蓝牙其实很慢！只有几兆！虽然频率2.4G！蓝牙的工作原理！
蓝牙其实很慢！只有几兆！虽然频率2.4G！蓝牙的工作原理！
蓝牙的传输频率是2.4 GHz，也就是一秒钟之内蓝牙信号可以改变24亿次。然而，蓝牙的最高传输速度只有3MB/S，这与我们最初的设想相差甚远。为什么会有这么大的差距呢？本文将为您详细解析蓝牙的工作原理。
蓝牙的传输频率是2.4 GHz，也就是一秒钟之内蓝牙信号可以改变24亿次。我曾经天真地以为，信号每改变一次可以传输一位的信息，这样来看一秒之内可以传输24亿位信息。1个字节等于8个比特位，则蓝牙的传输速度最快可到300MB/S。然而实际情况是，蓝牙的最高传输速度只有3MB/S。那实际的传输速率和我们设想的差距为什么这么大呢？还有就是蓝牙到底在传输什么？
不管是什么通讯，它传输的都是二进制的0和1，但是每一种通讯的帧格式各不相同。比如说串口通讯，它的一帧信息只传递10位信息！一帧标准的CAN通讯有108位信息；蓝牙通讯有两种，分为经典蓝牙和低功耗蓝牙。一帧经典蓝牙的数据包最多有357个字节，低功耗蓝牙最多有261个字节。
可以看一下他们的协议构成，经典蓝牙的开头是9个字节的访问地址，访问地址可以来区分每一个蓝牙设备，然后是7个字节的标头，标头的作用是确保数据的可靠性和稳定性。再后面是数据位，长度在0-339个字节之间，如果是简单的控制指令，它的数据位的长度很短，可能只有一两个字节，但如果传递的是音频信号，则它的数据位可达上百个字节。最后的两个字节是CRC校验，用于检测这一帧数据正确与否。
再来看低功耗蓝牙，在它的最开始有1个字节的预补码，用于时钟同步和信道估计。接下来是4个字节的访问地址，用于区分不同的蓝牙设备。然后是2-253个字节的数据位，最后是三个字节的CRC校验位。这就是一帧完整的蓝牙信息。
经典蓝牙和低功耗蓝牙的区别如下：
特性 | 低功耗蓝牙 | 经典蓝牙 |
|---|---|---|
信道 | 40个信道，2MHz间隔 | 79个信道，1MHz间隔 |
传输距离 | 10米左右 | 最大可100米 |
传输速度 | 通常不大于2M/S | 最大3M/S |
功耗 | 功耗极低，电池供电可使用数年时间 | 不注重功耗，着重于传输容量 |
应用 | 物联网、智能家居、可穿戴设备 | 蓝牙耳机、数据传输、鼠标键盘 |
如果是有线传输，我们发送什么逻辑，电线中对应的也就是什么电平。但蓝牙是无线传输，那高低电平在空中是如何传输的呢？是不是我们发送一个高电平，在空气中就有一个高电平；发送一个低电平，空气中就会产生一个低电平呢？肯定不是这样的。真正的无线传输肯定不会这么简单。
蓝牙的传输需要专门的蓝牙模块，它的作用是把CPU发出来的低频数字信号，转化为高频的载波信号。
很多个高频载波信号才能表示一个0或者1，所以说即使是蓝牙的频率是2.4Ghz，但蓝牙的数据传输速率最快也才3MB/S。如此看来，蓝牙至少得需要2种频率才能传递数据。2.4GHz只是一个大概频率。
蓝牙利用的是高斯频移键控技术，低功耗蓝牙的GFSK的偏移量一般为±185KHz，首先确定一个中心频率，比如中心频率为2.402GHz，逻辑1是在中心频率的基础上加185KHz，逻辑0是在这个基础上减去185KHz。
一般同一个空间内有很多个蓝牙设备，他们采用的都是这个频率，那它们传递蓝牙数据岂不就乱了吗？不会的！蓝牙技术采用了多信道通讯，比如低功耗蓝牙有40个信道。信道范围从2.402GHz到2.480GHz，每个信道的间隔是2MHz，这样就划分了40个不同的信道。比如在2.402GHz信道内通讯，则它实际传输的就是我们刚才通过GFSK计算的频率。如果是经典蓝牙，它的信道数量是79个，其范围也是从2.402GHz-2.480GHz，但是每一个信道的带宽只有1MHz。
当蓝牙进行通讯时，会频繁的在不同的信道之间进行通讯，一秒之内可达上百次跳频。这样就能避免其它蓝牙设备的干扰，使蓝牙通讯更加稳定。
最后再来解释一下，蓝牙的数据传输速率最高为3MB/S，说的是数据在CPU和蓝牙模块之间的传输速率；而蓝牙的频率位2.4GHz，说的是蓝牙信号在空气中的载波频率为2.4GHz。
这就是我对蓝牙技术的一些简单理解，希望对你理解有帮助！