蓝牙技术的拓展——以汽车应用为例

赵俊钦 陈伟利 付帅 刘智洋

（吉林建筑大学电气与计算机学院，吉林长春 130000）

1 概述

Bluetooth 技术是一种短距离无线电通讯技术，可将移动通讯设备连接在一起，如平板电脑、笔记本电脑和移动电话，根据天线的传输能力，可实现10 至100 米范围内的无线通讯。[1]Bluetooth Technologies (Bluetooth Technologies)技术联盟开发了一个开放标准——蓝牙标准，为确保其全球通用性，因此在2.2 GHz 频率(工业、科学和医学)上工作的ISM(SIG)频率范围是免费的，除此之外，Bluetooth 还具有低功耗、小芯片、高抗干扰性等特点。

蓝牙芯片结构图如图1 所示。

图1

Bluetooth 是一种低成本的近距离无线通信技术，主要应用于固定设备和移动数字化硬件设备之间。蓝牙技术可以解决随时随地利用无线传输，取代有线数据的连接，使得设备之间的有线数据传输的运用日益减少，而基于蓝牙技术的市场，则会日益增多。与此同时，蓝牙技术功耗极低，成本也较为低廉，没有化学性危害，应用操作易上手，更利于实现技术的推广与应用。然而随着互联网时代的发展，蓝牙技术在无线网络的加持下，使移动设备和固定终端形成一定范围内的信息交互媒介，蓝牙技术作为信息交换媒介，将扮演重要的角色。

汽车作为目前出行的重要交通工具，则需要蓝牙作为人和汽车终端相互交涉的重要媒介。因此蓝牙技术在汽车领域承担着更多的设备连接，从而进行数据传输与系统控制。在蓝牙技术不断发展的趋势下，蓝牙将会有更广阔的适用范围，承接更多的设备联系，从而不断加快信息传播速度，进行更精准的系统把控，因此在汽车市场得到了更深入的应用。目前的蓝牙技术已日渐成熟，其性能的稳定和传播数据的安全也有了明显的质变，从而使汽车领域的使用者有更好的客户体验。

2 互联网背景下基于蓝牙技术的汽车领域现状

自从蓝牙技术出现以来，便得到了众多的关注。近年来在物联网智能交通领域的不断发展下，蓝牙技术在其中的广泛应用前景被十分看好。汽车不仅是只有承载运输作用的普遍交通工具，其电子系统也向着更加智能化、信息化和大数据一体化的方向不断发展。汽车领域便成为我国经济增长的重要发展市场，因此将蓝牙技术发展至汽车市场，对二者皆有好处。

随着目前蓝牙在应用汽车通信方面的研究不断深入，汽车智能化也在向着多方发展，如车辆远程自行诊断系统、车辆蓝牙安全防护系统、汽车交互通信途径及多媒体播放等。这些已经是物联网在智能汽车发展的初步阶段概念所涉及到的领域。汽车物联网，是各个国家包括我国都极其重视的发展领域，比如欧盟曾在2010 年投资三亿元，在智能汽车的研究方面投入大量资金。而智能汽车在研发中发现，越智能的汽车其需要的传感器就会越多，因此对传感器技术要求更为严苛。汽车普遍需要的传感器为200 多个，而这每一个传感器的部件都需要和网络搭建联系。因此传感器可以通过警示，显示汽车所出故障的地方。然而蓝牙便可以承担起传感器这一重要地位。和传感器相比，蓝牙技术的微型化和高度集成化具有重要优势。然而其低成本和具有休眠功能的操作，都使传感器的无线传输进入了新的领域。

3 目前蓝牙技术在汽车中的应用

蓝牙系统在汽车市场领域的主要应用，是利用了其无线的通信技术。蓝牙的主要优点在于使用操作简单，无需繁琐的内部安装，只需要进行及时的设备间认证和配对即可，安全性极强。

3.1 蓝牙免提通信。Bluetooth 电话是利用蓝牙无线通信技术，通过Bluetooth 无线接入用户的手机SIM 卡，并识别其中的信息包括手机号码、电话服务商、用户ID、手机中存储的联系人以及自动登录电话运营商网络，从而实现用户手机与Bluetooth 电话的无线连接，让用户在接打电话时直接使用Bluetooth 手机，从而提高了行车安全。[2]

