根據藍牙技術聯盟(Bluetooth SIG)發布的《2025藍牙市場更新》報告,2025年全球藍牙設備出貨量與上一年相比將增長12%,突破54億臺,達到一個新的里程碑;未來五年,藍牙設備的出貨量預計將以8%的復合年增長率持續攀升,到2029年達到近80億臺。毋庸質疑,藍牙技術已經成為物聯網時代應用極為廣泛的無線互連基礎設施,滲透到我們生活的方方面面。
藍牙技術發展之路
相較于其他無線技術,藍牙能夠獲得今天這樣的“江湖地位”不是偶然的。回顧其發展歷程,從上個世紀90年代面世到2024年發布藍牙6.0核心規范,藍牙技術一直在緊隨市場的發展,不斷迭代和進化,極具“進取心”。
藍牙1.0時代
盡管初代的藍牙技術傳輸速率不足1Mbps,但其確立了藍牙“短距離基礎音頻和數據傳輸”的角色定位,通過市場試水,找到了自身的立足點。
藍牙2.0時代
2004年發布的藍牙2.0將傳輸速率提升至3Mbps,并引入了ESR技術,提升了多任務處理和多設備運行的能力,穩固了其在無線鍵盤、鼠標等PC外設,以及立體聲耳機應用中的市場地位。
藍牙3.0時代
其結合Wi-Fi技術,將藍牙的理論傳輸速度提高至24Mbps,以滿足高速數據傳輸、多媒體共享等應用所需。這可以看做是藍牙“不安于現狀”、向新疆界拓展的一次嘗試。你會發現,藍牙這種“勇于破圈”的基因,貫穿著其整個發展歷程。
藍牙4.0時代
這是藍牙發展歷史上一個重要的里程碑,因為在這個新版本規范中,引入了BLE(Bluetooth Low Energy)藍牙低功耗技術,正好契合了2010年代快速崛起的物聯網設備對于低功耗數據傳輸的需求。隨著后續4.1和4.2版本中對于傳輸速率和連接性能的優化,終令藍牙技術成為海量低功耗物聯設備的標配,盡享物聯網發展的“紅利”。
藍牙5.0時代
藍牙5.0全方位提升了上一代藍牙標準性能——與4.2規范相比,其傳輸速率提升一倍(可達2Mbps),有效傳輸距離可增加至4倍(理論上達300米),數據包容量也提升至8倍。同時,5.x時代的藍牙還在通過不斷引入新功能,以支撐更多創新的應用,比如:藍牙5.1中新增尋向功能(AoA/AoD),5.2中添加了多設備同步音頻的增強版LE Audio,5.4中強化了對更復雜的Mesh網絡的支持等。
藍牙6.0時代
去年發布的藍牙6.0核心規范,被認為是藍牙技術邁向“IoT 2.0”的標志。藍牙6.0是首個基于全新底層協議架構的版本,從其身上可以發現很多“顛覆性”的亮點。
混合通信模式:藍牙6.0整合了經典藍牙、低功耗藍牙(BLE)和新增的超高速模式(UHS),單設備可同時支持語音、低功耗和高速數據傳輸多種場景。
大幅提升頻譜效率:采用OFDM技術,理論傳輸速率可達50Mbps,為支持4K無線音頻流或AR/VR設備高清數據傳輸奠定了基礎。
AI驅動高效連接:內嵌機器學習模塊,可動態優化信道選擇和干擾規避,提升復雜環境下的穩定連接。
藍牙信道探測功能:這也是藍牙6.0中頗為吸睛的一個新功能,它可以讓未來的藍牙技術實現厘米級的測距精度,獲得更強的空間感知能力,進而在新興的室內定位、物品追蹤等應用中,具備與其他無線技術“掰腕子”的實力。
全新的藍牙信道探測
如上文所述,在藍牙6.0核心規范諸多升級特性中,特別令開發者興奮的,莫過于“藍牙信道探測(Bluetooth Channel Sounding)功能。究其原因,這主要是因為大家已經能夠感受到相關市場的快速崛起——根據ABI Research的預測,從2024年到2029年,用于藍牙定位服務的設備出貨量將增長至2.68倍,年復合增長率高達22%。
基于藍牙技術進行測距,這不是一個新概念。實際上在BLE首次發布時,就包含了“Find Me”配置文件,可基于接收信號強度指示器(RSSI)來估計兩個藍牙設備之間的距離。不過,RSSI的原理是根據無線信號的強弱來估算設備間的距離,因此精度不高,通常只能達到數米,且安全性不足,難于滿足更多新興應用所需。
后續發布的藍牙測向技術(Direction Finding),雖然可以利用硬件、角度測量和三角測量在多個設備之間實現比RSSI更高精度的測距,但由于其需要相對“笨重”的天線陣列,增加了系統設計的復雜性,也限制了其應用的范圍。
而信道探測技術的出現,則有望補齊傳統藍牙測距技術的短板:其無需額外的硬件成本,軟件占用容量也很小,且繼承了低功耗的特性,可以為BLE測距應用提供更簡單、更可靠的解決方案。
具體來講,信道探測的精準、安全測距是通過基于相位的測距(PBR)和往返計時(RTT)兩種技術實現的。
PBR技術的工作原理是,由發起方設備向反射器設備發送信號,反射器設備返回該信號,該過程在多個頻率中重復,并根據這些頻率上發射和接收信號之間的相位差計算出設備之間的距離。
同時,信道探測技術還將RTT作為一種輔助測距方法——發起方設備將加密加擾的數據包發送給反射器設備,后者返回數據包,根據數據包來回傳輸所花費的時間可計算出設備之間的距離。RTT提供獨立的距離測量,并以此來交叉檢查PBR測量結果,可有效對抗中間人(MITM)中繼攻擊,顯著降低測距中的安全風險。
根據藍牙技術聯盟提供的測試數據,藍牙信道探測功能可支持100米的測量范圍,精度誤差在±50cm以內;而當測量范圍小于5米時,其精度誤差可達到10cm以內。如果將藍牙信道探測功能與藍牙5.1所支持的尋向功能相結合,則可在室內實現厘米級的定位功能,讓更多高精度、低功耗、更安全的藍牙位置和定位應用成為可能!
