從藍牙的發展歷史中，弄清藍牙mesh的前世今生？思考靈魂三問：從哪來，到哪去，它要幹什麽。為接下來學習藍牙mesh做準備。
為什麽命名藍牙呢？這要源於壹個小故事，十世紀的丹麥有壹位國王叫Harald Blatand，此人口齒伶俐、善於交際。他將挪威、瑞典和丹麥統壹了起來。由於他喜歡吃藍莓，牙齦常常是藍色的，因此有藍牙國王之稱。設計人員在確定名稱時覺得“藍牙”這個名字極具表現力，而且Blatand國王的個性很符合這項技術的特征，因此使用了“藍牙”這個名稱。藍牙標誌設計取自 Harald Bluetooth 名字中的“H”和“B”藍牙標誌的來歷個字母，用古北歐字母來表示，將這兩者結合起來，就成為了藍牙的logo。
野蠻生長階段
藍牙的核心是短距離無線電通訊，它的基礎來自於跳頻擴頻（FHSS）技術，由好萊塢女演員 Hedy Lamarr 和鋼琴家 George Antheil 在 1942 年 8 月申請的專利上提出。他們從鋼琴的按鍵數量上得到啟發，通過使用 88 種不同載波頻率的無線電控制魚雷，由於傳輸頻率是不斷跳變的，因此具有壹定的保密能力和抗幹擾能力。
起初該項技術並沒有引起美國軍方的重視，直到 20 世紀 80 年代才被軍方用於戰場上的無線通訊系統，跳頻擴頻（FHSS）技術後來在解決包括藍牙、WiFi、3G 移動通訊系統在無線數據收發問題上發揮著關鍵作用。
20 世紀 80至 90 年代，正值通訊技術爆發的時代，當時多家科技巨頭都在研究壹種能夠將不同設備無線連接在壹起的短距離無線通訊技術。
1994 年，JaapHaartsen 完成了該項技術最核心的基帶部分， Sven Mattissson 則完成了無線射頻部分，加上鏈接管理（LMP)，這3部分構成了該項技術的核心協議層。這就是最早期的藍牙技術，只是這個時候還不叫藍牙。
經過漫長的野蠻生長，各種標準層出不窮，所謂分久必合合久必分。
為了方便，不可能每家都用自己的標準，就像充電數據線，市面上兩種充電數據線，蘋果和安卓，即便如此，也讓人感覺頭疼。試下壹下，如果壹個手機廠商，使用壹種充電線，將會是壹種什麽樣的場景。藍牙mesh的標準，誕生也與藍牙的誕生方式如出壹轍。2017年以前，在國內外也是各種自家的藍牙mesh標準，直到Sig發布正式版才得以統壹。
愛立信在 1994 年創制的方案，該方案旨在研究移動電話和其他配件間進行低功耗、低成本無線通信連接的方法。發明者希望為設備間的無線通訊創造壹組統壹規則（標準化協議），以解決用戶間互不兼容的移動電子設備的通信問題，用於替代 RS-232 串口通訊標準。
1996 年12 月，Ericsson，Nokia，Intel，Toshiba 和 IBM決定成立壹個特定興趣小組(SpecialInterestGroup)來統壹和維護該項無線通訊技術標準，以便使其能夠成為未來的無線通信標準。經過討論，Intel 負責半導體芯片和傳輸軟件的開發，愛立信負責無線射頻和移動電話軟件的開發，IBM和東芝負責筆記本電腦接口規格的開發。
1998 年 5 月 20 日，愛立信聯合 IBM、英特爾、諾基亞及東芝 5 家著名廠商成立 “特別興趣小組”（Special Interest Group，SIG） ，即藍牙技術聯盟的前身，目標是開發壹個成本低、效益高、可以在短距離範圍內隨意無線連接的藍牙技術標準。當年藍牙推出 0.7 規格，支持 Baseband 與 LMP（Link Manager Protocol）通訊協定兩部分。
