蓝牙Mesh的起源
蓝牙为什么得名？这来自一个小故事。十世纪时，丹麦有一位名叫哈拉尔蓝牙王的国王，他口齿伶俐，善于交际。他统一了挪威、瑞典和丹麦。因为他喜欢吃蓝莓，所以他的牙龈经常是蓝色的，所以他被称为蓝牙之王。在确定名字的时候，设计师觉得“蓝牙”这个名字很有表现力，布拉坦德国王的个性也很符合这项技术的特点，所以就用了“蓝牙”这个名字。蓝牙logo设计取自Harald蓝牙名称中“H”和“B”蓝牙logo的起源字母，以古北欧字母为代表。两者结合，就成了蓝牙logo。
野蛮生长阶段
蓝牙的核心是短距离无线电通信，其基础来自跳频扩频(FHSS)技术，由好莱坞女星海迪·拉马尔和钢琴家乔治·安太尔在1942年8月提交的专利中提出。它们的灵感来自钢琴上的琴键数量。通过使用88个不同的载频来控制鱼雷，发射频率是不断跳跃的，因此它们具有一定的保密性和抗干扰能力。
起初这项技术并没有引起美军的重视，直到上世纪80年代才被军方用于战场上的无线通信系统。跳频扩频(FHSS)技术后来在解决包括蓝牙、WiFi和3G在内的移动通信系统中的无线数据传输和接收问题方面发挥了关键作用。
80-90年代，是通信技术爆发的时代。当时，许多科技巨头都在研究一种短距离无线通信技术，可以无线连接不同的设备。
1994年，JaapHaartsen完成了该技术的核心基带部分，Sven Mattissson完成了射频部分，与链路管理(LMP)一起，这三个部分构成了该技术的核心协议层。这是最早的蓝牙技术，但此时不叫蓝牙。
经过长时间的野蛮生长，各种标准层出不穷，所谓的长期融合就会出现分化。
为了方便，不可能每个家庭都用自己的标准，就像充电数据线，市面上两种充电数据线，苹果和安卓。即便如此，也让人感到头疼。试试看，如果手机厂商用的是充电线，会是什么样的场景？蓝牙mesh的标准诞生的方式和蓝牙一模一样。2017之前，国内外也有各种蓝牙mesh标准，直到Sig正式版发布才统一。
爱立信在1994中创建了一个方案，旨在研究手机与其他配件之间低功耗、低成本的无线通信连接方法。发明人希望为设备之间的无线通信创建一套统一的规则(标准化协议)，以解决用户之间互不兼容的移动电子设备的通信问题，并取代RS-232串行通信标准。
1996 65438+2月，爱立信、诺基亚、英特尔、东芝和IBM决定成立一个专门的利益集团来统一和维护这一无线通信技术标准，使之成为未来的无线通信标准。经过讨论，英特尔负责开发半导体芯片和传输软件，爱立信负责开发射频和手机软件，IBM和东芝负责开发笔记本电脑接口规范。
1998年5月20日，爱立信与IBM、Intel、诺基亚、东芝五大著名厂商成立了“特殊利益集团”(SIG)，这就是蓝牙技术联盟的前身。目标是开发一种低成本高效率的蓝牙技术标准，可以在短距离内任意无线连接。当时蓝牙推出了0.7规范，支持基带和LMP(Link Manager协议)两部分。
1999发布了0.8、0.9、1.0草稿版。完整的SDP(服务发现协议)和TCS(电话控制规范)协议。
65438+版本1.0A 0999年7月26日正式发布，决定使用2.4GHz频段。相对于当时流行的红外技术，蓝牙的传输速度更高，不需要像红外那样接口对接口的连接。所有蓝牙设备只要在有效通信范围内使用，都可以随时连接。数据可以在任意角度、任意方向进行交换，拉开了蓝牙技术快速发展的序幕。
1999下半年，苹果、微软、摩托罗拉、三星、朗讯、蓝牙任务组等五家公司联合成立了蓝牙技术推广组织，在全球掀起了一股“蓝牙”热潮。
到2000年4月，SIG成员数量已超过1500，其增长速度超过了其他任何无线联盟。截至目前，* *超过36，000家公司成为特殊利益集团的成员。蓝牙协议最新版本也达到了5.2，发布于2020年6月7日。目前还没有关于蓝牙5.3的消息。
第一代蓝牙:短距离通信的早期探索
1999:蓝牙1.0
