藍牙技術在汽車中的應用

韓樂 趙沖

摘 要：藍牙作為一種新的短距離無線通信技術標準，正受到世界工業(yè)界生產(chǎn)廠家和研究機構的廣泛關注。文章在介紹藍牙技術的基礎上描述了其在汽車上的應用。

關鍵詞：藍牙技術；汽車；應用

引言

藍牙是一種支持設備短距離通信（通常10 米內(nèi)）的無線通信技術， 也是無線個域網(wǎng)（WPAN，Wireless Personal Area Network）的主流技術，可支持包括移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、相關外設等眾多設備之間進行數(shù)據(jù)通信。藍牙能夠有效簡化移動通信終端設備之間及設備與因特網(wǎng)之間的通信，從而使數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效。

一、無線藍牙通信技術

無線藍牙是一種低功率短距離的通信技術，該技術自1998年提出以來在世界范圍內(nèi)得到廣泛應用與發(fā)展。采用藍牙進行通信，無需電纜連接，具有小型化、低成本、功耗低等優(yōu)勢。隨著藍牙技術的發(fā)展，有效通信范圍已能達到200m，數(shù)據(jù)丟包率低、抗干擾能力強、可靠性高；模塊體積小，模塊重量能做到僅0.7g；功耗能低至1mW。更為重要的是，藍牙通信技術采用開放、統(tǒng)一的標準配置，具有嵌入式開發(fā)的優(yōu)點，便于研發(fā)人員使用。隨著移動通信技術的發(fā)展，無線藍牙技術在世界范圍內(nèi)得到廣泛使用，其應用領域?qū)⒏采w整個民用、商用、工業(yè)控制領域等。

二、藍牙的技術特點

1998年5月，瑞典愛立信、芬蘭諾基亞、日本東芝、美國IBM和英特爾公司五家著名廠商，在聯(lián)合拓展短距離無線通信技術的標準化活動時提出了藍牙技術的概念。藍牙工作在無需許可的2.4GHz工業(yè)頻段（SIM）之上（我國的頻段范圍為2400.0～2483.5MHz）。藍牙每個頻道帶寬為1MHz，相鄰頻道中心頻率間隔為1MHz。為避免帶外輻射和其他干擾，規(guī)定上、下保護頻帶分別為3.5和2MHz。藍牙采用跳頻擴展頻譜技術，在工作頻段內(nèi)共設置79個跳頻點，在一個30s的時間段內(nèi)，任何一個頻點的使用時間不超過0.4s，且跳頻過程是偽隨機的。根據(jù)藍牙射頻功率的大小可分為3個功率級別，即1級功率100mW、2級功率2.5mW、3級功率1mW。藍牙技術所具備的這些特征能夠較好承擔起物聯(lián)網(wǎng)末端智能傳感和微微網(wǎng)移動通信功能，特別適合汽車物聯(lián)的概念和技術要求。

我們知道，每個計算機網(wǎng)卡都有一個媒體訪問控制地址，即MAC地址，它可以區(qū)別網(wǎng)絡上數(shù)據(jù)的源端和目的端。與此類似，全世界每個藍牙收發(fā)器都被唯一地分配了一個遵循IEEE802標準的48位藍牙設備地址。藍牙設備地址的地址空間為232（約42.9億個）。各個藍牙設備制造商有權對自己生產(chǎn)的產(chǎn)品進行編號，由此我們可以認為全世界的藍牙設備地址是唯一的，這就給汽車物聯(lián)網(wǎng)用戶無線識別提供了技術方案，如汽車定位，汽車身份鑒別，汽車信息查詢，汽車不停車交費，汽車搖控車門及點火，汽車防盜等。

三、藍牙技術在汽車上的應用

3.1基于藍牙的車載免提裝置

當前，藍牙車載免提系統(tǒng)已經(jīng)非常完善，已經(jīng)成為中高檔汽車的配置之一。車載免提系統(tǒng)的工作原理是，藍牙設備之間通過一個詢問信息開始進行連接，藍牙設備發(fā)出問詢信號，在該藍牙設備的信號范圍內(nèi)的其他藍牙設備做出相應的應答。如果該藍牙設備的信號范圍內(nèi)出現(xiàn)能夠匹配的設備時，兩個設備將會進行一系列的信號傳輸，直到藍牙設備之間建立起有效的連接后才終止。當藍牙設備之間建立起有效的連接后，就能進行同步的信號傳輸。因此，藍牙技術使得車載免提裝置的應用成為了可能。例如，奧迪公司的A6與A8系列轎車均使用藍牙免提系統(tǒng)，并且能夠通過方向盤的控制健以及多媒體控制界面來完成免提通話的過程。

