蓝牙技术在汽车中的应用

韩乐 赵冲

摘 要：蓝牙作为一种新的短距离无线通信技术标准，正受到世界工业界生产厂家和研究机构的广泛关注。文章在介绍蓝牙技术的基础上描述了其在汽车上的应用。

关键词：蓝牙技术；汽车；应用

引言

蓝牙是一种支持设备短距离通信（通常10 米内）的无线通信技术， 也是无线个域网（WPAN，Wireless Personal Area Network）的主流技术，可支持包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行数据通信。蓝牙能够有效简化移动通信终端设备之间及设备与因特网之间的通信，从而使数据传输变得更加迅速高效。

一、无线蓝牙通信技术

无线蓝牙是一种低功率短距离的通信技术，该技术自1998年提出以来在世界范围内得到广泛应用与发展。采用蓝牙进行通信，无需电缆连接，具有小型化、低成本、功耗低等优势。随着蓝牙技术的发展，有效通信范围已能达到200m，数据丢包率低、抗干扰能力强、可靠性高；模块体积小，模块重量能做到仅0.7g；功耗能低至1mW。更为重要的是，蓝牙通信技术采用开放、统一的标准配置，具有嵌入式开发的优点，便于研发人员使用。随着移动通信技术的发展，无线蓝牙技术在世界范围内得到广泛使用，其应用领域将覆盖整个民用、商用、工业控制领域等。

二、蓝牙的技术特点

1998年5月，瑞典爱立信、芬兰诺基亚、日本东芝、美国IBM和英特尔公司五家著名厂商，在联合拓展短距离无线通信技术的标准化活动时提出了蓝牙技术的概念。蓝牙工作在无需许可的2.4GHz工业频段（SIM）之上（我国的频段范围为2400.0～2483.5MHz）。蓝牙每个频道带宽为1MHz，相邻频道中心频率间隔为1MHz。为避免带外辐射和其他干扰，规定上、下保护频带分别为3.5和2MHz。蓝牙采用跳频扩展频谱技术，在工作频段内共设置79个跳频点，在一个30s的时间段内，任何一个频点的使用时间不超过0.4s，且跳频过程是伪随机的。根据蓝牙射频功率的大小可分为3个功率级别，即1级功率100mW、2级功率2.5mW、3级功率1mW。蓝牙技术所具备的这些特征能够较好承担起物联网末端智能传感和微微网移动通信功能，特别适合汽车物联的概念和技术要求。

我们知道，每个计算机网卡都有一个媒体访问控制地址，即MAC地址，它可以区别网络上数据的源端和目的端。与此类似，全世界每个蓝牙收发器都被唯一地分配了一个遵循IEEE802标准的48位蓝牙设备地址。蓝牙设备地址的地址空间为232（约42.9亿个）。各个蓝牙设备制造商有权对自己生产的产品进行编号，由此我们可以认为全世界的蓝牙设备地址是唯一的，这就给汽车物联网用户无线识别提供了技术方案，如汽车定位，汽车身份鉴别，汽车信息查询，汽车不停车交费，汽车摇控车门及点火，汽车防盗等。

三、蓝牙技术在汽车上的应用

3.1基于蓝牙的车载免提装置

当前，蓝牙车载免提系统已经非常完善，已经成为中高档汽车的配置之一。车载免提系统的工作原理是，蓝牙设备之间通过一个询问信息开始进行连接，蓝牙设备发出问询信号，在该蓝牙设备的信号范围内的其他蓝牙设备做出相应的应答。如果该蓝牙设备的信号范围内出现能够匹配的设备时，两个设备将会进行一系列的信号传输，直到蓝牙设备之间建立起有效的连接后才终止。当蓝牙设备之间建立起有效的连接后，就能进行同步的信号传输。因此，蓝牙技术使得车载免提装置的应用成为了可能。例如，奥迪公司的A6与A8系列轿车均使用蓝牙免提系统，并且能够通过方向盘的控制健以及多媒体控制界面来完成免提通话的过程。