1999 年先後推出 0.8 版、0.9 版、1.0 Draft 版。完成了 SDP（Service Discovery Protocol）協定和 TCS（Telephony Control Specification）協定。
1999 年 7 月 26 日正式公布 1.0A 版，確定使用 2.4GHz 頻段。和當時流行的紅外線技術相比，藍牙有著更高的傳輸速度，而且不需要像紅外線那樣進行接口對接口的連接，所有藍牙設備基本上只要在有效通訊範圍內使用，就可以進行隨時連接。 任何角度和方向都可以實現數據的交換，就此拉開了藍牙技術突飛猛進的序幕。
1999 年下半年，蘋果、微軟、摩托羅拉、三星、朗訊與藍牙特別小組的五家公司***同發起成立了藍牙技術推廣組織，從而在全球範圍內掀起了壹股“藍牙”熱潮。
到 2000 年 4 月，SIG 的成員數已超過 1500，其成長速度超過任何其他的無線聯盟。截止目前，***有3萬6千多家公司成為特別興趣小組成員。藍牙協議最新的版本也到了5.2，於2020年1月7日發布。暫時還沒有藍牙5.3要發布的消息。
第壹代藍牙：關於短距離通訊早期的探索
1999 年：藍牙 1.0
早期的藍牙 1.0 A 和 1.0B 版存在多個問題，有多家廠商指出他們的產品互不兼容。同時，在兩個設備“鏈接”（Handshaking）的過程中，藍牙硬件的地址（BD_ADDR）會被發送出去，在協議的層面上不能做到匿名，造成泄漏數據的危險。
因此，當 1.0 版本推出以後，藍牙並未立即受到廣泛的應用。除了當時對應藍牙功能的電子設備種類少，藍牙裝置也十分昂貴。
2001 年：藍牙 1.1
藍牙 1.1 版正式列入 IEEE 802.15.1 標準，該標準定義了物理層（PHY）和媒體訪問控制（MAC）規範，用於設備間的無線連接，傳輸率在748~810kb/s。但因為是早期設計，容易受到同頻率之間產品幹擾，影響通訊質量。
2003 年：藍牙 1.2
藍牙 1.2 版同樣是只有 748~810kb/s 的傳輸率，但針對 1.1 版本暴露出的安全性問題，完善了匿名方式，新增屏蔽設備的硬件地址（BD_ADDR）功能，保護用戶免受身份嗅探攻擊和跟蹤，同時向下兼容 1.1 版。此外，還增加了四項新功能：
AFH（Adaptive Frequency Hopping）適應性跳頻技術，減少了藍牙產品與其它無線通訊裝置之間所產生的幹擾問題；
eSCO（Extended Synchronous Connection-Oriented links）延伸同步連結導向信道技術，用於提供 QoS 的音頻傳輸，進壹步滿足高階語音與音頻產品的需求；
Faster Connection 快速連接功能，可以縮短重新搜索與再連接的時間，使連接過程更為穩定快速；
支持 Stereo 音效的傳輸要求，但只能以單工方式工作。
第二代藍牙：發力傳輸速率的 EDR 時
2004 年：藍牙 2.0
藍牙 2.0 是 1.2 版本的改良版，新增的 EDR（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約在1.8M/s ~ 2.1M/s。
藍牙 2.0 支持雙工模式：可以壹邊進行語音通訊，壹邊傳輸文檔/高質素圖片。同時，EDR 技術通過減少工作負載循環來降低功耗，由於帶寬的增加，藍牙 2.0 增加了連接設備的數量。
應用最為廣泛的是藍牙2.0 + EDR標準，該標準在2004年已經推出，支持藍牙2.0 + EDR 標準的產品也於2006年大量出現。雖藍牙2.0 + EDR標準在技術上作了大量的改進，但從1.X標準延續下來的配置流程復雜和設備功耗較大的問題依然存在。
