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(kāi)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(kāi)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(méi)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(ài)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?？春谩＼囕d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(kāi)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(tīng)、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(kāi)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。
    汽車擁堵  目前，汽車擁堵在大城市已是一個(gè)非常突出的問(wèn)題，特別是在我國(guó)，已到了非治理不可的地步了，這其中除了車輛增長(zhǎng)過(guò)快以外，沒(méi)有一個(gè)智能化的信息平臺(tái)也是一個(gè)重要的方面。藍(lán)牙芯片價(jià)格便宜，又具有地址功能，所以用藍(lán)牙在城市構(gòu)成微微網(wǎng)，可以迅速組網(wǎng)，從而用最少的經(jīng)費(fèi)實(shí)現(xiàn)交通管理信息化的要求。一方面，交管部門可以通過(guò)附有藍(lán)牙的汽車掌握流量信息并及時(shí)發(fā)布(而不是實(shí)況視頻)實(shí)現(xiàn)智能管理，車載藍(lán)牙實(shí)時(shí)系統(tǒng)可以提示駕駛員避開(kāi)擁堵路段繞過(guò)行駛。
2．3 應(yīng)用現(xiàn)狀
    德?tīng)柛Ｆ囅到y(tǒng)公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出可以讓駕乘人員用語(yǔ)音進(jìn)行操控的車載藍(lán)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(lán)牙技術(shù)的車內(nèi)無(wú)線免提規(guī)格——“CCAP”。利用該規(guī)格的技術(shù)方案，手機(jī)通過(guò)藍(lán)牙技術(shù)無(wú)線連接車載音響等設(shè)備，在行車時(shí)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)商推出了一種基于藍(lán)牙的汽車工具包。有了它，用戶操控手持藍(lán)牙設(shè)備，就能夠與汽車設(shè)備之間進(jìn)行無(wú)線聯(lián)系，比如無(wú)線遙控打開(kāi)車門、搖控點(diǎn)火，與車內(nèi)車輛檢測(cè)系統(tǒng)無(wú)線交換數(shù)據(jù)庫(kù)。采用藍(lán)牙技術(shù)的車載裝置將使人們很容易在車內(nèi)通過(guò)英特網(wǎng)下載音樂(lè)、錄像和發(fā)送電子郵件。
    然而到目前為止，汽車電子采用藍(lán)牙技術(shù)的步伐仍然很緩慢，汽車物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)用階段還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有形成，主要原因是汽車工業(yè)對(duì)可靠性的要求和面臨的環(huán)境挑戰(zhàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他情況下的器件運(yùn)用，而藍(lán)牙的初忠是為了解決諸如電腦的連線問(wèn)題，沒(méi)有過(guò)多考慮惡劣的使用環(huán)境。從用戶心理考慮，至少花費(fèi)了十多萬(wàn)購(gòu)買的汽車，一般來(lái)說(shuō)很難容忍一些小的設(shè)備故障，而對(duì)普通設(shè)備系統(tǒng)來(lái)說(shuō)這些問(wèn)題卻可被接受。而現(xiàn)實(shí)是，汽車行駛時(shí)會(huì)遇到凹凸不平的路面，振動(dòng)很強(qiáng)烈，有時(shí)灰塵也很大。同時(shí)，溫度有可能也有很大的變化，不同的外部環(huán)境下，車內(nèi)外的溫度變化范圍可能從-40～50℃，這對(duì)車載電子設(shè)備來(lái)說(shuō)都是十分不利的。好在許多藍(lán)牙芯片制造商順應(yīng)了藍(lán)牙技術(shù)的拓展運(yùn)用，研究開(kāi)發(fā)了新版本的藍(lán)牙芯片，使得藍(lán)牙芯片的適應(yīng)性更強(qiáng)，藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用將更加廣泛。如CSR公司已推出第六代BlueCore藍(lán)牙芯片。BlueCore6可提供行業(yè)領(lǐng)先的無(wú)線電性能和低功耗，并完全支持最新版藍(lán)牙技術(shù)規(guī)范(v2．1+EDR)。BlueCore 6包含了CSR公司的AuriStream技術(shù)，Auri Str-eam技術(shù)可提供更高的語(yǔ)音質(zhì)量，與標(biāo)準(zhǔn)的藍(lán)牙語(yǔ)音傳輸方式相比，BlueCore6-ROM功耗降低了40％。
