詳解藍牙模塊的分類_ZenDei技術網路在線

從藍牙模塊的不同的分類方式上去梳理藍牙模塊的類型，詳細的從分類方式的角度去瞭解藍牙模塊所具備一些特性和功能。 ...

摘要：藍牙模塊，是一種集成藍牙功能的PCBA板，用於短距離無線通訊，藍牙模塊將晶元和外圍硬體電路集成到一個PCB上，開發出所需的內置程式實現藍牙功能的設備。可以通過相關介面和MCU控制設備進行數據傳輸、可實現藍牙標準通信和組網。本文從藍牙模塊的不同的分類方式上去梳理藍牙模塊的類型，儘量的從分類方式的角度去瞭解藍牙模塊所具備一些特性和功能。

一、按照協議類型分

（1）經典藍牙模塊

經典藍牙模塊(BT)泛指支持藍牙協議4.0以下的模塊，可以細分為：傳統藍牙模塊和高速藍牙模塊。

傳統藍牙模塊：藍牙誕生之初，使用的是BR基本速率技術，此時藍牙的理論傳輸速率，只能達到721.2Kbps，在2004年推出支持藍牙2.0協議的模塊，在智能手機時代爆發，新增EDR藍牙增強速率（Enhanced Data Rate）技術，通過提高多任務處理和多種藍牙設備同時運行的能力，使得藍牙設備的傳輸率可達 3Mbps，是藍牙1.2技術傳輸速率的三倍。因此除了可獲得更穩定的音頻流傳送和更低的耗電量之外，還可充分利用帶寬優勢同時連接多個藍牙設備。

高速藍牙模塊：高速藍牙模塊在2009年推出，主要代表是支持藍牙3.0協議的模塊，新增了High Speed技術，可以使藍牙調用802.11 WiFi用於實現高速數據傳輸，傳輸率高達24Mbps，是傳統藍牙模塊的8倍。

經典藍牙模塊一般用於連續流式傳輸音頻和數據量比較大的傳輸，如：語音、音樂、無線耳機、設備間文件傳輸、印表機、無線音箱等。

（2）低功耗藍牙模塊

低功耗藍牙模塊（BLE）指支持2010年推出藍牙協議4.0或更高的模塊，最大的特點是成本和功耗的降低。藍牙低功耗技術採用可變連接時間間隔，這個間隔根據具體應用可以設置為幾毫秒到幾秒不等。BLE技術採用非常快速的連接方式，因此可以處於“非連接”狀態(節省能源)，此時鏈路兩端只有在必要時才開啟鏈路，然後在儘可能短的時間內關閉鏈路。

低功耗藍牙應用於實時性要求比較高，但是低速率，低功耗的場景，如滑鼠鍵盤、心率檢測器和溫度計等感測器設備、智能家居、智能穿戴這類不需要大數據量交互的場景中，非常適合物聯網應用。

綜上所述，經典藍牙並不是BLE的過時版本，經典藍牙和低功耗藍牙共存並用於不同的應用，這完全取決於每個人的不同需求。

二、按照對協議的支持分

按照對藍牙協議棧支持的數量可以分為單模模塊和雙模模塊。單模和雙模的概念是在BLE藍牙出現之後才有的，我們應該根據成本、應用程式和功能選擇需要的模塊。

（1）單模模塊

單模模塊就是指支持藍牙某一種協議的模塊，僅支持經典藍牙(BT)協議或者低功耗藍牙(BLE)協議。

（2）雙模模塊

雙模式模塊是指同時支持經典藍牙(BT)協議和低功耗藍牙(BLE)協議的模塊，可以運行兩套協議堆棧。雙模模塊有兩類：經典藍牙(僅限數據)+ BLE和經典藍牙(數據+音頻)+ BLE。因此雙模模塊具有很好的靈活性和相容性。

藍牙雙模無疑是未來的主流。經典藍牙功耗較大，4.0以後的藍牙BLE功耗小，但不支持音頻協議及受數據傳輸速度限制，藍牙雙模則是綜合了兩者的優缺點，既可以支持音頻傳輸，同樣可支持數據傳輸，功耗低，並且相容性也是兩者之和。

三、按照功能分

站在藍牙模塊傳輸內容大小的功能角度來說，可以分為以下幾種。

（1）數據模塊

一般使用比較多的是數據模塊，也就是低功耗藍牙，也叫透傳藍牙模塊。對於數據量不大，傳輸近距離，運行和待機功耗有嚴格要求的設備來說是一個很好的選擇，由於功耗方面的優勢，4.0藍牙模塊目前已占據移動數據傳輸大部分份額，並且規模和份額還有望繼續成長。

（2）音頻模塊

而音頻模塊就需要非常大碼流的數據傳輸，所以比較適合經典的藍牙模塊。

（3）數據和音頻複合模塊

可以同時實現語音、音頻、數據的傳輸，在移動互聯，數據+音頻應用的大趨勢下，數據和音頻複合的雙模模塊是一個很好的選擇。

四、按照晶元設計分

這是根據模塊中藍牙晶元使用的存儲類型來區分的。

（1）ROM版本

一般是晶元廠家的ROM版晶元，特點是晶元廠家將標準的應用PROFILES 固化在晶元中，一般是固定功能的，用戶無法對晶元內程式進行修改。可外接EEPROM，存儲空間較小，可用於存放藍牙地址、設備名稱、PIN 碼等。