藍牙2.0可以算得上是生不逢時：雖然藍牙2.0已經出現，但大部分的手機內還是集成的藍牙2.0以下的發射端，導致了兼容性出現問題，所以，也就沒有大規模的普及；另外，這也是藍牙給大家留下不容易匹配的原因。
2007 年：藍牙 2.1
藍牙 2.1 新增了 Sniff Subrating 省電功能，將設備間相互確認的訊號發送時間間隔從舊版的 0.1 秒延長到 0.5 秒左右，從而讓藍牙芯片的工作負載大幅降低。另外，新增 SSP 簡易安全配對功能，改善了藍牙設備的配對體驗，同時提升了使用和安全強度。支持 NFC 近場通信，只要將兩個內置有 NFC 芯片的藍牙設備相互靠近，配對密碼將通過 NFC 進行傳輸，無需手動輸入。
2007年8月2日，藍牙技術聯盟正式批準了藍牙2.1版規範，即“藍牙2.1+EDR”，可供未來的設備自由使用。目前這個版本仍然占據藍牙市場較大份額，相對2.0版本主要是提高了待機時間2倍以上，技術標準沒有根本性變化。
市面上很多藍牙音箱，大街小巷裏面手機支付後的語音播報，就是使用的這個版本標準。通常稱作音頻藍牙，在安卓中支持SSP簡單安全配對，在iOS端則需要使用MFI認證。
第三代藍牙：High Speed，傳輸速率高達 24Mbps
2009 年：藍牙 3.0
2009年4月21日藍牙技術聯盟正式頒布藍牙核心規範3.0版。藍牙 3.0 新增了可選技術 High Speed，High Speed 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，是藍牙 2.0 的 8 倍，輕松實現錄像機至高清電視、PC 至 PMP、UMPC 至打印機之間的資料傳輸（需要雙方都達到此標準才能實現功能）。
藍牙 3.0 的核心是 AMP（Generic Alternate MAC/PHY），這是壹種全新的交替射頻技術，允許藍牙協議棧針對任壹任務動態地選擇正確射頻。
功耗方面，藍牙 3.0 引入了 EPC 增強電源控制技術，再輔以 802.11，實際空閑功耗明顯降低。
第四代藍牙：主推” Low Energy”低功耗
2010 年：藍牙 4.0
藍牙4.0規範於2010年7月7日正式發布，新版本的最大意義在於低功耗，同時加強不同廠商之間的設備兼容性，並且降低延遲，理論最高傳輸速度依然為24Mbps(即3MB/s)，有效覆蓋範圍擴大到100米(之前的版本為10米)。擁有更快的響應速度，最短可在 3 毫秒內完成連接設置並開始傳輸數據。更安全的技術，使用 AES-128 CCM 加密算法進行數據包加密和認證。
藍牙 4.0 是迄今為止第壹個藍牙綜合協議規範，將三種規格集成在壹起。其中最重要的變化就是 BLE（Bluetooth Low Energy）低功耗功能，提出了低功耗藍牙、傳統藍牙和高速藍牙三種模式：
BLE 前身是 NOKIA 開發的 Wibree 技術，本是作為壹項專為移動設備開發的極低功耗的移動無線通信技術，在被 SIG 接納並規範化之後重命名為 Bluetooth Low Energy（後簡稱低功耗藍牙）。這三種協議規範還能夠互相組合搭配、從而實現更廣泛的應用模式。
藍牙 4.0 的芯片模式分為 單模（Single mode） 與雙模（ Dual mode）。Single mode 只能與藍牙 4.0 互相傳輸無法向下與 3.0/2.1/2.0 版本兼容；Dual mode 可以向下兼容 3.0/2.1/2.0 版本。前者應用於使用紐扣電池的傳感器設備，例如對功耗要求較高的心率檢測器和溫度計；後者應用於傳統藍牙設備，同時兼顧低功耗的需求。
