蓝牙技术可以支持便携式计算机、移动电话以及其他的移动设备之间相互通信,进行数据和语音传输。其实质内容是为固定设备或移动设备之间的通信环境建立通用的无线电空中接口(Radio Air Interface),将通信技术与计算机技术进一步结合起来,使各种设备在没有电线或电缆相互连接的情况下,能在近距离范围内实现相互通信或操作,实现数据共享。蓝牙技术是目前唯一被认可并具有领导地位的短距离无线通信技术。2005年,Bluetooth SIGt(蓝牙技术联盟)测试并推出一项全新的蓝牙规范,进一步提高多装置应用的可用性,改善整体的安全性并大幅度降低耗电量,从而确保蓝牙感应器电池的使用寿命,进一步改善耗电量及将微微网(Piconet)最大容量由7个接收器(Slaves)及一个发送器(Mster)增加至255个接收设备和一个发送器,使蓝牙技术完全适应于传感环境中的应用。
蓝牙的基本原理是蓝牙设备依靠专用的蓝牙芯片使设备在短距离范围内发送无线电信号来寻找另一个蓝牙设备,一旦找到,相互之间便开始通信、交换信息。蓝牙的无线通信技术采用1600次/s的快跳频和短分分组技术,减少干扰和信号衰弱,保证传输的可靠性;以时分方式进行全双工通信,传输速率设计为1MHz;采用前向纠错(FEC)编码技术,减少远距离传输时的随机噪声影响。其工作频段为非授权的工业、医学、科学频段,保证能在全球范围内使用这种无线通用接口和通信技术;话音采用抗衰弱能力很强的连续可变斜率调制(CVSD)编码方式以提高话音质量,采用频率调制方式,降低设备的复杂性。
蓝牙核心系统包括射频收发器、基带及协议堆栈。该系统可以提供设备连接服务,并支持在这些设备之间交换各种类别的数据。蓝牙系统支持点对点以及点对多点通信的通信方式,系统的网络结构为拓扑结构,有两种形式:微微网(Piconet)和分布式网络(Scattemet)。微微网(Piconet)是通过蓝牙技术连接起来的一种微型网络。
一个微微网内包括一个主设备(Master)和多个从设备(Slave),一个主设备同时最多只能与7个从设备保持联系。设备的主从关系是在蓝牙链路的建立过程中确定的,链路建立的发起者定义为主设备,其他响应者为从设备,由主设备决定该微微网内跳频时钟的同步,从设备在主设备向其发出查询信息后才能向主设备发送数据,从设备间不能直接互相通信。分布式网络是由多个独立的非同步的微微网组成的,它靠调频顺序识别每个微微网。同一微微网所有用户都与这个调频顺序同步。一个分布网络中,在带有10个全负载的独立的微微网的情况下,全双工数据速率超过6Mbit/s。