藍牙技術(shù)在汽車電子裝置中的應用

　　一、藍牙技術(shù)的發(fā)展

　　藍牙技術(shù)，是以公元十世紀統(tǒng)一了國家的丹麥國王哈拉德·布魯圖斯（Harld Bluetooth）的名字命名的。這位與眾不同、功績顯赫的丹麥國王，無論如何也沒有想到他的名字居然會在千年以后成為一項高新技術(shù)的代名詞而響徹全球。中文譯名取藍色萌芽可以說是音意雙關(guān)。

　　藍牙技術(shù)（Bluetooth）是由東芝、愛立信、IBM、英特爾、諾基亞發(fā)起成立的藍牙國際集團（Bluetooth SIG，Special Interest Group）采用了技術(shù)標準公開的策略來推廣成功的，該組織成立于1998年5月。1999年12月1日，美國的軟件巨頭微軟公司也一改過去觀望的態(tài)度，正式宣布加盟藍牙特殊利益集團、并與3Com、朗訊、摩托羅拉公司及原有的五家公司一起成為藍牙特殊利益集團的九個領(lǐng)導成員，共同致力于在全球范圍內(nèi)將此項無線連接技術(shù)標準推向市場。到2000年11月， 藍牙特殊利益集團SIG自成立以來，加盟支持的公司已超過2000余家，其中包括諸如AMD、康柏、DELL、惠普、德儀（TI）、高通以及卡西歐、飛利浦、三星、LG、精工、夏普等許多世界著名的計算機行業(yè)、通信領(lǐng)域以及消費電子產(chǎn)品，甚至還有汽車與相機制造商和生產(chǎn)廠家。一項公開的、全球統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范得到了工業(yè)界如此廣泛的關(guān)注和支持是以往所罕見的，幕后的原因必然是基于此項藍牙”技術(shù)的產(chǎn)品具有廣闊的應用前景和巨大的潛在市場。美國權(quán)威性雜志《網(wǎng)絡計算》將藍牙與８０２．１１ｂ無線局域網(wǎng)及寬帶技術(shù)等評為了“十年來十大熱門新技術(shù)產(chǎn)品”?？梢灶A計，藍牙技術(shù)將會給現(xiàn)代信息社會中，人們工作和生活方式帶來一場新的革命。在不久的未來，基于藍牙技術(shù)的產(chǎn)品將會形成一個新的浪潮，勢不可擋地席卷全球。

　　二、藍牙技術(shù)

　　藍牙是一種極其先進的大容量近距離無線數(shù)字通信的技術(shù)標準，其目標是實現(xiàn)最高數(shù)據(jù)傳輸速度1Mbps（有效傳輸速度為721Kbps）、最大傳輸距離為10 厘米～10米，通過增加發(fā)射功率可達到100米。其使用的收發(fā)器是不必經(jīng)過申請便可使用2.4GHz的ISM（工業(yè)、科學、醫(yī)學）頻帶，在其上設(shè)立79個頻帶為1MHz的信道，以每秒切換1600次的頻率、滾齒方式的頻譜擴散技術(shù)來實現(xiàn)電波的收發(fā)，，并能夠同時支持同步通訊和異步通訊。

　　利用藍牙技術(shù)的設(shè)備可以和其他七個以內(nèi)的設(shè)備構(gòu)成所謂的藍牙微網(wǎng)（Piconet），共享1Mbps的頻寬，而一個藍牙設(shè)備可以同時加入8個不同的微網(wǎng)，每個子網(wǎng)分別有1Mbps的傳輸頻寬。運作時，二個以上的裝置共享一個頻道即構(gòu)成一個微網(wǎng)，并由其中一個裝置主導傳輸量。由于同一時間每個裝置還可以分別隸屬于不同的微網(wǎng)，因此，各個藍牙裝置就可通過網(wǎng)網(wǎng)互連，互相傳遞資訊。當設(shè)備未加入藍牙微網(wǎng)時，它會先進入待機狀態(tài)，在此狀態(tài)下，隨時監(jiān)聽傳呼訊息，直到收到的訊號與自己本身的識別碼相關(guān)時才會啟動自己，并且呼叫連結(jié)程序，接著進行識別碼的確認及信號時間的同步，以便決定往后跳頻，從而建立一個微網(wǎng)絡。在這樣一個微網(wǎng)中，用戶將不再受到各種電纜的束縛，能夠輕而易舉地擁有一處寶貴的個性化空間，輕松享受無限自由的樂趣。

