上发力，将其扩展到更广泛的局域网应用，而且蓝牙需要利用安全系统来防止未经授权的访问同样是蓝牙的需要。蓝牙在通行速度和带宽的扩展上也有一些瑕疵，在大规模进入商用市场也还有大量的应用技术细节需要解决，蓝牙4.0还需要不断改进，以适应医疗电子、工业控制和家电自动化领域的潜在应用。蓝牙4.0在与WLAN协议的交互、与上层协议的交互以及系统整体安全策略的实现等等，由于高速蓝牙PAL协议是建立在WLAN的MAC层协议基础上，而目前WLAN协议是由他人负责的在研项目，所以这部份衔接工作尚需要完善。
参考文献
[1]卫耀辉，蓝牙基带协议及应用模块的分析与研究[J]，郑州大学硕士论文，2012
[2]周琛晖，蓝牙技术及应用简析[J]，中国新通信，2008
[3]佚名，走进蓝牙4.0[J]，电脑知识与技术，2013
关键词：蓝牙4.0，应用扩展，前景，蓝牙系统
1 引言
对于创建于1998年9月的蓝牙技术联盟，已经走过了过 15 年半的发展，最初发起创建该组织的公司只有爱立信、IBM、英特尔、诺基亚、东芝这五家公司，发展到目前蓝牙组织拥有超过14，200个遍布世界的成员公司【2】。随后蓝牙相继推出了V1.1、1.2、2.0、2.1、3.0五个版本，直到2010年6月，蓝牙特别兴趣小组Bluetooth SIG正式发布了新的标准蓝牙 4.0。意味着蓝牙技术又上升到了一个全新的台阶。基于WPAN（Wireless Personal Area Network）的蓝牙技术是一种无线网络连接技术，它采用无基站的组网方式，支持点对点或点对多点的语音、数据业务的短距离无线通信，可给移动式电子设备和固定式电子设备建立了一种短程的无线连接。蓝牙系统由由四个功能模块构成：无线射频模块、链路控制模块、链路管理模块和蓝牙协议模块【1】
2 蓝牙4，0的扩展和应用的广泛性
蓝牙4.0设备在传输速度上更快，很大程度上提高了传输效率，在音频传输中更加流畅，蓝牙4.0音频设备可完美支持无损音频传输，对于音质和用户听感的优化将更直接、更完美，实际表现就是听音乐时环绕声更好，语音通话时可带来更清晰、更逼真的语音说话感。
在个人健康助理上也有很大的用途，基于蓝牙4.0开发了一套能实时方便测量人体生理参数的个人健康助理系统。蓝牙4.0技术拥有低功耗、低成本、跨厂商互操作性等特点，因而运行速度、稳定性、可靠性、安全性以及对于不同链接设备的兼容性也更好，蓝牙4.0支持1Mbps数据传输速率下的超短数据包，并且在高速模式下，蓝牙4.0可实现最高可达24Mbps传输速度，蓝牙4.0还拥有100米以上超长传输距离，这大大增强了无线应用范围，在听音乐、传输资料、联网互联等方面更实用【3】。
蓝牙4.0具备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2.4GHz ISM频段无线技术的串扰，与其他相同频段的无线技术相比，蓝牙4.0技术具有超低峰值（peak）、运行与待机功耗低、仅3ms延时和抗干扰能力强等优点【2】。基于蓝牙的全双工传输模式，可被用于两个方面，民用： 手机、相机、摄像机、PC及电视等视讯、音乐及图片传输的蓝牙高速技术，以及用于保健及健康、个人设备、汽车及自动化行业的低功率传感设备和新的网络服务的蓝牙低耗能技术。军用：武器装备故障的监测与诊断、组建战区语音、机动指挥自动系统、“蓝牙”单兵设备【1】。
3 蓝牙4.0相对于Zigbee的优势
3.1 Zigbee概述
ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的短距离双向无线通信标准，工作于2.4GHZ ISM（Industrial Scientifical Medical）频段。支持近距离，低复杂度，低功耗，低速率，低成本，时延短，网络容量大的网络系统。主要用于距离短，功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据，间歇性数据和低反应时间数据传输的应用[3]。
3.2 蓝牙4.0相对于Zigbee的优势
因为Zigbee的有效覆盖范围在10—75m之间，然后在这一点上较比蓝牙4.0则有更长的传输距离，最大可以达到100m以上，100m以上可以满足需要较长距的室内传感器的应用。这样无线控制就可以很方便的存储在手机、平板或PC上的音频文件。从而更好的兼容不同的链接设备，更大的传输带宽。相对于Zigbee的10-250kb/s的传输速率，蓝牙4.0可实现最高达24Mbps的传输速度。
由于Zigbee和蓝牙的工作频率都是ISM2.4GHz频段，在如今无线电子产品集中的时代，各种相关电子设备在公共场合会相互干扰。在遇到干扰时，蓝牙4.0会选择自动调频的模式，最大程度的减少和其它2.4GHZ ISM频段无线技术的串扰。而Zigbee容易受到其它与之工作在同一范围拥有高功率的无线技术WIFI的干扰，与WIFI共存时没有自适应调频功能[5]。抗干扰能力不及蓝牙4.0。
4 蓝牙4.0的应用前景
4.1释放物联网和云服务
全新一代便携式和联网式家庭设备必定会利用到智能蓝牙技术。 随着智能手机、平板电脑对广泛的新应用提供低功耗蓝牙 4.0 支持，设计人员能很容易在众多连接物联网的产品中添加激动人心的新特性。
4.2 无线网关
蓝牙技术联盟目前在着力于蓝牙技术的安全互联性，也在开发无线网关，蓝牙可以通过IP上网，家庭和工业用的无线上网，这类网络需要更高的安全要求，
4.3Internet接入
内置蓝牙芯片的笔记本型计算机或者手机等，不仅可以使用PSTN、ISDN、LAN、xDSL，而且蜂窝式移动网络照样可以进行高速连接。
4.4创造保健安防及家庭娱乐新商机
目前正在把蓝牙技术安保和个人身体健康上，并且终将实现。
4.5可作无绳电话使用
内置蓝牙芯片的手机，在家里可以做无线电话使用，不用双向收费，节省手机费用，离开屋子一段距离后便自动切换至无线网络基站上。
5 总结
从蓝牙技术的出现开始，人们对蓝牙技术的期望值就很高，直到现在4.0带来的巨大便利，使得人们对于蓝牙技术的认可度也越来越高，但是蓝牙技术在很多方面还需要不断发展不断改进，同时在发展的路上不会一帆风顺，将会遇到各种各样的问题，比如蓝牙比IrDA的多向性传输具有优势，但是蓝牙需要进一步防护信息的误传和被截取，而且每个设备都应该具有相异的频度。蓝牙技术和WiFi之间开始出现重叠的应用，蓝牙应该在带宽问题上发力，将其扩展到更广泛的局域网应用，而且蓝牙需要利用安全系统来防止未经授权的访问同样是蓝牙的需要。蓝牙在通行速度和带宽的扩展上也有一些瑕疵，在大规模进入商用市场也还有大量的应用技术细节需要解决，蓝牙4.0还需要不断改进，以适应医疗电子、工业控制和家电自动化领域的潜在应用。蓝牙4.0在与WLAN协议的交互、与上层协议的交互以及系统整体安全策略的实现等等，由于高速蓝牙PAL协议是建立在WLAN的MAC层协议基础上，而目前WLAN协议是由他人负责的在研项目，所以这部份衔接工作尚需要完善。
参考文献
[1]卫耀辉，蓝牙基带协议及应用模块的分析与研究[J]，郑州大学硕士论文，2012
[2]周琛晖，蓝牙技术及应用简析[J]，中国新通信，2008
[3]佚名，走进蓝牙4.0[J]，电脑知识与技术，2013