基于藍(lán)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(yùn)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(lán)牙核心技術(shù)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和歸納總結(jié)，將汽車的智能發(fā)展和藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用緊密相聯(lián)，以藍(lán)牙“搖控”為切入點(diǎn)，進(jìn)一步研究和開發(fā)藍(lán)牙潛在拓展運(yùn)用，獲得了汽車物聯(lián)的應(yīng)用場(chǎng)景，深刻揭示了基于藍(lán)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(diǎn)。
關(guān)鍵詞：藍(lán)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(guó)際上又稱為傳感網(wǎng)，從某種程度上說(shuō)，它是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)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(gè)微型感應(yīng)芯片，就可使它“智能化”，再借助于有、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使人與物，物與物進(jìn)行“對(duì)話”和“交流”，這就是物聯(lián)網(wǎng)。
物聯(lián)網(wǎng)用途廣泛，可運(yùn)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(cè)等多個(gè)領(lǐng)域，在更多的場(chǎng)合，讓人們享受到更加安全輕松便捷的生活。
就目前對(duì)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(shí)別技術(shù)、計(jì)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(huì)制約物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展。
近幾年，汽車的消費(fèi)成高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，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(yán)重，在物聯(lián)網(wǎng)概念下汽車物聯(lián)技術(shù)的運(yùn)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(lán)牙技術(shù)包含了傳感器技術(shù)、識(shí)別技術(shù)、移動(dòng)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(lán)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(lán)牙的技術(shù)特點(diǎn)
1998年5月，瑞典愛立信、芬蘭諾基亞、日本東芝、美國(guó)IBM和英特爾公司五家著名廠商，在聯(lián)合拓展短距離無(wú)線通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)時(shí)提出了藍(lán)牙技術(shù)的概念。藍(lán)牙工作在無(wú)需許可的2．4 GHz工業(yè)頻段(SIM)之上(我國(guó)的頻段范圍為2 400．O～2 483．5 MHz)。藍(lán)牙每個(gè)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(hù)頻帶分別為3．5MHz和2 MHz。藍(lán)牙采用跳頻擴(kuò)展頻譜技術(shù)，在工作頻段內(nèi)共設(shè)置79個(gè)跳頻點(diǎn)，在一個(gè)30 s的時(shí)間段內(nèi)，任何一個(gè)頻點(diǎn)的使用時(shí)間不超過(guò)0．4 s，且跳頻過(guò)程是偽隨機(jī)的。根據(jù)藍(lán)牙射頻功率的大小可分為3個(gè)功率級(jí)別，即1級(jí)功率100 mW，2級(jí)功率2．5 mW，3級(jí)功率1 mW。藍(lán)牙技術(shù)所具備的這些特征能夠較好地承擔(dān)起物聯(lián)網(wǎng)末端智能傳感和微微網(wǎng)移動(dòng)通信功能，特別適合汽車物聯(lián)的概念和技術(shù)要求。
每個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡都有一個(gè)媒體訪問(wèn)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(gè)藍(lán)牙收發(fā)器都被惟一地分配了一個(gè)遵循IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)的48位藍(lán)牙設(shè)備地址。藍(lán)牙設(shè)備地址的地址空間為232(約42．9億個(gè))。各個(gè)藍(lán)牙設(shè)備制造商有權(quán)對(duì)自己生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行編號(hào)，由此可以認(rèn)為全世界的藍(lán)牙設(shè)備地址是惟一的，這就給汽車物聯(lián)網(wǎng)用戶無(wú)線識(shí)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(fèi)，汽車搖控車門及點(diǎn)火，汽車防盜等。

2 藍(lán)牙在智能汽車方面的應(yīng)用
2．1 基于藍(lán)牙的汽車物聯(lián)
藍(lán)牙技術(shù)出現(xiàn)十多年來(lái)受到多方關(guān)注。近年來(lái)，藍(lán)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(chǎng)已經(jīng)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)重要的增長(zhǎng)點(diǎn)，無(wú)線通信技術(shù)在汽車等移動(dòng)系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用前景。起初，藍(lán)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(lán)牙應(yīng)用：如遠(yuǎn)程車輛狀況診斷，車輛安全系統(tǒng)，車對(duì)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(gè)國(guó)家和我國(guó)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(huì)用200多個(gè)傳感器，將來(lái)會(huì)越來(lái)越多，這些有傳感器的汽車每一個(gè)部件，都需要跟網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來(lái)，所以汽車在運(yùn)行的時(shí)候可以通過(guò)后臺(tái)告警，顯示哪個(gè)地方會(huì)出現(xiàn)故障，同時(shí)可以減少汽車追尾、解決等待時(shí)間以及尾氣排放等問(wèn)題，這就是智能交通，也是“智慧”城市必不可少的一部分。而藍(lán)牙完全可以承擔(dān)起傳感器角色，它的微型化，高度集成化，休眠功能，廉價(jià)性，開放性是傳感器無(wú)線傳輸?shù)幕咎卣?。概括起?lái)，目前藍(lán)牙技術(shù)在汽車上的拓展應(yīng)用場(chǎng)景集中體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
2．2 應(yīng)用場(chǎng)景
免提電話 當(dāng)用戶進(jìn)入車內(nèi)，車載系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)連接上用戶手機(jī)。用戶在駕車行駛過(guò)程中，無(wú)須用手操作就可以用聲控完成撥號(hào)、接聽、掛斷和音量調(diào)節(jié)等功能，可通過(guò)車內(nèi)麥克風(fēng)和音響系統(tǒng)進(jìn)行全雙工免提通話，實(shí)際上就是與車內(nèi)藍(lán)牙設(shè)備完全構(gòu)成車內(nèi)微微網(wǎng)，實(shí)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(lán)牙的手機(jī)控制車門和車中的各類開關(guān)，包括汽車的點(diǎn)火控制等。本應(yīng)用實(shí)際是利用藍(lán)牙鑒權(quán)“綁定”和藍(lán)牙地址“惟一”的特點(diǎn)，強(qiáng)化無(wú)線搖控的可靠性和安全性。
音樂(lè)下載 用戶可以通過(guò)手機(jī)加藍(lán)牙下載音樂(lè)到汽車音響中播放。其優(yōu)點(diǎn)在于無(wú)線鏈接的智能化和高速傳輸。
電子導(dǎo)航 用戶可以通過(guò)手機(jī)加藍(lán)牙下載電子地圖等數(shù)據(jù)到車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)中，導(dǎo)航系統(tǒng)得到當(dāng)前坐標(biāo)參數(shù)由藍(lán)牙再通過(guò)手機(jī)短信傳回導(dǎo)航中心，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)車輛定位和導(dǎo)航。
汽車自動(dòng)故障診斷系統(tǒng) 車載系統(tǒng)可以通過(guò)手機(jī)加藍(lán)牙將故障代碼等信息發(fā)往維修中心，維修中心派人前來(lái)修理時(shí)可以按故障代碼等信息準(zhǔn)備好相應(yīng)的配件和修理工具，現(xiàn)場(chǎng)排除故障。
車輛定位 藍(lán)牙地址惟一性特點(diǎn)，給車輛的身份確認(rèn)和定位提供了技術(shù)解決方案。首先，汽車上的藍(lán)牙可以通過(guò)周邊附有藍(lán)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(rèn)自身的準(zhǔn)確位置。其次，以藍(lán)牙微微網(wǎng)加移動(dòng)通信構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)可以在需要時(shí)實(shí)時(shí)查找汽車位置信息。