　　采用藍牙技術(shù)，可以通過嵌入在電子裝置上的一個寫有程序的微電子芯片，使所有相關(guān)設(shè)備在有效范圍內(nèi)完成相互交換信息、傳遞數(shù)據(jù)的工作。它省去了那些將移動電話、個人信息處理系統(tǒng)及其他一些電子設(shè)備相互連接的電纜裝置。

　　當然，作為一種近距離的無線通信技術(shù)，藍牙技術(shù)并不是唯一的。但是與其他相應的無線通信技術(shù)比較起來，藍牙技術(shù)的優(yōu)勢就在于它的全球統(tǒng)一的、開放的技術(shù)標準，藍牙可傳送影音資料，其他則不可能。另外，藍牙不但可穿透物體傳輸，且沒對準接收模組的方向就可傳送資料，這是紅外線傳輸無法作到的。對于移動設(shè)備而言，藍牙具明顯優(yōu)勢。藍牙最大的優(yōu)勢還在于，在更新網(wǎng)絡骨干時，如果搭配藍牙架構(gòu)進行，使用整體網(wǎng)路的成本肯定比鋪設(shè)線纜低。

　　三、在汽車電子裝置上的應用

　　藍牙技術(shù)雖然出現(xiàn)不久，但已受到許多方面的關(guān)注。它在汽車電子裝置上的應用前景非?？春?。剛開始，藍牙技術(shù)主要應用在電話方面。但以后會有更多的服務提供，遠程車輛狀況診斷，車輛安全系統(tǒng)，車對車通訊，多媒體下載等都會實現(xiàn)。

　　ABI 發(fā)表的有關(guān)汽車與無線技術(shù)的調(diào)查報告顯示，隨著在汽車中使用藍牙和Wi-Fi（802.11）無線技術(shù)，汽車內(nèi)外的環(huán)境正在發(fā)生革命性的變化”。將來，以 Wi-Fi和藍牙為基礎(chǔ)的汽車應用將為各行各業(yè)帶來新的機會，從硅提供商到硬件制造商、汽車制造商、汽油零售企業(yè)等。

　　電信正在成為汽車業(yè)界藍牙技術(shù)的推動力，另一方面，美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）對DSRC（窄帶通信）的5.850～5.925GHz頻帶的分配推動了Wi-Fi的發(fā)展?；?，將會進一步促進收費、移動商務和娛樂等具有相互運用性的基于Wi-Fi的汽車服務。

　　不過，要想在汽車的生產(chǎn)工序中使用802.11硬件可能還需要2年左右的時間，但是支持藍牙的設(shè)備則將要配備在美國、日本、歐洲的若干車型中。據(jù)報告預測，在2008年之前約20%的新車將嵌入藍牙硬件，約18%的汽車將嵌入802.11硬件。

　　德爾福汽車系統(tǒng)公司已經(jīng)開發(fā)出可以讓駕乘人員用語音進行操控的車載藍牙設(shè)備；豐田汽車、日本電裝、NTTDOCOMO、松下電器產(chǎn)業(yè)、日產(chǎn)汽車和東芝等六家公司共同制訂了利用藍牙技術(shù)的車內(nèi)無線免提規(guī)格--“ＣＣＡＰ”。利用該規(guī)格，手機通過藍牙技術(shù)無線連接車載音響等設(shè)備，在行車時可以構(gòu)筑更加安全的通話系統(tǒng)。摩托羅拉公司還為汽車生產(chǎn)商推出了一種藍牙汽車工具包。有了它，用戶操控手持藍牙設(shè)備，就能夠與汽車設(shè)備之間進行無線聯(lián)系，比如無線遙控打開車門、與車內(nèi)車輛檢測系統(tǒng)無線交換數(shù)據(jù)庫。采用藍牙技術(shù)的車載裝置將使人們很容易在車內(nèi)通過英特網(wǎng)下載音樂、錄像和發(fā)送電子郵件。

　　同時，藍牙技術(shù)還可讓用戶在駕車時將移動電話和車載電腦進行連接，就算此時你的車載電腦已關(guān)閉，也可以“委托”藍牙去尋找相關(guān)資料，在駕駛的同時把問題解決。另外，有了藍牙技術(shù)，駕駛者還可以通過移動電話屏幕隨時閱讀郵件標題并查閱電子郵件，甚至還可以下載音頻和視頻內(nèi)容，這一切使汽車網(wǎng)絡化的夢想得以實現(xiàn)。更重要的是，藍牙可以幫助汽車各部份數(shù)據(jù)處理器實現(xiàn)無線連接，使車上所有的信息裝置都實現(xiàn)數(shù)字化，包括汽車車廂、發(fā)動機、底盤、電器、座椅等，從而使汽車真正實現(xiàn)網(wǎng)絡化與智慧化。用戶可以在接近自己汽車的短程范圍內(nèi)，通過手機讓汽車預先發(fā)動起來，以便隨時出發(fā)。