一般的车载电话需要将手机插入车载接口来实现电话免提功能。基于蓝牙的车载免提装置通蓝牙对手机的SIM卡信息进行访问，省去了将手机的SIM卡插入车载电话中复杂操作。蓝牙车载免提装置，通过蓝牙的无线方式，方位SIM卡中的手机号码、用户ID、电话服务公司及电话本等信息、自动登录GSM网络。用户携带手机进入驾驶舱内，变回自动的进行车载系统的切换。手机离开驾驶舱，通过自动切换恢复手机功能。因此，蓝牙手机可以作为普通的手机使用后，进入车内后能够通过蓝牙匹配，自动与车载系统进行结合，使用汽车上的外部天线、免提功能和外部键盘等，使驾驶员在安全行驶状态下进行通话。

3.2基于蓝牙的汽车导航技术

当前的汽车内置技术得到飞速的发展，在车载导航系统中也内嵌了蓝牙技术。一些车载导航的厂商还内嵌了蓝牙传输图片和文件的功能。东风日产系列的轿车在导航系统中内置了无线蓝牙音频的功能。国内的汽车导航生产厂商也对出了具有蓝牙功能的车载导航系统，这种新型技术能够使驾驶员能够在安全驾驶的过程中完成通讯的过程。

基于蓝牙车载导航系统一般包括C8051F021单片机、扩展的闪存、GPS导航OEM板、陀螺仪、蓝牙模块等设备。基于蓝牙的车载导航技术是在汽车在固定的路线行驶过程中，能够通过蓝牙模块以及Beacon系统之间传送数据，从而获得车辆的准确位置信息。汽车在没有路标传感器提供位置信息时，则通过GPS获得汽车的运动轨迹信息。

3.3应用于汽车后视镜的蓝牙技术

蓝牙后视镜是将汽车的后视镜与蓝牙技术融为一体，采用全双工、DSP降噪技术。支持来电显示、通话等功能，例如，如果有电话接入，電话号码将会显示在后视镜中。汽车蓝牙后视镜一般的工作原理是，一般在蓝牙后视镜的背面装有扬声器，在下方配置麦克风，内部嵌入蓝牙耳机。基于蓝牙技术的汽车后视镜将会在OLED显示区域中显示来电号码。不仅如此，蓝牙后视镜通过DSP数字信号处理技术以及噪声控制，支持高清通话、重拨号码以及语音拨号等多种通话功能。通过手机与蓝牙后视镜进行连接，在将蓝牙后视镜进入蓝牙连接模式，通过手机的蓝牙搜索功能对后视镜进行配对，蓝牙后视镜能够显示手机的型号时代表手机与蓝牙后视镜配对成功，驾驶员可以通过蓝牙后视镜实现安全驾驶过程中的通话。

3.4车载蓝牙防盗技术

当前的汽车防盗系统主要有一下几种实现方式。第一种为锁定点火装置和声音报警的防盗装置。第二种为电子防盗技术，该防盗技术能够将汽车被破坏的信息传送给驾驶员。第三种为网络防盗技术，利用卫星定位进行汽车位置的锁定。当前随着技术的发展，汽车防盗技术采用蓝牙技术，这种方法最大的优势在于应用了非接触方式。工作原理是，将蓝牙防盗设备与汽车进行匹配，车载蓝牙信号接收装置接收蓝牙防盗设备的信号，假设汽车搜索不到蓝牙防盗设备信号，并且汽车为启动状态，则启动报警机制，该技术在路虎汽车上已经开展了应用。

蓝牙技术将会在未来的汽车服务上进行更广泛的应用。在汽车服务站中，汽车的蓝牙装置与服务站的计算机进行连接和信息交换，服务站的计算机可以为汽车进行软件更新的服务，为汽车信息系统提供必要的信息下载。另外汽车服务站的工作人员还可以通过计算机控制，进行汽车状态智能化检测，为车主进行方便快捷的软件与硬件保养等服务。

四、结束语

目前蓝牙技术还不能完全脱离无线网络，无线网络与蓝牙是依赖的关系；目前还只是无线网络应用的延伸，而不是替换。但也应该看到，近年来，随着适用于汽车应用产品的价格正逐渐下降，相应软件也逐渐成熟。此外，蓝牙已能够通过与无线网络相结合的形式提供移动互联网的多媒体业务。相信在未来，蓝牙将以它的高速传输能力和灵活性在汽车远程通讯领域发挥更加重要的作用！

参考文献：

[1]王茂嘉.蓝牙技术在汽车中的应用[J].数字技术与应用，2018，36（10）：101-102.

[2]方振，徐大飞，曹东海.机器人蓝牙通信技术在汽车制造中的应用研究[J].设备管理与维修，2018（18）：128-129.