使用ROM版本晶元做的產品差異化較少，但是開發簡單，對於一些常規產品，不需要深度定製化的產品，選用ROM版本晶元可以開發進度，加快產品上市時間。適合大規模的批量生產，價格很低，比較常見的是用於dongle、藍牙耳機模塊、手機模塊、滑鼠鍵盤模塊等，可以修改配置參數，但基本功能是固定的。大規模民用產品一般選用ROM版模塊，如市場上的USB藍牙適配器，由於大部分協議會運行在PC內部，對晶元處理能力要求很低，因此晶元廠家會推出價格很低的產品。

（2）FLASH版本

晶元一般內置FLASH，存儲空間較大，如果要做一些客戶自定義的產品，比如需要增加一些感測器、與外部MCU進行通信，增加藍牙協議或服務，則需要使用FLASH版本，客戶可在FLASH版本晶元的已有工程上添加自己的工程代碼，開發自己的固件，做出差異化的產品，相對來說靈活性高一些。

FLASH版本的晶元價格高，但用戶可以按自已的應用需求進行，由於晶元內置了FLASH存儲，其各性能表現出色，同時內置了音頻編解碼電路，適合各種語音網關等應用。工業藍牙應用一般應採用FLASH版本的晶元生產的模塊，運行速度快，具備高集成度、高可靠性、高性能指標等特點。

（3）EXT版本

EXT模塊採用的晶元沒有FLASH存儲，需外擴存儲器件，用戶可以進行應用開發，特點是價格適中，不足是穩定性、功耗等性能差異大，同時大部分EXT晶元沒有音頻解碼電路，如需實現音頻傳輸需外接編解碼器件。

五、按照功率分

針對功率來說，低功耗藍牙和經典藍牙又有區別。

低功耗藍牙沒有功率的級別，傳輸距離可超過100m，5.0協議的距離甚至可達300m，具體距離看產品的設計功率。低功耗藍牙技術的調製與傳統藍牙技術略有不同。這一不同的調製以10mwdb的無線晶元組（低功耗藍牙最大功率）實現最遠300m的連接範圍，也就是說整個家居及樓宇範圍都能覆蓋，實現更加穩健且可靠的連接。

經典藍牙有3個級別的功率，用Class表示，按照藍牙規範的規定，Class並不用來規定距離的，而是標明發射功率。藍牙模塊發射功率參數確定後，實際發射效率與射頻電路、天線效率相關，藍牙模塊的通訊距離與發射功率、接收靈敏度及應用環境密切相關，藍牙工作在2.4G頻段，穿透能力較差，在有遮擋的情況下，應在實際現場測試通訊效果。功率控制的目的是將輻射控制在限制範圍內，而不會幹擾相鄰藍牙設備的正常工作，使用鏈路管理協議來實現主從設備之間的功率控制演算法。

（1）Class 1

Class 1輸出功率為1mW (0dBm)～100mW (20dBm)，支持100m傳輸距離，為達到最大範圍，功率控制是強制。Class 1是用在大功率，遠距離的藍牙產品上，但因成本高和耗電量大，不適合作個人通訊產品之用(手機、藍牙耳機、藍牙Dongle等等)，故多用在遠距離傳輸上。

遠距離傳輸一般很少人會用到，但如果想要遠距離傳輸音頻，遠距離連接音響，更常見是在一些大型會場、舞臺、工業場景，用支持Class 1的藍牙適配器是最好的解決方案。

（2）Class 2

Class 2輸出功率為0.25mW (-6dBm)～2.5mW (4dBm)，功率控制可選，正常情況下1mW(0dBm)支持10m傳輸距離，只要發射功率能超過0dBm就是屬於Class 2的範圍，但是如果超過4dBm的話，那就是Class 1。

現在市面上常見的藍牙設備大多是功耗Class 2，多用於手機內、藍牙耳機、藍牙Dongle 的個人通訊產品上，耗電量和體積較小，同時方便攜帶。

（3）Class 3

Class 3輸出功率為≤ 1mW (0dBm)，支持1m傳輸距離。輸出功率最低，Class 3類設備由於其覆蓋距離非常有限，所以不常見。

六、按照支持的溫度分

（1）商業級

溫度範圍約為0℃~70℃。一般用在普通的民用產品中，在生活中較為常見且價格較低便宜。適用於環境條件(如溫度、EMC和機械應力)處於輕度至中等水平的消費產品應用。如各種消費類的電子產品，智能家電，娛樂設備、移動計算、相機、顯示器、路由器和測試設備等。

（2）工業級

溫度範圍約為-40℃～85℃。一般用在工業環境中，同時也能夠在環境不太好的室外或者有干擾的情況下運行。與商業級產品相比，工業級產品可以承受更極端的環境，適合、預期或要求用於工業用途的類型或質量，例如在運輸、工廠自動化、高衝擊和振動的環境。

（3）汽車級

溫度範圍約為-40℃～125℃。一般用在車載或惡劣環境中，由於汽車在啟動過程中，會產生很高的熱量，因此在高溫方面，會比工業級高一些，在價格上也會比工業級貴一些，其可能會受到高水平的EMI、碰撞、衝擊和振動以及極端溫度的影響。因此該類型產品專為汽車、交通運輸和其它關鍵任務應用而設計，符合行業標準汽車規範。

（4）軍工級

溫度範圍約為-55℃～150℃。一般用在軍方的設備中，因此對其要求也是最嚴格的，主要使用在導彈、飛機、坦克、航母等軍工領域，檔次是最先進的，精密度高，工藝先進同時價格也很昂貴，軍工級一般要比工業級領先數年時間。