汽车蓝牙技术原理与应用

汽车蓝牙技术原理与应用 第 36卷第 3期Vo .l 36 No. 3 拖 拉 机 与 农 用 运 输 车2009 年 6 月 Trac to r & Fa rm Tran spo rte r J une , 2 0 0 9 汽车蓝牙技术原理与应用 朱双华 , 钟建国()株洲职业技术学院 ,湖南 株洲 412001 摘要 :阐述蓝牙技术的特点和原理 ,并对蓝牙技术在 03 款奥迪 A8 轿车的应用作了说明 。 关键词 : 汽车 ; 蓝牙技术 ; 应用 ( ) 中图分类号 : TP92; U473. 6文献标识码 : B文章编号 : 1006- 0006 2009 03 - 0005 - 02 P rin c ip le a nd Ap p lic a tio n o f A u tom o b ile B lu e too th Te c h no lo g y ZHU S huang 2hua, ZHONG J ian 2guo ( )Zhuzhou P rofe ssiona l In stitu te of Techno logy, Zhuzhou 412001, Ch ina A b s tra c t: Th is a rtic le e labo ra ted the b lue too th techno logy cha rac te ristic s and its app lica tion in 2003 A ud i A8. Ke y w o rd s: A u tomob ile; B lue too th techno logy; App lica tion 总线或网关来实现 。最廉价的方法是通过电缆直接使 CAN 总线和 1 特点PC机相连 ,但电缆必须很短 ,根据 CAN 的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 在 1 M b it / s下应小于 ()蓝牙 B lue too th是 1998 年 5 月 5 家世界著名的大公司 ———爱立 ( ) ( ) ( ) 信 E ricsson、诺 基亚 Nok ia 、东 芝 To sh iba 、国 际 商 用 机 器 公 司 在实际应用中可以再长一点 ,但从使用方便来说还是不够长 。30 cm , ( )( )IBM 和英特尔 In tel联合宣布的一项技术 。其实质内容是建立通 ) ( 在新的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 中 ,也使用 CAN /U SB 通信串行总线 网关 。同时 ,因蓝用的无线电空中接口及其控制软件的公开标准 , 使通信和计算机进 牙技术可在汽车系统和生产工具间建立无线通信 ,所以有很大优势 。一步结合 ,使不同厂家生产的仪器 、便携式设备如车载电话 、移动电 表 1 是 U SB 和蓝牙技术的简要比较 。话 、手提电脑等 , 在没有电线或电缆相互连接的情况下 , 能在近距离 表 1 U SB 和蓝牙技术的简要比较 [ 1 ] 范围内具有互用 、相 互操 作的性 能 。汽车系 统和 蓝牙技 术相 结 Ta b. 1 B rie f C om p a riso n o f U SB a n d B lu e to o th Te c h no lo g y 合 ,将会给汽车的生产和服务带来更大的方便 ,如果进一步和移动电 () U SB B lue too th蓝牙 参 数话甚至 In te rne t联接起来 ,车主在任何时间任何地点都可以了解汽车 数据吞吐率较大小反应时间 较快 慢 差 的状况并给予必要的控制 。蓝牙技术是一种低功耗的无线技术 , 成 安全性 灵好 很好 本低 ,实现容易 ,便于推广 。但要在汽车内实现蓝牙技术 ,还需要使 活性 价格 差 高 很蓝牙技术和 CAN 等技术相配合 。 多功能性 低 好 蓝牙技术支持“点对点 ”和“一点对多点 ”的通信 ,基本网络组成 差 ( ) 是皮可网 P icone t。通过蓝牙技术连接在一起的所有仪器就是一个 皮可网 。由于具有蓝牙技术的电子模块尺寸较小 , 使其能够安装在 可以看出 ,蓝牙技术的最大优点是无线连接 ,它不仅可用在汽车小型电子仪器中 ,并具备发射器和接收器功能 ,一旦具有蓝牙技术的 和生产工具之间 ,还可用在汽车和车主喜好的服务工具之间 ; 最大的 两个仪器相遇 ,便会自动建立通信联系 , 同时构成皮可网 ,此间不需 缺点是反应时间较慢和安全性较差 。