3.2 车载蓝牙娱乐系统。现在市面上汽车领域最流行的车载电子系统，是导航——娱乐系统为一体的。在车载导航的基础上，增加了与智能手机的储存内容信息交互的功能。除了上文所说的接听、拨打电话等，还可以实现音频、图片、文字等在电子系统集中一体的播放和显示，极大程度上满足了客户对便利性的需求。用户可以通过蓝牙技术对手机界面的操作，将音频在汽车音响系统中播放，其无线连接的智能、便利和高速传输的信息交换能力，极大的提升了信息系统的可操作性。手机和车载导航中电子地图的信息互通，也可以使用户在手机中实时满足对车辆的导航与定位。

车载蓝牙娱乐系统图片，如图2。

图2

3.3 车载蓝牙故障检测技术。它能将多种设备连接到一起，为汽车故障诊断提供了便利。通过蓝牙技术，车载免提电话可与汽车上的各种控制器相连。所以，当汽车出现故障而不能启动时，您可以先通过车载免提电话读取故障码，然后再决定是否需要呼叫救援车将其拖到维修厂进行修理。同时，故障测试也可以通过蓝牙测试系统完成。传感器和数据采集系统，如图1 所示，将车内各种数据采集数据送到中央处理器进行处理，当某个部件出现故障时，处理出的数据必然会出现异常。通过Bluetooth 无线网络，这些数据被传输到诸如蓝牙LCD 显示器或PDA 等设备上，使车主或维修人员可以迅速发现故障。此外，该车辆的状况数据还可以通过蓝牙传输到车载GPS 设备，并通过GPS 网络发送出去，从而实现了对车辆的远程监控和故障检测。[3]

车载蓝牙自诊断技术图，如图3。

图3

3.4 车载蓝牙防盗系统。怎样在停车时既能有效地防盗又能方便地使用防盗系统成为当前汽车领域研究的热点。现在使用的蓝牙防盗系统主要是通过无线连接手机和车载蓝牙，然后使用专门的软件对车门上锁并解锁。但其发动机防盗控制主要是通过车载蓝牙实现对发动机启动电路的通断控制。如果车内的蓝牙能连接到先前匹配的手机蓝牙，引擎就能正常启动。而且，一旦手机蓝牙超过了车载蓝牙的连接范围，汽车的引擎就会处于不能启动的状态。为了防止车门和引擎被盗，采用了两种蓝牙防盗系统，而蓝牙防盗系统可以使用两种不同的认证密码，增加使用的安全系数。[4]

蓝牙协议转化链图如图4 所示。

图4

4 蓝牙技术现存问题及应对措施

蓝牙技术发展至今技术已逐渐完善，其无线通信技术的成熟应用也使该技术充斥在我们的日常生活当中。尽管蓝牙技术带来了极大的便利性，但仍然存在一些问题急需解决。

4.1 蓝牙劫持。蓝牙劫持是指用户使用蓝牙技术匿名发送名片信息的操作方式，这种行为不会导致手机设备中重要的信息直接修改或删除，但会通过蓝牙技术，在无形当中将重要的隐私数据传送出去，也会使无用的垃圾数据输送到手机设备中，这对重要的隐私信息窃取是十分严峻的问题。

4.2 蓝牙窃听。监听是黑客通过监视传输介质非法获取传输信息的一种手段，也是对通信网络最常见的一种攻击方式。虽然无线链路的开放性导致了这一威胁，但由于无线网络传输距离受限于功率和信噪比，窃听节点必须离源节点更近，因此相对于典型的有线网络，外部窃听节点更容易被发现[5]。

4.3 应对措施。由蓝牙技术现存的问题可见，最重要的影响因素便是对用户信息的隐私保护问题，这要求蓝牙技术不断提升其安全系数。加强蓝牙连接时，也要保证用户的匹配与认证时内外部形成的信息互通途径是单一且安全的。严防外部窃取者，对蓝牙技术的匹配方式进行侵犯与窃取。

5 结论

每种技术的产生都会导致技术的变革，蓝牙技术也同样如此，其多方面的优越性，使蓝牙技术不断得到广泛的应用。蓝牙技术在汽车领域的发展阶段，其现存应用还不是极为成熟，我们在享受蓝牙技术与车载电子系统互通的同时，也要提升自己的安全意识。尽管不断完善蓝牙技术，是厂家及相关学者的研究范畴，但仍对我们个人技术使用者有警醒作用，要重视自身隐私安全。我们坚信未来的科学与技术发展定能改进现存问题，从而使蓝牙技术带来全新的变革。