早期版本的蓝牙1.0 A和1.0B存在很多问题，很多厂商指出其产品互不兼容。同时，在两个设备“握手”的过程中，会发出蓝牙硬件的地址(BD_ADDR)，在协议层面无法匿名，造成数据泄露的危险。
所以1.0版本发布的时候，蓝牙并没有马上被广泛使用。除了当时对应蓝牙功能的电子设备种类不多，蓝牙设备也非常昂贵。
2001年:蓝牙1.1
蓝牙版本1.1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，传输速率为748 ~ 810kB/s，但由于是早期设计，容易受到同频产品的干扰，影响通信质量。
2003年:蓝牙1.2
蓝牙1.2版本也只有748~810kb/s的传输速率，但鉴于1.1版本暴露出的安全问题，对匿名模式进行了改进，增加了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。同时向后兼容1。此外，还增加了四项新功能:
AFH(自适应跳频)自适应跳频技术减少了蓝牙产品和其他无线通信设备之间的干扰。
esco(extended synchronous connection-oriented links)扩展了面向同步链路的通道技术，用于提供QoS音频传输，进一步满足高端语音和音频产品的需求。
更快的连接功能可以缩短重新搜索和重新连接的时间，使连接过程更加稳定快速；
支持立体声音效的传输要求，但只能在单工模式下工作。
第二代蓝牙:EDR时间力传输速率
2004年:蓝牙2.0
蓝牙2.0是1.2的改进版本，新的EDR(Enhanced Data Rate，增强数据速率)技术提高了多种蓝牙设备的多任务同时运行能力，使得蓝牙设备的传输速率约为1.8m/s ~ 2.1m/s..
蓝牙2.0支持双工模式:您可以在进行语音通信的同时传输文档/高质量图片。同时，EDR技术通过缩短工作周期来降低功耗。由于带宽的增加，蓝牙2.0增加了连接设备的数量。
应用最广泛的是2004年推出的蓝牙2.0+EDR标准，2006年出现了大量支持蓝牙2.0+EDR标准的产品。虽然蓝牙2.0+EDR标准做了很多技术上的改进，但是继承了1的配置过程复杂、设备功耗高等问题。x标准仍然存在。
蓝牙2.0可以算是生不逢时:虽然蓝牙2.0已经出现，但是大部分手机在蓝牙2.0以下还是集成了发射器，导致兼容性问题，所以没有大规模普及；另外，这也是蓝牙不好配的原因。
2007年:蓝牙2.1
蓝牙2.1增加了嗅探子速率的省电功能，将设备间相互确认信号的发送时间间隔从旧版的0.1秒延长至0.5秒左右，大大降低了蓝牙芯片的工作量。此外，增加了SSP简单安全的配对功能，提升了蓝牙设备的配对体验，增强了使用和安全强度。支持NFC近场通信。只要两个内置NFC芯片的蓝牙设备靠近，配对密码就会通过NFC传输，无需手动输入。
2007年8月2日，蓝牙技术联盟正式批准了蓝牙版本2.1规范，即“蓝牙2.1+EDR”，未来设备可以自由使用。目前这个版本仍然占据了蓝牙市场的很大份额。与2.0版本相比，待机时间主要增加2倍以上，技术标准没有根本变化。
市面上很多蓝牙音箱，大街小巷的手机支付后的语音播报，都在使用这个版本的标准。俗称音频蓝牙，在安卓支持SSP简单安全配对，在iOS需要MFI认证。
第三代蓝牙:高速，传输速率高达24Mbps。
2009年:蓝牙3.0
2009年4月21日，蓝牙技术联盟正式颁布了蓝牙核心规范3.0版。蓝牙3.0增加了一项可选技术，高速，使蓝牙可以调用802.11 WiFi进行高速数据传输，传输速率高达24Mbps，是蓝牙2.0的8倍。轻松实现从录像机到高清电视，从PC到PMP，从UMPC到打印机的数据传输(双方都需要满足这个标准才能实现功能)。
蓝牙3.0的核心是AMP(通用备用MAC/PHY)，这是一种全新的备用射频技术，允许蓝牙协议栈为任何任务动态选择正确的射频。