蓝牙技术是为任意实体间建立 [ 2 ] 要用户介入 。一个皮可网最多可以为 8 个活跃的蓝牙技术仪器 开放连接而开发的 , 但 对汽 车系统 来说 在大部 分情 况 下 是 专 一 连 提供地址 ,也可以最多同时排列 256 个非活跃的蓝牙技术仪器 。皮 接的 。 可网中需要有一个核心部件 ———指令器 ,由指令器构造皮可网 ,其它 2 关键技术 的仪器需要与指令器适配同步 。只有从指令器得到数据包的仪器才 为使蓝牙技术在汽车中真正具有吸引力 , 必须能够在标准蓝牙 允许作出应答 ,这样在构造皮可网时就不会混乱 。 2003 款奥迪 A8 MAC层与用户订制的 MAC 层间切换 。用户订制的 MAC 层主要是 轿车的电话 /电子通信系统控制单元就是蓝牙技术的指令器 。 为获得更好的实时性 ,并简化避免窃听和其他蓝牙站的干涉 。主要 新一代的汽车将包含更多的通过两个或更多的网络连接起来的 的时间要求是 : 以 1 000 ,5 000 b it / s的速度 交换 CAN 信 息 , 如对 微处理器 ,其优点是汽车 参数可以通过软件个别定制 , 并且汽车具 10 ,20 b it长的数据包 ,需要 75 ,100 kb it / s的速率和 5 ,10 m s的转 有更大程度上的自诊断功能 。为充分利用这些特点 ,应在汽车系统 换时间 。 (和生产工具以及服务工具 用以下载新软件 、新参数或上载汽车状 蓝牙技术工作在全球通用的 2. 4 GH z ISM 频段 , 数据传输速率 )态 、诊断信息等 间建立双向通信 。这些生产工具在很大程度上是基 为 1 M b it / s。蓝牙技术发射器的发射半径为 10 m , 在特殊情况下通 于 PC机技术 ,汽车系统和生产工具间的连接是通过电缆 、直接 CAN 过附加信号放大器可以达到 100 m。在蓝牙技术的发展上 ,生产商花 了很大气力来保证数据安全 , 以防止数据在传输时被窃听和操纵 。 数据通过一个 128 比特长的密码编码 , 接 收 器 通 过 一 个 1 2 8比 特 长 收稿日期 : 2008 - 04- 03( )基金项目 : 2006年度湖南省科学研究项目 06D 098 ?5? ( ) 的密码对其正确性进行检测 。所有仪器使用同一个密码 ,通过密码是两根缠绕在一起的双绞线 分别为 CAN - H igh和 CAN - Low。不同仪器可以相互识别 。密码在每次连接时重新生成 。因为作用半 径为 10 m ,也提高了数据的安全性 。 3 在汽车上的应用 3. 1 应用场合 蓝牙技术在汽车上服务的场合如下 : )1 当汽车进入服务站时 ,它的蓝牙站和服务站主计算机建立连 接 ,与汽车计算机通过蜂窝电话系统交换信息 ; )2服务站主计算机提醒服务人员分配任务 , 同时他的 PC 机和 汽车建立连接 ,并下载一些需要的信息 ; )3服务人员在其 PC 机上获得必要的工作指示 , 当给汽车服务 图 2 2 0 0 3 款奥迪 A 8 轿车的总线网络示意图时 ,他可通过 PC机控制和调节一些功能 ,如灯 、窗户 、空气 、发动机参 F ig. 2 M a in L in e N e tw o rk S c h em a tic D raw in g o f 20 0 3 A u d i A 8 数等 ,也可为任何电子控制单元下载最新版本的软件 。 () 多媒体定向系统传输 M ed ia O rien ted System s Tran spo rt简称为 前两点是无可争论的 ,但汽车制造商喜欢隐藏或控制一些信息 MO ST,光纤数据总线 MO ST技术的环形结构中 , 控制单元通过一根 以致它们不能被未授权者改变 。第 3 点更具有魅力 ,在将来 ,汽车可 光导纤维把数据传送至环形结构中的下一个控制单元 , 这个过程一 通过 PC机实现远程控制 ,这将会遇到高实时性和不受干扰问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。因 直持续到数据返回至原先传送它们的那个控制单元 ,由此 ,形成了一 此 ,我们要区分开两种模式 :连接模式和控制模式 。 个闭合的环路 。MO ST总线系统的诊断是借助于数据总线的诊断接 (在连接模式下 ,帄常的蓝牙 MAC 层 M ed ia A cce ss Con tro l- 数据 口和诊断 CAN 进行的 。 )链路层 可以很好地工作 。然而 ,在控制模式下 ,蓝牙的 MAC层就不 该车利用电子通信控制单元等 ,实现蓝牙技术 ,不仅能用于打电 是很合适 。当建立连接时 ,仅需要点到点的连接 ,别的服务如漫游 、 话 ,还可以用来听音乐 。奥迪与韩国三星公司合作开发的车载蓝牙 临近连接等将会产生问题 。因控制模式 MAC 的特性是由汽车制造 音乐系统中 ,根据三星公司与奥迪达成的技术合作 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 ,三星向奥迪 商确定 ,所以 ,必须能从蓝牙 MAC层向用户订制的 MAC 层切换 。蓝 A8 汽车的收音系统发射数据 ,播放 M P3。三星和奥迪之间进行音乐 牙组织没有必要重新设计当前的 MAC 层或提供更实时的 MAC 层 。 传输遵循了基于蓝牙技术的 A dvanced A ud io D istribu tion P rofile协议 , 这一般由汽车制造商自己或他们的组织来制定 , 但为使在每辆汽车 三星可以实时的通过蓝牙连接方式向奥迪 A8 发送 M P3 音乐的数 内包含一个蓝牙节点对汽车制造商有更大的吸引力 , 通常以用户定 据 ,而奥迪 A8 中内置的蓝牙组件可以将三星通过蓝牙连接发送来的 制的 MAC来暂时替代蓝牙 MAC。 音乐数据实时播放 ,达到了手机存储资源和汽车播放资源的同时利 3. 2 汽车中的蓝牙网 用 。很多 M P3 播放器产品就有类似的功能 。有的 M P3 产品本身具 在汽车里 ,每个车门 、前座和操纵轮都有灵活的电缆 , 而这些灵 有 FM 发射功能 ,它可以将内部的 M P3 音乐调制成 FM 发射所需要 活的电缆常常会出现问题 。在这里 ,可以小范围内采用无线电缆延 的信号 ,而汽车通过其 FM 收音系统接收由 M P3 播放器发送来的 FM 伸器 ,但在 CAN 网络中 ,小范围内实现可靠的位到位无线连接很困 信号 ,并播放出来 。而三星提供的服务信号不需要将 M P3 音乐调制 难 ,因此电缆延伸器应该是网桥而不是简单的转发器 。而且 ,在小范 成 FM 信号 ,而是将数据通过蓝牙传输到汽车的相关系统中 。 围内的位到位电缆延伸器需要 14 个无线单元 ,还要求网络间的兼容 4 前景 性 ,所以这种体系结构根本没有吸引力 。另一种 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 是用一节点相 连 ,仅需 8 个基站 。这样 ,利用电缆延伸器可把 CAN 网分为两个网 , 汽车电气系统与蓝牙技术相结合 ,给汽车的使用和服务带来了 ( ) 更大的方便 ,将皮克网 P icone t与移动电话甚至 In te rne t连接起来 , 其中一个网络将仅由一个节点组成 ,这就解决了高复杂性和高费用的 车主在任何时间 、任何地点都可以了解汽车的状况 ,并给予必要的控 问题 。另外 ,基站可能与其它蓝牙特性将产生兼容问题 ,因此应用也 制 ;当汽车进入维修服务站时 ,汽车的皮可网会与服务站的计算机建 可减少 ,这就同时降低了硬件价格 。汽车中的网络拓扑如图 1所示 。 立通信 ,服务人员可以通过服务站的计算机获得必要的工作指示 。 给汽车服务时 ,可以通过服务站计算机设置 ,调整一些参数 ,如车灯 、 发动机 、空调系统的参数 ,还可以为汽车任何系统的电控单元下载最新版本的软件 。 在汽车工业中把蓝牙技术用做 CAN 网络的网关 ,将使汽车具有 更高的无线接口能力 ,从而具有更广阔的市场前景 。为得到这个市 场 ,必须在汽车中存储专用的蓝牙 MAC 层 ,并能通过 CPU 的指令在 它与用户订制的 MAC间切换 。如果蓝牙芯片与用户订制 MAC 相结 合 ,将蓝牙单元安置在需要灵活电缆的地方 ,这将不仅仅是上面提到 的蓝牙 CAN 网关通信 ,其市场潜力会更大 。 图 1 汽车中的网络拓扑结构F ig. 1 N e tw o rk To p o lo gy in A u tom o b ile :参考文献 3. 3 在 0 3 款奥迪 A8 轿车上的应用 [ 1 ] 张凤山 . 奥迪系列轿车维修保养手册 [M ]. 北京 :机械工业出版社 , 2006. 在汽车上实现蓝牙技术 ,需要蓝牙技术与汽车原有的 CAN 总线 [ 2 ] 李东江 ,张大成 . 汽车车载网络系统原理与检修 [M ]. 北京 : 机械工业出 技术 、光纤数据总线技术等相连接 。图 2 为 2003 款奥迪 A8 轿车的 版社 , 2007.总线网络示意图 。 () 编辑 郭聚臣