蓝牙技术在汽车上的应用

早期，蓝牙技术被权威人士认为是一种特殊的“线缆替代”技术，发展迅速。如今，蓝牙已经成为许多手机设计中不可或缺的功能之一。市场调查机构Forrester表示，蓝牙技术的应用正从移动电话向其它应用领域转移，包括家庭娱乐和汽车。另一家市场分析公司ABI预测，2008年世界范围内将出现2500万辆装备蓝牙功能的汽车。本文主要探讨当前和未来蓝牙技术的应用实例，以及蓝牙标准的最新发展情况，其中的一部分使得无线技术能够按照驾驶室环境的严格要求来精确调整其性能，另外一部分则是将蓝牙技术导入新的应用领域。在车载应用领域，蓝牙无线电装置、电话、信息娱乐和导航系统市场发展迅速。不久以前，这个领域真正上市的蓝牙产品只有汽车生产商在其豪华车型里内置的电话系统。欧洲、美国和亚洲等许多地区有关免提设备的立法使得各种蓝牙耳机如雨后春笋般出现。司机能够通过蓝牙移动电话利用语音命令来拨打和接听电话。这些耳机价格便宜，无须安装，只须在需要充电的时候接插到点烟器插座上即可。但是，它们无法成为综合车载通讯系统的组成部分。之后又出现了车载免提听筒，使司机能够利用蓝牙移动电话通过连接在控制箱上的麦克风进行通讯。但是在打电话的时候，不是所有的插入式机型都能够自动停止汽车收音机或立体声系统的声音，这就意味着司机仍然需要进行手动控制。支持蓝牙免提和耳麦协议的车载CD／MP3播放器是第一批脱离单一电话模式的产品，可以通过蓝牙移动电话的免提语音控制进行车载娱乐。要在汽车中置人蓝牙功能，需要解决几个问题。蓝牙技术最初的开发目的是为了适应苛刻的环境要求，如汽车驾驶室等。这也正是某些领先的汽车生产商迅速采用蓝牙技术的原因。例如，CSR公司的BlueCore芯片超过了驾驶室所要求的40℃-+85℃温度范围，可以在40℃-+105℃之间运行。除了温度以外，其它车载射频装置，如汽车立体声系统、GPS导航设备、卫星数字音频无线电业务(SDARS)装置、GSM无线电收发器以及其它电器设备，均可能造成干扰或受到干扰。这些射频干扰信号会对汽车无线系统的数据流造成不良影响。随着蓝牙应用扩展到信息娱乐、互联网诊断以及其它领域，汽车将越来越广泛地配备各种蓝牙装置，从而进一步增加潜在的干扰风险。蓝牙技术拥有各种抗干扰功能。蓝牙技术规范中规定的第—道防线是跳频，要求接收器和发射器按照预先确定的模式，将79个不同信道中的每秒调整1600次。这种方式在很大程度上提高了抗干扰水平，但即使有了跳频，汽车驾驶室内大量的射频干扰信号仍然可能对数据流和连接的可靠性造成不良影响。蓝牙技术规范还包含一些抵抗射频干扰的方法，这些方法在汽车驾驶室中可以得到有效的利用。这种称为CQDDR(信道质量数据驱动率)的技术可以监控环境中的噪声，使蓝牙装置能够测量出有多少数据在传输中被损坏，然后动态地调整蓝牙包类型，从而更好地适应环境。这样，就可以实现最有效的数据率。如果汽车驾驶室的射频环境比较差，那么为汽车应用所选择的芯片就应该融合CQDDR，以保证实现最高的数据率，在拨号上网等数据应用中尤其如此(不是所有的蓝牙系统都融合了CQDDR)。目前，将汽车娱乐系统与蓝牙耳机免提控制融为—体的蓝牙连接仅用于带宽较低的音频数据。多家设备制造商已经在市场上推出了蓝牙立体声耳机，这些产品采用了专门用于立体声音乐的可随选随播的新蓝牙芯片。CSR公司的BlueCore3多媒体芯片即为其中之一，它集成了一个片上电池充电器和一个DSP，可以提高音频质量并延长电池寿命。这种技术能够让乘客在无须打扰司机的情况下欣赏音乐。市场上最新的产品是由导航系统、无线电以及CD／MtY3播放器构成的，这种产品采用蓝牙技术来连接移动电话，拥有语音控制功能，能够存储地址和电话簿，而这些地址和电话可以通过蓝牙连接与其它移动电话进行交流。这种独特的产品采用的正是CSR公司的BlueCore芯片。CSR公司还提供硬件和软件的整合支持，以加速产品上市。车载语音通讯方面最重大的技术进展，也许就是新版蓝牙技术规范支持eSCO(延伸同步连接导向)语音信道。