2013 年：藍牙 4.1
藍牙4.1於2013年12月6日發布，與LTE無線電信號之間如果同時傳輸數據，那麽藍牙4.1可以自動協調兩者的傳輸信息，理論上可以減少其它信號對藍牙4.1的幹擾。改進是提升了連接速度並且更加智能化，比如減少了設備之間重新連接的時間，意味著用戶如果走出了藍牙4.1的信號範圍並且斷開連接的時間不算很長，當用戶再次回到信號範圍中之後設備將自動連接，反應時間要比藍牙4.0更短。最後壹個改進之處是提高傳輸效率，如果用戶連接的設備非常多，比如連接了多部可穿戴設備，彼此之間的信息都能即時發送到接接收設備上。
藍牙 4.1 在傳輸速度和傳輸範圍上變化很小，但在軟件方面有著明顯的改進。此次更新目的是為了讓 Bluetooth Smart 技術最終成為物聯網（Internet of Things）發展的核心動力。
允許開發人員和制造商「自定義」藍牙 4.1 設備的重新連接間隔，為開發人員提供了更高的靈活性和掌控度。
支持「雲同步」。藍牙 4.1 加入了專用的 IPv6 通道，藍牙 4.1 設備只需要連接到可以聯網的設備（如手機），就可以通過 IPv6 與雲端的數據進行同步，滿足物聯網的應用需求。
支持「擴展設備」與「中心設備」角色互換。支持藍牙 4.1 標準的耳機、手表、鍵鼠，可以不用通過 PC、平板、手機等數據樞紐，實現自主收發數據。例如智能手表和計步器可以繞過智能手機，直接實現對話。
2014 年：藍牙 4.2
2014年12月4日，最新的藍牙4.2標準頒布。藍牙4.2標準的公布，不僅改善了數據傳輸速度和隱私保護程度，還接入了該設備將可直接通過IPv6和6LoWPAN接入互聯網。
首先是速度方面變得更加快速。盡管藍牙4.1版本已在之前的基礎上提升了不少，但遠遠不能滿足用戶的需求，同Wi-Fi相比，顯得優勢不足。而藍牙4.2標準通過藍牙智能(Bluetooth Smart) 數據包的容量（MTU Size）提高，其可容納的數據量相當於此前的10倍左右，兩部藍牙設備之間的數據傳輸速度提高了2.5倍。
其次，隱私保護程度地加強也獲得眾多用戶的好評。我們知道，藍牙4.1以及其之前的版本在隱私安全上存在壹定的隱患——連接壹次之後便無需再確認便自動連接，容易造成隱私泄露。而在藍牙4.2新的標準下，藍牙信號想要連接或者追蹤用戶設備必須經過用戶許可，否則藍牙信號將無法連接和追蹤用戶設備。
當然，最令人期待的還是新版本通過IPv6和6LoWPAN接入互聯網的功能。早在藍牙4.1版本時，藍牙技術聯盟便已經開始嘗試接入，但由於之前版本傳輸率的限制以及網絡芯片的不兼容性，並未完全實現這壹功能。而據藍牙技術聯盟稱，藍牙4.2新標準已可直接通過IPv6和6LoWPAN接入互聯網。相信在此基礎上，壹旦可IPv6和6LoWPAN廣泛運用，此功能將會吸引更多的關註。
另外不得不提的是，對較老的藍牙適配器來說，藍牙4.2的部分功能將可通過軟件升級的方式獲得，但並非所有功能都可獲取。藍牙技術聯盟稱：“隱私功能或可通過固件升級的方式獲得，但要視制造商的安裝啟用而定。速度提升和數據包擴大的功能則將要求硬件升級才能做到。”
而到目前為止，藍牙4.0仍是消費者設備最常用的標準，不過Android Lollipop等移動平臺已經開始添加對藍牙4.1標準和藍牙4.2標準的原生支持。
第五代藍牙：開啟「物聯網」時代大門
2016 年：藍牙 5.0
美國時間2016年6月16日，藍牙技術聯盟(SIG)在華盛頓正式發布了第五代藍牙技術(簡稱藍牙5.0)。藍牙5.0 在低功耗模式下具備更快更遠的傳輸能力，傳輸速率是藍牙4.2 的兩倍（速度上限為 2Mbps），有效傳輸距離是藍牙4.2 的四倍（理論上可達 300 米），數據包容量是藍牙4.2 的八倍。