一般的車載電話需要將手機插入車載接口來實現(xiàn)電話免提功能。基于藍牙的車載免提裝置通藍牙對手機的SIM卡信息進行訪問，省去了將手機的SIM卡插入車載電話中復雜操作。藍牙車載免提裝置，通過藍牙的無線方式，方位SIM卡中的手機號碼、用戶ID、電話服務公司及電話本等信息、自動登錄GSM網(wǎng)絡。用戶攜帶手機進入駕駛艙內(nèi)，變回自動的進行車載系統(tǒng)的切換。手機離開駕駛艙，通過自動切換恢復手機功能。因此，藍牙手機可以作為普通的手機使用后，進入車內(nèi)后能夠通過藍牙匹配，自動與車載系統(tǒng)進行結合，使用汽車上的外部天線、免提功能和外部鍵盤等，使駕駛員在安全行駛狀態(tài)下進行通話。

3.2基于藍牙的汽車導航技術

當前的汽車內(nèi)置技術得到飛速的發(fā)展，在車載導航系統(tǒng)中也內(nèi)嵌了藍牙技術。一些車載導航的廠商還內(nèi)嵌了藍牙傳輸圖片和文件的功能。東風日產(chǎn)系列的轎車在導航系統(tǒng)中內(nèi)置了無線藍牙音頻的功能。國內(nèi)的汽車導航生產(chǎn)廠商也對出了具有藍牙功能的車載導航系統(tǒng)，這種新型技術能夠使駕駛員能夠在安全駕駛的過程中完成通訊的過程。

基于藍牙車載導航系統(tǒng)一般包括C8051F021單片機、擴展的閃存、GPS導航OEM板、陀螺儀、藍牙模塊等設備?；谒{牙的車載導航技術是在汽車在固定的路線行駛過程中，能夠通過藍牙模塊以及Beacon系統(tǒng)之間傳送數(shù)據(jù)，從而獲得車輛的準確位置信息。汽車在沒有路標傳感器提供位置信息時，則通過GPS獲得汽車的運動軌跡信息。

3.3應用于汽車后視鏡的藍牙技術

藍牙后視鏡是將汽車的后視鏡與藍牙技術融為一體，采用全雙工、DSP降噪技術。支持來電顯示、通話等功能，例如，如果有電話接入，電話號碼將會顯示在后視鏡中。汽車藍牙后視鏡一般的工作原理是，一般在藍牙后視鏡的背面裝有揚聲器，在下方配置麥克風，內(nèi)部嵌入藍牙耳機。基于藍牙技術的汽車后視鏡將會在OLED顯示區(qū)域中顯示來電號碼。不僅如此，藍牙后視鏡通過DSP數(shù)字信號處理技術以及噪聲控制，支持高清通話、重撥號碼以及語音撥號等多種通話功能。通過手機與藍牙后視鏡進行連接，在將藍牙后視鏡進入藍牙連接模式，通過手機的藍牙搜索功能對后視鏡進行配對，藍牙后視鏡能夠顯示手機的型號時代表手機與藍牙后視鏡配對成功，駕駛員可以通過藍牙后視鏡實現(xiàn)安全駕駛過程中的通話。

3.4車載藍牙防盜技術

當前的汽車防盜系統(tǒng)主要有一下幾種實現(xiàn)方式。第一種為鎖定點火裝置和聲音報警的防盜裝置。第二種為電子防盜技術，該防盜技術能夠?qū)⑵嚤黄茐牡男畔魉徒o駕駛員。第三種為網(wǎng)絡防盜技術，利用衛(wèi)星定位進行汽車位置的鎖定。當前隨著技術的發(fā)展，汽車防盜技術采用藍牙技術，這種方法最大的優(yōu)勢在于應用了非接觸方式。工作原理是，將藍牙防盜設備與汽車進行匹配，車載藍牙信號接收裝置接收藍牙防盜設備的信號，假設汽車搜索不到藍牙防盜設備信號，并且汽車為啟動狀態(tài)，則啟動報警機制，該技術在路虎汽車上已經(jīng)開展了應用。

藍牙技術將會在未來的汽車服務上進行更廣泛的應用。在汽車服務站中，汽車的藍牙裝置與服務站的計算機進行連接和信息交換，服務站的計算機可以為汽車進行軟件更新的服務，為汽車信息系統(tǒng)提供必要的信息下載。另外汽車服務站的工作人員還可以通過計算機控制，進行汽車狀態(tài)智能化檢測，為車主進行方便快捷的軟件與硬件保養(yǎng)等服務。

四、結束語

目前藍牙技術還不能完全脫離無線網(wǎng)絡，無線網(wǎng)絡與藍牙是依賴的關系；目前還只是無線網(wǎng)絡應用的延伸，而不是替換。但也應該看到，近年來，隨著適用于汽車應用產(chǎn)品的價格正逐漸下降，相應軟件也逐漸成熟。此外，藍牙已能夠通過與無線網(wǎng)絡相結合的形式提供移動互聯(lián)網(wǎng)的多媒體業(yè)務。相信在未來，藍牙將以它的高速傳輸能力和靈活性在汽車遠程通訊領域發(fā)揮更加重要的作用！

參考文獻：

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