功耗方面，蓝牙3.0引入了EPC增强功率控制技术，辅以802.11，实际空闲功耗明显降低。
第四代蓝牙:主推“低能量”和低功耗
2010:蓝牙4.0
蓝牙4.0规范于2010年7月7日正式发布。新版本最大的意义在于低功耗，同时加强了不同厂商设备的兼容性，降低了延迟。理论最高传输速度仍为24Mbps(即3MB/秒)，有效覆盖范围扩展至100米(之前版本为10米)。具有更快的响应速度，最短可在3毫秒内完成连接设置并开始数据传输。更安全的技术，采用AES-128 CCM加密算法进行数据包加密和认证。
蓝牙4.0是迄今为止第一个蓝牙集成协议规范，它集成了三个规范。其中最重要的变化是BLE的低功耗功能(蓝牙低能耗)，提出了低功耗蓝牙、传统蓝牙和高速蓝牙三种模式:
BLE，原名Wibree技术，由诺基亚开发，最初是一种专门为移动设备开发的低功耗移动无线通信技术。被SIG接受并标准化后，更名为蓝牙低功耗(以下简称低功耗蓝牙)。这三种协议规范还可以相互组合和匹配，从而实现更广泛的应用模式。
蓝牙4.0的芯片模式可以分为单模和双模。单模只能用蓝牙4.0传输，不能向下兼容3.0/2.1/2.0；双模可以向后兼容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，例如需要高功耗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。
2013:蓝牙4.1
蓝牙4.1发布于2013年2月6日，如果同时用LTE无线电信号传输数据，蓝牙4.1可以自动协调两者的传输信息，理论上可以减少其他信号对蓝牙4.1的干扰。改进就是提高连接速度，更加智能。比如减少了设备间的重新连接时间，也就是说如果用户走出蓝牙4.1的信号范围，断开时间不太长，当用户再次回到信号范围时，设备会自动连接，响应时间比蓝牙4.0短。最后一个改进是提高传输效率。如果用户连接了很多设备，比如多个可穿戴设备，它们之间的信息可以立即发送到接收设备。
蓝牙4.1在传输速度和传输范围上变化不大，但在软件上有明显的提升。此次更新的目的是让蓝牙智能技术最终成为物联网发展的核心驱动力。
允许开发者和制造商“定制”蓝牙4.1设备的重新连接间隔，为开发者提供更高的灵活性和控制力。
支持“云同步”。蓝牙4.1增加了专用的IPv6通道。蓝牙4.1设备只需连接可联网的设备(如手机)，就可以通过IPv6与云端的数据同步，满足物联网的应用需求。
支持“扩展设备”和“中心设备”的角色互换。支持蓝牙4.1标准的耳机、手表和鼠标键盘可以独立收发数据，无需使用PC、平板、手机等数据集线器。比如智能手表、计步器，可以绕过智能手机，直接实现对话。
2014:蓝牙4.2
2014 12 4、发布了最新的蓝牙4.2标准。蓝牙4.2标准的发布，不仅提高了数据传输速度和隐私保护，还通过IPv6和6LoWPAN将设备直接连接到互联网。
首先是速度变快了。蓝牙4.1版本虽然在之前的基础上改进了很多，但是远远不能满足用户的需求，相比Wi-Fi优势不足。但蓝牙4.2标准提高了蓝牙智能包的容量(MTU大小)，可以容纳比以前多约10倍的数据，两个蓝牙设备之间的数据传输速度提高了2.5倍。
其次，隐私保护程度也受到了很多用户的好评。我们知道蓝牙4.1及其之前的版本在隐私安全方面存在一些隐患——连接一次后，会自动连接，无需进一步确认，容易造成隐私泄露。但在蓝牙4.2新标准下，蓝牙信号要想连接或跟踪用户设备，必须得到用户的认可，否则蓝牙信号将无法连接和跟踪用户设备。
当然，最令人期待的功能是新版本可以通过IPv6和6LoWPAN访问互联网。早在蓝牙4.1版本，蓝牙技术联盟就已经开始尝试接入，但是由于之前版本传输速率的限制和网络芯片的不兼容，这个功能并没有完全实现。蓝牙技术联盟表示，新的蓝牙4.2标准可以通过IPv6和6LoWPAN直接接入互联网。相信在这个基础上，一旦IPv6和6LoWPAN被广泛使用，这个功能会受到更多的关注。
