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蓝牙:它的工作原理以及你需要它的原因

 图书馆收藏文库 2022-02-14

如果你有无线耳机、智能手表或带有内置电脑的汽车,很可能它们都会通过蓝牙与你的手机通信。在这篇文章中 -我们一起来看看蓝牙是如何工作的,它的标准是什么,以及可以用它做什么有趣的事情。

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什么是蓝牙

蓝牙是一种无线通信标准。无线 - 使用电磁辐射(如无线电或 Wi-Fi)。标准——即所有支持蓝牙的设备都遵循一定的操作顺序:它们以一定的频率广播,以一定的方式加密信号等。

蓝牙用于家用电器、智能电子产品、智能家居和类似的东西。

为什么需要蓝牙标准?

从一开始,蓝牙就被认为是相邻的个人设备之间的无线电通信标准。附近 - 因为使用了低功率发射器:耗电量较小,非常适合智能手表、手机等通过电池供电的设备。

发射器的功率是多少

蓝牙有三种发射功率等级:

  1. 第一类是最强大的,100 毫瓦。在100-200米的距离内稳定通信,但这样的发射器非常少见。
  2. 第二类的工作功率为 2.5 毫瓦,能在 10-20 米处良好地保持联系。
  3. 第三类是功率最弱的,只有 1 毫瓦,它允许设备在 5-7 米的距离内无损失地传输数据。

之前还有功率更小的,只是传送范围太小,很快就被废弃了。

大多数情况下,第二类和第三类模块安装在手机和笔记本电脑中,以减少电池消耗。

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蓝牙适配器,体积大,发射距离远,耗电高

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天线体积小,通信范围不会超过15米

速度和范围

速度和范围这两个参数是相互关联的:范围越大,速度越低,反之亦然。我们既可以在短距离内快速传输数据,也可以在较长距离内缓慢传输数据。

版本和修改

1998 年的第一个版本只能以每秒 200 KB 的速度连接设备和传输数据。没有保护,也不支持多个设备同时连接。

随着技术的发展,蓝牙的版本也不断在更新,如今的蓝牙增加了抗干扰性和更灵活的加密密钥管理。标准数据传输速率高达每秒 40 兆。还添加了各种保护协议、加密、信号校正和对更高速度的支持。

最有用的一种是蓝牙 LE,它代表低功耗。这是一种低功耗协议,它允许发射器在一块电池上运行数年,并将某些东西传输到其他设备。蓝牙 LE 设备的示例是胸心率监测器和 混合智能手表。

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Skagen混合手表:看起来像普通的带手手表,但里面有一个蓝牙低功耗发射器,可以将心率和步数数据发送到智能手机,接收通知等。每周充电一次

蓝牙和wifi有什么区别

从物理学的角度来看,两者都是电磁辐射。不同之处在于处理这种辐射的协议和方法。

蓝牙和 Wi-Fi 都在相同的频率 - 2.4 GHz - 上运行,并使用类似的通信算法。这就是为什么如果您同时使用两种协议,蓝牙或 wifi 可能会工作不稳定或掉线——它们会相互干扰并阻塞同一通道。这里的解决方案很简单——使用更现代的 Wi-Fi 版本,它的工作频率为 5 GHz,不会干扰任何东西。

并且蓝牙还可以查询邻近设备是否有Wi-Fi,如果有,它可以要求它通过更快的Wi-Fi连接到它的设备。

蓝牙中的通信安全

虽然蓝牙被认为是安全的协议,它有一个弱点 - 如果攻击者在搜索和配对设备时窃听所有数据流,他将有可能计算出安全码。并用窃听的安全码连接到你的设备上。如果需要完全安全的蓝牙连接,则需要确保 20 米半径范围内没有其它蓝牙电子设备。

蓝牙和物联网

得益于低功耗(LE)标准的支持,蓝牙已经成为物联网的优秀协议。与其它相比,它的优势在于:

  • 蓝牙是一种标准的数据传输协议,几乎可以连接到任何带有蓝牙的设备;
  • 低功耗使发射器可以连续工作数年,定期传输小数据包。
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最近,用于寻找对象的信标,使用蓝牙 LE 工作。由于它们的低功耗,这些信标不需要每天充电。

蓝牙对健康有害吗?

一般来说,蓝牙是安全的。这是非电离辐射,它被人体吸收的程度非常低,而且功率如此之低,以至于科学家无法找到蓝牙与任何疾病之间的联系。

但是,与医学一样,危险不在于辐射本身,而在于其剂量。如果你坐在一个装满一千个蓝牙发射器的房间里 30 年,那么可能会发生一些不好的事情。与蓝牙相关的健康风险对于普通人来说可以忽略不计。

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