在语音包丢失的情况下，这些容错信道能够实现语音数据的自动续传，并允许保持高水平的数据传输速率。免提协议1．5版充分采用了eSCO技术，能够提供非常强大的通讯连接，它是蓝牙汽车工作组积极推广的适用于电子嘈杂环境的理想解决方案。乘客娱乐是蓝牙技术的另外一个发展领域。目前，所有后座娱乐系统，如游戏机和DVD播放器，其立体声耳机均采用有线或红外连接。前者经常被导线弄得一团糟，而后者则容易受到太阳光的影响而发出嘶嘶声，甚至连接中断。这两个应用领域显然都是蓝牙技术的发展目标。CSR公司的最新BlueCore4芯片的EDR(增强型数据速率蓝牙标准)性能有望成为这个特殊应用领域的关键因素。EDR带宽增加后，数据传输速率可达到2.1Mbps，比蓝牙v1．2标准速率快3倍，是同时处理两个立体声耳机的不同立体声音频流的理想选择。此外，CSR公司最近在其提供的BCHS资料库中增加了一个HID协议，使游戏机可以使用蓝牙操纵杆，CSR公司还实施并发展了A2DP协议，用于音频随选随播。A2DP管理音频设备的发射和接收功能，使移动电话、车载信息娱乐系统、PDA、MP3以及耳机能够建立或停止音频流。包含A2DP的应用程序也包含AV遥控协议(AVRCP)，AVRCP可以在接收和发射设备之间建立起一个控制连接。用户很快就可以通过MF3等设备在汽车中央娱乐系统上随选随播音乐了，他们能够通过汽车音频系统来欣赏预先编排的播放曲目，并通过这个系统来操作MP3播放器。摘要：蓝牙作为一种新的短距离无线通信技术标准，正在受到全世界越来越多工业界生产厂家和研究机构的广泛关注。最近，在世界各地计算机、电信、IT及汽车行业的展览会上，众多厂家生产的基于蓝牙技术的产品纷纷亮相，罩在蓝牙技术上的神秘面纱，正在被慢慢揭开。本文在介绍蓝牙技术发展过程的基础上描述了蓝牙技术在汽车电子方面的应用和未来发展的前景。关键词：蓝牙技术一、蓝牙技术的发展蓝牙技术，是以公元十世纪统一了国家的丹麦国王哈拉德·布鲁图斯（HarldBluetooth）的名字命名的。这位与众不同、功绩显赫的丹麦国王，无论如何也没有想到他的名字居然会在千年以后成为一项高新技术的代名词而响彻全球。中文译名取蓝色萌芽可以说是音意双关。蓝牙技术(Bluetooth)是由东芝、爱立信、IBM、英特尔、诺基亚发起成立的蓝牙国际集团（BluetoothSIG，SpecialInterestGroup）采用了技术标准公开的策略来推广成功的，该组织成立于1998年5月。1999年12月1日,美国的软件巨头微软公司也一改过去观望的态度，正式宣布加盟蓝牙特殊利益集团、并与3Com、朗讯、摩托罗拉公司及原有的五家公司一起成为蓝牙特殊利益集团的九个领导成员，共同致力于在全球范围内将此项无线连接技术标准推向市场。到2000年11月,蓝牙特殊利益集团SIG自成立以来，加盟支持的公司已超过2000余家，其中包括诸如AMD、康柏、DELL、惠普、德仪（TI）、高通以及卡西欧、飞利浦、三星、LG、精工、夏普等许多世界著名的计算机行业、通信领域以及消费电子产品，甚至还有汽车与相机制造商和生产厂家。一项公开的、全球统一的技术规范得到了工业界如此广泛的关注和支持是以往所罕见的，幕后的原因必然是基于此项蓝牙”技术的产品具有广阔的应用前景和巨大的潜在市场。美国权威性杂志《网络计算》将蓝牙与８０２．１１ｂ无线局域网及宽带技术等评为了“十年来十大热门新技术产品”。可以预计，蓝牙技术将会给现代信息社会中，人们工作和生活方式带来一场新的革命。在不久的未来，基于蓝牙技术的产品将会形成一个新的浪潮，势不可挡地席卷全球。二、蓝牙技术蓝牙是一种极其先进的大容量近距离无线数字通信的技术标准，其目标是实现最高数据传输速度1Mbps（有效传输速度为721Kbps）、最大传输距离为10厘米～10米，通过增加发射功率可达到100米。