另外，必须提到的是，对于较老的蓝牙适配器，通过软件升级会有蓝牙4.2的部分功能可用，但不是所有功能都可用。蓝牙技术联盟表示:“隐私功能可能通过固件升级获得，但这取决于制造商的安装。速度提升和分组扩展的功能将需要硬件升级。”
到目前为止，蓝牙4.0仍然是消费设备最常用的标准，但Android Lollipop等移动平台已经开始添加对蓝牙4.1标准和蓝牙4.2标准的原生支持。
第五代蓝牙:开启物联网时代的大门
2016:蓝牙5.0
美国时间2016年6月6日，蓝牙技术联盟(SIG)在华盛顿正式发布了第五代蓝牙技术(简称蓝牙5.0)。蓝牙5.0在低功耗模式下具有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实现室内定位，精度小于1米。
此外，蓝牙5.0还可以让你无需配对就能接收信标数据，比如广告、信标、位置信息等等。同时，蓝牙5.0标准也针对物联网进行了优化，更快更节能，力求以更低的功耗和更高的性能服务于智能家居。
2019年，SIG推出蓝牙5.1。新的测向功能将蓝牙定位精度提升到厘米级，功耗更低，传输更快，距离更远，定位更准确。
5438年6月+2020年10月，蓝牙技术联盟在拉斯维加斯举办的CES2020上发布了其新一代蓝牙音频技术标准——低功耗音频LE Audio。这一方案随着TWS耳机的爆发而引起关注。因此，有业内人士认为，乐音频蓝牙标准将再次对终端应用产生重大影响。
网状Mesh网络:实现物联网的关键。
蓝牙技术联盟于2065438年7月19日正式宣布蓝牙@技术开始全面支持Mesh网络。Mesh网状网是自主研发的网络技术，可以利用蓝牙设备作为信号中继站，在非常大的物理区域内覆盖数据，兼容蓝牙4、5系列协议。
传统的蓝牙连接是通过从一个设备“配对”到另一个设备来实现的，建立了“一对一”或“一对多”的微网络关系。
网状网络使设备能够实现“多对多”的关系。网状网络中的每个设备节点都可以发送和接收信息。只要有一个设备连接到网关，信息就可以在节点之间进行中继，这样消息就可以传输到比无线电波正常传输距离更远的地方。
通过这种方式，Mesh网络可以分布在制造工厂、写字楼、购物中心、商业园区以及更广泛的场景中，为照明设备、工业自动化设备、安全摄像机、烟雾探测器和环境传感器提供更稳定的控制方案。
物联网:未来蓝牙技术的新家
从1998开始，蓝牙协议经历了多次更新，从音频传输、图形传输、视频传输，再到低功耗的物联网数据传输。一方面保持了蓝牙设备的向下兼容性；另一方面，蓝牙正被应用到越来越多的物联网设备上。
随着低能耗蓝牙功耗和传输效率的不断提高，经典版(经典蓝牙或音频蓝牙)从3.0开始就没有太大的更新。可以预见，未来蓝牙的主力将集中在物联网，而不仅仅是移动设备。Mesh网状网络的加入，使得蓝牙有可能形成自己的物联网系统。
根据SIG的市场报告，到2018年底，蓝牙设备的全球出货量将达到40亿部，其中今年手机、平板电脑和PC将达到20亿部，音频和娱乐设备将达到12亿部，全球86%的汽车将具备蓝牙功能，智能家居蓝牙设备将达到6.5亿部。智能建筑、智能城市、智能产业将成为未来。
随着蓝牙5技术的出现和蓝牙mesh技术的成熟，设备间远距离、多设备通信的门槛大大降低，为未来物联网带来了更大的想象空间。这项20年前就问世的技术，在未来将充满活力。
无线通信技术是当今网络通信的基础。按距离可分为近场通信和远距离无线通信。近场通信包括WIFI、蓝牙、ZigBee、z-wave、NFC、UWB等。长距离无线通信包括LoRa、NB-IoT等。
与红外、无线2.4G、WiFi等其他无线技术相比，蓝牙具有加密措施完善、传输过程稳定、兼容设备丰富等诸多优势。尤其是在授权门槛逐渐降低的今天，蓝牙技术已经真正普及到所有的数码设备。然而，蓝牙并不完美。从1.0到5.0是一个非凡的过程。
参考资料: