详解蓝牙模块的分类

　　摘要：蓝牙模块，是一种集成蓝牙功能的PCBA板，用于短距离无线通讯，蓝牙模块将芯片和外围硬件电路集成到一个PCB上，开发出所需的内置程序实现蓝牙功能的设备。可以通过相关接口和MCU控制设备进行数据传输、可实现蓝牙标准通信和组网。本文从蓝牙模块的不同的分类方式上去梳理蓝牙模块的类型，尽量的从分类方式的角度去了解蓝牙模块所具备一些特性和功能。一、按照协议类型分
　　（1）经典蓝牙模块
　　经典蓝牙模块（BT）泛指支持蓝牙协议4。0以下的模块，可以细分为：传统蓝牙模块和高速蓝牙模块。
　　传统蓝牙模块：蓝牙诞生之初，使用的是BR基本速率技术，此时蓝牙的理论传输速率，只能达到721。2Kbps，在2004年推出支持蓝牙2。0协议的模块，在智能手机时代爆发，新增EDR蓝牙增强速率（EnhancedDataRate）技术，通过提高多任务处理和多种蓝牙设备同时运行的能力，使得蓝牙设备的传输率可达3Mbps，是蓝牙1。2技术传输速率的三倍。因此除了可获得更稳定的音频流传送和更低的耗电量之外，还可充分利用带宽优势同时连接多个蓝牙设备。
　　高速蓝牙模块：高速蓝牙模块在2009年推出，主要代表是支持蓝牙3。0协议的模块，新增了HighSpeed技术，可以使蓝牙调用802。11WiFi用于实现高速数据传输，传输率高达24Mbps，是传统蓝牙模块的8倍。
　　经典蓝牙模块一般用于连续流式传输音频和数据量比较大的传输，如：语音、音乐、无线耳机、设备间文件传输、打印机、无线音箱等。
　　（2）低功耗蓝牙模块
　　低功耗蓝牙模块（BLE）指支持2010年推出蓝牙协议4。0或更高的模块，最大的特点是成本和功耗的降低。蓝牙低功耗技术采用可变连接时间间隔，这个间隔根据具体应用可以设置为几毫秒到几秒不等。BLE技术采用非常快速的连接方式，因此可以处于非连接状态（节省能源），此时链路两端只有在必要时才开启链路，然后在尽可能短的时间内关闭链路。
　　低功耗蓝牙应用于实时性要求比较高，但是低速率，低功耗的场景，如鼠标键盘、心率检测器和温度计等传感器设备、智能家居、智能穿戴这类不需要大数据量交互的场景中，非常适合物联网应用。
　　综上所述，经典蓝牙并不是BLE的过时版本，经典蓝牙和低功耗蓝牙共存并用于不同的应用，这完全取决于每个人的不同需求。二、按照对协议的支持分
　　按照对蓝牙协议栈支持的数量可以分为单模模块和双模模块。单模和双模的概念是在BLE蓝牙出现之后才有的，我们应该根据成本、应用程序和功能选择需要的模块。
　　（1）单模模块
　　单模模块就是指支持蓝牙某一种协议的模块，仅支持经典蓝牙（BT）协议或者低功耗蓝牙（BLE）协议。
　　（2）双模模块
　　双模式模块是指同时支持经典蓝牙（BT）协议和低功耗蓝牙（BLE）协议的模块，可以运行两套协议堆栈。双模模块有两类：经典蓝牙（仅限数据）BLE和经典蓝牙（数据音频）BLE。因此双模模块具有很好的灵活性和兼容性。
　　蓝牙双模无疑是未来的主流。经典蓝牙功耗较大，4。0以后的蓝牙BLE功耗小，但不支持音频协议及受数据传输速度限制，蓝牙双模则是综合了两者的优缺点，既可以支持音频传输，同样可支持数据传输，功耗低，并且兼容性也是两者之和。三、按照功能分
　　站在蓝牙模块传输内容大小的功能角度来说，可以分为以下几种。
　　（1）数据模块
　　一般使用比较多的是数据模块，也就是低功耗蓝牙，也叫透传蓝牙模块。对于数据量不大，传输近距离，运行和待机功耗有严格要求的设备来说是一个很好的选择，由于功耗方面的优势，4。0蓝牙模块目前已占据移动数据传输大部分份额，并且规模和份额还有望继续成长。
　　（2）音频模块
　　而音频模块就需要非常大码流的数据传输，所以比较适合经典的蓝牙模块。
　　（3）数据和音频复合模块
　　可以同时实现语音、音频、数据的传输，在移动互联，数据音频应用的大趋势下，数据和音频复合的双模模块是一个很好的选择。四、按照芯片设计分
　　这是根据模块中蓝牙芯片使用的存储类型来区分的。
　　（1）ROM版本
　　一般是芯片厂家的ROM版芯片，特点是芯片厂家将标准的应用PROFILES固化在芯片中，一般是固定功能的，用户无法对芯片内程序进行修改。可外接EEPROM，存储空间较小，可用于存放蓝牙地址、设备名称、PIN码等。
　　使用ROM版本芯片做的产品差异化较少，但是开发简单，对于一些常规产品，不需要深度定制化的产品，选用ROM版本芯片可以开发进度，加快产品上市时间。适合大规模的批量生产，价格很低，比较常见的是用于dongle、蓝牙耳机模块、手机模块、鼠标键盘模块等，可以修改配置参数，但基本功能是固定的。大规模民用产品一般选用ROM版模块，如市场上的USB蓝牙适配器，由于大部分协议会运行在PC内部，对芯片处理能力要求很低，因此芯片厂家会推出价格很低的产品。
　　（2）FLASH版本
　　芯片一般内置FLASH，存储空间较大，如果要做一些客户自定义的产品，比如需要增加一些传感器、与外部MCU进行通信，增加蓝牙协议或服务，则需要使用FLASH版本，客户可在FLASH版本芯片的已有工程上添加自己的工程代码，开发自己的固件，做出差异化的产品，相对来说灵活性高一些。
　　FLASH版本的芯片价格高，但用户可以按自已的应用需求进行，由于芯片内置了FLASH存储，其各性能表现出色，同时内置了音频编解码电路，适合各种语音网关等应用。工业蓝牙应用一般应采用FLASH版本的芯片生产的模块，运行速度快，具备高集成度、高可靠性、高性能指标等特点。
　　（3）EXT版本
　　EXT模块采用的芯片没有FLASH存储，需外扩存储器件，用户可以进行应用开发，特点是价格适中，不足是稳定性、功耗等性能差异大，同时大部分EXT芯片没有音频解码电路，如需实现音频传输需外接编解码器件。五、按照功率分
　　针对功率来说，低功耗蓝牙和经典蓝牙又有区别。
　　低功耗蓝牙没有功率的级别，传输距离可超过100m，5。0协议的距离甚至可达300m，具体距离看产品的设计功率。低功耗蓝牙技术的调制与传统蓝牙技术略有不同。这一不同的调制以10mwdb的无线芯片组（低功耗蓝牙最大功率）实现最远300m的连接范围，也就是说整个家居及楼宇范围都能覆盖，实现更加稳健且可靠的连接。
　　经典蓝牙有3个级别的功率，用Class表示，按照蓝牙规范的规定，Class并不用来规定距离的，而是标明发射功率。蓝牙模块发射功率参数确定后，实际发射效率与射频电路、天线效率相关，蓝牙模块的通讯距离与发射功率、接收灵敏度及应用环境密切相关，蓝牙工作在2。4G频段，穿透能力较差，在有遮挡的情况下，应在实际现场测试通讯效果。功率控制的目的是将辐射控制在限制范围内，而不会干扰相邻蓝牙设备的正常工作，使用链路管理协议来实现主从设备之间的功率控制算法。
　　（1）Class1
　　Class1输出功率为1mW（0dBm）100mW（20dBm），支持100m传输距离，为达到最大范围，功率控制是强制。Class1是用在大功率，远距离的蓝牙产品上，但因成本高和耗电量大，不适合作个人通讯产品之用（手机、蓝牙耳机、蓝牙Dongle等等），故多用在远距离传输上。
　　远距离传输一般很少人会用到，但如果想要远距离传输音频，远距离连接音响，更常见是在一些大型会场、舞台、工业场景，用支持Class1的蓝牙适配器是最好的解决方案。
　　（2）Class2
　　Class2输出功率为0。25mW（6dBm）2。5mW（4dBm），功率控制可选，正常情况下1mW（0dBm）支持10m传输距离，只要发射功率能超过0dBm就是属于Class2的范围，但是如果超过4dBm的话，那就是Class1。
　　现在市面上常见的蓝牙设备大多是功耗Class2，多用于手机内、蓝牙耳机、蓝牙Dongle的个人通讯产品上，耗电量和体积较小，同时方便携带。
　　（3）Class3
　　Class3输出功率为1mW（0dBm），支持1m传输距离。输出功率最低，Class3类设备由于其覆盖距离非常有限，所以不常见。六、按照支持的温度分
　　（1）商业级
　　温度范围约为070。一般用在普通的民用产品中，在生活中较为常见且价格较低便宜。适用于环境条件（如温度、EMC和机械应力）处于轻度至中等水平的消费产品应用。如各种消费类的电子产品，智能家电，娱乐设备、移动计算、相机、显示器、路由器和测试设备等。
　　（2）工业级
　　温度范围约为4085。一般用在工业环境中，同时也能够在环境不太好的室外或者有干扰的情况下运行。与商业级产品相比，工业级产品可以承受更极端的环境，适合、预期或要求用于工业用途的类型或质量，例如在运输、工厂自动化、高冲击和振动的环境。
　　（3）汽车级
　　温度范围约为40125。一般用在车载或恶劣环境中，由于汽车在启动过程中，会产生很高的热量，因此在高温方面，会比工业级高一些，在价格上也会比工业级贵一些，其可能会受到高水平的EMI、碰撞、冲击和振动以及极端温度的影响。因此该类型产品专为汽车、交通运输和其它关键任务应用而设计，符合行业标准汽车规范。
　　（4）军工级
　　温度范围约为55150。一般用在军方的设备中，因此对其要求也是最严格的，主要使用在导弹、飞机、坦克、航母等军工领域，档次是最先进的，精密度高，工艺先进同时价格也很昂贵，军工级一般要比工业级领先数年时间。总结
　　通过上述对蓝牙模块的不同分类方式的梳理，不仅可以了解到一些蓝牙的基础知识，也可以从不同分类方式的角度在蓝牙模块的选型上提供一些思路。最后整篇文章浓缩为下面一张蓝牙模块分类的思维导图。
　　更多技术内容和书籍资料获取敬请关注微信公众号明解嵌入式