蓝牙和射频技术的关系是什么？蓝牙是射频技术吗？

提到蓝牙大家的比较熟悉，但射频技术很多都没有明白什么意思？现简单介绍下他们的关系，让想了解射频技术的朋友更清楚。

1.定义：

射频（RF）是Radio Frequency的缩写，表示可以辐射到空间的电磁频率，频率范围从300kHz～300GHz之间。射频就是射频电流，简称RF，它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流，大于10000次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流。

2. 蓝牙是射频技术吗？

蓝牙是无线射频技术，蓝牙应用频段是2.4GHz。

蓝牙在共享一个公共信道的所有蓝牙单元形成一个微网，在微网中，同一信道的各单元的时钟和跳频均保持同步；射频技术基于此协议的网络是对等网，网上的每一个设备都是相对独立的，任何一个设备离开网络都不会影响到网络上其他设备的正常工作。

蓝牙是一种无线技术标准，可实现短距离数据交换（使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波）。

3. 蓝牙射频技术是什么

蓝牙设备工作于ISM频段，通常是在2.402GHz至2.48GHz之间的79个信道上运行。它使用称为0.5BT高斯频移键控(GFSK)的数字频率调制技术实现彼此间的通信。也就是说把载波上移157kHz代表“1”，下移157kHz代表“0”，速率为100万符号(或比特)/秒，然后用“0.5”将数据滤波器的-3dB带宽设定在500kHz，这样可以限制射频占用的频谱。

两个设备间通过时分复用(TDD)方式通信，发送器和接收器在相隔时段中交替传送，即一个挨着另一个传送，此外还采用了一种极快的跳频方案(1,600跳/秒)，以便在拥挤波段中提高链路可靠性。美国联邦通信委员会预计波段利用率将不断增加，因此可靠性是最基本的要求。

在上图所示的蓝牙结构中，接收器仅采用一次下转换，这类设计使用一振荡器，输出经过N次倍频，并在接收器和发送器间切换。FSK允许直接VCO调制，基带数据通过一个固定时间延迟且无过冲高斯滤波器，而脉冲整形仅用于发送器中，锁相环(PLL)可用采样-保持电路或相位调制器解除基带内的相位调制。通常中频相当高，以限制滤波器元件的物理尺寸，使中频远离LO频率，确保足够的镜像抑制。

射频技术比较广，蓝牙射频技术只是其中。现在，科技越来越快的发展，蓝牙技术也会继续拓展！

方案介绍

E104-BT01 CC2541蓝牙SoC射频模块

产品特点：

①支持Beacon与iBeacon广播，广播内容可动态配置，实现用户个性化广播需求；支持广播嗅探模式，广播信息同步打印实现“广播抓包”功能。

②支持模块间MAC地址绑定；解决多从机环境下的定向连接功能；

③具备UART唤醒功能，适用于低功耗应用MCU唤醒功能；

④支持参数空中配置，实现APP用户远程数据参数；实现APP无线开关控制

性能参数

行业分类 : 智能家居

开发平台 : TI 德州仪器

交付形式 : PCBA

性能参数 : 工作频段：2379~2496 MHz；发射功率：0 dBm；接收灵敏度：-94 dBm；空中速率：250k~2Mbps；实测距离：50米；尺寸大小：14 * 22.3 mm

应用场景 : 工业制造、智能家庭、农场运营、酒店管理

E104-BT54S BLUENRG355MC 蓝牙5.1 SOC模块

功能特点：

①双天线可选，易集成，方便进行二次开发；板载PCB天线，使用自带的PCB天线，小体积，更易集成，满足大部分使用需求。配备IPE天线接口，使用外接天线，可有效提升传输距离，适合远距离传输需求。

②更远的通讯距离，发射功率可达8dbm,通信距离可达300m。

③低功耗特性：支持深度睡眠电池续航更持久。

④支持全球免许可ISM2.4GHz频段

性能参数

行业分类 : 智能家居

开发平台 : TI 德州仪器

交付形式 : PCBA

性能参数 : 参考距离（板载 PCB 天线），150m；参考距离（IPEX 接口），300m（TX2400-JK-11 胶棒天线/天线增益 2.5dBi）；外形尺寸：28*16mm*2.7mm；射频接口IPEX，板载 PCB 天线，等效阻抗约 50Ω

应用场景 : 工业制造、智能家庭、农场运营、酒店管理

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不了解无线协议的话 很可能买到“不能用”的智能家居产品

一般在买电子产品时，我们都会重点考虑硬件和软件。比如买手机时考虑硬件性能、做工和操作系统体验（软件）。对于智能家居产品来说，我们还需要考虑第三个因素——通信协议。不同智能家居产品会支持不同通信协议，通信协议的不同会影响我们使用这些产品的方式和体验效果。

举个最简单的例子，在断网情况下，我们就无法控制基于Wi-Fi协议的智能家居产品了。除了大家都很熟悉的Wi-Fi，还有很多其它连接协议，各自有着自己的特点。

■国内智能家居在用什么协议？

虽然物联网领域的无线通信协议众多，但现在被应用在智能家居领域的也就那么多种。大家现在在国内可以买到的智能家居产品仅有Wi-Fi、ZigBee、蓝牙、低功耗蓝牙、蓝牙Mesh、RF 433和Z-Wave这种，其中前5种应用最广泛。