支持室內定位導航功能，結合 WiFi 可以實現精度小於 1 米的室內定位。
另外，藍牙5.0還允許無需配對接受信標的數據，比如廣告、Beacon、位置信息等。同時藍牙5.0標準還針對IoT物聯網進行底層優化，更快更省電，力求以更低的功耗和更高的性能為智能家居服務。
2019年，SIG推出了藍牙5.1.新增尋向功能，將藍牙定位的精準度提升到厘米級，功耗更低、傳輸更快、距離更遠、定位更精準。
2020年1月，藍牙技術聯盟在拉斯維加斯舉辦的CES2020上發布了其新壹代藍牙音頻技術標準——低功耗音頻LE Audio。該方案伴隨著TWS耳機的爆發而被受關註。因此，有業內人士認為，LE Audio藍牙標準將再次對終端應用產生重大影響。
Mesh 網狀網絡：實現物聯網的關鍵”鑰匙“
藍牙技術聯盟於2017年7月19日正式宣布，藍牙(Bluetooth@)技術開始全面支持Mesh網狀網絡。Mesh 網狀網絡是壹項獨立研發的網絡技術，它能夠將藍牙設備作為信號中繼站，將數據覆蓋到非常大的物理區域，兼容藍牙 4 和 5 系列的協議。
傳統的藍牙連接是通過壹臺設備到另壹臺設備的「配對」實現的，建立「壹對壹」或「壹對多」的微型網絡關系。
而 Mesh 網絡能夠使設備實現「多對多」的關系。Mesh 網絡中每個設備節點都能發送和接收信息，只要有壹個設備連上網關，信息就能夠在節點之間被中繼，從而讓消息傳輸至比無線電波正常傳輸距離更遠的位置。
這樣，Mesh 網絡就可以分布在制造工廠、辦公樓、購物中心、商業園區以及更廣的場景中，為照明設備、工業自動化設備、安防攝像機、煙霧探測器和環境傳感器提供更穩定的控制方案。
物聯網：未來藍牙技術的新主場
自 1998 年來，藍牙協議已經進行了多次更新，從音頻傳輸、圖文傳輸、視頻傳輸，再到以低功耗為主打的物聯網數據傳輸。壹方面維持著藍牙設備向下兼容性，另壹方面藍牙也正應用於越來越多的物聯網設備。
隨著 Low Energy 版藍牙在功耗和傳輸效率上的不斷提升，Classic 版本（經典藍牙，又或音頻藍牙）自 3.0 後就更新不大。可以預見，未來藍牙的主要發力點將集中在物聯網，而不僅僅局限於移動設備，而 Mesh 網狀網絡的加入，使得藍牙自成 IoT 體系成為可能。
據 SIG 的市場報告預估，到 2018 年底，全球藍牙設備出貨量將多達 40 億，其中：手機、平板和 PC 今年出貨量可達 20 億，音頻和娛樂設備出貨量可達 12 億，全球 86% 出廠的汽車將具備藍牙功能，智能家居藍牙設備出貨量可達 6.5 億，智能建築、智慧城市、智慧工業等均將成為未來潛力賽道。
隨著藍牙 5 技術的出現和藍牙 mesh 技術的成熟，大大降低了設備之間的長距離、多設備通訊門檻，為未來的 IoT 帶來了更大的想象空間。這項 20 年前問世的技術，未來還會煥發出蓬勃的生命力。
無線通信技術是當今網絡通信的基礎，按照距離，可以分為近距離無線通信和遠距離無線通信。近距離無線通信包括WIFI、藍牙、ZigBee、Z—Wave、NFC、UWB等。遠距離無線通信包括LoRa、NB-IoT等。
相比於其他無線技術：紅外、無線2.4G、WiFi來說，藍牙具有加密措施完善，傳輸過程穩定以及兼容設備豐富等諸多優點。尤其是在授權門檻逐漸降低的今天，藍牙技術開始真正普及到所有的數碼設備。不過，藍牙這壹路走來也並非完美，從1.0到5.0是壹個不平凡的過程。
參考資料：