　　有技術(shù)人員預期，將來的汽車一旦發(fā)生故障，故障碼會立刻顯示在電腦屏幕上。駕駛者可以通過“藍牙”技術(shù)發(fā)E-mail到指定的汽車維修中心，那里的工程師通過查看故障碼和從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取的車輛相關(guān)資料，可以遙控判斷故障位置和原因，并擬定解決方案，然后將這些數(shù)據(jù)返回給駕駛者，由其本人完成數(shù)據(jù)糾錯和故障即時排除。毫無疑問，“藍牙”技術(shù)已經(jīng)逐步延伸到汽車領(lǐng)域，它將使汽車的內(nèi)外環(huán)境發(fā)生革命性的變化。

　　然而到目前為止，汽車工業(yè)采用藍牙技術(shù)的步伐仍然很緩慢，主要原因是汽車工業(yè)對可靠性的要求和面臨的環(huán)境挑戰(zhàn)遠遠高于臺式設(shè)備。大部份為買新車至少花費了2 萬美元的汽車用戶，一般來說很難容忍一些小的計算故障，而對臺式系統(tǒng)來說這些問題可被接受。汽車行駛時會遇到不平的路面，不同的外部環(huán)境下，車內(nèi)的溫度變化范圍可能從-40~185°F，這對車載電子設(shè)備來說都是十分不利的。

　　Malhotra 說：“如果你想在車內(nèi)使用電話或其它的免提電子設(shè)備，就必須要考慮一些技術(shù)問題。”聯(lián)合商情信息公司分析師Frank Viquez表示：“極端的溫度條件和沖擊震動是目前為止影響藍牙產(chǎn)品在汽車工業(yè)中獲得普及的主要障礙。”Viquez說，“但是，我們開始看到有重大的轉(zhuǎn)機出現(xiàn)。”

　　CRS 公司不久前宣布新推的Bluecore-2外部芯片，其處理能力可支持車載免提移動電話，適應在-40-85℃范圍內(nèi)的苛刻環(huán)境下工作。該芯片已經(jīng)開始大批量生產(chǎn)，具有支持免提和其它協(xié)議層的功能，例如主控制器接口，不再需要分離的處理器。CSR也向開發(fā)藍牙系統(tǒng)的汽車制造商和第一級供應商，提供包括芯片和支持電路在內(nèi)的參考設(shè)計。

　　英飛凌（Infineon）科技公司以及Broadcom公司也已經(jīng)推出了可以在汽車溫度范圍下工作的藍牙芯片。據(jù)稱，英飛凌的BlueMoon單芯片和 Broadcom的BCM2033單芯片藍牙系統(tǒng)都具有從-40-105℃溫度范圍內(nèi)正常工作的能力。英飛凌還宣稱其芯片通過了-40-105℃溫度范圍內(nèi)的藍牙SIG（藍牙特殊利益小組）認證。這些芯片的問世對于在車輛中引入藍牙短距離無線技術(shù)是非常關(guān)鍵的。為進一步促進藍牙在汽車工業(yè)的廣泛應用，AMI-C和SIG等團體還宣稱將努力加速標準起草的工作。AMI-C期望能建立規(guī)范，把駕駛員與基于藍牙技術(shù)的產(chǎn)品之間交互操作的方式進行標準化。據(jù)他們聲稱，這些標準將有助于減少駕駛員的識別工作。AMI-C也宣布計劃解決與其它器件之間的電磁干擾問題，例如工作在相同或臨近頻率的衛(wèi)星廣播接收機等設(shè)備。Malhotra說，“當前，對于藍牙器件和衛(wèi)星廣播的帶外通訊是否會彼此干擾的問題，我們還不能十分肯定。”

　　其它的藍牙供應商也在檢查諸如安全性之類的問題。Rappore Technologies公司市場總監(jiān)Gordon Mella認為，車內(nèi)藍牙器件可以發(fā)射信號，這些信號可能被臨近的車輛截收。他說，“大多數(shù)人并不十分了解鎖定自己端口的意義，但是我們需要使客戶確信，黑客無法闖入他們自己的網(wǎng)絡。”該公司不久前發(fā)布了名為Rappore Shield v1.0的軟件技術(shù)，應用于藍牙設(shè)備，解決潛在的安全問題。