小米的米家是国内ZigBee产品最多的品牌；阿里巴巴的天猫精灵系列则主推蓝牙Mesh；华为的HiLink是以什么都支持为目标，兼容ZigBee、Wi-Fi和蓝牙多种协议。

看完市场概览后，我们再来看一看每一种协议具体都有什么优缺点，都适合什么样的设备。

■蓝牙

在智能家居和物联网的概念火起来之前，蓝牙就已经是电子产品最不可缺少的功能。开启蓝牙后我们能让两个产品进行持续的数据传输，比如手机之间蓝牙传文件、蓝牙无线耳机听歌和使用蓝牙键鼠等。

这种持续性能够满足以上的使用情景，但代价是较高的功耗。再加上蓝牙的有效传输距离非常近，不支持大量设备同时连接，所以许多“新”协议就在智能家居领域蹦了出来。

目前市面上使用蓝牙的智能家居产品包括智能门锁、智能音箱、温湿度计等。

■低功耗蓝牙

低功耗蓝牙是普通蓝牙的进阶版，功耗变低、传输距离增强，与设备的配对连接时长大幅减小。

低功耗和普通蓝牙的工作频段（2.4GHz ISM）一样，不过不会在开启后一直工作，而是只在需要传输数据时工作，不需要时处于低功耗休眠状态。低功耗蓝牙开启后和设备建立连接只有几毫秒的延迟，而普通蓝牙则有100毫秒左右。这种“即起即停”的特性让低功耗蓝牙可以在休眠的情况下也不影响使用。

支持低功耗蓝牙的智能打印机

但由于需要休眠，低功耗蓝牙不适合长时间传输，只适合短时传输，所以它很适合诸如语音唤醒等只需要短时间使用的功能。目前市面上使用低功耗蓝牙的智能家居产品包括智能闹钟、语音控制器和智能抽屉开关等。

■蓝牙Mesh

为了在物联网时代获得更好的连接性能，赶上竞争对手的步伐（比如ZigBee），蓝牙Mesh在2017年问世。

蓝牙Mesh和此前的蓝牙最大不同就是支持Mesh组网。和Mesh路由器原理类似，通过多个设备的网状分布让很大范围内的所有设备都能享受到高质量的连接。

只要版本在4.0或以上，而且设备的配套硬件性能足够，任何普通蓝牙设备都能通过OTA升级的形式支持蓝牙Mesh。

和ZigBee、Z-Wave等竞争对手比，蓝牙Mesh最大的优势是用户不用买网关。 因为包括手机在内的几乎大量智能设备都有蓝牙，相比之下没有一部主流手机有ZigBee功能。

■ZigBee

在蓝牙Mesh亮相13年前，另一种Mesh网络协议ZigBee就已经存在了。ZigBee和蓝牙采用了同样的2.4GHz频段，都是用于短距离的少量数据传输，功耗也很低。由于竞争对手很少，ZigBee在智能家居兴起的早期就被许多产品所采用。导致它成为了目前智能家居领域使用最广泛的协议之一。

和同类低功耗协议一样，ZigBee主要被应用于使用电池的设备上，比如家电控制开关、人体传感器和温湿度传感器等。

■Z-Wave

在蓝牙Mesh诞生之前，ZigBee的主要竞争对手是Z-Wave。Z-Wave也是一种Mesh组网中近距离低数据量传输协议，具备了低功耗的特性。Z-Wave的频段比较特殊，使用了908.42MHz或868.42MHz这两个频段。

虽然蓝牙Mesh和ZigBee使用的2.4GHz频段十分拥挤，干扰问题比较多。但之所以2.4GHz频段拥挤，是因为世界各地都允许民用产品使用这个频段。Z-Wave的频段就那么通用，在很多国家都会受限制。

再加上Z-Wave模块成本高于ZigBee、Z-Wave联盟的协议标准更加严格，所以Z-Wave在智能家居产品中没有ZigBee常见，尤其是国内。主流品牌的智能家居产品中几乎没有使用Z-Wave的，Z-Wave只存在于一些小品牌产品上。

■RF433

RF433是一种采用433MHz频段的射频协议，穿透力比较强，成本很低，但安全性很低。目前在国内智能家居产品中有少量应用，比如智能门铃等。

■6LoWPAN

6LoWPAN是一个基于IPv6的新兴无线协议，诞生的初衷是让所有设备都能够接入物联网，即使这些设备的性能和续航很差。所以6LoWPAN对于设备续航和性能的要求很低。走了一个廉价、便捷、门槛低的路线。不过6LoWPAN协议在目前还没有火起来，在蓝牙Mesh和ZigBee这种大“品牌”的围攻下也越来越难了。

■先选品牌，再考虑协议

虽然不同协议有不同的优势，但大家在选择产品时还是不能只考虑协议，要首先考虑品牌。 因为通过智能手机APP控制智能家居已经成为了大家的使用习惯，在可以预见的将来，是不会有品牌会让其它家的APP控制自己产品的。所以保证选择同一品牌会给你省去很多麻烦。锁定完了品牌，再根据协议来选择你要购买该品牌的哪些产品，这样就能最大化的优化我们的使用体验。

本文编辑：张哲

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