快速上手藍牙信道探測開發
既然已經get到藍牙信道探測技術的巨大市場潛力,那么對于開發者來說,下一個關鍵問題就是:如何快速上手藍牙6.0的開發,設計出支持藍牙信道探測功能的創新產品?
好消息是,Nordic Semiconductor(以下簡稱Nordic)已經將信道探測功能集成到其新近發布的nRF54系列藍牙無線SoC中!
熟悉Nordic的小伙伴都知道,其一直是藍牙技術迭代和應用落地的積極推動者,nRF54L系列是在之前大獲成功的nRF52系列基礎上,推出的新一代藍牙無線SoC,旨在幫助開發者緊隨市場和標準發展的腳步,快速創建出下一代物聯網產品。
與上一代產品相比,nRF54L系列定位于高能效、集成式、多用途MCU,其設計“新意”體現在:
更強的處理能力
nRF54L系列SoC集成128MHz的Arm Cortex-M33處理器,與nRF52840相比處理能力提高一倍,處理效率提高三倍,使其在面對更具挑戰性的應用場景時游刃有余。
更低的系統功耗
與nRF52840相比,nRF54L系列將低功耗2.4GHz無線電與高能效的MCU相結合,可顯著降低典型BLE用例的功耗,同時提供高達8dBm的發射功率和-96dBm的接收靈敏度。
支持多通信協議
nRF54L系列支持BLE 6.0協議,包括信道探測功能。同時,其還支持藍牙Mesh、Zigbee、Thread、Matter、Amazon Sidewalk和專有2.4GHz協議,還可搭配nRF70系列協同IC運行Wi-Fi協議棧,成為無線互連的多面手。
具有高級安全功能
nRF54L系列集成了安全啟動、安全固件更新、安全存儲、由TrustZone支持的可信執行環境、具有側信道泄漏保護功能的加密加速器和篡改檢測器等功能,以滿足更高級的安全需求。
豐富的外設和RISC-V協處理器
nRF54L系列配備了SPI和高速串行接口,以及一個14位ADC(用于更高分辨率的模擬傳感器測量)、一個全局RTC。該無線SoC還集成了一個RISC-V協處理器用于處理時間關鍵任務,而無需主處理器或外部MCU參與,大大簡化了系統設計。
優異的設計靈活性
nRF54L SoC包含nRF54L15、nRF54L10和nRF54L05三個子系列,它們提供不同的存儲器配置,但采用pin-to-pin兼容的QFN封裝,為系統設計帶來更大的靈活性和可擴展性。

圖:nRF54系列SoC框圖(圖源:Nordic Semiconductor)
為了加速nRF54系列SoC的應用開發,Nordic還提供了一款nRF54L15 DK開發套件,該套件板載nRF54L15 SoC,并可以模擬nRF54L10和nRF54L05。開發板上配備有豐富的板載資源,包括2.4GHz和NFC天線、SWF射頻連接器、8MB外部閃存、SEGGER J-Link OB編程器/調試器、兩個UART接口(通過虛擬串行端口),以及用戶可編程LED和按鈕等,便于開發者探索和使用nRF54系列無線SoC產品組合的所有功能。
nRF54L15 DK由nRF Connect SDK開發工具提供支持,支持藍牙6.0及信道探測功能,開發者可以使用nRF Connect SDK中提供的大量軟件示例、模塊和庫,充分發掘nRF54L系列無線SoC的潛力。

圖:nRF54L15 DK開發套件(圖源:Nordic Semiconductor)
本文小結
從1.0到6.0,藍牙技術在過去20多年間,通過不斷地進化和“破圈”,從一個單一的通信協議發展成為支持多功能、多場景的物聯網無線互連核心標準,也營造出了一個龐大的生態和市場。
想要緊隨藍牙技術發展的腳步,利用藍牙6.0新標準及藍牙信道探測等新技術,在IoT 2.0市場中掘金,Nordic的nRF54系列無線SoC及nRF54L15 DK開發套件恰好可以成為你的加速引擎。
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原文標題:藍牙6.0信道探測新功能,如何快速上手嘗鮮?
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