蓝牙低功耗技术与其他无线技术的区别

蓝牙低功耗技术（以下简称 “Bluetooth LE”）是一种在我们生活中用于多种用途的无线通信技术。

Bluetooth LE 的关键优势 —— 低功耗和连接简便，使其在无线通信技术中脱颖而出。该技术于 2009 年作为蓝牙标准的一部分推出，此后其应用领域迅速扩展。

尽管官方将其称为 “Bluetooth Low Energy” 或 “Bluetooth LE”，但蓝牙低功耗技术通常被简称为 BLE。在本文中，您可以深入了解 Bluetooth LE、Bluetooth LE 与其他无线技术的区别，以及具体的应用案例。

什么是蓝牙 LE？

蓝牙是短距离无线通信技术之一。2009 年发布的蓝牙 4.0 中新增的无线标准被称为蓝牙低功耗技术（Bluetooth Low Energy）或Bluetooth LE。为了与Bluetooth LE 区分，传统的蓝牙通信方式被称为经典蓝牙（Bluetooth Classic）。

什么是蓝牙？

蓝牙是一种低功耗无线通信技术。该技术使智能手机与无线耳机、笔记本电脑与无线鼠标等设备的连接变得轻松便捷。

蓝牙在各类设备中已成为标准配置，因此在日常生活中随处可见。我们通过蓝牙在可穿戴设备、健身追踪器、智能手表等多种智能设备之间交换数据。由于无需布线，用户可自由安装设备。

Bluetooth LE 的特性

Bluetooth LE 是一种比传统经典蓝牙能耗更低的通信协议。特性包括：

低功耗：可使电池供电设备长时间使用。

通信范围：约数米至 100 米。*KAGA FEI也提供支持长距离通信的模块。

数据传输速率低：不适合传输视频数据。

由于这些特性，Bluetooth LE 适用于传输和接收相对较小的数据。此外，由于它是多种智能手机和平板电脑采用的功能，有助于轻松开发应用程序。

蓝牙版本发展历程

自 1999 年蓝牙 1.0 版本发布以来，蓝牙技术持续更新。蓝牙 4.0 版本引入了Bluetooth LE，显著提升了能效表现。此后，该技术普及至智能设备领域，成为智能手机的核心功能之一。蓝牙 5.0 版本的Bluetooth LE 相比前代蓝牙 4.2，在吞吐量、数据容量和通信范围方面均有提升。

Bluetooth LE 与经典蓝牙的区别

Bluetooth LE 以低功耗为核心特性，可通过纽扣电池驱动。但其数据传输速率较低，不适用于大容量数据传输。此外，由于Bluetooth LE 与经典蓝牙的技术规范在诸多方面存在差异，二者应用场景不同且互不兼容。

经典蓝牙：主要用于计算机、智能手机的外围设备及数字家电，尤其适用于键盘、鼠标、耳机等点对点连接场景。

蓝牙 LE：适用于传感数据等小数据量传输，目前已将应用领域扩展至医疗健康、运动健身和物联网设备等领域。

Bluetooth LE 的通信方式

Bluetooth LE 有两种通信方式：连接型（Connection type）和广播型（Broadcast type）。在连接型通信中，需要识别连接设备，并将设备分为中央设备（Central）和外围设备（Peripheral）；在广播型通信中，无需识别通信设备，由发送设备进行单向传输，设备分为观察者（Observer）和广播者（Broadcaster）。

中央设备与外围设备

在连接型通信中，主设备称为中央设备（Central），扩展设备称为外围设备（Peripheral）。建立连接并完成配对后，中央设备与外围设备可相互传输数据，通信过程中数据还可进行加密。

大多数情况下，智能手机或笔记本电脑作为中央设备，而健身追踪器等请求连接的设备作为外围设备。例如，作为中央设备的智能手机从作为外围设备的健身追踪器收集数据，用户即可在手机上查看结果。

观察者与广播者

在广播型通信中，** 广播者（Broadcaster）** 是单向发送数据的设备，** 观察者（Observer）** 是无限制接收数据的设备。** 信标（Beacon）** 是该类型的典型应用场景。

当智能手机（观察者）靠近设置在特定位置的信标设备（广播者）时，手机会自动接收信标 ID，用户可通过特定应用程序根据该 ID 下载内容。这项技术结合位置信息被广泛应用，例如在商店或景点接收优惠券或收集电子印章。

与其他无线技术的对比

Bluetooth LE 与 Wi-Fi 的区别

与 Wi-Fi 相比，Bluetooth LE 以低功耗为核心特性，适用于无线连接多个智能设备的外围设备。而 Wi-Fi 的传输速度极快，在下载大文件或构建中距离网络方面具有优势。但其功耗较高，不适合需要长期电池供电的场景。
在射频方面，Bluetooth LE 使用 2.4GHz 频段，而 Wi-Fi 使用 2.4GHz/5GHz 双频段。当 Wi-Fi 工作在 2.4GHz 频段并与蓝牙 LE 同时使用时，可能会发生无线电波干扰，需注意此时连接可能不稳定。

Bluetooth LE 与 ZigBee 的区别

Bluetooth LE 和 ZigBee 均属于低功耗无线通信技术。Bluetooth LE 的数据传输更快捷，且市场上支持Bluetooth LE 的设备数量庞大，便于开发适配设备。ZigBee 则适合传感器网络，可同时连接多个设备，因此被广泛应用于工业自动化等需要大规模组网的领域。然而，支持 ZigBee 的产品数量少于蓝牙 LE，可能导致开发环境受限。

下表为Bluetooth LE、Wi-Fi 和 ZigBee 的性能对比（注：通信范围、数据传输速率等参数为大致估算值，实际表现取决于通信环境和射频条件）。

Bluetooth LE/Wi-Fi/ZigBee 性能对比表

BluetoothLE 的应用

如今，Bluetooth LE 凭借其高易用性已广泛应用于多个领域。

Bluetooth LE 的应用

通过采用Bluetooth LE 无线模块，这些通信功能可轻松集成至各类设备。

无线模块是由无线芯片及外围电路集成在小型基板上的电子元件。

KAGA FEI提供 20 余款蓝牙 LE 无线模块，包括全球最小级别尺寸的超小型无线模块。各模块的数据手册及规格详情可在官网查询。

总结

我们了解了BluetoothLE的特性、与其他无线技术的对比及其应用场景。BluetoothLE 凭借低功耗和易操作的优势，已广泛应用于多个领域，尤其是医疗健康、健身运动、智能家居及智能家电领域。

由于主流智能设备大多支持BluetoothLE，预计该技术将在各类应用中持续发挥重要作用。

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