基于藍牙的汽車物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與開發(fā)

摘要：為了深入研究和運用汽車物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從物聯(lián)網(wǎng)定義出發(fā)，采用藍牙核心技術(shù)，通過實驗和歸納總結(jié)，將汽車的智能發(fā)展和藍牙技術(shù)應(yīng)用緊密相聯(lián)，以藍牙“搖控”為切入點，進一步研究和開發(fā)藍牙潛在拓展運用，獲得了汽車物聯(lián)的應(yīng)用場景，深刻揭示了基于藍牙的汽車物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和技術(shù)解決方案，得到了汽車物聯(lián)的重要技術(shù)支撐，信息覆蓋面大，應(yīng)用上具有開發(fā)成本低廉，應(yīng)用靈活方便，技術(shù)安全可靠等特點。
關(guān)鍵詞：藍牙技術(shù)；汽車物聯(lián)；智能汽車；智能交通

0 引言
物聯(lián)網(wǎng)在國際上又稱為傳感網(wǎng)，從某種程度上說，它是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮。如果將小到手表、鑰匙，行李物品，大到汽車、橋梁，樓房，這些物體嵌入一個微型感應(yīng)芯片，就可使它“智能化”，再借助于有、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使人與物，物與物進行“對話”和“交流”，這就是物聯(lián)網(wǎng)。
物聯(lián)網(wǎng)用途廣泛，可運用于城市公共安全、工業(yè)安全生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)控、智能交通、智能家居、公共衛(wèi)生、健康監(jiān)測等多個領(lǐng)域，在更多的場合，讓人們享受到更加安全輕松便捷的生活。
就目前對物聯(lián)網(wǎng)的描述，其涉及的關(guān)鍵技術(shù)主要有：傳感器技術(shù)、識別技術(shù)、計算技術(shù)、軟件技術(shù)，納米技術(shù)，嵌入式智能技術(shù)等。這些技術(shù)領(lǐng)域如果沒有突破，都會制約物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展。
近幾年，汽車的消費成高速增長態(tài)勢，由于道路發(fā)展滯后及管理水平的低下，城市擁堵現(xiàn)象非常嚴重，在物聯(lián)網(wǎng)概念下汽車物聯(lián)技術(shù)的運用將有助于城市交通管理智能化水平的提高，有效改善城市交通狀況。
而藍牙技術(shù)包含了傳感器技術(shù)、識別技術(shù)、移動通信技術(shù)等，這些技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)密切相關(guān)。因些，藍牙用于智能交通中的汽車物聯(lián)網(wǎng)具有十分廣闊的前景。

1 藍牙的技術(shù)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(shù)的標準化活動時提出了藍牙技術(shù)的概念。藍牙工作在無需許可的2．4 GHz工業(yè)頻段(SIM)之上(我國的頻段范圍為2 400．O～2 483．5 MHz)。藍牙每個頻道帶寬為1 MHz，相鄰頻道中心頻率間隔為1 MHz。為避免帶外輻射和其他干擾，規(guī)定上、下保護頻帶分別為3．5MHz和2 MHz。藍牙采用跳頻擴展頻譜技術(shù)，在工作頻段內(nèi)共設(shè)置79個跳頻點，在一個30 s的時間段內(nèi)，任何一個頻點的使用時間不超過0．4 s，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100 mW，2級功率2．5 mW，3級功率1 mW。藍牙技術(shù)所具備的這些特征能夠較好地承擔起物聯(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(shù)要求。
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(luò)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)器都被惟一地分配了一個遵循IEEE 802標準的48位藍牙設(shè)備地址。藍牙設(shè)備地址的地址空間為232(約42．9億個)。各個藍牙設(shè)備制造商有權(quán)對自己生產(chǎn)的產(chǎn)品進行編號，由此可以認為全世界的藍牙設(shè)備地址是惟一的，這就給汽車物聯(lián)網(wǎng)用戶無線識別提供了技術(shù)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。

2 藍牙在智能汽車方面的應(yīng)用
2．1 基于藍牙的汽車物聯(lián)
藍牙技術(shù)出現(xiàn)十多年來受到多方關(guān)注。近年來，藍牙技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)智能交通領(lǐng)域的應(yīng)用前景非?？春?。車載電子系統(tǒng)正向智能化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，汽車市場已經(jīng)成為我國經(jīng)濟重要的增長點，無線通信技術(shù)在汽車等移動系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用前景。起初，藍牙技術(shù)主要應(yīng)用在汽車的電話通信方面。但隨著研究和應(yīng)用的不斷深入，在汽車智能化方面將有更多的藍牙應(yīng)用：如遠程車輛狀況診斷，車輛安全系統(tǒng)，車對車通信，多媒體下載等。這些已是物聯(lián)網(wǎng)智能汽車的初步概念了。汽車物聯(lián)網(wǎng)是各個國家和我國極為重視的領(lǐng)域，歐盟在2010年10月份注資3億歐元用于研究智能汽車，智能汽車要用很多傳感器的技術(shù)，有的汽車會用200多個傳感器，將來會越來越多，這些有傳感器的汽車每一個部件，都需要跟網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來，所以汽車在運行的時候可以通過后臺告警，顯示哪個地方會出現(xiàn)故障，同時可以減少汽車追尾、解決等待時間以及尾氣排放等問題，這就是智能交通，也是“智慧”城市必不可少的一部分。而藍牙完全可以承擔起傳感器角色，它的微型化，高度集成化，休眠功能，廉價性，開放性是傳感器無線傳輸?shù)幕咎卣?。概括起來，目前藍牙技術(shù)在汽車上的拓展應(yīng)用場景集中體現(xiàn)在以下幾個方面。
2．2 應(yīng)用場景
免提電話 當用戶進入車內(nèi)，車載系統(tǒng)會自動連接上用戶手機。用戶在駕車行駛過程中，無須用手操作就可以用聲控完成撥號、接聽、掛斷和音量調(diào)節(jié)等功能，可通過車內(nèi)麥克風和音響系統(tǒng)進行全雙工免提通話，實際上就是與車內(nèi)藍牙設(shè)備完全構(gòu)成車內(nèi)微微網(wǎng)，實現(xiàn)信息交互。
汽車遙控 用戶可以在10 m范圍內(nèi)用附有藍牙的手機控制車門和車中的各類開關(guān)，包括汽車的點火控制等。本應(yīng)用實際是利用藍牙鑒權(quán)“綁定”和藍牙地址“惟一”的特點，強化無線搖控的可靠性和安全性。
音樂下載 用戶可以通過手機加藍牙下載音樂到汽車音響中播放。其優(yōu)點在于無線鏈接的智能化和高速傳輸。
電子導航 用戶可以通過手機加藍牙下載電子地圖等數(shù)據(jù)到車載GPS導航系統(tǒng)中，導航系統(tǒng)得到當前坐標參數(shù)由藍牙再通過手機短信傳回導航中心，實現(xiàn)實時車輛定位和導航。
汽車自動故障診斷系統(tǒng) 車載系統(tǒng)可以通過手機加藍牙將故障代碼等信息發(fā)往維修中心，維修中心派人前來修理時可以按故障代碼等信息準備好相應(yīng)的配件和修理工具，現(xiàn)場排除故障。
車輛定位 藍牙地址惟一性特點，給車輛的身份確認和定位提供了技術(shù)解決方案。首先，汽車上的藍牙可以通過周邊附有藍牙設(shè)備的固定物體，如路邊指示牌、路燈、橋梁、大樓等作為參照，再由電子地圖確認自身的準確位置。其次，以藍牙微微網(wǎng)加移動通信構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)可以在需要時實時查找汽車位置信息。