    本研究從藍(lán)牙在汽車車門搖控和汽車點(diǎn)火控制與閉鎖人手，探索藍(lán)牙的二次開(kāi)發(fā)運(yùn)用，應(yīng)用的基本框架是：藍(lán)牙搖控器作主設(shè)備，藍(lán)牙從設(shè)備置于車門控制電路和點(diǎn)火開(kāi)關(guān)電路之中，控制器可以發(fā)出兩個(gè)指令，即車門開(kāi)啟和火點(diǎn)搖控閉鎖。由于本次匹配采用“綁定”方式，接通速度大大提高，減少了誤動(dòng)作，增強(qiáng)了可靠性，一般很難截獲無(wú)線信號(hào)，同時(shí)，藍(lán)牙設(shè)備可與手機(jī)保持聯(lián)絡(luò)，構(gòu)成報(bào)警系統(tǒng)。電路圖如圖1所示。

    本藍(lán)牙芯片型號(hào)為：CSR BC4(v2．0+EDR)，8 MbFLASH，具有PIO0～PIO11，AIO0，A101，USB，PCM，UART及SPI接口，模塊內(nèi)置8 Mb FLASH，功能強(qiáng)大，用戶可定制軟件，適用于各種藍(lán)牙應(yīng)用。板載天線，便于嵌入式應(yīng)用，藍(lán)牙協(xié)議版本為v2．0，兼容v1．2，USB協(xié)議USB 1．1，兼容USB 2．0(全速模式)，其主要技術(shù)指標(biāo)為：頻率2．4 GHz(ISM band)；調(diào)制方式GFSK(Gaussian Frequency Shift Keying)；發(fā)射功率≤4 dBm，ClassⅡ；靈敏度≤-84 dBm@0．1％BER；通信速率Asynchronous：723．2 Kb／s，(Max)／57．6 Kb／sSynchronous：433．9 Kb／s／433．9 Kb／s；安全特性：Authentication and encryption；應(yīng)用框架支持HFP 1．5，HFP 1．0，SPP等；供電電源為3．3 V；工作溫度為-20～+55℃。

3 結(jié)語(yǔ)
    基于藍(lán)牙技術(shù)的汽車物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)，在國(guó)外已受到高度重視，應(yīng)用也不斷深入。而國(guó)內(nèi)這方面的研究與應(yīng)用進(jìn)展比較緩慢，即使是藍(lán)牙在汽車電子上的應(yīng)用還只是停留在概念上的較多。汽車上的電子系統(tǒng)基本還是原有的解決方案，這就給藍(lán)牙的技術(shù)應(yīng)用提供了廣闊空間。根據(jù)工信部的計(jì)劃，汽車物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目已被列為我國(guó)重大專項(xiàng)，將獲財(cái)政扶持資金，“十二五”期間，工信部將從產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等多方面著手，加大對(duì)車載信息服務(wù)的支持力度，以推進(jìn)汽車物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的全面鋪開(kāi)。因此，通過(guò)吸納國(guó)外同類產(chǎn)品的應(yīng)用模式，探索藍(lán)牙技術(shù)在汽車物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用場(chǎng)景，應(yīng)用價(jià)值，應(yīng)用環(huán)境，應(yīng)用電路，功能實(shí)現(xiàn)等，具有前瞻性和實(shí)用性，必將取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。利用“藍(lán)牙技術(shù)+3G移動(dòng)通信技術(shù)”來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車物聯(lián)網(wǎng)的“傳感”、“識(shí)別”、“不停車交費(fèi)”、“精確定位”、“故障診斷”、“微微網(wǎng)構(gòu)成”、“信息傳輸”與“交互”等功能，與常規(guī)電子設(shè)備相比，具有集成化、智能化程度高，可靠性和抗干擾能力強(qiáng)，安全性好，實(shí)現(xiàn)方便，性價(jià)比高，便于今后網(wǎng)絡(luò)化和智能化等多種優(yōu)勢(shì)。