其使用的收发器是不必经过申请便可使用2.4GHz的ISM（工业、科学、医学）频带，在其上设立79个频带为1MHz的信道，以每秒切换1600次的频率、滚齿方式的频谱扩散技术来实现电波的收发，，并能够同时支持同步通讯和异步通讯。表1使用蓝牙技术的机器单位：万台利用蓝牙技术的设备可以和其他七个以内的设备构成所谓的蓝牙微网（Piconet），共享1Mbps的频宽，而一个蓝牙设备可以同时加入8个不同的微网，每个子网分别有1Mbps的传输频宽。运作时，二个以上的装置共享一个频道即构成一个微网，并由其中一个装置主导传输量。由于同一时间每个装置还可以分别隶属于不同的微网，因此，各个蓝牙装置就可通过网网互连，互相传递资讯。当设备未加入蓝牙微网时，它会先进入待机状态，在此状态下，随时监听传呼讯息，直到收到的讯号与自己本身的识别码相关时才会启动自己，并且呼叫连结程序，接着进行识别码的确认及信号时间的同步，以便决定往后跳频，从而建立一个微网络。在这样一个微网中，用户将不再受到各种电缆的束缚，能够轻而易举地拥有一处宝贵的个性化空间，轻松享受无限自由的乐趣。采用蓝牙技术，可以通过嵌入在电子装置上的一个写有程序的微电子芯片，使所有相关设备在有效范围内完成相互交换信息、传递数据的工作。它省去了那些将移动电话、个人信息处理系统及其他一些电子设备相互连接的电缆装置。当然，作为一种近距离的无线通信技术，蓝牙技术并不是唯一的。但是与其他相应的无线通信技术比较起来，蓝牙技术的优势就在于它的全球统一的、开放的技术标准，蓝牙可传送影音资料，其他则不可能。另外，蓝牙不但可穿透物体传输，且不对准接收模组的方向就可传送资料，这是红外线传输无法作到的。对于移动设备而言，蓝牙具明显优势。蓝牙最大的优势还在于，在更新网络骨干时，如果搭配蓝牙架构进行，使用整体网路的成本肯定比铺设线缆低。三、在汽车电子装置上的应用蓝牙技术虽然出现不久，但已受到许多方面的关注。它在汽车电子装置上的应用前景非常看好。刚开始，蓝牙技术主要应用在电话方面。但以后会有更多的服务提供，远程车辆状况诊断，车辆安全系统，车对车通讯，多媒体下载等都会实现。ABI发表的有关汽车与无线技术的调查报告显示，随着在汽车中使用蓝牙和Wi-Fi（802.11）无线技术，汽车内外的环境正在发生革命性的变化”。将来，以Wi-Fi和蓝牙为基础的汽车应用将为各行各业带来新的机会，从硅提供商到硬件制造商、汽车制造商、汽油零售企业等。电信正在成为汽车业界蓝牙技术的推动力，另一方面，美国联邦通信委员会（FCC）对DSRC（窄带通信）的5.850～5.925GHz频带的分配推动了Wi-Fi的发展。基此，将会进一步促进收费、移动商务和娱乐等具有相互运用性的基于Wi-Fi的汽车服务。不过，要想在汽车的生产工序中使用802.11硬件可能还需要2年左右的时间，但是支持蓝牙的设备则有可能在2003年初配备在美国、日本、欧洲的若干车型中。据报告预测，在2007年之前约20的新车将嵌入蓝牙硬件，约12的汽车将嵌入802.11硬件。德尔福汽车系统公司已经开发出可以让驾乘人员用语音进行操控的车载蓝牙设备；丰田汽车、日本电装、NTTDOCOMO、松下电器产业、日产汽车和东芝等六家公司共同制订了利用蓝牙技术的车内无线免提规格--“ＣＣＡＰ”。利用该规格，手机通过蓝牙技术无线连接车载音响等设备，在行车时可以构筑更加安全的通话系统。摩托罗拉公司还为汽车生产商推出了一种蓝牙汽车工具包。有了它，用户操控手持蓝牙设备，就能够与汽车设备之间进行无线联系，比如无线遥控打开车门、与车内车辆检测系统无线交换数据库。采用蓝牙技术的车载装置将使人们很容易在车内通过英特网下载音乐、录像和发送电子邮件。蓝牙技术还可以用在遥控汽车上。SigmaComtech介绍了一种用具有蓝牙功能的操作杆来无线控制汽车，输入指令从操纵杆传送到计算机，由其产生控制信号发送给汽车。这一平台还可以在工业应用中使用。同时，蓝牙技术还可让用户在驾车时将移动电话和个人电脑进行连接，就算此时你的笔记本电脑已关闭并存放在手提箱内，也可以“委托”蓝牙去寻找相关资料，在驾驶的同时把